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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

運用 QFD 與 TRIZ 於營建創新設計

─以植栽裝置改良為例

Integrating QFD and TRIZ to Innovation of Construction─A Case Study of Planting Device

Improvement

系 所 別:營建管理學系碩士班 學號姓名:M09716007 蘇 祺 焜 指導教授:鄭 紹 材 博士

中 華 民 國 100 年 1 月

(2)

i

摘 要

根據內政部營建署統計資料,台灣在 1981 年及 1994 年分別有兩個建築的高峰期,

故從台灣 70 年代及 80 年代所建至今已成為屋齡二、三十年之老舊建築,且建築類型 多為傳統 RC 結構。受到台灣亞熱帶氣候的影響,這些建築物的外牆與結構也都陸續 出現了問題。因此,為解決外牆老舊及增加綠美化等問題,本研究透過文獻回顧及專 利分析的方法,找出牆面劣化之型態,並分析各類型垂直綠化專利設計之優缺點,並 透過品質機展開(QFD)與創新問題解決理論(TRIZ)找出新型植栽裝置所應具備之品質 要素,再透過電腦輔助設計,整合改良現有產品,研擬出可運用於建築物外牆面綠化 的懸空植栽裝置設計,除能解決牆面劣化之問題,亦能提供足夠的綠化外觀。此設計 除了可以防範牆面滲水外,也兼具牆面綠美化之效果。

關鍵字:QFD,TRIZ,創新,綠化,專利

(3)

ii

ABSTRACT 

According to statistics from the Construction and Planning Agency of the Ministry of the Interior, Taiwan experienced two peak construction periods in 1981 and 1994.

Therefore, the buildings constructed during the 1980s and 90s are already two or three decades old and are mostly traditional RC structure type buildings.Taiwan’s subtropical climate has created problems for the external walls and structures of these buildings.

Therefore, in order to solve the issue of wall aging and improve environmental greenification, this study uses literature review and patent analysis to identify wall deterioration and analyze the benefits and drawbacks of the various types of vertical greenification patent designs, as well as using Quality Function Deployment (QFD) and Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ) to identify what quality factors new planting devices should be equipped with. Computer-aided design is used to comprehensively improve existing products and develop a suspended planting device design applicable to the greenification of building walls. In addition to solving the problem of wall deterioration, this also provides a sufficient greenification appearance. In addition to preventing water leakage, this design improves the wall’s environmental beautification.

Key word: QFD, TRIZ, innovation, greenification, patent

(4)

iii

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,鄭老師對 於學生祺焜無論是論文的指導、學業的叮嚀、人生觀或是人生經歷均使祺焜受益良多,

同時感謝論文口試委員吳福祥博士、陳建忠博士與楊順欽博士的指正與建議,使本論 文之內容與架構更加完整。

求學期間感謝系上余文德老師、楊智斌老師、吳福祥老師、王明德老師、蕭炎泉 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。感謝營管 系助理葉珮娟小姐與阿德學長於行政事務上的幫忙與協助。

感謝中華大學重點教學與研究計畫(計畫編號:CHU-98-TR-03)經費補助,使 本論文得以順利完成。感謝鎰璟鋼鐵股份有限公司給予祺焜產品設計實作實驗部分大 力的協助,使產品實作能順利完成。

感謝志魁學長、誌銘學長、偉志學長、詩婷學姐給予祺焜諸多砥礪與協助。感謝 同窗好友紹偉、靜瑤、郁詞、珈竹、哲瑜、長鴻、竪程、相甫、柏丞、晏瑞、安祥、

宗煜、華勳與學弟妹秋梅、雅芳、炳勳、家裕、庭芳、世凱、自浩、浩榕、驄騰、玉 國、泰羽、泰旭、宇芬、紀宏、肇猷、家洋等及大學部學弟妹的諸多幫忙與協助。

最後由衷感謝我的父母蘇棟材先生與蔡幸娟女士一直對祺焜的關懷與協助,伯父 蘇清安先生、姑姑蘇惠美女士與四位兄弟姐妹炯龍哥、綺雯姐、純丰與楓嵋與各位兄 嫂與亞玟對於祺焜求學的全力支持與協助,其中由衷感謝亞玟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。

蘇祺焜 謹誌 中華大學營建管理學系碩士班 2011/01/20

(5)

iv

目 錄  

摘 要 ... i 

ABSTRACT ... ii 

誌 謝 ... iii 

目 錄 ... iv 

表目錄 ... vii 

圖目錄 ... ix 

第一章 緒論 ... 1 

1.1 研究背景與動機 ... 1 

1.2 研究問題 ... 1 

1.3 研究目的 ... 2 

1.4 研究範圍與限制 ... 2 

1.5 研究方法 ... 2 

1.6 研究流程 ... 3 

第二章 文獻回顧 ... 5 

2.1 外牆劣化種類與改善措施 ... 5 

2.1.1 劣化種類 ... 5 

2.1.2 改善措施 ... 7 

2.2 品質機能展開 ... 11 

2.2.1 品質屋 ... 11 

2.2.2 品質機能展開步驟 ... 12 

2.3 TRIZ 之發展與應用 ... 15 

2.3.1 TRIZ 發展背景 ... 15 

2.3.2 TRIZ 相關內容與應用 ... 16 

2.4 專利相關資訊 ... 21 

(6)

v

2.4.1 專利的定義 ... 21 

2.4.2 專利種類 ... 21 

2.4.3 專利之資料與檢索 ... 23 

2.4.4 專利檢索與分類 ... 23 

2.4.5 國際專利分類系統 IPC ... 24 

2.4.6 專利資料內容 ... 26 

2.4.7 相關專利回顧與分析 ... 27 

2.5 小結 ... 32 

第三章 QFD 問卷及結果分析 ... 33 

3.1 產品品質構面 ... 33 

3.2 問卷設計 ... 34 

3.3 問卷結果分析 ... 35 

3.4 植栽裝置品質機能展開 ... 38 

3.4.1 顧客需求品質項目及分群 ... 38 

3.4.2 產品品質要素展開─透過特性要因圖 ... 38 

3.4.3 品質屋建立 ... 39 

3.5 小結 ... 43 

第四章 結合 QFD 與 TRIZ 於植栽裝置改良研發 ... 44 

4.1 植栽裝置 QFD 轉換成 TRIZ 之 39 工程參數 ... 44 

4.2 矛盾矩陣與設計概念整合 ... 51 

4.3 植栽裝置改良設計 ... 51 

4.4 小結 ... 54 

第五章 植栽裝置產品實作與評估 ... 55 

5.1 產品實作 ... 55 

5.2 產品評估 ... 59 

(7)

vi

5.3 小結 ... 60 

第六章 結論與建議 ... 62 

6.1 結論 ... 62 

6.2 建議 ... 62 

參考文獻 ... 63 

附錄一 四十發明原則及子原則 ... 66 

附錄二 三十九項工程參數 ... 68 

附錄三 矛盾矩陣表 ... 69 

附錄四 植栽裝置功能需求研究問卷 ... 73 

(8)

vii

表目錄

表 2. 1 外牆磁磚改修工法優缺點對照表 ... 10 

表 2. 2 TRIZ 內容 ... 16 

表 2. 3 矛盾矩陣表範例 ... 19 

表 2. 4 單一特性創新原則等級表 ... 20 

表 2. 5 專利資訊基本欄位 ... 24 

表 2. 6 國際專利分類號分類表 ... 25 

表 2. 6 國際專利分類號分類表(續) ... 26 

表 2. 7 專利公報資料項目 ... 26 

表 2. 7 專利公報資料項目(續) ... 27 

表 2. 8 相關專利問題表 ... 32

表 3. 1 植栽裝置產品品質構面 ... 33 

表 3. 2 產品品質項目重要度數量統計 ... 35 

表 3. 3 植栽裝置產品品質項目加權分數統計 ... 37 

表 3. 4 產品品質要素展開 ... 39 

表 3. 5 植栽裝置品質機能展開 ... 41 

表 3. 5 植栽裝置品質機能展開(續) ... 42

表 4. 1 TRIZ39 項工程參數與顧客需求關係表 ... 45 

表 4. 1 TRIZ39 項工程參數與顧客需求關係表(續) ... 46 

表 4. 1 TRIZ39 項工程參數與顧客需求關係表(續) ... 47 

表 4. 2 TRIZ39 項工程參數與產品品質特性關係表 ... 48 

表 4. 2 TRIZ39 項工程參數與產品品質特性關係表(續) ... 49 

表 4. 2 TRIZ39 項工程參數與產品品質特性關係表(續) ... 50 

表 4. 3 應用矛盾矩陣之創新原則 ... 51 

(9)

viii

表 4. 4 植栽裝置改善情形對照表 ... 54

表 5. 1 降雨量與觀察結果 ... 60 

表 5. 2 植栽裝置改善結果 ... 60 

表 5. 2 植栽裝置改善結果(續) ... 61 

(10)

ix

圖目錄

圖 1. 1 研究流程圖 ... 4

圖 2. 1 外牆張貼磁磚改修工法分類圖 ... 7 

圖 2. 2 品質屋 ... 11 

圖 2. 3 品質機能展開的連續運用 ... 12 

圖 2. 4 初步的演講品質屋分析 ... 13 

圖 2. 5 較完整的演講品質屋分析 ... 15 

圖 2. 6 TRIZ 問題之解決流程 ... 19 

圖 2. 7 各種創新原則取用方法比較 ... 21 

圖 2. 8 景觀牆分層架構圖 ... 28 

圖 2. 9 花牆構造改良架構圖 ... 29 

圖 2. 10 潛流循環式之綠牆結構架構圖 ... 30 

圖 2. 11 不織布綠化氈示意圖 ... 31

圖 3. 1 植栽裝置特性要因圖 ... 39 

圖 3. 2 植栽裝置相關品質屋之屋頂矩陣 ... 40

圖 4. 1 輕隔網組裝示意圖 ... 52 

圖 4. 2 輕隔網與窗型框架組裝示意圖 ... 53 

圖 4. 3 植栽裝置完成示意圖 ... 53

圖 5. 1 植栽裝置各單元尺寸平面圖 ... 55 

圖 5. 2 整體外觀與導軌部分 ... 56 

圖 5. 3 澆灌管線與框架連接處 ... 56 

圖 5. 4 框格與不鏽鋼外框架 ... 57 

圖 5. 5 塑膠管線與澆灌開關、出入水管 ... 57 

圖 5. 6 背面安裝水泥隔板與防水處理 ... 58 

(11)

x

圖 5. 7 安裝完成之植栽裝置框架 ... 58  圖 5. 8 安裝完成之植栽裝置與現況 ... 59 

(12)

1

第一章 緒論

1.1  研究背景與動機 

國內地狹人稠,為因應廣大人口的居住需求及生活型態,台灣傳統建築多為 RC 結構,根據官方資料 (內政部營建署,2010)的彙整統計結果,台灣在 1981 與 1994 年 分別有兩個興建的高峰期,截至 2008 年 12 月為止,累計總樓地板面積已超過 12 億 m2,累計總樓地板面積相當於超過 3,200 棟 Taipei 101 大樓(2005 年世界最高樓)的數 量。其中屋齡在 20 年左右的建築物總樓地板面積總和達 9 億 2388 萬 9641m2,佔了 將近總數的 75%,而在這些 RC 建築中,住宅類又占了總數的 42%[1]。

受到台灣亞熱帶氣候的影響,這些建築物的外牆與結構也都陸續出現了問題,如:

磁磚剝落、滲水、裂縫…等。由於近年來環保及永續意識抬頭,環境綠化逐漸受到重 視,綠建築的概念也因應而生,新興建之建築在設計之初皆有考量綠建築應具備之條 件,使用之建材也多半採用環保綠建材,目的就是減少對環境的污染,以及永續使用 的概念。但是老舊建築若要朝綠建築方向改建,因興建當時未考量綠建築概念,除空 間受限制外,所耗費之人力物資將比新興建建築多,因此,為解決外牆老舊及增加綠 美化等問題,本研究透過文獻回顧及專利分析的方法,找出牆面劣化之型態與改善之 措施,並分析各類型垂直綠化專利設計之優缺點,然後透過品質機能展開(QFD)與創 新問題解決理論(TRIZ)找出植栽裝置應具備之功能與特性,整合改良現有產品,研擬 出可運用於建築物外牆面綠化的懸空植栽裝置設計,除能解決牆面劣化之問題,亦能 提供足夠的綠化外觀,改善居住環境。

1.2 研究問題

目前台灣地區的營造廠或土木包工業者,外牆改修的知識,多來自於業者本身的 經驗。而對於不同的磁磚類別進行改修工作。最常使用的方式仍然以磁磚重貼工法為 主[2]。近年更有外牆拉皮等工法,讓老舊建築外牆煥然一新,除解決牆面劣化問題

(13)

2

及美化外觀之外,亦提升了整體的價值,但是這些工法技術具有以下兩點問題:

一、現有技術工法僅解決牆面劣化之問題,並未增加整體綠化量。

二、老舊建築礙於空間限制,要維持建築物現有機能並另外設置一綠化空間並非易 事。

1.3  研究目的 

本研究應用品質機能展開與 TRIZ 設計一植栽裝置改良設計,具有以下三點目 的:

一、透過品質機能展開,分析植栽裝置應具備之特性。

二、透過專利檢索與分析,分析現有垂直綠牆相關專利之優缺點。

三、透過 TRIZ,結合品質機能展開所分析植栽裝置應具備之特性及現有相關專利優 缺點,設計出一植栽裝置。

1.4  研究範圍與限制 

本研究透過品質機能展開及 TRIZ 針對植栽裝置作一創新設計,有以下兩點研究 範圍與限制:

一、本研究之植栽裝置設計乃針對產品功能及需求之創新,對於成本及材料之創新不 在本研究探討之範圍內。

二、本研究蒐集之垂直綠牆相關專利資料依照台灣智慧財產局所公告之專利資料。

1.5  研究方法 

本研究所使用之研究方法有以下四項:

一、文獻回顧

本研究透過品質機能展開與 TRIZ 以及專利檢索分析,設計一植栽裝置,以解決 外牆劣化問題及增加綠化量,因此所回顧之文獻包含:

(一)外牆劣化相關文獻。

(二)品質機能展開相關文獻。

(14)

3

(三)TRIZ 相關文獻。

(四)專利相關文獻。

二、專利檢索與分析

透過專利檢索與分析,分析現有垂直綠牆相關專利之優缺點。

三、創新發明方法

運用品質機能展開分析出植栽裝置應具備之功能與特性,再透過 TRIZ 結合此特 性與專利分析出之相關專利優缺點,設計一建築物外牆懸空植栽裝置。

四、產品實作實驗

透過產品實作實驗,觀察植栽裝置實際施作,針對欲改善之項目之效能及探討應 改善之缺點。

1.6  研究流程

本研究之研究流程如圖 1.1 所示,分成六個章節,以下針對六個章節加以說明:

第一章說明本研究之研究背景與動機,探討老舊建築之外牆劣化問題及因應綠建 築所衍生之牆面綠化設計,以解決劣化問題及增加綠化量,改善生活空間。

第二章為文獻回顧,內容主要回顧牆面劣化之相關文獻、品質機能展開文獻、

TRIZ 文獻、專利與專利檢索之文獻以及垂直綠牆相關專利回顧並分析其技術定位。

第三章透過品質機展開及問卷調查,統整出顧客對於植栽裝置的需求以及植栽裝 置的品質項目,以供後續 TRIZ 設計創新之基礎。

第四章將品質機能展開所得之產品項目轉換為 39 項工程參數,得出植栽裝置設 計之方向,再透過電腦輔助繪圖將設計之植栽裝置以圖面繪製表現。

第五章為產品實作實驗及產品效能評估與觀察,將創新設計出之植栽裝置實作成 產品並觀察實際使用之狀況,紀錄並分析其效能及所衍生之問題。

第六章為結論與後續研究之建議。

(15)

4

圖 1. 1 研究流程圖

(16)

5

第二章 文獻回顧

2.1 外牆劣化種類與改善措施

2.1.1  劣化種類 

在外牆面磚裝修的劣化現象中,以污損、白華、龜裂、鼓漲及剝落等五種影響最 為顯著,不僅對建築物的外觀有視覺上的直接關係,甚至會有危害他人安全之顧慮[2]。

以下針對五種劣化現象加以說明。

一、污損

關於污損的現象,走在街上一般人所看到的建築群髒污皆為全盤的印象,例如因 為構造軀體龜裂而發生鋼筋外露裂開現象、鏽水流出外牆、或由於安裝設備不良對外 牆產生的污染、外構細部設計的不完整…等廣泛現象。外牆的污染,實與建築物外牆 造型及風吹雨打之間有著深厚的關係;例如,因雨水反彈而產生於屋簷上部的髒污或 因外牆結露而發生藻類和發霉的髒污[2,3,4]。

二、白華

『白華現象』俗稱『白花』、『吐鹼』、『吐灰』、『吐羹』更有人稱它為『壁癌』英 文名為Efflorescence或簡稱Efflore。它經常發生在如清水混凝土橋樑或建築物、飾面 之空心磚、砌磚牆之灰縫或預鑄混凝土材料製品、貼磁磚外牆之勾縫或貼石片之接縫、

龜裂之水泥砂漿粉刷外牆裂縫處…等,只要是採用混凝土或水泥砂漿材料的工程幾乎 無法避免白華現象之發生。白華之產生乃係由於水泥硬化體表面,水份蒸發的緣故而 產生,表面乾燥之條件中,即為大量之水份蒸發舉動,同時也是促進白華形成的要因。

在同一配合比例、作業方法與水灰比之條件下,也有的會形成白華,有的卻不會。因 此也可以斷定,白華的形成並非單單是混凝土製造方面的條件所致。反而以水泥製品 的材齡、東西南北等施工面方向或氣象條件的影響較大[2,3,5]。

三、龜裂

(17)

6

混凝土結構體的龜裂,以負荷過重、地震、不均勻陷等的原因為首,隨著混凝土 的乾燥收縮,水和熱、溫度變化等有應力的原因的情況下,因施工上的原因、中性化、

凍結融解作用,加上鋼筋的腐蝕與膨脹或因火災、爆炸等突發事故的情形等各種的原 因。在張貼的磁磚上若發生龜裂的話,不僅是對建築物的耐久性有不好的影響,雨水 的侵入導致財產的減失、工作效率降低的同時,有損美觀並且造成週邊環境的惡化 [2,3]。

四、鼓脹

鼓脹是由於結構混凝土和打底水泥砂漿間、水泥砂漿和磁磚面等的界面上發生間 隙所產生之材料分離現象。不同材料的在接著層間發生應力的破壞、因乾溼度變化或 溫度變化而產生局部應力,導致材料黏著界面發生分離。總之,不管怎樣,因不同材 料間的接著強度降低,是發生鼓脹的最大原因[2,3]。

五、剝落

剝落所形成的原因與鼓脹相同,而其外觀上所呈現的狀況,是指表面裝修材料因 鼓脹而產生脫落、欠損的狀況而言。磁磚剝落及鼓脹剝離依破壞面來說有下列七種 [2,3]:

(一)磁磚因品質不良或龜裂,受到侵蝕或凍害,而產生剝落或剝離。

(二)磁磚與黏著劑的界面破壞:因為磁磚背溝、材質、吸水率、施工時機、施工材料 及密接貼著度而可能產生剝落或剝離。

(三)黏著劑本身的強度。

(四)黏著劑與水泥砂漿粉光層的界面破壞:常因水泥砂漿受到污染、材質不良等可能 產生剝落或剝離。

(五)水泥粉光砂漿鼓脹。

(六)水泥粉光砂漿與RC或磚面之界面破壞:常因使用之鋼模板、油質脫模劑造成RC 面的細緻度太高,而產生剝落或剝離。

(18)

7

(七)底牆材質的破壞:結構體常因地震、鄰房興建與本身載重引起的扭曲、下沈、變 形、龜裂,而使磁磚剝落或剝離。

由上述資料可知,目前國內屋齡 20 年以內之老舊建築外牆所產生之劣化現象,

除了原先設計、施工或是管理維護有所缺失之人為因素外,造成劣化現象最主要之自 然因素就是「水」這項因素,例如:濕度、溫度、風…等,皆與水氣有關,因此若能 有效將水氣與壁面隔絕,將能有效的提升壁面之壽命,及防止牆面劣化問題的產生。

2.1.2  改善措施

目前業界最常使用的外牆補強修改工法可分為下列種類,如圖 2.1 所示。其內容 說明如下:

圖 2. 1 外牆張貼磁磚改修工法分類圖[2]

一、外牆洗淨

本工法可免除磁磚剔除的程序,可有效降低改修工程進行中對於磁磚本身的破壞。

主要以外牆髒污的洗滌清潔為主,適用於劣化行為較少、磁磚品質較穩定的磁磚外牆 上。洗淨工法大多使用在高層建築或外牆使用帷幕牆的建築上。但近年在環保意識抬 頭的情形,以及營建成本的提高衝擊之下,用洗淨的方式進行外牆改修取代剔除重貼,

不論建築物高低,將是一個兼具環保概的改修工法。而外牆產生了污損銹斑、白華、

(19)

8

生苔等劣化狀況使用本工法來進行改修可有效的達到效果。本改修工法主要分為下列 二種方式[2,3]:

(一)高壓洗淨工法:利用加壓儀器將洗滌用水加壓成為高壓水柱,沖洗磁磚表面。主 要改善劣化狀況以污損銹斑為主。

(二)清潔劑清洗工法:於洗滌用水中加入清潔劑,如鹽酸稀釋等方式來清洗磁磚表面。

主要清改善的劣化項目以污損銹斑及白華為主。但清潔劑之化學成分易造成磁磚 表面或磁磚勾縫的二次破壞以及環境的污染。

二、磁磚剔除重貼

台灣改修工程中,本工法屬於最普遍的改修方式。亦是坊間對於外牆磁磚改修工 作最基本的認知。但是在改修的同時會產生為數不少的營建廢棄物,對環境的污染不 輸新建工程所產生的影響。且改修的工期較長,並需要技術性較高的人力資源才可進 行。磁磚剔除工法對照外牆發生劣化的項目,主要以龜裂、剝離、鼓脹、剝落等劣化 狀況進行改修較適當。而本工法的使用必須考慮到各年代磁磚的材料來源,所以分為 下列二種方式[2,3]:

(一)同種磁磚工法:本工法的改修方式多半使用於年代較接近近代的方塊磚及二丁掛,

一方面磁磚相同性較容易取得,一方面方塊磚和二丁掛磚要進行單一改修的機會 較大。但採用本工法改修時,需考慮磁磚的後續維修和存料問題,考量磁磚材料 相同性是本工法需注意的主要項目。

(二)另種磁磚工法:本工法的改修方式多使用於年代較久遠的馬賽克磁磚,因時間的 關係,生產馬賽克磁磚的廠商多數已不再生產同類型的磁磚。要找到同屬性、花 色的磁磚的機會不大。於是以不同種類馬賽克磁磚替代。

三、磁磚不剔除修改

台灣改修工程中,除了既有的磁磚剔除改修之外。此工法是近年開發出不同的改 修方式,可分為下列二種方式[2,3,4]:

(一)特殊塗料塗刷法:特殊外牆塗料,對於磁磚外牆的改修有了重大的突破,原本之

(20)

9

磁磚外牆可不用完全剔除,只需剔除剝落或破損之位置,利用水泥砂漿填補剝落 剔除之位置,並塗上適用各類別之外牆材料之底漆後,直接將塗料噴塗或塗刷於 外牆之方式,即可進行外牆改修之工作。且顏色多樣性,及工期能有效縮短是本 工法之主要特色。磁磚外牆產生龜裂、剝落等劣化狀況時,可使用本工法來進行 改修的工作較為適當,因可有效修補磁磚外牆所產生的龜裂狀況。

(二)雙重壁工法:本工法在外牆修改上比較彈性,較不需考量外牆整體劣化的狀況即 可修改,改修工期亦可縮短。本工法屬於較為特殊的改修方式,不用考量外牆產 生任何的劣化狀況皆可使用本工法進行改修的工作。依據顧宗沛[4] 針對雙重壁 工法的廣義說法談到,依照多層的原則以內牆層、支撐層、新作層之構件組合而 成之立面系統。其中支撐層的厚度由 0CM~2CM 都有,形式又可分為透氣型、

通風型、密閉空氣層型三種種類。依照外牆材料作分為下列的項目,水泥系面材、

金屬系面材、窯燒系面材、玻璃系面材、其他。針對上述的形式、外牆材料、構 造原理等提出雙重壁施作方式,由此可說明不論外牆的材質為何,雙重壁工法改 修皆可適用於任何的外牆系統及外牆任何位置上。且對於外牆的劣化狀況將可以 完全的改善。

經過上述的工法介紹,將磁磚的流行年代、磁磚類別、施工方法、及劣化行作一 有系統的串聯,並且對於上述的五種改修工法提出優缺點比較,釐清外牆改修工法對 於各類別磁磚的適宜性,如表 2.1 所示。

(21)

10

表 2. 1 外牆磁磚改修工法優缺點對照表[2]

改修工法 比較項目

外牆洗淨工 法

同種磁磚工 法

另種磁磚工 法

塗料塗刷法 雙重壁工法

磁磚剔除

無需敲掉現 況劣化的磁 磚

需將舊有外 牆表面,

粉刷層部分 敲除,造成 少量建築廢 棄物與原牆 面結構二次 傷害

需將舊有外 牆表面,

粉刷層全部 敲除,造成 大量建築廢 棄物與原牆 面結構二次 傷害

僅需敲掉現 況有龜裂、

剝離、剝落 的磁磚部分

無需敲掉現 有劣化的磁 磚

施工噪音 工程施工噪 音低

工程施工噪 音低

工程施工噪 音高

工程施工噪 音低

工程施工噪 音高 防水性能

無 水泥砂將加

防水劑

水泥砂將加 防水劑

塗料中含加 強抗裂防水 塗料

新作外牆可 當防水層使 用

施工界面

無二次施工 界面

砂漿整平層 易造成施工 界面

砂漿整平層 易造成施工 界面

無二次施工 界面

無二次施工 界面

工期長短 短 短 長 短 短

乘載自重 無 重 重 輕 重

後續維修保 養

1~2 年清洗 一次

免維護 免維護 5~6 年需重 新粉刷

預留維修空 間

適用磁磚類 型

方塊磚、二 丁掛

方塊磚、二 丁掛

馬賽克 方塊磚、二

丁掛

馬賽克、方 塊磚、二丁 掛

磁磚劣化的 對應項目

污損銹斑、

白華

剝離、剝 落、龜裂、

鼓脹

剝離、剝 落、龜裂、

鼓脹

剝離、剝 落、龜裂、

鼓脹

污損銹斑、

剝離、龜 裂、白華、

剝落、鼓脹

(22)

11

2.2  品質機能展開 

品質機能展開(Quality Function Deployment,QFD)是日本品質專家赤尾洋二(Yoji Akao)與水野滋(Shigeru Mizuno)所創造的一種將顧客需求轉換程設計需求的工具,它 常被運用在設計工作展開以前。透過這樣的分析方法,可以事先得知什麼樣的設計最 能滿足顧客的需求,以避免設計方向錯誤[6]。

2.2.1  品質屋 

品質機能展開所使用的工具為品質屋(House of Quality,HOQ),如圖 2.2 所示。

品質屋的結構是以其正中央的一組關係矩陣為基礎,此矩陣是描述顧客需求和設計需 求間的關聯強度。在此矩陣旁通常會加入其他額外特徵(包括規格或目標值、競爭力 評估或技術評估等),以擴大分析範圍,由於整個分析的圖表形狀像房屋,所以被稱 為品質屋[6]。

圖 2. 2 品質屋[6]

品質機能展開有時候會被連續重複使用,以使得一連串相關的行動具有協調性。

例如:可以先將顧客需求轉換程設計需求,再將設計需求轉換成零組件需求,最後將 零組件需求轉換成對製程的需求等,如圖 2.3 所示。

(23)

12

圖 2. 3 品質機能展開的連續運用[6]

2.2.2  品質機能展開步驟 

實施品質機能展開的步驟如下[6]:

一、決定顧客需求與這些需求的重要性評分。顧客的需求或期盼會隨著時間而改變,

顧客的需求也很難用言語來確切形容,我們可以採用面談、問卷、市場調查或焦 點訪談等方法,來掌握顧客的真正需求。顧客的需求通常都是以口語化的辭彙來 表示,而非技術用語,如好用、舒服等,設計者必須將這些籠統敘述的需求項目 加以展開,變成更明確的項目。例如:餐廳顧客的需求是可口,這項特性事實上 可以在展開成為食材新鮮、用料高級、熱度恰當與口味正宗等。在獲得顧客需求 之後,應請顧客再針對這些需求評定其重要性。

二、決定技術需求。技術需求代表組織為滿足顧客需求所應做的努力。技術需求一般 是由設計者提供,它如同顧客需求般也需明確,例如一場演講中,所應具備之技 術需求,如圖 2.4 上方所列。

(24)

13

講 題 不 能 太 學 術

事 先 擬 定 演 講 重 點 大 綱

帶 入 案 例

製 作 精 美 影 片

提 早 到 場

內容豐富 3 ◎ △ ○

幽默風趣 3 ◎

清晰易懂 3 ◎ ○ △

能夠應用 2 ○ △

多舉實例 2 ◎

準時開始結束 1 ◎

提供講義 1 ◎

重要性加權分數 33 36 50 21 9

◎:關係密切=9 ○:關係中等=3 △:關係小=1 圖 2. 4 初步的演講品質屋分析[6]

三、建立顧客需求與技術需求的關係矩陣。品質機能展開是一種互動式的產品開發過 程,最大的好處在於透過整個過程的徹底執行,使產品具備競爭力,也因此品質 屋的建構,尤其是在建立關係矩陣時,一定要有行銷與技術兩個部門的共同參與 才行;而更佳的狀況是讓所有與新產品開發有關的部門都能參與,如製造、採購、

生產、財務、會計等部門,以期使新產品能切合消費者的需求並使公司獲利。關 技 術 需 求

重 要 顧 客 需 求 性

(25)

14

係矩陣如圖 2.4 的中心部分所示,表中,◎代表其左方的顧客需求與其上方的技 術需求間存在著緊密的關係,此一關係強度量化為 9 分;○代表關係中等,其關 係強度量化成 3 分;△代表關係小,其關係強度量化成 1 分。

四、計算技術需求的重要性加權分數。將每一項技術性需求的重要性加權分數算出,

其算法為關係強度乘以顧客需求的重要性評分後,針對每一項技術需求個別累計,

然後寫在圖 2.4 的下方,例如圖 2.4 講題不能太學術的重要性加權分數為 9×3+3×2=33 分,餘此類推。

五、在矩陣旁加入其他額外的特徵並給予評分。其他額外的特徵包括規格或目標值、

競爭力評估或技術評估等,其中分數越高代表表現越佳。例如圖 2.4 再經與會人 員討論並將其他額外的特徵加以建立後,可得圖 2.5。

六、最終評估。以圖 2.5 為例,由加權分數及與其他公司比較曲線可知,演講者最需 要的是在演講中帶入案例:本公司目前應努力改善。其次是演講前應擬定重點與 大綱:本公司領先競爭者。第三重要的是講題:本公司目前太過學術化,應努力 改善。接下來是投影片的準備:本公司居領先。此外,演講者有必要提早抵達現 場。

品質機能展開對於產品或服務的顧客需求都能加以分析,故一般常做為服務設計 與產品設計的前期分析工具。

(26)

15

較完整品質屋分析

競爭力評估

X=本公司

A=競爭者 A

B=競爭者 B

內容豐富 3

幽默風趣 3

清晰易懂 3

能夠應用 2

多舉實例 2

準時開始結束 1

提供講義 1

重要性加權 33 36 50 21 9

目標值 最近

兩個 月時

國內 各五

二十 頁以

20 分

技術評估

顧 客 需 求

設 計 需 求

圖 2. 5 較完整的演講品質屋分析[6]

2.3 TRIZ 之發展與應用

2.3.1 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[7]。

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[7],在分析專利之創新發明特點時,Altshuller 時常問的 問題便是:

(27)

16

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[8],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[9]。

2.3.2 TRIZ 相關內容與應用 

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 2.2 所示。

表 2. 2 TRIZ 內容[8]

內容 發展年代

1.創新層級(Levels of Innovation)

1956~1971 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)

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

(28)

17

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、四十發明原則及子原則 (一)四十發明原則及子原則內容

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[8],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,這些原則都反覆被採用以解決類似的矛盾問題[10],所以提出通 用的四十項發明原則及子原則以解決工程技術方面所遇到的矛盾,四十項發明原則與 子原則如附錄一[11]。

(二)國內外相關研究

Savransky[12]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[13]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 [14]曾將四十發明原則與子原則應用在建築空間與設計方面,Teplitskiy [15]也 提出應用四十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[16,17,18,19]。

有關於 TRIZ 的四十發明原則之應用,Zhang[20]曾在 2002 年分析中國大陸約 180 件的機械相關專利,所統計出的發明原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)[21]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原則(約 1080 件專利),其研

(29)

18

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原則所 出現的頻率,其所分析結果發明原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 矛盾轉化為一般的或是標準的技術矛盾[22],Savransky(2000)[11]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[11]。

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原法則建立相對應 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[11]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 新原則所推薦優先解決技術矛盾的發明原則。

(30)

19

表 2. 3 矛盾矩陣表範例[12]

惡化參數 改善參數

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 … … … …

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,由表 2.3 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 2.6 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,再透過 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。

圖 2. 6TRIZ 問題之解決流程[12]

矛盾矩陣所提 之創新法

(31)

20

(二)國內外相關研究

Mohamed 與 AbouRizk(2005)[23]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。

劉志成(2001~2003)[24,25]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 單一特性創新原則等級表[25]

等級 A1 A2 B C D E F

次數 >19 16~18 13~15 10~12 7~9 4~6 1~3

Mann(2002)[26]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原 則。

王仁慶(2002)[27]利用單一特性創新原則檢視 Mann[26]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)[28]提出多組矛盾對下 TRIZ 創新法則之優先選用法,如圖 2.6 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

(32)

21

用對問題的針對性。由圖 2.7 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。

圖 2. 7 各種創新原則取用方法比較[28]

2.4  專利相關資訊 

2.4.1  專利的定義 

何謂專利—專利是一種專有之利益及權利,是一個國家與發明人間的法律協定,

國家授與發明人在一定時間內享有排他性之製造、利用、販賣該項發明的權利;以交 換發明人公開揭露其發明內容,藉以鼓勵、保護、利用發明與創作,引進技術和鼓勵 投資研發,促進產業發展,進而提昇人民生活水準,增進公共利益。當發明或創造出 一種新的物品或方法,而這種物品或方法可以重複的實施生產或製造,具有產業上的 利用價值時,為了保護正當權益而向政府提出申請,經過審查認為符合專利的規定,

因此給予申請人在一定期間專有排除他人製造、販賣或使用其發明之權[29]。

2.4.2 專利種類

專利制度係政府藉授予申請人專有排他之專利權,以保護申請人研發之發明或創 作,並鼓勵其公開研發成果,使公眾能利用之制度。

專利權是一種排他權利。專利權人在一定期間內,享有專有排除他人未經其同意

(33)

22

而製造、為販賣之要約、販賣、使用或為上述目的而進口該物品(或該新式樣及近似 新式樣物品)之權(專利法第 56 條第一項、第 106 條第一項、第 123 條第一項);或 專有排除他人未經其同意而使用該方法及使用、為販賣之要約、販賣或為上述目的而 進口該方法直接製成物品之權(專利法第 56 條第二項)[30]。

專利權之授予須經審查。由於專利權具有強大之排他權能,專利申請案應符合可 專利性之要件,始能授予專利權,必須經過專利專責機關之實體審查或形式審查程序,

始能授予專利權。

專利是利用自然法則、技術或思想的一種創作,表現在物品或方法上,這種技術、

創作必須是新的、進步的,而且可以在產業上加以利用,才符合專利保護的目的。依 據專利法第二條規定,申請專利保護之標的,可區分為發明、新型及新式樣等三種專 利,其個別之說明如下:

一、發明專利-保護 20 年

依照專利法第二十一條規定「發明,指利用自然法則之技術思想之創作。」,據 此定義可知發明係利用自然法則所產生的技術思想,表現在物或方法或物的用途上,

依其內涵可分為對物之發明及對方法之發明,簡要說明如下:

(一)物的發明-即包括物品發明及物質發明,例如具有一定空間之機器、裝置或產品等 屬於物品發明(如迴紋針等具有一定空間的機器、裝置或產品屬之);至於化學物 質或醫療品的發明,則屬物質發明。

(二)方法發明-指為產生具體且非抽象的結果,所施予一系列的動作、過程、操作或步 驟而言,至於純屬抽象思維的方法,如數學方法或智力活動之方法,並非方法發 明。方法發明包括製造方法的發明及用途方法的發明(如:空氣中二氧化硫的檢測 方法、使用 DDT 之殺蟲方法,化學物質之製法等)。

二、 新型專利-保護 10 年

依照專利法第九十四條規定「新型,指利用自然法則之技術思想,對物品之形狀、

構造或裝置之創作。」,據此定義,新型是利用自然法則、技術思想,對物品的形狀、

(34)

23

構造或裝置的創作,具體地表現於物品之空間型態上,佔據有一定空間之物品實體,

就條文文義而言,新型專利係指利用形狀、構造、裝置或其結合,而提出新技術裝置 之創作或改良,能製造出具有使用價值和實際用途之物品,新型與發明最大不同在於 新型之標的只限於有形物品構造或裝置的創作(例如虎牙形狀之板手、可折傘骨構造 之雨傘),發明與新型在技術上只是程度不同的問題,本質上並無太大差異。

三、 新式樣專利-保護 12 年

依照專利法第一百零九條規定「新式樣,指對物品之形狀、花紋、色採或其結合,

透過視覺訴求之創作。」,據此定義,新式樣是指對物品形狀、花紋、色採或其結合,

對物品的外觀所作的設計創作,求物品之合於實用,著重對物品視覺效果之增進強化,

藉商品之造形提升其品質感受,提高物品之功能價值(例如汽、機車輪胎之胎紋、手 錶之錶鏈、遙控器、雕花門、鞋底花紋等),與發明、新型主要是在於功能、技術之 改進不同,故新式樣是物品藝術性及裝飾性的外觀設計,可以為平面,亦可為立體造 形,或者其相結合的物品,一般而言,新式樣物品是能被一般消費者獨立交易,有固 定形狀且為動產又可大量生產者[31]。

2.4.3 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[32]。

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[33]。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[32]。

2.4.4 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

(35)

24

資料之檢索,雖每個專利資料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:

表 2. 5 專利資訊基本欄位[32]

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

2.4.5 國際專利分類系統 IPC

國際專利分類系統 IPC(International Patent Classification, IPC)為最多國家所採用 的專利分類系統,目前由世界智慧財產權組織 WIPO(World Intellectual Property Organization, WIPO)負責出版[34],每五年修訂一次,目前使用版本為第八版,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 [32]。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[35]:

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[34,35]:

(36)

25

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。

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[34,35]

部、次部 類

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 紙

D01~D07 D21 E 固定建築物

建築

土壤鑽探;採礦

E01~E06 E21

(37)

26

表 2. 6 國際專利分類號分類表[34,35](續)

部、次部 類

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

2.4.6 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[32]

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

(38)

27

表 2. 7 專利公報資料項目[32](續)

編號 款目 說明

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

2.4.7  相關專利回顧與分析

本研究期望設計一植栽裝置,除能解決牆面劣化之問題,並提供足夠的綠化量於 老舊建築之外牆,達到綠美化及改善生活空間之效果,因此回顧中華民國與牆面綠化 有關之專利,並分析各項專利之產品優缺點,以提供設計之需求。以下將針對各項專 利加以說明。

(39)

28

一、景觀牆

此為中華民國專利證書號:TW M371752 之專利,為一種景觀牆[36],包括一基 礎框架,以複數架體接合構成的一支撐結構;至少含一隔水層,覆蓋於基礎框架的一 外表面以及至少一基材層,覆設於隔水層外表面的一規劃區域。如上述的景觀牆,基 材層提供一可供植物栽種的培養基,藉此使景觀牆以基礎框架固定貼設於一建築外牆 面上或距離牆面一間距,並於基材層上栽種植物。參考如圖 2.8。

圖 2. 8 景觀牆分層架構圖[36]

透過歸納分析,此專利具有以下之技術及可能導致之問題。

技術:基材層及基礎框架能提供植栽足夠的生長空間,防水層則隔絕水氣與牆面接 觸。

可能導致之問題:基材層及基礎框架之厚度未加以考量,過厚可能造成基材層含水後 過重脫落,過薄則含水量不足,植栽生長不易。

(40)

29

二、花牆構造改良

此專利中華民國專利證書號:TW M373102 之專利,為一種花牆構造改良[37],

係以塑膠管平行並排固定於牆壁或坡面上,並於該塑膠管上等間隔開設數個種植孔,

且於該塑膠管內部軸向穿設一水管,並於該水管上設置數個噴頭,因此,位於該每一 種植孔內填充土壤,在於該土壤上種植植物或花卉,使該牆壁或坡面上如同布滿花草。

參考如圖 2.9。

圖 2. 9 花牆構造改良架構圖[37]

透過歸納分析,此專利具有以下之技術及可能導致之問題。

技術:橫軸向設計方便設置於牆面及坡面,透過適當噴水供給土壤水分,使花草得以 生存,達到牆面或坡面布滿花草,以美化環境。

可能導致之問題:若大面積牆面或坡面施作,塑膠管數量將增加許多,造成壁面或坡 面固定上的困難,且塑膠管材質,經日照容易劣化,使用年限不長久。

(41)

30

三、潛流循環式之綠牆結構

此專利為中華民國專利證書號:TW M355260之專利,為一種潛流循環式之綠牆 結構[38],在於提供藉由將多個造型盆體所呈現不同高度、長度型態串節排列,並將 各盆體予以管路及由一所盛裝有養液的供給容器做為串連成一體,如此以構成當架置 在各種空間場合兼具綠化及間隔之景觀圍籬。參考如圖2.10。

圖 2. 10 潛流循環式之綠牆結構架構圖[38]

透過歸納分析,此專利具有以下之技術及可能導致之問題。

技術:潛流循環之供水系統,能有效將水分及養份輸送至每一盆栽,且洄流設計能將 水資源再一次利用。

可能導致之問題:架構與壁面間無防水設計,且盆栽與框架之重量,可能導致壁面之 破壞。

(42)

31

2.4.8 現有商品分析

首行機械股份有限公司已有一款上市商品,名為不織布植生牆[39]。此產品為一 複合材質雙層不織布植生牆,依需求將第一層不織布劃開,形成一袋狀,其內置入土 壤及植栽。參考如圖2.11。

圖 2. 11 不織布綠化氈示意圖[39]

透過歸納分析,此商品具有以下之技術及可能導致之問題。

技術:不佔平面空間,施作容易,成本低。

可能導致之問題:植栽重量可能導致不織布網層垂落,影響外觀,且直接掛置於牆面 上可能有載重問題,導致不織布脫落。

(43)

32

2.5 小結

透過分析得知現有專利及商品可能導致之問題為基材層及基礎框架之厚度未加 以考量,導致含水後重量過重無法支撐;材質選用不當造成使用年限不長久或是未加 考量防水效能導致壁面二次破壞造成結構強度變差,如表 2.8 所示。彙整以上問題點 可知目前專利或現有商品應改善之問題為強度不足、耐久性不佳及重量過重…等。以 上問題點將於設計時加以考量,以達植栽裝置改良之目的。

表 2. 8 相關專利問題表

相關專利名稱及現有商品 可能導致之問題點

景觀牆 基材層及框架厚度未考量,含水後過重無法支撐

花牆構造改良 材質選用不當造成使用年限不長久

潛流循環式之綠牆結構 未考量防水效能導致壁面二次破壞

不織布植生牆 植栽重量可能導致不織布網層垂落

(44)

33

第三章 QFD 問卷及結果分析

本研究透過問卷調查瞭解受訪者對於植栽裝置的功能瞭解程度以及找出植栽裝 置改良之產品品質項目。共分成兩部分,第一部分透過 Garvin[7]所提出之品質構面 項目,擬定出符合各項品質構面之產品需求項目。第二部分將產品需求納入問卷選項 中,再發放問卷,問卷回收後,再利用 EXCEL 統計軟體分析,統計整理出產品需求 的權重分數大小,以獲得顧客最重視之產品需求項目。

3.1 產品品質構面

Garvin 認為產品品質構面包含績效、特色、可靠度、符合性、耐久性、服務性、

美感與認知品質八項[7]。

對於植栽裝置改良部分,針對這八項產品品質構面,經由與專家討論後,擬定符 合之產品需求項目,參考如表 3.1。

表 3. 1 植栽裝置產品品質構面 產品品質構面項目

1.績效 Performance

商 品 希 望 達 成 的 目標特性

1.1 具備自動澆灌功能

1.2 具備澆灌水回收再利用功能 1.3 植栽裝置安裝牢固穩定 1.4 簡易固定架不破壞壁面 2.特色

Feature

用 來 增 加 產 品 績 效 的 其 他 附 屬 特 性

2.1 植栽裝置架構重量輕 2.2 各項元件組裝拆卸方便 2.3 外框架具備阻水的功能 3.可靠度

Reliability

產 品 長 時 間 使 用 後 所 呈 現 的 績 效 是否仍具一致性

3.1 管線不易阻塞 3.2 土壤不易流失

3.3 回收澆灌水可持續利用 4.符合性

Conformance

產 品 對 目 標 規 格、合約或其他宣 稱的符合度

4.1 材料使用符合環保需求 4.2 防水效能持久

(45)

34

表 3. 1 植栽裝置產品品質構面(續)

產品品質構面項目 5.耐久性

Durability 產品的使用壽命

5.1 外框架使用年限長 5.2 澆灌管線不易鏽蝕 5.3 植栽生長不易乾枯 6.服務性

Serviceability

獲 得 產 品 相 關 服 務的難易度

6.1 故障率低

6.2 耗材零件更換容易 6.3 植栽更換容易

7.美感 Aesthetics

產 品 給 予 客 戶 的 觀感

7.1 外型可任意設計變換

7.2 外框架材質選用較具質感之材料 7.3 可提供多種植栽生長

7.4 框格面積大小可隨植栽種類變換 8.認知品質

Perceived Quality

商 譽 或 過 去 所 給 他人的印象

8.1 著名設計師所設計之作品 8.2 有國內外專利

3.2  問卷設計

問卷內容經與指導教授討論修改後,將問卷分成三個部分,詳見如附錄四。

一、植栽裝置現況調查:此部分主要調查受訪者是否曾見過植栽裝置,見過植栽裝置 之地點,以及是否瞭解植栽裝置之功能。

二、品質項目重要度調查:此部分主要在瞭解受訪者對於植栽裝置須具備哪些產 品品質項目,並瞭解這些項目重要程度的看法。

三、其他意見調查:此部分希望受訪者提供對於目前現有之植栽裝置需要改善地方 之看法與期望植栽裝置具有之創新功能。

為瞭解植栽裝置改良須具備哪些產品需求,問卷發放對象以學校附近之商家、住 戶、相關科系學生以及一般園藝店業者為主,問卷中產品品質構面項目皆有非常重要、

重要、尚可、不重要、很不重要共五種選項供受訪者進行單一選擇。在統計分析中則 分別代表分數 5 分到 1 分,以此調查受訪者對於植栽裝置的產品品質項目之權重分 數。

(46)

35

希望能透過問卷訪談的結果與數據統計分析,找出最符合顧客需求之植栽裝置改 良所應具備之產品品質項目,以後續導入產品設計之中。

3.3 問卷結果分析

本研究問卷結果的分析,使用統計分析 EXCEL 軟體為分析之工具,依據研究分 析與研究目的的需求,此問卷調查共發放 100 份問卷。訪問一般民眾 70 人,相關科系 學生 26 人,園藝業者 4 人。

第一部分為植栽裝置現況調查,從 100 份問卷中可知,曾經見過植栽裝置的人數 有 72 人,未見過的人數有 28 人,而見過植栽裝置的地點在學校、住家、工地圍籬、

大樓外牆…等,其中又以工地圍籬占多數,植栽裝置的功能瞭解與否部分,瞭解的人 數為 52 人,不瞭解的人數為 48 人。由上述統計結果分析可知,現有植栽裝置多以工 地圍籬設置為主,而多數人雖然見過植栽裝置,卻對它的功能不瞭解。

第二部分為產品品質項目重要度調查,統計結果如表 3.2 所示。

表 3. 2 產品品質項目重要度數量統計

重要度

您認為植栽裝置須具備哪些品質項目

很不重要 不重要 尚可 重要 非常重要

1. 具備自動澆灌功能 0 0 7 30 63

2. 具備澆灌水回收再利用功能 0 0 5 51 44

3. 植栽裝置安裝牢固穩定 0 0 6 49 45

4. 簡易固定架不破壞壁面 0 0 38 50 12

5. 植栽裝置架構重量輕 0 19 42 31 8

6. 各項元件組裝拆卸方便 0 3 28 30 39

7. 外框架具備阻水的功能 2 2 8 49 39

8. 管線不易阻塞 0 1 38 48 13

9. 土壤不易流失 0 0 32 38 30

(47)

36

表 3. 2 產品品質項目重要度數量統計(續)

重要度

您認為植栽裝置須具備哪些品質項目

很不重要 不重要 尚可 重要 非常重要

10.回收澆灌水可持續利用 2 10 42 30 26

11.材料使用符合環保需求 0 2 23 44 31

12.防水效能持久 0 0 37 34 29

13.外框架使用年限長 0 0 20 52 28

14.澆灌管線不易鏽蝕 0 1 21 37 41

15.植栽生長不易乾枯 0 0 18 56 26

16.故障率低 0 6 17 46 31

17.耗材零件更換容易 0 2 44 38 26

18.植栽更換容易 0 0 29 40 31

19.外型可任意設計變換 4 7 52 30 7

20.外框架材質選用較具質感之材料 10 21 45 19 5

21.可提供多種植栽生長 1 3 35 46 15

22.框格面積大小可隨植栽種類變換 3 11 59 23 4

23.著名設計師所設計之作品 46 27 23 2 2

24.有國內外專利 16 27 27 28 2

品質項目權重分數結果如表 3.3 所示,數值由高至低分別為非常重要、重要、尚 可、不重要及很不重要,也分別代表分數 5 到 1 分。例如,項目為「具備自動澆灌功 能」,其統計結果如下,(次數=0)X(很不重要=1)+ (次數=0)X(不重要=2) +(次數=7)X(尚 可=3)+ (次數=30)X(重要=4)+ (次數=63)X(非常重要=5)=456。

由表 3.3 可以得知「具備自動澆灌功能」、「具備澆灌水回收再利用功能」、「植栽裝置 安裝牢固穩定」、「外框架具備阻水的功能」為受訪者所選之產品品質項目的前三名,

其中「具備澆灌水回收再利用功能」、「植栽裝置安裝牢固穩定」加權總分相同,並列 第二。

(48)

37

表 3. 3 植栽裝置產品品質項目加權分數統計

產品品質項目

很不重要 不重要 尚可 重要 非常重要

權 重 (%) 1. 具備自動澆灌功能 0 0 21 120 315 5.04 2. 具備澆灌水回收再利用功能 0 0 15 204 220 4.85 3. 植栽裝置安裝牢固穩定 0 0 18 196 225 4.85 4. 簡易固定架不破壞壁面 0 0 114 200 60 4.13 5. 植栽裝置架構重量輕 0 38 126 124 40 3.63 6. 各項元件組裝拆卸方便 0 6 84 120 195 4.48 7. 外框架具備阻水的功能 2 4 24 196 195 4.65

8. 管線不易阻塞 0 2 114 192 65 4.12

9. 土壤不易流失 0 0 96 152 150 4.40

10.回收澆灌水可持續利用 2 20 126 120 130 4.40 11.材料使用符合環保需求 0 4 69 176 155 4.47

12.防水效能持久 0 0 111 136 145 4.33

13.外框架使用年限長 0 0 60 208 140 4.51

14.澆灌管線不易鏽蝕 0 2 63 148 205 4.62

15.植栽生長不易乾枯 0 0 54 224 130 4.51

16.故障率低 0 12 51 184 155 4.44

17.耗材零件更換容易 0 4 132 152 130 4.62

18.植栽更換容易 0 0 87 120 155 4.44

19.外型可任意設計變換 4 14 156 120 35 3.65 20.外框架材質選用較具質感之材料 10 42 135 76 25 3.18 21.可提供多種植栽生長 1 6 105 184 75 4.10 22.框格面積大小可隨植栽種類變換 3 22 177 92 20 3.47 23.著名設計師所設計之作品 46 54 69 8 10 2.07

24.有國內外專利 16 54 81 12 10 3.02

(49)

38

第三部分為其他意見調查,此部分包含兩個題目,第一個題目為對於目前現有之 植栽裝置需要改善地方為何?第二個題目為期望植栽裝置能有何種創新功能?整理 各題受訪者的意見如下。

第一題:維護不當影響美觀、植栽布置不具美感、植栽種類少、維護不易、未與建物 外觀配合、須抗風災與水災、成本考量…等。

第二題:自動病蟲害警報、自動提醒灑水、隨外部環境自動調節灑水量、夜間照明、

搖控功能、人工智慧管理、太陽能板、配合除蟲植物使用、再生能源應用…

等。

3.4 植栽裝置品質機能展開

品質機能展開可分為三個步驟,步驟一為確定顧客需求品質項目及分群,步驟二 為產品品質要素展開,第三步驟為品質屋建立。

3.4.1 顧客需求品質項目及分群

透過 Garvin[4]所提出之八項產品品質構面,包含績效、特色、可靠度、符合性、

耐久性、服務性、美感與認知,再與指導教授與專家討論得出 24 項顧客需求產品品 質特性,其中八項產品品質構面即為第一層需求品質,24 項產品品質特性即為第二 層需求品質。如表 3.1 所示。

3.4.2 產品品質要素展開─透過特性要因圖

特性要因圖(Cause-and-Effect Diagram)為一種用來說明品質特性及影響品質之主 要因素與次要因素[40]。透過相關文獻調查與和專家討論後,針對植栽裝置提出了15 項產品品質特性,分別為牢固、結構穩定、承重、耐變形性、耐鏽蝕性、耐久性、背 面不透水性、隔熱、防霉、不滴水、安裝組立方便、植栽更換簡易、澆灌自動化、維 修難易度、零件更換便利,以特性要因圖繪出,並分為安全特性、物理特性、環保要 求、使用特性、維護需求五大類。如表3.4與圖3.1所示。

(50)

39

表 3. 4 產品品質要素展開

一 次 二次

安全特性

1. 牢固 2. 結構穩定 3. 承重

物理特性

4. 耐變形性 5. 耐鏽蝕性 6. 耐久性

7. 背面不透水性

環保要求

8. 隔熱 9. 防霉 10.不滴水

使用特性

11.安裝組立方便 12.植栽更換簡易 13.澆灌自動化

維護需求 14.維修難易度

15.零件更換便利

圖 3. 1 植栽裝置特性要因圖

3.4.3 品質屋建立

將使用者需求與產品品質要素填入品質屋相關矩陣,並給予相關關係符號,使用

(51)

40

者需求的最終加權值為表 3.3 原始權重值四捨五入至小數點第一位,即為最終權重值,

詢問過相關專家意見,將不同程度相關性,給予適當的符號與加權值,如強相關性-

◎,權重為 5;中相關性-○,權重為 3;弱相關性-△,權重為 1,之後再將每一 產品規格進行權重總合,即完成品質機能展開,如表 3.5 所示。品質屋之屋頂部份,

本研究將任兩產品品質規格彼此相關性為正時,則以○符號表示;若兩產品品質規格 彼此相關性為負,此時則以╳表示。如圖 3.2 所示。

圖 3. 2 植栽裝置相關品質屋之屋頂矩陣

參考文獻

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