如何利用項目TRIZ矛盾定義方法,突破產品“創新”難題?
編輯導語:產品在進行開發設計時,需要在市場中找準自身定位,了解用戶需求,降低開發設計成本,其中,產品在開發設計時需要找到矛盾所在。本文作者就如何利用項目TRIZ矛盾定義方法解決產品開發問題做了總結,一起來看一下。
一、前言
新產品在開發設計期間,主要解決的問題有以下三點:
- 確認顧客真正的需求,要能被市場接受,以提高銷售量。
- 要比其他的競爭者企業,更快將新產品導入市場。
- 減少開發設計時間產生的問題,降低設計變更和客戶市場抱怨,從而避免開發周期延長和開發成本提高。
利用(Theory of Inventive Problem Solving;簡稱TRIZ [取俄文的縮寫])從40發明原理、物場分析方法、76標準解、科學效應知識庫,以及技術系統進化法則等相關等工具,推導出具備創新的想法,從而產生專利并產生獨特且可以實現的概念,藉以解決開發設計的技術問題,已在國內眾多產業及公司被實際廣泛應用證明是可落地。
二、如何利用40發明原理?
在實際研發項目解題中,如何在40發明原理中選取出與問題相對應的原理,從而產生想法,是學員們首先要面臨到的考驗。
以下筆者將提出常用的四種做法:
① 面對較模糊問題、沖突不明顯的問題或在問題分析的初始階段,常使用“瀏覽法”選用發明原理。
②?技術矛盾可使用39個通用工程參數、TRIZ 2003年新版矛盾矩陣48個工程參數、軟件24個工程參數進行描述,即轉化為TRIZ的標準沖突。然后到矛盾矩陣中查找相應的發明原理來解決,發明原理即為問題的標準解法。
③ 2003年新版矛盾矩陣表,將解決物理矛盾的發明原理單獨列舉出來,可以制作出一張“發明問題解決引導表”,能夠更高效、有序地解決系統對同一個參數存在相反的要求而產生的物理矛盾,如表所示。
④ 對于物理矛盾,也可直接用分離原理求解,也常常將分離原理與發明原理聯合起來求解,分離原理與發明原理的關系,如表所示。
三、如何定義矛盾?
因此如何找到問題模型中的核心矛盾是非常關鍵的,常用方法有通過系統功能模型分析、物場模型分析、因果分析來確定,也可以結合其他創新方法,如QFD、AD、TOC等理論來確定,舉例如圖所示。
1. QFD
相關矩陣分析要點:
- 若一設計需求與多個其它設計需求有正相關,且不存在負相關——表示該設計需求存在很大潛在效率,可以被優先考慮。
- 存在負相關——不可因優化某一功能而導致另一功能惡化,設計考慮時須特別注意該設計需求。
- 負相關表示需進一步研究和調整——TRIZ技術矛盾!乃研發項目常招致延后、預算追加、客戶滿意度偏低失敗的重要原因。
圖片來源: https://www.cyut.edu.tw/~lschen/om/om5.pdf
2. 因果分析
案例討論:為了遏止超高速風扇的葉輪爆裂會產生碎片,該系統是由下列組件所組成:風扇、風扇護蓋(用來控制氣流的方向),以及裝甲鋼板防護環。
亟待解決的問題就是防護環過重,因此必須減少 50% 的重量。防護環必須遏止飛散的碎片——基于這個理由,所以防護環又厚又重。
葉輪爆裂的原因如下:因風扇旋轉導致會「拉扯」葉輪零件的離心力。材料的瑕疵和疲乏都會損害葉輪材料的強度。因此,葉輪可能會爆裂,進而導致葉輪碎片飛走。由于風扇的運轉速度很快,飛散的碎片具有很大的能量,因而可能會傷害到人員和飛行器的其他零件。
圖片來源: IWB軟件
在此例中,有下列四個矛盾(三個技術矛盾與一個物理矛盾):
- 若飛機需要加速飛行;推進器風扇愈需要快速旋轉,但愈容易產生風扇葉片微小碎片(惡化)。
- 若飛機需要加速飛行;推進器風扇愈需要快速旋轉,但風扇葉片愈容易變形往外(惡化)。
- 金屬外包環愈堅固厚實;飛機愈不容易受風扇葉片微小碎片與推進器碎片威脅,但愈不易于保養測試(惡化)。
- 希望金屬外包環在飛機飛行時愈堅固厚實,但在保養測試時愈輕巧。
3. 功能模型分析
案例討論:通過改善風道和風葉系統來改善吸塵器噪音問題,使用Problem Formulator 模式(在 IWB 軟件中稱為 Diagram )建立問題模型,圖形是由兩個重要的元素所組成:功能(Functions)與連結(Links)。
功能總計分為兩大類,在方框上用顏色與形狀來表示:
- Useful functions:以綠色的方框與直角呈現;
- Harmful functions:以紅色的方框與圓角呈現。
矛盾的根源會以黃色的方框呈現。
關聯結果是有用的:箭頭綠色,關聯結果是有害的:箭頭紅色。
根據Directions for Innovation分析出來的結果,會產生三種顏色讓您選擇:
- 紅色:代表有害功能要消除;
- 綠色:代表有用功能要提升;
- 黃色:代表物理矛盾;
- 黃色同時連接的紅色與綠色:代表技術矛盾。
如此可清晰表達問題,明確定義矛盾,更方便利用矛盾矩陣中查找相應的發明原理來解決。功能模型建置分析是TRIZ理論中的一種重要的問題描述和分析工具,用以建立與已存在的系統或新技術系統問題相聯系的功能模型。
四、結論
對的問題才會有對的答案,將問題做精確的分析才能夠明確的對應到相應的矛盾參數,所找到的發明原理才能夠更接近問題真實的答案,即應用這些原理使問題的解迅速收斂到正確的方向上,再結合專業知識與領域經驗,才能得到真正可落地的技術方案。
作者:鄭大興;編輯:illa
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題圖來自Unsplash,基于 CC0 協議
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