現(xiàn)代TRIZ理論中因果鏈分析應(yīng)用研究

文/寧夏科技發(fā)展戰(zhàn)略和信息研究所 韓博

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現(xiàn)代TRIZ理論中因果鏈分析應(yīng)用研究

文/寧夏科技發(fā)展戰(zhàn)略和信息研究所 韓博

1946年，前蘇聯(lián)著名的發(fā)明家阿奇舒勒創(chuàng)立了TRIZ理論。經(jīng)過60余年的應(yīng)用和發(fā)展，TRIZ理論被逐步地傳播到全世界各個(gè)國家。而TRIZ理論自身也在不斷地豐富和拓展，在經(jīng)典TRIZ理論的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展成為現(xiàn)代TRIZ理論。相比經(jīng)典TRIZ，現(xiàn)代TRIZ在解題思路、工具內(nèi)容、應(yīng)用目的等多個(gè)方面都有所不同。目前，越來越多的工程師將TRIZ應(yīng)用到解決生產(chǎn)、研發(fā)和設(shè)計(jì)過程中的具體技術(shù)問題中。本文圍繞現(xiàn)代TRIZ中分析問題的工具—因果鏈分析，探討應(yīng)用該工具的使用流程和注意事項(xiàng)，使盡可能多的TRIZ應(yīng)用者和愛好者更好的應(yīng)用該工具。

一、因果鏈分析概述

在應(yīng)用TRIZ理論解決問題的過程中，首先需要明確技術(shù)問題本身，對所面對的初始問題進(jìn)行分析和梳理，初步確定需要解決的問題。明確解決問題后，需要梳理清楚造成該問題出現(xiàn)的原因。目前能夠滿足分析因果關(guān)系的工具有很多種，如在六西格瑪管理中經(jīng)常應(yīng)用的魚骨頭分析法、FEMA、故障樹、因果矩陣等以及TRIZ中常用到的因果鏈分析。因果鏈分析與其他工具相比，重點(diǎn)是在操作區(qū)域、系統(tǒng)內(nèi)分析問題的原因，多數(shù)情況下一般不分析制度、人、環(huán)境等超系統(tǒng)因素，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。因?yàn)橄啾瘸到y(tǒng)而言，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可控性和可改變性，對于解決問題有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性。

1．因果鏈分析的概念和特點(diǎn)

因果鏈分析是一種識別解析工程系統(tǒng)關(guān)鍵原因的分析手段。它是通過建立因果鏈的缺陷而完成的，是將目標(biāo)問題和關(guān)鍵原因聯(lián)系起來。相比其他TRIZ工具，因果鏈分析具有其明顯的特點(diǎn)。一是因果鏈分析雖然有較為明確的步驟和算法，但由于應(yīng)用者的專業(yè)知識不同、分析問題的思維角度不同、出發(fā)點(diǎn)不同，往往分析的結(jié)果不同。二是因果鏈分析是其他TRIZ解決問題的基礎(chǔ)，只有通過因果鏈分析得到關(guān)鍵問題后才能進(jìn)行解決。三是因果鏈分析是為了搜索識別目標(biāo)問題的關(guān)鍵原因，通過解決關(guān)鍵原因可消除目標(biāo)問題。而關(guān)鍵原因通常沒有被明確地表示出來，需要通過不斷的分析才能尋找到。

2．因果鏈分析在TRIZ中的地位

因果鏈分析在運(yùn)用現(xiàn)代TRIZ解決問題的過程中處于非常重要的地位。在TRIZ工具的應(yīng)用流程中，通常有兩種方式，一是面對技術(shù)問題，在初始問題形勢分析的基礎(chǔ)上，對確定的問題進(jìn)行因果鏈分析，找出造成問題出現(xiàn)的根本原因或關(guān)鍵原因，針對這些關(guān)鍵原因再利用其他TRIZ的工具進(jìn)行分析和解決，如利用功能分析、技術(shù)矛盾、物理矛盾等。二是面對問題在初始問題形勢分析的基礎(chǔ)上開展功能分析、流分析后，針對分析結(jié)果中的不足作用、有害作用再應(yīng)用因果鏈分析，尋找造成不足或有害作用的原因。在這兩種不同的分析方式中，因果鏈分析都發(fā)揮著重要的作用，如下圖所示。因果鏈分析能夠?qū)⒍鄠€(gè)造成問題的原因進(jìn)行挖掘，使問題更加聚焦。

3．因果鏈分析的目的和作用

因果鏈分析是通過分析造成問題出現(xiàn)的原因，并對原因進(jìn)行層層分析并構(gòu)建因果鏈條，指出事件發(fā)生的原因和導(dǎo)致的結(jié)果的分析方法。通常由若干條鏈條組成。應(yīng)用因果鏈分析主要有以下幾個(gè)目的。一是通過分析，尋找問題產(chǎn)生的關(guān)鍵原因。如果僅僅只是消除目標(biāo)問題，所造成的問題會(huì)更為嚴(yán)重，因?yàn)閱栴}仍然存在，但是識別、辨認(rèn)和監(jiān)控目標(biāo)問題卻不再容易。消除第一層或高層次原因時(shí)，或許固然可以短期緩解問題，但隨著時(shí)間的推移，目標(biāo)問題卻往往會(huì)以其他問題的形式逐步顯現(xiàn)出來。而消除目標(biāo)問題的關(guān)鍵原因后可以使目標(biāo)問題不再出現(xiàn)。二是通過建立因果鏈條，可以分析鏈條中產(chǎn)生目標(biāo)問題以及原因發(fā)展中的邏輯關(guān)系，尋找鏈條中的薄弱點(diǎn)和易控制點(diǎn)，在難以控制關(guān)鍵原因時(shí)可以選擇其他原因節(jié)點(diǎn)攻克目標(biāo)問題。三是通過選擇鏈條中的節(jié)點(diǎn)為解決問題尋找入手點(diǎn)，盡可能地采取對系統(tǒng)最小的改變，利用最小的成本完成解決問題的目的。四是為其他TRIZ工具的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，在因果鏈分析的基礎(chǔ)上，針對關(guān)鍵鏈條可以轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾、物理矛盾、物場模型等工具進(jìn)行解決，更有針對性地解決問題。

圖1　應(yīng)用因果鏈分析解決問題的基本思路

二、因果鏈分析解題流程和注意事項(xiàng)

1．因果鏈分析的流程

因果鏈分析通常遵循下列步驟進(jìn)行。

（1）確定目標(biāo)問題，并將其記錄下來。

（2）判定出現(xiàn)目標(biāo)問題的原因，采取規(guī)范的表述將其記錄下來。

（3）重復(fù)第2步，直到確定的原因?yàn)橐粋€(gè)根本原因。

（4）將每個(gè)原因與其結(jié)果用箭頭連接，箭頭從原因指向結(jié)果，構(gòu)成因果鏈，并將同層次原因用“和”、“或”的運(yùn)算符進(jìn)行表示。

（5）根據(jù)因果鏈條分析，確定造成目標(biāo)問題出現(xiàn)的關(guān)鍵原因，根據(jù)關(guān)鍵原因提取關(guān)鍵問題。

（6）針對關(guān)鍵問題提出初始解決方案假設(shè)，或者將關(guān)鍵問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾、物理矛盾等工具進(jìn)行解決。

2．應(yīng)用因果鏈分析需注意的事項(xiàng)

（1）注意因果關(guān)系之間的邏輯關(guān)系。

在分析實(shí)際項(xiàng)目的過程中，一般一個(gè)結(jié)果由多個(gè)原因造成，這些同級別原因有不同的關(guān)系，一類是“和關(guān)系”，即幾個(gè)原因同時(shí)存在，才會(huì)導(dǎo)致結(jié)果，另一類為“或關(guān)系”，即幾個(gè)原因只要有一個(gè)存在，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果，這為識別關(guān)鍵原因提供了重要依據(jù)。

（2）注意因果關(guān)系之間的分析與表述。

一是通常在分析因果關(guān)系時(shí)，需要注意因果關(guān)系的成立是由于某個(gè)或多個(gè)參數(shù)發(fā)生了改變而導(dǎo)致結(jié)果的發(fā)生，如力作用的大小、時(shí)間的長短、溫度的高低、形狀的變化、位置的改變等等。分析過程中盡可能地應(yīng)用參數(shù)的變化來表述原因。二是注意從目標(biāo)問題出發(fā)，一層一層地尋找原因，如跳躍太大，否則不容易挖掘出關(guān)鍵原因。如在端高溫水杯時(shí)，手被水杯燙傷，但我們不能直接將手被燙傷的原因確定為是由于水的溫度較高造成。手被燙傷—手表面的溫度高—手與水杯接觸和杯子表面溫度高—水杯導(dǎo)熱性高和水的溫度高，這樣才是比較完整地分析完因果鏈。三是在因果作用關(guān)系中，作用本身有兩個(gè)方面，工程師通常會(huì)遺漏反作用方向。如玻璃杯從手中滑落與地面接觸后碎了，在分析下落的過程中，一方面，杯子在過程中，由于重力的作用下落速度較快，形成了較大的動(dòng)能，另一方面在下落的過程中空氣的浮力抵消下落重力的能力較低，于是造成了最終杯子碎掉的結(jié)果。

（3）注意確定根本原因。

在一層一層分析原因時(shí)，當(dāng)有下列原因出現(xiàn)時(shí)，不需要繼續(xù)向下尋找。一是當(dāng)不能繼續(xù)找到下一層的原因時(shí)；二是當(dāng)達(dá)到自然現(xiàn)象時(shí)；三是當(dāng)達(dá)到制度/法規(guī)/權(quán)利等極限時(shí)；四是當(dāng)遇到人的問題時(shí)；五是當(dāng)遇到過大的成本時(shí)。

（4）注意識別關(guān)鍵原因。

因果鏈分析完成后，需要識別關(guān)鍵原因。這時(shí)需要應(yīng)用者結(jié)合問題特征和相關(guān)領(lǐng)域知識進(jìn)行選取。如果能夠從根本原因上解決問題，確定根本原因?yàn)殛P(guān)鍵原因，如果根本原因不可能改變或控制，那么沿原因鏈從根本原因向問題逐個(gè)檢查原因節(jié)點(diǎn)，找到第一個(gè)可以改變或控制的原因節(jié)點(diǎn)，確定為關(guān)鍵原因。通過清除關(guān)鍵原因從而清除因果鏈中的大部分原因。根本原因可能是關(guān)鍵原因，也可能不是關(guān)鍵原因。

圖2　油畫破碎因果鏈圖

三、因果鏈分析案例

利用釘子將帶有繩帶的油畫固定在墻面上，突然有一天油畫從墻壁脫落摔壞，同時(shí)發(fā)現(xiàn)繩子與釘子接觸的地方有鐵銹。通過因果鏈進(jìn)行分析，確定摔壞的關(guān)鍵問題。

從油畫的破碎區(qū)域和時(shí)間來看，首先是在與地板撞擊的過程中產(chǎn)生的，地板提供了很強(qiáng)的向上支撐力，同時(shí)油畫本身不能承受這種壓力。油畫不能承受壓力是因?yàn)橛彤嫳旧淼牟馁|(zhì)較脆，同時(shí)油畫中沒有緩沖裝置來抵消壓力。地面提供向上支撐力是因?yàn)榈孛嬗捕雀撸彤嬒陆邓俣瓤臁Ｓ彤嬒陆邓俣瓤焓且驗(yàn)槔K子斷了，同時(shí)油畫從高處墜落。油畫從高處墜落是因?yàn)闉闈M足觀賞的需求，必須處于高處。繩子斷了是因?yàn)橛彤嬏亍⒗K子應(yīng)力過于集中、繩子承受壓力不足造成。繩子承受壓力不足是因?yàn)槔K子材質(zhì)的問題和釘子生銹。釘子生銹是因?yàn)榉块g內(nèi)有水分和釘子表面無隔絕空氣的涂層。根據(jù)上述分析畫出如下因果鏈圖，見圖2。

在此例中，通常工程師在畫因果鏈的過程中極其容易出現(xiàn)原因?qū)蛹壧S，將因果鏈確定為油畫碎←地板硬和下降速度快←繩子斷了←釘子銹了。這樣分析使很多深層次的原因沒有分析出來，喪失了很多容易解決問題的切入點(diǎn)。

根據(jù)問題的實(shí)際情況，在因果鏈分析的基礎(chǔ)上，將關(guān)鍵原因轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵問題。可以將關(guān)鍵原因確定為油畫掛的位置高、繩子斷了、釘子生銹、釘子切割繩子、油畫內(nèi)無緩沖裝置等。再將關(guān)鍵原因轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵問題，針對關(guān)鍵問題利用TRIZ中的其他工具予以解決。本例中不再進(jìn)行分析。

四、結(jié)論與展望

本文較為系統(tǒng)地闡述了在應(yīng)用因果鏈分析的過程中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)和操作流程，并運(yùn)用案例詳細(xì)介紹了因果鏈分析，對于學(xué)習(xí)TRIZ理論的工程師應(yīng)當(dāng)具有一定的指導(dǎo)意義。但是我們也應(yīng)看到，運(yùn)用因果鏈分析電子分析的角度不同，得到的結(jié)果也會(huì)有所不同，因此在實(shí)際分析項(xiàng)目的過程中，應(yīng)注意選擇因果鏈的起始點(diǎn)，同時(shí)不要做過多的跳躍。

責(zé)編/劉紅偉

作者簡介：韓博，寧夏同心人，碩士，寧夏科技發(fā)展戰(zhàn)略和信息研究所助理研究員，國際TRIZ協(xié)會(huì)三級認(rèn)證，主要研究方向：科技政策與管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新方法。

基金項(xiàng)目：國家創(chuàng)新方法專項(xiàng)（寧夏創(chuàng)新方法咨詢基地建設(shè)與實(shí)訓(xùn)，2015 IM024003）、寧夏軟科學(xué)研究項(xiàng)目（企業(yè)創(chuàng)新方法應(yīng)用推廣模式與創(chuàng)新績效評價(jià)研究，2015ZYZ266）.