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中 華 大 學

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Academic year: 2022

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(1)

中 華 大 學 碩 士 論 文

應用 TRIZ 分析模板工程發展之研究 Applying TRIZ to Analyze the Development of

Formwork

系 所 別:營 建 管 理 研 究 所 學號姓名:M09416037 吳 誌 銘 指導教授:鄭 紹 材 博士

中華民國 九十六 年 八 月

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誌 謝

光陰似箭,不知不覺碩士班生涯要劃上句點了,在中華大學營管 所求學的兩年期間內,絕非只靠一己之力可完成,因此首先感謝指導 教授 鄭紹材老師的悉心教導,兩年的相處下,鄭老師對於學生誌銘無 論是論文的指導、學業的叮嚀、人生觀或是人生經歷均使誌銘受益良 多,同時感謝論文口試委員陳建忠博士、李文雄博士與許銘顯博士的 指正與建議,使本論文之內容與架構更加完整。

求學期間感謝所上余文德老師、楊智斌老師、吳卓夫老師、吳福 祥老師、蕭炎泉老師、石晉方老師、楊錫麒老師,給予學生修業課程 及論文上提供諸多寶貴意見與指導。

感謝建築基礎課程謝錦龍老師的教導與安盛學長與哲安的付出,

使誌銘在助教職位上體認教學的樂趣。

感謝中華建築學刊彭建華先生給予誌銘有參與學刊出版的寶貴經 驗並且對論文與生活上的許多協助與幫忙;感謝院助理蔡雅秀小姐與 營建系助理葉珮娟小姐於行政事務上的幫忙與協助。

感謝工研院創意中心蕭詠今先生與其它同仁於求學期間給予誌銘 不同的求學生活與工作體驗,增加誌銘對於創意領域研究有更深一步 瞭解與多一份的興趣。

感謝母校明新科技大學土木系劉馨隆老師、張家瑞老師、梁若暉 老師、鍾紹宏老師、陳月霞老師等與可愛的系壘球隊學弟們對於誌銘 的關心與協助。

感謝研究室伙伴家均、瑞深學長、益宏學長、建宏學長、雲伍學 長、兆勳學長、力行學長、哲安、婉瑩給予誌銘諸多砥礪與協助。感 謝同窗好友為民、侑霖、怡瑤、廷峰、宗益、育佳、蒼培、曉梅、建

(5)

利、子君、家慧、雋偉等與學弟宇德、偉志、力威、祥宇、韋廷等學 弟及好友亦達、祥員、康綸的諸多幫忙與協助。

最後由衷感謝我的父母 吳南海先生與 吳葉雪蓮女士一直對於誌 銘的關懷與協助,三位姊姊安琪、惠琪與嘉琪與三位姐夫與鳳蘭對於 誌銘求學的全力支持與協助,其中尤衷感謝鳳蘭在我因論文而煩惱 時,在旁不斷的給予支持與鼓勵。

僅以本文獻給我最愛的父母、家人、師長與朋友。

吳誌銘 謹誌 中華大學營建管理研究所 2007/08/01

(6)

摘 要

關鍵字:TRIZ、發明原則、專利、模板工程、安全防災

我國正式加入 WTO 後,在營造業上面臨到國外廠商挾帶新材料與 新工法開始參與我國建設。在國外之競爭壓力下,我國營造業亦需要 以創新來提高市場上之競爭力。因此本研究以模板工程為分析對象,

並以改善模板工程安全防災之目標,使用 TRIZ 工具,預測與分析模板 工程發展趨勢。

本研究內容主要分為三階段,第一階段為蒐集與分析台灣與美國 之模板相關專利,以 TRIZ 中的四十項發明原則分析台灣與美國專利的 發明特徵,目的為整理出國內外模板專利之發展方向與比較兩者間的 差異性,其結果將有助於相關人員瞭解國內外模板之發明原則,第二 階段則是彙整國內專家學者對於模板工程安全防災之建議並以多重工 程特性對應之發明原則提出未來防災建議方向,第三階段本研究以案 例探討與實地工地訪視之方式,探究關於安全防災上之需求與問題,

再以 TRIZ 系統化之創新方法提出模板工程之改良創新概念之改善設 計。

(7)

Abstract

Keywords:TRIZ, Inventive Principle, Patent, Formwork, Safety Protection

As a member of WTO, construction industry in this country has been confronted with competitions from foreign enterprises, who are increasingly armed with new building material and construction technique to participate in domestic projects here. Pressured by foreign competitiveness, our construction industry must respond with innovations to further enhance market competitiveness. Thus, this study adopts formwork engineering as subject for analysis, and followed with targeting on how to enhance existing safety protections for formwork engineering.

TRIZ will be used for predicting and analyzing development trend for formwork engineering.

Contents for this research are primarily separated into three phases:

Phase one will be collecting and analyzing formwork relevant patents awarded and granted in both Taiwan and USA. And the forty inventive principles imbedded in TRIZ will be applied to analyze patent characteristics prevalent in both Taiwan and USA. The intent of this approach is to sort out formwork patent development trends for both domestic and abroad, and further compare the discrepancies as such. And the end result would benefit relevant studies in this area, especially in understanding both domestic and foreign formwork’s inventive principles.

Phase two is to collect and converge all available domestic expert opinions and suggestions on formwork safety issues, and respond with inventive principle of multi-engineering characteristics in order to effectively address the needs of guidelines and directions for safety protection in the future.

Phase three focuses on case exploration, onsite construction inspection, and examines the needs and problems derived from relevant safety protection.

Finally, design enhancement for formwork engineering innovation will be proposed accordingly based on systematically novelty approaches of TRIZ.

(8)

目 錄

誌 謝 ...I 摘 要 ... III ABSTRACT ...IV 目 錄 ... V 表目錄 ... VII 圖目錄 ...IX

第一章 緒論... 1

1.1 研究動機 ... 1

1.2 研究目的 ... 2

1.3 研究方法與流程 ... 3

1.4 研究範圍與限制 ... 5

第二章 文獻回顧... 6

2.1 模板工程概述 ... 6

2.2TRIZ 之發展與應用... 10

2.2.1 TRIZ 發展背景 ... 10

2.2.2 TRIZ 內容與相關應用 ... 10

2.3 專利之資料與檢索 ... 16

2.3.1 專利檢索與分類... 16

2.3.2 專利資料內容 ... 19

2.4 小結... 20

第三章 模板專利蒐集與分析... 21

3.1 國內外專利之蒐集原則... 21

3.2 國內外模板專利之分析原則... 23

(9)

3.3 模板系統專利分析結果... 25

3.3.1 模板類專利比較... 25

3.3.2 支撐類專利比較... 32

3.3.3 綜合比較 ... 37

第四章 模板系統創新概念建構... 41

4.1 模板工程之防災課題... 41

4.2 施工災例與個案說明... 47

4.3 創新改良實例 ... 51

4.4 創新改良步驟... 53

4.5 小結... 65

第五章 結論與建議... 66

參考文獻... 68

附錄一 四十發明原則及子原則... 71

附錄二 三十九項工程參數... 73

附錄三 矛盾矩陣表... 74

附錄四 台灣與美國模板工程專利明細... 78

(10)

表目錄

表 2.1 模板之分類與系統分析... 7

表 2.2 模板工程成本相關文獻... 8

表 2.3 TRIZ 內容 ... 11

表 2.4 單一特性創新法則等級表... 15

表 2.5 專利資訊基本欄位... 17

表 2.6 國際專利分類號分類表... 18

表 2.7 專利公報資料項目... 19

表 3.1 模板之國際分類與公告件數... 22

表 3.2 支撐之國際分類與公告件數... 22

表 3.3 模板改良分析表... 24

表 3.4 E04G009/00 專利說明表 ... 25

表 3.5 E04G009/02 專利說明表 ... 26

表 3.6 E04G009/04 專利說明表 ... 27

表 3.7 E04G009/05 專利說明表 ... 28

表 3.8 E04G009/06 專利說明表 ... 29

表 3.9 E04G009/08 專利說明表 ... 30

表 3.10 E04G009/10 專利說明表 ... 31

表 3.11 E04G025/00 專利說明表 ... 32

表 3.12 E04G025/02 專利說明表 ... 33

表 3.13 E04G025/04 專利說明表 ... 34

表 3.14 E04G025/06 專利說明表 ... 35

表 3.15 E04G025/08 專利說明表 ... 36

(11)

表 3.16 台灣模板發明原則前五名出現次數比例表... 37

表 3.17 美國模板發明原則前五名出現次數比例表... 38

表 3.18 台灣支撐發明原則前五名出現次數比例表... 39

表 3.19 美國支撐發明原則前五名出現次數比例表... 40

表 4.1 模板工程安全防災建議之文獻整理表... 42

表 4.1 模板工程安全防災建議之文獻整理表(續)... 43

表 4.1 模板工程安全防災建議之文獻整理表(續)... 44

表 4.2 多重工程特性對應之發明原則應用實例與說明 ... 46

表 4.3 北部某縣市集合住宅興建工程... 47

表 4.4 台北某公園地下停車場新建工程... 48

表 4.5 職災案例基本資料... 49

表 4.6 職災案例原因綜合歸納... 49

表 4.7 改善參數 EP13 與 EP14 之評選內容 ... 54

表 4.8 改善參數 EP14 之評選內容 ... 55

表 4.9 改善參數 EP35 之評選內容 ... 56

表 4.10 改善參數 EP27 之評選內容 ... 58

表 4.11 改善參數 EP02 之評選內容 ... 59

表 4.12 改善參數 EP35 之評選內容 ... 61

表 4.13 本研究創新改良實例整理表... 62

表 4.14 本研究新型水平繫材與傳統水平繫材之預期效益比較表 ... 64

(12)

圖目錄

圖 1.1 研究流程圖... 4

圖 2.1 矛盾矩陣表範例... 13

圖 2.2 TRIZ 問題之解決流程... 14

圖 2.3 各種創新原則取用方法比較... 16

圖 2.4 Ideation 產品技術預測模型... 20

圖 3.1 專利分析原則... 23

圖 3.2 模板改良說明圖... 24

圖 3.3 模板 E04G009/00 發明原則次數統計圖 ... 25

圖 3.4 模板 E04G009/02 發明原則次數統計圖 ... 26

圖 3.5 模板 E04G009/04 發明原則次數統計圖 ... 27

圖 3.6 模板 E04G009/05 發明原則次數統計圖 ... 28

圖 3.7 模板 E04G009/06 發明原則次數統計圖 ... 29

圖 3.8 模板 E04G009/08 發明原則次數統計圖 ... 30

圖 3.9 模板 E04G009/10 發明原則次數統計圖 ... 31

圖 3.10 支撐 E04G025/00 發明原則次數統計圖 ... 32

圖 3.11 支撐 E04G025/02 發明原則次數統計圖 ... 33

圖 3.12 支撐 E04G025/04 發明原則次數統計圖 ... 34

圖 3.13 支撐 E04G025/06 發明原則次數統計圖 ... 35

圖 3.14 支撐 E04G025/08 發明原則次數統計圖 ... 36

圖 3.15 台灣模板七大類專利累加的次數統計圖... 37

圖 3.16 美國模板七大類專利累加的次數統計圖... 38

圖 3.17 台灣支撐五大類專利累加的次數統計圖... 39

圖 3.18 美國支撐五大類專利累加的次數統計圖... 40

(13)

圖 4.1 應用 TRIZ 改善模板工程安全防災趨勢流程圖... 42

圖 4.2 模板工程安全防災建議工程參數比例圖... 45

圖 4.3 結構穩定性與強度對應發明原則次數統計圖... 45

圖 4.4 新竹縣竹北市某建案模板支撐情形... 50

圖 4.5 台北縣中和市某建案模板支撐情形... 51

圖 4.6 昔知一般模板支撐水平繫材示意圖... 52

圖 4.7 樓版模板組立示意圖... 52

圖 4.8 本研究應用 TRIZ 之創新改良步驟... 53

圖 4.9 鋼管支撐組成與用途說明... 54

圖 4.10 改善參數 EP14 對應之發明原則次數統計圖... 55

圖 4.11 第一階段新型水平繫材外型示意圖... 55

圖 4.12 改善參數 EP35 對應之發明原則次數統計圖... 56

圖 4.13 第二階段新型水平繫材外型示意圖... 57

圖 4.14 改善參數 EP27 對應之發明原則次數統計圖... 57

圖 4.15 第三階段水平繫材示意圖... 58

圖 4.16 改善參數 EP02 對應之發明原則次數統計圖... 59

圖 4.17 第四階段水平繫材示意圖... 60

圖 4.18 改善參數 EP35 對應之發明原則次數統計圖... 61

圖 4.19 水平桿件構造示意圖... 61

圖 4.20 本研究水平繫材整體示意圖... 62

圖 4.21 本研究新型水平繫材實際應用圖... 63

圖 4.22 本研究新型水平繫材實際應用放大圖... 63

圖 4.23 本研究應用 TRIZ 於創新設計之流程圖... 65

(14)

第一章 緒論

1.1 研究動機

營造業在國內以往享有火車頭工業之美譽,常帶動周邊產業的發 展,但隨著國內營造市場的飽和與我國於民國九十一年正式加入世界 貿易組織 WTO(World Trade Organization)後,面臨到的則是國外的 營造廠挾帶者先進之新材料與新工法,開始參與或是承攬我國公共工 程或是重大建設;在與國外競爭的條件,國內營造業主大多存在於低 價競爭、利潤微薄、研發創新之能力不足、國際競爭經驗有限的種種 客觀環境條件之下,恐怕無力面臨國際競爭[1];另一方面,國內營造 業正面臨到工人勞力短缺與難求、老化、工資高漲、與外籍勞工的引 進[2,3]等,造成工程施工品質不佳、工期難以掌控與營建成本增加等 的問題產生[2]與工地災害事件不斷發生。由上述得知國內營造業正面 臨到內憂外患之壓迫。

因此營造業若想要圖謀發展就必須要創新,首先提出創新可促使 經濟發展概念的奧地利經濟學家 Shumpeter 指出,運用發明與發現,利 用資源來改變生產可能性的新生產程序或方法,以滿足市場需求,其 中創新的內涵包括新材料、新製程、新市場與新組織的創新[4,5],而 欲提昇產品、縮短研發時間、降低成本與提高品質等,運用創新性的 設計方法是達成目標的重要途徑[6]。

回顧營造業建築工程中之項目,以模板工程為鋼筋混凝土建築物 建築過程中最重要之工作項目[2],其工程成本約佔鋼筋混凝土結構體 工程的 1/3,或佔總工程費的 15~20%[2,7,8],目前國內建築工地在進 行模板施工時仍是以傳統之工法進行,雖然國內自民國 60 年以來陸續

(15)

引進超過十種以上之系統模板[7],然而新工法在大多數之建築工程中 使用並不普遍,原因歸咎於缺乏專業小包、沒有設計經驗與使用新需 要較長的適應期等[11]。加上國內當地的建築物,除了造型與結構不同 於各國外,地理與氣候上的環境也有差異,因此不論是清水模或是系 統模板必須符合「本土化」才能推展[12]。另一方面,營造業屬於一高 風險、高危險之產業,一旦發生工程災害不但會造成經濟層面的勞動 損失、實質損失與營運損失外,更會造成龐大社會成本的付出[13]。所 以自有建築物以來因模板工程所造成之相關災害次數頻繁,且每次發 生時均對於工程或是人員造成嚴重之傷害。

有鑑於此,本研究以使用創新問題解決理論 TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving),分析國內模板的專利所使用的發明原則與 演化趨勢,之後以案例探討方式提出國內模板未來之發展方向,提出 一適合國內營造業模板的未來發展趨勢,藉此以提高國內營造業之競 爭力。

1.2 研究目的

本研究以 TRIZ 分析模板工程發展趨勢,有以下三點研究目的:

一、分析國內外有關於模板之專利:以 TRIZ 中之創新法則與工程參 數,分析與統計出台灣與美國模板工程專利之發明特性與差異性。

二、提出模板工程安全防災之發展方向:歸納文獻對於模板工程對於 防災之建議,以 TRIZ 之單一與多重特性對應的創新法則提出模板 工程安全防災發展方向。

三、以施工災害與施工現況為改善方向:實際探討災例與施工現況,

應用 TRIZ 工具與前述二項之研究結果設計出新的模板工程安全 防災結構概念。

(16)

1.3 研究方法與流程

本研究所使用之研究方法有以下三項:

一、文獻回顧(次級資料分析)

本研究以創新之觀念為出發點,以 TRIZ 分析模板之專利,因此所 回顧之文獻包含:

(一)模板工程於建築工程之相關文獻。

(二)創新發明解決理論(TRIZ)工具與應用之相關文獻。

(三)專利與專利檢索之文獻。

次級資料分析包含:

(一)模板災害災例調查文獻。

(二)台灣與美國已公告之專利說明書。

二、分析發明法(Analysis Method for Invention)

以 TRIZ 之發明原則分析各件專利之發明技術特徵。

三、案例探討

為明確定義出未來模板所需要改進的方向,在未來模板之發展趨 勢,本研究以相關災例資料或是文獻所提出模板需要改進之方向為建 議對象,配合目前幾處工地施工情況,以實際提出改善目前現階段模 板在設計上或是使用上之安全與防災上之缺失。

本研究流程如圖 1.1 所示:

(17)

研究動機與 目的 文獻回顧

專利搜尋 設定專利蒐集策略

專利發明原則分析

案例探討

解決方案

安全防災 改良概念

結論與建議 專利說明書

1.模板工程相關 文獻

2.TRIZ相關文獻 3.專利與專利搜 尋相關文獻

Yes

No No Yes

第一章 第二章

第三章

第四章

第五章

圖 1.1 研究流程圖

第一章說明本研究之研究動機與目的,探討現階段營造業之大環 境所面臨到之困境,並提出營造業應以創新為發展之方向。

(18)

第二章為文獻回顧,內容主要回顧相關文獻有模板工程之文獻、

TRIZ 文獻以及專利與專利檢索之文獻。

第三章為研究分析與結果,蒐集與分析國內外有關於模板之專利 文獻,以 TRIZ 之發明原則歸納統計,比較出國內外在模板工程上創新 之差異性。

第四章為模板工程創新概念建構,分析完目前國內外模板專利之 特性後,本研究以文獻蒐集與實際案例探討之方式,提出未來模板之 安全防災發展趨勢,並實際提出一安全防災之概念方法。

第五章為結論與後續建議。

1.4 研究範圍與限制

本研究以 TRIZ 分析模板工程相關專利與實際進行相關之創新設 計,有以下三點研究範圍與限制:

一、本研究之營造業創新意義乃針對產品以及技術之創新,對於組織、

管理與流程之創新等並不在本研究所探討之範圍內。

二、本研究蒐集之模板專利資料依照當地智慧財產局所公告之專利資 料年限,台灣專利蒐集年限為西元 1975~2006 年專利資料,美國 專利蒐集年限為 1976~2006 年之專利資料。

三、模板工程對於一般建築物之均有影響(如成本、品質、時程、安 全等等),本研究以改善模板工程安全防災為設計探討對象。

(19)

第二章 文獻回顧

本研究為應用 TRIZ 分析模板工程發展,所分析之樣本為模板工程 專利文獻,因此在文獻回顧中回顧之相關文獻為模板工程相關文獻、

TRIZ 之相關文獻以及專利資訊之相關文獻。

2.1 模板工程概述

模板之定義在美國混凝土協會 ACI 116R 中定義為一系統以支撐新 拌混凝土,包括混凝土接觸面之模殼、五金元件與支撐件[8]。

國內營造業在進入西元 2000 年後,施工技術不斷進步,使得建築 結構有朝向高挑空、大跨距與大面積甚至於造型不規則的趨勢發展,

導致施工作業的危險也水漲船高,但是國內的模板工程安全觀念與施 工技術並未隨者提升[13]。國內建築工地之模板工程施工時,大多仍以 木模板為主要構件的施工法,雖然有些工地會以提升現場之管理能力 作為改善問題的手段,但其成效有限,若要徹底改善就有賴工法上的 改進[11]。根據營建自動化潛能評估,模板工程為最具潛力之營建自動 化項目之一[15,16]。因此目前國內外模板廠商相繼開發新型模板工 法,藉以提昇營建生產力[17]與安全性。

雖 自 民 國 60 年 後 國 內 陸 續 引 進 超 過 十 種 以 上 之 系 統 模 板 [7,15,16],但國內廠商採用新工法的接受度仍然不高[11]。本研究以模 板之分類與系統分析整理如表 2.1 所示:

(20)

表 2.1 模板之分類與系統分析(本研究整理自文獻[2,18,19]) 按工程項目之模板

分類

可分為基腳模板、牆模板、柱模板、版及樑模板、

樓梯模板、薄殼及穹拱模板、橋樑模板、隧道模板 等。

按模板材質之模板 分類

可分為木模、鋼模、鋁模、玻璃纖維模、強化塑膠 模等。

按模板施工方法之 發展系統分析

可分為傳統木質模板施工的傳統模板工法與使用 特殊材質及施工方法與系統化組合之系統模板兩 大類。其發展是從傳統木模板系統,發展到使用對 象及工法的不同,例如飛模、跳模、滑模、爬模系 統、電熱鋼模工法及隧道型鋼模系統、手組式系統 模板及各種專利模板工法等。

依表面平整度 普通模板、清水模版。

依使用時間分類 臨時模板、永久模板。

模板工程在鋼筋混凝土建築過程中為最重要之工程項目,牽涉到 整體工程的成本、品質、進度與安全上的考量,以下說明模板工程項 目在建築工程之重要性:

一、模板工程對工程成本之影響

許多文獻指出其工程成本約佔國內鋼筋混凝土結構體工程的費用 與總工程費用如表,由表 2.2 得知模板工程作業成本在建築物結構均佔 25%與佔總工程成本約 15%~20%。因此模板作業的系統化與施工作業 之合理化,可以長期重覆使用、減少大量勞工的依賴、縮短施工工期、

提高工程精度與品質,進而有效完成高難度工程,平衡模板作業與工 程費用之間的依存關係[9]。

(21)

表 2.2 模板工程成本相關文獻 編

號 作者與年代 內容

01 沈進發

(1985)[20]

模板作業在一般營造建築施工作業中所佔的比例 可達總工程費 25%以上,而尤其所衍生之事故所 造成的損失也是最嚴重的。

02

賴明茂、徐敏 斯(1992)

[18]

模板是混凝土成形不可或缺之工具,據統計現代 之鋼筋混凝土營建工程其模板作業費用甚高,一 般而言佔主體結構工程約 20~30%左右,特殊或 高難度之工程則可高達總工程費之 40~60%,通 常高於鋼筋加混凝土費用的總和。

03

彭雲宏

(1995、

1996)[15,16]

鋼筋混凝土結構體造價中模板佔 37%,鋼筋佔 35

%,混凝土佔 28%。

04 林進益

(1998)[12]

通常在鋼筋混凝土工程中,模板的費用約佔總工 程費用 20~30%,甚至在特殊工程中可高達 40%。

05 郭斯傑

(1999)[10]

模板為混凝土構造物成形過程中非常重要的工作 項目,其作業成本約佔一般建築物總成本的 15

%,或佔鋼筋混凝土結構體工程成本的 1/3。

06 沈進發

(1999)[9]

一般鋼筋混凝土之營建工程,其模板費用通常比 混凝土之費用高,大約等於該工程之混凝土加上 鋼筋兩項之費用,約佔總工程費之 20~30%,甚 至高達 50%以上。

07 汪偉杰

(1999)[2]

模板工程為鋼筋混凝土建築物建築過程中最重要 的工作項目,其工程成本約為鋼筋混凝土結構體 工程的 1/3,或佔總工程費用的 15~20%。

二、模板工程對工程品質之影響

模板施工之品質對於鋼筋混凝土結構體品質主要有兩項影響,分 別為混凝土之表面影響與混凝土本身的品質影響[9]。模板施工品質 好,則外表平整美觀亦易於修飾形成符合設計之外表;其二為對混凝 土品質之影響,好的模板密合性高、不漏漿且保水性良好,可使混凝 土受較良好的養護作用,使混凝土具較佳之強度及其他重要的性質,

(22)

亦使結構體具較高之強度與耐久性壽命。

三、模板工程對工程進度之影響

目前各種營建施工技術日新月異與進步快速,其它施工作業速率 提升,但傳統模板作業則甚難改進與之配合,故模板作業常成為要徑 作業與趕工縮短工期之重點[9],未來模板發展勢必朝向模板作業及系 統不斷改良、施工技術的自動化、合理化,配合相關法令及施工規範 的改善[2,11]。

四、模板工程對工程安全之影響

模板作業是鋼筋混凝土成敗的主要因素,且模板工程所衍生之事 故所造成的損失也是最嚴重的[16]。工程災害常因混凝土澆灌衝力及壓 力過大,模板支撐或柱模圍束材質不良,模板設計及組合欠佳等因素,

而發生模板崩塌、爆模之事故,造成生命、財產等損失[18]。

(23)

2.2 TRIZ 之發展與應用

2.2.1 TRIZ 發展背景

TRIZ 為俄文“Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch, TRIZ"

的縮寫,英譯為“Theory of Inventive Problem Solving, TIPS",即為創 新問題解決理論,目的為解決創新時所產生的問題,由前蘇聯發明家 Genrich Altshuller 分析超過二十萬件具代表性之專利所歸納出來的理 論[22]。

Altshuller 早期為蘇聯海軍部門工程師,在審查超過四萬件的專利 後,認為任何的技術系統演化是有根據的[22],在分析專利之創新發明 特點時,Altshuller 時常問的問題便是[23]:

一、如何將發明所需要時間縮短的問題。

二、如何在過程中建立增加突破性思考的問題。

因此便開始著手研究有關於各項專利,發現發明是具有某些共通 性,某產業所面臨到的問題可能在其他產業或是領域已經被解決過了 [23],可將創造視為一門科學,TRIZ 理論便因應而生,TRIZ 理論早期 被前蘇聯視為機密,前蘇聯解體後有許多研究 TRIZ 的專家陸續移民到 西方,TRIZ 才開始廣為流傳,直到現今有許多公司與企業運用 TRIZ 解決許多在工程上所面臨到的實際問題[24]。

2.2.2 TRIZ 內容與相關應用

TRIZ 理論從 Altshuller 在 1956 年首先提出後,經過約五十年的發 展與應用,其發展與內容如表 2.3 所示。

(24)

表 2.3 TRIZ 內容[23]

內容 發展年代

1.創新層級(Levels of Innovation)

2.矛盾(Contradictions)

技術矛盾(Technical Contradictions)

40 發明原則(40 Inventive Principles, IP)

39 工程參數(39 Engineering Parameters, EP)

物理矛盾(Physical Contradictions)

1956~1971

4 項分離原則(Four Separation Principles) 1979

3.理想化(Ideality) 1956

4.76 標準解(76 Standard Solutions) 1974~1985 5.演化模式(Patterns of Evolution) 1969~1979 6.創新演算法 ARIZ(Algorithm of Inventive Problem

Solving ) 1959~1985

7.質-場分析(Substance-Field Analysis) 1977

本研究針對 TRIZ 方法中使用到之工具包括 40 發明原則、39 工程 參數、矛盾矩陣作回顧。

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[23],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[25],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,四十項創新原則如附 錄一。

(二)國內外相關研究

Savransky[26]整理出 Altshuller 的矛盾矩陣表,由表中統計出各項

(25)

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[27]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 [28]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 [29]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 [46,47,48,49]。

有關於 TRIZ 的四十發明原則之應用,Zhang[30]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 前三名分別為原則 3 局部特性(26 次)、原則 10 事先動作(22 次)與 原則 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)[31]以節省人力與大量的分析時間為前提,以分層 隨機抽樣的方式分析台灣於民國 88~92 年所公告專利之創新層級與發 明法則(約 1080 件專利),其研究結果顯示,抽樣出來之樣本經過相 關檢定的動作,亦能夠反映出母體的發明法則所出現的頻率,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

(26)

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[32],Savransky(2000)[26]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)三大類如附錄二。

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 40×40 的一個矩陣表(如附錄三所示),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

惡化參數 改善參數

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 … … … -

圖 2.1 矛盾矩陣表範例

矛盾矩陣所提供

之創新法則

(27)

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 2.1 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。

圖 2.2 為 TRIZ 之解題流程,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。

TRIZ的問題 (39工程參數) 一般技術問題

TRIZ的解答 (40創新原則)

一般技術問題之解答

圖 2.2 TRIZ 問題之解決流程[26]

(二)國內外相關研究

Mohamed 與 AbouRizk(2005)[34]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

(28)

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。

劉志成(2001~2003)[35,36]提出單一與多重工程特性對應的創新 法則方法,目的為在無矛盾提議或是不知哪一參數會惡化時之情況下 建議所使用的改善參數,其內容為從矛盾矩陣中針對欲改善之參數,

統計出每一項避免惡化參數所建議出的創新法則,並將出現次數的多 寡分成七個等級如表 2.4 所示,次數出現越高代表解決問題的機會越 大;相對的可針對矛盾矩陣表所避免惡化的參數作統計,次數出現的 發明法則越多,代表可避免參數惡化的機率越低。

表 2.4 單一特性創新法則等級表[36]

等級 A1 A2 B C D E F

次數 >19 16~18 13~15 10~12 7~9 次 4~6 次 1~3 次

Mann(2002)[37]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%,

另外的 52%的解則為使用沒有被提議的創新法則。

王仁慶(2002)[38]利用單一特性創新原則檢視 Mann[36]的約 130 件機械專利,所得到的結果若以分類等級 A~C 的命中率為 41.6%,若 擴展至等級 A~F 則命中率高達 93.6%如表,但其缺點為有時候問題的 正確解會在較後面的等級而增加許多解題的時間。

林傳傑等(2006)提出多組矛盾對下 TRIZ 創新法則之優先選用 法,如圖 2.3 所示,整理出 TRIZ 遇到問題之解決方法將其分為發明原 則取用之廣泛性與發明原則取用對問題的針對性。由圖 2.3 得知法則取 用之廣泛性是以四十發明原則最為廣泛,但對於問題之針對性則是矛 盾矩陣最容易將問題所定義清楚。

(29)

四十創新法則逐一運用

發明原則則取用之廣泛性

發明原則取用對問題之針對性

依矛盾矩陣表中常出現創新法則統計結果為優先順序 單一工程特性法則 找出該專利欲改善及避免惡化之工程參數︵矛盾矩陣︶

圖 2.3 各種創新原則取用方法比較[50]

2.3 專利之資料與檢索

專利資訊是提供技術發展規劃之資料來源,專利資訊是各種產業 中最尖端、最具商業價值的技術,不僅可用來掌握產業的發展動向,

更可作為技術研發的指標[41]。由於專利的目的是讓熟悉該項技術的相 關人員可以據此實施,故在各種有關技術開發的資訊中,唯有專利資 訊可以全盤公開專利的技術核心;因此若研發人員能夠善用專利資 訊,將可縮短約 60%的技術研發時間與 40%的研發經費[45]。且專利 公報所刊載的內容包括 90%以上的專利技術研發成果,這些研發成果 中約 80%的內容不會刊載在專業期刊或學術論文等的技術文獻中[41]。

2.3.1 專利檢索與分類

在資訊檢索的過程中,為完成某特定目的而採取的行動即為檢索 技巧。一般專利資料之檢索,雖每個專利資庫的檢索欄位不盡相同,

但有些為專利資料所檢索必備的基本欄位如表 2.5 所示:

(30)

表 2.5 專利資訊基本欄位[41]

檢索範圍 欄位名稱

全文檢索 全文關鍵字檢索

主題檢索 專利名稱

摘要

日期檢索 公告日

申請日 優先權日期

人名或公司檢索 發明人

申請人/專利權人

號碼或代號檢索 專利號

申請號碼

國際專利分類號 美國專利分類號 優先權號碼 專利家族號碼

相關資料檢索 引用參考資料

其他參考資料

國際專利分類表 IPC(International Patent Classification, IPC)為最 多國家所採用的專利分類表,目前由世界智慧財產權組織 WIPO(World Intellectual Property Organization, WIPO)負責出版[43],每五年修訂一 次,目前使用版本為第七版,我國專利資料亦以此系統建立專利資料 庫,該分類之特點在於分類簡單、檢索容易等特點[41]。IPC 分類之編 排體例大致以部、類、次類、主目與次目五大層次編排,說明如下[44]:

(一)、部(Section)

「部」為 IPC 的主要分類大項與架構,共分為八項由英文字母大 寫 A~H 分別表示之如表 2.6 所示[43,44]:

(二)、次部(Subsection)

在各部之內有次部之類名,但無分類號。

(三)、類(Class)

類的符號是由部的符號外加二位數字而成,如 A01。

(31)

(四)、次類(Subclass)

次類的符號是由類的符號及一大寫英文字母附隨在後面而成,如 A01B。英文字母中的 A、E、I、O、U 及 X 以及分類改定後廢止的字 母均不用。

(五)、主目(Main Group)

主目的的符號是由次類符號和附隨在後的 1 至 3 位數字以及一條 斜線和數字 00 而成。

表 2.6 國際專利分類號分類表[43,44]

部、次部

A 生活必需品 農業 食品和煙草 個人及家庭用品 保健與娛樂

A01 A21~24 A41~A47 A61~A63 B 處理操作;運輸

分離及混合 成形 印刷 運輸

微觀結構技術;超微技術

B01~B09 B21~B32 B41~B44 B60~B68 B81~B82 C 化學;冶金

化學 冶金

C01~C14 C21~C30 D 纖維;紙

不屬於他類的紡織品和可撓性原料

D01~D07 D21 E 固定建築物

建築

土壤鑽探;採礦

E01~E06 E21 F 機械工程;照明;加熱;武器;爆破

發動機及喞筒 一般的工程 照明與加熱 武器;爆破

F01~F04 F15~F17 F21~F28 F41~F42 G 物理學

儀器 原子核學

G01~G12 G21

H 電學 H01~H05

(32)

2.3.2 專利資料內容

在由設定專利檢索所得到之專利資料後,可進行專利資料的分 析,本研究所探討的為分析專利之發明法則分析與技術分析,因此需 個別針對所蒐集到之專利文獻進行分析,因此本節介紹有關於專利文 獻上之款目,相關說明如表 2.7:

表 2.7 專利公報資料項目[41]

編號 款目 說明

01 公告編號 專利編號,是公報中最重要之項目 02 公告日期 專利核准後的公告日期

03 國際專利分類號 專利內容所屬的國際分類號

04 專利權證書號 授與專利權,給予專利證書的證書號碼 05 申請案號 申請時之案件號碼

06 申請日期 專利的申請日期

07 專利權類別 說明專利的種類(如發明、新型、新式樣)

08 專利名稱 專利的名稱全文,需符合發明的主題。

09 專利代理人 此專利的代理者 10 發明人 發明此專利者

11 申請人 又稱專利權人,指申請此專利者 12 專利申請範圍 詳細敘述此專利所包含的範圍 13 相關圖形 與此專利有關的圖示

14 相關公告 與此專利有關的相關公告說明 15 引用參考資料 相關專利資料的參照與引用

16 專利摘要 以簡明扼要的文字,說明該發明或創作的 構造或方法

(33)

2.4 小結

經由文獻之整理,本研究參考 Ideation 公司提出產品技術預測模型 如圖 2.4 應用於模板工程發展趨勢,首先本研究所針對歷史資料為模板 工程專利之蒐集,接者步驟二以 TRIZ 之發明原則對於專利資料作發明 原則之分析,在未來方面將蒐集有關於模板工程文獻有關於安全防災 之建議,作為本研究現階段探究模板工程安全防災之需求的根據,先 以單一(多重)工程特性對應之發明原則提出未來改善原則,最後再 針對於未來模板工程安全防災提出一可行之設計概念。

未來

過去 現在

3 4

2 1

5

歷史資料蒐集

演化判斷 概念綜合

決策

執行

圖 2.4 Ideation 產品技術預測模型[40]

(34)

第三章 模板專利蒐集與分析

本章內容為蒐集與分析台灣與美國之模板工程相關專利,以 TRIZ 中的四十項發明原則分析每件專利所應用之概念與方法,其目的為整 理出國內外模板專利之發展方向,將有助於相關人員瞭解模板之發明 原則。

3.1 國內外專利之蒐集原則

本研究所蒐集有關於模板系統相關專利,以國際專利分類號為主 要專利蒐集之依據,模板系統主要是由模板、支撐與其它五金件所組 成,因此本研究針對模板與支撐之國際專利分類號進行專利之搜尋,

相關類號與件數如表 3.1 與表 3.2 所示。由表 3.1 得知在模板分類 E04G009 之模板相關專利總數台灣所公告的專利共計有 195 件,美國 方面共計有 103 件,相較之下台灣擁有較多之模板專利。由表 3.2 得知 支撐 E04G025 專利方面扣除較不相關之專利台灣共計有 43 件,美國共 計有 88 件相較之下擁有較多之專利。

(35)

表 3.1 模板之國際分類與公告件數

專利件數 分 類 號

(主目) 次目 內容

台灣 美國

/00 一般用途之模殼或模板構件 7 24

/02 模板或類似構件 53 17

/04 木表面模殼 11 5

/05 塑膠表面模殼 30 11

/06 金屬表面模殼 20 9

/08 可折疊者,可拆卸者,或可捲起的

模板或類似構件 51 9

模 板

( E04 G009)

/10 具 有 附 加 特 點 者 , 如 表 面 壓 力 加 工、保溫或加熱者、透水或透氣之 模殼

23 28

總計 195 103

專利資訊來源

台灣:中華民國專利資訊網

http://free.twpat.com(專利檢索年份:1975~2006)

美國:美國專利商標局

http://www.uspto.gov(專利檢索年份 1976~2006)

表 3.2 支撐之國際分類與公告件數

專利件數 分 類 號

(主目) 次目 內容

台灣 美國 /00 支柱或支撐;契塊 20(15) 51(29)

/02 非伸縮式者 2 7(1)

/04 伸縮式者 13(3) 14(4)

/06 具有用可靠的器件結合在一起之

部件 6 8(2)

支 撐

( E04 G025)

/08 具有通過摩擦或夾緊相互連接在

一起之部件 2 8(3)

總計 43(18) 88(35)

專利資訊來源

台灣:中華民國專利資訊網

http://free.twpat.com(專利檢索年份:1975~2006)

美國:美國專利商標局

http://www.uspto.gov(專利檢索年份 1976~2006)

(36)

3.2 國內外模板專利之分析原則

一、分析原則

在蒐集到之模板系統專利後,以 TRIZ 方法中之四十發明原則分 析各件專利之創新內容,分析專利之方法與原則有以下三點,如圖 3.1 所示:

(一)、首先以專利之技術特徵與專利範圍以四十發明原則解析,對應 出該專利之發明原則。

(二)、如無法明確指出該件專利應歸屬於何種發明原則,則以該件專 利所欲改善之工程參數明確則可參考單一特性改善參數中發明原 則所出現之次序。

(三)、如該件專利明確說明欲改善某項工程參數與另一向參數的惡化 情形,則可使用矛盾矩陣表找出其發明原則。

40發明原則 逐一比照

單一特性改善 參數

矛盾矩陣表 No

No 專利說明書

發 明 原 則 判 定 No

圖 3.1 專利分析原則

(37)

二、案例分析

本研究依上述分析原則分析蒐集到之專利,分析說明案例如圖 3.2 所示,此為中華民國專利,公告號為 TWM439825「模板改良」之新型 專利,本研究分析該專利如表 3.3 所示,該專利為因模板側邊容易翹曲 與剝落之缺點,因此使用不同紋理方向之材料做為模板側邊之補強。

所以改善之參數為 EP03 強度。採用之發明原則為 IP03 局部特性裡的

「將一個物件由相同成份組成的結構轉變成由不同成份組成的結 構」,為該專利之發明原則。

(a)模板改良立體圖 (b)模板改良側視圖 圖 3.2 模板改良說明圖

表 3.3 模板改良分析表

專利公告號 TW439825 檔案編號 專利名稱 模板改良

申請日期 西元 2000 年 3 月 21 日 公告日期 西元 2001 年 6 月 07 日 國際分類號 E04G009/02、9/08 美國分類號

專利摘要

本創作有關於一種模板改良,主要係將模板周邊挖設有溝槽,經由一側與溝槽 相同形狀之嵌接部,再由嵌接部向另側兩邊延伸至與模板相同等厚度之凸邊的 護條,形成崁合一體狀之強固保護框,承上結構改良,防止模板拆除時受外力 產生毀損與兩側邊有翹之虞。

改善參數 強度 避免惡化參數

採用之發明 原則說明

此專利因考量到模板側邊容易翹曲與剝落之缺點,因此使用不同

紋理方向之材料做為模板側邊之補強。所以改善之參數為 EP03 強

度。採用之發明原則為 IP03 局部特性裡的「將一個物件由相同成

份組成的結構轉變成由不同成份組成的結構」 。

(38)

3.3 模板系統專利分析結果

3.3.1 模板類專利比較

一、一般用途之模殼或模板構件(E04G009/00)

如表 3.4 與圖 3.3 所示,台灣有關於 E04G009/00 之專利件數有 7 件,平均每件專利有 2.14 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 14、15 兩項,第二名為 IP 9、10 兩項;美國方面專利件數有 24 件,平均每件專利有 1.96 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率 第一名為 IP 10,第二名為 IP 01、15 兩項,第三名為 IP 07、24 兩項。

表 3.4 E04G009/00 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/00 US Patent E04G009/00

專利件數

7 24

發明原則總

15 47

平均發明原

則/件

2.14 1.96

比較說明

此類專利多為應用離心力或是 曲率產生混凝土製品(IP 14),

或將模板設計成為動態化之構 造(IP 15)。

此類專利多應用於為方便作業

(IP 10,01,15)而分別將模板製 成組裝式物件或是予以動態化。

1 1 1 1

2 2

3 3

1 5

3 3 4

2 7

4 3

5

4

1 1 1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/00 US E04G009/00

圖 3.3 模板 E04G009/00 發明原則次數統計圖

(39)

二、模板或類似構件(E04G009/02)

如表 3.5 與圖 3.4 所示,台灣有關於 E04G009/02 之專利件數有 53 件,平均每件專利有 1.66 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 10,第二名為 IP 01,第三名為 IP 03;美國方面專利件數有 17 件,平均每件專利有 1.82 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率 第一名為 IP 10,第二名為 IP 09,第三名為 IP 01、14 兩項。

表 3.5 E04G009/02 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/02 US Patent E04G009/02

專利件數

53 17

發明原則總

88 31

平均發明原

則/件

1.66 1.82

比較說明

此專利分類之發明原則皆著重 於模板組裝拆卸之速度與便利 性(IP 10,1,15)與結構強度之改良

(IP 3,40,35)等,此類亦是專利 件數最多之一類。

此類專利為事先完成部分動作

(IP 10)與事先施作反作用力為 主(IP 9) ,部分是針對圓形構造 所施作之結構(IP 14)。

9

2 8

1 3 3

4 3

18

3 3

2 7

1 1 1

3

1 1 1 2 2

1

4 4

3 2 2

1 1 1 4

7

2 3

2

1 1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/02 US E04G009/02

圖 3.4 模板 E04G009/02 發明原則次數統計圖

(40)

三、木表面模殼(E04G009/04)

如表 3.6 與圖 3.5 所示,台灣有關於 E04G009/04 之專利件數有 11 件,平均每件專利有 1.64 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 10,第二名為 IP 30,第三名為 IP 40;美國方面專利件數有 5 件,平均每件專利有 1.6 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第一 名為 IP 03,第二名為 IP 10。

表 3.6 E04G009/04 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/04 US Patent E04G009/04

專利件數

11 5

發明原則總

18 8

平均發明原

則/件

1.64 1.6

比較說明

此類專利為針對木模板之改良 多為木模組裝拆卸之速度與方 便性(IP 10)、木模材質之改良 包括木模表面鋪上一層薄膜(IP 30)與使用複合材料(IP 40)等。

此類專利為針對木模板之改良 多為木模本身結構之改良(IP 3) 與與事先完成部分動作(IP 10)

與組合式物件(IP 1)等。

1 2

6

1

4

1

3

1 3

1 2

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/04 US E04G009/04

圖 3.5 模板 E04G009/04 發明原則次數統計圖

(41)

四、塑膠表面模殼(E04G009/05)

如表 3.7 與圖 3.6 所示,台灣有關於 E04G009/05 之專利件數有 11 件,平均每件專利有 2.03 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 01、11、35 三項,第二名為 IP 10,第三名為 IP 24;美國方 面專利件數有 11 件,平均每件專利有 2 個發明原則,所使用的發明原 則出現頻率第一名為 IP 01、30 兩項,第二名為 IP 10。

表 3.7 E04G009/05 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/05 US Patent E04G009/05

專利件數 30 11

發 明 原 則

總計 61 22

平 均 發 明

原則/件 2.03 2

比較說明

此 類 專 利 針 對 塑 膠 模 板 之 改 良,塑膠具有質輕與易造型等優 點,因此在此類之發明原則變化 較多,包括容易組裝與施工之功 能(IP 10,01,24)、預防系統之失效

(IP 11)、本身材質的可變性與 多變性功能(IP 35)。

此 類 專 利 針 對 塑 膠 模 板 之 改 良,塑膠具有質輕與易造型等優 點,因此在此類之發明原則變化 較多,包括容易組裝與施工之功 能(IP 1)、與製作成薄膜之構造

(IP 30)等。

9

5

1 3

2 8

9

2

1 1 1

7

1 1 1

9

5

1

3

1

5

1 1

2 2

1 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/05 US E04G009/05

圖 3.6 模板 E04G009/05 發明原則次數統計圖

(42)

五、金屬表面模殼(E04G009/06)

如表 3.8 與圖 3.7 所示,台灣有關於 E04G009/06 之專利件數有 30 件,平均每件專利有 1.3 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第一 名為 IP 10,第二名為 IP 03,第三名為 IP 01;美國方面專利件數有 11 件,平均每件專利有 1.27 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 03,第二名為 IP 01。

表 3.8 E04G009/06 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/06 US Patent E04G009/06

專利件數 30 11

發 明 原 則

總計 39 14

平 均 發 明

原則/件 1.3 1.27

比較說明

此 類 專 利 針 對 金 屬 模 板 之 改 良,創新原則多包含在金屬模板 的操作性(IP 10,01)、結構強度 的增加(IP 03)等。

此 類 專 利 針 對 金 屬 模 板 之 改 良,創新原則多包含在金屬模板 結構強度的增加(IP 03)等。

4 5

1 3

1 2

8

1 3

1 1

2

1 1 1 1

3 3

6

1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/06 US E04G009/06

圖 3.7 模板 E04G009/06 發明原則次數統計圖

(43)

六、可折疊者,可拆卸者,或可捲起的模板或類似構件(E04G009/08)

如表 3.9 與圖 3.8 所示,台灣有關於 E04G009/08 之專利件數有 51 件,平均每件專利有 1.8 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第一 名為 IP 10,第二名為 IP 05,第三名為 IP 03、15 兩項,第四名為 IP 09;

美國方面專利件數有 9 件,平均每件專利有 1.22 個發明原則,所使用 的發明原則出現頻率第一名為 IP 15,第二名為 IP 14。

表 3.9 E04G009/08 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/08 US Patent E04G009/08

專利件數

51 9

發明原則總 計

92 11

平均發明原

則/件

1.8 1.22

比較說明 此類為針對可折疊、可拆卸等之

模板專利,其創新原則方向多為 模 板 組 裝 之 施 工 便 利 性 ( IP 10,01,15,24) 、模板多功能之用途

(IP 05)等。

此類為針對可折疊、可拆卸等之 模板專利,其創新原則方向多為 模板本身之可動態性(IP 15)與 應用曲率施工(IP 14)。

9 10

2 12

2 6

2 19

1 10

1 1

7

3

1

3 3

1

2 3

1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/08 US E04G009/08

圖 3.8 模板 E04G009/08 發明原則次數統計圖

(44)

七、具有附加特點者,如表面壓力加工、保溫或加熱者、透水或透氣 之模殼(E04G009/10)

如表 3.10 與圖 3.9 所示,台灣有關於 E04G009/10 之專利件數有 23 件,平均每件專利有 1.91 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 10,第二名為 IP 35,第三名為 IP 31、40 兩項;美國方面專 利件數有 28 件,平均每件專利有 1.6 個發明原則,所使用的發明原則 出現頻率第一名為 IP 01、10、24 三項,第二名為 IP 03、35 兩項第三 名為 IP 11、31 兩項。

表 3.10 E04G009/10 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G009/10 US Patent E04G009/10

專利件數

23 28

發明原則總計

44 45

平均發明原則/件

1.91 1.6

比較說明

此類模板專利皆為達到特殊 形式之模板,包括透氣密度等 以方便作業,為達到上述之目 的以 IP35(改變物體之理化 性質) 、IP 10(為達到某些功 效而做的動作) 、IP 31(透氣 或是使用多孔材料)等發明原 則使用率最高等。

此類模板專利皆為達到特殊 形式之模板,可分為施工之方 便性(IP 10,01,24)與本身結 構 之 強 度 與 型 態 ( IP 3,11,31,35) 。

2 1

3 3

1 1

8

2

1 1 1

2

1 1

4

1 7

4 5

2 4

2 2 2

5

3 2

1 1

5

2 1

3 4

1 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G009/10 US E04G009/10

圖 3.9 模板 E04G009/10 發明原則次數統計圖

(45)

3.3.2 支撐類專利比較

一、支柱或支撐;契塊(E04G025/00)

如表 3.11 與圖 3.10 所示,台灣有關於支撐 E04G025/00 之專利件 數有 20 件,平均每件專利有 2 個發明原則,所使用的發明原則出現頻 率第一名為 IP 03,第二名為 IP 15,第三名為 IP 01、07 兩項;美國方 面專利件數有 51 件,平均每件專利有 1.7 個發明原則,所使用的發明 原則出現頻率第一名為 IP 15,第二名為 IP 07 第三名為 IP 01、03 兩項,

第四名為 IP 10。

表 3.11 E04G025/00 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G025/00 US Patent E04G025/00

專利件數

20 51

發明原則總

40 87

平均發明原

則/件

2 1.7

比較說明

此 專 利 分 類 針 對 支 撐 之 改 良,發明原則多為結構強度改 良(IP 03)、可動式組裝或伸 縮支撐(IP 15,01,07)等。

此專利分類針對支撐之改良,可動 式組裝或伸縮支撐(IP 15,07,01)、結 構強度改良(IP 03)與事先完成部 分作業等(IP 10)等。

4 8

3

1 4

2 2 3

1 1 1 6

1 1

2 13 13

3

1 14

12

5

1 1 17

1 1 1 1

3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G025/00 US E04G025/00

圖 3.10 支撐 E04G025/00 發明原則次數統計圖

(46)

二、非伸縮式者(E04G025/02)

如表 3.12 與圖 3.11 所示,台灣有關於支撐 E04G025/02 之專利件 數有 2 件,平均每件專利有 1.5 個發明原則;美國方面專利件數有 7 件,平均每件專利有 1.57 個發明原則,所使用的發明原則頻率第一名 為 IP 01。

表 3.12 E04G025/02 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G025/02 US Patent E04G025/02

專利件數

2 7

發明原則總計

3 11

平均發明原則/件

1.5 1.57

比較說明

本 類 針 對 非 伸 縮 式 之 支 撐,因專利樣本較少可得知 目前支撐之趨勢非伸縮式 等之結構已非工程人員所 改良之目標。

本類針對非伸縮式之支撐,

因專利樣本較少可得知目前 支撐之趨勢非伸縮式等之結 構已非工程人員所改良之目 標。

1 1 1

3

1

2 1

2

1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G025/02 US E04G025/02

圖 3.11 支撐 E04G025/02 發明原則次數統計圖

(47)

三、伸縮式者(E04G025/04)

如表 3.13 與圖 3.12 所示,台灣有關於支撐 E04G025/04 之專利件 數有 13 件,平均每件專利有 2.23 個發明原則,所使用的發明原則出現 頻率第一名為 IP 01、06、15 三項,第二名為 IP 09、11 兩項;美國方 面專利件數有 14 件,平均每件專利有 1.57 個發明原則,所使用的發明 原則出現頻率第一名為 IP 07,第二名為 IP 01 第三名為 IP 15。

表 3.13 E04G025/04 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G025/04 US Patent E04G025/04

專利件數

13 14

發明原則總

29 22

平均發明原

則/件

2.23 1.57

比較說明

此專利分類為針對可伸縮式之 支撐,由本研究所歸納之發明原 則得知,伸縮式支撐創新特點多 為支撐之可動態性(IP 15,01)與 多用性(IP 06)。

此專利分類為針對可伸縮式之 支撐,由本研究所歸納之發明原 則得知,伸縮式支撐創新特點多 為支撐之可動態性(IP 07,15)與 組裝性(IP 01)。

5

1 1 2

5

1 3

2 3

5

1 5

2

6

1 1

3

1

2

1 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G025/04 US E04G025/04

圖 3.12 支撐 E04G025/04 發明原則次數統計圖

(48)

四、具有用可靠的器件結合在一起之部件(E04G025/06)

如表 3.14 與圖 3.13 所示,台灣有關於支撐 E04G025/06 之專利件 數有 12 件,平均每件專利有 2 個發明原則,所使用的發明原則出現頻 率第一名為 IP 01,第二名為 IP 03、14 兩項;美國方面專利件數有 18 件,平均每件專利有 2.25 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第 一名為 IP 15,第二名為 IP 01、07、11 三項。

表 3.14 E04G025/06 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G025/06 US Patent E04G025/06

專利件數

6 8

發明原則總

12 18

平均發明原

則/件

2 2.25

比較說明

此專利分類針對支撐之連結件 構造,可得知此類專利多應用組 裝式物件(IP 01)或是不對稱(IP 04)增加連結之功效。

此專利分類針對支撐之連結件 構造,可得知此類專利多應用可 動式物件(IP 15,07)組裝式物件

(IP 01)或是預補償(IP 11)增 加連結之功效。

3 2

1 1 1

2

1 1

2

1 1 1 2

1 1 2

1 4

1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G025/06 US E04G025/06

圖 3.13 支撐 E04G025/06 發明原則次數統計圖

(49)

五、具有通過摩擦或夾緊相互連接在一起之部件(E04G025/08)

如表 3.15 與圖 3.14 所示,台灣有關於支撐 E04G025/06 之專利件 數有 2 件,平均每件專利有 1.5 個發明原則;美國方面專利件數有 8 件,平均每件專利有 2 個發明原則,所使用的發明原則出現頻率第一 名為 IP 03、15 兩項,第二名為 IP 03、15、24 三項。

表 3.15 E04G025/08 專利說明表

專利細目 TW Patent E04G025/08 US Patent E04G025/08

專利件數 2 8

發 明 原 則

總計 3 16

平 均 發 明

原則/件 1.5 2

比較說明

此類專利為具有通過摩擦或夾 緊相互連接在一起之部件,因專 利樣本較少可得知國內對於此 類專利之申請較少或是並非模 板支撐主要之發展趨勢。

此類專利為具有通過摩擦或夾 緊相互連接在一起之部件,由歸 納結果得知此類專利多為施工 便利性之改良(IP 10,01)。

1 1 1

3 2

1 2

3

1

2 2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

TW E04G025/08 US E04G025/08

圖 3.14 支撐 E04G025/08 發明原則次數統計圖

(50)

3.3.3 綜合比較

本節以在台灣與美國所公告模板與支撐相關之專利作一綜合比 較,由圖 3.15 與圖 3.16 所示,在模板專利方面台灣與美國按統計次數 前四項排名發明原則趨勢分佈皆相似,而在其它發明原則排名仍然有 些許差異,例如美國與台灣 IP 05 等。且台灣所申請模板相關專利較美 國多,台灣與美國模板專利在發明原則前五名所佔的比例如表 3.16 與 表 3.17 所示,前五名之發明原則所佔之比例超過 50%,顯示模板專利 之發明原則具有幾項主要發明原則之共通性。

0 10 20 30 40 50 60 70 80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40創新原則

次數

TW Patent E04G009/10 TW Patent E04G009/08 TW Patent E04G009/06 TW Patent E04G009/05 TW Patent E04G009/04 TW Patent E04G009/02 TW Patent E04G009/00

圖 3.15 台灣模板七大類專利累加的次數統計圖

表 3.16 台灣模板發明原則前五名出現次數比例表

編號 發明原則 出現次數 比例%

1 IP10 事前動作 69 19.3

2 IP01 分割 34 9.5

3 IP03 局部特性 33 9.2

4 IP35 變化物理或化學狀態 27 7.5

5 IP15 動態化 25 7.0

總計 52.0

69

34 33

27

25

(51)

0 5 10 15 20 25 30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 40發明原則

次數

US Patent E04G009/10 US Patent E04G009/08 US Patent E04G009/06 US Patent E04G009/05 US Patent E04G009/04 US Patent E04G009/02 US Patent E04G009/00

圖 3.16 美國模板七大類專利累加的次數統計圖

表 3.17 美國模板發明原則前五名出現次數比例表

編號 發明原則 出現次數 比例%

1 IP10 事前動作 25 14

2 IP01 區隔 22 12.3

3 IP03 局部特性 19 10.6

4 IP15 動態化 12 6.7

5 IP24 中介物 12 6.7

總計 50.3

25 22

19

12 12

參考文獻

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