TRIZ理论在破坏性创新中的应用 - 刘宝铭 - 图文-

1、2010年第21期 科技管理研究Science and T echno l ogy M anage m ent R esearch 2010N o 121收稿日期:2010-04-15,修回日期:2010-06-03文章编号:1000-7695(201021-0001-04TR IZ 理论在破坏性创新中的应用刘宝铭1,孙建广2,檀润华2(11黑龙江省生产力促进中心,黑龙江哈尔滨 150001;21河北工业大学,天津 300130摘要:阐述了破坏性创新的基本概念和理论,对TR IZ 理论在破坏性创新中的应用进行了探讨,提出了应用TR IZ理论实现破坏性创新的流程,破坏性创新过程中TR IZ 技术

2、进化理论的应用以及冲突问题及其求解流程。关键词:破坏性创新;TR IZ ;技术进化;技术冲突中图分类号:F06214文献标识码:AA pplication of TR IZ Theory in D isruptive InnovationL IU Bao m i ng 1,S UN Ji anguang 2,TAN R unhua 2(11H e ilong ji ang P rov i nce P roductiv i ty P romo ti on Center ,H arb i n 150001,H eil ong ji ang ;21H ebe iU n i ve rsity o f

3、T echno logy ,T ian ji n 300130Abstrac t :T his paper i n troduces t he concepti on and t he theo ry o f disrupti ve i nnova ti on ;it a l so exp l o res appli cation ofTR I Z t heory i n d isrupti ve i nnova tion .T he process o f applica ti on o f TR IZ i n d isrupti ve i nnovation and techno l og

4、y evo luti on theory ,techno l ogy con flict and its so luti on are pu t forwa rd .K ey word s :d isrupti ve i nnova tion ;TR IZ;techno l ogy evoluti on ;techno logy confli ct1 破坏性创新(D I的概念自熊彼特提出创新理论以来,各国的学者根据不同的标准和维度对技术创新进行了分类。按照创新强度的不同,把技术创新分为渐进性创新(I ncre -m ental innovation 与突破性创新(R adical i n no

5、va -ti o n。鉴于学术界对技术创新的分类标准和名称未有统一的认识,为了能够详细明确的论述本文观点,本文对技术创新进行如下分类:(1渐进性创新(I ncre m enta l Innova ti o n ,II。产品在技术进化过程中在同一段S 曲线上的正常创新过程,主要创新动力在于企业对已有技术路径的依赖性。(2突破性创新(Radical I nnovati o n ,R I。产品技术进化过程中两段S 曲线间的自然更迭,其直接推动力是产品生命周期的退出期的到来。(3持续性创新(Sustai n i n g I nnovation ,SI。渐进性创新和突破性创新总称为持续性创新,是产品正常

6、进化的创新过程。(4破坏性创新(D isrupti v e Innovati o n ,D I。产品进化过程中位于成熟期的分支点,分为低端破坏和新市场破坏,其直接推动力是产品进化与需求进化的不平衡。破坏性创新是发生在产品技术进化路线上的分支,这一分支点位于产品生命周期的成熟期,由于这一进化分支的形成,使得产品具有吸引低端用户和新市场用户的性能,从而使得创新产品很快形成市场规模并获利。2 应用TR I Z 理论实现D I 的流程首先根据企业自身情况和市场情况选择合适的创新对象;结合TRIZ 技术进化原理,通过对产品的功能需求分析和技术进化分析,选择一种或几种创新策略;按照选定的策略进行开发时,会

7、产生实际的设计问题,利用TR I Z 提供了多个问题解决工具,对给定的问题进行分析;如果发现存在冲突则应用TRIZ 的40个发明原理去解决;如果问题明确但由于专业知识不够等原因找不到解决的方法,则尝试应用效应知识去解决3;还有一种选择是对待创新的技术系统进行进化过程的技术预测,确定潜在技术状态,之后对问题的解进行评价,确定是否解决问题,如果问题解决,进行后序的DI 解的评估,如果评估失败,则重新选择创新策略,或根据实际情况重新选择创新对象。3 DI 过程的TR I Z 技术进化理论应用(1三类创新的S 曲线特征辨识传统的S 曲线是针对产品的某种性能或综合性能进行衡量的,为了说明D I 过程,需

8、要将S 曲线扩展到3维空间。如图3所示,图中共有3条S 曲线,刘宝铭等:TR I Z理论在破坏性创新中的应用 图1 应用TR IZ 理论实现破坏性创新的流程图按时间顺序分别为:A -B -C ;不同的创新过程发生在S 曲线的相邻点上,其中1-2和3-4为渐进性创新,2-3为突破性创新,4-5和4-5.为破坏性创新。渐进性创新是同一段S 曲线上的产品性能持续上升的创新过程,突破性创新是同一产品性能平面上的相邻S 曲线的更迭过程,低端D I 是同一段S 曲线上的产品进化短期回退的创新过程,新市场DI 是不同性能平面间的S曲线技术跨越过程。 图2 基于3维S 曲线的产品创新过程(2D I 的潜力技术

9、预测技术进化路线定性地指出了技术系统沿每一进化方向的具体进化规律,可以从结构进化的特点描述产品技术所处的状态序列。其实质是产品如何从一种核心技术移动到另一新的核心技术,可以根据进化路线确定新一代产品的创新设想。因此,正确运用进化路线可以进行产品技术预测。图3中所示,Ps 为某进化定律下的一条持续性技术进化路线,Pd 为在当前状态破坏性创新后形成的新的技术进化路线。该路线图所示的进化路线当前状态是Sn ,产品沿着Ps 进化的潜力技术状态是S n+1,由于这个过程的Ps n 以前的状态是已知的,所以根据已知的技术状态可以得出Ps 的解,然后根据Ps 可以预测出S n+1。如果在当前状态Sn 进行破

10、坏性创新,产品将沿着Pd 进化路线进化,而Sn 之前没有破坏性创新Sd 状态,因此破坏性创新后的进化路线Pd 是无法求出的,所以无法求出技术状态Sd 。图3 D I 技术进化分支为了求出D I 的潜力技术状态Sd ,如图5中所示,首先进行创新策略选择,运用DI 创新策略,选择目标产品的一个需要强化的辅助功能,进而针对这个功能进行功能分解,逐步分解出对应的技术结构,针对此技术结构进行技术进化预测,在此过程中,由于这部分结构的进化是连续的,所以可以求出其潜力技术状态,将这一状态集成到产品中,就得出了产品的潜力D I 技术状态Sd n+1,也就是产品的D I 解。图中给出了搜索进化路线进化的方法。首

11、先,选择一个相关的进化定律,在该进化定律下的相关进化路线也被选择;然后确定产品沿被选择的进化路线进化的当前进化状态。则当前进化状态与I FR 之间就存在进化潜力,具有进化潜力的状态应该有一个或多个。实例:在游戏机的进化过程中,掌上型游戏机的出现是一种破坏性创新,它的出现占领了对游戏机便携性有特殊要求的用户群体,属于新市场破坏。原有的视频游戏机是没有显示器的,掌上型游戏机的最大特点是将显示器集成到游戏机上,其增加的功能就是显示功能,使得其D I 技术沿着显示器的进化路线进行进化,也就是:CRT (黑白y CRT (彩色y 液晶(黑白低分辨率y 液晶(黑白高分辨率y 液晶(彩色低分辨率y 液晶(彩

12、色高分辨率,根据这条进化路线就可以求解出DI 分支点附近的DI 潜力技术状态。强化的辅助功能的技术预测过程中,每一个潜力状态都暗含着可能的潜力技术,对其进行分析,就可产生关于用于组成新产品的创新设想,从而制订D I 产品创新战略。为了产生多个创新设想,在选择多个D I 创新策略的同时,一般可以选择多条技术进化路线。每条路线都存在一个或多个潜力状态,2刘宝铭等:TR I Z 理论在破坏性创新中的应用通过每个状态都可能产生一个DI 产品设想,从而形成多个DI 产品设想,最终经过评定选择一个最合理的设想加以实施。 图4 基于TR IZ 技术进化理论的D I 过程4 D I 过程的冲突问题及其求解41

13、1 DI 过程的技术冲突产生 在DI 过程的初期,D I 产品对象和策略选择本身具有极大的不确定性,D I 技术发展路线和方向也不明确,市场情况也很模糊。在这个阶段,D I 策略可以有多种选择,随之产生的冲突也就呈现很复杂的多样性。不同的D I 策略选择将导致不同的设计冲突产生,因此正确选择D I 策略是关键步骤,不合理的创新策略选择将导致产生的设计冲突无法解决,进而导致D I 过程失败。如图5所示,在创新过程的开始,根据用户需求和产品技术情况,初步选择一种合适的创新策略,这样就产生了两种冲突:41111 约束冲突(1/改善的约束特征0VS /某项或多项系统功能变坏0实例:傻瓜相机的发明改善了

14、相机的可操作性,使得不懂摄影的人也能拍出令人满意的照片。在发明的初期,简化操作的一项措施就是取消人为设定曝光参数,但出现的设计冲突是:/简化的操作0VS /相机无法获得正确曝光参数0。(2/改善的约束特征0VS /某项或多项其余约束特征变坏0实例:傻瓜相机的发明实例中,操作的简化要求相机能够脱离人而自动设置识别摄影参数,这就增加了相机的复杂程度和成本。/简化的操作0VS /控制系统复杂程度的提高导致的体积重量的增大和成本的增加0。41112 功能冲突(1/增加用户需求的辅助功能0VS /某项或多项系统功能变坏0实例:世界上第一部拍照手机发明初期,存储器技术还没有现在发达,而图像处理需要占用大量

15、的存储空间,导致原有设计方案存储器空间不足。因而出现了设计冲突:/增加了拍照功能0VS /存储器容量不足0。(2/增加用户需求的辅助功能0VS /约束特征变坏0实例:手机增加拍照功能,需要增加许多附加电路结构和元件,这一问题之后通过与手机拍照功能共用大量的结构而获得解决。因此拍照手机发明初期,出现的设计冲突是/增加了拍照功能0VS /电路复杂程度的提高导致的体积重量的增大和成本增加0。(3/强化用户需求的辅助功能0VS /某项或多项系统功能变坏0实例:W ii 游戏机开发初期,三维游戏控制杆的研制遇到的设计冲突是:/强化了游戏机的控制功能0VS /三维游戏杆的控制识别占用了大量CPU 时间,使

16、得游戏处理速度变慢0。(4/强化用户需求的辅助功能0VS /约束特征变坏0。实例:W ii 游戏机的开发初期,复杂的三维输入识别系统导致游戏机结构复杂,体积庞大。出现的冲突是:/强化了游戏机的控制功能0VS /整机体积增大0。上述冲突的出现不是唯一的,随着所采用D I 策略的复杂程度的提高,出现的设计冲突会呈现多冲突的特点。图5 D I 过程的技术冲突412 D I 过程技术冲突的解对于DI 技术冲突的求解问题,和通常的TR I Z 冲突问题求解过程基本相似,但TR I Z 追求冲突问题的完美解决,反对冲突问题的折中解决4,而D I 由于具有用户对功能需求过剩的特点,所以还可以采用让步解决的方

17、法来解决设计中的冲突问题。如图6所示,上述技术冲突问题可以归结为/D I 策略0VS /产品功能和约束0;首先尝试用发明问题解决3刘宝铭等:TR I Z 理论在破坏性创新中的应用原理对冲突问题进行求解,如果可以得到问题的完全解,就采用发明原理方法进行求解,否则进入冲突的折中解过程;折中解过程的开始,首先判定冲突的产品功能和约束是否存在用户过度满足的情况,(需要注意的是,用户不关心的产品功能按需求过度满足处理,如果条件不成立,说明DI 过程失败,重新选择D I 策略,如果条件成立,则适当降低产生冲突的功能或约束,实现DI策略。 图6 D I 技术冲突解流程413 初期的物理冲突解在产品持续创新过

18、程中,产品开发的目标是产品性能的提高,市场调查的结果往往是产品各方面性能越高越好,这就造成了设计过程中出现物理冲突:满足两种用户需求的产品特性具有相反的特点。实例:在电脑发展的初期,为了便于携带,用户的一种需求是个人电脑的体积越小越好,另外一种需求是电脑的速度越快越好,而运算速度的加快意味着芯片频率的提高,这就需要散热性能好,良好的散热性能要求电脑体积越大越好,以便加装散热风扇和散热器,这就造成了物理冲突。采用分离原理基于条件的分离:将市场条件分离,将那些只关心电脑的便携性,而对电脑运行速度要求不高的顾客划分为一类,开发出一种破坏性创新产品-笔记本电脑,采用专用低功耗CPU 和低转数小尺寸硬盘

19、,与台式机相比,降低了一定的运算性能,但带来的是体积重量的极大减小,满足了这部分市场用户的需求,产品的成功开发占领了这一市场。这就产生并实施了新市场破坏创新策略。可见,新市场破坏性创新的特点是市场分离,实质上是产品进化过程中用户需求和产品主流进化性能造成的物理冲突造成的,其创新本身是采用分离原理解决产品开发初期物理冲突的结果。市场分离的关键在于分离方法及分离界限,不理想的市场分离将导致D I 目标市场过小,因而产品销量不足,造成DI 效果不理想甚至失败。如果市场分离困难,可以考虑采用时间分离原理,从需求进化的角度考虑问题,今天的小市场可以发展为明天的大市场,选择具有进化潜力的市场进行分离,解决

20、物理冲突。参考文献:1CH RISTENSEN ,CLAYTON M,RAYNOR ,M I CHAEL E.Innova -t or .s Sol u tion :C reati ng and Sus t ain i ng Successful Grow t h M .Bost on :H arvard Bu si n ess S chool Press ,2003.2克莱顿#克里斯滕森,迈克尔#雷纳.困境与出路M .吴潜龙,译,北京:中信出版社,2004.3檀润华,张瑞红.基于TRIZ 的产品创新设计J.河北工业大学学报,2004,33(2:90-95.4檀润华,张国红,焦建新,等.产品设

21、计中的冲突和解决原理J.河北工业大学学报,2001,30(3:1-6.作者简介:刘宝铭(1971-,男,黑龙江人,高级工程师,机械工程硕士,在读博士,研究方向为创新设计。(责任编辑:廖政权(上接第33页13EVA BENZ ,STEFAN TR UCK.CO2e m ission all ow ances trad i ngi n Europe-s pecif yi ng a new -cl ass of ass ets J.A proposal pub -li shed Eu ropean Comm i ss i on,2001(10:1-14.14A BELTRATTI ,P COLLA ,A CRET ?.Does expected s upp l y affectt h e pri ce of e m i ss i on per m its-Ev i dence fro m