《科技创新与品牌》杂志社创新方法

TRIZ理论打开创新之门的金钥匙之四


        前面我们介绍了如何定义问题,以及初期如何进行标杆和功能导向搜索。在这一期中,我们继续介绍理想最终解。(为便于理解,我们把本刊2010年第11期第43页解决问题流程图在这里重新绘出,在以后的续篇中将不再绘出此图—编者)


        1.3 理想最终解(IFR,Ideal Final Result)

        我们在谈理想最终解之前,先谈一个理想度(Ideality)概念。阿奇舒勒通过研究技术发展的趋势发现,一个系统的进化总是沿着理想化的方向发展,但这个理想化的程度在最开始的时候却没法量化。于是,就提出了理想度(Ideality)的概念。理想度定义为:
        理想度=系统所有有利因素之和/ (系统成本之和+所有有害因素之和)
        Ideality=∑Benefits/(∑Cost + ∑Harmful Factors)
        理想度是衡量一个技术或者产品竞争力的重要指标。我们这里可以拿轿车来做个比喻。Benefits是指产品能够带来的好处,也就是客户愿意出钱去购买的部分,或者说是客户的需求,如车的载重量、速度、安全性和舒适度等。Cost是指需要付出的成本之和,按照形式可以分为材料成本和人工成本,按照投入时期的不同可以分为CAPEX (Capital expenditure)和OPEX(Operating Expense)。CAPEX一般是指基础建设成本,OPEX是指运营维护成本。对于车来说,CAPEX就是裸车所花的费用,OPEX指轿车日常支出的成本,如保险费、洗车费、油费、过路费、停车费、罚款以及其他维护费用。Harmful factors指有害的因素,如次品等等。对于车来说,由它造成的交通事故、环境污染、噪声等等都属于有害因素。
        通过这个定义,我们可以很明显地看到提高理想度的方法:
        (1)提高产品的性能,也就是提高产品的有益因素。除了主要性能以外,还要考虑其他的一些因素来迎合客户的需求,如美观 、与环境及人体的协调等。当主要性能相差无几的时候,非主要性能可能会起到关键的作用。例如,MP3市场已经做得非常成熟以至于有些泛滥,各厂商的MP3的主要性能也差不多,但苹果开发出的IPOD由于更多地考虑了美观、方便用户操作以及与人体的结合,从而使它在众多MP3中脱颖而出,成为众多消费者青睐的产品,其售价也比其他公司要高,当然利润也相当可观。
        (2)降低成本。如果不能提高产品的性能,就要降低产品的成本,特别是对于一些成熟的日用品,比如普通卫生纸、白炽灯泡等等。对于这些产品,想要提高它们的性能基本上是不可能的,而且客户也并不会在意生产厂家所提高的那么一点点性能。这时,降低成本就相当重要,成本越低则理想度越高。
        (3)降低有害因素。产品目前的问题就是改进的机会,如果解决了有害因素,将会使本公司的产品优于其他公司的产品,从而独树一帜。一个简单的例子,人们已经习惯了84消毒液难闻的味道,甚至认为它不可能没有刺鼻的气味。但也有人从中发现了机遇,于是就出现了有香味,或者无味的84消毒液。
        (4)在增加有限成本的条件下,使性能大幅增强。比如节能灯(又称荧光灯或日光灯)和白炽灯,节能灯价格为白炽灯的5倍左右,但节能灯的寿命却是白炽灯寿命的5~10倍,同时消耗的能量却只相当于白炽灯的1/5。因此节能灯具有更高的理想度,市场反馈也说明了这一趋势。 
        此外,应注意简化系统,去掉系统中多余的功能,特别是系统中成本很高,但作用不大的功能,以及利用新的原理,显著提高系统的性能。
        为了清楚地说明理想度的概念,这里举一个大家耳熟能详的例子。生产香皂的企业遇到了一个技术问题:有的香皂盒里没有装上香皂就进入下一个工序,而后面的工序也没有对盒中是否有香皂进行检测,结果直接将其打包运走。最终的结果是买到空盒的消费者肯定会不高兴,有可能引起麻烦。但如何探测香皂盒里是否有香皂呢?一家大企业聘请了专家,花了大量的经费,最终研制成功了一套复杂的系统,这套系统利用X射线透视技术,并结合计算机图像处理识别出香皂盒里面是否有香皂,如果香皂盒里面没有香皂,则启动机械手将空盒推出生产线。作为一个行业问题,另外一个小公司也遇到了同样的问题,但这个公司却没那么大的财力研发复杂的监测设备,他们在市场上买了一个功率比较大的风扇,将这个风扇放在生产线的一边,当香皂盒经过的时候,风扇就可以把空盒子吹跑,而那些吹不动的盒子就自然进入下一道工序。相对于X射线成像系统,风扇的解决方案要简单得多,当然成本也会低很多。这两个系统都实现了将空香皂盒(次品)从生产线上去除的功能,但风扇的解决方案成本更低,因而具有更高的理想度。
        在利用TRIZ解决问题的时候,往往会想出不止一种可能的解决方案。当有不同的技术路线或者解决方案的时候,理想度是我们选择正确路线的标准。
        当理想度趋于无穷大时,我们称之为理想最终解。事实上,理想最终解已经超出了仅仅作为一个公式的范畴,它更是一个解决问题的理想方案。它不受制于目前的资源及其他现实条件的限制。它出现在项目之初,可以让我们展开丰富的想像,幻想我们未来的解决方案会是什么样子的。一个定义得比较好的理想最终解可以帮助我们克服思维惰性,犹如照亮我们前进道路的灯塔。
        一个理想化的系统应该是没有体积、没有重量、不需要人工、不需要维护,也不需要成本的,但它却完成了我们需要的功能,而不会带来任何坏的因素。换句话说就是“什么也没有”,但实现了所需要的功能。当然,这只是一种概念,就像数学中的“极限”一样。
        理想最终解具有以下几个特点:
        (1)解决了原来系统中存在的问题;
        (2)继承了原来系统中的优点;
        (3)在对系统最小改变的前提下,开发出新的优点;
        (4)没有使系统增加成本(简化或者采用系统中已有的资源);
        (5)没有使原来的系统变得更加复杂;
        (6) 没有带来新的问题。
        一个可能的理想最终解就是让问题(或者部件)自己解决,而不需要借助于外力。例如将一种“聪明”的草植成草坪,它长到一定高度后会自动停止生长,而不需要借助人工等外力;另外一个例子是可以自清洁的炉子。还有一个方法是变害为利,即将以前对系统有害的部件,变为对系统有利的部件。比如,夏天的空调容易出现冷凝水,这些水排到室内会弄脏地面,排到室外则可能会妨碍邻居,如果将这些冷凝水加以利用,用来冷却室外机,就可以变害为利,既消除了系统的有害因素,又能节省能源。
        理想化是工程系统进化的方向,理想最终解是一个解决问题的理想方案,它指引着我们前进的方向。
        最后,我们以美国在20世纪60年代初开始阿波罗计划的时候的一句名言来结束我们本期的文章:“We will put a man on the moon and bring him back before the end of this decade.”即“我们将在未来的十年内,将一个人送上月球并重新回到地球。”这句话一直指引着美国科学家在后来十年中践行阿波罗计划,直到取得成功。我们搞科研、搞创新,包括做任何事情,都应该是如此。