Copied from: http://www.dyu.edu.tw/~msung/Research/TRIZ.htm

 

創意問題解決TRIZ
Theory of Inventive Problem Solving

目錄

z 簡介
z TRIZ四個特性
z 矛盾矩陣
z 39項工程參數
z 40項發明原則
z 8種技術演化類型
z 技術系統的演化型態
z 創新情境問卷(ISQ
z
z
z 相關範例
z TRIZ相關文章
z TRIZ相關網站

 

z 簡介

前蘇聯的Genrich Altshuller (1926),在蘇聯政府認命下,審閱 200,000專利,發現只有2%的專利是真正的首創發明(pioneering inventions),剩下的皆是使用前人已知想法或概念,加上新奇方法,這也奠下了TRIZ系統化的創意設計方法之基礎

TRIZ依其39個參數、40個創新法則、76種標準解答、物質-場分析等分為不同的部份 ,藉此將一個問題系統化,形成實用可行的創意原理,並以快速及效率化的運作流程,解決困難度高的工程或製造方面的問題

TRIZ是解決問題的一種方法,其針對問題點的所在加以分析,並找出矛盾,再將矛盾分為物理矛盾與技術矛盾,進而採取不同的解決方式。

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z <TRIZ四個特性>

  • TRIZ是科技起源和科技發展之理論

  • TRIZ是一種可克服心理慣性(psychological inertia)之技術

  • TRIZ是一種為了分析、公式化和解決創意問題(inventive problems)之技術

  • TRIZ可指出結合各種科技知識及設計理念形成之產品功能之未來發展方向

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z 矛盾矩陣 Contradiction Matrix

當試圖改善一個產品或是工程特性時,卻導致另外一個產品或是工程特性惡化。傳統的方法是用妥協的方式,而TRIZ卻是利用消除的方法。

Altshuller分析歸納經常遇到技術矛盾的系統特徵共有三十九個,將其對應解決的法則,整理成矩陣的方式,提供一個快速簡單的方式,幫助你找到解決技術矛盾的法則,這個矩陣為39x39的矩陣,共有1263個元素 。

使用矛盾表時,先從矩陣之縱軸找出"欲改善的參數",接著從矩陣之橫軸找出"避免惡化的參數",對照到矛盾矩陣表中的元素,元素中的數字就是矛盾矩陣表建議解決此矛盾的創新發明法則。

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z 39項工程參數(六大群組)

幾何

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

 

資源

19.移動件消耗能量

20.固定件消耗能量

22.能源浪費

23.物質浪費

24.資訊喪失

25.時間浪費

26.物料數量

 

 

害處

30.物體上有害因素

31.有害側效應

 

物理

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

 

能力

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

 

 

操控

 

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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z <解決物理衝突原則與相關TRIZ40發明原理 >

  • 時間分離:NO.9,10,11,15,16,18,19,20,21,22,29.

  • 空間分離:NO.1,2,3,4,7,17,24,26,30.

  • 構造分離(轉變至上位、次、對立系統):NO.5,22.
    、NO.1,27、NO.25,6.

  • 改變物質形態(相變化) :NO.13,28,32,35,36,38,39

  • 時間:老花眼鏡及近視眼鏡

  • 空間:老花+近視眼鏡

  • 物質的物理狀態:鏡片使用自動調焦

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z 40項發明原則

1

Segmentation

分割

免削鉛筆、組合式沙發、積木、相容電腦硬體、接起來花園水管

2

Extraction

移除

照X光、無噪音中央真空吸塵系統、機場用鳥聲音嚇走小鳥

3.

Local Quality

局部品質

水中焊接、鉛筆加橡擦、低噪音長壽命的複層輪胎

4.

Asymmetry

非對稱性

輪胎不對稱的紋路、不對稱的爐子、可旋轉機身的迷你數位相機

5.

Combining

組合/合併

 高性能筆記型電腦冷卻系統

6.

Universality

通用/普遍性

太陽能車的電瓶、沙發床、汽車座位、蓄太陽能發光路標

7.

Nested

堆疊

免削鉛筆、俄羅斯娃娃、CSP封裝

8.

Counterweight

配重

Run-Flat輪胎系統、水翼船

9.

Prior Counteraction

預先抵銷

加強混合柱、捲線收納器

10.

Prior Action

預先作用

打石膏前放入鋼條、免用電池與電燈泡之手電筒

11.

Beforehand

cushioning

預先緩衝

賽車旁的輪胎稻草、圖書館的磁片、自清式抽油煙機排風罩

12.

Equipotentiality

均衡潛能

在地下坑內引擎換機油、特殊車輛搬動大水管

13.

Inversion

反向

利用振動法去掉表面的清潔、汽機車的測試的運動

14.

Spheroidality

球體化

利用圓形跑道取代直線、電腦滑鼠球的運動改變為平面

15.

Dynamics

動態性

三組輪子的汽車過凸塊

16.

Partial or excessive actions

部份或過量作動

漆滴在圓柱上,旋轉圓柱

17.

Another dimension
 

移至新的空間

凸透鏡讓房間照明提高、垂直放置木頭

18.

Mechanical vibration
 

機械振動

超音波振動清洗機械元件、鑄件的振動

19.

Periodic action
 

週期性動作

噴水灑草、煙囪冒煙、扳手用力、警示閃燈

20.

Continuity of useful action

利用動作連續性

 折斷鐵絲、懶惰蘇珊

21.

Skipping

急衝

切割薄的圓塑膠管,高速切下

22.

Convert Harm into Benefit

轉變害處為利處

沙用在雪地、高頻率電流會使金屬表面加熱,用作表面處理

23.

Feedback

回饋

主動避震控制、主動噪音控制

24.

Intermediary (Mediator)

媒介

影印碳粉

25.

Self-service

自我服務

錐形混泥土的霸

26.

 Copying

複製

利用影子量高樓、利用拍照方式量樹頭尺寸

27.

Dispose

丟棄

紙尿布、紙褲

28.

Mechanics substitution

置換機械系統

監聽工具機狀態

29.

Pneumatics and hydraulics

氣壓或液壓構造

載貨車箱用氣球充空間、包裝用汽包、汽車安全汽囊

30.

Flexible shells and thin films

可撓性薄板或薄膜

用薄膜分隔在不同液體的油罐車

31.

Porous Materials

多孔性材料

印表機墨水盒的海綿、人工腎臟

32.

Color changes

改變顏色

鋼廠用布幕保護工人的熱度、汽車隔熱紙、電池充電與否

33.

Homogeneity

均質性

利用氧的蒸汽器熔化固態氧

34.

Discarding and recovering

去除且重新產生零件

子彈的彈殼、發射衛星的援助筒

35.

Transformation of Properties

改變物質特性

轉換物體之物理、化學狀態

36.

Phase Transition

相變化

波浪狀的管、液態瓦斯

37.

Thermal expansion

熱膨脹

雙金屬

38.

Accelerated Oxidation

加速氧化

增加爐火,加氧

39.

Inert Environment

隔絕環境

滅火器、啞焊隔離氧

40.

Composite Material

複合材料

飛機、自行車

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z 76種標準解答

 

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z <技術系統的七項演化型態>

七項系統進化的規則,對於整個工程品質及系統的改善,將有一個明確的進展目標。

  • 進化S曲線
  • 理想性目標
  • 和諧性運作
  • 動態性控制
  • 複雜與簡化
  • 節律調和
  • 增加使用能量領域

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z  <八種技術演化類型>

增加理想性類型
(2)演化階段類型
(3)系統元件非均衡發展類型
(4)增加動態與可控制性類型
(5)增加複雜性再簡單化
(6)部份耦合與非耦合類型
(7)過渡至微觀水準與利用場觀念
(8)減少人之交互作用增加自動化

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z <最後理想結果(IFR)分析 >

一個設計或製程發展,從某一起始點向最後理想結果之演進,一般稱為理想性

理想性(I)=Σ利益/( Σ成本+Σ損失 )

  • 消除原系統缺點。

  • 保留原系統之優點。

  • 不會使系統複雜化(利用免費或可利用 資源) 。

  • 不導入新的缺點。

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z < 技術系統>

  • 任何物品能執行某種機能者,一般稱為技術系統。

  • 任何技術系統可能由一個或多個次系統構成。

  • 最簡單的技術系統是由兩元件所組成,而必須有一種能量從一元件作用到那一元件。

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z <技術衝突 >

  • 一系統中兩個子系統間之衝突。

  • 在某一子系統建立有利功能,引起另一子系統產生有害功能。

  • 在某一子系統消除有害功能,引起另一子系統有用功能之損 壞。

  • 強化有用功能或減少有害功能,引起另一子系統或全體系統產生無法接受之併發症。

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z < 物理衝突>

  • 為某一目的,必須增加技術系統某參數狀態
    如溫度,同時為某一目的,必須降低技術系統
    該參數狀態。

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z <創新情境問卷(ISQ)>

創新系統的資料與環境

系統名稱、主要功能、系統結構、子系統與元件交互作用、環境

可利用的資源

物質、場、功能性、資訊性、時間、空間、資源改變

問題情況的資料

改進、消除缺點、缺點發生的機制、問題的歷史

改變的系統

系統容許改變、限制

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z <TRIZ解題程序>

 

步   驟  

名   稱

內   容   說   明

 

確認並說明問題

操作環境

資源需求

主要有利功能

相關有害效應

理想結果

擬定問題

找出技術性之衝突

把多個無法解決技術性之衝突轉化為物理性之衝突

輸入:以功能方式描述相關之有利或有害之功能及兩者關係
輸出:問題之敘述

問題敘述之分類

問題敘述將以下列三種方式分類:

解決問題之重要性

改善系統之重要性

問題太一般化而不被考慮

確認適當發明原則

對每一問題敘述依技術衝突表確認適當發明原則

確認與提出所有可能解題概念

利用發明原則提出解題概念

評估解題概念

擬定標準確認理想解題概念

實施理想解題概念

工程計算

工程設計

原型製作

系統、產品測試

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z 發明等級區分

 

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z ARIZ-85C

No

STEP

TRIZ method

1

Identify and Formulate the problem

Use Innovative Situation Questionnaire (ISQ)

2

Make S-Field Models of the system parts that have problem

Use S-Field model

3

Formulate an Ideal final result (IFR) and define ideality

Define IFR and ideality

4

Make a list of the available resources (of the system, subsystems and the supersystem)

List the available resources

5

Look into database of examples and find an analogous solution

Look up the examples from the database of inventive solutions for the trend of evolution that is applicable for your system

6

Resolve Technical or physical contradiction by using inventive or separation principles
 

Use Contradiction Matrix and Inventive principles to resolve technical contradictions or use inventive separation principles to resolve physical contradictions

7

Starting from the S-Field model, Generate several solution concepts using

  • the knowledge-base of Effects

  •  the knowledge-base of Standards

  • 8

    Implement solutions by using only the free available resources of the system

     

    9

    Analyze the modified system to verify that no new drawbacks appear

     

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    z <相關範例>

    • 假如沒有吊車,如何將重達一噸的變壓器從一公尺高的磚台搬運至地上呢?答案可能是出乎你預料的簡單。運用冰,將變壓器移至用冰塊堆疊起與磚台等高的平台,冰會融化,變壓器便會逐漸下降。

    • 怎樣才能加倍皮帶的工作時間而不用增加皮帶的長度呢?答案是Mobius Strip。拿一條紙,扭轉這紙條的一端一百八十度,再黏貼這條紙的兩端成為一個環

    • 日本三洋公司開發的超音波洗衣機,每分鐘可以產生5000萬個微細氣泡,氣泡破裂的衝擊波,內含每秒震動20000次以上的超音波,相當於每秒洗衣20000次。超音波微細氣泡能夠深入纖維內部,強化洗淨能力,使得洗衣劑用量減少一半,洗淨能力提高50%,而且衣物使用壽命增加兩倍。

    • 馬桶為日常生活中的重要用品,而馬桶用水大約佔一般家庭用水的40%,所以馬桶最需要改善的環境效率特性為水的使用量,即 "減少商品和服務的原料密集度",

    • 一種可以重複使用數十次的公文信封套,在大同公司已經使用了數十年,這種信封兩面印有數十個欄位的空白格子,可以書寫收發雙方的姓名和單位信箱號碼,收件者可將目前收發者的資料畫掉,繼續使用下一個空格發送文件。

     

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    <TRIZ相關文章>

    Ziotin, Boris., Zusman, Alia., Kaplan, Len., Visnepolschi, Svetlana., Proseanic, Vladimir., Mal-kin, Sergey., TRIZ Beyond Technology: The Theory and Practice of Applying TRIZ to Non-Tech-nical Areas, February, 2000, Ideation International Inc., Detroit, Michigan, Online: http://www. ideationtriz.com/ paper_TRIZ_Beyond_Technology.htm
    Altshuller, Genrich, And Suddenly the Inventor Appeared - TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving, Translated by Lev Shulyak, Worcester, Massachusetts: Technical Innovation Center, Inc., 1994, pp.6
    Creative Problem Solving,by Edward Lumsdaine & Monika Lumsdaine ,McGRAW HILL,1995
    Reorganizing TRIZ Solution Generation Methods into Simple Five in USIT
    "USIT Solution Generation Methods (Full Version) -- Simplified System by the Reorganization of TRIZ Solution Generation Methods
    LIST OF TRIZ-BOOKS
     
    40 Inventive (Business) Principles With Examples
    對應TRIZ發明法則的綠色創新產品案例
    TRIZ綠色創新設計方法

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    <TRIZ相關網站>

    The TRIZ Journal  
    ETRIA:  The European TRIZ Association 
    Ideation International, Inc. 
    The Altshuller Institute for TRIZ Studies 
    Invention Machine, Inc 
    The Official TRIZ WWW Site (The TRIZ Experts) 
    OTSM-TRIZ Technology Center in Minsk, Belarus 
    TRIZ-Online Startseite
    The TRIZ Empire Home Page 
    USIT Web Site:  NTELLECK  (Dr. Ed Sickafus) 
    Enhanced List of World TRIZ Sites
    World 100 TRIZ Sites/Links 

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