檀潤華，孫建廣

工程管理

基于破壞性創(chuàng)新機理的工程創(chuàng)新方法

檀潤華，孫建廣

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

面向企業(yè)需求挖掘破壞性創(chuàng)新機理，并構(gòu)造工程創(chuàng)新方法是工程科學的研究課題。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)可識別性為基礎(chǔ)，將工程傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)過程與破壞性機遇識別、破壞性概念設(shè)計與方案評估過程相融合，構(gòu)造了一類破壞性工程創(chuàng)新方法。

破壞性創(chuàng)新；創(chuàng)新機理；機遇識別；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，由哈佛大學商學院Christensen提出[1]。其是指引入低于主流市場上成熟產(chǎn)品的性能指標，依托新的特征吸引低端用戶或新用戶，并通過性能的不斷提升實現(xiàn)創(chuàng)新，繼而在競爭中取代在位企業(yè)的領(lǐng)先地位。由于該類創(chuàng)新開創(chuàng)了一種新的創(chuàng)新模式，能幫助企業(yè)抓住發(fā)展先機并實現(xiàn)競爭優(yōu)勢的突破，因此不僅是理論研究熱點[2]，而且是企業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(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，對其內(nèi)涵及其如何實現(xiàn)的理論研究從未停止過。已有的研究分為兩類，即完善對其出現(xiàn)的事后認識和事前出現(xiàn)的原因及過程的研究[3]。第一類研究很多，如吳佩等[4]認為價值鏈的任一環(huán)節(jié)都存在低端市場或新市場破壞的機遇；謝福泉等[5]認為非主流技術(shù)構(gòu)建是實現(xiàn)對主流技術(shù)替代的關(guān)鍵；周江華等[6]則認為破壞性包括技術(shù)、產(chǎn)品或商業(yè)模式的創(chuàng)新；Nagy等[7]給出了確認破壞性創(chuàng)新的3步法；Solomon[8]通過商業(yè)模型架構(gòu)證明了技術(shù)驅(qū)動與市場拉動破壞性商業(yè)模式創(chuàng)新的不同特征。第二類研究是破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的前因和過程[3]，預(yù)測該類創(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]針對變化的世界提出了發(fā)現(xiàn)及解決問題的10步法，認為該模型適合于破壞性創(chuàng)新的產(chǎn)生；Raja[11]認為特殊領(lǐng)先用戶對鋪平破壞性技術(shù)產(chǎn)生道路有特殊作用。盡管這兩類研究均取得了很多成果，但研究主要集中于經(jīng)濟與管理領(lǐng)域，未形成適合企業(yè)工程師研發(fā)過程運用的結(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糾錯方法，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)生在工程活動中的創(chuàng)新[12]。破壞性創(chuàng)新是通過開發(fā)破壞性技術(shù)與產(chǎn)品并占領(lǐng)低端或新市場實現(xiàn)的，新技術(shù)與產(chǎn)品的破壞性開發(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)新方法研究的一個新方向。目前，在工程創(chuàng)新方法領(lǐng)域已開展了該類研究，孫建廣等[13]應(yīng)用發(fā)明問題解決理論（TRIZ）中的技術(shù)進化構(gòu)建了破壞性創(chuàng)新實現(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破壞設(shè)計過程模型[14]，還提出了破壞性創(chuàng)新定量評估模型[15]；檀潤華與孫建廣[16]提出了系統(tǒng)分析、狀態(tài)識別及破壞性創(chuàng)新實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化方法；檀潤華[17]在C-TRIZ構(gòu)建了一類破壞性創(chuàng)新機遇發(fā)現(xiàn)與實現(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研究亟待解決的問題。

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)用為目標研究其產(chǎn)生的機理，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)新機遇的產(chǎn)生過程，之后與企業(yè)工程傳統(tǒng)的新產(chǎn)品開發(fā)方法融合，構(gòu)建一類結(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；隨著時間的推移及技術(shù)的不斷改進，將吸引包括主流用戶在內(nèi)的越來越多的用戶。Keller等[19]對上述的特征進行了完善與補充，指出破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的新興市場未引起主流市場重視，為推出該類產(chǎn)品的企業(yè)提供了發(fā)展空間。陳卉等[20]對過去20年國際管理主流期刊所發(fā)表的關(guān)于破壞性創(chuàng)新文獻進行了分析研究，指出了破壞性創(chuàng)新的4個必要特征：初始目標關(guān)注低端市場或全新市場；在降低主流市場用戶所重視特征的同時滿足目標市場用戶所看重的特征；沿著新技術(shù)軌跡發(fā)展；是一個由低端不斷提升直至滿足主流市場用戶需求的過程。

破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的另一個特征是被破壞的產(chǎn)品已經(jīng)進入成熟期，其技術(shù)是主流技術(shù)，占領(lǐng)了主流市場，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，啟動破壞性開發(fā)過程。

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，他們愿意購買質(zhì)量有保障但性能較差的產(chǎn)品；企業(yè)可以降低產(chǎn)品價格，其方法是降低主流技術(shù)指標，或簡化制造工藝過程，以保障產(chǎn)品獲得可觀的利潤。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)指標的部分消費者。新興企業(yè)以爭取被在位企業(yè)忽視了的低端用戶為破壞性創(chuàng)新的開始，通過建立針對低端用戶的營銷機制蠶食市場份額，同時隨著技術(shù)的不斷改進，逐漸進入主流市場。

開發(fā)破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品的目標是對在位企業(yè)的主流產(chǎn)品實施“破壞”，首先應(yīng)選定一個處于成熟期的待破壞產(chǎn)品，稱為“源產(chǎn)品”，以此為對象開發(fā)破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品，稱為“目標產(chǎn)品”。

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

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

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

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

2.2 新市場破壞產(chǎn)生的條件

新市場破壞產(chǎn)生的市場特征為[18]：存在潛在用戶群，這些用戶對產(chǎn)品的主流功能性能的要求可以降低，而對產(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，是產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新的直接推動者，而新市場用戶可以承受產(chǎn)品“傳統(tǒng)”主要性能指標的降低，但對其非主要性能指標希望能得到改進。產(chǎn)品中非主流技術(shù)的水平?jīng)Q定其非主要性能指標，企業(yè)可以有目的地改進與提升非主流技術(shù)，以此吸引新用戶，當該用戶群增加到較大數(shù)量時，新市場破壞成為可能。

新市場破壞的根源是存在對產(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)進化均存在技術(shù)極限，技術(shù)極限與當前技術(shù)水平之間的差距稱為技術(shù)潛力，非主流技術(shù)潛力P遠遠大于主流技術(shù)潛力Pm。新市場破壞發(fā)生的自然過程是非主流技術(shù)水平不斷提升，主流技術(shù)進化逐漸停止或主動降低，組成產(chǎn)品的各項技術(shù)重要程度重新劃分，原有主流市場受到?jīng)_擊。

圖1 產(chǎn)品技術(shù)進化分布狀態(tài)

總結(jié)上述特征，可歸納出新市場破壞需要滿足如下3個條件。

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

條件2：構(gòu)成源產(chǎn)品的各種技術(shù)進化嚴重不平衡。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。這些用戶需要進化滯后的技術(shù)。

3 破壞性創(chuàng)新機遇識別方法

為了研究產(chǎn)品破壞性創(chuàng)新實現(xiàn)的過程與方法，首先應(yīng)對選出的源產(chǎn)品進行分解，確定其組成子系統(tǒng)或模塊，之后分析其當前性能狀態(tài)及未來可能的變化，從中發(fā)現(xiàn)可能的破壞性創(chuàng)新機遇。

3.1 源產(chǎn)品分解

產(chǎn)品是用來交換的人工制品，其技術(shù)系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的子系統(tǒng)形成的一個整體，是能實現(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、控制與能源四個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又可分解為下一級的子系統(tǒng)。圖2是采用樹形分解方法對一個已知產(chǎn)品進行分解的示意圖。為避免產(chǎn)品分解層次過多，分解的最小單元應(yīng)為產(chǎn)品的模塊，或為產(chǎn)品生產(chǎn)時的外購單元，這些模塊或單元具有單一功能及對用戶具有可識別的性能。最終得到的分解項為n項，表示為E={E1，E2，E3，…，En}。

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

3.2 技術(shù)子系統(tǒng)進化狀態(tài)

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

圖2 技術(shù)系統(tǒng)分解模型

技術(shù)系統(tǒng)進化過程中有如下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、性價比高。

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)當前所處的狀態(tài)相符，如圖3b所示。實際技術(shù)系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間往往存在著沖突，某個子系統(tǒng)性能的提高會導(dǎo)致另一個子系統(tǒng)性能的惡化，即各技術(shù)子系統(tǒng)技術(shù)進化過程中存在相互作用與相互制約。因此，ITS在現(xiàn)實產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)中很難實現(xiàn)。

圖3b中的MTES（mainstream technological evolution state，MTES）為主流技術(shù)進化狀態(tài)，由行業(yè)內(nèi)主流技術(shù)發(fā)展狀態(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，如圖3c所示。其特征是各子系統(tǒng)的性能均達到各自的技術(shù)極限。企業(yè)為了應(yīng)對市場競爭，通常要最大限度地提高產(chǎn)品各項性能指標，但由于各子系統(tǒng)技術(shù)進化過程中的相互作用與制約，LTS在現(xiàn)實產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)中很難實現(xiàn)。

狀態(tài)4：性能過度狀態(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)新過程是不斷提高其性能指標的過程，不注意各子系統(tǒng)性能指標的平衡將導(dǎo)致ONS。ONS的出現(xiàn)是低端破壞機遇的特征。

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)性能提升的過程孕育了新市場破壞創(chuàng)新的機遇。

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

該狀態(tài)的特點是一些子系統(tǒng)的性能明顯低于當前主流技術(shù)水平，如圖3f所示。通過改進設(shè)計提升這些子系統(tǒng)的性能指標是系統(tǒng)進化的方向。

3.3 破壞性創(chuàng)新機遇識別

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

圖3 技術(shù)系統(tǒng)進化狀態(tài)

圖4 技術(shù)系統(tǒng)進化模型

當產(chǎn)品的技術(shù)進化進入成熟期后，其進化狀態(tài)為：

→ Sn-1→ Sn→ Sn+1→

其中，Sn-1、Sn、Sn+1分別為進化的過去、當前及未來狀態(tài)。

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

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

新市場破壞性機遇（NDI）：為滿足用戶需求，增加子系統(tǒng)E4的性能。該子系統(tǒng)功能得到強化，吸引部分用戶群購買此產(chǎn)品，其結(jié)果開辟了新市場破壞性創(chuàng)新機遇。另外，功能的增強將導(dǎo)致成本及技術(shù)復(fù)雜性的增加，對主流性能E1和E2的適當降低可以彌補這一不利因素的影響。

綜合評價這兩種機遇，并對企業(yè)可用資源進行評估，可以制定相應(yīng)的破壞性創(chuàng)新策略，并加以實施。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，直至進入退出期狀態(tài)Sn+1，然后進行突破性創(chuàng)新，使系統(tǒng)進化到下一條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)新的目標是開發(fā)市場有需求、技術(shù)可行、能為企業(yè)帶來長期效益的新產(chǎn)品。產(chǎn)品創(chuàng)新在企業(yè)內(nèi)部是一個動態(tài)且復(fù)雜的系統(tǒng)過程，創(chuàng)意開發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、市場開發(fā)三部分是其主要活動或階段。創(chuàng)意開發(fā)在模糊前端階段實現(xiàn)，該階段通過對企業(yè)外部與內(nèi)部的掃描，發(fā)現(xiàn)潛在機遇或初始機遇并產(chǎn)生創(chuàng)意，并將創(chuàng)意輸出給下一個階段。產(chǎn)品開發(fā)過程將上一階段所輸入的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品，該過程由設(shè)計與制造兩階段組成，產(chǎn)品設(shè)計又分為概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、詳細設(shè)計三個階段。新市場開發(fā)是將上一個階段所生產(chǎn)產(chǎn)品的商業(yè)化過程。由這三個階段組成的新產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)稱為企業(yè)傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，如圖5所示。

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

圖5中的一個子過程稱為新技術(shù)開發(fā)。為了保證企業(yè)為市場提供的產(chǎn)品可靠，組成產(chǎn)品各子系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)均應(yīng)相對成熟，對于不成熟甚至還未完成開發(fā)的技術(shù)需要進一步開發(fā)，待其相對成熟后可為新產(chǎn)品開發(fā)過程選用，這類開發(fā)過程稱為新技術(shù)開發(fā)，一些企業(yè)設(shè)有專門研發(fā)機構(gòu)從事新技術(shù)開發(fā)工作。

從復(fù)雜的產(chǎn)品開發(fā)活動中抽出主要的活動，構(gòu)建模型加以研究，是一個去粗取精的方法。圖5所示模糊前端、新技術(shù)開發(fā)、新產(chǎn)品開發(fā)及商業(yè)化組成的模型為企業(yè)傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)過程模型。該模型濾掉了管理活動，保留了主要的技術(shù)活動，我國很多制造企業(yè)目前依然按照該過程開發(fā)新產(chǎn)品。該模型繼承了國內(nèi)外多年來企業(yè)、行業(yè)設(shè)計制造的經(jīng)驗及理論界研究成果，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開發(fā)新產(chǎn)品。

破壞性產(chǎn)品也是一類新產(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)品開發(fā)方法產(chǎn)生人造物，通過對已有開發(fā)方法的變異應(yīng)能開發(fā)破壞性產(chǎn)品。如果用破壞性創(chuàng)新機遇替代模糊前端，由該類機遇驅(qū)動新產(chǎn)品開發(fā)過程，可能開發(fā)出破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品。構(gòu)造以破壞性創(chuàng)新機遇驅(qū)動且與傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)過程融合的結(jié)構(gòu)化過程模型即為一類新型破壞性工程創(chuàng)新方法。

4.2 一類破壞性工程創(chuàng)新方法

破壞性工程創(chuàng)新方法是將圖5所示模型專門化的過程，即采用破壞性創(chuàng)新機遇替代模糊前端，并使后續(xù)的新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)開發(fā)及商業(yè)化過程適應(yīng)于破壞性創(chuàng)新，從而形成新的創(chuàng)新過程模型。為了能抓住破壞性的本質(zhì)，我們認為新技術(shù)開發(fā)蘊含于新產(chǎn)品開發(fā)過程之中，是新產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)在組成部分，即傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)過程由模糊前端、新產(chǎn)品開發(fā)及商業(yè)化三個階段組成，新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計階段又包括概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計與詳細設(shè)計。

破壞性創(chuàng)新過程首先應(yīng)識別出現(xiàn)該類機遇的可能性。如果存在機遇，應(yīng)以再設(shè)計規(guī)格說明的形式表達破壞性創(chuàng)新需求，之后轉(zhuǎn)入傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)的概念設(shè)計階段；如果不存在機遇，可以終止研發(fā)過程，也可繼續(xù)持續(xù)性創(chuàng)新活動。概念設(shè)計結(jié)果一般獲得多個設(shè)計方案，需要評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)過重新組合確定需要后續(xù)開發(fā)的方案，之后進入技術(shù)設(shè)計及后續(xù)的開發(fā)過程。

綜上所述，破壞性創(chuàng)新過程包含4個階段：破壞性創(chuàng)新機遇識別、機遇驅(qū)動的破壞性創(chuàng)新概念設(shè)計、破壞性評估、后續(xù)的開發(fā)過程，如圖6所示。其中破壞性概念設(shè)計及后續(xù)的開發(fā)過程是傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)過程的主要子過程。前三個過程是本研究的內(nèi)容（如下文所述），后一個過程可應(yīng)用已有的工程創(chuàng)新方法。

第1階段：破壞性創(chuàng)新機遇識別過程

第1步：選擇源產(chǎn)品。根據(jù)企業(yè)實際和市場環(huán)境狀況，選擇一種待改進的產(chǎn)品為源產(chǎn)品，作為被破壞性的標桿。

第2步：技術(shù)成熟度預(yù)測。對源產(chǎn)品進行技術(shù)成熟度預(yù)測，產(chǎn)品性能隨時間變化、專利數(shù)量隨時間變化等4組曲線可用于預(yù)測技術(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，說明產(chǎn)品市場不成熟，不適合破壞性創(chuàng)新過程，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)用反向魚骨圖或經(jīng)驗將選定產(chǎn)品的組成技術(shù)進行分解，識別并確定各底層子系統(tǒng)，構(gòu)建各子系統(tǒng)技術(shù)進化狀態(tài)圖。

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

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

第7步：構(gòu)建破壞性創(chuàng)新設(shè)計規(guī)格說明：再設(shè)計規(guī)格說明。將該說明作為破壞性創(chuàng)新機遇及后續(xù)概念設(shè)計的需求。

第2階段：機遇驅(qū)動的破壞性創(chuàng)新過程

該過程為再設(shè)計過程，是傳統(tǒng)工程創(chuàng)新過程，但其輸入由上一階段識別確定的破壞性創(chuàng)新機遇替代，并以再設(shè)計規(guī)格說明表達。根據(jù)已有的規(guī)格說明，概念設(shè)計產(chǎn)生多個設(shè)計方案，經(jīng)過方案組合及評估確定最好方案，經(jīng)過后續(xù)技術(shù)設(shè)計、詳細設(shè)計、制造與商業(yè)化過程實現(xiàn)破壞性創(chuàng)新。

已有很多關(guān)于概念設(shè)計過程的研究。在經(jīng)典的工程設(shè)計方法中，P&B[23]構(gòu)造了概念設(shè)計的詳細過程模型；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)計方法；劉曉敏等[25]構(gòu)建了以TRIZ為核心的二級類比概念設(shè)計方法；祖耀等[26]提出了具有迭代特征的復(fù)雜機械產(chǎn)品概念設(shè)計方法；陳光柱等[27]構(gòu)建了模糊多目標免疫算法并將其應(yīng)用于概念設(shè)計；張建輝等[28]將計算機輔助創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計。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，也可應(yīng)用本企業(yè)已積累的概念設(shè)計知識及經(jīng)驗進行設(shè)計。

圖6 破壞性創(chuàng)新過程模型

概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、詳細設(shè)計及制造過程均有可能出現(xiàn)發(fā)明問題，均屬于“一次發(fā)明過程”，即“發(fā)明過程C或D或E或M”。一次發(fā)明過程為：應(yīng)用C-TRIZ[17]中的基本發(fā)明過程或支持發(fā)明過程獲得解決方案，這些方案應(yīng)反饋到出現(xiàn)發(fā)明問題的階段，再經(jīng)過本階段完善形成發(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)開發(fā)過程，最后將產(chǎn)品推向市場。

第3階段：評估

概念設(shè)計階段產(chǎn)生了多個設(shè)計方案，評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，通過評估的方案繼續(xù)后續(xù)的開發(fā)過程并形成破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品。評估的過程如圖6所示。圖中的再設(shè)計規(guī)格說明是破壞性創(chuàng)新設(shè)計過程的起點，概念設(shè)計是其關(guān)鍵階段，需要對概念設(shè)計階段形成的多個設(shè)計方案進行評估。

將破壞性創(chuàng)新方案評估作為一個獨立的階段是該模型的一個特色。工程傳統(tǒng)方法中已形成完整的開發(fā)活動，但不包含破壞性方案評估。因此，設(shè)置專門的評估階段可以使過程更加完善。

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

圖6 所示的破壞性創(chuàng)新過程模型與上述3階段詳細開發(fā)活動構(gòu)成了一類破壞性工程創(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)新機遇識別、發(fā)明過程的引入與多方案評估過程，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，如果其輸入是模糊前端階端的創(chuàng)意，則開發(fā)過程屬于傳統(tǒng)過程；如果其輸入是由破壞性創(chuàng)新機遇確定的再設(shè)計規(guī)格說明，則過程為破壞性創(chuàng)新開發(fā)過程。應(yīng)用該方法的過程中，企業(yè)已有的新產(chǎn)品開發(fā)過程不變，可根據(jù)需要確定是否引入破壞性開發(fā)過程，從而實現(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，歸納了低端破壞與新市場破壞性創(chuàng)新產(chǎn)生的條件。即處于技術(shù)成熟期的產(chǎn)品，如果其各性能指標不均衡，并存在低端或新市場用戶群，則可對選出的源產(chǎn)品實施破壞性創(chuàng)新。

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

（3）將破壞性創(chuàng)新出現(xiàn)的條件、機遇識別方法與企業(yè)已有工程傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)方法融合，構(gòu)建了一類四階段結(jié)構(gòu)化破壞性創(chuàng)新方法。

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A Kind of Engineering Innovative Method based on the Mechanism of Disruptive Innovations

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

檀潤華（1958–），男，博士，教授，研究方向為創(chuàng)新設(shè)計、TRIZ/C-TRIZ、創(chuàng)新過程管理等。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