TRIZ 矛盾矩陣表與 40 創新發明原則

Altshuller 從專利技術文件中研究，將工程上常遭遇技術困難問題，歸納成 為 39 項矛盾參數(表 6)，關於 39 項矛盾參數的簡單說明解釋則如表 6 內容所述(張 旭華、呂鑌洧，2009)。39 項矛盾參數中所謂之移動物體，代表任何情況下易於 改變的物體，而靜止物體是在任何情況下均不改變的物體。

表 6

TRIZ 方法之 39 技術矛盾參數表

名 詞 解 釋

移動物體(moving object) 在任何情況下易於改變的物體 靜止物體 (stationary object) 在任何情況下均不改變的物體

編號 名 稱 解 釋

01 移動物體的重量 (weight of moving object) 移動物體的重量 02 靜止物體的重量 (weight of stationary object) 靜止物體的重量 03 移動物體的長度 (length of moving object) 移動物體的長度 04 靜止物體的長度 (length of stationary object) 靜止物體的長度 05 移動物體的面積 (area of moving object) 移動物體的面積 06 靜止物體的面積 (area of stationary object) 靜止物體的面積 07 移動物體的體積 (volume of moving object) 移動物體的體積 08 靜止物體的體積 (volume of stationary object) 靜止物體的體積

09 速度 (speed) 執行過程或行動所需之時間

10 力 (force) 改變物體情況所需耗費之力

11 張力與壓力 (tension/pressure) 每單位面積所受之力

12 形狀 (shape) 外在的輪廓

13 子系統的穩定性 (stability of subsystem) 整體系統的穩定程度

14 強度 (strength) 回應力量抵抗之程度

15 移動物體耐久性 (durability of moving object) 移動物體的使用時效 16 靜止物體耐久性 (durability of stationary object) 靜止物體的使用時效

17 溫度 (temperature) 整體熱量變化狀況

18 明亮度 (brightness) 單位面積所產生的光線

19 移動物體消耗的能源 (energy spent by moving object) 移動物體運作時所需消耗之能量 20 靜止物體消耗的能源 (energy spent by stationary object) 靜止物體運作時所需消耗之能量

表 6 (續)

編號 名 稱 解 釋

21 功率 (power) 整體運作時所使用之能量

22 能源的浪費 (waste of energy) 所使用的能源對整體運作無貢獻 23 物質的浪費 (waste of substance) 構成物質的損失

24 資訊的損失 (loss of information) 本身資料的損失

25 時間的浪費 (waste of time) 操作所耗費的時間

26 物質的數量 (amount of substance) 整體材料的數量

27 可靠度 (reliability) 預測執行時所能達到之功能

28 量測準確度 (accuracy of measurement) 整體測量值接近實際值的精確度 29 製造準確度 (accuracy of manufacturing) 製成品與規格的吻合程度 30 作用於子系統之有害因素 (harmful factors acting on subsystem) 系統對外在有害因素之敏感性 31 有害的副作用 (harmful side effects) 運作所生產的有害效應而降低效能 32 可製造性 (manufacturability) 製造該物體的程度

33 使用的方便性 (convenience of use) 操作過程中所需耗費的人事物

34 易於維護性 (repairability) 修復至最佳狀況

35 可適應性 (adaptability) 承受外在環境改變的性質

36 設備複雜度 (complexity of device) 內部構造間的關連性 37 控制複雜度 (complexity of control) 在操作上的順暢度 38 自動化程度 (level of automation) 自我執行的能力

39 生產力 (productivity) 每單位時間所能完成之功能或作業數量

而 39 項技術矛盾參數亦可依其工程的屬性區分為六個構面，六個構面依序 為幾何、物理、資源、能力、害處與操控(如表 7)，這六個構面代表著工程系統 中最常見到六大類問題。其中幾何部分包括長度、面積、體積與形狀；資源部分 則廣義的含括常見資源包含能源、物質、資訊與時間；害處部分則包含有害因素 與有害副作用；物理性質部分包含重量、速度、力量、張力與壓力、溫度、明亮 度與功率；能力與操控部分則是綜觀敘述整個系統的功能性質與操控性質，其所 包含性質則如表 7 所示。

關於矛盾技術的克服，Altshuller 認為過去在工程上為改善一項工程參數時，

卻常會造成另一項工程參數的惡化，例如：想改善燈泡的耗電量，卻讓燈泡亮度 降低，諸如此類的問題不勝枚舉。而過去實務上的解決方式常會選擇以妥協的方

式來解決矛盾，然而 Altshuller 卻嘗試著以消去的方式解決矛盾，也因這想法矛 盾矩陣表應運而生。

表 7

TRIZ 方法之 39 個矛盾參數六構面對照表

TRIZ 方法 39 矛盾參數六構面對照表

幾何 資源 害處

3.移動物體的長度 4.靜止物體的長度 5.移動物體的面積 6.靜止物體的面積 7.移動物體的體積 8.靜止物體的體積 12.形狀

19.移動物體消耗的能源 20.靜止物體消耗的能源 22.能源的浪費

23.物質的浪費 24.資訊的損失 25.時間的浪費 26.物質的數量

30.作用在子系統之有害因素 31.有害的副作用

物理 能力 操控

1.移動物體重量 2.靜止物體重量 9.速度

10.力量

11.張力與壓力 17.溫度

18.明亮度 21.功率

13.子系統的穩定性 14.強度

15.移動物體耐久性 16.靜止物體耐久性 27.可靠度

32.製造性 34.易於維護性 35.可適應性 39.生產力

28.量測準確度 29.製造準確度 33.使用的方便性 36.設備複雜度 37.控制複雜度 38.自動化程度

所謂的矛盾矩陣是一個 39X39 的矩陣表如附錄 B(簡表如圖 7)，縱軸的部分代表 著工程系統中想改善的參數(Improving Feature)，而橫軸的部分則代表著改善之 際，想避免其惡化的參數(Worsening Feature)，而橫縱軸皆由相同的 39 個矛盾參 數所組成，而對應欄中的數字則代表建議可行的創意發明原則，這些發明原則是 來自 Altshuller 從專利研究中所歸納整理出的 40 創意發明原則(參見表 8)。欄位 中數字的排列順序代表著原則在過去案例中使用的頻率，頻率越高者代表解決該 問題機率越高。對應表中有部分為空白欄，代表著針對該兩項參數並不矛盾，或

是在過去專利分析中未有類似案例發生，故沒有經驗值可供參考。

圖 7 技術矛盾矩陣簡單示意圖

表 8

TRIZ 之 40 創意發明原則

序號 發明原則 序號 發明原則

1 區隔(Segmentation) 21 急速通過(Rushing Through) 2 抽出(Extraction) 22 將害處轉換為益處(Convert Harm into Benefit) 3 局部特性(Local Quality) 23 回饋(Feedback)

4 不對稱(Asymmetry) 24 中介物(Mediator) 5 結合(整合)(Combining, Integrating) 25 自助(Self-Service) 6 多面性(Universality) 26 複製(Copying)

7 大小依次套疊(Nesting) 27 以便宜而壽命短的物體取代昂貴而持久的物體 (An Inexpensive Short-Life Object Instead of an Expensive Durable One) 8 帄衡力(Counterweight) 28 更換機械系統(Replacement of a Mechanical System) 9 先前的反作用力(Prior Counteraction) 29 使用氣動或水力的構造(Use a Pneumatic or Hydraulic Construction)

10 先前動作(Prior Action) 30 彈性膜或薄膜(Flexible Film or Thin Membranes)

11 事先緩和(Cushion in Advance) 31 使用多孔材料(Use of Porous Material)

表 8 (續)

序號 發明原則 序號 發明原則

12 等位性(Equipotentiality) 32 改變顏色(Changing the Color) 13 倒轉(Inversion) 33 同質性(Homogeneity)

14 球狀化(Spheroidality) 34 拋棄及再生零件(Rejecting and Regenerating Parts)

15 動態(Dynamicity) 35 物理或化學狀態的變換

(Transformation of Physical or Chemical States of an Object) 16 局部或過度的動作

(Partial, Overdone or Excessive Actions) 36 相的轉變(Phase Transitions)

17 移到新的次元

(Moving to a New Dimension) 37 熱膨脹(Thermal Expansion) 18 機械振動(Mechanical Vibration) 38 使用強氧化劑(Use Strong Oxidizres) 19 週期性動作(Periodic Action) 39 非活性的環境(Inert Environment) 20 有效動作的連續性

(Continuity of Useful Action) 40 合成材料(Composite Materials)