第三章 研究方法
3.1 TRIZ 解決發明技術問題的方法
TRIZ發明性問題的標準化過程，如圖3-2所示[44]。
圖3-2 發明性問題的標準化過程[49]
利用TRIZ理論解決問題的方法是，對於一個特定問題，如果無法直接找到對應 解，首先，將此問題轉化表達成一個TRIZ的問題，然後利用TRIZ理論和工具獲得TRIZ 的通用解，再將TRIZ通用解轉化為特定問題的解，並在特定問題中加以實現，最後 獲得問題的解決。分解TRIZ解決發明技術問題的步驟如次:
1. 確認並說明問題。
2. 定義問題。
3. 選擇問題對應的矛盾參數。
4. 確認矛盾矩陣中對應的發明原則。
5. 依發明原則提出所有可能的解題概念。
6. 評估解題概念。
7. 獲得可行的理想解。
專利知識庫運算元
TRIZ 工具 ‧40 發明原則
抽象化 ‧39 工程參數 特定問題應用 ‧矛盾矩陣
‧技術矛盾…
傳統的腦力激盪 抽象化問題類型
特定發明問題
抽象化問題解答原則
特定問題解決方案
37
3.2 39 個通用工程參數
根據王亮申、孫峰華等（2010）說明，如何將一個特定的問題轉化表達成一個 TRIZ 的問題呢？ TRIZ 理論中的一個方法是使用通用工程參數來進行問題的表達。
Altshuller 對大量專利文獻分析研究，總結提煉而出工程領域中常用的、能描述絕大 部分工程中出現的技術內容的物理、幾何及技術性的 39 個通用工程參數[50]。
進行問題定義和分析之後，選擇 39 個通用工程參數中合適的參數來表述系統的 性能。工程參數可分為“改善的參數”和“惡化的參數”兩大類。需提升或加強的特性 所對應的工程參數稱為改善的參數；提升或加強的特性將導致降低的特性所對應的 工程參數稱為惡化的參數。TRIZ 理論的核心就是消除改善的參數和惡化的參數構成 技術系統的內部矛盾。
39 個通用工程參數及其解釋，如表 3-1 所示[51]。
表 3-1 39 個通用工程參數及其解釋[51]
序
號 參數名稱 解釋
1 移動物體的重量 指重力場中的移動物體作用在阻止其自由下落的支 撐物上的力。
2 靜止物體的重量 指重力場中的靜止物體作用在阻止其自由下落的支 撐物上或者放置該物體的表面上的力。
3 移動物體的長度
指移動物體的任意線性尺寸，而不一定是自身最長的 長度。它不僅可以是一個系統的兩個幾何點或零件間 的距離，也可以是一條曲線的長度或一個封閉環的周 長。
4 靜止物體的長度
指靜止物體的任意線性尺寸，而不一定是自身最長的 長度。它不僅可以是一個系統的兩個幾何點或零件間 的距離，而且可以是一條曲線的長度或一個封閉環的 周長。
5 移動物體的面積
指移動物體被線條封閉的一部分或者表面的幾何尺 寸，或者移動物體內部或外部表面的幾何尺寸。面積 是以填充平面圖形的正方形個數來衡量，如面積不僅 可以是平面輪廓的面積，也可以是三維表面的面積，
或一個三維物體所有平面、凸面或凹面的面積之和。
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6 靜止物體的面積
指靜止物體被線條封閉的一部分或者表面的幾何尺 寸，或者移動物體內部或外部表面的幾何尺寸。面積 是以填充平面圖形的正方形個數來衡量，如面積不僅 可以是平面輪廓的面積，也可以是三維表面的面積，
或一個三維物體所有平面、凸面或凹面的面積之和。
7 移動物體的體積
指以填充移動物體或移動物體佔用的單位立方體個 數來衡量，體積不僅可以是三維輪廓的體積，也可以 是與表面結合、具有給定厚度的一個層的體積。
8 靜止物體的體積
指以填充靜止物體或靜止物體佔用的單位立方體個 數來衡量，體積不僅可以是三維輪廓的體積，也可以 是與表面結合、具有給定厚度的一個層的體積。
9 速度 一個動作或一個過程的時間或速率。
10 力 改變物體的狀態，或者產生部分或完全的、暫時或永
久物理變化的能力。
11 應力或壓力 作用在物體上的應力或壓力。
12 形狀
指物體的外觀或輪廓。形狀的變化可能表示物體的方 向性變化，或者表示物體在平面或空間兩種情況下的 形變。
13 物體組成成份的穩 定性
整個物體為了抵抗因為相關物體之間的互動，而致使 本身產生改變的能力。
14 強度 物體抵抗外力而使其本身不被破壞的能力。
15 移動物體的耐久性 移動物體可以運行的時間長短，即物體失去功能前的 壽命。
16 靜止物體的耐久性 靜止物體可以運行的時間長短，即物體失去功能前的 壽命。
17 溫度 系統運作時，熱狀態的變化情形。
18 亮度 照明強度、照明品質和各種光的特性。
19 移動物體所需的能 量
移動物體在作用其間所耗費的能量。
20 靜止物體所需的能 量
靜止物體在作用其間所耗費的能量。
21 功率 系統做功的速率。
22 能量的損耗 對物體本身作用，並沒有貢獻卻會消耗的能量。
23 物質的損耗 對物體本身運作，並沒有貢獻卻會消耗的物質。
24 資訊的遺失 資料或者系統輸入項的遺失。
25 時間的浪費 完成一個指定的任務，所額外耗費的時間。
26 物質的數量 製造一個物體所需要的物質的數與量。
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27 可靠度 物體能夠正常執行其功能的能力。
28 測量精準度 物體性質所測量到的值，與其實際值接近的程度。
29 製造精密度 物體本身的真實特性，與規範的或需求的設計特性接
近的程度。
30 會影響系統的有害 因素
作用於物體外部的影響力，而造成系統效率或品質的 降低。
31 系統產生副作用 造成系統效率或品質降低的不良影響、有害副作用。
32 容易製造 物體在製造上的容易程度。
33 容易操作使用 物體在使用或操作上的容易程度。
34 容易維修 物體發生故障或損壞後，容易修護與恢復功能的程
度。
35 適應度 物體對於外在條件改變後，仍能正面的回應。
36 系統複雜度 構成物體的元件數量，以及元件間的差異性。
37 控制的複雜度 用於測量或作業系統所需的元件數量與差異性。
38 自動化程度 物體執行操作，不需要人控制的程度。
39 生產力 在單位時間內，物體完成執行指定動作的次數。
3.3 40 個發明原理
Altshuller 研究 250 萬份發明專利，發現只有 20%左右的專利才稱得上是真正的 創新，其它 80%宣稱專利的技術，其實早已在其他產業中出現並被應用過。因此，
Altshuller 認為發明問題的原理是客觀存在的，如果能夠掌握這些原理，就可以將它 應用在各個行業中。Altshuller 從專利中精煉出的 40 個發明問題其解釋如次[52]：
1.分割原理 - Segmentation
– 將物體分割成幾個獨立的部分。
– 將物體分成幾個可組合的部分。
– 提高物體分割的程度或數目。
2.分離原理 - Extraction
– 從物體中分離幹擾的部分或性質。
– 從物體中只分離需要的元件或特性。
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3.改進局部性質原理 – Local Quality
– 物體或系統的結構從均質變成非均質。
– 物體的不同部分應執行不同的功能。
– 物體各局部功能都能分別處於最適的操作條件/狀態。
4.非對稱性原理 – Asymmetry
– 使用非對稱的形式取代對稱形式。
– 已是非對稱性的物體，增加非對稱的程度。
5.合併原理 - Consolidation
– 將具有相同特性的物體，或需要連續操作的相關物體，連接或合併或組裝 在一起。
– 合併物體、作業或功能使其在時間上能一起作用。
– 將一致或連性的作業，合併在同一時間同時作業。
6. 萬用性原理- Universality
– 一件物體或系統能夠執行多種功能；消除其他系統。
7.套疊結構原理 - Nesting / Nested Doll
– 將一物體放置在另一物體的內部，再將這一物體放置於另一物體內部……
依此類推。
– 讓一物體通過另一物體的空隙。
8. 平衡力原理 - Counterweight
– 結合其它能提供升力的物體，平衡物體的重量。
– 使用空氣動力或水動力、浮力等提供平衡力。
– 利用環境中的相對力量，以平衡系統中的負面屬性。
9. 事先的反向作用原理 - Prior Counteraction
– 對物體進行預先反作用或抵擋的行動，以去除或降低事後產生過度或負面 的效果。
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10.預先行動原理 - Prior Action
– 預先對物體或系統作部分或全部的改變。
– 預先安置物體或系統，在必要時間與位置發揮作用。
11.預先防範原理 - Cushion in Advance
– 事先預置緊急防範措施或備案，以補救低可靠度的物體。
12.等位能原理 - Equipotentiality
– 改變作業的狀況，以去除或減少升降物體的必要或力量。
13.反向操作原理 - Do it in reverse
– 不用直接的解決方法，反其道而行。
– 使活動的部分固定；固定的部分活動。
– 將物體、系統或程式反轉。
– 翻轉物體(流程)讓其上下倒置 14.球面化原理 – Spheroidality
– 以曲線取代直線、曲面取代平面、球體取代立體。
– 用滾輪、球、螺旋、圓頂。
– 從直線運動到旋轉運動（反之亦然）。 – 利用離心力。
15.動態化原理 – Dynamics
– 讓物體在不同的條件下，其屬性能（自動）改變以達到最佳性能。（可調式）
– 分割物體成為可以相互移動的元件。（可折式、可拆式）
– 如果物體固定不動，使其變為動態的、增強運動性。
– 增加自由活動的程度。
16.部分或過度的動作原理 - Partial or Excessive Action
– 如果難以完成 100%的理想效果，就做到更多或較少的理想效果。
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17. 轉換到另一維度原理 - Transition into a New Dimension
– 轉變一維的運動（物體）成二維的運動（物體），二維成三維，以此類推。
– 使用多層結構取代單層結構。
– 將物體傾斜或以它的另一面安置它。
– 使用既有面向的對立面向（反面）
– 將光線投射到物體的鄰近區域或反面。
18.震動原理 - Mechanical Vibration – 使物體振動或振盪。
– 增加振動的頻率。
– 使用物體的共振頻率。
– 使用壓電振動器取代機械振動。
– 使用結合超音波與電磁場的振動。
19.週期性作用原理 - Periodic Action
– 以週期性的作用或脈衝取代連續性作用。
– 已經是週期性的動作，改變週期作用的幅度或頻率。
– 在脈衝/動作間的暫停時間，提供附加功能。
20.連續的有用作用原理 - Continuity of Useful Action
– 不間斷持續作用，讓物體所有元件持續保持滿載狀態運作。
– 消除閒置、間歇或非生產性的部分。
21.快速原理 - Rushing Through
– 使用高速度執行行動，以消除有害的副作用。
– 加速操作有害或危險的作業。
22.改變有害成為有用原理 - Convert Harm into Benefit – 轉變有害的物體或作用（環境）來達到有利的效果。
– 結合另一個有害的物體或作用，以抵銷有害的效應。