利弊图——解决问题的新工具

内容简介:

  • 我们有足够多的工具可以识别出问题的根本原因,但是可以解决问题的工具却为数不多。
  • 被创新型员工使用并且在有效只是管理系统的帮助下,一种称作利弊图的工具可以帮助你找到想要的答案。

   迄今为止,大多数绩效改善专家使用的工具——包括五个为什么、流程图和实验设计,已经被用来定义和识别问题的根本原因。但是这些原因被识别出之后,什么工具可以用来去解决它呢?答案就是:利弊图,一个可以解决问题的工具。
   利弊图有时又被称作矛盾图,可以用来展示和情景、问题或流程相关的积极影响(有利因素)和消极影响(有害因素)。这种图是基于牛顿第三定律的:对于每一种力,总有一个大小相同方向相反的反作用力。
    

   利弊图被用作解决问题、评估潜在的情况以及促使产品和流程提高性能。这个办法可以激励个人或者团队从不同的角度去考虑问题,从而形成创新的解决方案。
   这个解决问题的团队经常被称作绩效改善小组(PIT)。这是一个六到十人的团队,团队的任务就是为问题、情景或产品分析和设计一个创新的解决方案。他们经常是从不同的业务部门招募而来,可以是兼职,也可以是全职去完成这项任务。
   无论你来自哪个业务部门,你都需要利用以前训练的技能去面对这项具有挑战性的工作。并且无论你专业领域的知识是否得以扩展,仅仅集中在一个领域并不能给你最佳的答案。为了得到最好的结果,问题的解决者需要
利用很多不同科学领域的知识。
   利弊图的设计可以为用户提供一种不同的观察问题的方法,开淘他们的思维模式。
   利弊图不能为所有情况都提供最佳答案,但是它们能够帮助你提出正确的问题。你还是需要创新的员工和良好的知识管理系统来找到最好的解决方案。

好的、坏的和丑的
    通常情况,当我们满怀热情去解决一个问题时,却使事情变得更加糟糕或者引发了新的问题。例如,可口可乐公司重新设汁了它的两公升瓶,以使它看上去更加吸引人。这种新设计借鉴了原来的玻璃瓶包装(好的)。但是这种新可乐瓶设计的有点高,不能放进标准的冰箱装架内(坏的)。结果,一些客户开始转向购买百事可乐,因为百事的瓶子可以完全放到冰箱内(丑的)。
   利弊图的设计围绕着这样一个概念所有的系统都有积极的一面(有利的功能)和消极的一面(有害的功能)。一个功能涉及到系统的一个方面,包括活动、状态、流程、条件或者转换。
   利弊图使用两种符号:有害功能用圆角矩形表示,有利功能用直角矩形表示。你也可以通过使用不同的颜色来区别两种不同的功能。
   连接两个符号的箭头表明第一个符号发起了和第二个符号之间的关联。这些箭头表明了以下两种关系的其中之一  中间没有竖线的箭头表明第一个符号或情况引起或者产生了另一个符号或情况,而带有竖线的箭头表示第一个符号或情况对抗或者阻止第二个符号或情况。
   有时,一个有利功能可以导致另一个令人满意的功能出现。但有时候,有利功能也有消极的副作用,引发有害的情况发生。除此之外,有害的功能可以引发有害的功能;有害的功能也可以导致有利功能发生。利弊图本质上来说就是描述各种情况因果关系的一个集合。
永恒的矛盾
    当有用的东西具有淌极副作用,产生了一些有害东西;或者有害的东西具有积极的副作用,产生了有用的东西时,矛盾就产生了。
   有利和有害的功能之间存在着八种不同的相互作用,其中四种是矛盾的。图1中的示例1、4、6和7就是矛盾,因为他们包含着两种相连的但是相反的功能。

   这里存在着三种不同的矛盾:

   1. 一种功能产生了一种类似的功能但还产生了一种相反的功能。例如,一个有利的功能产生了另一个有利的功能(合意的)但是还产生了一个有害的功能(不合意的)。 

   2.一种功能对抗一种相反的功能但是也产生了另一种相反的功能。例如,一个有利的功能对抗一个有害的功能(合意的)但是也产生了一个有害的功能(不合意的)。

   3. 一个功能对抗一种相反的功能,但是也对抗一种类似的功能。例如,一个有利的功能对抗一个有害功能(合意的)但同时也对抗另一个有利的功能(不合意的)。  

   不存在矛盾的流程只是理想中的,事情在现实中根本不存在完全理想的流程。所以,所有的流程至少包含一种矛盾。实际上,分析流程的原因就是为了最大化有利功能和最小化有害功能——换句话说就是,最大化增值内容的同时最小化不能增值的内容。

草坪护理

   为了更好地理解如何绘制一幅利弊图,让我们先来看一个燃油式割草机的例子(如图2)。我们从定义它的主要功能开始:割草——这是一个有利功能。所以,绘制利弊图的第一步就是在纸上或者计算机的屏幕上绘制一个直角矩形,并标记为“割草”(图2中的功能1)。

   现在,开始着手定义哪些其他功能可以使割草机完成主要功能。刀片旋转可以把草割掉,所以是一个有利功能,用标记着“刀片旋转”的直角矩形表示(功能2)。因为刀片旋转使草被割,所以从功能2到功能1之间画一条连接线。

   当你试图割草的时候,一个锋利的刀片是有利功能,所以这一项被添加到利弊图中,用一个标记着“刀片锋利”的直角矩形表示(功能3)。在功能3和功能1之间也有一个链接。

   如果割草机是固定不能动的,它就不能割草。所以另一个有用的符号“割草机移动”(功能4)被添加到图中。因为只有割草机移动才能割草,所以功能4到功能1之间有直接的联系。


   现在利弊图上有四个有利组件,让我们来看一下和这些有利功能相关的一些有害功能(如图3):

  ·功能5:割到手指头和脚趾头。因为功能3“刀片锋利”能够导致手指头和脚趾头被割,所以功能3产生了功能5,两者之间建立起了联系。

  ·功能6:草皮很厚。如果草皮太厚,割草机将被阻止前进。这就导致了从6到4的连接,穿过连接的竖线表明功能6是对抗或者阻止割草机移动的。
   ·功能7碎草阻塞刀片。割草可以引起碎草阻塞刀片,所以在功能1和功能7之间有联系。并且因为功能7可以阻止刀片旋转(功能2),所以从7到2之间绘制一条带竖线的连接。
   ·功能8:抛出坚硬的物体。因为旋转的刀片可以抛出泥石碎片,所以“抛出坚硬物体”被添加到利弊图中。因为这是由刀片旋转引起的,所以画一条从2到8的连接线。
   正如你所看到的,这个简单的例子产生了一些绩效改善小组在解决问题时需要处理的矛盾。
   让我们来尝试一下复杂的情况。有两个和飞机的容纳环相关的问题。第一个是飞机的叶轮坏了,如果没有东西来容纳碎片,那么飞机的机身将被损伤,乘客将受到伤害。
   第二个问题是现在使用的容纳环太重,所以降低了飞机的整体性能。此外,它们需要定期的检查,而它们自身的重量和安装到引擎上的方式使它们难于拆除和检查。图4是描述这个问题的简单利弊图——喷气引擎的叶轮损坏给飞机造成了破坏。


   叶轮高速旋转(功能1)导致大量空气从引擎喷出(功能2)。这两个功能都足有利功能,因为它们可以使飞机向前或者向后移动。因为功能1引起功能2,从1到2之间划一条连接线。
   风扇的高速旋转可以导致两个有害功能的发生:
   1.它给了叶轮碎片很高的能量(功能3),而这又导致了飞机的损坏(功能4)。从1到3,从3到4需要画一条线。
   2.它导致了风扇中叶轮的离心力,从而导致叶轮的零部件脱落(功能5),部件脱落导致叶轮爆炸(功能6),爆炸导致部件飞出(功能7)以及对飞机造成可能的损伤(功能4)。所以,从1到5,从5到6,从6到7和从7到4也需要再画四条连接线。
   因为功能6(叶轮爆炸)是一个关键功能,所以我们仔细研究一下。我们从一个问题开始:“什么原因可能导致这个发生?”如果叶轮的材料不是足够的结实(功能8),那么叶轮将会爆炸。功能8能够导致功能6发生,从8到6之间划一条线。

   当问到“什么能够导致叶轮的材料不够结实7”,答案可能是材料存在缺陷(功能9),这可以导致功能8发生,所以从9到8划一条连接线。
   问题的第二部分和容纳环本身有关系,现在的容纳环都比较厚(功能A),导致了重量比较大(功能B),所以从A到B画一条线。
   测试便捷性(功能C)是一个有用的功能。但是环的重量对测试便捷性有一个消板作用,所以从B到C的连接线带有竖线,表明功能B抵消或者阻止功能C。
   因为环的厚度可以导致很高的机械强度,所以功能A产生了一个有用的功能。同时,较高的机械强度允许环可以容纳碎片(功能E),碎片被容纳也就不会被飞出去(功能7)。因此,从E到7的连接线中间有竖线,说明它抵消了一部分碎片飞出的消极作用。

   一般来说,个体情况通过绘制自己的利弊图来进行深入的分析,然后再连接到主体利弊图上来。
   图5中画圈的区域是需要解决的问题。这些问题被解决了,才能使利弊图中的有害部分被抵消,使有利和有害功能之间的平衡比率更好。


金子般的智慧
    公司人员的经验和创造性是促使结果与众不同的原因。但是只有这些是不够的,如果放任他们自己来解决,他们将落入安全求稳的陷阱中,而不会跳出他们自己学科领域的限制。然而,一个有效的知识管理系统可以抵消这些。
   你所面临的每种情况都有一个“金块”镶嵌其中,这个所谓的“金块”就是经验。把这些金块分享给公司里的其他人对于整个公司的成功是至关重要的。这也恰是过去的解决方案和最佳实践需要被记录在案和归档分类的原因,这样一来所有最好的概念就可以被应用到所有的情况,它们可以作为追求完美的第一步。
   尽管一些最好的定义来自于公司内部的经验,但是在公共领域内还有很多和问题相关的很好的外部知识。在大乡数公司里,软知识或者隐性知识都没有被有效的散播。几乎好像每次有人离职,公司就相当于损失了一个知识库。软知识是成功的关键。
   把知识管理系统的一部分留出来作为解决问题或者改善情况的知识基础。每次问题得到解决,和解决问题的相关的数据就应当被添加到数据库中。良好记录的示例是分享经验最好的方法之一:无论好的示例还是坏的示例。
   一个搭建初始数据库的好办法是输入40个TRIZ原则1和表示技术矛盾的39个工程参数。2

   包含这些金块般智慧的知识管理系统可以触发你去思考如何在评估之后解决问题或者改善流程。这些金块,有时被称作“操作员”,是从先前解决不同技术或者流程问题的成功结果中获取的。
   到现在为止,1000种金块已经被定义出来。在我们的经验中,如果去解决大部分常见的问题,绩效改善小组仅仅需要了解200到400种金块。
   利用包含过去解决方案的知识管理系统是找到最佳解决方案的最有效方法。但是一些公司还是使用头脑风暴的办法,因为他们对这种方法感到舒服或者他们没有一个解决问题的知识库。头脑风暴方法存在不足,它确实可以提供能够接受的解决方案,但是它可能不是最有效的策略。

剔除环节

   还有三种其他方法去找到解决问题的办法。它们的复杂性介于知识管理系统和头脑风暴之间。这三种基本的办法分别是:  

   1.剔除法:去除有害的功能或者消除消极的影响。

   2.替换法:找到一种其他的方法来完成或者增强条件。

   3.解决法:分离或者隔离导致消极条件或者副产品的原因。

   让我们把剔除法在容纳环上的应用作为示例。对于大多数问题,这个方法一般都是寻找解决方案的开始。剔除法需要涉及到以下几个问题:

   ·没有这个物体时你还能做吗?

   ·你能去除引起危害的原因吗?

   ·你能抵消危害吗?

   ·你能保护系统免受危害吗?

   ·你能消除或者减少有害影响吗?

   ·你能利用危害去做有益的事情吗? 

   如果你要用剔除法去解决容纳环问题,问一下你自己:“我能消除叶轮爆炸的可能性吗?”和“我能去除掉容纳环吗?”。如果绩效改善小组能够找到一个方法阻止叶轮爆炸,那么容纳环就可以被去除。

   现实中,没有哪个方法能够100%地保证叶轮不会爆炸。并且如果他们爆炸了,那就必须有一些东西来阻止碎片撞击飞机的机身。基于这个分析,剔除法不能解决这个问题。

   但是,和简单去除潜在的叶轮破损或容纳环相比,还有更多的其他机会来应用剔除法。让我们来看一下图4中的功能B(容纳环比较重)和功能C(测试便捷性)。在这个例子中,剔除法可以被应用到以下五个区 域中:

   1.容纳环——你能去除容纳环吗?

   2.重量——你能减轻重量吗?

   3.功能B和功能C之间的连接——你能消除测试上的影响吗?

   4.测试——你能去除测试的必需性吗?

   5.便捷性——你能去除测试便捷性的需求吗? 

   现在,让我们看一下图4利弊图中容纳环的另一个部分——三个有害的功能:   

   1.功能3-碎片的高能量   

   2.功能4-对飞机的破坏  

   3.功能7碎片飞出   

   注意图6中五个加亮的点,这五个点是由剔除方法触发的。所以下面的问题就是绩效改善小组应当询问的关于这五个点的问题。

   1.你能保护飞机免受碎片的伤害吗? 

   2.你能减少碎片的能量吗?

   3.你能以某种方式吸收这种能量吗?

   4.你能阻止碎片飞出吗?

   5.你能以某种方式利用碎片的能量吗?

   当剔除法在这种情况下使用时,在正常的环境下,绩效改善小组可以使用所有三种基础办法,把它们应用到利弊图中不同的功能上去找到最有效的解决方案。


解决问题 

   图5中的阴影区域即包含标记“测试便捷”(功能C)的有用符号,也包含着标记“容纳环很重”(功能B)的有害符号,这个阴影区域代表着去除容纳环重量的改善机会。   

   在这个情况下,绩效改善小组应当使用的一个操作原理是:把一个物体的结构从统一的变为不统一的,把外部环境或者影响从统一变成不统一的。把这个“金块”或者“操作员”作为起始点,绩效改善小组就能使这个原理适用于阴影区域中的条件。

   从这个分析得出的一个典型想法就是把圆环的厚度变换成它的长度和宽度,在靠近叶片的位置密度稍高并且和叶片的运动保持一致,其他地方密庋稍低。

   另一个可以被应用的操作原则是把一个物体的形状从对称变为不对称的。例如,这个原则可能导致绩效改善小组建议只有容纳环靠近飞机机身的那一面加厚,以给予最大的保护。

   如果碎片飞向背离机身的一面,造成的危害应该比较小。

包含着有利符号“容纳环包含着碎片”(功能E)和有害符号“碎片飞出”(功能7)的阴影区域代表着另一个改善机会。在这个例子中,绩效改善小组可以使用一种叫做“疏松材料”的操作原理——使一个物体疏松或者增加疏松的元素。利用这个原理,绩效改善小组可能建议使用蜂巢结构,因为蜂巢锋利的边缘就像刀子一样可以把碎片撕裂成碎条。

   包含有害符号“碎片的高能量”(功能3)和“对飞机造成的伤害”(功能4)的阴影区域也表示了一种改善的机会。在这种情况下,绩效改善小组可能专门针对如何减,少碎片的能量。为了达到这个目的,绩效改善小组可以使用两个操作原理——疏松材料和复合材料,后者是将单一材料转换为复合材料或者多种材料。

   基于这两个操作原理中的概念,绩效改善小组可能建议采用多个重量较轻的容纳环。第一个圆环可以又薄又硬但是疏松多孔,它将刀片碎片切成细条而不是阻止它们。第二个圆环应当采用碳纤维制作,既坚硬又轻,可以使刀片碎片停下来。

   还有另一个可行的改善机会,它包含着两个有利的符号,这就是包含着“容纳环很厚”(功能A)和“容纳环很高的机械强度”(功能D)的那个阴影区域。在这个例子里,绩效改善小组可以使用一个叫做“套娃”的操作原理:你可以把一个物体放到另一个物体里面。应用这个操作原理,你需要两个容纳环,并且一个包含在另一个里面。里面的圆环比外面的圆环厚,但是加在一起的重量却比一个大的圆环要轻。

更多的应用 

   容纳环的问题是一个设计解决方案,但是利弊图对于流程设计方案也一样适用。例如,图7是一个公司变化影响的利弊图,图8是一个规模化市场问题的利弊图,加亮的那两个区域就需要额外的活动来抵消有害的影响。

   不管如何设置,利弊图都能有效地帮助绩效改善小组产生解决方案,特别是在利弊图被一群训练有素、极具创新性的人使用,并辅助以包含过去解决方案的有效知识管理系统时。此外,利弊图最小化了执行解决方案时引起其他问题的风险。这个办法肯定需要一些实践,但是当你习惯于构建和使用时,它们你会把它们当作最宝贵的财富。 

参考引用:

1.“四十个TRIZ原则,”TRIZ期刊,www.triz40.com/aff_Principles.htm(区分大小写).

2.Ellen Domb,”Altsh uller矛盾矩阵的39个特点”www.triz-journal.com/archives/1998/11/d/index.htm.

作者简介:

H.James Harrington是位于Los Gatos,CA的Harrington协会的董事会主席。他具有工程管理的博士学位。Harrington是美国质量学会的院士会员,也是前董事长和主席。他是美国质量学会注册质量和可靠性工程师,并且出版过几本书,最近出版的叫做《流线型过程改进》。

Ron Fulbright是位于Spartanburg的South Carolina-Upstate的信息系系主任。他获得了South Carolina-Columbia大学的计算机工程博士学位。

Alla Zusman是位于Farmington Hills,Ml的ldeation International Inc的TRIZ产品研发总监。她获得了位于俄罗斯St. Petersburg的Polytechnical大学的电子硕士学位。她是认证的TRIZ大师,她合作写作了《系统性创新:TRlZ概述》。

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