第三章 創新問題解決 TRIZ 理論
3.4 TRIZ 解決方法相關內容
本小節針對TRIZ解決方法中運用到之工具包括四十發明原則、三十九項工程參 數、矛盾矩陣之問題解決流程作探討，希望藉由本小節完整了解TRIZ理論之各項參 數定義及問題解決流程。
3.4.1 TRIZ 相關內容
一、四十發明原則 (一) 四十發明原則內容
發明原則（Inventive Principle, IP）是由Altshuller分析大量的專利所整理歸納出的 結果，發現一般在解決工程技術方面的問題會有1201項常見到的矛盾問題[30]，所以 以往在不同領域中的發明所採用到的原則或是在發明上所產生的衝突，在不同的時代 背景與不同的領域，這些法則都反覆被採用以解決類似的矛盾問題[32]，所以提出通 用的四十項創新原則以解決工程技術方面所遇到的矛盾。
(二) 國內外相關研究
Savransky[33]整理出Altshuller的矛盾矩陣表，由表中統計出各項發明原則所出現 的次數，得知矛盾矩陣表中最常出現之發明原則(IP)前三名為IP 35「改變物理或化學 狀態」、IP 10「事先動作」與IP 01「分割」。Domb[34]於1997年提出TRIZ的四十發 明原則的應用實例，在建築應用方面，Mann[35]曾將四十個發明原則與子原則應用在 建築空間與設計方面的應用，Teplitskiy[36]也提出應用四十個發明原則於營建工程上 的工法與材料的相關專利與實際應用實例。目前為止，除了一般的工程上的應用外，
亦有許多文獻提出四十發明原則已證實可實際應用到許多領域上，如食物、化學、管 理、商業等的應用上[37-40]。
有關於TRIZ的四十發明原則之應用，Zhang[41]曾在2002年分析中國大陸約180 件的機械相關專利，所統計出的發明法則使用次數的前三名分別為IP 3「局部特性」
(26次)、IP 10「事先動作」(22次)與IP 1「分割」(14次)，並且提出一些專利可能會有 一項以上之發明原則的使用。
何旭正(2005)[42]以節省人力與大量的分析時間為前提，以分層隨機抽樣的方式
現的頻率，其所分析結果發明法則使用的次數前三名為IP 35「參數改變」(242次)、
IP 15「動態性」(111次)與IP 14「曲率化」(104次)，每件專利平均使用1.35個發明原 則。並且說明在解決問題時可嘗試一次使用多個發明原則，由於各類產業類別的不 同，所使用的發明原則亦不同，亦提出可在未來可應用於不同領域建立發明原則的分 析與使用順序的建議。
二、三十九項工程參數
工程參數(Engineering Parameter, EP)為Altshuler所歸納出的設計參數，共計三十 九項，藉由這三十九個工程設計參數來描述衝突與問題，目的是把實際工程設計中的 矛盾轉化轉化為一般的或是標準的技術矛盾[43]，Savransky(2000)[33]將三十九項工 程參數分成一般物理與幾何類(Common Physical And Geometric Parameters)、技術負 向 參 數 (Technique-Independent Negative Parameters) 與 技 術 正 向 參 數 (Technique-Independent Positive Parameters)三大類。
三、矛盾矩陣表 (一) 矛盾矩陣表內容
矛盾矩陣（Contradiction Matrix, CM）為Altshuller經過多年的研究、分析與比較 大量的專利所遇到的問題與解決的方法，將三十九工程參數與四十創新法則建立相對 應的關係，其矛盾矩陣表之內容為一39×39的一個矩陣表，其中第一行與第一列為使 用三十九工程參數依序排列而成，行為欲改善之參數，列則為惡化的參數，其餘39 行與39列形成一矩陣，矩陣元素中之數字為Altshuller根據四十創新法則所推薦優先解 決技術矛盾的發明原則。
1 2 3 … 28 … 39 移動件
重量
固定件 重量
移動件
長度 … 量測準
確度 … 生產力
1 移動件重量 - … … … … …
… … … … … … … … …
9 速度 … … … … 28,32,1
,24 … …
… …
… … … … … … …
38 自動化程度 … … … … … … …
39 生產性 … … … … … …
-改善參數 惡化參數
矛盾矩陣所提供 之創新法則
圖3.1 矛盾矩陣表範例
如圖3.1所示，例如欲改善參數EP 09「速度」卻造成另一參數EP 28「量測的準確 度」的惡化，由圖3.1所示矛盾矩陣表中查詢可得知可使用的創新法則為IP 28「更換 機械系統」、IP 32「改變顏色」、IP 01「分割」、IP 24「中介物」的方法以解決技 術上的矛盾。
(二) 國內外相關研究
Mohamed與AbouRizk（2005）[44]應用矛盾矩陣表解決隧道工程方面的問題，藉 由描述與定義在隧道工程在施工上所遇到的問題，以改善隧道內輕軌道運輸裝置LRT
（Light Rail Transit, LRT）的工程參數，分別為EP 04「固定件的長度」、EP 06「物 體的面積」與EP 12「形狀」，同時避免惡化的工程參數皆為EP 39「生產力」，由矛 盾矩陣表中所提議的創新法則得到新的解決問題的方法。
Mann（2002）[45]以矛盾矩陣表分析與對照約130件機械專利，分析每項專利所 欲改善與避免惡化的問題解，其研究結果顯示專利樣本使用傳統的矛盾矩陣表所提出 來的解來解決問題的百分比為48％，另外52％的解則為使用沒有被提議的創新法則。
3.4.2 TRIZ 問題解決流程與步驟
TRIZ解題方法意義為先將特定之問題轉化成TRIZ的問題，在透過TRIZ方法中的 工具獲得概念解決方法，最後得到問題的解以解決特定之問題。如圖3.2為TRIZ問題 解決流程圖。
圖3.2 TRIZ問題解決流程圖
資料來源：參考文獻[2]、[33]，本研究重新繪製。
本研究以一範例舉例說明 TRIZ 理論之基本問題詢問內容與解決步驟，如範例：
如何設計出一輛可載得多，又可省油的車輛？TRIZ 問題解決步驟如下表 3.2 所示：
(一)將待解決的問題以文字敘述，試著找出問題的矛盾是由哪些相互矛盾的屬性所引 起。
(二)在三十九項工程參數表中(請參閱附錄二)找出問題欲改善的參數。
(三)在三十九項工程參數表中找出問題可能產生惡化的參數。
(四)利用矛盾矩陣表(請參閱附錄三)找出這兩相互矛盾屬性交叉方格，方格中的號碼 即是四十項發明法則所建議之創新方法。
(五)依照號碼在四十項發明法則(請參閱附錄一)中找出原則內容。
(六)將一般性解決原則轉為原先問題中可能的有效解決之道。
表3.2 TRIZ創新問題解決流程範例
步驟 文字敘述 做法
一
從待解決問題的文字敘述中，試 著找出問題是由哪些相互矛盾的 屬性所引起，將文字敘述轉換成 39 項工程參數中的一項。
載得多表示 EP 07「移動物體的體積」要 大，此為想要的屬性；
載得多表示會造成重量增加 EP 01「移動 物體的重量」，為惡化參數；
可省油表示 EP 19「移動物體所消耗的能 量」不能變多，此為另一惡化參數。
二 改 善 參 數 ： 先 從 矩 陣 橫 軸 找 出
“欲改善的參數＂ EP 07「移動物體的體積」
三 惡化參數：從矩陣縱軸找出“產 生惡化的參數＂
EP 01「移動物體的重量」
EP 19「移動物體所需的能量」
四 利用矛盾矩陣表找出所有的兩兩 相互矛盾屬性交叉方格。
EP 07 與 EP 01→(2,26,29,40) EP 07 與 EP 19→(35)
五 方格中的 40 項原則，由發明原則 中找出構想，再加以評估。
IP 02「分離原理(移除)」：移除不必要的機 構，使空間增加，重量減少，又可省油(可 行)
IP 26「複製原理」：(可能不適合此問題解 決方案)
IP 29「氣動或液壓原理」：(可能不適合此 問題解決方案)
IP 40「複製原理」：使用輕堅固的複合材 料，使重量減少以省油(可行)
IP 35「性質轉變原理」：改變車子材料的 特性，使重量減少以省油(可行)
資料來源：參考文獻[46]，本研究重新繪製成表。