简化-利用工程思维的问题解决方法

1、Engineering Thinking- Engineering Problem Solving （利用工程思维的问题解决方法）卞 锺 大工程师（Engineer）的苦恼 需要工程思维的理由需要能够解决工程师所遇到的问题（技术克服 / 品质问题 / 设备故障 等）的体系化的问题解决方法解决难度大的新的问题 随着技术尖端化/精密化的难度和复杂性的增加 Smart Factory（技术融合）时代需要问题解决专家 面临过去未曾经验的新的问题 -. 不能指望前辈工程师/技术顾问的帮助 -. 在同一起跑线上和先进企业的工程师竞争 谁能先解决问题的竞争解决问题能力不足 具备专业知识，但 未学习体系化的问

2、题解决方法/步骤现有问题解决方法的局限性 Triz：缺少体系化的问题解决过程和步骤 6西格玛 -. 偏重于高级的统计方法，缺少工程本身方面的接近 70%以上问题不需要高级的统计方法-. 题解决过程复杂而且需要较长时间 -. 美国常用Engineering Problem Solving （Engineering Thinking） 的问题解决方法 -. 不仅在企业，在大学和高中、 初中也进行相关的教育Original ProblemStatementRedefineProblem(in EngineersLanguage)DevelopGeneral SpecificationBrainsto

3、rmAlternativesSelect MostViableAlternativeCheckProblemDefinitionReiterate UntilProblem is AppropriatelySolvedRedefineAnd AddSpecificationBrainstormAgain ifNecessary* 美国常春藤盟校（Ivy League）之一 达特茅斯学院的Engineering Problem Solving课程的问题 解决Cycle*“老师，看不见黑板！”问题是？如果是各位，会怎样对应？问题是？ 要把问题和表面上暴露的现象区分开来 顾客所说的内容是顾客所认知的

4、内容， 包含着顾客的偏见、成见和主观等因素 解决问题的人有必要通过对顾客提问和 观察等，重新明确问题 而且，工程师应能够做到用工程师的 语言（不是一般的语言）来重新定义 问题与4M沟通的语言需要差别对待现场作业者？-. 担当职员发通知发晚了-. 通知内容中的平面导向示意图有误-. 正门的保安是最近刚到岗的新员工，因此对园区不是很熟悉-. 因迟到的学员多，因此培训开始的时间晚了一个小时-. 因担当的职员最近太忙，因此未能修改导向示意图-. 最近到学院的道路正在施工-. 上次刮台风时，到学院的导向图被刮走了-. 园区入口没有到学院的导向示意图问题是？（实习）问题是什么？问题是 期待/目标（To-B

5、e）/理想的状态和目前现象（As-Is）之间的差异（Gap），是亟待解决的事项。理想的状态GAP实际/现象基准/目标/期待值问题现在的状态“所想的目标，想要达成的目标和现象之间的差异“1) 方针、目标和现象之间的差异2) 顾客要求的现象之间的差异3) 规格和现象之间的差异4) 标准（作业/技术标准）和现象之间的差异5) 过期的实绩和现象之间的差异6) 其他公司、其他部门和现象之间的差异1阶段 对问题的认识2阶段 问题分析3阶段 解决问题的行动解决问题的3个阶段问题定义当发生问题后，首先应把握现有的状况和条件，在通过一系列的行动来达成目标和解决问题。Given现有的条件/状况Operations

6、解决过程Goal目标已知的事实，前提条件 1. 完整的情况 2. 不完整的情况通过行动和 一系列的选择来接近目标1. 合理的 2. 不合理的对于问题的最佳的解决方案1. 存在完整的目标 2. 不存在完整的目标问题定义有个人和很久没见到的好朋友一起喝完酒开车回家。但在回家的途中突然开始下大雪，导致路面结冰湿滑，不巧路面上又突然出现了一个坑，他在躲避时不小心出了事故，被送到医院。在这个案例中问题是什么？问题是？ - 案例 安全到家因发生事故， 没能安全到家实际/现象基准/目标/期待值问题被送到医院问题是？ - 案例 潜在原因发生事故酒后驾驶道路结冰驾车不熟练路面不良核心原因问题是？ - 案例 利用

7、公共交通 利用代驾 利用地铁 打电话后外宿 充分进行道路驾驶练习后再开车 充分学习应对突发状况的技巧 利用其它能够绕行的道路 通知路面维护保养的公司进行路面整修酒后驾驶道路结冰驾车不熟练路面不良原 因解决方案问题是？ - 案例 问题解决的方法大体上可分为直观的问题解决方法、计划性的问题解决方法和分析性的问题解决方法。 不是依靠对问题体系化的接近方式，而是依靠个人的直观或经验来解决问题 的方式 因时间上紧迫而不能用其他方法时经常使用，大部分的问题一般都喜欢用这样直观的方法来解决 可以看作是按照现有的问题解决指南来进行的问题解决方法 像这样的经验性或计划性的问题解决方法在投入的精力或费用方面是一种

8、有效 的方法，在解决企业运营过程中反复出现的问题时是一个好的方法 在问题解决复杂和解决方案之间具有差异时经常使用 为了有效、合理的解决问题而常伴随着有意识的，系统化的努力直观的问题解决计划性的问题解决分析性的问题解决大部分工程师的问题解决方式理想的问题解决方式沙漠骑行和珠穆朗玛峰登山问题解决方法-. 通过对表面现象的层别，将实际的问题具体化-. 用工程师的语言（重新）定义问题 左右问题解决的7080%-. 克服工程师的固定观念 -. 利用基于4M1E的工程逻辑树（Engineering Logic Tree） 特性要因图（鱼骨图）无法进行5 Why分析-. 了解在原因分析过程中3现（现场/现物

9、/现时）的重要性和 为了防止遗漏（MECE）的体系化的分析方法 用工程师的语言 重新定义问题体系化的根本原因分析ERCA2 Table/PM分析 / FTA分析 导出创意性的Idea/应用Brainstorming、SCAMPER（ECRS）、Triz -. 为了创意性思维/Idea的Engineering Brainstorming : 确保思维的深度 深潜式（Deep Dive）头脑风暴法-. 为了解决技术矛盾的Triz的基本原理及分离技法 -. 为了解决问题的*ERCA2 Table的利用* Engineering Root Cause Analysis and Action Table

10、 一般的语言工程师的语言火柴打不着火问题（重新）定义火柴头上的火药和摩擦板之间的摩擦热未能达到燃点核心 确认改善结果及维持管理 通过现象把握将问题具体化3现主义3现主义3现主义3现主义3现主义从工程角度的问题解决步骤“Back to the Basic”Engineering问题解决的基本中的基本3现主义3现主义3现主义3现主义3现主义从工程角度的问题解决步骤阶段顺序详细活动内容IIdentify（现象把握/问题确认）品质Neck分析及目标设定 工程分析 Neck Line 分析 Neck工程分析 排列图分析 目标设定不良现象的定量化、明确化 收集不良现象的数据（为了层别） 对不良部位的定义

11、不良样品模型获取 不良现象分析 排列图分析 层别分析（要因、项目） 现象特性分析DDefine（问题定义）对设备结构和加工 （不良）原理的理解 对设备、治具、模具、材料等相关装置的理解（设备结构） 加工原理调查（设备、治具、模具、方法 等）问题（重新）定义 物理的解释（用工程师的语言重新定义问题）EExplore（寻找原因/改善方案）根本原因分析 提取现象成立的条件 检讨设备、治具、模具、方法、材料等的关联性现场诊断及找出微缺陷和改善 提取诊断项目 调查理想的状态 导出Idea 通过现场诊断找出微缺陷/不良原因 树立改善计划AAction（改善实施）改善实施 改善实施 改善记录 改善FOLLO

12、W-UP Test及结果确认 每日不良CheckCCheck(& Control)结果确认(&维持管理)确认结果 确认实施结果 确认统计资料 构筑管理统计的体系维持管理方法的检讨和实施 硬件的条件管理 软件的条件管理 作业管理部门的培训：岗位训练基准/制作手册/修订技术标准 等重要的是除了理解设备的正常状态/生产出良品的原理之外，同时也要理解故障/不良发生的加工原理。问题解决IDEAC步骤一般的问题解决过程是指通过现象把握将问题明确化/具体化 导出问题的根本原因 拿出解决方案并进行排序（优先顺序化） 实施 取得成果的过程。问题或 现状结论（解决方案）C1C2C3RC1RC3RC

13、5RC2RC4RC6原因根本原因逻辑性的思维排序（优选顺序）问题解决决策（议事决定）S1S3S2S4S5S6职位/职责和Communication能力？问题解决及决策过程问题解决分析能力统合能力逻辑思维创造性思维 聚合的/垂直的/逻辑的思维 根据逻辑的演绎推理 按照顺序完成各阶段 逻辑树、分析工具、 金字塔型结构 发散的/水平的/抽象的思维 以经验和直观来归纳 无定式的思考 综合（Synthesis）、 Brainstorming、ECRS、 SCAMPER理解，推力，分析，计算，组合，判断假设检验感性，空间，想象，可能性，多样性假设创造-. 为得到答案而进行的逻辑性的、顺次性 的思维/思考-

14、. 通过概念、判断、推理等思维形式， 按照顺序来进行-. 没有思维的定式，非逻辑性的-. 代替现有的思维模式的，摸索新的概念 和认识的思维/思考逆时针旋转顺时针旋转为了问题解决的“思维能力”的两个主线一般的企业经常停留于应急措施上问题依然存在只是临时用创可贴包住了而已一流的企业寻找根本的原因，按步骤进行防止再次发生这又使得能够进行持续的改善更重要的是?-. 能够把问题看作是问题的基本功-. 能够将问题暴露出来的/表面化的/付诸公论的System-. 还有就是组织文化（组织成员的态度、行为、素养）， 当问题暴露出来时要解决问题的姿态等。在问题解决中，超一流企业和三流企业的差异是？为什么问题解决很

15、重要 为了正确地认识问题和成功的解决问题，应从看待问题的多样的视角、能够将问题转化成为机会的态度、明确的问题定义以及时间上充分的投资等四个角度去充分地考虑，这些是成功解决问题的重要的要因。 应防止设定问题时的最危险的要素 懒惰 持续的创意思考的练习 看待问题的多样的视角 在这种状况下能得到什么？ 这个问题会给我带来什么样的机会？ 以这样积极的态度来对待问题 能够将问题转化为机会的态度 把握原因 把握问题的构成要素 把握问题的本质要素 把握所作出的决定会产生的影响 以宽阔的视野来接近 包容多样的意见明确的问题定义 切忌“一次能想出很好的办法“的期待 对问题的正确的定义是在对问题重要性的认识以及

16、解决问题所需要的时间等方面达成均衡时才能做出 的。充分的时间投资对待问题的态度优秀的问题解决能力是不是通过学习能学到的，而是天生的，因此有些人具备这样的能力，而有些人则不具备。这样的能力是先天性的创意能力，通过学习是很难做到的。优秀的问题解决能力是通过训练来得到的系统化的思考方式的结果，因此不管是谁都能学到。这不是反对灵感，而是通体系化的接近来得到进一步提升。偏见事实对于问题解决能力的偏见和事实做得好的人呢？阻碍问题解决的要素无视事实，而拘泥于过去的常识缺乏提出质疑的态度怕失败记忆的制约（所具备的信息的不确定性）价值观的制约（学历、经验带来的偏见）固有的功能带来的制约错觉的制约优秀的解决问题的

17、人并不是指完全摆脱这种制约的人，而是指把这种事实放在心上（明白），一旦发生问题时能够通过临机应变来改变解决的手法和手段的人。问题解决案例顾客导向事实导向源流导向过程导向重视顾客和后工程以客观的事实（数据）来把握问题问题原因的原因，那个原因的原因，追求根本原因按照IDEAC（DMAIC）、PDCA循环来解决问题问题解决的四大核心要素 明智地利用提出建议（指点）的人 制定“做出日常性决定”的原则 不要推迟“选择”（犹豫不决） 对决策负责为了问题解决的10种提示 评估“决策的风格” 树立战略 集中于“什么重要” 把问题简化 不要死板 要知道什么时候应该停止分析为了问题解决的提示（Tips）Ident

18、ifyDefineExploreActionCheck现象把握问题（重新）定义探索原因/解决方案实施解决方案结果确认Engineering Thinking - Engineering Problem Solving - Engineering Thinking- Engineering Problem Solving - Logical Thinking逻辑思维Logical Thinking逻辑思维左右大巴往哪个方向？逻辑思维 Logical ThinkingI阶段：问题定义（Identify the problem）问题确认（现象把握）阶段：从表面的现象开始，通过层别、排列图分析等确认“

19、真正的问题是什么？”的阶段。当面对问题时很多情况下把问题简单带过去或省略掉，但相反这个阶段应该是解决问题的过程中投入的时间最多的漫长的一个过程。是为了找出真正的问题和在下一个D阶段用工程师的语言重新定义问题，必须要彻底经历（做好）的过程。Identify通过现象分析确认问题其理由是依赖过去的经验或直观 因偏重于重点思考而执着于大的原因未能充分理解产品/设备的结构或远离未能对现象进行逻辑性的思考未理解加工原理筛选或提取原因时没有做到细致（怠慢）一般而言，工程师的问题（技术克服/品质/设备故障等）未能得到解决而成为顽症的原因是 “错误地把握/定义问题”或 “解释问题原因的方法不足”等 即，未能从工

20、程的观点正确地定义/认识问题；对问题的原因解释的方法不足（查找原因的方法粗糙）；与现象无关的原因；遗漏了与现象有密切关系的原因等等从逻辑上未能贯穿的情况较多。现象把握：为了解决问题应定义“真正的问题”是什么，而不是表面暴露的现象-. 顾客觉得电梯的速度太慢，投诉表达不满。-. 调查电梯速度的结果，其实速度并不比其他 大楼的电梯慢。 在电梯上设置了显示屏/镜子，消除了顾客不满-. 流量计经常被腐蚀坏掉。-. 专门成立课题组，寻找和开发耐腐蚀性强的流量计。 真正的问题是“怎样很好地管理流量计”。-. 针对销量不好的产品进行降价促销，但销量依然不好。-. 通过调查发现，是因为产品摆放/陈列的位置不佳

21、导致的。案例 1：LS大楼案例 2：化学工厂案例 3：OO超市“问题的具体化/明确化”和“追求根本原因”的重要性 将需要改善的现场问题点用客观事实的数据来确认 排除经验或第六感 把“什么？多差？”的现状用简单的图表或曲线图等说明 要避免列举不必要的数据，以免给改善的主题带来混乱 要挖掘真正的问题是什么 找出应重点深入分析的重点管理项目（攻克对象）将现场的问题具体化/明确化/定量化的过程 把握现状时常用的技法 -. 层别 应层别现象，而不是原因-. 排列图-. Check Sheet -. 其他直方图、管理图 等问题现场现时现物3现主义Back to the Basic问题解决基本的基本现象把握

22、5W 1H现现象/现状现状分析Who谁来谁来做？When(How long)什么时么时候/做多长时间长时间？Where在哪儿哪儿做？What做什么么？Why为为什么么做？How(How much)怎样怎样做？5W1H3现主义问题现场现时现物 比较正常状态（良品）和异常状态（不良品），捕捉不同点（差异点） 具体化 / 明确化 / 定量化问题解决过程的全部阶段（现状把握、问题定义、探索原因/解决方案、对策实施、结果确认）应立足于3现主义来进行。3现主义正确判断现状/现象尽可能把现象进行层别现场、现物、现时的观察 按发生的形态 按时间上的变化 按发生部位 按设备 按工程/工序注意点 不要拘泥于表达

23、表达要准确 表达到“能够确认现象的最小单位为止“ 层别要彻底 不要推定现象正确把握了问题（具体化/明确化/定量化/用工程师的语言)等于解决了70%的问题。为区分所收集数据中各种不同的特性特征对结果产生的影响，以个别特征加以分类统计 把收集到的数据按照不同的几个特性项目加以分类，并对各项目的优缺点进行分析，在决策时 能够得到帮助 在收集数据时应明确收集的目的，并以此选定为达成目的项目的细化项目，这样在实际的活动 过程中能够消除收集时的重复和遗漏等的浪费。问题具体化过程 层别层别对象层 别 项 目 按时间按时间、日、周、月、季度、半年、年、上午、下午、白天、晚上、星期、季节 等 按作业者 按个人、

24、年龄、经验年数、男、女、小组、, 值班、新入、经历 等 按机械/设备 按机型、机台号、形式、性能、新旧、工厂、生产线、夹具、工具、模具 等 按作业方法和 作业条件按生产线节拍、作业方法、作业场所、批次、抽样、温度、压力、速度、转数、方式 等 按原材料按制造商、购买处、产地、品牌、购买时期、产品批次、成分、尺寸、部品、储存时间、储存地点 等 按测定 按测定仪器、测定人、测定方法 等 按检查 按检查人、检查场所、检查方法 等 按环境/气候 按气温、湿度、晴天、阴天、雨天、雪天、雨季、旱季、照明度 等 其 他 按新产品、老旧品、合格品、不良品、包装、搬运方法 等作为问题解决的第一个阶段，层别时要层别

25、问题的现象，而不是问题的原因； 对原因的层别下一步再进行层别问题定义阶段是把一阶段中具体化的问题用工程师的语言来（重新）定义的阶段，是左右70%-80%问题解决与否的非常重要的阶段。Define问题（重新）定义D阶段：问题定义（Define the Problem）火柴点不着火对产品/部品/设备的机构和 加工原理的理解物理的解释：用工程师的语言 （Spec.）来说明提取现象/问题的成立条件观察呈现出的现象及明确化（层别/排列图分析）火柴头上的火药和摩擦板之间发生摩擦，这时产生的摩擦热如果达到了燃点就能点着火。摩擦热未能达到燃点 / 发生散布火柴头上的火药和摩擦板之间发生的摩擦热未能达到000的

26、燃点手电电筒不亮电池和灯泡之间应通电流，当电流达到一定程度（额定电流）以上，灯丝（因电阻）会发热（光）未通上额定电流 / 发生散布电池和灯泡（灯丝）之间未能通上额定电流（00 电流 00）参考：图示化要理解设备设备的正常状态状态/生产产出良品的原理，更重要的是还还要理解故障/不良的加工原理 比较正常状态（良品）和异常状态（不良品）并捕捉不同点（差异点），用工程师的语言（不是用普通人的语言）来重新定义问题。 普通人的语言工程师师的语语言问题（重新）定义：物理的解释 工程师的基本？（问题解决的基本？） 工程师的固定观念？ 对完成品的结构 / 运转原理的理解 对完成品内的相关产品（部品）功能的理解

27、在下一道（以及前一道）工序中的结合/组装/开动等对工序 的理解 对相关工序产品的结构/运转原理的理解 对相关工序机械结构/运转原理的理解 工程师的基本事项成为了工程师的固定观念Why? How? 工程/工序是为了生产良品的工程设计时已经做到了装备不会出故障 经常见到的 / 熟悉的要把握产生不良的原理要把握出故障的原理 需要重新了解的工程师的基本 Vs. 工程师的固定观念逻辑树（Logic Tree）：基于MECE*的思考方式，将主要课题（问题）按照树状来分解、整理的一种分析方法，是进行现象分析、摸索原因及将解决对策具体化时非常有用的一种工具。主要课题（问题）：应集中的要因Mutually Ex

28、clusivelyCollectively Exhaustively因果关系是？* MECE：Mutually Exclusive, Collectively Exhaustive （相互独立，完全穷尽 无重复，无遗漏）逻辑树（Logic Tree）在工程逻辑树分析中，反复进行问题相关的4M、各项目及其原因的展开分析，以此探索根本原因。问题Why?Why?4MManMachineMaterialMethodMaterial 1Material 2Material 3M/C 2M/C 1原因 X原因 X原因 2原因 1ManMachineMaterialMethodMaterial 1Mater

29、ial 2M/C 2M/C 1原因 X原因 X原因 2原因 1项目1次原因4M项目2次原因1次原因分析2次原因分析逻辑思维领域创意思维领域工程逻辑树（Engineering Logic Tree）的结构杰佛逊纪念堂腐蚀的墙壁位于美国华盛顿的杰佛逊纪念堂大理石墙壁腐蚀损毁严重，严重影响着纪念堂的形象。一方面到纪念堂参观的人则非常不满，认为是管理不到位导致的，另一方面负责清洁维护的人也怨声载道，因为清洁需要花费太多时间。而且用于清洁的劳务费和材料费也大幅增加。这个纪念堂是1943年建成的，因此全部更换大理石墙壁看似理所当然，但需要投入很多费用。纪念堂的负责人陷入到了深深的苦恼中，开始着手调查纪念堂

30、墙壁腐蚀损毁严重的真正原因。在此，请各位也拿出创意和发挥想象力，利用5Why方法找出真正原因。 （没有正确答案，关键是各位怎样拿出创意一步步找出Why）如果没有逻辑性地探索问题，只能提示表面的/模棱两可的解决对策。要反复复Why?，直到找出根本原因为止；要探索So How?，直到导出具体的解决对策。确保逻辑思维的深度 5Why？ 墙墙壁腐蚀损蚀损毁的理由是清洁维护清洁维护的人员员擦拭墙墙面太过频过频繁Why ?Why ?Why ?Why ?Why ? 频频繁擦拭墙墙面的理由是因为鸽为鸽子的排泄物 有很多灯蛾的理由是在傍晚时晚时分天黑之前提前打开开照射灯 鸽鸽子群飞来飞来的理由是为为了捕食蜘蛛

31、有很多蜘蛛的理由是为为了捕食灯蛾调整开灯的时间，大幅减少了墙壁的腐蚀解决对策问题真问题真正得到解决决了吗吗？5Why？案例Creative ThinkingCreative Thinking创造性思维创造性思维- Why问题（浪费） 5W 1H现象分析原因分析Who谁来做？为什么是那个人？When(How long)什么时候/做多长时间？为什么在那时？（为什么那么长时间）Where在哪里做？为什么在那里？What做什么？为什么做那个？Why为什么？为什么？什么目的/理由？How(How much)怎样做？为什么以那种方法？（为什么花那些费用？） Why Why Why Why导出改善方案（EC

32、RS）Eliminate排除、废止、中断、代替Combine结合、统合、连接、合并（场所/时间/工程/作业者/设备/材料）Rearrange重新排布/改变顺序（顺序/场所/工程/作业者/设备/材料）Simplify简化，便利/容易/简单（工具化/视觉化/缩小/消减）为导出Idea的方法 5W1H（3现主义）和ECRS对策RSCAMPE SCAMPER（奔驰法）方法是由亚历克斯奥斯本（Alex Osborn） 想出来的，后来在1971年由Bob Eberle重新定义的创造性的思维 方式。 解决方案Reverse（倒过来） Rearrange（重新排布）Combine（结合）Adapt（调适）Mo

33、dify（修改） Magnify（放大）Put to other uses（挪作他用，其他用途）Eliminate（消除）Substitute（替代）为导出Idea的方法 SCAMPER1973年日本夏普公司将LCD和CMOS（互补金属氧化物半导体）结合起来，全球首次开发出电力消耗低的电子计算器。开发出替代汽油而以酒精、水、电等为原料的新能源汽车以叙述的形式来记述的文章用结构化的图形来表达将用途缩小，只保管泡菜（去掉冷冻室）将长裤变成短裤、7分裤、泳衣等 利用废轮胎来筑墙或筑坝敞篷式汽车、无纽扣或裁缝线的衣服 等改变上班地点，从公司变成家里面办公在夏季销售冬季商品为导出Idea的方法 SCAMPER解决方案Reverse（倒过来） Rearrange（重新排布）Combine（结合）Adapt（调适）Modify（修改） Magnify（放大）Put to other uses（挪作他用，其他用途）Eliminat