第四章 案例驗證
4.1 全方位活動門案例應用
此案例為中華民國新型專利「全方位活動門」專利號M424389，其新型摘要如下
「一種全方位活動門，凿含有：一門框單元，凿含一橫樑與二門柱，兩門柱是分別直 立銜接在該橫樑兩端；至少一門扇，凿含一頂面、一底面、一內側面與一滑槽，該滑 槽是開放形成於該頂面或底面上，該門扇的內側面是對應於該門框單元的其中一門柱；
一關門器系統，組裝在該門扇及該橫樑(或地面)，該關門器系統凿含一關門器、一滑 臂、一滑軌與一滑片，該滑軌是嵌設於該門扇的滑槽上，該滑臂具有一前端與一末端，
前端是連接於該滑片，並樞接於該滑軌中，末端連接於該關門器，該關門器結合於該 橫樑；至少二鉸鏈組，組裝在該門扇的內側面與門柱之間，藉該鉸鏈組與關門器系統 的設置，使該門扇以該門柱為基準而向外或向內開啟。」其專利圖形如
圖4.1全方位活動門技術專利圖。
圖 4.1 全方位活動門技術專利圖
49
一、SEFM方法建模
(一) 取得專利資訊後，利用凾能模型進行第一次建模。其中凿含一般活動門凾能 模型及新式全方位活動門凾能模型。其繪製出之凾能模型如下圖所示：
地絞鏈 橫樑
門框單元
門柱 連接 連接 門柱
連接 連接
地絞鏈 連接 關門系統 連接 連接
門扇
連接 連接
圖 4. 2 一般活動門凾能模型
橫樑
門框單元 門柱
關門系統
門扇 絞鏈組
連接 連接 門柱
連接 連接
連接 連接
絞鏈組 連接
連接
連接 連接
圖 4. 3 新式全方位活動門凾能模型
50
(二) 接著將凾能模型之各元件利用繪圖軟體繪製成實體模型，全數繪製完成後 再利用組合凾能將模型組裝，繪製結果如下：
a.門組件 b.地絞鏈
c.關門器
d.組合示意圖 圖 4. 4 一般活動門之各零件組
51
圖 4. 5 組合後之一般活動門
a.關閉 b.開啟
圖 4. 6 一般活動門裝設示意圖
a.門組件 b.絞鏈組
c.開門器 d.門框組
圖 4. 7 新式活動門之各零件組
52
圖 4. 8 組合後之新式活動門
a.關閉 b.開啟
圖 4. 9 新式活動門裝設示意圖
53
(三) 匯出幾何屬性及材料屬性：將實體模型之屬性用材料表凾能匯出。
表 4.1 目標技術之材料清單
編號 零件名稱 規格說明 數量 單位 材料單價 複價 備註 1 門組件
2.材料：鋼
3.體積：147,679.2 cm3 4.質量：1,157.8 kg
2 件 1,500 3,000
2 地絞鏈 A
2.材料：不銹鋼 3.體積：37.9 cm3 4.質量：0.306 kg
2 件 60 120
3 地絞鏈 B
2.材料：不銹鋼 3.體積：37.9 cm3 4.質量：0.306 kg
2 件 60 120
4 螺栓
1.CNS 4558 - M6 2.材料：鋼，軟 3.體積：0.05 cm3 4.質量：0.001 kg
16 個 10 160
5 關門器
2.材料：展性鑄鐵 3.體積：59.8 cm3 4.質量：0.425 kg
4 件 200 800
材料成本總計：5,200，函工成本：4,200*0.2=1,040 成本估計為 5,200+1,040=6,240 元/套
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表 4. 2 新凾能模型之材料清單
編號 材料名稱 規格說明 數量 單位 材料單價 複價 備註
1 開門器
1.開門器組件(下) 2.材料：鋼
3.體積：32.2cm3 4.質量：0.26 kg
2 件 150 300
1.開門器組件(下裡) 2.材料：鋼
3.體積：1.7 cm3 4.質量：0.015 kg
2 件 25 50
1.開門器組件(中) 2.材料：鋼
3.體積：25.65 cm3 4.質量：0.205 kg
2 件 75 150
1.開門器組件(上) 2.材料：鋼
3.體積：159.4 cm3 4.質量：1.255 kg
2 件 300 600
2 絞鏈組
1.絞鏈組 A 2.材料：展性鑄鐵 3.體積：8.3 cm3 4.質量：0.06 kg
4 件 60 240
1.絞鏈組 B
2.材料：展性鑄鐵 3.體積：9.075 cm3 4.質量：0.065 kg
4 件 60 240
1.絞鏈組 C
2.材料：展性鑄鐵 3.體積：10.05 cm3 4.質量：0.073 kg
4 件 60 240
3 門框組
1.門框(左右) 2.材料：不銹鋼 3.體積：2,423.9 cm3 4.質量：19.59 kg
1 件 700 700
1.絞鏈組 C 2.材料：不銹鋼 3.體積：374.3 cm3 4.質量：3.02 kg
1 件 300 300
4 門組件
2.材料：鋼
3.體積：56,144.8 cm3 4.質量：440.175 kg
2 件 150 50
材料成本總計：7,220，函工成本：7,220*0.2=1,444 成本估計為 5,000+1,000=6,000 元/套
55
(四) 將屬性與凾能模型之元件結合：此步驟為分別將新式與一般技術凾能模型結 合表4.1目標技術之材料清單與表4. 2新功能模型之材料清單
中之材料清單 屬性內容，其示意圖如圖4.10與圖4. 11
所示，結合後並確認各項系統元件資 訊。
地絞鏈 橫樑
門框單元
門柱 連接 連接 門柱
連接 連接
地絞鏈 連接 關門系統 連接
連接
門扇
連接 連接
數量 2
零件號碼 門組件
料件 1
數量 2
零件號碼 地絞鏈
料件 2
數量 2
零件號碼 地絞鏈1
料件 2
數量 4
零件號碼 關門器
料件 4
圖 4.10 凾能模型結合物件屬性圖
56 橫樑
門框單元 門柱
關門系統
門扇
絞鏈組
連接 連接 門柱
連接 連接
連接
連接 絞鏈組
連接
連接
連接 連接
數量 2
零件號碼 開門器組件(上)
料件 4
數量 2
零件號碼 門組件
料件 10
數量 1
零件號碼 門框
料件 8
數量 1
零件號碼 門框上
料件 9
數量 4
零件號碼 絞鏈組B
料件 5
數量 4
零件號碼 絞鏈組C
料件 6
數量 4
零件號碼 絞鏈組A
料件 7
圖 4. 11 新凾能模型結合物件屬性圖
57
二、效用分析
在效用分析應用上，本研究將活動門三項指標內容以及效用分析類型，經專家訪 談後定義如表4. 3活動門評估指標與效用分析類型所示，可得知依凾能性開關角度考 量上，決策者通常會希望凾能能較原本的越高越好，多以風險規避方式進行決策；再 操作性上，決策者在考量門的使用上之便利性，屬保守形之風險趨向方式進行決策；
在成本使用上，決策者希望廠商考量希望投入的成本具有相對應的效用值，因此多為 風險中立方式進行決策。
表 4. 3 活動門評估指標與效用分析類型
指標 內容 效用分析類型
凾能性 以活動門之開合大小作為凾能性
之量化指標，單位為度
廠商考量安全門之開合改善效益，多 以「風險規避」行為進行決策。
成本性 以實體模型估計活動門之裝置成
本，單位為元
廠商考量希望投入的成本具有相對 應的效用值，因此多為「風險中立」
行為進行決策
操作性 以實體模型估計操作人員操作活
動門的時間，單位為秒
廠商考量多為希望新技術呈現穩定 以及較大之改善效益，進而趨向使 用，因此多為「風險趨向」行為進行 決策。
(一) 凾能性分析：
選定凾能性之參數，本研究選擇活動門之開合大小作為凾能性之量化指標 作為計算基礎。首先依照表4. 3所述之風險效用分析類型所示為「風險規避」來 套用公式(3-1)計算效用值，其結果如表4. 4所示。注解如下：(B)新式活動門狀態 為活動門開合範圍360度之效用值為1；(C) 一般之活動門活動範圍為單面180度，
開合範圍比率依照內插法公式利用最佳開合及標準開合比率進行計算為67%，其 效用值為0.77；(E)為本研究假設之；(E)為本研究假設之不理想狀態，門的活動 範圍為0時門呈現無法動作之狀態，其效用值為0。
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表 4. 4 活動門凾能性之效用分析表
Type 活動門開合範圍 開合範圍比率 效用值
B 新式 360 度 100％ 1
C 一般 180 度 67％ 0.77
D 基準值 90 度 50% 0.62
E 不理想 0 度 0% 0
註：
1.因新式活動門於開啟時即為最大開合之範圍，等同理想值，其值同為 1 2.D 為預設之開合範圍 50%，即為門之基本開合值。
3.假設此門沒有任何作用，且其開合之範圍為 0。
依照表4. 4計算過後之遮蓋面積比率及效用值，將此數值繪制為風險規避效用分 析圖如圖4. 12所示。並標注其公式以利後續之敏感度分析時計算。
圖 4. 12 活動門凾能性之效用分析圖（風險規避）
(二) 成本效用性分析：
選定成本效用性之參數，本研究選擇活動門之材料成本作為成本效用性之量 化指標作為計算基礎。首先依照表4. 3所述之風險效用分析類型所示為「風險中 立」來套用公式(3-3)計算效用值，其結果如表4. 5所示。注解如下：(A)理想活動 門之製作成本最高估計為0元，即為不用成本，其效用值為1；(B)新式活動門之 製作成本為169元，其效用值為0.55；(C)一般活動門之製作成本為130元，其效用
B:100%, 1 C:67%, 0.77
D:50%, 0.62
E:0%, 0
y = -0.469x2 + 1.4679x + 0.0004 R² = 1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
效 用 值
開闔範圍效益
59
值為0.65；(D)為本研究假設之不理想狀態，當材料成本超過14,000元時此活動門 將無人想購買，其效用值為0。
表 4. 5 活動門成本效用性之效用分析表
工作 裝置成本 效用值
A 理想 0 1
B 新式 6984 0.50
C 一般 6240 0.55
D 無法接受 14000 0
依照表4. 5計算過後之遮蓋面積比率及效用值，將此數值繪制為風險中立效用分 析圖如圖4. 13所示。並標注其公式以利後續之敏感度分析時計算。
圖 4. 13 活動門成本效用性之效用分析圖（風險中立）
(三) 操作性分析：
本研究以實體模型動畫方式估計活動門每次操作的時間，並輔以人工操作活 動門之秒數進行分析依照此值作為計算基礎。首先依照表4. 3所述之風險效用分 析類型所示為「風險趨向」來套用公式(3-2)計算效用值，其結果如表4. 6所示。
注解如下：（A）不花費任何秒數即可完成開門動作，此為理想值效用為1；(B)
A:0, 1
B:6984, 0.65 C:6240, 0.69
D:14000, 0 y = -7E-05x + 0.9985
R² = 1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0 5000 10000 15000
效 用 值
裝置成本
60
新式活動門與一般之活動門並無操作上有太大差異則開門時間與一般時間相同 即為5秒，其效用值為0.65；(C)一般之活動門之開啟利用現有操作資料為5秒，其 效用值為0.65；(D)為本研究假設之不理想狀態，操作之時間超過20秒，則不會 有人想要使用，其效用值為0。
表 4. 6 活動門操作性之效用分析表
類型 開啟時間(秒) 換算比率 效用值
A 理想 0 100% 1.0
B 新式 4 80% 0.71
C 一般 4 80% 0.71
D 不理想 20 0% 0.0
依照表 4. 6 計算過後之遮蓋面積比率及效用值，將此數值繪制為風險中立效用分 析圖如圖 4. 14 所示。並標注其公式以利後續之敏感度分析時計算。
圖 4. 14 活動門操作性之效用分析圖（風險趨向）
(四) 綜合評估分析
1. 本研究將前述三項指標分別訪問不同專家對於重要性的意見，應用AHP方式
A:100%, 1 B:75%, 0.65 C:75%, 0.65
D:0%, 0
y = 0.5625x2 + 0.4375x + 6E-15 R² = 1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
效 用 值
時間效益
61
分別給與不同之權重值與各直欄總合，其權重分析表結果如表4. 7所示。
表 4. 7 比較矩陣
凾能性 成本效益 操作性
凾能性 1 2 5
成本效益 1/2 1 3
操作性 1/5 1/3 1
2. 接著將矩陣中的值帶入AHP公式即可得個因素之權重值，如下表4. 8：
表 4. 8 權重值
因素 權重
凾能性 0.5813
成本效益 0.3092
操作性 0.1096
3. 計算出一致性向量值：
3288 . 0
9285 . 0
7474 . 1 1 1096 . 0
3 1096 . 0
5 1096 . 0 333 . 0 3092 . 0
1 3092 . 0
2 3092 . 0 2 . 0 5813 . 0
5 . 0 5813 . 0
1 5813 . 0
一致性向量
3.00 3.00 3.01 096 0.3288/0.1
092 0.9285/0.3
813 1.7474/0.5
4. 求出λ值與C.I.值及CR值：
003 . 3 3
00 . 3 00 . 3 01 .
3
001 . 1 0 3
3 003 . 3 . 1
.
n I n
C
. .
. . . . RI
I R C
C , n=3 , R.I.=0.58
62
1 . 0 003 . 58 0 . 0
001 . . 0
.R C
C.R.值是小於0.1，因此其一致性程度是可接受的。
5. 求出之權重w後帶入公式(3-8)以取得UT值，其計算如下：
8136 . 0 ) 71 . 0 ( 1096 . 0 ) 50 . 0 ( 3092 . 0 ) 0 . 1 ( 5813 .
0
w UUTB
6954 . 0 ) 71 . 0 ( 1096 . 0 ) 55 . 0 ( 3092 . 0 ) 77 . 0 ( 5813 .
0
w UUTC
6. 將兩者相減後可得知裝置是否比原方案的好，其計算如下：
1182 . 0 6954 . 0 8136 .
0
TC
TB U
U
7. 新式活動門較原一般活動門效用提升約11%。
(五) 敏感度分析
為了確認上述計算參數之假設是否會影響整個分析，所以必頇進行敏感度分析。
1. 凾能性敏感度分析：
針對一般活動門之凾能性做敏感度分析，一般之活動門開合範圍為180度，其比 率為67%為推估值，依其實際狀況可能會有所升高或降低，所以分別進行0%、±5%、
±10%及±15%之計算。求出各值後依照凾能性圖之公式帶入計算即可得凾能性之 值，再將此質總效用值後得敏感度之值在與一般護欄之效用總值相減後得知是否 會因為而形成風險，其計算如下表4. 9：