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利用資源回收桶與容器的外觀條件改善資源回收分類

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第四章 研究方法與結果

4.2 應用 TRIZ 理論於資源回收桶與容器之解析

4.2.1 利用資源回收桶與容器的外觀條件改善資源回收分類

不易的問題

1.技術矛盾與 40 發明原理:

⑴問題分析:目前在日常生活中,我們一般所使用的資源回收桶,因為廢棄物 種類很多,所以要將所有的資源物分類回收非常困難,若無法有效提高資源 回收率,則導致回收效果不彰。

⑵目標: 希望改善資源回收桶與容器的外觀條件,如:顏色、形狀、材質或重 量,讓資源回收工作能省時又省力,以減少容器分類的錯誤率,並提高資源 回收率。

⑶矛盾衝突點:如果資源回收桶依各種不同種類的容器,製作成不同的資源回 收桶,資源回收桶以外觀形狀作為辨識容器分類的標準,就很容易辨識廢容 器該投入哪個資源回收桶,因此容易分類,而且也可以節省分類時間。但是 將這些紙類與鋁箔包、金屬類、塑膠類、玻璃類等資源回收桶排放在一起使 用,資源回收桶就會很佔空間。

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⑷TRIZ 理論改善的策略與方法:應用工程矛盾矩陣中 39 個工程參數解決問題 ,也就是說在這個改善過程中,利用矛盾矩陣的「If there is a mean,then Parameter A improves, but parameter B worsens」邏輯格式如表 4.2,來呈現 A 、

B 兩個參數矛盾與衝突的關係, 藉由對照 40 發明原則來找出最佳解。

表 4.2 資源回收桶自動分類問題轉化成 IF…THEN…BUT 的邏輯格式 IF 情境模擬 如果資源回收桶依照各種不同種類的容器,製作

成不同的資源回收桶,則需要很多不同的資源回 收桶。

THEN 改善參數 資源回收桶以其外觀形狀作為辨識容器分類的標 準,則容易辨識、容易分類,可以節省資源分類 時間。

參數 12—形狀

參數 25—時間的損失 參數 33—使用方便性

BUT 惡化參數 但是會增加資源回收桶的體積而占掉較多的空 間,並且會增加資源回收桶的複雜性,產生維修 問題。

參數 8—固定物件體積 參數 36—裝置複雜性

由上表的改善參數 12、25、33 與惡化參數 8、36,對應 39x39 的矛盾矩陣 表,將會找到適用的發明原理,簡表如表 4.3 所示。

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表 4.3 資源回收桶問題對應矛盾矩陣表

惡化參數 改善參數

8 36

固定物件體積 裝置複雜性

12 形狀 2,7,

35

1,16, 28,29

25 時間的損失 16,18,

32,35

6,29

33 使用方便性 4,18,

31,39

12,17, 26,32

2.物理矛盾與分離方法:

雖然要解決物理矛盾是採「分離」方法,然而四種分離方法也須對應 40 發明原理,所以物理矛盾與技術矛盾是互相關聯,因此可以彼此轉換,使問 題可以更明確且容易解決。

⑴問題分析:此研究將資源回收桶分成常見的四大類,希望資源回收桶分類功 能強,但卻不要過大而佔太多的空間。

⑵目標:希望資源回收桶能同時容納四類容器,但其體積又不要太大。

⑶矛盾衝突點:因為需要回收的容器種類分為四類(紙類與鋁箔包、塑膠類、

金屬類、玻璃類),然而資源回收桶若同時要裝下這四類的容器,勢必其容 量要夠大,但礙於空間限制,資源回收桶的體積又不要太大,如圖 4.10 所

示。

圖 4.10 資源回收桶的矛盾衝突 資源回收桶容

量越大越好

資源回收桶體 積越小越好

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⑷TRIZ 理論改善的策略與方法:依據四種分離方法,此問題可應用「空間分 離」, 其可對應到 40 發明原理的第 1 分割原理、第 2 抽取原理、第 3 局部 原理、 第 4 非對稱原理、第 7 巢狀原理、第 13 反向操作原理、第 17 多維 化原理、第 24 中介物原理、第 26 複製原理、第 30 彈性膜原理。物理矛盾 的解決步驟流程如圖 4.11 所示。

轉化

對應發明原理 應用

圖 4.11 資源回收桶物理矛盾的解題步驟

⑸解題步驟:整合技術矛盾與物理矛盾兩者的解決方法,找出最終解決方案。

步驟一、分析問題:將待解決的問題(利用資源回收桶與容器的外觀條件改善資 源回收),轉化成 TRIZ 標準問題的類型,就本研究而言,分析其矛盾 狀態決定為技術矛盾與物理矛盾。

步驟二、對應矛盾矩陣:關於技術矛盾問題在矛盾矩陣表中找出對應的 40 發明 原理,與關於物理矛盾用空間分離方法對應的 40 發明原理,綜合兩者 所對應的發明原理,並結合各項發明原理延伸出的設計想法,統整如表 4.4 所示。

資源回收桶要容納四 類容器,但又不要太大 佔空間

(容量大、體積小)

確定物理矛盾狀 態(空間分離)

最佳解決方法 發明原則第 1,2,3,4,7, 13,17,24,26,30 原理

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表 4.4 矛盾矩陣對應 40 發明原理與設計理念

創新發明原理 原則內容說明 設計想法

1.分割 •將物體分成數個互相獨立的部分。

•使物體成為區段、區塊或模組化(容易組 裝與拆卸) 。

•增加物體分割的程度或數目。

將資源回收桶區 分為五大區塊(紙 類與鋁箔包、塑膠 類、金屬類、玻璃 類、其他)。

2.分離、抽出 •從物體中分離干擾的部分或性質。

•從物體中指分離必須的部分或性質。

各類資源回收桶 從原本合在一起 的一個資源回收 桶分離。

3.區域性質/局部 品質

•改變一個物體或系統的結構從均質變成 異質(非均一性)改變一個作用或外部環境 (外部影響)從均質變成異質。

•使一系統每一部分的功能都能分別處於 (局部)最適的操作條件或狀態。

•使一個物體或系統的每一部分執行不同 與/或互補性的有用功能。

將資源回收桶依 不同容器類別,分 成不同顏色的區 塊,以便容易分 類。

4.非對稱性 •使用非對稱的形式取代對稱形式。

•改變物體或系統的形狀以適應外部的非 對稱性。

•如果物體已是非對稱形式,增加非對稱的 程度。

將資源回收桶的 外形製成與容器 外形相同。

6.多功能/萬用性 •使一物體或系統能執行多種功能;消除其 他系統。

一個資源回收桶 可同時容納所有 廢容器。

7.巢狀結構 •將一物體或系統放置在另一物體或系桶 內,並可以此類推,再將這一物體放置與 另一物體內。

•將多數物體或系桶放置在其他物體或系 桶內。

•讓一物體通過另一物體的空隙。

一個資源回收桶 在內部可分成五 個區塊,以便容納 各種廢容器。

12.等效位能 •在重力場中,改變作業的狀況,以去除或 減少舉起或降低物體的必要或力量。

•在系統承受張力或壓力下,重新設計工作 環境,以消除或平衡系統之受力;或由工 作環境執行系統操作。

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13.反向操作 •不用直接的解決方法,反其道而行。

•使運動的部分靜止;使靜止的部份運動。

•將物體顛倒放置,或以相反方式操作。

16.不足或過度作 用

•如果很難以達到 100%想要的效果,就做 到更多或較少的理想效果。

將資源回收桶分 類功能簡化為 二,只分成非金屬 與金屬兩類。

17.多維化 •轉變一維的運動(物體)成二維的運動(物 體);轉變二維的運動(物體)成三維的運動 (物體)。

•使用多層(堆疊)的結構取代單層的結構。

•傾斜物體或以它的另一面安置它。

•使用既有面向的對立面向(反面)。

•投射光線到物體的鄰近區域或反面。

將每個不同種類 的資源回收桶直 向堆疊,以減少橫 向排列所造成的 空間浪費。

18.機械振動 •使物體振動或振盪

•增加振動頻率

•使用物體的本身的共振頻率

•使用壓電振動器取代機械振動

•使用結合超音波與電磁場的振盪

資源回收桶增加 振動功能,並藉由 容器的振動頻率 計算出容器重 量,資源回收桶可 依容器重量進行 分類。

24.中介物質 •在彼此不容的團體、事件或條件中,加入 暫時性的連結,使用可輕易移除的中介介 質或程序。

增加容器包裝上 相關辨識功能,並 在資源回收桶內 裝設感應器。

26.複製 •使用簡化及便宜的複製品取代不易取 得、昂貴或有弱點的物品或系統。

•用光學的複製(影像)取代一個物體或程 序。

•如果已使用可見光的複製品,可進一步使 用紅外光或紫外光的複製品。

將資源回收桶的 材質與容器的材 質相符

28.取代機械系統 •用光學、聲學、熱學及味覺系統,取代機 械系統。

•運用電場、磁場及電磁場,和物體進行交 互作用。

•使用運動場取代靜止場;結構化的場取代 隨機的場;變化的場取代固定的場。

資源回收桶增加 機械場,以便能自 動將廢容器做分 類。

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29.氣體或液體 使用氣體或液體取代固體的元件或系統。

30.彈性膜與薄膜 •用彈性的薄膜取代普通的結構。

•使用彈性膜或薄膜,將物體和外部環境隔 開。

31.多孔性材料 •使物體成為多孔性或加入多孔的元素

•如果一個物體已經是多孔性,在孔隙中加 入有用的物質或功能

將資源回收桶單 一投入口,增加為 多個投入口,以便 各類容器投擲。

32.改變顏色 •改變物體或其環境的顏色。

•改變物體或其環境的透明度。

•在難以觀察的物體或過程中,使用顏色添 加劑。

•不同輻射下,改變物體的發光性質。

改變單色資源回 收桶,使其顏色代 表各種廢容器,在 投擲時,即可依顏 色分類。

35.性質轉變 •改變系統的物理狀態。

•改變物體的濃度或一致性。

•改變彈性(伸縮性、彎曲性)的程度。

資源回收桶依各 類容器的形狀改 變。

39.惰性環境 •以惰性環境取代正常環境。

•將中性物質或添加劑加入物體中。

•在真空狀態中完成操作過程。

步驟三、定義理想最終結果:

從 TRIZ 理論中的創新發明原理,對應到有第 1、2、3、4、6、7、12、13、

16、17、18、24、26、28、29、30、31、32、35、39 發明原理,從上列的發明 原理中利用適合的第 1、2、3、4、6、26、31、32、35 發明原理,最後找出問題 的理想解。解決方案說明如下:

方案一、顏色分類法:

本方案結合第 1「分割」原理、第 6「多功能/萬用性」原理和第 31「多孔性 材質」原理,先將資源回收桶分成四大區塊,再利用第 3「局部性質」原理和第 32「改變顏色」原理,改變資源回收桶外觀的顏色,分為兩個步驟說明如下:

1.「分割」、「多功能/萬用性」和「多孔性材質」—第 1、6 和 31 發明原理 資源回收桶以不鏽鋼材質製成,將原本分散的個體合而為一,再將資源

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回收桶的內部分成四大區塊,分別是紙類與鋁箔包、塑膠類、金屬類、玻璃類 ,先解決目前資源回收桶體積過大,太占空間的問題。

2.「局部性質」和「改變顏色」—第 3 和 32 發明原理

將容器瓶蓋或瓶身的顏色,與資源回收桶的分類區塊顏色統一,例如紙類 與鋁箔包容器的瓶蓋或瓶身,統一皆改用黃色,資源回收桶紙類與鋁箔包的區 塊也用黃色;塑膠類容器的瓶蓋或瓶身,統一用藍色,資源回收桶塑膠類的區 塊也改用藍色標示;金屬類容器的瓶蓋或瓶身,統一用紅色,資源回收桶金屬 類的區塊也改用紅色標示;玻璃容器的瓶蓋或瓶身,統一用綠色,資源回收桶 玻璃類的區塊也改用綠色標示。因此,當我們在投擲容器時,即可依照資源回 收桶與容器的顏色判斷,則可提高正確率,資源回收桶的示意圖,如圖 4.12 所示。

圖 4.12 顏色分類資源回收桶示意圖 金屬類

玻璃類

塑膠類 紙類與鋁箔包

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