TRIZ是俄文(Theoria Resheneyva Isobretatelskehuh Zadach,英文為Theory for Solving Inventive Problems,創意問題解決理論)的縮寫。由名稱可見,TRIZ是一個理論(Theory),並且是用於解決技術問題(特別是關於發明與創意-Inventive Problems)的廣泛理論[1][2][3]。
TRIZ發明者叫Genrich Altshuller,當年他只有20歲,並且是前蘇聯海軍專利局的審查官。TRIZ發明過程是根據歸納法而來,而歸納之標的乃是根據專利文獻所揭露之技術資訊。Altshuller從20萬件專利中研究起,並挑出其中4萬件專利進行深度專利技術研究,最後他歸納出創意並非一定要由測試錯誤法(Try and Error)而來,而是可以系統性(Systematic)的歸納與推演而得。
TRIZ核心有二,其一為矛盾矩陣表,另一為物質-場分析法。
在討論矛盾矩陣表之前,先說明矛盾。矛盾分為兩種,其一為技術矛盾,另一為物理矛盾。技術矛盾指當系統中一參數(Parameter)改善時,另一參數即改惡(變差),例如亮度與節能,成本與品質。物理矛盾指的是兩參數的對立,例如冷與熱,長與短。當遇到技術矛盾,通常可以透過矛盾矩陣展開進行問題剖析。
矛盾矩陣為一39 X 39 之矩陣,其中,橫軸代表39個欲改善參數,縱軸亦代表39會惡化參數,矩陣元素為針對此狀況所提出之建議創新法則,共分為40類。39個參數分為六大群組,對照表如表一所示。40個創新法則亦分為六類,如表二所示。矛盾矩陣表、39個參數與40個創新法運作模式如圖一TRIZ矛盾解決流程圖,讀者可進一步參考文末文獻。
物質-場分析模型(Substance-Field Analysis)是TRIZ重要分析工具,也是技術解構與創新發明基本手法。物質-場分析模型可將技術之困難問題進行系統性分類,並針對問題歸納出特定解決方法。
物質-場分析模型包括1個場元素(Field)與2個物質元素(Substance)。如圖二所示,場即是兩物質間施力方法,物質一為工具,物質二為使用該工具的目的物質。一般而言,物質包括5類,分別為1.人、2.工具、3.材料、4.零件、5.環境;場亦包括5類,分別為1.機械力、2.熱力、3.化學力、4.電力、5.磁力。當然上述分類亦可擴展,例如場可擴展為聲、光、電、熱、磁、力、生物與化學等。
兩個物質間之箭頭代表作用之效果,其中”實線”表示有效、”虛線”表示不足、”波浪線”表示有害。根據上述物質-場分析模型分類,系統可分為四類。包括有效且完整的系統、未完整的系統、有害的完整系統與不足的完整系統等,對應之解決方法如表三所示。上述2、3與4中未完整或不足之系統,TRIZ歸納出5類共76個標準解法,如表四,讀者可進一步參考[1][2][3]。完整76個標準解可參考文獻[4]所整理。
矛盾矩陣表與物質-場分析法有兩個重要意涵,其一針對矛盾提出對策即是問題解決重要基準(找到衝突並解決衝突),其二,針對不同問題提出物質-場分析法,方能切中真實問題核心。最後,矛盾矩陣表與物質-場分析法等邏輯不僅可用於技術問題解決,其餘他類問題解決法(人文社會科學,管理與服務等)也可依此模式進行,往後我們再進一步討論相關議題。(1198字;圖2;表4)
圖一、TRIZ矛盾解決流程圖 |
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圖二、物質-場分析模型 |
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表一、TRIZ之39個參數對照表 |
幾何
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資源
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害處
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3.移動件長度
4.固定件長度
5.移動件面積
6.固定件面積
7.移動件體積
8.固定件體積
12.形狀
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19.移動件消耗能量
20.固定件消耗能量
22.能量浪費
23.物質浪費
24.資訊喪失
25.時間浪費
26.物質數量
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30.物體上有害因子
31.有害的側效應
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物理
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能力
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操控
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1.移動件重量
2.固定件重量
9.速度
10.力量
11.張力、壓力
17.溫度
18.亮度
21.動力
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13.物體穩定性
14.強度
15.移動件耐久性
16.固定件重量
27.可靠度
32.製造性
34.可修理性
35.適合性
39.生產性
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28.量測精確度
29.製造精確度
33.使用方便性
36.裝置複雜性
37.控制複雜性
38.自動化程度
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Source: 科技政策研究與資訊中心[1-3], STPI, 2007/12.
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表二、TRIZ之40個創新方法對照表 |
空間的轉換
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時間的轉換
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主體的轉換
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1. 分割(Segmentation)
2. 局部特性(Local Conditions)
3. 不對稱(Asymmetry)
4. 曲率(Spheroidality)
5. 移到新的次元
6. 套疊(Nesting)
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1. 預先動作
2. 動態(Dynamicity)
3. 周期性動作
4.事先緩和(Cushion in Advance)
5. 預先的反作用力
6.有效動作的連續
7.急速通過(Rushing through)
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1. 抽出(Extraction)
28. 更換機械系統
13. 倒轉
26. 複製
27.便宜壽命短的物體取代
34.拋棄及再生零件
6. 多面性
22.將害處轉換成益處
24. 中介物
25.自助
5. 結合
23.回饋
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作用力的轉換
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材料或形態的轉換
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環境的轉換
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18. 機械振動
16.局部或過度的動作
29. 運用氣壓或水力
8. 平衡力
12.等位性
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35.變化物理或化學狀態
32. 改變顏色
40.合成材料
30.彈性膜或薄膜
31.使用多孔材料
36.相的萬變
37.熱膨脹
33.同質性
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39. 惰性環境
38.使用強氧化劑
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Source: 科技政策研究與資訊中心[1-3], STPI, 2007/12.
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參考資料:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Triz
- http://140.112.94.99/
- http://designer.mech.yzu.edu.tw/article/articles/technical/file/(2004-12-28)%20TRIZ%B2z%BD%D7%BBP%C0%B3%A5%CE%C2%B2%A4%B6.pdf
- http://210.76.36.129/3.asp?ArticleID=513
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