TRIZ在价值工程点子构思阶段的应用-矛盾构思法
ITRIZS 2021-06-08

谢寿涛 某通讯技术公司价值工程部


价值工程是产品成本工程方法的常用工具,主要是围绕产品的功能进行创新,以追求尽量小的成本投入产生最大的价值。


在价值工程的点子构思阶段常用的构思法中,有一种与TRIZ紧密相关的构思法叫做“矛盾构思法”。矛盾构思法,实际上就是TRIZ的矛盾建模、分析方法,具体包括:矛盾建模(发现问题)、矛盾矩阵(分析问题),40个发明原则/分离原则(解决问题解决技术矛盾或物理矛盾)。


下面就结合具体实践介绍一下价值工程活动中如何运用矛盾构思法。


例如遇到一个假设问题:某产品设计过程中,为了维护人员的方便,需要机器有多个信号显示服务器的实时状态。因为面板空间有限,不能显示出所有的指标信号,技术专家遇到困难。


发现问题(发现矛盾)


对一个产品优化,发现问题所在是非常关键的。下面介绍价值工程中也对发现问题做了详细阐述,本文仅介绍矛盾的发现。运用TRIZ的矛盾发现方法主要是功能建模。通过建模从业务逻辑梳理出明确的主线,通过可视化的功能模型图显性化的将矛盾呈现出来。


为什么需要功能建模?目的是解决复杂问题:统一语言(系统结构),问题分解。我们可以根据功能建模所描述的问题,来查找相对应的解法。


思路:从功能角度建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型



why复杂系统问题的原因:

1、要素的相互作用不清楚

2、矛盾不清晰

3、已知矛盾,优先级不清晰

what功能模型:关联、想法、图标,无序知识------>系统结构

how分析方法:

1、矛盾的源头:模型中机能元素—>有用 or 有害的机能

2、理想化的障碍:妨碍有用的机能 or 产生有害的机能


这里先插播一下TRIZ可视化的图示:


针对上面这个问题,我们简要分析如下:



根据功能模型图,可见,如果显示所有的状态灯,会带来好的事情是“更多是状态灯容易维护”。带来有害的事情是:“需要更大的体积和占地”。因此在“现实所有的状态灯”这个事情上形成一对矛盾。


通过以下环节,显性化矛盾,我们尝试着针对该案例进行分析:



有用的“更多是状态灯容易维护”引发的影响:“需要更大的体积和占地”

带来有害的事情是:“需要更大的体积和占地”,影响是成本增加;



如何增强/增加有用的功能?所有状态灯能显示出来,对机器健康状态有影响。



有用的功能,会导致现有元素的增加,例如:显示所有状态灯,会影响到这个元素:导致状态面板的面积。



系统关键功能是:显示状态能方便维护。状态显示面板的面积,是约束该功能的关键元素。“显示所有的状态灯”,相关的关键功能元素是“状态显示面板的面积”。


分析问题


设计中的矛盾

分析问题要对准客户需求,产品中的需求哪个功能是承载这个需求的。分析为了达成需求可能产生的矛盾后,接下需要思考如何解决矛盾,这个过程离不开分析问题。下面整个过程的示意图如下方便记忆。



矛盾思考过程

矛盾有2种类型,技术矛盾、物理矛盾。技术矛盾往往可以转换成物理矛盾。

针对技术矛盾,我们可以通过矛盾矩阵+40发明原则去寻找备选方案;

针对物理矛盾,我们可以采用4个分离原则去思考IDEA。




解决问题


技术矛盾思路如下

技术矛盾要从技术参数去分析,明确矛盾影响到的技术参数是哪个?增强了什么?弱化了什么。39个技术参数可以从几何、物理、系统等参数上分类,具体如下表:


技术矛盾-39个工程参数

当前案例,与我们矛盾相关的技术参数是针对面积的几何参数:状态显示面板的面积不足。

技术参数是:可维护性增加


技术矛盾-矛盾矩阵

针对当前案例,采用39 x 39的矛盾矩阵来查找对应的发明原则:

改善的工程参数:可操作性/维护增加。恶化的参数:面积增大

查表可见16、25发明原则。

15动态、16不足或超额作用、18机械振动、39惰性环境、25自服务

具体引导的过程可以遍历这些发明原则去思考。


通过遍历我们可以产生如下的IDEA,例如:

  1. 25:自服务,自动将出问题的状态发到手机上。取消状态灯的显示等方法。

  2. 16:不足或超额作用,可以只显示1个等提示是否有某个出现错误,还是全正常。如果某些出现了问题再进一步通过某操作获取具体问题的方式。

  3. 16+15:分时间段、分批显示,然后轮流显示所有的状态的方法。

上面的方案都可以最终解决问题,备选方案可以结合具体情况做选择。


问题陈述的方法

TRIZ的一般问题陈述(Generic Problem):

我想通过做______,以使得______ 改善

但我不能,因为会造成__________ 恶化


针对本案例,我们可以陈述为:

我想通过做(所有的状态灯都呈现具体的指标状态),以使得(服务器操作和维护得到)改善;--改善了


但我不能,因为会造成(状态显示面板的面积增加,产品成本得到)恶化


以上陈诉,得到矛盾的参数影响,改善了什么?恶化了什么。

改善的工程参数:可操作性/维护增加。恶化的参数:面积增大


物理矛盾的思路

当技术矛盾很难找到答案时(有时候工程参数并不能完全对应),我们也可以尝试将技术矛盾转换成物理矛盾去分析问题找到解题方向。


参数C 必须最大化

r参数C 也必须最小化

r一个创新的解决办法同时克服矛盾,达到两者最佳

例如本案例,针对物理矛盾,是几何类型“状态显示面板面积”,面积大小是“窄与宽”。面积有时候需要窄,有时需要宽。


可以通过物理矛盾的4个分离原则寻找答案:


1.时间分离:将矛盾双方在不同的时间上分离开来,以获得问题的 解决或降低问题的解决难度 ¦是否冲突一方在整个时间段中“正向”或“负向”变化?¦在时间段中冲突的一方是否可不按一个方向变化?


2.空间分离:将矛盾双方在不同的空间上分离开来,以获得问题的 解决或降低问题的解决难度


3.系统级别的分离:将矛盾双方在不同的系统级别上分离开来,以 获得问题的解决或降低问题的解决难度


4.条件的分离,是将矛盾双方在不同的条件下分离开来,以获得问 题的解决或降低问题的解决难度

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物理矛盾-表述7步


物理矛盾-表述7步-样例

1.系统的组成部分(指定技术系统的组成):服务器,有个功能器件是状态显示面板

2.系统必须满足的某一项需求:显示所有的指标状态

3.为满足上述要求,系统某部分必须:显示控制面板的面积要足够大

4.系统必须满足的另一项需求:要节约面积否则成本过高,显示面板面积不能太大

5.为满足上述要求,系统某部分必须:“状态显示面板面积”既要“大”有要“小”

6.Step 3与Step5中,什么动作/物理状态/属性/参数相互对立不相向:面积对立

7.提出改善对策:通过时间维度解决问题,时间分离

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好了,本文通过一个简单的案例,介绍了价值工程点子构思阶段,通过TRIZ矛盾分析的思路进行:发现问题(矛盾)、分析问题(矛盾)、解决问题(矛盾)的过程。


希望能通过该案例让大家得到一个整体系统的思路,将TRIZ矛盾构思法运用到VE价值工程的点子构思中去,在成本设计优化过程中找到清晰的思路。