Metodyka TRIZ: Jak liderzy tworzą innowacje w sposób systemowy?

Teoria Genrikh Altshullera, jak większość teorii, jest wyidealizowana. Jej narzędzia i algorytmy wspaniale działają, jak to się mawia, „w teorii” właśnie. A co z praktyką? Czy poza salą szkoleniową, gdzie wiedza przepływa z jednej mądrej głowy do szeregu innych, aspirujących mądrych głów, można ją także zastosować „w praktyce”? I to najlepiej takim, by osiągnąć efekty co najmniej spełniające oczekiwania.

W tej części artykułu o tym „Jak w sposób systemowy tworzą innowacje liderzy?”, bazując na przykładzie rynku USA, postaram się udowodnić, że faktycznie TRIZ (jego współczesna wersja) sprawdza się doskonale w procesie tworzenia innowacji szczególnie wśród firm będących liderami na swoich rynkach.

Zanim jednak przejdę do dowodów powyższej tezy, przedstawię jeszcze trochę historii. Będzie to kontynuacja opowieści rozpoczętej w pierwszej części – jeśli ktoś nie czytał – zachęcam. Skończyliśmy na tym, że na początku lat 90. Valery Tsurikov wyjechał do USA i tam założył firmę Invention Machine Corporation. Celem jej działalności było kontynuacja prac nad oprogramowaniem wykorzystującym wyszukiwanie semantyczne. Równolegle jednak działała tam linia szkoleniowa (odpowiedzialny za nią był m.in. Sergei Ikovenko, zatrudniony jako trzeci realny pracownik Invention Machine) oraz linia konsultingowa, zajmująca się właśnie realnym wykorzystaniem narzędzi TRIZ oraz oprogramowania Invention Machine do wspierania przedsiębiorstw w procesie prowadzenia prac B+R oraz realizacji projektów innowacyjnych. W tamtym czasie oprogramowanie miało zaimplementowane trzy narzędzia TRIZ: matrycę sprzeczności, bazę efektów naukowych oraz standardowe zasady wynalazcze. Wystarczyło to jednak, by dostarczać klientom wartość dodaną.

Początek lat 90. nie był jednak najlepszym momentem na rozpoczęcie takiego przedsięwzięcia. Amerykańska gospodarka przejawiała znamiona recesji. Inwestorzy nie specjalnie byli skłonni do wykładania pieniędzy, a potencjalni korporacyjni klienci, nawet jeśli zainteresowani, mieli często związane ręce w zakresie ponoszenia dodatkowych kosztów. Przykładem może być General Motors, skąd Tsurikov otrzymał list, w którym GM przekonywał, że bardzo chciałby kupić oprogramowanie Invention Machine, ale Zarząd podjął decyzję o zamrożeniu środków finansowych na zakup oprogramowania co najmniej na rok.

Tsurikova i jego niewielki zespół przed bardzo prawdopodobnym bankructwem uratowały targi w Pitsburgu, gdzie udało im się przyciągnąć uwagę multidyscyplinarnej firmy inżynieryjnej AlliedSignal (dziś to część koncernu Honeywell). Podpisany wówczas niewielki kontrakt pozwolił przedłużyć życie Invention Machine. Kolejnym przełomem był rok 1994, kiedy udało się podpisać umowę z firmą Digital Equipment Corporation (DEC). Dostawa oprogramowania i 5-dniowy kurs szkoleniowy przyniósł Tsurikovowi około 20 tysięcy dolarów przychodów (co było imponującym wynikiem po dwóch latach niemal absolutnego braku pieniędzy). Dziś można powiedzieć, że kontrakt ten stanowił przeważenie szali. Od tamtej pory bowiem Invention Machine Corporation zaczęła rosnąć niemal wykładniczo. Zaczęli pojawiać się inwestorzy – pierwszym był amerykański inwestor pochodzący ze wsi Głębokie w obwodzie witebskim na Białorusi. Niedługo później wiceprezes jednego z największych kanadyjskich funduszy inwestycyjnych, który zainwestował 3 miliony dolarów. Z kolei Intel Capital zasilił firmę 5 milionami dolarów i zaprosił jej przedstawicieli na seminarium organizowane w Kongresie Stanów Zjednoczonych w Waszyngtonie.

W tamtym czasie gwałtownie zaczęła rosnąć także lista klientów – jednym z pierwszych był koncern Procter&Gamble, który podpisał kontrakt na realizację całego wachlarza usług innowacyjnych wartych łącznie 400 tysięcy dolarów. Skąd taka chęć współpracy kosmetycznego giganta z niepozornym start-upem rodem z dawnego ZSRR? Być może stąd, że już w czasie pierwszego zetknięcia z oprogramowaniem Invention Machine inżynierom Procter&Gamble udało się, po zaledwie kilku kliknięciach, znaleźć potencjalne rozwiązanie trapiącego ich problemu. System zasugerował użycie ultradźwięków w procesie zestalania płynnego mydła. Ostatecznie czas zagęszczania mydła skrócił się z 8 godzin do 3 minut na partię, co nawet dla najbardziej doświadczonych pracowników P&G było wynikiem zdumiewającym

Prace rozwojowe były realizowane także na rzecz firm takich jak: Xerox, Intel, NASA, Boeing, Sony czy Samsung. Sektor automotive potrzebował nieco więcej czasu, by przekonać się do proponowanych rozwiązań. Jednak po około siedmiu latach od powstania udało się podpisać kontrakty z firmami takimi jak Ferrari, Harley-Davidson czy BMW. Pracowano także dla japońskiej Hondy, gdzie w ramach prac twórczych opracowano nowy system chłodzenia wnętrza pojazdu bez dodatkowego zużycia energii, a jedynie za pomocą efektu termoakustycznego (przekształcano hałas silnika w spadek temperatury). Inżynierowie z Hondy opowiedzieli o tym efekcie swoim kolegom – inżynierom Boeinga. Niedługo później amerykański koncern lotniczy kupił całą serię oprogramowania Invention Machine. Także NASA wykorzystała oprogramowanie w swoim projekcie statku kosmicznego, który miał szukać sygnałów z kosmosu. Zespołowi R&D udało się pomóc także tak oryginalnym branżom, jak branża kosmetyczna – dla Chanel opracowano koncepcję oryginalnego opakowania dla nowej serii szminek.

W 1997 Invention Machine Corporation zatrudniało już łącznie około 200 osób. Przy czym ok. 100 to developerzy oprogramowania, pracujący na co dzień w Mińsku, a około 50 to pracujący w Sankt Petersburgu zespół specjalistów TRIZ, realizujący projekty badawczo-rozwojowe i innowacyjne. To właśnie ten ostatni zespół został w 1997 wydzielony (ze względu na bezpieczeństwo i optymalizację biznesu) do odrębnego podmiotu gospodarczego – tak powstała spółka Pragmatic Vision International.

Rok 1998 to kolejny sukces – czytelnicy Spaceport Magazine[1] uznali oprogramowanie Invention Machine za najbardziej innowacyjny produkt w Ameryce. Z kolei rok później magazyn Fortune nazwał Valeryego Tsurikova “Hero of US Manufacturing”.

Podsumowując, koniec dekady lat 90. to dla Invention Machine Corporation i Pragmatic Vision International pasmo sukcesów. Niemal każda firma technologiczna z ówczesnej listy Fortune 500[2] korzystała z ich usług. Z kolei po czterech rundach finansowania, w których uczestniczyły m.in. Citigroup, Dassault Systèmes, Intel Capital czy Motorola uzbierano łączną kwotę 35 milionów dolarów. Niedługo później nastąpiły jednak istotne zmiany – w 2001 roku firmę opuścił jej założyciel Valery Tsurikov. Sama Invention Machine Corp. skupiała się coraz bardziej na rozwijaniu konkretnej gałęzi software’u – wyszukiwanych semantycznych, natomiast ci członkowie zespołu, którzy byli bardziej związani z TRIZ przechodzili do linii doradztwa B+R, czyli do Pragmatic Vision International. Trafił tam także profesor Ikovenko, któremu już za chwilę oddam głos. Zanim to jednak nastąpi musimy zamknąć klamrą tę część historii i wspomnieć, w jaki sposób Pragmatic Vision International zamieniło się w Gen3 Partners.

Zespół Pragmatic Vision International w pierwszej dekadzie XXI wieku rozwijał się i działał bardzo prężnie. W USA pracowało łącznie ok 15 osób, które nadal były wspierane przez zespół najlepszych specjalistów TRIZ z Saknt Peresburga. Kryzys gospodarczy lat 90. skutecznie odciągnął uwagę potencjalnych inwestorów od firm software’owych, natomiast nieszablonowy zakres usług (doradztwo w obszarze B+R, wypracowania innowacji, rozwiązywanie problemów produkcyjnych), ale przede wszystkim bogaty i imponujący portfel klientów, przyciągnął inwestorów właśnie do Pragmatic Vision. Jednym z nich był James Sims (znany najbardziej ze stworzenia oraz sukcesu firmy Cambridge Technology Partners), a wspierali go Michael Treacy (profesor zarządzania w Sloan School of Management w Massachusetts Institute of Technology) oraz Arthur Toscanini (dyrektor finansowy w Cambridge Technology Partners).

Wymieniona trójka jeszcze pod koniec lat 90. założyła firmę Gen3 Partners[3]. W pierwotnym zamyśle miała to być firma softwareowa, ale podczas kryzysu koncepcja założycieli zmieniła się. Ostatecznie pieniądze przeznaczone na rozwój zostały wykorzystane do przejęcia Pragmatic Vision International. W ten sposób cały zespół i projekty trafił pod szyld Gen3 Partners.

Wyróżnikiem Gen3 Partners była multidyscyplinarność i zdolność do pracy z firmami niemal każdego sektora. Jej ówczesny Dyrektor wykonawczy Sam Kogan powiedział kiedyś: „Siłą Gen3 jest możliwość działania we wszystkich branżach – dosłownie pracujemy od chipsów ziemniaczanych po chipy elektroniczne[4]”. Wśród klientów Gen3 znalzały się m.in. Boston Scientific Corp., General Mills Inc., Chiquita Brands International Inc. czy Alcoa Inc. Firma działała na tyle sprawnie, że w 2005 roku uruchomiła fundusz venture o wartości 50 milionów dolarów, którego celem było rozwijanie spółek na wczesnym etapie rozwoju za granicą, zwłaszcza w Rosji i Izraelu.

Oczywiście z biegiem lat Gen3 Partners zmieniało się. Część zespołu odeszła, by tworzyć własne firmy i projekty. Powstały m.in. firmy takie jak Gen5 Group, Gen TRIZ czy choćby (założony przez Sergeia Ikovenko) DFP-Institute. Z kronikarskiego obowiązku nadmienię tylko, że także Invention Machine Corporation zmieniło w końcu właściciela. W 2012 roku zostało przejęte przez IHS Markit[5] za 40 milionów dolarów. Nie zmienia to jednak faktu, że projekty innowacyjne realizowane w tamtym czasie przez te zespoły do dziś dzień wzbudzają zainteresowanie i zdumienie (szczególnie tym, w jaki sposób można było wypracowywać niektóre, genialne wręcz, innowacje, szczególnie w branżach, z którymi specjaliści TRIZ nie mieli wcześniej styczności).

Zakończmy już zatem wątek historyczny, a przejdźmy do przykładów właśnie. Wykorzystując możliwość bezpośredniej rozmowy z profesorem Sergeiem Ikovenko zapytałem go o przykłady projektów, które pokazują najdobitniej w jaki sposób narzędzi TRIZ, wykorzystane w praktyce, przyczyniły się do stworzenia innowacji.

Oto kilka z nich:

1.➡ Kilkanaście lat temu firma General Electric borykała się z jednym ze swoich bardzo prostych produktów – włącznikiem. Był to produkt obecny na rynku od wielu lat, ale poziom jego złożoności powodował, że koszty jednostkowy produkcji był zbyt wysoki, szczególnie na tle produktów konkurencji.

Celem było zatem wprowadzenie takich zmian w przełączniku, które pozwolą obniżyć koszty produkcji. Zastosowano Trimming oraz zasadę przejścia w inny wymiar. W ten sposób udało się zaprojektować przełącznik, którego obudowa składa się z dwóch jednakowych elementów (efektywnie tłoczona jest tylko jedna część). Jeden z elementów obraca się o 180 i łączy z drugim tworząc szczelną obudowę dla elektroniki zamkniętej w środku. To działania pozwoliło zmniejszyć koszty jednostkowe nawet o 40%.

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

2. ➡ Kraft Heinz zrozumiał w pewnym momencie, że ich proces produkcji majonezu jest stosunkowo rozbudowany. Wszystko przez to, że ocet (który jest jednym z głównych składników) musi być dodawany do mieszaniny w odrębnym zbiorniku i dopiero po wymieszaniu wstępnym pozostałych składników (oliwa i żółtka jajek). Wszystko dlatego, że dodany zbyt wcześnie wchodził w reakcję z żółtkiem i zaburzał proces emulgacji. To oczywiście podnosiło koszty i spowalniało sam proces. Kraft Heinz potrzebował wsparcia w uproszczeniu procesu.

Zespół doradców, po szczegółowej analizie procesu, wpracował koncepcję, która zakłada wprowadzenie do zbiornika wszystkich składników w tym samym czasie. Aby jednak reakcja nie była zaburzana ocet przez pewien czas musiał być nieaktywny. Osiągnięto to… zamrażając go przed dodaniem i pozwalając mu odtajać już w mieszaninie. Na to rozwiązanie naprowadziło doradców narzędzie „Zasady Wynalazcze”, a konkretnie, zasada zmian -fizyko-chemicznych. W ten właśnie sposób, ta prosta koncepcja stała się przełomem w procesie produkcji.

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

3. ➡ Procter&Gamble był jednym z pionierów technologii domowego wybielania zębów. Jako pierwsi wprowadzali na rynek zestawy wybielające, które składały się z gumowej nakładki na zęby i małej lampy ultrafioletowej, która aktywowała żel zawierający nadtlenek wodoru (który działał wybielająco). Problem polegał jednak na tym, że stężenie nadtlenku wodoru w żelu nie mogło być zbyt wysokie, tak by nie niszczyć wrażliwych tkanek miękkich w ustach. Niskie stężenie z kolei powodowało konieczność używania światłą ultrafioletowego jako dodatkowego aktywatora oraz częste powtarzanie procesu, by osiągnąć zadowalający efekt. Podsumowując, mimo dużego zainteresowania konsumentów, produkt był zbyt skomplikowany i zniechęcał do użycia.

Koncern nie mógł sobie pozwolić na utratę takiego rynku, dlatego zaangażował zespół doradców TRIZ do prac na zmianą tej koncepcji. A zmiana była radykalna – koncepcję zaczerpnięto z popularyzujących się wówczas plastrów nikotynowych. Jeśli bowiem można precyzyjnie uwalniać nikotynę z plastra do skóry i głębiej do organizmy, to dlaczego nie można by uwalniać nadtlenku wodoru z plastra precyzyjnie na szkliwo zębów… tak powstały „WhiteStrips” – produkt, który zrewolucjonizował rynek i wyparł z niego wszelkie alternatywne rozwiązania. Nieoficjalne źródła wskazują, że tylko w pierwszym roku obecności na rynku produkt ten przyniósł P&G ponad 100 mln USD zysku.

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

4.➡ Inny problem miała firma Intel. Podczas produkcji procesorów (niezwykle precyzyjnej i sterylnej) na krzemowy podkład nakładana była warstwa fotorezystu, czyli światłoczułej emulsji. Istotą tego etapu procesu było odpowiednie rozwirowanie substancji, tak by utworzyła ona idealnie równą i gładką warstwę. Problem, który się pojawiał, to niechciane bąbelki powietrza, które potrafiły zaplątać się w lepkiej substancji podczas jej nakładania na wafel krzemowy. Taki bąbelek w czasie wirowania żłobił w fotorezyście rowek. Jak można się domyśleć, to oznaczało konieczność usunięcia warstwy i powtórzenia procesu.

Zaangażowany do prac zespół doradców uznał, że to nie możliwe, że nikt nigdy nie zmierzył się z podobnym problemem, że musi gdzieś istnieć rozwiązanie, które będzie mogło być zaadaptowane. Aby dotrzeć do takiego rozwiązania postanowiono szukać technologii nie tyle związanej z problemem bąbelka niszczącego warstwę substancji – sięgnięto głębiej, aż do przyczyn, które powodują wytrącanie się gazów w cieczach i to właśnie tam rozpoczęto poszukiwania. Rozwiązanie znaleziono w branży, do której producent procesorów zwróciłby się pewnie na samym końcu – u producentów win musujących. To tam właśnie kwestią życia i śmierci (dla butelki szampana) jest odpowiedni moment powstawania bąbelków. Kluczem okazał się zawór zapewniający laminarny przepływ cieczy. Po odpowiednich adaptacjach analogiczne rozwiązanie wdrożono w Intelu.

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

5.➡ Kolejny przykład to problem Hyundai Motor Group, który w pewnym momencie zrozumiał, że aby pozostawać konkurencyjny potrzebuje w swojej gamie silnia o zmiennym stopniu sprężania. Rozwiązanie jako takie znane dość dobrze, ale jednocześnie znakomicie chronione przez ówczesnego lidera – grupę Nissan.

Przedstawiciele Hyundai za cel postanowili sobie wypracowanie rozwiązania, które będzie czerpała najlepsze elementy od konkurencji, ale jednocześnie nie naruszy praw własności intelektualnej Nissana. Do pomocy zaangażowano zespół doradców, który zaczął od zamodelowania rozwiązania Nissana.

Fragment silnika odpowiedzialny za możliwość zmiany ciśnienia w cylindrze rozpisano do najmniejszego elementu, szczególnie skupiając się na tych fragmentach, które wskazano w patencie jako zastrzeżenia niezależne i zależne. Następnie, stosując m.in. trimming udało się tak uprościć rozwiązanie, że możliwe stało się jego opatentowanie przez Hyundai. W kolejnym kroku stworzono i opatentowano jeszcze dwie kolejne wersje tego rozwiązania – przy czym nie z myślą o tym by je wdrożyć do produkcji, ale po to by do produkcji nie mogła ich wdrożyć (wskutek istniejącej ochrony) konkurencja[6].

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

6.➡ Kolejny przykład także pochodzi z Korei Południowej. Firma Posco (koreański i światowy gigant w produkcji stali) zidentyfikował problem w czasie procesu oczyszczania surówki hutniczej. Aby produkt końcowy miał pożądane właściwości, do surówki dodaje się substancje powodujące wytrącanie się zanieczyszczeń. Samo wytrącenie jednak nie wystarczy. Należało jeszcze je usunąć z tygla. Wykorzystywano do tego strumień argonu pod ciśnieniem. Gaz rozkręcał zawartość tygla doprowadzając do osadzania się zanieczyszczeń na porowatych ściankach. Jednocześnie jednak wdmuchiwany argon i porowate ścianki skutecznie chłodziły materiał wewnątrz (co oczywiście było zjawiskiem niepożądanym). Aby temu zapobiec dodatkowo podgrzewano tygiel, co z kolei zwiększało koszty produkcji. W ramach prac nad problemem znaleziono patent nieistniejącej już firmy Mannesmann. Zakładał on stworzenie dodatkowej warstwowej osłony na tyglu oraz wykorzystanie pompy, która wysysając gaz spomiędzy warstw zapobiegała powstawaniu mostków termicznych i ucieczce ciepła (było to coś przypominającego w działaniu termos).

Posco rozważało kupno kluczowego patentu, natomiast w ostatecznym rozrachunku okazał się on zbyt drogi i postanowiono opracować własną wersję tego rozwiązania. Narzędzia metodyki TRIZ szybko wskazały na dodatkowy kompresor, który jest głośny, drogi i zawodny, jako ten element, który powinien być usunięty z systemu technicznego. Pozostało jednak kluczowe wyzwanie – jak zmusić powietrze do usunięcia się spomiędzy warstw osłaniających tygiel. Ponieważ jednym z elementów układu był system wstrzykiwania do tygla argonu pod ciśnieniem – co nadawało argonowi pęd, a zatem oznaczało, że jest tu energia możliwa do wykorzystania – zaczęto weryfikować bazę efektów naukowych w tym obszarze. Ta wskazała na zwężkę Venturiego – urządzenie wywołujące spadek ciśnienia statycznego w rurociągu (generowany przez płynący pod wysokim ciśnieniem argon). Miejscowy spadek ciśnienia był tym czego potrzebowali inżynierowie Posco. Połączono zwężkę Venturiego z systemem odprowadzania powietrza z osłony tygla, a resztę wykonała fizyka. Co więcej – zjawiska odsysania powietrza nie dało się opatentować, ale już specjalnie dopracowaną zwężkę Venturiego już tak.

Źródło: Materiały szkoleniowe Sergeia Ikovenko / Gen3 Partners

Zespół profesora Ikovenki przyczynił się jeszcze do powstania szeregu innych innowacji. Opracowano między innymi wycieraczkę samochodową, która, cofając się, nie ściąga z powrotem wody na szybę czy sposób produkcji pieluch dziecięcych, w którym do dziurawienia warstw chłonnych nie używa się igieł, ale strumieni cząstek (rozwiązanie wprost z sektora kosmicznego). Hondę wsparto w opracowaniu zbiornika paliwa zintegrowanego z ramą skutera, a dla Chiquita Brands International (to ta popularna firma produkująca banany) wypracowano innowacyjny sposób przechowywania owoców, tak by dojrzewały one dokładnie wówczas, gdy trafiają one na sklepowe półki.

Jak widać metodyka TRIZ to nie tylko zbiór teoretycznych spostrzeżeń, wyidealizowanych narzędzi, których nie sposób wykorzystać w realnym świecie. TRIZ to realne rozwiązania i innowacje, które potrafiły wstrząsnąć niejednym rynkiem.

Na koniec chciałbym wyprzedzić jedno pytanie, które się być może nasuwa, po lekturze powyższych przykładów – czy ta metodyka nadaje się wyłącznie dla największych światowych firm i koncernów? Teraz odpowiem krótko, że nie. Jak najbardziej mogą wykorzystywać ją firmy małe (rodzinne), średnie czy nawet duże, ale działające w skali pojedynczego kraju. Co więcej, nawet klasyczne startupy znajdą wśród narzędzi kilka takich, które pomogą im w rozwoju. Na dowód tej tezy zapraszam do części trzeciej.