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孙永伟博士原创 | 应对有矛盾的需求,有哪三个原则,不止是取舍...

  作者:孙永伟博士

  TRIZ大师(五级)

  DFSS(六西格玛设计)黑带大师

  (全文约3800字)

  当今社会,无论是个人还是企业或者其他组织,无论是在工作中,还是在生活中都可能在不同场景下面临着各种各样的需求,有大量的需求之间存在着广泛的矛盾,即需求之间存在着许多的冲突,例如,在生活中,我们期望手机屏幕足够大以便于阅读和观看视频,同时又希望手机足够小巧以方便携带。又例如我们想享受各种美味的食物,但如果吃得过多又会引起体重增加。在产品研发领域,研发工程师们必须处理质量与成本、效率与安全、个人与集体、部门与部门之间的种种矛盾。例如,手机工程师们必须应对有限的空间内所能容纳的有限电池容量与为满足不断提升的性能而带来的能耗的矛盾。在汽车等领域也经常面对轻量化和强度之间的矛盾,材料越用越轻、越来越薄,但又不能降低强度,因为会带来更加严重的安全问题。

  如何有效处理这些看似难以调和的需求矛盾,是每个企业与个人都需要面对和思考的现实问题。它们在考验着创新者们的智慧,深刻检验着我们突破思维定势、处理问题的能力与方法论系统性。

  笔者在工程技术领域长年累月的实践中,归纳出了三种处理矛盾的通用方法:取舍法、折衷法与双赢(多赢)法。不仅适用于工程设计,还可广泛应用于解决日常生活中的问题、社会问题等各类场景,为解决复杂的问题提供指导。

  以下为三种处理矛盾的需求的三种方法的短视频,想快速了解的可以点击观看。

  一、取舍法:简单粗暴,牺牲一个满足另一个

  取舍法是最简单的矛盾处理方式。它意味着在矛盾的需求之间作出二选一的选择,满足某一个需求同时放弃另一个需求。

  例如,为了确保手机的轻便和便携性,只能选择小尺寸屏幕,这无疑会牺牲视觉体验;

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  相反,为了追求更好的视觉效果,又不得不接受笨重的大屏手机,必然会带来携带不便的问题。

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  设计师们需要在屏幕大小之间作出选择,为了使手机便于阅读和观看视频,就必须牺牲手机的便携性。反之亦然,保证了手机的便携性就难以保证手机的可阅读性。

  取舍法看似简单,操作上“最不费脑筋”。但往往需要决策者在相互矛盾的需求中作出痛苦的抉择,达到的效果也是最差的。因它无法兼顾不同的需求,通常难以使客户与决策者感到全部满意。因此,在绝大多数情况下,我们极其不推荐简单地采用取舍法,除非在某些极端或限制性的条件下万不得已而为之。

  当不得已需要在冲突需求间进行取舍时,我们建议采用一些可以辅助取舍选择的方法论工具,比较常用的有普氏矩阵(Pugh Matrix)、优先级矩阵(Prioritization Matrix)或权衡工具(TradeOff Tool)等。这些工具通常要求列出目标客户的所有需求,评估各需求的优先级并打分,然后依照不同设计方案满足客户需求的程度进行综合评估,然后再以总得分的高低作为取舍的依据,从而提高决策的科学性。

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  普氏矩阵(Pugh Matrix)

  例如,如果目标用户是儿童,需要以学业为重,尽量少玩游戏,就可以选择小屏幕的手机,而对于某些希望在手机上处理一些文档、开视频会议等的商务人士来说,比较大的手机是一个不错的选择。

  二、折衷法:矛盾的需求各退一步,相互妥协找最优的平衡点

  相对于简单粗暴的取舍法,折衷法采取更加细致的量化方式。它通过对矛盾需求定量全面分析,力求找到一个可以为各相关方所接受的最佳平衡解。

  同样以智能手机的屏幕尺寸为例,大屏手机的视觉体验好,但又使便携性变差了;小屏虽然便于携带,却限制了视觉效果。为兼顾两个相互矛盾的需求,大多数厂商选择了6-7英寸的屏幕尺寸区间,这既保证了基本的视觉体验,又不会使手机笨重到难以单手操作,也不会过于影响手机的便携性。

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  毫无疑问,这是经过反复尝试后最终得到的折衷性方案。因为市场上曾经出现过屏幕大大小小的多款手机,有的取得了成功,有的却差强人意,6-7英寸的屏幕尺寸是经历了多次大浪淘沙之后的优化折衷结果。 

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  折衷法虽然无法完全满足客户有矛盾的需求,但它在现有条件下提供了一个相对理想的解决方案。

  事实上,在现实生活与工程项目中,这种通过权衡与调节找到最佳平衡点的折衷、优化思路随处可见,由于它相对于取舍法更能满足客户的需求,又不像解决矛盾那样需要克服大量艰巨的、需要长周期、大投入的技术难题,所以在企业研发中广泛采用优化的方法。除了手机的屏幕外,笔记本电脑的尺寸、飞机的速度、汽车的速度等都不是针对某个单项指标(需求)追求极致,而忽略其他约束性的条件(需求),是需要综合考虑各种需求下的折衷和平衡。还有许多需求,本身的要求也是适中,例如大炮的命中距离、食物中的加盐(醋)量、灯光的亮度、空调的温度、洗澡水的温度等。无论过强还是过弱、过高还是过低,都会使客户不满意。

  对于复杂的折衷和优化我们同样推荐使用先进的研发方法论工具来提升决策效率与质量。我们强烈建议采用DoE(Design of Experiment,试验设计)这一方法论工具。它通过识别不同的需求(Y1,Y2,Y3,Y4...)和它们的潜在影响因子(x1,x2,x3,x4...),通过设计少量有代表性的试验,获得这些有代表性的数据,然后运用统计工具进行拟合分析,得到各个需求和各个因子之间的量化关系,即传递函数(Transfer Function)。

  Y1=f(x1,x2,x3,x4...)

  Y2=f(x1,x2,x3,x4...)

  Y3=f(x1,x2,x3,x4...)

  Y4=f(x1,x2,x3,x4...)

  ......

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  通过这些传递函数找到能够满足这些需求的最佳因子组合。优化的结果通常是Y1、Y2、Y3、Y4...都不是最优的,但综合起来却是最能够接受的。例如,我们开发出了某个产品,它的硬度不是最硬的、纯度也不是最高的、能耗也不是最低的、成本也不是最低的,如果只考虑某一项需求,它肯定不是最好的,但把各种需求综合起来看,却是最能被接受的最佳组合。

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  多目标优化(在几个需求之间折衷)

  这样做的好处是通过少量的试验,同时考虑多种需求,而不像传统的研发方式那样,先满足某项核心需求Y1,再满足第二项需求Y2,继而满足第三项需求Y3,....这样做的结果往往是因为后面某一项或几项需求Ym,Yn...不能满足就前功尽弃,不得不推倒重来。

  三、双赢法:消除矛盾,满足多种需求

  相对于通过妥协找到折衷点,双赢法追求的是完全消除矛盾,通过创新的方法,跳出传统固有的思维框架,寻找能够同时满足对立需求的创新解决方案,使矛盾不复存在,能够满足或超越有矛盾的各项需求。这是处理矛盾的最佳方式。但这类颠覆性新方案往往需要在技术、材料乃至商业模式上得到整体重构与跨越,需要解决的技术问题往往比较困难、投入比较大、研发周期也比较长,而且对于研发人员能力的要求也比较高。

  我们再次以智能手机为例,近年来兴起的折叠屏手机以一种创新的方案,在同一部手机上解决了大屏幕的视觉体验,又满足了便于携带的需求,从而彻底消除了矛盾,实现了视觉体验和便携性的双赢,在此设计之下视觉体验和便携性不再是有矛盾的需求,不再是那么难以取舍,也不需要在二者之间进行折衷,毫无疑问,对于这两个需求来说都达到了最佳。但创新解法往往需要技术上的突破和设计上的革新,才能把看似无法调和的矛盾得到了有效解决。单是手机屏幕由直板发展为两折的,就需要突破一系列技术瓶颈,如屏幕的柔性问题、折痕问题、两折手机之间的铰链问题,需要大量的人力、物力、财力和时间的投入。

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  对于运用双赢法来解决矛盾的方式,我们建议用TRIZ(发明问题解决理论),RDMI®开发的现代TRIZ理论体系分为认知系统、分析问题、产生创意、实施创意四个阶段,并提供了一系列工具。通过RDMI®现代TRIZ理论所提供的丰富的工具,可以启发我们产生非常规的、创新型的解决方案来消除矛盾。例如,手机屏幕既要大,又要小的矛盾其实是TRIZ理论中的物理矛盾,这两个不同的需求发生在不同的时间段内的,当我们需要阅读的时候要大,但需要携带的时候又要小,这两个需求在时间上是不太可能重叠的,TRIZ理论中提供了基于时间分离有矛盾的需求方法。当然,除了基于时间分离,还有基于空间分离、基于条件分离、基于关系分离和基于系统级别分离的方法。当然,对于解决矛盾的方法论工具,我们还推荐由中国学者提出的可拓学方法论。以下是RDMI®现代TRIZ理论路线图。

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  在工作和生活的方方面面,有矛盾的需求会层出不穷,解决了一个矛盾又会产生新的矛盾,而且随着系统越来越大,我们所面对的有矛盾的需求会越来越复杂,越来越多。对于矛盾的处理,我们有一个清晰、全面而又可操作的矛盾处理分析框架。三种处理矛盾的方法各有利弊,我们可以灵活运用来应对我们所面临的矛盾。当我们面对需要处理的矛盾时,首先应努力寻找创新双赢的方法;如果暂时无法实现,则通过折衷寻找临时优化;最后不得已,才采用简单取舍。

  以下是对于三种处理矛盾的方法的对比:

处理方法

效果

难度

周期

对技术人员能力需求

典型方法论工具

取舍

最差

最小

最短

最低

普氏矩阵、优先级矩阵、权衡工具

折衷

中等

中等

中等

中等

DoE(试验设计)

双赢

最好

最大

最长

最高

TRIZ(发明问题解决理论)

  如何应用于日常生活等领域

  这三种处理矛盾的方法不仅适用于工程和产品设计,还可以广泛应用于解决我们的日常生活中的问题以及社会问题等。面对诸如职业选择、消费决策、教育规划等各种选择时,我们可以根据具体情况灵活运用这些方法。

  例如,在职业规划中,我们可能面临高薪与工作压力之间的选择。这时,可以尝试寻找创新的工作方式或新的职业路径(双赢法),或者找到一种薪酬和压力平衡的工作(折衷法)。如果这些方法都不可行,那么最终可能需要在高薪与低压力工作之间做出选择(取舍法)。

  总结

  这三种方法的运用,不仅能帮助我们更好地处理各种矛盾,还能提供更优、更恰当的决策方案。通过这样的思维方式,我们可以对复杂多变问题作出更加明智和合理的解决方案。

  企业应该根据自身的条件,如效果、难度、周期及自身的能力,综合选择三种处理矛盾的方法中的一种来处理矛盾,而不一定非要“一刀切”。无论采用哪种方式,都可以引用先进的方法论工具来提高质量和效率。运用权衡工具,可以让我们决策更加科学;运用DoE等优化工具可能让我们更加有效地折衷,而不是片面地强调只满足某一需求,忽视其他需求;运用TRIZ、可拓学等创新方法论可以产生高质量的创新解决方案。当然,我们建议大家在应用工具的时候,应当首选创新的方法论如TRIZ,折衷优化方法论如DoE次之,最后才选权衡工具如Pugh矩阵。


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