TRIZ:Teoria rozwiązywania innowacyjnych zadań na przykładach

W drugiej części artykułu o tym „Jak liderzy tworzą innowacje w sposób systemowy?”, podałem kilka przykładów zastosowania metodyki TRIZ w przedsiębiorstwach. Uważny czytelnik na pewno zauważył, że firmy, które przytaczałem, to światowi giganci: General Electric, Kraft Heinz, Procter&Gamble, Intel, Hyundai Motor Group, Posco, Honda czy Chiquita.

Pierwszy wniosek, jaki może się nasunąć z lektury powyższej listy jest dość oczywisty: „TRIZ jest dla bogatych, multinarodowych przedsiębiorstw, które mają mnóstwo pieniędzy do wydania, posiadają rozbudowane działy rozwojowe i inżynieryjne oraz czas na to, by planować rozwój w określonych kierunkach”.

Co do zasady ten wniosek nie jest i nigdy nie był prawdziwy – postaram się udowodnić to w kolejnych akapitach – natomiast bezsprzecznie prawdą jest, że to właśnie duże korporacje były pierwszymi, które wdrażały na szeroką skalę metodykę systemowych innowacji.

Od czasu pierwszych wdrożeń minęły już jednak ponad dwie dekady. W tym czasie zmieniła się sama metodyka, ale także realia gospodarki światowej. Dzisiejsze innowacje nie pochodzą już tak często z zamkniętych laboratoriów wielkich firm. Dużo częściej generowane są one w start-upach, które tworzą pomysły, rozwijają je do pewnego stopnia, a później sprzedają gigantom, którzy z kolei zajmują się wprowadzeniem ich na rynek.

➡ Czy start-upy mogą wykorzystać TRIZ w swoich działaniach?
➡ Czy mogą to zrobić firmy działające regionalnie lub nawet lokalnie?

Odpowiedź oczywiście brzmi TAK – przyjrzyjmy się przykładom.

Wskażę poniżej kilka przykładów start-upów, które powstały w pierwszej dekadzie XXI w. i wykorzystały w procesie rozwoju różne narzędzia systemowych innowacji – począwszy od narzędzi analitycznych, które wskazują obszary i kierunki rozwoju, aż po narzędzia służące efektywnemu budowaniu koncepcji, prototypowaniu czy rozwiązywaniu problemów wtórnych. Firmy wspomniane w przykładach istnieją do dziś i nierzadko dysponują już całym portfelem innowacyjnych produktów. Nie jest też tajemnicą, że założycielami wymienianych poniżej start-upów byli specjaliści od metodyki TRIZ, tworzący kilka lat wcześniej firmę doradczą GEN3 Patners, o której szerzej pisałem w poprzedniej części. To oni pierwsi dostrzegli bowiem, że metodyka systematycznego tworzenia innowacji może sprawdzić się w budowie biznesu niemal od zera i doprowadzić go do sukcesu rynkowego.

Zacznijmy od Jamesa Simsa, założyciela Gen3 Partners, który w 2004 dołączył i jednocześnie objął stanowisko CEO (dziś jest w Radzie Nadzorczej[1]) start-upu AirGain (www.airgain.com). Airgain jest dziś dużym dostawcą technologii anten wbudowanych, które umożliwiają tworzenie wysokowydajnych sieci bezprzewodowych w szerokiej gamie urządzeń domowych, korporacyjnych i przemysłowych. Pod koniec lat 90. był jednak zwyczajnym start-upem, którego drogi skrzyżowały się ze specjalistami z GEN3 Partners[2]. Pierwsze wspólne działania realizowane były już w 2000 roku. Zespół doradczy i inżynierowie Airgain metodycznie potwierdzili, że najcenniejszym parametrem dla „konsumentów” systemów telekomunikacyjnych jest duży zasięg tudzież obszar pokrycia sygnałem oraz wysoka prędkość przesytu informacji (jest to ich Główny Parametr Wartości). Oznaczało to, że to na poprawie tych właściwości należy skupić się w pierwszej kolejności. Z technicznego punktu widzenia sprowadziło się to do konieczności poprawy parametru wyrażającego stosunek sygnału do szumu (SNR – signal-to-noise ratio). Samo powyższe stwierdzenie dla specjalistów z branży było niemalże oczywistością. Jednak wskazanie, w jaki sposób poprawiać SNR nie było już ani łatwe ani oczywiste. Dopiero zaprzęgnięcie do działania metodyki TRIZ pozwoliły zidentyfikować najbardziej obiecujący sposób na poprawę SNR. Miał on polegać na zwiększeniu wzmocnienia anteny poprzez zastosowanie tzw. inteligentnej anteny (Smart Antenna – SA). Poprzez inteligentną antenę należy tu rozumieć system antenowy, który automatycznie koncentruje swoją wiązkę w kierunku zapewniającym najlepszą jakość sygnału, a tym samym radykalnie poprawia zasięg i prędkość komunikacji. Wdrożenie SA w systemie Wi-Fi było całkiem nowym pomysłem i stanowiło wyzwanie, ponieważ wymagało rozwiązania kilku sprzeczności inżynieryjnych. Wcześniej SA były używane tylko w dużych i drogich systemach, takich jak radary wojskowe i wieże komórkowe.

Korzystając z narzędzi TRIZ, zespół GEN3 rozwiązał wszystkie problemy techniczne i do 2003 roku zbudowano, przetestowano i opatentowano prototypy niedrogich urządzeń Wi-Fi z obsługą SA dla komputerów stacjonarnych. Wówczas jednak pojawił się kolejny problem do rozwiązania – tym razem jasno nakreślony przez odbiorców – całkowite wymiary anteny nie mogły przekraczać 15x100x100 mm (WxSxD). Największym ograniczeniem była wysokość (profil anteny musiał być bardzo niski (15 mm), znacznie niższy niż wysokość stosowanej wówczas anteny półfalowej, która dla częstotliwości Wi-Fi mierzyła około 60 mm. Zwyczajne zastosowanie anten 15-milimetrowych zmniejszyłoby istotnie wydajność układu, co oczywiście było nie do przyjęcia. Do gry ponownie wkroczył zaangażowany przez Airgain zespół doradców. Ich podstawowym zadaniem było rozwiązanie wspomnianej sprzeczności technicznej i zaprojektowanie od podstaw wymaganej anteny. Odbyło się to w krokach przedstawionych na rysunku 1 poniżej.

Należy wspomnieć, że przedstawiony przebieg prac miał dwa krytyczne momenty, które mogły wpłynąć na realizację całego projektu, a tym samym na dalsze istnienie start-upu Airgain. Pierwszy krytyczny moment nastąpił już na etapie 1, kiedy kluczowy klient i główny inicjator pomysłu na zmniejszenie anteny chciał zobaczyć wstępną koncepcję SA, która wskazywałaby na sposób jednoczesnego pogodzenia wymagań dotyczących wymiarów i wysokiej wydajności. Jednocześnie wyznaczył zespołowi niezwykle krótki termin na wskazanie tej koncepcji.

Inżynierowie Airgain nie mieli dobrego rozwiązania i dopiero zespół doradców, po zaprzęgnięciu do działania swojej metodyki, był w stanie szybko opracować i opisać kilka koncepcji, które łączyły ze sobą wymagania klienta. Drugi krytyczny moment miał miejsce na etapie 4: opracowane rozwiązanie było na tyle nowatorskie, że dotychczasowe sposoby testowania i weryfikacji anten nie pozwalały w pełni wychwycić i przedstawić pełnych możliwości inteligentnej anteny.

Uwagę zwrócił na to także klient Airgain, który wstępnie testował prototyp we własnym laboratorium, a otrzymane wyniki nie wykazały żadnej przewagi prototypowej anteny w porównaniu ze zwykłą anteną dipolową. Aby rozwiązać problem inżynierowie Airgain ponownie zwarli szyki z doradcami TRIZ i wspólnie wypracowali nową metodykę testowania w środowisku wielościeżkowym.

Rysunek 1. Proces tworzenia inteligentnej anteny MaxBeam75 od Arigain, z wykorzystaniem narzędzi TRIZ / Źródło: Opracowanie na podstawie rysunku 5 z artykułu Oleg Y. Abramov, “TRIZ-assisted Stage-Gate Process for Developing New Products.” Journal of Finance and Economics, vol. 2, no. 5 (2014): 178-184. doi: 10.12691/jfe-2-5-8

Doradcy pilnie opracowali założenia nowej metodyki bezprzewodowych testów terenowych systemów Wi-Fi, która została ostatecznie przyjęta przez Airgain i przekazana grupie zadaniowej. Później ta metodologia stała się ważną częścią technologii anten Airgain. Z wyjątkiem wspomnianych dwóch krytycznych momentów, pozostałe etapy procesu rozwoju przebiegały sprawnie i zaowocowały komercyjnym produktem NaxBeam75 SA, który został opatentowany i z powodzeniem skomercjalizowany. W styczniu 2007 roku antena ta zdobyła nagrodę przyznawaną przez Władze Stanowe Kalifornii jako najbardziej innowacyjny produkt 2006 roku w kategorii łączność.

Powyższy projekt jest wręcz wzorcowym przykładem możliwości, jakie daje systemowe podejście do innowacji. Doradcy, którzy zajmowali się tym przedsięwzięciem nie dokonali, z ich własnego punktu widzenia, żadnego spektakularnego wyczynu – po prostu metodycznie i konsekwentnie wykorzystywali kolejne narzędzia, które dawały im wyniki stanowiące wkład do kolejnych kroków i kroczyli tą ścieżką aż do komercyjnego sukcesu. Airgain to nie jedyny przykład firmy, która od fazy podstawowej idei przeszła do fazy ugruntowanej pozycji rynkowej. Spójrzmy na kolejne.
Powermers (www.powermers.com) to firma założona przez Sama Kagana (Dyrektor wykonawczy w GEN3 Partners), z siedzibą w stanie Ohio, która posiada dziś 5 patentów w USA, 46 patentów międzynarodowych i żadnych zobowiązań licencyjnych wobec stron zewnętrznych. Zespół rozwojowy składa się z 9 doktorów elektrochemii, 4 doktorantów z dziedziny elektrochemii i materiałoznawstwa oraz 5 inżynierów projektantów akumulatorów, których doświadczenie obejmuje prace nad ogniwami paliwowymi i projektowaniem akumulatorów w Centrum Badań Motoryzacyjnych GM i Ohio State University. Swoją pozycję rynkową osiągnęła w ciągu zaledwie 11 lat istnienia (założono ją w 2009 roku), dzięki konsekwentnemu systemowemu podejściu do tworzenia innowacji. Firma dysponuje dziś szeregiem technologii wypracowanych w ten właśnie sposób. Są to m.in. opatentowana nanoskalowa technologia polimerowa, zwiększająca wydajność istniejących systemów magazynowania energii (superkondensatory węglowe i kondensatory litowo-jonowe, akumulatory litowo-jonowe i litowo-powietrzne) oraz nowa generacja zaawansowanych systemów.

Kolejny przykład „TRIZowego start-upu” to Healbe (healbe.com), zajmująca się opracowywaniem nieinwazyjnych urządzeń do noszenia na nadgarstku, które w trybie ciągłym monitorują funkcje organizmu, na podstawie pomiaru impedancji, temperatury, fali tętna i spalanych kalorii. Start-up powstał w 2012 roku, a zaangażowani w jego tworzenie byli Artem Shipitsyn, George Mikaberidze, Stan Povolotsky, a także zespół wywodzący się z GEN3 Partners. Firma przeprowadziła udaną kampanię finansowania społecznościowego w 2014 roku, w ramach której zebrano ponad 1 milion dolarów, które to wykorzystano do wprowadzenia na rynek GoBe – inteligentniej opaski na nadgarstek, wykorzystującej opatentowaną technologię Healbe FLOW™ oraz inne innowacyjne funkcje, pozwalające monitorować więcej aspektów zdrowia i samopoczucia osób niż jakikolwiek inny nadający się do noszenia monitor aktywności. Niespotykane funkcjonalności osiągnięto najpierw analizując rynek pod kątem tych parametrów wartości, z które potencjalny odbiorca realnie będzie chciał zapłacić. Następnie konsekwentnie stosowano narzędzia systemowego tworzenia innowacji, co zaowocowało sukcesem rynkowym. Dziś Healbe oferuje już trzecią ewolucję swojego urządzenia i dalej pracuje nad jego rozwojem – główna siedziba znajduje się w Kalifornii, biuro wykonawcze w Moskwie, dział badawczo-rozwojowy w Sankt Petersburgu, a produkcja realizowana jest w Schenzhen w Chinach.

Oderwijmy się teraz na chwilę od amerykańskich start-upów i globalnych rynków i zastanówmy się czy systematycznie podejście do innowacji może sprawdzić się Polsce. Mimo iż dość dużo osób, firm i instytucji zajmuje się w naszym kraju promocją i wdrażaniem metodycznego podejścia w pracach badawczo-rozwojowych, to wciąż współczesna metodyka TRIZ nie jest jeszcze stosowana na szeroką skalę przez rodzimych przedsiębiorców. Są jednak wyjątki… i to wyjątki spektakularne.

❗➡ Allcomp to polska firma istniejąca na rynku od 30 lat. Produkuje maszyny do przemysłu tekstylnego, które sprzedaje w ponad 20 krajach w Europie i na świecie. W 2016 roku, prezes firmy – Andrzej Zając postanowił, nie tyle zaangażować doradców i zrealizować jeden (czy nawet kilka) projektów innowacyjnych, co nauczyć cały swój zespół rozwojowo-inżynierski nowego sposobu myślenia o innowacjach. Zainicjowano wówczas program wdrożenia metodyki systemowego tworzenia innowacji, w czasie którego niemal 30 pracowników firmy przeprowadziło pod opieką doradców i trenerów 10 innowacyjnych projektów.

❗➡ Podejście „nauka poprzez praktykę” było strzałem dziesiątkę, gdyż już w efekcie programu wdrożeniowego pracownikom firmy udało się opracować 15 rozwiązań innowacyjnych. Spójrzmy na przykład: jednym z problemów zgłaszanych przez odbiorców urządzeń było szybkie tępienie się ostrza w jednej z maszyn. Do tej pory inżynierowie walczyli z tym zjawiskiem, zajmując się samym procesem ostrzenia, w tym trwałością ostrzy i jakością ostrzałek. Natomiast dzięki systemowemu podejściu do innowacji oraz dzięki zastosowanym narzędziom, udało się dotrzeć do problemu źródłowego – odkryto, że tępienie się ostrza jest skutkiem jego zbyt wysokiej temperatury podczas pracy.

❗➡ Po przedefiniowaniu problemu i zastosowaniu algorytmicznego podejścia zespół zaproponował całą gamę rozwiązań. Jedno z nich zakładało pokrycie ostrza termoprzewodzącą warstwą. To ono zostało wybrane jako optymalne i sprawdzone prototypowo u jednego z klientów, który wcześniej zgłaszał największe problemy w użytkowaniu dotychczasowej technologii. Efektem testów było znaczne podniesienie jakości i kilkukrotne zwiększenie żywotności ostrza.

Wdrożenie metodyki systemowego tworzenia innowacji w Allcomp jest przykładem dojrzałej decyzji rozwojowej, inwestycji w pracowników oraz chęci wejścia na zupełnie nowy poziom w rozumieniu innowacji. Oczywiście nie każdy musi, wręcz nie każdy powinien, zaczynać od tak rozbudowanego programu.

Mogę przytoczyć dwa przykłady polskich start-upów, które wykorzystały metodykę TRIZ (a właściwie jej ewolucję, czyli Design for Patentability) do realizacji nieco mniejszych wyzwań. W pierwszym przypadku prace na rzecz łódzkiego start-upu rozpoczęły się od przeprowadzenia analiz otoczenia konkurencyjnego i patentowego, których celem było określenie możliwości objęcia ochroną patentową rozwiązania spółki.

W kolejnym kroku zaplanowano wykorzystanie odpowiednich narzędzi w celu opracowania koncepcji wprowadzenia modyfikacji do rozwiązania spółki, które to modyfikacje umożliwiłyby objęcie tego rozwiązania trudną do obejścia ochroną patentową. Z kolei w drugim przypadku potrzeba, jaką zasygnalizował start-up dotyczyła analizy posiadanego przez nią rozwiązania patentowego i określenia, czy ewentualna konkurencja mogłaby ów patent ominąć w sposób łatwy i niskokosztowy. W kolejnym kroku zaplanowano przygotowanie parasola patentowego, składającego się z szeregu zmodyfikowanych wersji systemu technicznego, tak by chroniły one właściwe rozwiązanie przed kopiowaniem przez konkurencję. Widać zatem, że o innowacjach w sposób systemowy mogą myśleć nie tylko liderzy. Są to narzędzia dostępne także adeptom sztuki biznesu.

Podsumowując cały cykl artykułów o tym „Jak w sposób systemowy tworzą innowacje liderzy?” należy przede wszystkim jeszcze raz podkreślić, że tworzyć i rozwijać innowacje w sposób uporządkowany i metodyczny mogą wszystkie firmy. Począwszy od największych korporacji, których produkty można kupić w nawet najbardziej odludnych zakątkach świata, aż po firmy działające lokalnie i te, które poza pomysłem mają tylko dobre chęci właścicieli.

Metodyka systemowego tworzenia innowacji w swoim wachlarzu narzędzi znajdzie takie, które przydadzą się każdej z tych firm. Aby dodatkowo podeprzeć swoje słowa przedstawię wykres, który pokazuje, wzorcowe etapy realizacji projektu innowacyjnego oraz podstawowe narzędzia, które można na tych etapach zastosować.

Rysunek 2. Mapa narzędzi do tworzenia innowacji

Jak widać proces Systemowego Tworzenia Innowacji w istocie jest systemowy. Rezultaty zastosowania jednych narzędzi stanowią wkład do kolejnych i tak do samego końca. Jednocześnie metodyka działania prowadzi zespół rozwojowy od jednego etapu do drugiego, jasno wskazując, co i kiedy powinno być zastosowane. Warto też zaznaczyć, że przedstawione tu fazy identyfikacji problemu, rozwiązania problemu i uzasadnienia koncepcji dotyczą w istocie tylko tego najbardziej kluczowego etapu, związanego z tworzeniem innowacji. Natomiast nie mniej kluczowe jest, by odpowiednio wcześnie i odpowiednio precyzyjnie zweryfikować co powinno być rozwijane oraz, na których cechach danego produktu lub procesu należy się skupić. Nie wszystko bowiem zasługuje na rozwijanie. Czasem najlepszym kierunkiem działania (i metodyka systemowego tworzenia innowacji także potrafi to wskazać) jest porzucenie dalszego rozwoju danego rozwiązania i niepoświęcanie kolejnych pieniędzy na ten produkt.

Rysunek 3. Przebieg działań w kompleksowym projekcie rozwojowym

Mam nadzieję, że historia rozwoju metodyki systemowego tworzenia innowacji oraz obraz jej współczesnego sposobu działania, które przedstawiłem w kolejnych trzech częściach niniejszego artykułu, pokazały, że jest to metodyka dostępna dziś dla każdego, kto tylko chciałby z niej skorzystać. Moim celem było pokazanie, że we współczesnym świecie nie można liczyć na łut szczęścia lub przebłysk geniuszu. Sukces osiąga się dziś mozolną i systematyczną pracą. Natomiast pracować trzeba mądrze. Zamiast szukać po omacku można podążać za algorytmem i w ten sposób wypracowywać zarówno stopniowe, jak i radykalne innowacje. Oczywiście szczęście było, jest i będzie potrzebne, natomiast warto temu szczęściu pomóc.