第三章 萃思理論(TRIZ)
第三節 TRIZ 的主要工具
TRIZ 理論存在許多因需求與問題形式不同而異的各種分析與解決工具，底 下介紹該理論中最為常用的幾種分析解答工具(Shulyak，2002)。本文僅介紹「40 項發明原則」與「矛盾矩陣」(Shulyak，2002)。
一、ARIZ(解決創意性問題的流程方法)之介紹
ARIZ是TRIZ的核心分析工具。具有一個具體的步驟順序來解決其問題。其 基本的ARIZ演算流程主要包含9個步驟：
步驟一：分析問題
將模糊不清的問題簡單定義為簡單清楚的問題。
步驟二：分析問題模型
畫出區域內的簡單圖形，然後去評估所有的資源。
步驟三：定義理想最終結果
定義之間最核心關鍵的元件物。
步驟四：利用外部物質或場資源
利用想像力對問題進行更進一步之了解。
步驟五：利用效應庫
利用標準解和物理能資料庫結合之方法去解決問題。
步驟六：變換或重新定義問題
如果問題尚未得到解決，可以對於母系統重新定義問題。
步驟七：分析移除物理矛盾的方法 目的是檢驗問題解決之品質。
步驟八：利用已發現的解決方案
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引導新系統產生的作用，去解決其他難題。
步驟九：分析導致問題解決的各個步驟 檢驗真正的解決問題的過程。
二、40 項發明原則之介紹
40項創新發明原則是TRIZ理論中最常拿來解決問題的方法工具(蕭詠今，
2007)，其中所列舉出的創新法則，為解決系統技術矛盾問題的建議解決方向，
如表10所示。
表10
40項發明原則
四十項發明原則 四十項發明原則 分割(發明原則 1) 快速(發明原則 21)
分離(發明原則 2) 改變有害成為有用(發明原則 22) 改善局部品質(發明原則 3) 回饋(發明原則 23)
非對稱式(發明原則 4) 中介物質(發明原則 24) 合併(發明原則 5) 自助(發明原則 25) 萬用性(發明原則 6) 複製(發明原則 26) 套疊結構(發明原則 7) 可拋棄(發明原則 27)
平衡力(發明原則 8) 取代機械系統(發明原則 28) 事先的反向作用(發明原則 9) 氣動或液壓(發明原則 29) 預先行動(發明原則 10) 彈性與薄膜(發明原則 30) 預先防範(發明原則 11) 孔隙物質(發明原則 31) 等位能(發明原則 12) 改變顏色(發明原則 32) 反向操作(發明原則 13) 均質(發明原則 33)
球面化(發明原則 14) 拋棄與再生元件(發明原則 34) 動態化(發明原則 15) 性質轉變(發明原則 35)
部分或過度的動作(發明原則 16) 相變化(發明原則 36) 轉換到另一個維度(發明原則 17) 熱膨脹(發明原則 37) 震動(發明原則 18) 加速氧化(發明原則 38) 週期性作用(發明原則 19) 鈍性環境(發明原則 39) 連續的有用作用(發明原則 20) 複合材料(發明原則 40) 資料來源：「TRIZ創意40錦囊妙計」，蕭詠今，2007，頁26-104。
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本文根據 Stan Kaplan(2008)之「40 Inventive Principles With Examples」文 獻中所提出的四十項發明原則之定義與實際例子綜合整理如下(姜台林譯，
2008)：
1.分割(Segmentation)
(1)將物體分割成好幾個獨立的部分。例如：組合式家具、可折疊木尺。
(2)將物體分成幾個可以組合的形式。
(3)增加物體的分割程度。例如：滾輪傳送帶。
2.分離(Extraction)
(1)從物體中移除不好的部分或性質。例如：分離蛀牙，以改善整個口腔的 健康衛生。
(2)從物體中抽出有利的部分或性質。
3.改變局部性質(Local Quality)
(1)將同一類物體或外在環境，變換成不同結構的物體或結構。
(2)物體的不同部分應執行不同的功能。例如：帶有橡皮擦的鉛筆。
(3)將每個物體放置在坐是當最可以發揮功效的部位上。
4.非對稱性(Asymmetry)
(1)以非對稱性取代對稱性。例如：加強輪胎一側的強度以承受路邊石頭的 強度。
(2)如果已經是非對稱式，加強非對稱式的強度。
5.合併(Consolidation)
(1)結合空間中相同的物體。例如：合併兩個電梯以裝載過寬的物體。
(2)將一致或連續性的操作，合併於同一時間作用。
6.萬用性(Universality)
使物體擁有許多多重功能，以移除對其他物體的需求。例如：可以變成 床的沙發、雨傘當作拐杖。
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7.套疊結構(Nesting)
(1)將物體緊密結合，放置在另一個物體內。例如：瑞士刀。
(2)將一物體通過另一個物體中的空隙。例如：可伸縮的望遠鏡。
8.平衡力(Counterweight)
為了抵銷物體本身的重量，以等量的方式平衡，創造均勻的分佈。例如：
起重機和升降機以平衡的方式舉起和移動重物。
9.事先的反向作用(Prior Counteraction)
(1)先施加反作用力。例如：強化應力的柱子。
(2)如果一物體受到張力，則事先給予反張力。例如：使用防曬油預防防曬。
10.預先行動(Prior Action)
(1)事先完成全部或部分的需要工作。例如：上課前的預習教材。
(2)將物體調整一個最適合的條件下可以隨時發揮作用。
11.預先防範(Cushion Advance)
為了降低物體可靠度的影響，可事先準備。例如：汽車中裝安全氣囊，
事先避免汽車意外的程度、安裝攝影機以嚇阻盜賊。
12.位能(Equipotentiality)
改變物體狀態不需升降物體。例如：行銷單位不斷發佈公司新聞給媒 體，中斷發佈則暗示公司有問題或缺乏新產品推出。因此，行銷部門必須努 力維持對媒體一致的形象與資訊的傳播。
13.反向操作(do it in reverse)
(1)不用直接解決方法，反其道而行。例如：使用冷卻法加熱。
(2)使運動的部分或環境靜止；使靜止的部分運動。例如：游泳訓練裝置，
使水流動，但是游泳者位置不變。
(3)將物體顛倒放置，或以相反方式操作。
14.球面化(Spheroidality)
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(1)以彎曲、曲面及球體取代直線部分、平面及立方體。例如：機場中的環 形跑道具有無限的長度。
(2)使用圓柱體、球體或螺旋體。例如：耕耘犁田機不用刀片使用滾輪的方 式，可以比正常速度快兩倍。
(3)使用離心力將線性運動變成圓周運動。
15.動態化(Dynamicity)
(1)將物體或環境，把各階段達到最佳的狀態。
(2)將物體分成幾個元素，並使之間可以互相轉換。例如：可以靈活轉動燈 頭的手電筒。
(3)將固定的物體設計成可動或可被更換的型式。例如：在高低起伏的區域，
使用車身可轉動的車輛、使用多重的媒體管道及出版物，推廣非營利活 動。
16.部分或過度的動作(Partial or Excessive Action)
如果不能達到百分之百的理想化效果，就做多一點或是做少一點，藉以 簡化問題。例如:說服別人時，可以用一種低調保守的方式，式一種非常理想 的方法。
17.轉換到另一個維度(Transition into a New Dimension) (1)將一維的轉換方式成二維，將二維轉變成三維。
(2)利用物體的多層結構。例如：建立立體停車場。
(3)將物體傾斜或豎立。例如：將原木豎立放置。
(4)使用物體表面的另一面。例如:在樹下放置反射器，以增加對太陽光的利 用。
(5)將光線投射到相近的區域或物體的反面。例如：在溫室放置太陽能吸收 面板。
18.震動(Mechanical Vibration)
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(1)讓物體震動。
(2)如果震動已經存在，就增加頻率達到超音波。例如：想要卸除石膏，就 利用超音波震盪取代傳統的人工手術。
(3)使用共振。例如:使用震動分離物體。
(4)利用壓電震動取代機械震動。
(5)結合超音波與電磁震盪。例如:在整形外科手術中，使用超音波接骨。
19.週期性(Periodic Action)
(1)以週期性動作取代連續性動作。例如：警示燈使用閃爍方式取代持續方 式效果更好。
(2)假如已經是週期性，就增加週期性的頻率。
(3)利用兩個脈衝空檔提供額外的動作。
20.連續的有用作用(Continuity of Useful Action)
(1)過程中不要中斷，且必須全速及不間斷的運轉。例如：製造廠商使用連 續性活動程序，可以消除浪費、減少庫存和成本。
(2)消除所有閒置的動作。
(3)將迴轉動作改為來回的行為。
21.快速(Rushing Through)
加快速度完成有害或危險的動作。
22.改變有害成為有用(Convert Harm into Benefit) (1)利用有害因素或是效應，以獲得正面的效應。
(2)通過其他不利的因素去除原有的有害因素。例如：健保中，對於醫療疏 失的量化，皆可以促進改革。
(3)增強有害運作的程度，以達到無害的狀態。
23.回饋(Feedback)
(1)採取回饋制度。例如：線上員工意見調查提供經理人回饋的資訊，經理
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人可因此修正商業的運作模式。
(2)如果回饋已經存在，則改變其作用大小和方向。
24.中介物(Mediator)
(1)利用中借物質來轉換另一個動作。例如：不孕症婦女，利用代理孕母可 以幫助她達成想擁有孩子的願望。
(2)暫時將原來的物體與很容易移除的物質連接。
25.自助(Self-service)
(1)物體可以自助、修復之行為。例如：自動販賣機、自動櫃員機。
(2)使用廢棄物和剩餘能源。
26.複製(Copying)
(1)用簡單的複製品，取代易碎物體。例如：模型飛機等可以用便宜的方式 來建造來取代非常貴的物體。
(2)用紅外線儀器取代光儀器。
(3)用光學圖像，取代系列物體，且圖像可以放大縮小。
27.可拋棄(Dispose)
可用便宜、可丟棄的物體替換昂貴的物體。例如：可拋棄式尿布取代布尿布。
28.取代機械系統(Replacement of Mechanical System)
(1)用光學、聲學、熱學及味覺系統，取代機械系統。例如：機械式的計算 系統被電子系統取代。
(2)運用電場、磁場及電磁場，和物體進行交互作用。例如：在作業中對金 屬實施電磁場，為了增加金屬在熱塑性材料的結合力。
(3)替換作用場
a.利用運動場取代靜止場。
b.利用時間變化取代靜止變化場。
c.使用結構化的場取代隨機的場。
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(4)運用磁場相關連的場。
29.氣動或液壓(Pneumatic or Hydraulic Constructions)
利用氣體或液體取代原始的物件或元件。例如：車上的安全氣囊、利用氣 囊保護貨車上的貨物安全。
30.彈性膜與薄膜(Flexible Membranes or Thin Films )
(1)利用彈性的薄膜取代傳統的結構。例如：薄薄的氧化層可以防止進一步 的氧化。
(2)使用彈性膜或薄膜，與外界環境隔離。例如：化妝品可以保護、改變外 觀。
31.孔隙性質(Porous Material)
(1)改變物體之狀態，讓物體變得有孔隙。
(2)如果物體已經有空隙狀態，則填入相應物質。例如：在液態金屬加入添 加劑。
32.改變顏色(Changing the Color)
(1)改變物體或周遭的顏色。例如：交通警察得背心漆成螢光，防止危險。
(2)改變物體之透明度。例如：將繃帶改成透明的，以便病人觀察傷口。
(3)將物體中加入有色顏料，以便觀察。
(4)如果添加劑已經使用的話，則再添加追蹤元素或螢光劑。
33.均質(Homogeneity)
和物體交互作用，且具有相同性質或由相同材料所構成。例如：統一性 的性質或分享價值，可以創造公司的文化價值，產生同質性。
34.拋棄與再生元件(Rejecting and Regenerating Parts)
(1)當物體變得無法再利用或沒用之狀態，就拋棄或再修正物體。例如：記 憶金屬加熱過後，可以再度恢復到最初狀態。
(2)直接復原已經消耗的物體。
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35.性質轉變(Transformation of Properties)
改變物體之狀態、彈性等性質。例如：使物體放在空中，把內部的氣體 溢出，使材料放在無汙染的環境中。
36.相變化(Phase Transition)
利用物質相轉換之現象。例如：水冰凍時體積會膨脹，可以用於爆破。
37.熱膨脹(Thermal Expansion)
(1)改變溫度，使用物體的熱脹冷縮性質。例如：使用雙金屬的結構做為溫 度計。
(2)利用不同材質之間相異的熱膨脹的系數。
38.加速氧化(Accelerated Oxidation)
利用氧化提升作用或功能的效能。例如：使用含氧較多的空氣取代空氣。
39.鈍性環境(Inert Environment)
(1)以惰性環境取代正常環境。在鎔爐的熔鐵中灌滿氧氣以取代空氣。
(2)將中性物質加入物體中。
(3)在真空狀態中完成操作過程。
40.複合材料(Composite Materials)
以複合物質取代均質物質。例如：由不同類型專家所組成的團隊，會產 生多重的長處。
三、39 個工程參數之矛盾矩陣定義
TRIZ中的矛盾是TRIZ中核心的關鍵部分，以技術矛盾來說，衝突存在兩個 參數間就是矛盾。而衝突是代表著當你試著去改善某一產品時或是在其製造中 因某一工程參數改善時，而另一工程參數就是惡化。吳振民(2006)列出矛盾矩陣 使用流程如圖4所示，找出創新(改善)之建議對策。