基于破壞性創(chuàng)新機(jī)理的工程創(chuàng)新方法

檀潤(rùn)華，孫建廣

工程管理

基于破壞性創(chuàng)新機(jī)理的工程創(chuàng)新方法

檀潤(rùn)華，孫建廣

（河北工業(yè)大學(xué) 國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津 300401）

面向企業(yè)需求挖掘破壞性創(chuàng)新機(jī)理，并構(gòu)造工程創(chuàng)新方法是工程科學(xué)的研究課題。以企業(yè)需求為背景，以破壞性創(chuàng)新主要條件可歸納性、源產(chǎn)品性能狀態(tài)可識(shí)別性為基礎(chǔ)，將工程傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程與破壞性機(jī)遇識(shí)別、破壞性概念設(shè)計(jì)與方案評(píng)估過(guò)程相融合，構(gòu)造了一類(lèi)破壞性工程創(chuàng)新方法。

破壞性創(chuàng)新；創(chuàng)新機(jī)理；機(jī)遇識(shí)別；工程創(chuàng)新方法

1 前言

破壞性創(chuàng)新又譯為顛覆性創(chuàng)新，由哈佛大學(xué)商學(xué)院Christensen提出[1]。其是指引入低于主流市場(chǎng)上成熟產(chǎn)品的性能指標(biāo)，依托新的特征吸引低端用戶或新用戶，并通過(guò)性能的不斷提升實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，繼而在競(jìng)爭(zhēng)中取代在位企業(yè)的領(lǐng)先地位。由于該類(lèi)創(chuàng)新開(kāi)創(chuàng)了一種新的創(chuàng)新模式，能幫助企業(yè)抓住發(fā)展先機(jī)并實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的突破，因此不僅是理論研究熱點(diǎn)[2]，而且是企業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展亟需應(yīng)用的模式。

破壞性創(chuàng)新基本原理自提出到現(xiàn)在，對(duì)其內(nèi)涵及其如何實(shí)現(xiàn)的理論研究從未停止過(guò)。已有的研究分為兩類(lèi)，即完善對(duì)其出現(xiàn)的事后認(rèn)識(shí)和事前出現(xiàn)的原因及過(guò)程的研究[3]。第一類(lèi)研究很多，如吳佩等[4]認(rèn)為價(jià)值鏈的任一環(huán)節(jié)都存在低端市場(chǎng)或新市場(chǎng)破壞的機(jī)遇；謝福泉等[5]認(rèn)為非主流技術(shù)構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)對(duì)主流技術(shù)替代的關(guān)鍵；周江華等[6]則認(rèn)為破壞性包括技術(shù)、產(chǎn)品或商業(yè)模式的創(chuàng)新；Nagy等[7]給出了確認(rèn)破壞性創(chuàng)新的3步法；Solomon[8]通過(guò)商業(yè)模型架構(gòu)證明了技術(shù)驅(qū)動(dòng)與市場(chǎng)拉動(dòng)破壞性商業(yè)模式創(chuàng)新的不同特征。第二類(lèi)研究是破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的前因和過(guò)程[3]，預(yù)測(cè)該類(lèi)創(chuàng)新出現(xiàn)的條件并構(gòu)建其形成模型，如李飛等[9]構(gòu)建了包括破壞性創(chuàng)新的框架；Petrick等[10]針對(duì)變化的世界提出了發(fā)現(xiàn)及解決問(wèn)題的10步法，認(rèn)為該模型適合于破壞性創(chuàng)新的產(chǎn)生；Raja[11]認(rèn)為特殊領(lǐng)先用戶對(duì)鋪平破壞性技術(shù)產(chǎn)生道路有特殊作用。盡管這兩類(lèi)研究均取得了很多成果，但研究主要集中于經(jīng)濟(jì)與管理領(lǐng)域，未形成適合企業(yè)工程師研發(fā)過(guò)程運(yùn)用的結(jié)構(gòu)化模型與方法，企業(yè)破壞性創(chuàng)新的模式依然是試驗(yàn)糾錯(cuò)方法，破壞性創(chuàng)新是偶然出現(xiàn)的結(jié)果。

工程創(chuàng)新是指那些發(fā)生在工程活動(dòng)中的創(chuàng)新[12]。破壞性創(chuàng)新是通過(guò)開(kāi)發(fā)破壞性技術(shù)與產(chǎn)品并占領(lǐng)低端或新市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，新技術(shù)與產(chǎn)品的破壞性開(kāi)發(fā)屬于工程創(chuàng)新研究的范疇，破壞性創(chuàng)新方法應(yīng)該是工程創(chuàng)新方法的一種類(lèi)型。以經(jīng)管領(lǐng)域關(guān)于破壞性創(chuàng)新的理論研究成果為基礎(chǔ)，應(yīng)用已有工程與技術(shù)創(chuàng)新方法構(gòu)建破壞性創(chuàng)新方法，應(yīng)是工程創(chuàng)新方法研究的一個(gè)新方向。目前，在工程創(chuàng)新方法領(lǐng)域已開(kāi)展了該類(lèi)研究，孫建廣等[13]應(yīng)用發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ）中的技術(shù)進(jìn)化構(gòu)建了破壞性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)模型；郭靖等構(gòu)建了以功能差異化為基本方法的新市場(chǎng)破壞設(shè)計(jì)過(guò)程模型[14]，還提出了破壞性創(chuàng)新定量評(píng)估模型[15]；檀潤(rùn)華與孫建廣[16]提出了系統(tǒng)分析、狀態(tài)識(shí)別及破壞性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化方法；檀潤(rùn)華[17]在C-TRIZ構(gòu)建了一類(lèi)破壞性創(chuàng)新機(jī)遇發(fā)現(xiàn)與實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化模型。這些研究以企業(yè)工程師應(yīng)用為視角，構(gòu)建了破壞性創(chuàng)新過(guò)程模型，但突出與企業(yè)已有工程傳統(tǒng)方法的融合依然是該類(lèi)研究亟待解決的問(wèn)題。

本文首先在梳理已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，以企業(yè)工程師應(yīng)用為目標(biāo)研究其產(chǎn)生的機(jī)理，即歸納破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的條件及基于系統(tǒng)分解的破壞性創(chuàng)新機(jī)遇的產(chǎn)生過(guò)程，之后與企業(yè)工程傳統(tǒng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法融合，構(gòu)建一類(lèi)結(jié)構(gòu)化破壞性創(chuàng)新方法。

2 破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的條件

Christensen等[18]歸納了破壞性創(chuàng)新4個(gè)方面的特征：由于某些方面的性能不佳而不受主流用戶的關(guān)注；在已有產(chǎn)品上增加的新功能或特征不受主流用戶重視；成本低且獲利潛力有限；隨著時(shí)間的推移及技術(shù)的不斷改進(jìn)，將吸引包括主流用戶在內(nèi)的越來(lái)越多的用戶。Keller等[19]對(duì)上述的特征進(jìn)行了完善與補(bǔ)充，指出破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的新興市場(chǎng)未引起主流市場(chǎng)重視，為推出該類(lèi)產(chǎn)品的企業(yè)提供了發(fā)展空間。陳卉等[20]對(duì)過(guò)去20年國(guó)際管理主流期刊所發(fā)表的關(guān)于破壞性創(chuàng)新文獻(xiàn)進(jìn)行了分析研究，指出了破壞性創(chuàng)新的4個(gè)必要特征：初始目標(biāo)關(guān)注低端市場(chǎng)或全新市場(chǎng)；在降低主流市場(chǎng)用戶所重視特征的同時(shí)滿足目標(biāo)市場(chǎng)用戶所看重的特征；沿著新技術(shù)軌跡發(fā)展；是一個(gè)由低端不斷提升直至滿足主流市場(chǎng)用戶需求的過(guò)程。

破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的另一個(gè)特征是被破壞的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入成熟期，其技術(shù)是主流技術(shù)，占領(lǐng)了主流市場(chǎng)，形成了可觀的用戶群，在這種條件下才有可能出現(xiàn)破壞性創(chuàng)新。

上述關(guān)于破壞性創(chuàng)新特點(diǎn)的研究成果是工程破壞性創(chuàng)新方法研究的基礎(chǔ)。破壞性創(chuàng)新方法是為企業(yè)工程師開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)化方法，首先要研究破壞性技術(shù)與產(chǎn)品產(chǎn)生的條件，之后以之為前提，啟動(dòng)破壞性開(kāi)發(fā)過(guò)程。

2.1 低端破壞產(chǎn)生的條件

低端破壞性創(chuàng)新的主要特征為：存在這樣的低端用戶，他們?cè)敢赓?gòu)買(mǎi)質(zhì)量有保障但性能較差的產(chǎn)品；企業(yè)可以降低產(chǎn)品價(jià)格，其方法是降低主流技術(shù)指標(biāo)，或簡(jiǎn)化制造工藝過(guò)程，以保障產(chǎn)品獲得可觀的利潤(rùn)。低端用戶不是特殊的固定群體，是愿意承受降低產(chǎn)品主流技術(shù)指標(biāo)的部分消費(fèi)者。新興企業(yè)以爭(zhēng)取被在位企業(yè)忽視了的低端用戶為破壞性創(chuàng)新的開(kāi)始，通過(guò)建立針對(duì)低端用戶的營(yíng)銷(xiāo)機(jī)制蠶食市場(chǎng)份額，同時(shí)隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，逐漸進(jìn)入主流市場(chǎng)。

開(kāi)發(fā)破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品的目標(biāo)是對(duì)在位企業(yè)的主流產(chǎn)品實(shí)施“破壞”，首先應(yīng)選定一個(gè)處于成熟期的待破壞產(chǎn)品，稱(chēng)為“源產(chǎn)品”，以此為對(duì)象開(kāi)發(fā)破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品，稱(chēng)為“目標(biāo)產(chǎn)品”。

總結(jié)上述的特征，以企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的視角，可歸納出低端破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的如下3個(gè)條件。

條件1：源產(chǎn)品處于成熟期。待實(shí)施破壞性創(chuàng)新的源產(chǎn)品在市場(chǎng)上已處于成熟期，生產(chǎn)該類(lèi)產(chǎn)品的企業(yè)是在位企業(yè)，其技術(shù)是市場(chǎng)上該類(lèi)產(chǎn)品的主流技術(shù)，并已占領(lǐng)了主流市場(chǎng)。

條件2：部分用戶需求過(guò)度滿足。產(chǎn)品的部分技術(shù)指標(biāo)超出了一些用戶的需求。

條件3：存在低端用戶群。對(duì)主流技術(shù)降低要求存在一定規(guī)模的用戶群。

2.2 新市場(chǎng)破壞產(chǎn)生的條件

新市場(chǎng)破壞產(chǎn)生的市場(chǎng)特征為[18]：存在潛在用戶群，這些用戶對(duì)產(chǎn)品的主流功能性能的要求可以降低，而對(duì)產(chǎn)品的附加功能性能有新的或更高的要求。主流用戶最重視產(chǎn)品性能的改進(jìn)，是產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新的直接推動(dòng)者，而新市場(chǎng)用戶可以承受產(chǎn)品“傳統(tǒng)”主要性能指標(biāo)的降低，但對(duì)其非主要性能指標(biāo)希望能得到改進(jìn)。產(chǎn)品中非主流技術(shù)的水平?jīng)Q定其非主要性能指標(biāo)，企業(yè)可以有目的地改進(jìn)與提升非主流技術(shù)，以此吸引新用戶，當(dāng)該用戶群增加到較大數(shù)量時(shí)，新市場(chǎng)破壞成為可能。

新市場(chǎng)破壞的根源是存在對(duì)產(chǎn)品性能需求具有差異的用戶群，如圖1所示。主流與非主流技術(shù)進(jìn)化均存在技術(shù)極限，技術(shù)極限與當(dāng)前技術(shù)水平之間的差距稱(chēng)為技術(shù)潛力，非主流技術(shù)潛力P遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主流技術(shù)潛力Pm。新市場(chǎng)破壞發(fā)生的自然過(guò)程是非主流技術(shù)水平不斷提升，主流技術(shù)進(jìn)化逐漸停止或主動(dòng)降低，組成產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)重要程度重新劃分，原有主流市場(chǎng)受到?jīng)_擊。

圖1 產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化分布狀態(tài)

總結(jié)上述特征，可歸納出新市場(chǎng)破壞需要滿足如下3個(gè)條件。

條件1：源產(chǎn)品處于成熟期。待實(shí)施破壞性創(chuàng)新的源產(chǎn)品在市場(chǎng)上已處于成熟期，生產(chǎn)該類(lèi)產(chǎn)品的企業(yè)是在位企業(yè)，其技術(shù)是市場(chǎng)上該類(lèi)產(chǎn)品的主流技術(shù)，并已占領(lǐng)了主流市場(chǎng)。

條件2：構(gòu)成源產(chǎn)品的各種技術(shù)進(jìn)化嚴(yán)重不平衡。非主流與主流技術(shù)之間存在的潛力差為△P=P-Pm，該值越大，實(shí)施破壞性創(chuàng)新的可能性越大。

條件3：存在新的用戶群。這些用戶需要進(jìn)化滯后的技術(shù)。

3 破壞性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別方法

為了研究產(chǎn)品破壞性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的過(guò)程與方法，首先應(yīng)對(duì)選出的源產(chǎn)品進(jìn)行分解，確定其組成子系統(tǒng)或模塊，之后分析其當(dāng)前性能狀態(tài)及未來(lái)可能的變化，從中發(fā)現(xiàn)可能的破壞性創(chuàng)新機(jī)遇。

3.1 源產(chǎn)品分解

產(chǎn)品是用來(lái)交換的人工制品，其技術(shù)系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的子系統(tǒng)形成的一個(gè)整體，是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品總功能和綜合行為的統(tǒng)一體。根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成原理，源產(chǎn)品可分解為執(zhí)行、傳動(dòng)、控制與能源四個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)又可分解為下一級(jí)的子系統(tǒng)。圖2是采用樹(shù)形分解方法對(duì)一個(gè)已知產(chǎn)品進(jìn)行分解的示意圖。為避免產(chǎn)品分解層次過(guò)多，分解的最小單元應(yīng)為產(chǎn)品的模塊，或?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的外購(gòu)單元，這些模塊或單元具有單一功能及對(duì)用戶具有可識(shí)別的性能。最終得到的分解項(xiàng)為n項(xiàng)，表示為E={E1，E2，E3，…，En}。

產(chǎn)品進(jìn)化可通過(guò)子系統(tǒng)的進(jìn)化表現(xiàn)出來(lái)，伴隨著產(chǎn)品的進(jìn)化，用戶需求和相關(guān)協(xié)同技術(shù)均處于進(jìn)化狀態(tài)。不同用戶群的不同需求推動(dòng)著產(chǎn)品進(jìn)化的過(guò)程。協(xié)同技術(shù)是指與某項(xiàng)分功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)協(xié)同進(jìn)化的技術(shù)，一般是指影響產(chǎn)品某項(xiàng)技術(shù)水平的其他領(lǐng)域的技術(shù)。

3.2 技術(shù)子系統(tǒng)進(jìn)化狀態(tài)

破壞性創(chuàng)新機(jī)遇的出現(xiàn)是組成技術(shù)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)進(jìn)化不平衡導(dǎo)致的結(jié)果。這種不平衡可以用雷達(dá)圖的方法定量表征，如圖3所示。其中虛線區(qū)域代表用戶需求的性能En，實(shí)線區(qū)域代表技術(shù)子系統(tǒng)實(shí)際提供的性能Ep。為了便于描述，假設(shè)技術(shù)系統(tǒng)E由6個(gè)子系統(tǒng)組成，E=﹛E1，E2，…，E6﹜，對(duì)應(yīng)的用戶需求的性能為En1~En6，技術(shù)子系統(tǒng)實(shí)際提供的性能為Ep1~Ep6。

圖2 技術(shù)系統(tǒng)分解模型

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化過(guò)程中有如下6種典型狀態(tài)。

狀態(tài)1：最優(yōu)性能狀態(tài)（Optimal performance state，OPS）

該狀態(tài)是破壞性創(chuàng)新所追求的最優(yōu)狀態(tài)，如圖3a所示。在這種狀態(tài)下，組成技術(shù)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的性能恰恰滿足用戶需求、資源消耗低、性?xún)r(jià)比高。

狀態(tài)2：理想技術(shù)狀態(tài)（Ideal technological state，ITS）

該狀態(tài)是技術(shù)系統(tǒng)所處的最合理狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，各子系統(tǒng)的性能與主流技術(shù)當(dāng)前所處的狀態(tài)相符，如圖3b所示。實(shí)際技術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)之間往往存在著沖突，某個(gè)子系統(tǒng)性能的提高會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)性能的惡化，即各技術(shù)子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化過(guò)程中存在相互作用與相互制約。因此，ITS在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)。

圖3b中的MTES（mainstream technological evolution state，MTES）為主流技術(shù)進(jìn)化狀態(tài)，由行業(yè)內(nèi)主流技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)決定[21]。 狀態(tài)3：極限技術(shù)狀態(tài)（Limit technological state，LTS）

該狀態(tài)是持續(xù)性創(chuàng)新的目標(biāo)，如圖3c所示。其特征是各子系統(tǒng)的性能均達(dá)到各自的技術(shù)極限。企業(yè)為了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，通常要最大限度地提高產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)，但由于各子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化過(guò)程中的相互作用與制約，LTS在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)。

狀態(tài)4：性能過(guò)度狀態(tài)（Over-satisfied need state，ONS）

該狀態(tài)下，一些子系統(tǒng)的性能超出了用戶需求，如圖3d所示。產(chǎn)品持續(xù)性創(chuàng)新過(guò)程是不斷提高其性能指標(biāo)的過(guò)程，不注意各子系統(tǒng)性能指標(biāo)的平衡將導(dǎo)致ONS。ONS的出現(xiàn)是低端破壞機(jī)遇的特征。

狀態(tài)5：性能不足狀態(tài)（Dissatisfied need state，DNS）

該狀態(tài)的特征是一些子系統(tǒng)的性能指標(biāo)明顯低于其用戶需求，如圖3e所示。該狀態(tài)的出現(xiàn)是用戶某些需求增加與相關(guān)子系統(tǒng)性能提升較慢導(dǎo)致的結(jié)果。平衡已增加的需求與子系統(tǒng)性能提升的過(guò)程孕育了新市場(chǎng)破壞創(chuàng)新的機(jī)遇。

狀態(tài)6：技術(shù)進(jìn)化滯后狀態(tài)（Insufficient technology evolution state，ITES）

該狀態(tài)的特點(diǎn)是一些子系統(tǒng)的性能明顯低于當(dāng)前主流技術(shù)水平，如圖3f所示。通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)提升這些子系統(tǒng)的性能指標(biāo)是系統(tǒng)進(jìn)化的方向。

3.3 破壞性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別

產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程是其各子系統(tǒng)所采用技術(shù)不斷進(jìn)化的過(guò)程，如圖4所示。

圖3 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化狀態(tài)

圖4 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模型

當(dāng)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)化進(jìn)入成熟期后，其進(jìn)化狀態(tài)為：

→ Sn-1→ Sn→ Sn+1→

其中，Sn-1、Sn、Sn+1分別為進(jìn)化的過(guò)去、當(dāng)前及未來(lái)狀態(tài)。

系統(tǒng)進(jìn)化到當(dāng)前狀態(tài)Sn時(shí)，出現(xiàn)了En4>Ep4，即技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化出現(xiàn)性能不足狀態(tài)（DNS），子系統(tǒng)進(jìn)化的不平衡為系統(tǒng)帶來(lái)了破壞性創(chuàng)新機(jī)遇?？梢宰R(shí)別如下低端破壞與新市場(chǎng)破壞兩類(lèi)不同形式的機(jī)遇。

低端破壞性機(jī)遇（LDN）：為了恰恰滿足用戶需求，降低子系統(tǒng)性能E1和E2。此時(shí)，在潛力狀態(tài)SLDI處En1≈Ep1，En2≈Ep2。E1和E2的降低，可以降低成本及價(jià)格，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分用戶的低端破壞性創(chuàng)新。

新市場(chǎng)破壞性機(jī)遇（NDI）：為滿足用戶需求，增加子系統(tǒng)E4的性能。該子系統(tǒng)功能得到強(qiáng)化，吸引部分用戶群購(gòu)買(mǎi)此產(chǎn)品，其結(jié)果開(kāi)辟了新市場(chǎng)破壞性創(chuàng)新機(jī)遇。另外，功能的增強(qiáng)將導(dǎo)致成本及技術(shù)復(fù)雜性的增加，對(duì)主流性能E1和E2的適當(dāng)降低可以彌補(bǔ)這一不利因素的影響。

綜合評(píng)價(jià)這兩種機(jī)遇，并對(duì)企業(yè)可用資源進(jìn)行評(píng)估，可以制定相應(yīng)的破壞性創(chuàng)新策略，并加以實(shí)施。如果條件不允許，也可以按照持續(xù)性創(chuàng)新軌跡繼續(xù)發(fā)展，直至進(jìn)入退出期狀態(tài)Sn+1，然后進(jìn)行突破性創(chuàng)新，使系統(tǒng)進(jìn)化到下一條S曲線。

4 面向破壞性創(chuàng)新的工程創(chuàng)新方法

4.1 工程傳統(tǒng)方法

企業(yè)工程創(chuàng)新的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)市場(chǎng)有需求、技術(shù)可行、能為企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)期效益的新產(chǎn)品。產(chǎn)品創(chuàng)新在企業(yè)內(nèi)部是一個(gè)動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，創(chuàng)意開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)三部分是其主要活動(dòng)或階段。創(chuàng)意開(kāi)發(fā)在模糊前端階段實(shí)現(xiàn)，該階段通過(guò)對(duì)企業(yè)外部與內(nèi)部的掃描，發(fā)現(xiàn)潛在機(jī)遇或初始機(jī)遇并產(chǎn)生創(chuàng)意，并將創(chuàng)意輸出給下一個(gè)階段。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程將上一階段所輸入的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品，該過(guò)程由設(shè)計(jì)與制造兩階段組成，產(chǎn)品設(shè)計(jì)又分為概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。新市場(chǎng)開(kāi)發(fā)是將上一個(gè)階段所生產(chǎn)產(chǎn)品的商業(yè)化過(guò)程。由這三個(gè)階段組成的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)稱(chēng)為企業(yè)傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，如圖5所示。

圖5 企業(yè)傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

圖5中的一個(gè)子過(guò)程稱(chēng)為新技術(shù)開(kāi)發(fā)。為了保證企業(yè)為市場(chǎng)提供的產(chǎn)品可靠，組成產(chǎn)品各子系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)均應(yīng)相對(duì)成熟，對(duì)于不成熟甚至還未完成開(kāi)發(fā)的技術(shù)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，待其相對(duì)成熟后可為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程選用，這類(lèi)開(kāi)發(fā)過(guò)程稱(chēng)為新技術(shù)開(kāi)發(fā)，一些企業(yè)設(shè)有專(zhuān)門(mén)研發(fā)機(jī)構(gòu)從事新技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。

從復(fù)雜的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)中抽出主要的活動(dòng)，構(gòu)建模型加以研究，是一個(gè)去粗取精的方法。圖5所示模糊前端、新技術(shù)開(kāi)發(fā)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及商業(yè)化組成的模型為企業(yè)傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程模型。該模型濾掉了管理活動(dòng)，保留了主要的技術(shù)活動(dòng)，我國(guó)很多制造企業(yè)目前依然按照該過(guò)程開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。該模型繼承了國(guó)內(nèi)外多年來(lái)企業(yè)、行業(yè)設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)及理論界研究成果，即繼承了工程傳統(tǒng)，工程師們可依據(jù)該模型及模型各階段的活動(dòng)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。

破壞性產(chǎn)品也是一類(lèi)新產(chǎn)品，而且是在源產(chǎn)品即已有產(chǎn)品基礎(chǔ)上的變異。源產(chǎn)品是由傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法產(chǎn)生人造物，通過(guò)對(duì)已有開(kāi)發(fā)方法的變異應(yīng)能開(kāi)發(fā)破壞性產(chǎn)品。如果用破壞性創(chuàng)新機(jī)遇替代模糊前端，由該類(lèi)機(jī)遇驅(qū)動(dòng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，可能開(kāi)發(fā)出破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品。構(gòu)造以破壞性創(chuàng)新機(jī)遇驅(qū)動(dòng)且與傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程融合的結(jié)構(gòu)化過(guò)程模型即為一類(lèi)新型破壞性工程創(chuàng)新方法。

4.2 一類(lèi)破壞性工程創(chuàng)新方法

破壞性工程創(chuàng)新方法是將圖5所示模型專(zhuān)門(mén)化的過(guò)程，即采用破壞性創(chuàng)新機(jī)遇替代模糊前端，并使后續(xù)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、新技術(shù)開(kāi)發(fā)及商業(yè)化過(guò)程適應(yīng)于破壞性創(chuàng)新，從而形成新的創(chuàng)新過(guò)程模型。為了能抓住破壞性的本質(zhì)，我們認(rèn)為新技術(shù)開(kāi)發(fā)蘊(yùn)含于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程之中，是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的內(nèi)在組成部分，即傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程由模糊前端、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及商業(yè)化三個(gè)階段組成，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)階段又包括概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)。

破壞性創(chuàng)新過(guò)程首先應(yīng)識(shí)別出現(xiàn)該類(lèi)機(jī)遇的可能性。如果存在機(jī)遇，應(yīng)以再設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明的形式表達(dá)破壞性創(chuàng)新需求，之后轉(zhuǎn)入傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的概念設(shè)計(jì)階段；如果不存在機(jī)遇，可以終止研發(fā)過(guò)程，也可繼續(xù)持續(xù)性創(chuàng)新活動(dòng)。概念設(shè)計(jì)結(jié)果一般獲得多個(gè)設(shè)計(jì)方案，需要評(píng)估決定這些方案是否具有破壞性創(chuàng)新性，并從中選出或經(jīng)過(guò)重新組合確定需要后續(xù)開(kāi)發(fā)的方案，之后進(jìn)入技術(shù)設(shè)計(jì)及后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

綜上所述，破壞性創(chuàng)新過(guò)程包含4個(gè)階段：破壞性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別、機(jī)遇驅(qū)動(dòng)的破壞性創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)、破壞性評(píng)估、后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，如圖6所示。其中破壞性概念設(shè)計(jì)及后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程是傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的主要子過(guò)程。前三個(gè)過(guò)程是本研究的內(nèi)容（如下文所述），后一個(gè)過(guò)程可應(yīng)用已有的工程創(chuàng)新方法。

第1階段：破壞性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別過(guò)程

第1步：選擇源產(chǎn)品。根據(jù)企業(yè)實(shí)際和市場(chǎng)環(huán)境狀況，選擇一種待改進(jìn)的產(chǎn)品為源產(chǎn)品，作為被破壞性的標(biāo)桿。

第2步：技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)。對(duì)源產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)，產(chǎn)品性能隨時(shí)間變化、專(zhuān)利數(shù)量隨時(shí)間變化等4組曲線可用于預(yù)測(cè)技術(shù)成熟度[22]。

第3步: 路徑判斷。如果選定的源產(chǎn)品不在成熟期，說(shuō)明產(chǎn)品市場(chǎng)不成熟，不適合破壞性創(chuàng)新過(guò)程，重新選擇源產(chǎn)品。如果源產(chǎn)品處于成熟期，繼續(xù)后續(xù)操作。

第4步：源產(chǎn)品組成技術(shù)分解。應(yīng)用反向魚(yú)骨圖或經(jīng)驗(yàn)將選定產(chǎn)品的組成技術(shù)進(jìn)行分解，識(shí)別并確定各底層子系統(tǒng)，構(gòu)建各子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化狀態(tài)圖。

第5步：子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化狀態(tài)平衡判斷。如果各子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化平衡，不適合破壞性創(chuàng)新，轉(zhuǎn)向持續(xù)性創(chuàng)新。反之，如果進(jìn)化不平衡，繼續(xù)后續(xù)操作。

第6步：破壞性創(chuàng)新機(jī)遇分析與確認(rèn)。分析各子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化狀態(tài)圖，確認(rèn)低端破壞、新市場(chǎng)破壞或兩者的混合破壞的機(jī)遇。

第7步：構(gòu)建破壞性創(chuàng)新設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明：再設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明。將該說(shuō)明作為破壞性創(chuàng)新機(jī)遇及后續(xù)概念設(shè)計(jì)的需求。

第2階段：機(jī)遇驅(qū)動(dòng)的破壞性創(chuàng)新過(guò)程

該過(guò)程為再設(shè)計(jì)過(guò)程，是傳統(tǒng)工程創(chuàng)新過(guò)程，但其輸入由上一階段識(shí)別確定的破壞性創(chuàng)新機(jī)遇替代，并以再設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明表達(dá)。根據(jù)已有的規(guī)格說(shuō)明，概念設(shè)計(jì)產(chǎn)生多個(gè)設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)方案組合及評(píng)估確定最好方案，經(jīng)過(guò)后續(xù)技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造與商業(yè)化過(guò)程實(shí)現(xiàn)破壞性創(chuàng)新。

已有很多關(guān)于概念設(shè)計(jì)過(guò)程的研究。在經(jīng)典的工程設(shè)計(jì)方法中，P&B[23]構(gòu)造了概念設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)程模型；馮培恩等[24]提出了產(chǎn)品基因轉(zhuǎn)錄、翻譯與復(fù)制的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方法；劉曉敏等[25]構(gòu)建了以TRIZ為核心的二級(jí)類(lèi)比概念設(shè)計(jì)方法；祖耀等[26]提出了具有迭代特征的復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方法；陳光柱等[27]構(gòu)建了模糊多目標(biāo)免疫算法并將其應(yīng)用于概念設(shè)計(jì)；張建輝等[28]將計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)。研發(fā)人員可選擇其中的一種或幾種方法完成概念設(shè)計(jì)，也可應(yīng)用本企業(yè)已積累的概念設(shè)計(jì)知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖6 破壞性創(chuàng)新過(guò)程模型

概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)及制造過(guò)程均有可能出現(xiàn)發(fā)明問(wèn)題，均屬于“一次發(fā)明過(guò)程”，即“發(fā)明過(guò)程C或D或E或M”。一次發(fā)明過(guò)程為：應(yīng)用C-TRIZ[17]中的基本發(fā)明過(guò)程或支持發(fā)明過(guò)程獲得解決方案，這些方案應(yīng)反饋到出現(xiàn)發(fā)明問(wèn)題的階段，再經(jīng)過(guò)本階段完善形成發(fā)明，即形成領(lǐng)域發(fā)明，將領(lǐng)域發(fā)明輸出，繼續(xù)后續(xù)的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，最后將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

第3階段：評(píng)估

概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生了多個(gè)設(shè)計(jì)方案，評(píng)估的目的是確定這些方案是否屬于破壞性創(chuàng)新，并去掉不屬于破壞性創(chuàng)新的方案，通過(guò)評(píng)估的方案繼續(xù)后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程并形成破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品。評(píng)估的過(guò)程如圖6所示。圖中的再設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明是破壞性創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的起點(diǎn)，概念設(shè)計(jì)是其關(guān)鍵階段，需要對(duì)概念設(shè)計(jì)階段形成的多個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估。

將破壞性創(chuàng)新方案評(píng)估作為一個(gè)獨(dú)立的階段是該模型的一個(gè)特色。工程傳統(tǒng)方法中已形成完整的開(kāi)發(fā)活動(dòng)，但不包含破壞性方案評(píng)估。因此，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的評(píng)估階段可以使過(guò)程更加完善。

郭靖等[15]已構(gòu)建破壞性創(chuàng)新方案評(píng)價(jià)模型，且提出了破壞性創(chuàng)新方案的概率計(jì)算公式p，還給出了詳細(xì)的評(píng)估過(guò)程、過(guò)程中的參數(shù)選擇、計(jì)算方法及案例，可供參考。如果計(jì)算結(jié)果為p>50%，則可以判斷被評(píng)估的方案為破壞性設(shè)計(jì)，返回到傳統(tǒng)創(chuàng)新過(guò)程，繼續(xù)技術(shù)設(shè)計(jì)及后續(xù)的過(guò)程；反之，返回到概念設(shè)計(jì)階段繼續(xù)完善已有設(shè)計(jì)方案并評(píng)估；一直到找到確定的破壞性設(shè)計(jì)方案為止。

圖6 所示的破壞性創(chuàng)新過(guò)程模型與上述3階段詳細(xì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)構(gòu)成了一類(lèi)破壞性工程創(chuàng)新方法。該方法在繼承了工程傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，增加了破壞性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別、發(fā)明過(guò)程的引入與多方案評(píng)估過(guò)程，形成了一種結(jié)構(gòu)化的破壞性創(chuàng)新方法。該方法的核心是概念設(shè)計(jì)，如果其輸入是模糊前端階端的創(chuàng)意，則開(kāi)發(fā)過(guò)程屬于傳統(tǒng)過(guò)程；如果其輸入是由破壞性創(chuàng)新機(jī)遇確定的再設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明，則過(guò)程為破壞性創(chuàng)新開(kāi)發(fā)過(guò)程。應(yīng)用該方法的過(guò)程中，企業(yè)已有的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程不變，可根據(jù)需要確定是否引入破壞性開(kāi)發(fā)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了工程傳統(tǒng)方法的變異。

5 結(jié)論

（1）以企業(yè)工程師應(yīng)用為目標(biāo)，歸納了低端破壞與新市場(chǎng)破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的條件。即處于技術(shù)成熟期的產(chǎn)品，如果其各性能指標(biāo)不均衡，并存在低端或新市場(chǎng)用戶群，則可對(duì)選出的源產(chǎn)品實(shí)施破壞性創(chuàng)新。

（2）依據(jù)上述條件，構(gòu)建了破壞性創(chuàng)新機(jī)遇的識(shí)別方法，該方法由技術(shù)系統(tǒng)分解、各子系統(tǒng)性能狀態(tài)圖建立與識(shí)別過(guò)程組成。

（3）將破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的條件、機(jī)遇識(shí)別方法與企業(yè)已有工程傳統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法融合，構(gòu)建了一類(lèi)四階段結(jié)構(gòu)化破壞性創(chuàng)新方法。

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Tan Runhua, Sun Jianguang

(National Engineering Research Center for Technological Innovation Method and Tool, Hebei University of Technology, Tianjin 300410, China)

It is a kind of research topic for the development of the engineering science to construct an engineering innovative method based on the mechanism of disruptive innovations. A kind of new disruptive innovative method is developed in the present study. It is based on the inductive properties for the conditions of the disruptive innovations and the opportunities recognizing property states for the product selected. A coupling model is set up that it integrates the recognizing process, the conceptual design process and the evaluating process. The conceptual design process is a sub-process of traditional new product development process in industrial companies. As the result the new disruptive innovative method is formed.

disruptive innovation; innovative mechanism; opportunity recognition; engineering innovative method

2020–02–29;

2020–03–20

檀潤(rùn)華（1958–），男，博士，教授，研究方向?yàn)閯?chuàng)新設(shè)計(jì)、TRIZ/C-TRIZ、創(chuàng)新過(guò)程管理等。E-mail: rhtan@hebut.edu.cn（通訊作者）

T-0；N031

A

1674-4969(2020)06-0564-10

10.3724/SP.J.1224.2020.00564