四十項發明原則、技術矛盾與物理矛盾

不同於一般創新方法對矛盾的妥協，承認矛盾的存在與解決矛盾是萃思 (TRIZ)的中心思想，萃思(TRIZ)也提供問題解決者許多工具來解決矛盾。本小 節依序介紹萃思(TRIZ)工具中最常被用來解決矛盾問題的四十項發明原則、技 術矛盾以及物理矛盾等三種工具。

(1)四十項發明原則：

Altshuller 分析幾十萬件專利後，觀察出發明的想法會依循著某些原則，在經 過整理與歸納後，總共提出四十項發明原則(參照附錄一)。四十項發明原則 可搭配矛盾矩陣使用，若是使用者無法定義改善參數或是惡化參數，則可以 按照四十項發明原則在矛盾矩陣出現頻率高低【4】，依序檢視四十項發明原 則。

(2)技術矛盾：

特定問題 特定問題解答

萃思(TRIZ) 一般性問題

關連運算子

萃思(TRIZ) 一般性解答

技術矛盾的問題通常發生在系統內部裡兩個不同參數相互衝突的時候，例如 設計汽車時，想要汽車加速度快，但又不想增加引擎重量。面臨技術矛盾問 題時，便可使用矛盾矩陣解決問題，矛盾矩陣是一個二維矩陣，縱軸表示為 使用者想要改善的參數，橫軸則是表示改善特定參數後，所可能造成其它參 數惡化，矩陣內部的數字為發明原則，此表示在不同改善參數及惡化參數的 組合下，萃思(TRIZ)所建議使用的發明原則。矛盾矩陣參數是萃思(TRIZ)的 研究者經由檢視專利後，整理出的 39 個參數，這 39 個參數可供使用者定義 問題的改善方及惡化方，例如想改善移動物體的重量，但可能會造成物體移 動速度的惡化，則此組矛盾所對應的發明原則為 2、8、15 與 38，使用者可 根據矛盾矩陣建議使用的四項發明原則來思考是否能找出適合的解決方案。

表 2.3 矛盾矩陣(部分)【6】【44】

2.1.4 萃思(TRIZ)理論與萃思(TRIZ)工具更新

萃思(TRIZ)理論架構建立在分析機械領域相關專利的研究之上，但由於時空 環境變遷，當今世界的機械系統所佔有的發明專利比例明顯下降，而電子系統與 數位資訊系統佔有的發明專利比例則是不斷上升；由於環境意識增加，因此設計 產品時，會考量產品對於環境影響；消費者不再只注意產品功能，產品風險性評 估也是消費者考量的一點。基於上述原因，萃思(TRIZ)可能需要被檢視是否仍可 以協助人們進行創新思考，因此Mann與Dweulf【22】從1985年開始檢視專利，

直到2002年共檢視150,000件專利，分析與彙整後，Mann與Dwulf更新萃思(TRIZ) 的資料庫，並提出三項研究成果：

(1)各發明層級發明比率的變化

(2)將原先Altshuller定義的發明趨勢由6項【7】擴展到31項 (3)增加標準解數量

Mann【21】指導32名學生驗證矛盾矩陣的有效性，驗證方法為每個學生從 美國專利庫隨機選取四項機械領域的發明專利，共分析138項的專利，分析步驟 如下所示：

(1)從美國專利庫中隨機選取近十年機械領域的發明專利；

(2)定義發明者想要改善的系統特徵以及會產生的矛盾；

(3)找出發明者使用的發明原則並與矛盾矩陣建議的發明原則比較。

根據研究數據，矛盾矩陣的有效性為48%，有效性為使用矛盾矩陣建議的發 明原則，有48%的機會找到專利發明者用來解決問題矛盾的解決方案。

Mann【23】提出新的矛盾矩陣Matrix 2003(Matrix 2003具有48個工程參數)，

以及四十項發明原則在Matrix2003出現的頻率排名。並且比較傳統矛盾矩陣與 Matrix 2003使用四十項發明原則頻率的比較，比較結果如表2.5所示

表2.4 四十項發明原則出現次數比較表【23】

發明原則出現次數排序

發明原則 傳統萃思(TRIZ) Matrix 2003 改變

1 分割 3 7 -4

2 分離 5 5

-3 局部品質 12 2 10

4 非對稱性 24 10 14

5 合併 33 12 21

6 多功能 20 27 -7

7 巢狀結構 34 17 17

8 反重力 32 37 -5

9 預先的反作用 39 24 15

10 預先作用 2 8 -6

11 事先預防 29 39 -10

12 等位能 37 19 18

13 逆轉 10 3 7

14 曲度 21 15 6

15 動態性 6 14 -8

16 不足或過多的作用 16 28 -12

17 轉變至新的空間 19 9 10

18 機械掁動 8 25 -17

19 週期性動作 7 11 -4

20 連續的有用動作 40 40

-表2.4 發明原則出現次數比較表（續）【23】

發明原則出現次數排序 發明原則

傳統萃思(TRIZ) Matrix 2003

改變

21 快速作用 35 32 3

22 將有害變成有益 22 36 -14

23 回饋 36 33 3

24 中介物 18 6 12

25 自助 28 13 15

26 複製 11 23 -12

27 拋棄式 13 35 -22

28 機械系統替代 4 4

-29 使用氣體或液體 14 26 -12

30 彈性殼和薄膜 25 22 3

31 多孔材料 30 16 14

32 顏色改變 9 21 -12

33 同質性 38 38

-34 丟棄與復原 15 31 -16

35 參數改變 1 1

-36 相轉變 27 30 -3

37 熱膨脹 26 20 6

38 使用強氧化劑 31 34 -3

39 鈍性環境 23 29 -6

40 複合材料 17 18 -1

藉由表2.5可以發現合併(發明原則5)的排名上升幅度最大(由原先在傳統矛 盾矩陣排名33，上升至Matrix 2003的12名)，Mann認為此現象與系統整合在目前 的世界中為主流趨勢有關，其它發明原則的排名差異也與目前當今世界的發明趨 勢有關係。

Mann【24】從美國專利庫抽取了 2003 年後的一百件專利，比較 Matrix 2003 與矛盾矩陣的有效性，每件專利的發明層級必須屬於 Altshuller 定義發明層級裡 的層級三與層級四，專利的分析步驟與 Mann【21】相同，最後的研究結果顯 示，Matrix 2003 的有效性為 96%，而矛盾矩陣的有效性為 27%，從數據可以發 現 Matrix 2003 的適用性比矛盾矩陣高。

Mann【21】、Mann【24】分別對矛盾矩陣的有效性進行驗證，經過驗證 後，矛盾矩陣的有效性差異相當大(48%與 27%)，Mann 指出造成此差異的原因 可能與抽樣樣本的選取有關，Mann【21】主要針對機械類別的專利進行抽樣，

而 Mann【24】則是不限定專利類別的隨機抽樣，而 Mann 指出這顯示矛盾矩陣 對於傳統機械系統問題的解決確實有所幫助，但目前的世界裡，機械系統所佔 有的發明專利比例已不若二十幾年前來的高，因此我們需要一個新的矛盾矩陣 幫助我們解決機械系統以外的問題，Matrix 2003 經過驗證後，其有效性高達 96%，確實可以幫助解決創新時所遇到的問題。

由上述的文獻探討可得知，從 Altshuller 自 1946 年提出萃思(TRIZ)理論，

經過 Altshuller 與其他人的努力，萃思(TRIZ)成為一套能幫助人們進行系統化創 新思考的方法，其理論與工具可說是相當的成熟，但隨著時間的流逝與科技的 演進，萃思(TRIZ)所能解決的問題是越來越有限，為了讓萃思(TRIZ)能跟著時 代一起演進，並適用於解決各種領域的問題，我們需要定期更新萃思(TRIZ)的 資料，以維持萃思(TRIZ)的適用性與實用性。

2.1.5 萃思(TRIZ)的應用

萃思(TRIZ)自1991年被引進西方世界後，至今已被廣泛的應用，如Chang與 Chen將矛盾矩陣結合電腦輔助設計軟體(CAD Software)，協助解決開發產品時，

可能面臨到產品功能與環境發生衝突的問題【3】；製造業有許多公司將萃思(TRIZ) 引進公司內部協助產品的開發，如MTU(專門設計以及生產飛機引擎，並提供維 修服務)使用萃思(TRIZ)協助新產品的開發，藉由萃思(TRIZ)產生大量創意，並運 用萃思(TRIZ)的分析方法對創意進行評估【29】。

萃思(TRIZ)除了可以用來協助產品開發設計外，亦可以使用萃思(TRIZ)的演 化工具分析產業技術的演化趨勢，如Zlotin【41】探討美國汽車工業的演化，並 指出根據演化趨勢，未來的交通工具應該從產生較少有害因子的電機、機械系統 演化至對環境有益並且具備電子設備的系統。

許多學者探討萃思(TRIZ)與其他問題解決方法之間的關係，本研究將相關研 究整理如表2.5所示：

表 2.5 萃思(TRIZ)與不同問題解決方法之間的關係

Stratton & Mann 作者指出萃思(TRIZ)與 TOC 都正視矛盾問題(TOC 將矛盾解釋 為衝突：Conflict)，兩個方法不同的地方在於萃思(TRIZ)是以系 統化分析的方法來解決矛盾，而 TOC 解決矛盾的方法仍然侷限 於腦力激盪【36】。

John Terninko 探討萃思(TRIZ)、品質機能展開(Quality Function Deployment, QFD)與田口方法(Taguchi method)之間的關係，作者認為這三種 方法可以一起被運用於產品設計，可先利用萃思(TRIZ)產生初 始概念，接著使用 QFD 來對於萃思(TRIZ)所產生的初始概念作 評比，最後使用田口方法決定產品細部設計的最佳規格組合

【39】。

Leslie Monplaisir et al.

提出二階段法來解決在氟化作用製造流程上所面臨的困難，首 先使用萃思(TRIZ)分析問題並提出解決矛盾的方法，接著使用 田口方法找出最佳配方，使有效產出上升【27】。

2.1.6 萃思(TRIZ)應用於非工程領域

由 2.1.5 小節可知，萃思(TRIZ)已廣泛的應用於工程領域，近年來有相當多 的人嘗試將萃思(TRIZ)應用於非工程領域。商業管理領域裡，Mann 探討如何將 發明原則、矛盾問題、物質場等萃思(TRIZ)工具應用於商業管理及組織經營

【14】；Mann 與 Domb 整理四十項發明原則對應於商業管理及組織經營的部 分應用【15】；Mann 參考戴明(W. Edwards Deming)提出的生產流程圖，仿照 Altshuller 建立矛盾矩陣的方法，建構具有 31 個參數的商業矛盾矩陣【20】。

鑑於創新的重要性，Schweizer 指出學校教育應加入創新課程，教導學生進

行創新思考，因此 Schweizer 探討如何整合萃思(TRIZ)與學校課程，使學生能 習慣進行創新思考【35】；Marsh et al.以教育的角度探討 Mann【20】提出的商 業矛盾矩陣參數與教育之間的關連性，並使用此矩陣解決美國賓州某公立學校 關於問題學生的教育方式【25】。

另外，有相當多的研究整理四十項發明原則對應於非工程領域的應用，相 關的四十項發明原則對應於各個不同非工程領域的應用如表 2.6 所示：

表 2.6 四十項發明原則對應於不同非工程領域的應用 Mann and Domb【15】 商業管理(Business Management) Terninko【40】 社會(Society)

Mann and Winkless【17】 食品開發(Food) Rea【31】【32】 電腦軟體(Software)

Retseptor【33】 微電子學(Microelectronics) Chang and Chen 【8】 生態創新產品(Eco-Innovative)

Zhang et al.【9】 服務業作業管理(Service Operations Management) Marsh et al.【26】 教育(Education)

Dourson【5】 財務金融(Finance)

Retseptor【34】 市場行銷與廣告(Marketing, Sales and Advertising) Teplitskiy & Kourmaev【38】 建築工程(Construction)

2.2 電子商務

2.2.1 電子商務定義

美國國家標準與技術委員會(NIST,1999)定義「電子商務」包括：（１）運

付；（２）以數位傳輸為基礎之任何商業交易方式，這些數字包括文字、聲音、

虛擬影像；（３）電子式之商業交易服務。

我國經濟部商業司對於電子商務的定義為：電子商務泛指任何經由電子化形 式所進行的商業活動，也可以說是電子資料的交換及加值網路（Value Added Network, VAN）利用的延伸；範圍除企業間的電子資訊交換(Electronic Data Interchange, EDI)外，還包括商品的研發、行銷、廣告及售後服務，傳送的內容 除「格式化、非結構化」的文字，典型的例子有電子郵件（E-Mail）和檔案傳輸

（File Transfer），傳送的內容包括圖形、影像、聲音等，一切與企業有關且透 過網路來溝通的所有活動，皆屬於電子商務的範圍。

（File Transfer），傳送的內容包括圖形、影像、聲音等，一切與企業有關且透 過網路來溝通的所有活動，皆屬於電子商務的範圍。