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3“5W2H”法、奥斯本检核表法、属性列举法流程
“5W2H”法亦称为七何分析法,5W2H的含义是:Why、What、Where、When、Who、How、How much,人们利用这7个问题进行设问,探寻创新思路,构思设计,实现新的发明创造[15]。在创新活动中使用5W2H法将问题的主要方面都列举出来,减少了思考问题时发生遗漏的现象。在5W2H法的基础上,检核表法逐渐发展起来。最早的检核表法是奥斯本检核表法,这种方法中的引导性思维源自奥斯本,故以此命名。奥斯本检核表的9个大问题是:有无其他用途、能否借用、能否改变、能否扩大、能否缩小、能否代用、能否调整 能否颠倒、能否组合[14]。人们在创新的过程中,可以根据检核表上所列的条目逐一分析问题的各个方面。属性列举法(Attribute Listing Technique)是由美国内布拉斯大学的克劳福德(Robert Crawford)1954年提出。即把所研究的对象分解成细小的组成部分,各部分具有的功能、特征、属性、与整体的关系等,尽量全部列举出来,并做详细记录[16]。这种方法的核心思想是从不同的角度将事物的特性列举出来,再针对所列的每一项属性进行详细的分析研究,进而寻求可能的改进或突破方案的创新方法。
5W2H法、奥斯本法、属性列举法这三种创新方法都是通过设问的方式来进行创新活动的,只是引导的问题有所不同,在运用这三种方法的时候,均是首先分析待解决问题本身的属性,然后依照各种方法各自所列的问题或属性进行分析,尝试各种可能的改进,获得创新性的设想方案,再从获得的设想中筛选出适宜的可行方案,最后执行筛选出的方案,具体的流程如图5所示。
图5 “5W2H”、奥斯本、属性列举法运用的流程图
4发明问题解决理论---TRIZ 解题思路及流程分析
发明问题解决理论---TRIZ是由前苏联发明家根里奇•阿齐舒勒(Genrich S. Altshuller)提出的。1946年阿齐舒勒等学者在研究了世界各国200万份高水平专利的基础上,提出一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法——TRIZ[17]。在运用TRIZ解决问题的过程中,通常先将实际问题转换表达为一个TRIZ问题,然后利用TRIZ的理论和工具来进行求解,获得TRIZ问题的通用解,再根据实际条件的限制,将TRIZ问题的解转化为具体问题的解,其解决问题的模式如图6所示

图6 TRIZ解题模式
由于TRIZ提供的工具较多,根据不同的问题情境要选择不同的工具来解决各异的发明问题,其运用过程较为复杂。运用TRIZ时,首先明确待解决的问题。如果我们的目的是制定产品开发战略,那么我们需要解决的问题是预测技术系统的发展趋势,执行预测分析的步骤。在执行预测分析的时候,首先要分析当前技术系统所处的阶段,根据进化法则判断当前系统的进化方向,运用八大进化法则来指导如何改进系统,使系统向“最终理想化”进化,并制定相应的解决方案。然后对筛选出的解决方案进行评价,如果对方案满意则执行方案,如果对方案不满意,则要返回分析问题阶段,重新进行分析,直到获得满意的解决方案。
如果我们的目的是解决具体的产品设计问题,那么我们便执行解决具体问题的流程,首先要对当前的问题进行清晰、全面的陈述,然后构想最终理想解IFR,接着建立物-场模型,再定义当前技术系统中的冲突元素是什么,再根据当前系统中最重要、最突出的冲突,建立一个能反映整个系统关键问题的矛盾模型。然后对该矛盾进行判断,如果是技术矛盾,则运用矛盾矩阵,找到相应的解决该矛盾的创新原理,在创新原理的指导下,找到实际问题的解决方案。如果是物理矛盾,则有2种方式可以选择,一种是运用分离原理,在创新原理指导下找到问题的解决方案;另一种是运用标准解法,在标准解法的指导下找到问题的解决方案。在执行TRIZ的解题流程,利用TRIZ提供的工具分析问题、解决问题,并将TRIZ的解决方案转化为实际问题的解决方案后,进入对方案的筛选和评价阶段。如果对获得的方案满意,则执行方案,如果不满意则要返回到最初的分析问题阶段,再次执行整个分析步骤,直到获得满意的方案。其具体的运用流程如图7所示。

图7 TRIZ运用流程图
5 中山正和法流程
中山正和法是由中山正和(Nakayama Masakazu)教授1968年提出的,简称为NM法 [18]。在运用中山正和法解决问题的过程中,通常先依据记忆的直觉来判断目标问题是否可以解决,如果可以解决则设立基于直觉的解决方案的假说;然后进行各式的调查,运用各种知识进行分析;找出假说和分析结果的矛盾,即使问题之所在;针对分析结果,解决问题。假说通常要经过多次尝试才能得到认同。其基本解题模式如图8所示,中山正和法解决问题的模式是首先分析问题,然后提炼出矛盾,最后解决矛盾。解决问题的模式与TRIZ的模式相似。

图8 中山正和法解题模式
中山正和法采用会议的形式进行,首先是确定待解决的目标问题;然后与会者将自己的设想写在卡片上,每张卡片上填写一个设想,我们将这些卡片称为初始设想卡片;选择一块面积足够大的写字板上或是幕布,由主持人将这些初始设想卡片排成一行(1…n);依次从排列好的那一行初始设想卡片中取出卡片,每取一张卡片i,让与会者发表与卡片i上所写设想有关的看法以及从中受到的启发,并把受到的启发分别写在新的卡片上,呈纵列排在第i张卡片的下面,为了区分前面的卡片,将这些添加的卡片称为启发设想卡片;如果在几个纵列中出现设想较为相似的或者相同的卡片,则移动卡片,将这几列卡片靠近摆放,这是一个对卡片进行归类的过程;将纵列中的卡片进行相互组合,从中受到启发,获得创新性的设想;在所提出的设想中筛选出可行的适宜的方案;最后是执行方案。其具体的运用流程如图9所示。

图9 中山正和法运用流程图
6六顶思考帽法流程
六顶思考帽法(Six Thinking Hats)是艾德华•德•波诺(Edward de Bono)1985年提出的[19]。六顶思考帽法为人们提供了白、绿、红、黑、黄、蓝6种颜色的帽子,将思考的过程分为与之相应的六个阶段。运用这种方法的时候,首先戴上白色的中立帽子,在这个阶段人们从陈述问题的角度出发,将问题现有的信息尽可能详尽地列举出来,全面地描述问题事实;然后戴上绿色的活力帽子,从积极的角度出发,充分发挥主观的创造性,尽可能多地提出解决问题的设想方案;再戴上黄色的正面帽子,从乐观的角度出发,将目标事物的优点列举出来;其次戴上黑色的负面帽子,从批判的角度出发,将目标事物的缺点列举出来;再其次带上红色的评判帽子,从评价的角度出发,对所提出的设想进行评价和判断;最后戴上蓝色的指挥帽子,从整体的角度出发,对所提出的设想进行筛选,择定最适宜的方案。具体的运用流程如图10所示。

图10 六顶思考帽法运用流程图
7公理化设计法流程
公理化设计(Axiomatic design)是美国MIT的Nam Pyo Suh教授1990年提出的[20],简称AD。在公理化设计中,整个设计要求满足独立性公理和信息公理,并将设计过程划分在4个不同的域中进行,这4个域是相邻的,依次为用户域(Customer domain)、功能域(Functional domain)、物理域(Physical domain)、过程域(Process domain),在设计的过程中相邻域之间进行反复的迭代,各个域之间的曲折映射关系如图11所示。

图11 域的曲折映射示意图
运用公理化设计方法主要遵循以下的流程。第一步,首先从顾客需求出发,确定总的客户需求是什么,然后选定满足客户需求的总的功能需求。如果可以根据客户需求一次性地明确定义功能需求,客户需求不需要进行进一步的细化分解,则直接建立客户需求和功能需求的关系矩阵。如果总客户需求需要进一步细化分解,则根据总功能需求将客户总需求分解为子客户需求,再依据子客户需求来进一步分解子功能需求,分解后再判断是否需要更详细的分解,如果需要则在已分解的基础上进一步细化分解,如果不需要再分解,则根据分解细化后的顾客需求和功能需求,建立客户需求和功能需求的关系矩阵。再根据建立的关系矩阵,从中筛选出满足独立性公理的功能需求设计方案,再从满足独立性公理的方案中筛选出满足信息公理的设计方案,得到最适宜的功能需求设计方案。第二步,根据获得的功能需求设计方案来确定设计参数,具体的过程与客户需求转化为功能需求的设计过程类似。第三步,根据获得的设计方案来设计过程参数,具体的过程也与客户需求转化为功能需求的设计过程类似。整个设计从用户域开始,到功能域,再到物理域,最后到过程域,通过逐层分解细化得到清晰的设计框架,以及具体的参数和变量,其具体的运用流程如图12所示。

图12 公理化设计运用流程图
三、创新方法的特征及应用范围分析
基于上文对各种典型创新方法流程的分析,进一步剖析典型创新方法的特征及各自的应用范围。
1头脑风暴法与综摄法应用范围
从头脑风暴法的内涵及原则可以看出,这种方法旨在为人们营造一种宽松的环境,它的特点是最大限度地激发人的创造力,使人们相互启发,提出大量的创新性设想,从而获得问题的解决方案。但是由于其时间成本较高,并且其效果的好坏很大程度上依赖于会议召集者的引导,所以该法不太适合解决一般性的问题,主要针对那些需要探索创新性解决方案,并且需要获得与此有关的大量设想的特殊问题。
综摄法的实质是把表面上看起来不同而实际上有关联的事物综合起来,这种方法的特点是将整个思维过程分为了两个阶段:使大家对陌生的事物熟悉起来、使大家对熟悉的事物陌生起来,类比贯穿了整个过程。在第一阶段主要是依靠原来的知识来认识陌生的事物,该阶段的任务是详细地分析、了解问题;第二阶段是对原本熟悉的事物进行新的认识,该阶段的任务是在熟悉事物的基础上进行创新。综摄法是基于对已有事物的认知进行创新的,其应用范围较广。
2形态分析法与信息交合法应用范围
形态分析法通过对系统的全面分析,提取出构成系统的主要因素,再将各要素所对应的若干形态进行相互组合,从而获得大量的创新设想,然后逐个分析这些设想的可行性,从中筛选出适宜的方案实施。该法的特点是从构成系统的各个主要因素出发,将我们的思考范围划分为几个不同的纬度空间,在各异的组合中寻求创新。但是如果形态组合的方案过多,在筛选方案阶段所面临的工作量庞大,所以在构成系统各要素的形态组合方案不是太多的情况下,形态分析法比较有效。
通过对信息交合法的运用流程分析,可以看出该法的特点是从事物的两个方面信息来构造信息场,这种创新的模式和形态分析法有相似之处。形态分析法从多个角度去思考问题,在二维、三维,甚至更多维的信息空间中寻求创新,而信息交合法是从两个角度思考问题,是在一个二维的信息空间中寻求创新。本文认为,由于形态分析法在组合方案过多的时候,会面临评价、筛选方案的困难,而信息交合法则通过将信息的组合限定在了一个二维空间中,从而避免了形态分析法的这种困境,信息交合法是对形态分析法的简化。虽然信息交合法只能在一个二维的信息空间中寻求创新的设想,但是我们在针对一个目标问题进行创新的时候,如果多次重复使用这种方法,同样可以从多个方面来思考如何创新,由于信息交合法强调从事物的功能、特性等方面来探寻创新性设想,所以这种方法较适用于产品的概念设计阶段。
3“5W2H”法、奥斯本检核表法、属性列举法应用范围
对于“5W2H”法、奥斯本检核表法、属性列举法这三种方法来说,虽然都是使用设问的方式来进行创新,但是具特色各异,下文将进一步分析这三种方法的特征及各自的应用范围。
在面对创新问题的时候,在5W2H的提示下会从7个方面来进行分析:为什么要解决这个问题?要怎么做?在那里做?什么时候做?由谁去实施?实施到什么程度?成本是多少?这种方法的特点就是首先帮助人们找出问题,再针对问题部署其具体的实施步骤,并且将所要耗费的成本纳入考虑范围中。由于5W2H法简单、方便、易于理解和使用,目前已广泛地应用于技术创新、企业管理、广告营销策划等领域。
奥斯本检核表法的9大问题,也为人们提供了较为详尽的思考路径。根据检核表中所列项目逐一分析问题的各个方面,具有条理性,系统性、周密性等特征,以表格的形式、通过设问的方式引导人们全面思考问题,让人们在创新过程中有一个可以依循的航标。从其问题的内容来看,都与具体的产品有关,并有助于对已有产品的改进和新产品的开发,故适用于产品的概念设计阶段。
属性列举法引导人们从事物的不同属性来思考问题,在运用这种方法的时候,如果列举的属性发生了遗漏,会导致分析、思考的不全面,有可能与最佳的创新方案失之交臂,所以在分析的时候要紧紧围绕目标对象,尽可能详尽地将其属性列举出来。由于列举法易于理解,操作简单,既适用于个人进行创新活动,也适用于群体进行创新活动。此外,由于该方法进行创新的时候是针对具体事物的属性进行分析,所以属性列举法较适用于产品的概念设计阶段。
4发明问题解决理论——TRIZ应用范围
TRIZ的核心思想认为:许多原理和方法在发明过程中是重复使用的,技术系统的进化和发展并不是随机的,而是遵循着一定的客观规律。TRIZ在统计分析的基础上,将这些通用的方法和原理抽象为40个创新原理,并且提供了预测的工具,来帮助人们预测技术系统的进化趋势,从而把握发展的方向。其特征:首先将待解决的问题转化为TRIZ的问题,利用TRIZ的工具得到TRIZ的解后,再将TRIZ的解转化为实际问题的具体解决方案。TRIZ是建立在普遍性原理之上的,不是针对某个特定的创新问题,而是要建立解决问题的模型并指明问题解决的方向,TRIZ的原理和工具不局限于特定的应用领域。
5 中山正和法应用范围
中山正和法最为醒目的特点是其创始人中山正和在巴甫洛夫的高级神经活动学说的基础上,所提出的HBC(Human Brain Computer)模型。该模型将人的大脑机能分为五个不同层次:S→O(Stimulus → Output)层、I→O(Image → Output)层、I.S(Image--Storage)层、W.S(Word--Storage)层、W.R层。这五个层次的级别是逐层增加的,前三个层次是无意识的行为,是人类创意的源泉,后两个层次是抽象、推理、演绎一系列有意识的行为。通过对该法的运用流程分析,可以看出中山正和法善于从杂乱的问题中找出事物之间显性和隐性存在的关联,有利于理清思路,提出明确的解决方案,所以本法较适合在创新活动中出现的那些看似模糊而且牵涉面较广的问题。
6六顶思考帽法应用范围
在六顶思考帽法运用流程分析的基础上,本文认为六顶思考帽法最显著的特点就是在分析过程中,一方面通过限定人们思考的角度,最大限度地减少了个人因素的影响,另一方面引导人们从多个角度进行分析,使得思考的范围更为全面。目前,六顶思考帽法已被美国、英国、加拿大等50多个国家设置为教学课程,同时也被许多全球著名的企业所采用(例如:微软、IBM、西门子、诺基亚、波音公司等)。使用六顶思考帽法可以帮助人们在思考问题的过程中保持清晰的思路,客观全面地对问题进行深入分析,从而提高创新的效率。
7 公理化设计法应用范围
公理化设计最为显著的特点就是运用独立性公理和信息公理来指导整个设计过程。独立性公理要求在设计的时候要保持单个功能的独立性,这样可以保证在对某一功能对应的设计进行调整时,不会影响其他的功能。信息公理则与TRIZ最优理想解的思路一致。此外该法的整个设计过程是自顶向下展开的,通过相邻两个域之间的多级交叉映射,对4个域中的设计内容进行逐层分解、细化,得到各个域的层次结构,从而将抽象的用户需求转化为具体的设计细节。以往的设计大多是基于设计人员个人所具备的经验和专业知识,从而使设计的成败和优劣在很大程度上依赖于设计人员的个人因素。而公理化设计方法使得设计问题可以按照程式化的步骤进行,可以有效地提高设计的成功率和质量,适用于创新过程中的任何设计问题。
结束语
本文对典型创新方法的流程进行了全面分析,总结出了各种典型方法的特征,明确了各种方法的适用范围,有利于从整体上把握现有的创新方法,帮助企业在技术创新的过程中根据自身实际情况的需求,选择适宜的创新方法,从而提高创新的效率和成功率。在推动技术创新方法的普及应用的同时,也为我们后续对技术创新方法集成研究打下了基础。
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