TRIZ理论在创新型质量管理课题中的运用

　　引 言
　　
　　QC（质量管理）小组活动从诞生到现在，在促进企业改进质量、提高效益、开发人才等方面做出了重大的贡献。创新型 QC 小组活动课题是我国 2000 年从日本引进的 QC 小组课题模式。

　　从课题类型上来分，QC 小组活动课题分为“现场型”、“服务型”、“攻关型”、“管理型”、“创新型”五种。创新型 QC 小组活动课题与其他四种问题解决型课题不同，其他四种课题以解决问题为主要目标，是通过查找问题、分析原因来解决问题，而创新型 QC 课题是运用新的思维方式和创新方法，以全新创造为目的，开发新产品、新项目、新方法。正因为如此，虽然创新型课题也遵循基本的 PDCA 循环，但其活动程序与其他四类课题不同。创新型课题由小组成员运用创新思维提出多种方案，并对各种方案进行分析论证和评价，必要时进行模拟实验，选择最佳方案，然后付诸实施。其活动程序如图1 所示。【图1】

　　如图 1 所示，在创新型课题 QC 小组活动程序中，活动步骤 3———提出各种方案并确定最佳方案，是整个创新型课题活动成功与否的关键。在这一步骤中，需要 QC小组针对预定目标，提出各种方案，再从技术可行性、经济合理性、实现目标的概率等多个方面，对提出的各种方案进行分析、论证和评价，选择出最佳方案。目前，在提出方案的过程中，普遍采用的是“头脑风暴法”这一创新思维方法，并结合 KJ 法（例如：亲和图）对“头脑风暴法”所产生的各种意见、观点和想法进行归纳、整理，形成各种可供分析评价的具体方案。

　　“头脑风暴法”是一种群组创意法。遵循“头脑风暴法”的基本原则，可以减少群组内的社交抑制因素，激励新想法的产生。利用“头脑风暴法”，可以使与会人员自由交换想法或点子，并相互激发创意和灵感，大大提高群组的创造力。虽然“，头脑风暴法”是一种操作简单、广受欢迎的创新思维方法，适合于解决相对比较简单、严格确定的问题。但在解决较为复杂的问题中，采用“头脑风暴法”不可能立即猜想出解决方案，不是一种能快速提出具体方案的方法。

　　鉴于以上分析，笔者认为在创新型 QC 课题“提出各种方案并确定最佳方案”这一活动步骤中，可以尝试应用 TRIZ 这一创新方法。因为 TRIZ 能有效地避免在发散思考的过程中，结果过于散乱无章、难以收敛到有效解集的缺点，将发散的思维与客观规律有机结合，能帮助QC 小组形成各种具体方案。

　　TRIZ 的基本概念与观点发明问题解决理论 （Theory of Inventive ProblemSolving，以下简称 TRIZ），是由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒（Genrich S. Altshuller）及其同事在研究了 200 多万份专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。在“冷战”期间，TRIZ 属于苏联的国家机密，直至苏联解体后，TRIZ 才系统地传到了西方并引起学术界和企业界的普遍关注。从 1946 年 TRIZ 的诞生到现在，经过几十年的发展和推广，TRIZ 不仅给波音、通用、福特、三星等企业带来了可观的经济效益，其应用范围也由最初的工程技术领域，向自然科学、社会科学、管理科学等各个领域逐渐渗透。

　　TRIZ 的基本理论体系包括一个基本原理（技术系统进化法则），四个分析工具（矛盾矩阵、物质 - 场分析、需求功能分析、ARIZ 算法分析）和三个知识库（40 条创新原理、76 个标准解和效应知识库）。

　　在这些方法和工具中，最容易掌握并且应用较多的是矛盾矩阵和 40 条创新原理，这也是阿奇舒勒最早奠定的 TRIZ 理论的基础内容。

　　1.矛盾矩阵技术
　　矛盾是 TRIZ 理论中的基本概念。技术矛盾，是指技术系统中两个参数之间存在着相互制约，当其中一个参数优化时，另一个参数会恶化，例如飞机速度与能耗的矛盾、计算机网络可靠性与有效性的矛盾等。

　　阿奇舒勒通过对大量专利文献的分析后，总结出了 39 个通用工程参数，例如：运动物体的重量、速度、力、温度、信息损失、可靠性、系统的复杂性等等。将 39个通用工程参数两两组合就构成了技术矛盾。阿奇舒勒对这 39 个进行了配对组合，总结出了大约 1300 对典型的技术矛盾，并给每一对技术矛盾提供了若干个可供参考的解决思路（即创新原理），构成了矛盾矩阵（见下表）。【表1】

　　2.创新原理
　　矛盾矩阵中所提供的解决思路又称为创新原理。阿奇舒勒总结出的创新原理一共有 40 条。这 40 条创新原理，蕴涵了人类发明创新所遵循的共性原理。创新原理主要包括，分割（1）、分离（2）、嵌套（7）、曲面化（14）、空间维数变化（17）、反馈（23）、多孔材料（31）、热膨胀（37）、加速氧化（38）等等，在这里不全部列出。

　　39 个通用工程参数描述了问题空间，40 条创新原理描述了解空间，而矛盾矩阵则建立了问题空间与解空间之间的映射关系。利用矛盾矩阵和创新原理，解决技术矛盾的模式如图 2 所示。【图2】

　　TRIZ 在创新型 QC 中应用的可能性TRIZ 来源于发明，但是其并不只是一种发明工具，而是一种解决问题的工具。在工程技术、自然科学、社会科学、管理科学等各个领域，TRIZ 都能发挥其巨大的创新作用，带来有益的效果。同样，TRIZ 在创新型 QC 中也具有应用的可能性，主要体现在以下几个方面：

　　1.两者关于创新内涵的认识和关注重点相同创新型 QC 课题是运用全新的思维和创新的方法，研制开发新的产品、工具或服务，强调不受现状和已有经验的束缚。而 TRIZ 直接回避了创新、革新、创造等词汇在概念上的争议，认为所有最终能转变成生产力的发明，都可以归入创新的范畴，并把关注的焦点放在如何利用创新的方法和规律来实现创新上。可以说，两者都注重创新的实践，强调运用创新的方法来实现创新。

　　2.与传统创新方法相比，TRIZ 具有其优点人们经常或习惯使用的创新方法大约有几十种，例如试错法、头脑风暴法、形态分析法等等。这些传统的创新方法，都曾在某些时代或人群中取得过较好的创新效果。这些传统的创新方法基本上是以心理机制为基础，其逻辑性并不严密。与传统的创新方法相比，TRIZ 是从大量发明专利中总结提炼出来的，其原理、程序、步骤等，是建立在科学和技术的方法之上的，具有严密的逻辑性。此外，从 TRIZ 解决问题的模式可以看出，它一般采用反馈、迭代的形式，通过启发式地方案搜索，快速地从成千上万的解法中，找出解决复杂问题的可行方案。

　　3.TRIZ 与传统创新方法结合，发挥各自优势在 TRIZ 中，已经吸收了很多克服思维定势的传统创新方法的精髓。将 TRIZ 和传统创新方法结合起来使用，可以相互取长补短，发挥出各自的优势。在目前的很多应用实践中，TRIZ 与传统创新方法的结合使用也是非常普遍的。

　　TRIZ 在创新型 QC 中的具体应用本文以 TRIZ 中应用最多的矛盾矩阵和创新原理，简单说明 TRIZ 在创新型 QC 中的具体应用。

　　1.操作步骤及程序
　　（1）根据图 2 中技术矛盾的解题模式，将待解决问题的技术矛盾提取出来，并用 39 个通用工程参数中的两个来表示这对技术矛盾。

　　（2）根据矛盾矩阵，找到对应的创新原理。通常，矛盾矩阵会给出多个解决技术矛盾可能用到的创新原理,而这些创新原理并一定每个都适用，更不是每个都最优，需要 QC 小组成员根据这些创新原理的启示，通过讨论或者适当结合“头脑风暴”等创新方法，整理形成若干个解决方案。

　　（3）由 QC 小组全体成员，对这些方案逐个进行分析、论证和评价，必要的时候，进行试验对比，确定出最佳方案。矛盾矩阵和创新原理应用在创新型 QC 课题时的活动程序，如图 3 所示。

　　2.应用分析
　　引 言
　　
　　QC（质量管理）小组活动从诞生到现在，在促进企业改进质量、提高效益、开发人才等方面做出了重大的贡献。创新型 QC 小组活动课题是我国 2000 年从日本引进的 QC 小组课题模式。

　　从课题类型上来分，QC 小组活动课题分为“现场型”、“服务型”、“攻关型”、“管理型”、“创新型”五种。创新型 QC 小组活动课题与其他四种问题解决型课题不同，其他四种课题以解决问题为主要目标，是通过查找问题、分析原因来解决问题，而创新型 QC 课题是运用新的思维方式和创新方法，以全新创造为目的，开发新产品、新项目、新方法。正因为如此，虽然创新型课题也遵循基本的 PDCA 循环，但其活动程序与其他四类课题不同。创新型课题由小组成员运用创新思维提出多种方案，并对各种方案进行分析论证和评价，必要时进行模拟实验，选择最佳方案，然后付诸实施。其活动程序如图1 所示。【图1】

　　如图 1 所示，在创新型课题 QC 小组活动程序中，活动步骤 3———提出各种方案并确定最佳方案，是整个创新型课题活动成功与否的关键。在这一步骤中，需要 QC小组针对预定目标，提出各种方案，再从技术可行性、经济合理性、实现目标的概率等多个方面，对提出的各种方案进行分析、论证和评价，选择出最佳方案。目前，在提出方案的过程中，普遍采用的是“头脑风暴法”这一创新思维方法，并结合 KJ 法（例如：亲和图）对“头脑风暴法”所产生的各种意见、观点和想法进行归纳、整理，形成各种可供分析评价的具体方案。

　　“头脑风暴法”是一种群组创意法。遵循“头脑风暴法”的基本原则，可以减少群组内的社交抑制因素，激励新想法的产生。利用“头脑风暴法”，可以使与会人员自由交换想法或点子，并相互激发创意和灵感，大大提高群组的创造力。虽然“，头脑风暴法”是一种操作简单、广受欢迎的创新思维方法，适合于解决相对比较简单、严格确定的问题。但在解决较为复杂的问题中，采用“头脑风暴法”不可能立即猜想出解决方案，不是一种能快速提出具体方案的方法。

　　鉴于以上分析，笔者认为在创新型 QC 课题“提出各种方案并确定最佳方案”这一活动步骤中，可以尝试应用 TRIZ 这一创新方法。因为 TRIZ 能有效地避免在发散思考的过程中，结果过于散乱无章、难以收敛到有效解集的缺点，将发散的思维与客观规律有机结合，能帮助QC 小组形成各种具体方案。

　　TRIZ 的基本概念与观点发明问题解决理论 （Theory of Inventive ProblemSolving，以下简称 TRIZ），是由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒（Genrich S. Altshuller）及其同事在研究了 200 多万份专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。在“冷战”期间，TRIZ 属于苏联的国家机密，直至苏联解体后，TRIZ 才系统地传到了西方并引起学术界和企业界的普遍关注。从 1946 年 TRIZ 的诞生到现在，经过几十年的发展和推广，TRIZ 不仅给波音、通用、福特、三星等企业带来了可观的经济效益，其应用范围也由最初的工程技术领域，向自然科学、社会科学、管理科学等各个领域逐渐渗透。

　　TRIZ 的基本理论体系包括一个基本原理（技术系统进化法则），四个分析工具（矛盾矩阵、物质 - 场分析、需求功能分析、ARIZ 算法分析）和三个知识库（40 条创新原理、76 个标准解和效应知识库）。

　　在这些方法和工具中，最容易掌握并且应用较多的是矛盾矩阵和 40 条创新原理，这也是阿奇舒勒最早奠定的 TRIZ 理论的基础内容。

　　1.矛盾矩阵技术
　　矛盾是 TRIZ 理论中的基本概念。技术矛盾，是指技术系统中两个参数之间存在着相互制约，当其中一个参数优化时，另一个参数会恶化，例如飞机速度与能耗的矛盾、计算机网络可靠性与有效性的矛盾等。

　　阿奇舒勒通过对大量专利文献的分析后，总结出了 39 个通用工程参数，例如：运动物体的重量、速度、力、温度、信息损失、可靠性、系统的复杂性等等。将 39个通用工程参数两两组合就构成了技术矛盾。阿奇舒勒对这 39 个进行了配对组合，总结出了大约 1300 对典型的技术矛盾，并给每一对技术矛盾提供了若干个可供参考的解决思路（即创新原理），构成了矛盾矩阵（见下表）。【表1】

　　2.创新原理
　　矛盾矩阵中所提供的解决思路又称为创新原理。阿奇舒勒总结出的创新原理一共有 40 条。这 40 条创新原理，蕴涵了人类发明创新所遵循的共性原理。创新原理主要包括，分割（1）、分离（2）、嵌套（7）、曲面化（14）、空间维数变化（17）、反馈（23）、多孔材料（31）、热膨胀（37）、加速氧化（38）等等，在这里不全部列出。

　　39 个通用工程参数描述了问题空间，40 条创新原理描述了解空间，而矛盾矩阵则建立了问题空间与解空间之间的映射关系。利用矛盾矩阵和创新原理，解决技术矛盾的模式如图 2 所示。【图2】

　　TRIZ 在创新型 QC 中应用的可能性TRIZ 来源于发明，但是其并不只是一种发明工具，而是一种解决问题的工具。在工程技术、自然科学、社会科学、管理科学等各个领域，TRIZ 都能发挥其巨大的创新作用，带来有益的效果。同样，TRIZ 在创新型 QC 中也具有应用的可能性，主要体现在以下几个方面：

　　1.两者关于创新内涵的认识和关注重点相同创新型 QC 课题是运用全新的思维和创新的方法，研制开发新的产品、工具或服务，强调不受现状和已有经验的束缚。而 TRIZ 直接回避了创新、革新、创造等词汇在概念上的争议，认为所有最终能转变成生产力的发明，都可以归入创新的范畴，并把关注的焦点放在如何利用创新的方法和规律来实现创新上。可以说，两者都注重创新的实践，强调运用创新的方法来实现创新。

　　2.与传统创新方法相比，TRIZ 具有其优点人们经常或习惯使用的创新方法大约有几十种，例如试错法、头脑风暴法、形态分析法等等。这些传统的创新方法，都曾在某些时代或人群中取得过较好的创新效果。这些传统的创新方法基本上是以心理机制为基础，其逻辑性并不严密。与传统的创新方法相比，TRIZ 是从大量发明专利中总结提炼出来的，其原理、程序、步骤等，是建立在科学和技术的方法之上的，具有严密的逻辑性。此外，从 TRIZ 解决问题的模式可以看出，它一般采用反馈、迭代的形式，通过启发式地方案搜索，快速地从成千上万的解法中，找出解决复杂问题的可行方案。

　　3.TRIZ 与传统创新方法结合，发挥各自优势在 TRIZ 中，已经吸收了很多克服思维定势的传统创新方法的精髓。将 TRIZ 和传统创新方法结合起来使用，可以相互取长补短，发挥出各自的优势。在目前的很多应用实践中，TRIZ 与传统创新方法的结合使用也是非常普遍的。

　　TRIZ 在创新型 QC 中的具体应用本文以 TRIZ 中应用最多的矛盾矩阵和创新原理，简单说明 TRIZ 在创新型 QC 中的具体应用。

　　1.操作步骤及程序
　　（1）根据图 2 中技术矛盾的解题模式，将待解决问题的技术矛盾提取出来，并用 39 个通用工程参数中的两个来表示这对技术矛盾。

　　（2）根据矛盾矩阵，找到对应的创新原理。通常，矛盾矩阵会给出多个解决技术矛盾可能用到的创新原理,而这些创新原理并一定每个都适用，更不是每个都最优，需要 QC 小组成员根据这些创新原理的启示，通过讨论或者适当结合“头脑风暴”等创新方法，整理形成若干个解决方案。

　　（3）由 QC 小组全体成员，对这些方案逐个进行分析、论证和评价，必要的时候，进行试验对比，确定出最佳方案。矛盾矩阵和创新原理应用在创新型 QC 课题时的活动程序，如图 3 所示。【图3】

　　2.应用分析
　　从以上的具体应用步骤和程序可看出，在创新型QC 课题中提出各种方案并确定最佳方案时，用 TRIZ 中的矛盾矩阵和创新原理，代替了“头脑风暴法”和 KJ 法整理。能够帮助 QC 小组在遵循客观规律的基础上，迅速有效地得出各种可能的解决方案。同时，在进行创新型 QC 课题活动时，常见的一个问题就是提出方案太少。而矛盾矩阵中通常会给出解决技术矛盾的多个创新原理，在这些创新原理的提示下，同一条创新原理又可能启发出多个解决方案。因此，应用 TRIZ 可以在提出方案时，提供更多可供选择比较的备选方案，能有效避免方案太少这一问题。

　　结 论
　　
　　QC 小组活动作为提高企业竞争力一种有效方式，已在我国各领域的企业中广泛开展多年。创新型 QC 课题作为 QC 小组活动课题中的一种特殊类型，活动程序上与其他课题类型不同。笔者介绍了 TRIZ 这一创新思维方法，并对 TRIZ 在创新型 QC 课题中的应用进行了分析和说明。将 TRIZ 应用到创新型 QC 课题中，可帮助QC 小组科学、有序、快速地得到可行方案，有效地促进创新型 QC 课题的开展。

　　TRIZ 作为一种解决问题的工具，不仅可应用于创新型 QC 课题当中，而且也可用于问题解决型的 QC 课题当中。

　　参考文献：

　　[1]徐明达.创新型 QC 小组活动指南[M].北京：东方出版社，2008.
　　[2]中国质量协会.QC 小组基础教材[M].北京：中国社会出版社，2008.
　　[3]王菁.TRIZ 理论在非技术领域中的应用研究[J].矿山机械，2008（24）：1－4.
　　[4]吴静敏，姚珊珊.TRIZ 理论及其在航空领域的应用[J].航空科学技术，2010（5）：15－18.
　　[5]赵敏，史晓凌，段海波.TRIZ 入门及实践[M].北京：科学出版社，2009.