檀润华 ，张俊磊 ，张路路 ，邵 朋 ，王凡凡
（1.河北工业大学机械工程学院，天津 300401；
2.河北工业大学经济管理学院，天津 300401；
3.国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心，天津 300401）
制造业在国民经济中占有重要地位，受到世界经济强国的高度重视。为保证新产品的开发质量，技术管理领域构建了阶段—门模型（State-Gate process）用于新产品开发的过程管理［1-2］。该类模型以产品开发生命周期为基础，将企业的新产品开发过程分为多个不同且相互之间紧密联系的开发阶段，在每个开发阶段结束时设置评估“门”，用来评估该阶段的输出，并决定下一步的开发方向。该类模型的应用使产品开发各阶段得到了管理和控制，减少了反复迭代，提高了产品开发质量，成为制造业中主要的过程管理模型［3］。为保证制造业产品设计质量，学者们在设计领域构建了设计理论与方法［4］，以开发适应不同需求的产品设计过程模型，如Pahl等［5］构建了一种规定型设计过程模型。阶段—门模型与设计过程模型的应用支持了制造业的发展。
近年来，经济全球化与逆全球化使得制造业竞争日益加剧，市场环境愈发多变，消费者越来越多地参与到产品开发环节中，新技术的不断涌现加快了技术的更新换代。这些变化使制造业产品生命周期不断缩短，产品开发过程充满了不确定性，商业化结果变得更加模糊且难以预测［6-7］。传统的阶段—门模型已不能应对这类快速多变的产品开发情境，制造业产品开发模式需要朝着适应化、融合管理与设计过程优势的方向发展。
软件业与制造业所面对的环境变化类似，也需要改变传统的瀑布式开发流程。自2001年“敏捷软件开发宣言”诞生以来［8］，以软件项目管理中“轻但够用”的开发原则，以及以人为本和以沟通为中心的原则，面向需求与环境易变的敏捷软件开发方法已经形成并被广泛应用，且与计划驱动软件开发这一传统方法形成互补的两类软件开发模式［9］。由于制造业很多产品含有嵌入式软件，一些企业对该类软件的开发也采用敏捷软件开发方法，以更好地应对市场与技术的变化［6］。敏捷软件开发方法的应用促进了制造业产品中物理部件的敏捷开发，也推动了制造业产品敏捷开发过程的发展。然而制造业的产品与软件产品不同，前者是以物理零部件为主组成的产品，后者是数字产品或虚拟产品，软件领域所构建的各类敏捷开发模式并不适用于制造领域。因此，尽管制造业引入敏捷开发的概念已有多年，但到目前为止仍未建立一类被企业广泛接受的敏捷开发过程模型。由于企业的强烈需求，构建面向制造业敏捷新产品开发与过程管理具体实施模式的相关问题研究已成为制造领域关注的热点之一［10-11］。
发明过程解决理论（C-TRIZ）已完成了理论构建［12-13］，其核心是定义了发明过程、敏捷发明过程，完成了敏捷发明过程的分类与模型构建。过去十几年，国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心（简称“国家中心”）向全国各地企业推广发明问题解决理论（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，TRIZ）［14-15］，培养了一批创新工程师，同时完成了大量的TRIZ创新项目。该过程奠定了C-TRIZ的实践知识基础。
本文以C-TRIZ理论为基础，通过扩展CTRIZ中敏捷发明过程的概念与模型，为制造业构建一类新敏捷产品开发结构化过程模型。为此，研究首先回顾了软件敏捷开发的历程及其对制造业敏捷开发过程的影响，论述了C-TRIZ下的敏捷发明过程；
然后通过对T-型敏捷新产品开发系统、新产品开发初始机遇识别及新产品开发过程等关键问题的研究，构建了制造业T-型敏捷新产品开发及过程管理模型。本研究不仅为制造业新产品敏捷开发理论与实践的完善探索了一类新模式，也为C-TRIZ/TRIZ在更多企业的实践应用奠定了基础。
1.1 软件业中的敏捷开发
2001年2月，17位软件开发专家聚集在美国犹他州的雪鸟城，共同概括出了提升软件开发团队工作效率、响应变化能力的一些价值观和原则，并签署了“敏捷软件开发宣言”［8］。该宣言提出了软件开发的12个原则。例如，原则1为最高优先级，即通过尽早和经常交付有价值的软件来使客户满意；
原则2是不断地交付软件，以每两周或每两个月为周期，且推荐使用较短的周期。敏捷软件开发代表了21世纪互联网时代软件开发方法的一种先进理念和价值观。相比传统开发，敏捷开发更强调快速灵活反应、迎接和适应变化，更紧密的客户与开发商协作和以人为本的企业可持续发展策略等［16］。基于敏捷的思想与原则，软件开发领域诞生了Scrum、极限编程（XP）、水晶（Crystal）等敏捷开发方法［17］。其中，Scrum是最有影响力的一种方法。
Scrum是橄榄球运动的一个专业术语，表示“争球”的动作。在橄榄球比赛的每次冲刺前，都会有一个计划好的过程，但冲刺开始后则由队员在原计划的基础上随机应变。在软件开发中，Scrum是一种敏捷化开发过程，包括3个部分：产品目标（Product Backlog）、优先目标（Sprint Backlog）、可交付的产品增量（Increment）或燃尽图（Burn Down Chart），基本过程如图 1 所示［18］。Scrum的敏捷化思想首先将待开发的产品目标进行分解，确定优先开发的目标；
然后将优先目标再次分解成多个子任务，又称冲刺任务——Sprint，把子任务的完成时间限制在2～4周，并在每一天结束时通过会议讨论任务的完成情况，将更新的软件提交给用户，接受用户的信息反馈并及时更新任务清单，拟定下一阶段的开发任务；
如此循环直至完成最终的软件开发任务［19］。Scrum的关键在于保持与用户的紧密联系，更新用户需求，不断进行开发迭代。
图1 软件业中的敏捷开发过程模型
敏捷开发思想是一种战略观。其核心是企业可以最大限度地调动资源，即时响应市场需求变化，是兼具领先性创新速度与保持产品差异化品质的一种创新策略。敏捷开发思想不仅已被用于软件开发，也已被用于其他类型的项目开发与管理［20-22］。例如，随着商业航天的兴起，传统航天项目的瀑布—评审式管理方法不能完全满足快速多变的市场需求，敏捷项目开发的运载火箭管理模式已成为一种新选择［22］；
制造业新产品开发也已引入敏捷开发思想，并被一些企业应用［23］。
1.2 制造业中的敏捷开发过程管理
产品开发过程是指企业用来构思、设计和商业化一种产品的多个步骤或活动的序列。制造业广泛应用阶段—门模型管理新产品开发过程。其中，Cooper在2002年提出的6阶段—门模型是一种基础且典型的模型［24］。该模型以产品开发生命周期为基础，将企业的新产品开发分为6个阶段，包括发现机遇、确定范围、进行商业论证、产品开发、测试与验证以及商业化，又被称作结构化创新过程［25-26］。
自阶段—门模型被提出以来，制造业产品开发所面临的环境已经发生了巨大变化，这些变化对产品开发结果和商业化的影响日益增加，并迫使制造业企业意识到灵活、快速、敏捷的产品开发过程是必要的［27］。而线性化的阶段—门模型在定义产品开发过程管理时，并没有考虑到今天这种变化给企业创新活动带来的重要影响。Vetter［28］指出，制造业企业正面临产品开发模式的重要转型，实现从创意到商业化（Idea-to-Market）的敏捷化发展，以提高企业创新效率、节约成本，并实现快速的商业化。因此，企业必须从单纯的线性化、序列化的阶段—门开发过程转变到考虑创意开发与环境变化的双视角维度，保证从创意到商业化的成功开发均采取敏捷方法［23］。
2013—2015年，一些制造业企业，尤其是在产品开发中应用嵌入式软件的制造业企业，尝试将软件业的敏捷开发操作添加到硬件开发中［29］。Sommer等［23］提出在原有阶段—门模型基础上添加敏捷化的操作，构建敏捷—阶段—门（Agile-Stage-Gate）混合新产品开发过程，提供一类比原有阶段—门模型更灵活的问题解决模型，提高制造业新产品开发的灵活性。混合模型的构建通常是直接在现有的阶段—门模型的部分或所有阶段中嵌入敏捷操作，如图2所示［29］。其基本思想是在产品开发的战略层面采用阶段—门模型，而在执行层面采取敏捷方法［23］。
图2 敏捷—阶段—门创新过程
Sommer通过对7家技术密集型公司的案例研究发现，混合型产品开发模式能够根据不断变化的客户需求做出快速且适应性的调整，更好地集成客户需求，通过团队的有效沟通，提高企业产品开发能力，这优于原有的阶段—门产品开发过程［23］。Cooper研究了6家世界著名制造业企业（张伯伦、丹佛斯、约翰迪尔、霍尼韦尔、乐高、利乐）采用敏捷—阶段—门混合模型的成效，结果表明混合产品开发模型在提升产品开发效率和缩短产品上市时间方面效果显著，对产品开发有积极的影响［6］。
制造业对敏捷—阶段—门混合模型的初步探索性应用显示出许多优点，然而在实施过程中也面临许多挑战［29］。其中，最为关键的挑战为以下4类。
①制造业物理产品不能被无限制拆分。软件几乎可以被无限分解成多个小的子项目——编写几行代码、生成若干界面，每个界面都可以在一个Sprint中完成。而制造业物理产品不能被无限制地拆分为许多子项目，且拆分后的子项目很难像软件开发一样能在2周内完成一个冲刺。
②制造业物理产品完成开发后才能展示。在敏捷软件开发过程中，每个Sprint完成后就可以向利益相关者（管理层和客户）展示。而物理产品的演示通常需要将所有子系统集成后，才能最终呈现出一个可供展示的产品。项目开发需要等待，如等待实验结果、等待零部件供应商供货、等待客户试用结果等。
③改变物理产品某一子系统比改变软件的代码要困难得多。这种改变对开发团队而言是一种挑战，特别是当项目接近完成时再改变将会更加困难。
④物理产品通常不能在线展示或试用，而软件可以。因此，Cooper等指出，不能简单直接地将来自软件开发领域的Scrum结构移植到制造业物理产品或实体产品的开发中，需要借助Scrum中的敏捷思想重新定义并构建适合制造业物理产品开发过程的敏捷产品开发模型，以便快速响应制造业敏捷产品开发的需求［30-32］。因此，制造业敏捷产品开发过程研究已成为一个具有前瞻性与挑战性的课题。
1.3 C-TRIZ下的敏捷发明过程
过去几年，国家中心根据我国政府推动的以TRIZ为代表的创新方法与企业的需求现状，构建了批量“创新工程师—发明”模式［12，33］，如图 3所示，并应用该模式完成了面向企业的TRIZ实践应用。该模式与我国政府创新方法工作的结果导向方式和惠及众多企业的要求相吻合，即在培养创新工程师的同时产出新技术、新工艺、新产品［34］。
图3 批量“创新工程师—发明”模式
批量“创新工程师—发明”模式由7阶段学习应用过程及与之相对应的管理过程组成。这7个阶段分别为：遴选企业、遴选工程师、基础课程学习、TRIZ项目选题、提高课程学习、TRIZ项目开发、答辩等。该模式成功的要点在于第4与第6阶段的设置。在第4阶段，参训工程师发现研发或生产中的发明问题与产生该问题的关键阶段，完成个人TRIZ项目立项；
在第6阶段，工程师完成TRIZ项目的开发，即解决发明问题并得到领域问题的解，将该解反馈到关键阶段并应用领域的方法进行完善，最后产生领域解或领域发明。该过程的管理由6道门组成，其中，门1、3、5、6为评估门，门2、4为考试门。评估工作由培训师和所在团队技术负责人共同参与，考试门由培训师负责。第6阶段的成果要经过阶段7的答辩与门6的评估，评估通过的成果形成领域发明或新技术，其是TRIZ项目的输出。如果企业投入资源，将领域发明作为输入，继续关键阶段的后续开发过程，最终将产生新工艺或新产品，实现企业创新的目标。企业逐渐发现TRIZ项目输出的领域发明是企业的创新机遇，有必要尽快将TRIZ引入并固化到企业新产品开发过程之中。
2010年8月至2011年3月，广东省科技厅组织开展了面向区域内企业的TRIZ实践应用。来自比亚迪、广汽、广州无线电集团、大洋电机等制造业企业的52名工程师通过了答辩，即完成了课程学习、TRIZ项目开发与项目答辩。参加答辩的工程师应用所学TRIZ，发现并选择了企业中的52个难题，通过TRIZ解决了这些难题，形成了多项发明。经过企业评估及后续开发，大部分发明已经形成新技术、新工艺与新产品，并为企业带来了经济效益。这些TRIZ项目选题的阶段分布为：模糊前端阶段4个、概念设计阶段10个、技术设计阶段15个、详细设计阶段5个、制造阶段18个［12］。后续实践应用案例的TRIZ项目分布均与之相似。
上述案例说明，企业创新活动起点可以设在已有产品开发过程中的任何一个阶段。即从任何一个关键阶段开始的TRIZ项目，虽然只解决了产品处在特定开发阶段的若干个发明问题，但其结果能够引致后续的开发过程，从而形成新技术、新工艺或新产品。TRIZ项目快速解决领域发明问题并反馈到关键阶段的思想与软件开发中的敏捷开发思想基本相同，可以通过归纳总结形成制造业敏捷开发的一种新思路。C-TRIZ已构建了一个通用TRIZ项目开发过程模型，即敏捷发明过程模型［12-13］，具体如图4所示。
图4 C-TRIZ下的敏捷发明过程模型
敏捷发明过程的输入是由企业内部与外部变化引发的初始创新机遇或初始机遇，输出的是经过评估之后的领域解或领域发明，是该过程产生的新技术。该过程可分为初始机遇识别或机遇识别、领域问题发现与解决、领域问题的解的转换等3个子阶段。初始机遇识别是确认变化产生的新需求与所关联的传统新产品开发关键阶段。领域问题发现与解决是发现发明问题，或设置目标并发现其中的发明问题，并应用TRIZ解决发明问题，形成领域问题的解。第3个子阶段是将领域问题的解反馈到关键阶段，应用领域方法进行整合与完善并经评估得到领域发明。领域解或领域发明是TRIZ项目或敏捷发明过程所产生的新技术，经过传统新产品开发过程中的后续阶段继续开发，使之转变为新工艺或新产品，并经过市场运作转化成企业效益，实现技术或产品创新。
C-TRIZ将敏捷发明过程分为3大类与11小类，其结构如图5所示［13］。3大类包括核心发明过程、基本发明过程、辅助发明过程。其中，核心发明过程包括问题导向发明过程、目标导向发明过程、过程再造发明过程等3类；
基本发明过程包括类比发明过程、冲突解决发明过程、效应综合发明过程、物质—场变换发明过程、技术预测发明过程等5类；
辅助发明过程包括裁剪再造发明过程、集成驱动发明过程、专利规避发明过程等3类。
图5 发明过程分类及相互关系［13］
开展TRIZ项目的工程师通过初始机遇识别完成TRIZ项目立项，之后在第6阶段应用所学TRIZ知识解决难题，完成TRIZ项目所规定的内容，通过专利申请等形式形成领域发明，并将其作为敏捷发明过程的输出。实践证明，确定并完成TRIZ项目对于发明问题的解决起着重要作用，但如何将以TRIZ项目或敏捷发明过程为标志的创新活动固化于企业已有的传统新产品开发过程之中，形成制造业敏捷新产品开发过程，加快新产品开发的速度并保证质量，这是TRIZ在企业技术创新过程中亟待解决的问题。
2.1 T-型敏捷新产品开发系统构建
制造业传统新产品开发过程包括模糊前端、产品开发、商业化等3个阶段。其中，模糊前端的输出以设计需求规格说明的文件形式表示，该文件是后续开发过程的驱动计划；
产品开发由设计阶段（包括概念设计、技术设计、详细设计）与制造阶段构成［35］。因此，传统新产品开发过程是计划驱动的过程，适合于从无到有的项目开发。而TRIZ项目是一个敏捷发明过程，是针对已有产品的改进，如有用功能加强、有害功能消除、原理替代、子系统替代、功能集成与替代、冲突解决等。这些改进的共性是解决发明问题，且该类问题应用领域方法很难解决或需要很长时间才能解决，而TRIZ为快速且高水平地解决该类问题提供了多种工具。但如何将TRIZ固化到制造业新产品开发过程之中一直未能被很好解决。
在面向企业推广TRIZ的过程中，工程师选择的TRIZ项目分布于传统产品开发过程的任何一个阶段。将图4扩展到企业传统新产品开发过程之中，可以构成一类新型敏捷开发过程模型，如图6所示，可称之为T-型敏捷新产品开发系统。TRIZ项目是机遇驱动的敏捷发明过程。一个敏捷发明过程仅在传统新产品开发的某个关键阶段起作用，对不同的关键阶段应采用不同的敏捷发明过程。因此，每个TRIZ项目均在T-型敏捷新产品开发系统中处于纵向位置。传统新产品开发过程是计划驱动的过程，在T-型敏捷新产品开发系统中处于横向位置。计划驱动的横向开发过程与机遇驱动的纵向敏捷发明过程融合形成了一类新的制造业敏捷新产品开发系统。
图6包括多个TRIZ项目，每个项目都是由发现发明问题、解决发明问题及形成发明的敏捷发明过程组成。在图6中，问题C、E、D、M及发明c、e、d、m分别是概念设计、技术设计、详细设计及制造阶段的发明问题与发明。创新由某一阶段的发明与该阶段之后的传统开发过程完成，如问题E出现在技术设计阶段，该问题的解为发明e，获得发明e之后要通过后续的详细设计与制造阶段形成产品，再经商业化完成创新全过程。
从管理的视角看，传统新产品开发的关键阶段为概念设计、技术设计、详细设计与制造，其对应敏捷发明过程的输出，后者需要评估。在图6中，门-C、门-E、门-D、门-M分别用于概念设计、技术设计、详细设计与制造阶段敏捷发明过程输出的评估。评估通过的领域发明按后续过程继续开发。
图6中的模糊前端是传统新产品开发过程的第1个阶段，是从无到有产生创意的阶段，之后用产品设计需求规格说明来表征创意，该说明规定后续的开发内容并形成计划驱动的内容。而TRIZ项目F是敏捷发明过程，主要是以已有创意为基础，根据变化确定改进的创意f。之后在已有产品设计需求规格说明的基础上提出改进的设计需求规格说明，再进入后续的传统开发过程。
图6 T-型敏捷新产品开发系统
某个TRIZ项目产生的领域发明由后续传统新产品开发继续进行，后续过程如果遇到发明问题仍须启动另一个TRIZ项目来解决。因此，T-型敏捷新产品开发过程是传统新产品开发过程与敏捷发明过程交替应用的过程，前者过程固定，后者过程流动并需要根据问题的类型进行选择，不同的TRIZ项目应与相应的发明过程相适应。T-型敏捷新产品开发过程能够充分发挥TRIZ解决发明问题的特色优势，为制造业新产品开发提供了一类敏捷开发模型。
2.2 T-型敏捷新产品开发的初始机遇识别
TRIZ项目起始于初始机遇识别。机遇既可能是产生经济价值或效益的可识别路径或方法，也可能是未能被利用且能产生经济效益的一种意图。初始机遇随企业外部或内部变化而产生［36］。外部变化包括技术的变化、产业或市场结构的变化、人口结构的变化、法律法规的变化，以及其他影响商业模式的变化等；
内部变化包括未达到工作的预期目标、未预测到的失败、设计过程或工艺过程的瑕疵、用于反馈的产品问题、企业内部不协调的现象等。
初始机遇识别是TRIZ项目立项的第一步。其关键是将各种变化事件、因素等与待开发或改进的产品相关联，形成对产品进一步发展有意义的意图。C-TRIZ给出了初始机遇识别的4步法，其属于一种简化的主动搜索方法，有待进一步改善以形成结构化方法［12］。目前已有很多关于初始机遇识别的研究，如 Robert［37］归纳出的 3 种方法：主动搜索，警觉等待，已积累的关于市场、工业与客户知识的应用。其中，主动搜索是指通过主动搜索获得企业内部与外部变化的信息，发现及确认创新的机遇；
警觉等待是指只要变化导致创新机遇出现，就能及时且敏锐地识别机遇；
已积累的关于市场、工业、客户知识的应用则通过支持主动搜索或警觉等待方法来识别或构建初始机遇。
初始机遇识别是一个认知过程。工程师首先发现内部与外部变化，之后借助自身多年实践的知识积累与学习TRIZ所构建的认知框架，确认由所有相关信息形成的有意义模式与意图，该类模式或意图就是初始机遇。工程师认知框架内已构建的原型（Prototype）、案例（Example）等不同的模型，是产生有意义意图的基础。图7是将变化、搜索方法、认知框架等组合形成的初始机遇识别过程模型。借助于机遇识别过程，工程师可以启动TRIZ项目。机遇的表征形式是图7所示的7种新意图，每种可行的意图均可启动一个TRIZ项目，并驱动敏捷产品开发过程的实施。
图7所示模型的关键是工程师如何运用原型与案例两种模型，关联内部与外部不相关事件、变化因素等，辨别或构造出有意义的模式并形成初始机遇。初始机遇可以是一种新的或改进产品的意图、一种新的服务意图、一种新的工艺改进意图、一种新的销售模式意图、一种改进服务的意图、新的组合意图以及上述所有意图的整合等。这些初始机遇具有潜在经济价值、新奇性以及可识别的目的等。
图7中的认知框架包括原型与案例两种模型［37］。其中，原型是一组特定属性的集合，可看作一组具有相似性的成员、事物、客体所拥有的基本特征［38］。工程师学习了TRIZ中的冲突发现与解决等方法，而C-TRIZ中11类发明过程的任一种均可成为机遇产生的原型。工程师经过多年研发工作与不断学习所积累的技术、工艺与产品创新案例，以及TRIZ与C-TRIZ中的发明与创新案例等，都可以成为产生机遇的案例。当工程师对外部与内部的变化进行搜索时，如果某个或某些事件与已有原型或案例匹配成功，工程师对所掌握的信息进行整合，可以形成有意义的意图，即产生了初始机遇。
图7 初始机遇识别过程模型
图7中的初始机遇识别还包括对TRIZ项目实施关键阶段的识别。关键阶段可能是目前企业新产品开发过程正在进行的一个阶段，也可能是已投放市场的产品开发过程所经过的一个阶段。制造业新产品开发中的概念设计、技术设计、详细设计、工艺设计等均是可选关键阶段。关键阶段不一定是传统意义上的模糊前端，这成为TRIZ项目区别于传统计划驱动项目的特征。TRIZ项目的目标一般是仅改变产品的一部分，或改变已有的生产工艺，并不是一个从零开始启动的按照设计需求规格说明、有计划且按过程管理进行的计划驱动型项目。
2.3 T-型敏捷新产品开发过程
通过机遇识别确定初始机遇后，实现某一特定机遇需要确定发明过程选择策略，即根据实现该机遇所必须解决的问题的不同性质，选择不同的敏捷发明过程。机遇识别、敏捷发明过程策略选择、发明过程实施作为一个整体，构成一个TRIZ项目，即一个敏捷发明过程。将横向的新产品开发过程与纵向的敏捷发明过程进行耦合，可构建如图8所示的T-型敏捷新产品开发过程模型。该模型中的敏捷发明过程已与传统新产品开发过程耦合，可根据需要选择敏捷发明过程来完成已有产品部分原理、结构、参数或加工工艺过程的创新，之后由传统新产品开发过程完成后续的创新活动，最终形成新工艺或新产品。该模型作为C-TRIZ的进一步发展，为将TRIZ固化到企业新产品开发过程提供了一种新的实施模型。
图8 T-型敏捷新产品开发过程模型
图8中的策略选择是该模型的重要一步。策略选择是根据初始机遇选择敏捷发明过程11类中的1类，从而构成一个TRIZ项目。实践表明，敏捷发明问题的策略选择取决于初始机遇所蕴含问题的类型。佐藤允一根据来源将问题划分为3类［39］，即发生型、探索型与假设型。其中，发生型问题是指已经发生或能够预先确定必然发生的问题，解决该类问题的关键在于确定产生问题的根本原因；
探索型问题是指虽然目前未发生，但若提高目标值或水平则会发生的问题；
假设型问题是指目前未发生的问题，它是由于设定了至今未有的、全新的目标而出现的问题。根据问题的3种类型提出如下的敏捷发明问题选择策略。
策略1：根除驱动型。如果初始机遇蕴含了发生型问题，必须根除，则应选择基本发明过程或问题导向发明过程。这些发明过程的关键就是找到问题产生的根本原因，从分析根本原因入手，消除问题发生的条件，以使问题得以解决。图5中的基本发明过程或问题导向发明过程均可选择。工程师可依据自身对TRIZ与C-TRIZ的理解，选择其中的一类或几类并分别加以应用。
策略2：渴望驱动型。如果初始机遇蕴含了探索型或假设型问题，应选择目标导向发明过程。通过探索提出改善状态或意图，然后形成问题，之后予以解决。图5中的目标导向发明过程包括颠覆性发明过程与突破性发明过程。
策略3：方法驱动型。如果初始机遇蕴含的问题不清，也不能通过预先设计产生问题，则可以采用图5中的辅助发明过程。
图8所示模型是将图5—7与发明过程选择策略结合构建而成的。图8中，企业新产品开发过程是计划驱动的传统新产品开发过程；
而敏捷发明过程或TRIZ项目是由初始机遇驱动、产出领域发明的过程。两个过程在企业创新关键阶段进行融合，形成一体化的T-型敏捷新产品开发过程模型。
图8所示模型由以下6步完成。
步骤1：初始创新机遇识别。输入是企业内部与外部变化，输出是图7所示初始机遇中的1条或几条，还包括企业创新关键阶段的确定。其过程如图7所示。
步骤2：发明过程策略选择。判断初始机遇所蕴含的问题类型，对于发生型问题、探索型或假设型问题、不能确定型问题等3种类型，分别选择问题导向发明过程、目标导向发明过程、辅助发明过程。
步骤3：发明过程选择。根据3种策略的选择与特定的初始机遇，在11类发明过程中选择发明过程。策略1的实现是选择问题导向发明过程，或在基本发明过程中选择；
策略2的实现是选择目标导向或过程再造发明过程；
策略3的实现是在辅助发明过程中选择。工程师可根据自身对初始机遇的理解与待开发产品的现状选择具体发明过程。
步骤4：确定领域问题的解。应用选定的发明过程模型进一步确认问题与解决问题，得到领域问题的解。然后判断该解是否满足项目的基本要求，或经过完善后是否可以满足要求。如果满足，则反馈到关键阶段；
如果不满足，选择另外两条路径进行反馈，以便重新选择发明过程或重新识别初始机遇。
步骤5：确定领域发明。将领域问题的解反馈到关键阶段，应用领域知识进一步完善，并进行评估以得到领域解，该解是TRIZ项目的输出。图8中的T-门为TRIZ项目的输出设置，在多个方案中通过评估选出较好者作为领域发明。
步骤6：后续开发。将领域发明作为输入，企业投入资源继续关键阶段后续的开发过程，产生新工艺或新产品，实现创新目标。
Cooper的基础阶段—门模型包括6个阶段与5道门［24，40］。其中，6个阶段分别为各阶段的开发工作，每个阶段开发结束，由该阶段对应的门进行评估，评估通过者进入下一个阶段，评估未通过则项目终止或返回。该模型特别适合计划驱动项目的过程管理。当产品开发过程各阶段所涉及的外部环境相对稳定，设计标准及使用的技术趋向于成熟时，该类模型即表现出产品开发过程的高稳定性和高效率。但面对今天快速变化的环境，制造业的产品生命周期不断缩短，产品开发过程充满了不确定性，新产品的敏捷开发及其过程管理显得十分重要。
图6与图8分别构建了T-型敏捷新产品开发系统及其新产品开发过程模型。但模型均是为了方便工程师快速且高质量地解决产品开发过程中的发明问题，实现新产品开发而构建的，缺乏对T-型敏捷新产品开发过程的管理。工程师利用TRIZ与C-TRIZ这类系统化发明问题解决工具时，仍然停留在操作层面，并没有很好地将其融合到企业已有的传统新产品开发过程中。解决发明问题的操作行为与企业传统的新产品开发过程仍然是两个独立的创新行为过程。其结果是TRIZ项目周期结束，工程师返回技术岗位仍然延续之前的产品开发流程，敏捷新产品开发的目的并没有实现。因此，TRIZ项目周期结束后，如何将TRIZ与C-TRIZ所构建的发明问题解决从根本上融入制造业企业已有的新产品开发过程，使其成为该类企业新产品开发不可或缺的一部分，这是T-型敏捷新产品开发系统得以实施的关键。
图6所示的开发系统与已有的基础阶段—门模型对比，将阶段—门模型中各阶段的内容置换成T-型敏捷新产品开发过程的相应阶段，而阶段—门模型中各门的位置不变，形成如图9所示的制造业T-型敏捷新产品开发管理系统模型。
图9中的传统新产品开发过程是以制造业新产品开发过程为基础，增加了商业论证、测试与验证2个阶段，处于模型的横向位置。该过程由模糊前端输出制定的设计需求规格说明驱动，是一个计划驱动的开发过程。敏捷发明过程由多个TRIZ项目组成，每个TRIZ项目均处于纵向位置，每个TRIZ项目快速解决各阶段面临的一个或多个发明问题。处于横向的计划驱动与处于纵向的机遇驱动构成T-型敏捷新产品开发过程。
完成面向企业的TRIZ实践应用之后，企业继续发挥TRIZ项目的优势，将TRIZ引入企业新产品开发过程。工程师能够运用TRIZ基本原理及跨学科、跨行业的知识与技术，在较短时间内以较高的质量解决本领域面临的发明问题，这是实施T-型敏捷新产品开发过程的核心。图9所示模型为T-型敏捷新产品开发提供了一类过程管理模型，将纵向的发明问题解决行为与横向的传统新产品开发过程紧密融合，是C-TRIZ在制造业中的一种新扩展。
制造业敏捷新产品开发面临的障碍是如何解决复杂工程问题或发明问题，而引入TRIZ提高了发明问题解决的速度、成功率与质量。因此，图9所示的模型不仅为制造业全面引入TRIZ提供了新模式，也为敏捷新产品开发提供了一种新选择。
图9 T-型敏捷新产品开发管理系统模型
制造业敏捷新产品开发是企业应对复杂环境变化和激烈竞争的有效策略，但目前缺乏成熟的开发与过程管理模型来指导企业进行实践。本文在发明过程解决理论（C-TRIZ）研究与多年在企业开展发明问题解决理论（TRIZ）实践应用的基础上，首先回顾了软件领域敏捷开发的历程及制造业敏捷开发的概念，之后从技术实现角度分别对T-型敏捷新产品开发系统、创新初始机遇识别及T-型敏捷新产品开发过程等关键问题进行了研究，构建了制造业T-型敏捷新产品开发及过程管理模型。该研究不仅为制造业新产品敏捷开发理论与实践的完善探索了一类新模式，也为C-TRIZ/TRIZ在更多企业的实践应用奠定了基础。
4.1 理论贡献
第一，率先提出了制造业T-型敏捷新产品开发的概念。基于发明过程解决理论（C-TRIZ）研究与实践应用的基础，结合软件领域的敏捷开发理念，提出了制造业T-型敏捷新产品开发的概念。其中，以阶段—门为代表的传统新产品开发过程是计划驱动的创新过程，在T-型敏捷新产品开发系统中处于横向位置，其优势在于建立线性化的创新过程管理；
TRIZ项目处于T-型敏捷新产品开发系统的纵向位置，其优势在于快速且高质量地解决创新过程中的发明问题；
纵向与横向融合形成了制造业敏捷新产品开发概念。
第二，构建了T-型敏捷新产品开发过程模型。该模型包括T-型敏捷新产品开发系统、产品创新初始机遇识别与T-型敏捷新产品开发过程模型。其中，T-型敏捷新产品开发系统是传统新产品开发过程与敏捷发明过程的融合，可以充分发挥TRIZ解决发明问题的特色优势，并很好地将TRIZ固化到制造业新产品开发过程中，为制造业提供了一类敏捷新产品开发模型。初始机遇识别的关键是分析企业内外部的变化并形成有意义的意图。根据变化引发的问题类型匹配相应的敏捷发明问题解决策略是实施T-型敏捷新产品开发过程的关键。这些模型的构建丰富了关于制造业新产品开发关键技术方面的理论研究，形成了一类T-型敏捷新产品开发过程模型。
第三，构建了T-型敏捷新产品开发过程管理模型。该模型不仅为制造业引入TRIZ提供了新模式，也为制造敏捷新产品开发过程管理提供了一种新选择，还丰富了传统的阶段-门模型。
4.2 实践启示
构建面向制造业的T-型敏捷新产品开发及过程管理模型对推动制造业技术创新具有重要意义。首先，T-型敏捷新产品开发及过程管理模型是以制造业产品开发需求为导向，为应对当前制造领域快速多变的产品开发环境而构建的。因此，基于发明过程解决理论（C-TRIZ）、敏捷开发理念而构建的新模型可以为制造业快速应对产品开发环境变化，解决复杂产品开发问题，实现敏捷新产品开发及管理提供一类新选择。
其次，T-型敏捷新产品开发系统、产品创新初始机遇识别与T-型敏捷新产品开发过程模型的构建，可以帮助工程师在企业新产品开发过程中识别有价值的创新机遇，形成创新意图，并有意识地将TRIZ/C-TRIZ融入到新产品开发过程中，快速、高质量地实现从创意到商业化成果的转化，提升企业的整体创新能力。
本文所构建的T-型敏捷新产品开发与过程管理模型仍需要在制造业领域广泛推广应用，接受实践的检验，并不断完善，才能在企业创新过程中更好发挥作用。
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