• 沒有找到結果。

改善資源回收桶內部裝置增加自動分類功能

在文檔中 中 華 大 學 碩 士 論 文 (頁 59-80)

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

4.2.2 改善資源回收桶內部裝置增加自動分類功能

一、運用技術矛盾與 40 發明原理

1.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,無法將廢 棄物自動分類,導致資源回收的工作耗時也耗力,更提高了回收成本,為響 應永續家園的政策,共同為愛護地球而努力,希望能讓資源回收工作更方便

玻 璃 類

紙鋁 類箔 包

塑 膠 類

金 屬 類

51

且精確,所以希望資源回收桶能有自動分類的功能。

2.目標: 根據資源回收桶內部的裝置與容器上的包裝,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。

3.矛盾衝突點:如果資源回收桶具有自動分類功能,那麼廢容器就可以自動被 資源回收桶分類,提高資源分類的速度與正確率,但是就會增加或改變資源 回收桶的裝置或設計,如此可能會減少資源回收桶內部裝載的容量,並增加 資源回收桶製作的成本與複雜度。

4.TRIZ 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 4.5 所示,來呈 現 A、B 兩個參數矛盾與衝突的關係,藉由對照 40 發明原則如表 4.6 所示,

來找出最佳解。

表 4.5 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 如果資源回收桶能增加自動分類系統,就

可以有效將廢容器自動分類。

THEN 改善參數 可以在資源回收桶加裝條碼辨識器、感應 器和影像辨識器等,則廢容器可被資源回 收桶自動分類,提高資源分類的速度與正 確率。

參數 23—物質的損失 參數 27—可靠度 參數 33—使用方便性 參數 38—自動化程度

BUT 惡化參數 但是如此會增加資源回收桶的裝置、成本

,且組裝不易,並且會增加維修的困難度。

參數 30—外部對物件的害 參數 32—可製性

參數 34—維修性 參數 36—裝置複雜性 參數 37—偵測/衡量困難度

52

表 4.6 資源回收桶的矛盾矩陣 惡化參數

改善參數

30 32 34 36 37 外部對物

件的傷害

可製性 維修性 裝置複雜 性

偵測/衡量 困難度 23 物質的

損失

22,30, 33,40

15,33, 34

2,27, 34,35

10,24, 28,35

10,13, 18,35 27 可靠度 2,27,

35,40

… 1,11 1,13 35

27,28, 40 33 使用方

便性

2,25, 28,39

2,5, 12

1,12, 26,32

12,17, 26,32

38 自動化 程度

2,33 1,13, 26

1,13, 35

10,15, 24

25,27, 34

二、運用物理矛盾與分離方法:

因為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。

1.問題分析:此研究將資源回收桶從目前沒有自動分類的功能,轉變為有自動 分類的功能。

2.目標:希望資源回收桶具有自動分類廢容器的功能,但不要增加過多的裝置

,以免影響資源回收桶內部裝載的容量。

3.矛盾衝突點:資源回收桶內部自動分類功能要越完備越好,但又要這些裝置 越簡單越好,以便容易操作,又不會影響資源回收桶內部裝載容量。如圖 4.15 所示。

圖 4.15 資源回收桶的矛盾衝突 自動分類功能越

完備越好

自動分類裝置越 簡單越好

53

4.TRIZ 理論改善的策略與方法:依據四種分離方法,此問題可應用「條件分 離」, 其可對應到 40 發明原理的第 1 分割原理、第 5 合併原理、 第 6 萬用 性原理、第 7 巢狀原理、第 8 平衡力原理、第 13 反向操作原理、第 14 球面 化原理、第 22 改變有害成為有用原理、第 23 回饋原理、第 25 自助原理、

第 27 可拋棄原理、第 33 均質原理和第 35 性質轉變原理。物理矛盾的解決 步驟流程如圖 4.16 所示。

轉化

對應發明原理 應用

圖 4.16 資源回收桶自動分類問題物理矛盾的解題步驟

5.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(增加資源回收桶的自動分類功能),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 於物理矛盾用條件分離方法對應的 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 4.7 所示。

資源回收桶分類功能要完 備,裝置又要簡單 (要完備、又要簡單)

確定物理矛盾狀 態(條件分離)

最佳解決方法 發明原則第 1,5,6,7,8, 13,14,22,23,25,27,33, 35 原理

54

表 4.7 創新發明原理與資源回收桶之設計理念

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。

將資源回收桶內 部分割為五大區 塊(紙類與鋁箔包

、塑膠、金屬、玻 璃、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。

5.合併 •合併空間中具相同特性的物體,或合併需 要連續操作的相關物體。

•將一致或連續性的操作,合併於同一時間 作用。

將各類資源回收 桶合併為一個資 源回收桶

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。

8.平衡力 •利用其他提供升力的物體,平衡物體的重 量。

•利用環境產生的空氣動力或液體動力,平 衡物體的重量。

•利用環境中可取得的相對力量,平衡系統 中的負面屬性。

10.預先行動 •事先對物體作部分或全部的改變。

•事先放置物體,在必要時可從最方便之處 立即發揮作用。

將資源回收桶內 部放置感應器。

11.預先防範 •事先預置緊急防範措施,補救可告度相當 低的物體。

在容器包裝上先 設置辨別容器種 類的條碼。

12.等位能 •改變工作狀態不需升降物體。

13.反向操作 •不用直接的解決方法,反其道而行。 將橫向放置的資

55

•將運動的部分或環境靜止;使靜止的部份 運動。

•將物體顛倒放置,或以相反方式操作。

源回收桶,改為直 向放置。

14.球面化 •以彎曲部分取代直線部分,以曲面取代平 面,以球體取代立方體。

•利用滾輪、球形及螺旋。

•利用離心力將線性運動變為圓周運動。

15.動態化 •改變物體或環境的特徵,使操作的各階段 都能達到最佳性能。

•假如物體固定不動,使它變為動態的。

•分割物體成為可改變相對位置的不同部 分。

將沒有自動功能 的資源回收桶,使 其有自動分類的 功能。

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。

22.將有害變成有 益

•利用有害因素—特別是環境方面—來達 到有利結果。

•將一有害因素與另一有害因素結合,抵銷 有害因素。

•增強有害運作的程度,以達到無害的狀 態。

23.回饋 •加入回饋機制以改善製程或作用。

•如果回饋機制已經存在,試著改變回饋 模式。

資源回收桶導入 RFID 技術

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 條碼辨識功能,並 在資源回收桶內

56

裝設感應器。

25.自助 •物體能自我服務、並執行輔助和修補功 能。

•利用廢棄的物質和能量。

資源回收桶裝置 自動辨識容器種 類的功能 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。

將所有容器的圖 像輸入晶片,並在 資源回收桶內裝 置晶片感應器。

27.可拋棄 •用便宜的物體,取代貴重的物體;在其他 性能上稍作妥協(如:使用壽命)。

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。

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。

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。

33.均質 •和主要物體交互作用的物體—應由同樣 的材料作成,或具相同的性質。

34.拋棄與再生元 件

•當作用完成或物體本身已無用處時,部分 物體會自動消失,或在操作過程中自動調 整。

•物體中使用過的零件,在運作過程中重新 發揮作用。

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。

將原本外觀一致 的資源回收桶,依

57

•改變彈性(伸縮性、彎曲性)的程度。 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。

40.複合材料 •以複合物質取代均質物質。

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、5、6、7、10、11、13、

15、17、18、22、23、24、25、26、28、32、34、35 和 40 發明原理,從上列的 發明原理中利用適合的第 1、2、5、6、10、11、15、18、23、24、25、26、28 發明原理,最後找出問題的理想解。本問題的解題方案所有的能源皆使用太陽能,

因此在資源回收桶上方接加裝太陽能板,為了因應天候不佳,資源回收桶內都有 蓄電池,解決方案分別說明如下:

方案一、環狀條碼識別法:

結合下列各發明原理:第 1「分割」、第 2「分離」、第 5「合併」、第 6「萬 用性」、第 10「預先作用」、第 11「預先防範」、第 15「動態化」、第 23「回饋」

和第 24「中介物質」,在資源回收桶與容器包裝上增加環狀條碼辨識系統,分為 兩個步驟說明如下:

1.「分割」、「合併」和「萬用性」原理—第 1、5 和 6 發明原理

將原本各自獨立的資源回收桶整合為一個資源回收桶,使其可以容納所有 材質的容器。將資源回收桶內部先區分成五個區塊,第一個區塊為紙類與鋁箔 包,第二個區塊為塑膠類,第三個區塊為金屬類,第四個區塊為玻璃類,第五 個區塊為其他類,若容器無法被歸於前四類時,則可歸於其他類。因為一班只 類與鋁箔包和塑膠類量較大,因此這兩區的空間較大。如圖 4.17 所示。

在文檔中 中 華 大 學 碩 士 論 文 (頁 59-80)

相關文件