TRIZ 發明問題解決理論

一般我們解決技術或經營、管理的問題，初始常會找一群相關的人來做腦力 激盪（Brain Storming）。雖然有些時候也會有不錯的結果，但更多時候是流於天 馬行空的跳躍式思考。討論也是發散式的，無法聚焦，解決問題的手法更常是 Trail & Error 的形式。而且人思考的方式，也常有跳脫不了以自己有限經驗累積 的慣性思維的窠臼。

AltshulIer 研究了近二十萬個專利，歸納出專利發明的共同性、重複性創新性 思維的邏輯。在手法上，將特定問題抽象化後，找出一般性問題的通解，在將其 解法專屬化，套入特定參數，而找到原始特定問題的解決方案。TRIZ.提供了一 套經過驗證的邏輯手法，以人類累積的智慧精華為參考方案，來解決創新性的問 題。就像我們以代數方程式或微積分的通解，去尋找特定打程式的答案，不會落 入人心的偏執 (Bias)或思維的惰性，也不用試誤法，就可以很快找到解答。這是 我們運用前人智慧的成果。人類累積了幾萬年的知識，但是近兩百年的發展，遠 遠超過前面的總和，尤其是最近二十年，知識的累積，更呈爆炸性的成長。這並 不是說，現代人的IQ 一定比前人來得高，而是我們的發展是築基於前人的智慧。

但在浩瀚的資訊海上，如何萃取我們需要的有用資訊，需要方法，而TRIZ 正提 供其中一種相當有效的方法。

T、R、I、Z 四個字母 ，是由俄文辭彙「Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch」

的四個字母開頭縮寫而成，意思是「發明問題、解決理論(Theory of the Solution of lnventive Problems)」。主張發明問題正如同其他工程類問題，是可經由編碼、分類 及方法化等方式解決。TRIZ 發明者 Genrich Altshuller 1926 年出生在前蘇聯，他在 14 歲時產出了自己的第一個發明，隨後接受正規教育成為一位機械工程師。他 在 1946 年進入蘇聯海軍專利局從事專利歸檔的工作，他的主要職責是協助發明 人填寫專利證書，但由於 Altshuller 本人就是一位天才的發明家，因此別人常常 請他幫忙解決創新發明過程中遇到的問題。引發他思考發明創新是否可以被預期 的一種創造性思維之系統模式的結果，並經由實際的專利分析經驗得到了發明問 題的解決答案，他研究了近二十萬個專利，歸納出專利發明的共同性、重複性和 創新發明性思維的邏輯，他將研究的成果經由分類及記錄，彙整出心得。他的工 作成果奠定了 TRIZ 的理論基礎，並為日後開發的發明問題解決理論打下了基 礎 。

定義工程問題

利用灰關聯分析找出改進 的參數與避免惡化的參數 應用層級分析法辨識問題

的關鍵指標與權重 建立原始序列分析矩陣

對應矛盾矩陣 找出創新原則

應用類推思考 研擬解決方案

滿足可比性

進行數據前處理(改良式)

計算灰關聯係數(改良式)

計算灰關聯度

目前世界各國紛紛引進TRIZ(中國、韓國、日本、台港、印度、西班牙、德 國、英國、澳洲等)；並透過大量學習方式提升企業內部研發人員的創新發明能 力；各地也紛紛成立 TRIZ 相關組織進行各項 TRIZ 研究與推廣活動。最近許多 文獻實證顯示TRIZ 也與其他工具整合，例如 SixSigma、QFD、Taguchi Method、

QC Story，TQC 等並產生了顯著的綜效。

對建築工程而言，創新主要是為了解決工程問題並提升工程附加價值，但這 往往源自腦力激盪法或由經驗教訓中所習得的，多半缺乏系統性。為此，田耀遠、

陳信強於 96 年建築學報發表《TRIZ 應用於建築工程創新之研究》，引入創新問 題解決理論，探討TRIZ 理論在建築工程創新可能之應用，並以層級分析法及灰 關聯分析法，將TRIZ 在運作上一些待改進的空間，例如在矛盾參數(contradiction parameter)的辨識上仍被主觀判斷所主導等問題，而建構一了套 TRIZ 的運作模 式，將實務問題予以客觀地定義與轉換，以利於求取適切的發明原則，並透過類 推思考以規劃出問題突破方案。最後，並透過建築工程常見的預力混凝土與支撐 系統等案例，驗證此模式的有效性並演繹其運作說明。

該研究根據TRIZ 理論、層級分析法、灰關聯分析以及改良式的數據前處理 法與灰關聯係數，建立TRIZ 的運作模式，如下：

圖 4-1 整合式 TRIZ 運作模式

資料來源：中華民國建築學會第十八屆第一次建築研究成果發表會論文集

第四章 TRIZ 理論與創新原則

本運作模式首先定義工程問題，並藉由層級分析法找出關鍵指標及其權重，

而這些權重就是後續計算灰關聯度時的kα值。接著，透過灰關聯分析找出在該 工程問題中最需要改進的工程參數以及最需要避免惡化的工程參數。最後，套入 矛盾矩陣辨識所建議的創新原則，並經過類推思考等過程得到最後的解決方案。

以預力混凝土的使用性而言，一般會希望其達到「高強度」、「輕重量」、「小 斷面」、「高品質」以及「方便施工」等特性，將此等特性當成關鍵指標並藉由 AHP 層級分析法計算出相對權重，接著經過灰關聯分析的結果，可得最需要改進 的是工程參數 14(強度)，而最需避免惡化的是工程參數 16(非移動物體的面積)，

經由矛盾矩陣可得到創新原則 9(預先反作用)、創新原則 28(系統替代)與創新原 則40(複合性材料)。若採用創新原則 9 進行類推思考，則可能得到預力混凝土為 解決方案。(工程參數編號及創新原則，請參考附錄四)

經過同樣的程序，在支撐系統方面可以得到「長度足夠」、「高強度」、「方便 組裝」、「節省成本」、「節省勞力」等指標及其權重，並透過灰關聯分析得到最需 要改進的是工程參數39(生產力)，而最需避免惡化的是工程參數 4(非移動物體的 長度)，經由矛盾矩陣可得到創新原則 7(套疊)、創新原則 14(曲線與曲面化)、創 新原則26(複製)與創新原則 30(柔化)。若採用創新原則 7 進行類推思考，則可能 得到調整型鋼支撐為解決方案。

發現新問題

尋找需求

功能轉移 合併重組 消除減少

價格、親和、感動

發明問題

分析問題構成因素

TRIZ

發明流程

篩選重要因素

層級分析與灰關聯

YES

體驗互動 確認問題

存在意義

優勢

YES

NO NO

發散聯想、逆向思考、萃取新知、探究原因

複雜程度 技術問題

創意原則

YES NO

問題解決 原型製造