有別於一般工廠自動化，家庭自動化的技術發展必須同時考慮技術與人機互動問 題，隨著科技發展雖然許多自動化的個別技術已趨成熟，然而今日的家庭自動化應用 卻仍未見蓬勃發展，這其中必然存在未解決的系統矛盾（不論是科技或社會）。從系 統生命的發展階段分析，每一個系統會經歷四個時期(Altshuller, 2006)：
第一時期：選擇系統元件 第二時期：元件改良 第三時期：系統的機動化 第四時期：系統的自行發展
雖然今日的自動化技術已有長足進步，但從系統生命階段分析家庭自動化系統，
它應存有突破性發展的空間。本研究目的在利用TRIZ 理論從技術創新角度探討家庭自
動化的未來技術發展趨勢，以勾勒出可能的突破性解決方案。
4-1 研究架構與流程
本研究以TRIZ 理論為分析工具（圖 12）對家庭自動化目前所面臨的種種議題與限
制，分析目前的需求存在此類系統內的矛盾關係，然後以TRIZ 提供的標準解決方案尋
找在家庭自動化發展上可能的解決方向。希望透過這些分析瞭解家庭自動化未來的發 展趨勢。
圖12 研究架構
圖13 為本研究之研究流程，首先經由文獻探討整理出現今家庭自動化所面臨的限
制因素，然後利用TRIZ 理論分析並探索可能的解決方案，以取得未來的發展趨勢。TRIZ 分析流程首先將由文獻探討所整理的問題加以定義並分析其功能結構與需求，然後將 其需求公式化至獲得一般性問題描述。獲得問題描述後，首先檢視各需求條件間是否 有明顯矛盾關係存在，若是存在矛盾關係，則以矛盾矩陣分析可能的創新法則並評估 其可行性以取得可能的解決方案。若難以直接找出其矛盾關係，則另外對系統需求以 Su-field 分析其模型，輔以「76 標準解法」建構可能的有效率系統。
文獻探討
76標準解法 40創新法則
Su-field 分析
方案分析 矛盾矩陣
TRIZ
結論與建議 問題定義 重點需求項目/
限制因素
圖13 研究流程
4-2 問題定義與分析
根據2-4 的整理我們瞭解到現今家庭自動化的發展上面臨如下的限制因素：
一、 標準化 二、 使用者介面 三、 技術可接受性
四、 使用者導向 五、 業者動機 六、 隱私問題 七、 成本
八、 消費者的瞭解
其中我們將「使用者介面」、「技術可接受性」與「使用者導向」等因素歸類為
「有效的操作環境與介面」，因而將影響家庭自動化技術發展的限制因素歸類為：「標
準化」、「有效的操作環境與介面」與「隱私問題」。圖14 整理出家庭自動化的功能
（問題）關係，現今家庭自動化的實現主要是借助家庭網路的互通網連結家中所有設 備以達到資訊互享的目的，而家庭網路在居家環境中進而衍生出「操作環境效率」、
「網路裝設與維護」、「網路安全與隱私」等問題。問題分析中可以看出「標準化」
是建構有效家庭網路必要的條件之一，強勢標準化的形成雖然有技術問題必須克服，
但其形成主要仍依賴具市場影響力之廠家的因應與推動而形成所謂的業界標準，因此 在「標準化」問題上廠商之市場影響力反而較具決定性因素。
從上面問題關係分析，要改善家庭自動化限制因素吾人必須針對「操作環境效 率」、「網路裝設與維護」、「網路安全與隱私」等問題提出解決方案。以下各小節 即針對此三問題各別利用TRIZ 分析其可能的解決方案。
{
圖14 家庭自動化問題關係
4-2-1 操作環境效率
影響家庭網路操作環境效率的因素首推使用者介面。對家庭成員而言，家庭網路 往往過於複雜，而現今的家庭網路操作大部分仍沿用傳統的電腦網路操作介面，這不 但無法提供直覺化的操作介面給使用者，使用者也往往因為複雜的操作環境而導致使 用上的失誤。從文獻探討瞭解到，現今家庭自動化的使用者介面在於無法提供有效率 的人機互動介面，圖15 以 Su-field 分析建立使用者介面的場–物模型，以描述其無效 率關係模型（以虛線表示無效率的作用）。從此模型的問題描述開始，接下來我們將 利用TRIZ「76 標準解法」分析無效率的人機介面解決方法。
人機互動 介面
使用者 裝置
圖15 人機介面 Su-field model
4-2-2 網路裝設與維護
家庭網路的建置條件是提供一個方便而穩定的裝置互連網路，目的在於將連結於 網路上的裝置能夠互相傳達分享各裝置的資訊，使各裝置能利用這些資訊進一步進行 環境狀態改變的研判進而做出適當的反應決策，提供居家環境合宜的調整與控制。從
有效功能關係分析得到圖16，要提供一個有效率的家庭網路連結，我們必須加強達到
「裝置間資訊分享」、「建置容易度」與「穩定性」等要求。
容易建置 有效率的
家庭網路
高穩定性 裝置間資 訊分享
圖16 家庭網路裝設與維護的需求條件
4-3 問題的解決方案
4-3-1 「操作環境效率」解決方案分析
從操作環境的人機介面Su-field 模型分析（圖 15）我們透過系統模型的完整性、效 率與有害作用等方向分析問題與其解決方案。利用TRIZ 分析軟體 CREAX INNOVATION SUITE 3.1 (CREAX)我們自 Su-field 模型獲得改善該低效率系統的可能標準解法（表 4），
然後以圖11 之分析流程為基礎分析各解法在此系統問題上的適用性。
表5 為本研究從分析流程所歸納的解決方案結論。
表4 「操作環境效率」問題標準解法（已刪除重複項目）
標準解法 說明
1.1.2 5.1.1.6
Incorporate an internal additive (which may be temporary) into either of the substances.
1.1.3 5.1.1.3
Incorporate an external additive (which may be temporary) into either of the substances.
1.1.4 Incorporate an external additive from the surrounding environment (which may be temporary) in either of the substances.
1.1.5 Incorporate an external additive which is a replacement, modification or
decomposition of the current external environment (which may be temporary) in either of the substances.
1.1.8.1 If a selective action is required (e.g. maximum in one place, minimum in another), and the field is sometimes too high, add a substance to protect the system from the extremes.
1.1.8.2 If a selective action is required, and the field is sometimes insufficient add a substance which interacts with the field to produce a localised effect to suit the selective
requirements.
5.1.1.1 Add 'voids' to one or both of the substances.
5.1.1.4 If there are restrictions on the quantity of additive allowed, use a small quantity of a very active one.
5.1.1.5 If there are restrictions on the quantity of additive allowed, selectively concentrate the new substance into just those parts of the object that need it.
5.1.4 If there are restrictions on the quantity of substance allowed, use foams or inflatable structures.
5.1.1.8 If there are restrictions on the use of new substances, introduce a substance which can later be decomposed.
5.1.1.9 Make the added substance by decomposing the external environment.
2.2.5 2.4.9
Transition from a uniform or disordered field to non-uniform and/or ordered fields (which may be time variant, permanent or temporary).
2.1.1 Improve the efficiency of a system by transforming one of the substances of the current system into an independently controllable Su-Field.
2.1.2 2.4.11 2.4.12
If there is a control problem, add a second, more controllable Su-Field.
2.4.2 Use ferro-magnetic particles.
2.4.5 Use magnetic additives.
2.4.3 Use magnetic fluids.
2.4.4 Use ferromagnetic substances in conjunction with a segmented or porous structure.
2.4.6 Add magnetic elements to the external environment.
2.4.7 Improve control by making use of physical effects associated with the magnetic substances.
2.4.10 Use a time-varying magnetic field, matching natural rhythms in the system.
4.1.1 Modify the system so that there is no need to make the detection or measurement.
4.1.2 Make the detection or measurement on a copy, image or replica of the object.
4.1.3 Transform the problem into one involving successive measurement of changes.
4.2.1 Enhance an existing or add a new field to provide an easily detectable parameter related to the parameter required to be measured or detected.
4.2.2 Include an easily detectable internal or external additive (and possibly a new field to assist the detection or measurement).
4.2.3 If it is not possible to modify the system, then introduce an easily detected additive or object to the external environment (and possibly add a new field to assist the detection or measurement).
4.2.4 If it is not possible to introduce an easily detectable additive into the environment, obtain them by changing something already in the environment (and possibly add a new field to assist the detection or measurement).
4.3.1 Make use of physical, chemical or biological effects present in the system to help make the measurement.
4.3.2 Use resonance in all or part of the system such that a change in the resonant frequency helps to make the measurement.
4.3.3 Attach something (possibly already in the environment) to the system and use changes in it's resonant frequency to make the measurement.
4.4 Introduce a ferromagnetic substance (solid or particles) to the system or it's
surroundings, and use a magnetic field to help make the measurement or detection.
4.4.5 Use physical effects associated with ferromagnetics (Curie Point, Hopkins, Barkhausen, etc).
1.1.6 If you are trying to achieve a minimum action and can't, apply a maximum action instead and remove the surplus.
2.2.2 5.1.2
Increase the segmentation of one or both of the substances.
2.2.3 Transition one or both of the substances from solid to hollow to multiple cavities to porous capillaries.
2.2.4 2.4.8
Make the system more flexible or adaptable (transition from no to one to several joints and on to completely flexible structures.
2.2.6 Transition from uniform or dis-ordered substances to ones which are non-uniform and/or ordered (and may be time variant).
5.1.1.7 Apply the action to a copy of one or both of the substances.
5.1.1.9 5.5.1 5.5.3
Decompose one of the substances or the external environment.
5.5.2 5.5.3
Combine elements from a lower structural level.
5.3.1 Employ a phase transition in one or both of the substances.
5.3.2 Employ substances in which the phase transition occurs during the delivery of the useful function according to the operating conditions.
5.3.3 Use the physical phenomena occurring during the phase transition.
5.3.4 Replace a single phase state with a dual phase state.
5.3.5 Introduce physical or chemical interactions between the different phases of the system.
5.4.1 Use reversible phase transitions (or use any reversibility hysteresis) to improve the functionality of the system.
5.4.2 If a weak input needs to be turned into a large output, place the transforming substance at or close to its critical condition, such that the input acts as a trigger.
3.1.1 Combine the system with another to form a bi- or poly- system.
3.1.2 Improve bi- or poly- system efficiency by increasing the number and/or quality of the links between system elements.
3.1.3 Improve efficiency by increasing the differences between system components.
3.1.4 Integrate systems and reduce auxiliary components, and look to combine with other systems at a higher hierarchical level.
3.1.5 Distribute incompatible and/or 'opposite' properties among the system and its parts.
2.3.3 If two actions are required, but they are incompatible, one action should be performed during pauses in the other.
表5 「操作環境效率」解決方案
項次 解決方向 參考之
標準解法 1 使用隨身之遙控裝置增進操作介面使用之方便性（例如手機或
具輸入功能的遠端顯示器）。
1.1.2, 1.1.4, 1.1.5, 2.1.2, 2.4.11, 2.4.12
2 導入更多的輸入出媒介（例如觸控面板）。 1.1.7
3 利用影像、聲音辨識等作為輸入媒介，或相反地以影像或聲音 作為輸出方式。
5.1.1.1
4 使用折疊式顯示器或鍵盤以減小設備體積，方便攜帶。 5.1.4
5 將部分困難的操作從原操作環境分離，由專家透過特殊裝置或 從遠端提供協助。
5.1.1.9
6 利用隨身遙控裝置或其它感測裝置偵測使用者身份與位置，以 增加裝備操作時系統對使用情境的瞭解。
2.4.1
7 不同的控制環境（功能）使用不同的控制機制，例如客廳與臥 2.2.2, 5.1.2
室的使用情境不同，因此可以採用不同的控制機制。
8 自動學習並記憶使用者的操作情境模式，以適應不同的使用者 習慣。
2.2.4, 2.4.8
9 以模擬方式提供使用情境的操作結果，讓使用者預先瞭解其操 作的結果是否滿足預期，增加使用者的信心與學習容易度。
5.1.1.7
10 在控制系統中整合不同的輸入方法（例如語音、影像、鍵盤、
位置與情境分析…），並加強各輸入子系統的交互參照，以加 強系統判斷操作者意圖的正確性。
3.1.1, 3.1.2
4-3-2 「網路裝設與維護」解決方案分析
在進行「網路裝設與維護」解決方案分析之前我們必須先剖析此問題的主要形成 因素有那些。參酌文獻探討結果與相關網路技術分析，本研究將影響「網路裝設與維
在進行「網路裝設與維護」解決方案分析之前我們必須先剖析此問題的主要形成 因素有那些。參酌文獻探討結果與相關網路技術分析，本研究將影響「網路裝設與維