本章將先對環保修正帶的背景做一介紹,再描述運用 TRIZ【12】所欲解決 的問題,進而說明本研究對環境保護有何貢獻、研究動機與目的,最後再對後 續各章節做一概要的介紹。
1.1 研究背景
隨著科技的進步與工業的發達,各種的工業產品為人類帶來了莫大的方便 與福祉。但是,當人們在享受這些文明生活的同時,全球生態環境卻逐漸遭到 破壞。例如臭氧層的破壞、全球溫室效應、酸雨、光害與煙霧、生態平衡的破 壞、河川及海洋的污染、沙漠化及固態廢棄物等,將嚴重影響人類的生活以及 後代子孫的生存。所以,資源的濫用將造成地球貴重資源的枯竭【13】。
約在 1990 年代之前在文具用品中廣為使用的修正液,因其中使用揮發性有 機物環己烷或甲基己烷為主要溶劑,這些溶劑引起之污染問題,陸續被先進國 家禁用。1990 年代之後,修正帶的設計逐漸的取代修正液的使用,如此可以大 大降低因揮發性有機物引起之污染問題【14】。修正帶自 1990 年代發展至今,
產品目前已佔修正用品約三分之二之市場量,但廠商因成本與外觀考量,皆大 量使用石油提煉之工程塑膠如 ABS、PS、PP、PE 等材質製造修正帶之外殼。
因各國對於環境保護的意識高漲,各項產品的生產過程及用料都需要符合環保 概念,歐盟法規中 RoHS 與 WEEE 均在敦促所有的產品製造中禁用物質的嚴禁 使用,並提倡產品的 3R(Reuse,Recycling,Recovery)概念【19】,所以如何設 計一個符合綠色創新設計的新一代環保修正帶是被大家所期許的。本研究將提 出一運用 TRIZ 系統創新方法來改善現存修正帶僅止於外觀、使用帶長與成本 考量之產品結構設計所造成資源浪費與環境污染的問題。
1.2 研究動機與目的
Ferrendier 等人【1】指出,大部份產品之開發成本與環境衝擊大小的百分 之七十到八十,在研究發展的階段就已經被決定,要達到永續發展的目標,必 需改善環境效率與善用大地資源。
在產品設計中最重要的仍是顧客導向(customer attributes),產品設計必需求 新求變才能迎合消費者的興趣和購買,但最重要課題仍是如何讓設計出來的產 品能夠兼顧環境保護與顧客需求【15】。目前有關市售辨公文具用品之修正帶大 多著重於外型、帶子長度的創新設計和如何降低生產成本的議題上,顯少企業 願意投入綠色設計的概念以保護地球日漸枯竭的資源。創新已是時代潮流,只 靠低勞力成本無法取得長期優勢,創新將成為企業生存發展的必要條件,能兼 顧環境保護的創新者將是未來產業發展的最大贏家。
『每當一個石破天驚的創新發明出現,很快就會別人將之改良成為複製生 產的方法,以求得最大經濟報酬』【21】。一個好的構想和概念才是價值所在,
而生產所需的相關技術只是來達成構思的工具而以,本論文指導教授沙永傑教 授即一語道破:『創造市場價值或產品價值最重要的部份,技術是達成構想的工 具,真正有價值的東西是我們的想法與構想』【16】。
每個產品都有它們自己的故事,從概念的形成到生命結束為止,其中過程 的精彩度不亞於名人傳記。以 3M 便利貼為例【21】:一個 3M 的工程師在 1960 年代意外發明的產品,但到了 1970 年代,又由另一個工程師發現它的新用途。
原本想要研發一種超強黏劑的工程師,卻得到一個即使重複黏貼也不會失去黏 性,更不會破壞被黏貼的物體表面的產品。多年後,當初他發明的技術被另一 位工程師重新運用,貼在紙搞、桌子及牆壁上,並用鮮明的黃色來提醒使用者 要注意的事項。便利貼在 1980 年代初問世時,正好也是個人電腦誕生,一般人 思考模式大轉變的時代,而便利貼的誕生不僅帶來方便性與實用性,同時這樣
的概念所發展的產品又能兼顧環境保護,所以它的創新發明影響了全世界,而 且在往後的數十年甚至數百年可能依然存在。
蘇聯發明家 G. Altshuller 於 1946 年提出 TRIZ(Theory of Invention Problem Solving)系統化的創新方法,提供一些創新發明者有系統解決技術層面(工程領 域)的創新問題,已經有大量成功驗證的案例。TRIZ 的基本概念可由圖 1-1 來 表示,當我們碰到某一特定問題時,可能會以自身的經驗、已具備的技能或是 由眾人腦力激盪法的方式來尋求此問題的特定解答(如圖中虛線箭頭所示)。然 而這樣的過程會受限於參與者本身的知識背景及經驗,甚至文化或人為心理因 素亦會有所影響,因此 TRIZ 的想法為先將此特定問題轉換成一般性問題,經 由分析大量的專利或是案例而建構的 TRIZ 工具可由一般性問題輕易的找到一 般性解答,使用者只需將一般性解答轉換為該特定問題的特定解答即可(如圖中 空心箭頭所示)。
一般性問題
特定問題 特定解答
一般性解答
圖 1-1 一般化的 TRIZ 解題程序【2】【22】
以 TRIZ 理論中被廣泛使用的 40 項發明原則(40 Inventive Principles)為例,
40 項發明原則是根據大量的專利檢索而將專利的創新想法歸納成四十個抽象 的解答,其解決問題的程序就如圖 1-2 所示。當使用者欲解決一個技術上的矛 盾時,必須先將此一特定的問題藉由 39 工程參數(39 Parameters)轉換成一般性(
標準性)的問題,而矛盾矩陣(Contradiction Matrix)這項工具可以根據 39 工程參 數所描述的一般性問題建議使用者優先考慮數個以創新法則表示的一般性問題 的解決方向,從而思考此一特定問題的解答。這樣一套系統化的方法可以有步 驟的去解決發明性的問題,而藉由矛盾矩陣的應用,使用者不必逐一檢視四十 個發明原則,大大節省了解決創新問題的時間。
以 39 參數描述 的一般性問題
特定問題 特定解答
以 40 發明原則表 示的一般性解答 矛盾矩陣
圖 1-2 四十項發明原則的解題程序【22】
TRIZ 的另一項技術演化趨勢(Trends of Evolution)則是以完全不同的角度 來思考,使用者不需要知道系統中的問題,只需檢視目前系統的狀態,將之以 不同階段的各個抽象化演化趨勢作描述,即可根據各演化趨勢預測系統未來的 變化,如圖 1-3 所示。
以數個演化趨 勢描述現狀
目前的系統
預測系統未來 的變化 分析演化趨勢
的變化
圖 1-3 演化趨勢的應用程序【22】
本研究的目的乃是要整合 TRIZ 系統創新方法理論與綠色設計概念的方法 並發展一套「綠色創新產品開發流程」模式來設計符合環境保護的修正帶並提 出專利申請,一方面提升企業的競爭能力,亦可改善產品的環境效率和環保概 念。
1.3 研究範圍
隨著科技的進步與工業的發達,各種的工業產品為人類帶來了莫大的方便 與福祉,但在方便和福祉的背後卻隱藏著對生態環境的破壞,生態環境是人類 永續發展最重要的基礎,人類的生存必須依賴自然環境,破壞生態環境不但造 成地球資源的耗用甚至生物滅絕,如此國家與企業的發展也難以維繫【13】。
本研究之研究範圍聚焦於文具辦公日常用品的環保修正帶,改變大量使用 石油提煉之工程塑膠的型態,並以 Altshuler 研究整理歸類推導出來的方法:功 能屬性分析(FAA)、簡約設計(Trimming)與演化趨勢(Trends of Evolution)等結合 綠色設計概念發展新一代環保修正帶的設計,使其除方便使用外,更能符合綠 色產品的訴求。
1.4 研究架構
本研究的各章節內容概述如下:
第一章 緒論
包含本論文研究背景、動機與目的、研究範圍,同時對本文架構簡單 介紹。