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TRIZ ：創意原理與應用

TRIZ ：創意原理與應用. 機械系 林祥和. 資料來源. Web-site ： I 、 Ideation International http://www.ideationtriz.com/home.asp II 、 The Altshuller Institute for TRIZ Studies http://www.aitriz.org / III 、 TRIZ Journal http://www.triz-journal.com/ References ：

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TRIZ ：創意原理與應用

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Presentation Transcript

  1. TRIZ：創意原理與應用 機械系 林祥和

  2. 資料來源 • Web-site： • I、Ideation International • http://www.ideationtriz.com/home.asp • II、The Altshuller Institute for TRIZ Studies • http://www.aitriz.org/ • III、TRIZ Journal http://www.triz-journal.com/ • References： • TRIZ Tutorial #1~#7, http://www.ideationtriz.com/TRIZ_tutorial_1.asp, (I) • Genrich Altshuller: Father of TRIZ (III) • Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ),http://www.mazur.net/triz/index.html

  3. 令人困惑的矛盾 • 物理矛盾： (同一物理特性) 傘面要大好遮雨，進室內不要佔空間 • 技術矛盾： (不同物理特性) 遮陽板厚度要薄、 強度要大

  4. 矛盾是創意來源 • 不妥協 • 不放棄任一特性 • 引導解決矛盾的工具-TRIZ • 利用TRIZ產生理想化的創意： • 不花成本 • 產生最大功用

  5. 解決物理矛盾原則 • 空間分隔 • 時間分隔 • 整體系統及組件分隔 • 依條件分隔

  6. 物理矛盾 • 刮鬍刀：  刮鬍子 刮傷皮膚 • 切菜： 切碎菜 切傷手

  7. 空間分隔原則 • 刮鬍子 • 泡茶 • 切菜 • 撿垃圾 • 釘釘子 • 戴手套洗碗 • 戴安全帽 • 噴漆

  8. 物理矛盾 • 飛機輪： 起、降助跑 飛行阻力 • 原子筆： 寫字 沾污衣服

  9. 時間分隔原則 • 起落架 • 自動鉛筆 • 原子筆 • 瑞士刀 • 雨傘 • 降落傘

  10. 物理矛盾 • 蠟燭：  燭光 蠟淚 • 貼布：  粘貼固定 不透氣 • 看板：  推銷商品 面大風力大

  11. 整體系統及組件分隔原則 • 不滴淚蠟燭 • 透氣貼布 • 看板 • 商業

  12. 物理矛盾 • 窗戶： 透光 隱私 • 門戶：  賓客光臨 風沙、昆蟲

  13. 條件分隔原則 • 窗簾 • 自動門 • 半導體 • 冷氣機 • 加熱器 • 隨溫度改變磁性

  14. TRIZ：Theory of Inventive Problem Solving • 不同的領域出現相同的問題 • 同樣的解答原理，可解決不同領域的問題 • 剝葵瓜子外殼、分割鑽石、去青椒蒂及子 • TRIZ：從不同領域的專利，歸納解決專利問題的 相同原理 • TRIZ發明人：Genrich S. Altshuller (Father of TRIZ)

  15. Genrich S. Altshuller, Father of TRIZ • 14歲時第一個發明：潛水呼吸器 • 背景：機械工程師 • 對問題充滿好奇心，喜歡尋找標準解決方法 • 認為一般依賴經驗及直覺的“心理慣性” 問題解決工具，無法符合 二十 世紀需求. • 體會到“發明”是應用某些原理，解決技術矛盾 • 寫信給史達林，提倡“革命性”發明原理而被判刑25年 • 在莫斯科監獄解決“ 如何睡覺又不睡覺” 矛盾問題 • 在勞改營以TRIZ解決礦坑問題

  16. Altshuller’s major events

  17. Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ) by Glenn MazurFebruary 26, 1996 (Ref. 3) • 『解決問題，還是解決技術瓶頸』 • Altshuller過濾200,000件專利，尋找創意性問題及如 何解(目前已過濾超過1,500,000件)，其中40,000件屬 創意性解答，其他為單純改善 • 創意性的問題：解決一題問題會引發另一個問題，如 減少金屬板厚度，板材會變弱(矛盾)

  18. Altshuller 之創意原理 • 從專利的創意性解答中，歸納40個創意原則 (inventive principles)，引導 產生創意解答 • 建立矛盾表，內含39項工程參數，解決『優化一項 卻劣化另一項』矛盾問題 • 減少金屬板厚度，板材會變弱 • 以40個創意原則，解決工程參數之矛盾 • 減少金屬板厚度，板材不會變弱

  19. 應用案例： 可樂罐身變薄省材料成本， 但結構變弱，不能堆疊 Table of Contradictions Worsening feature Inventive Principles Improving feature 1. Segmentation 14. Spheroidality 35. Transformation of the physical and chemical states of an object

  20. The 40 Inventive Principles • from • TRIZ Tutorial (Ref. I) • Algorithm of Inventing, 40 Principles，by Altshuller • Students homeworks • e-mails

  21. 1. Segmentation • 問題： • 在雪地中豎立桿子，可標示雪的深度，但雪崩時子易折斷。 • 矛盾： • 桿子在平時要長， • 雪崩時要短。 • 解決問題原則：段狀結構 • 將桿子做成段狀結構，用彈簧連接，雪崩時受力曲折，過後回復原狀。

  22. 以段狀結構解決： 「使用時要大，不使用時，不佔空間」的矛盾問題 • 瑞士刀 • 刀片 • 眼鏡架 • 摺疊躺椅 • 筆記型電腦 • 電腦桌鍵盤架 • 大哥大 • 排隊柱 • etc.

  23. 問題： • 以多層金屬網組成濾網，過濾管路中的雜質(非磁性)，久了濾網不易清洗。 • 矛盾： • 濾網要多層才能產生過濾效果，但不易清洗。 • 解決問題原則：段狀結構 • 用具磁性材質小塊，以外加磁場，聚成濾網，過濾雜質。解除磁場，濾塊及雜質分離，容易清洗。

  24. 以段狀結構解決： 「要在一起，但又要分開」的矛盾問題 • 洗衣網 • 餐盤 • 盒裝雞蛋 • 冰球 • 茶球 • 淹黃瓜-How to do it?

  25. 問題： • 用一只老虎鉗夾持不同外形工件。 • 矛盾： • 工件外形不同，須要特殊夾具，但增加成本。 • 解決問題原則：段狀結構 • 用小的柱狀物(襯套)圍繞工件，協助老虎鉗夾持工件。

  26. 以段狀結構解決： 「形狀不規則，又要平整」的矛盾問題 • 隔振氣泡 • 水床 • 車輪懸吊系統

  27. 問題： • 汽車用天線收訊，但遇到洗車或低的車庫，長天線就有問題。 • 矛盾： • 天線要長，收訊好，天線要短，好進出。 • 解決問題原則：段狀結構 • 用小的短柱中間穿線做成天線，用線的拉力控制伸縮。

  28. TRIZ之父Altshuller 從專利中歸納出創意原理 • 創意原理：Principle of Segmentation • 段狀結構特點：可因應不同條件需求，具調整性 • 對需要創意的發明家，是非常有用 • 多項專利發明，應用此項原理 • 案例：病床專利

  29. 6. Universality • 同一物品具有多樣功能 • 範例: • 沙發同時具有床舖功能 • 小貨車可調整成多人座位、睡舖、貨艙

  30. 13. Inversion • 問題： • 糖果以巧克力當外殼(如酒瓶形狀)，中間包水果風味糖漿。 • 矛盾： • 糖漿要高溫才易流動，以利倒入瓶中，卻融化巧克力外殼，破壞造型。 • 解決問題原則：反相(向) • 原先：低溫巧克力瓶+高溫水果風味糖漿， • 改為：低溫水果風味糖漿+高溫巧克力瓶。

  31. RP (加工、疊積v.s.切削，尺寸大小) • Carrying baby (背小孩、工作方便v.s.安全，空間位置) • Refrigerator (冷凍與冷藏庫對調、符合人體工學，空間位置) • CNC machining (加工機、工件動v.s.刀具動，相對運動) • Font/rear-wheel drive (前後輪驅動、施力位置) • Boiler(鍋爐冷卻水管壓力、壓力大小) • Clogs (拉腳筋的木屐、鞋根在前)

  32. 問題： • 訓練運動選手跑步，鍛鍊體能耐力。 • 矛盾： • 教練須跟著跑才能指導選手，但教練會累倒。 • 解決問題原則：反相 • 原先：選手動、地不動， • 改為：地動、選手不動，所以教練不動。

  33. 問題： • 在牛身上烙出主人記號。 • 矛盾： • 高溫烙印留記號，卻使牛傷痛，及感染。 • 解決問題原則：反相 • 將烙鐵置於液態氮，低溫烙印，牛毛會產生永久變色，留下記號。

  34. 21. Rushing through • 以高速完成有害或危險的作業 • 範例: • 快速切割薄塑膠管(在變形前完成)

  35. 22. Convert harm into benefit • 將有害因素轉化為有利效果 • 以一個有害因素去中和另一個有害因素 • 增強有害的動作直到不再有害

  36. 範例: • 沙或砂礫在寒帶運送會凍成硬冰塊，如果再以更低 溫冷凍(如用液態氮)會變脆，容易傾倒 • 高頻電流通過金屬，表面會變熱，用於做表面熱處理加工

  37. 22. Convert harm into benefit 案例 • 3M便條紙 • 打針、開刀、CPR • 按摩 • 廢輪胎防波堤 • 香蕉發電 • 咖啡渣肥料 • 紙尿布發電 • 廚餘回收、有機肥料 • 子彈藥 • 塩酸洗浴室 • 森林防火牆

  38. 25. Self-service (do it by itself ) • 問題： • 腐蝕性測試(Corrosion testing )，將立方體試件浸入白金容器之強酸中，比較前後重量。 • 矛盾： • 由於白金容器昂貴，不便多準備，因此需排隊候測，耗時間。 • 解決問題原則： • 用試件當容器，直接倒入強酸。就不需白金容器。

  39. 25. Self-service 案例 • 門綁線拔牙 • 腳踏車發電點車燈 • 嬰兒腳振動石英錶 • 健康步道兼腳底按摩 • 爬樓梯上樓 • 騎單車上班 • 睡覺時將腳墊高 • 睡前喝杯溫牛奶 • 路燈、圍牆、公車、飛機、汽車貼廣告 • 雨衣加反光條 • 腰帶繫眼鏡袋、大哥大 • 點滴中加入藥劑 • 用麵粉使麵團不黏

  40. 32. Changing the color • 改變物品或週遭顏色 • 改變物品或作業透明度 • 添加色料，使物品或作業易辨識 • 利用螢光劑

  41. 範例: • 透明繃帶，易查看傷口 • 以水幕保護工人不受高溫熔鐵產生的紅外線，但可看到熔鐵 • 水中加入色料產量，產生過濾效果，同時保持水透明度

  42. TRIZ之父Genrich Altshuller：科技系統發展朝向理想化 理想化系統：有益功能愈多，有害因素或功能愈少 理想性=(有益的功能)/(有害的因素或功能) 最佳狀況是一個系統執行其功能，卻實際上不存在

  43. 可立即應用的資源Readily-available resources 一個優雅的問題解法，可以在不需要額外的物質、能量等情況下，善用系統的資源，達到需要的效果。事實証明，許多發明就是發明者應用系統內未被使用的能量、空間、時間等的成果。

  44. 物質資源 Substance resources • 廢棄物 (蛋殼、雞排泄物、落花葉、廚餘、茶葉渣及咖啡渣) • 原料或半成品 (褔菜、鋸木頭以木頭墊高、劈材以木頭當覘板) • 系統元件 (腰帶掛手機、耳朵掛眼鏡、點煙頭大哥 大電源、光碟機放咖啡杯) • 便宜物質 • 物質特性 (Curie point加熱、冷氣機、無熔絲開關、大同電鍋、靜電拖把) ♫

  45. 場(能量)資源 Field (energy) resources • 系統的場(能量) • 週遭環境的場(能量) • 水桶擋塊、水瓶吊重、掃地灑水 • 冰枕、冰塊 • 嘖霧散熱 • 熱敷、蒸眼睛 • 吊水袋防蒼蠅 • 脹碎石礦 • 浮力進出水控制

  46. 空間的資源 Space resources • 空的空間 (車輪、輪圈馬達) • 其他維度 (布農族) • 反面 (郵局的掛號收據) • 物質內部空間 • 運動物體的動態空間 (進修部) ♫

  47. 時間資源 Time resources • 預先空檔 • 暫停空檔 • 空轉時間 • 平行處理 • 集體處理 • 分站處理時間 • 事後空檔

  48. 資訊資源 Informational resources • 紅外線：SARS、水果甜度 • 健康：血壓、體溫、把脈、血糖、心跳、聞望切 • 預知保養：噪音 • 電流勾錶 • 螞蟻搬家

  49. 報告完畢 謝 謝!

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