TRIZ

結合TRIZ方法與整合新產品創新流程方法 進行產品綠色創新 Product Eco-Innovation by Combining TRIZ and Integrated New Product Development Process 2009/12/15

大同大學工業設計研究所 在職專班 研究生：曾羽華 指導教授：黃臣鴻 2009年12月15日星期二

結合TRIZ方法與整合新產品創新流程方法（iNPD）進行產品綠色創新

Abstract 特定危害物質禁用指令「RoHS規範」 2006年7月歐盟國家開始實施的電機電子機器 中特定危害物質禁用指令「RoHS規範」。 「RoHS規範」中禁止使用的物質： Pb鉛、Cd鎘、Hg汞、Cr 6+六價鉻、PBB多 溴聯苯、PBDE多溴二苯醚。

隨著人們開始對環境保護的重視，期望能夠對環境更加的友善，而在一般的各項日常用品和 電子相關產品，定立了各項的環評法規，如RoHS、WEEE 等等的規範，以達到綠色環保產 品的訴求。 而在產品的開發過程中，不只在材料選擇及生產流程上，去考量對環境的衝擊危害，而是希 望在設計開始的前端，從構思步驟中即能夠加入綠色設計的考量。 此研究以iNPD流程為骨幹來搜尋市面上具有潛在商機的各種商品，再結合了TRIZ的技巧來 產生新產品的創意構想，以進行產品的綠色創新設計。 此研究提出了「改良之新機會價值表」以彌補原始機會價值表在環境衝擊上的不足，並且提 出一套將iNPD與TRIZ聯結使用的方法，以及「新機會價值表與工程參數之相關對應表」。 讓設計師和工程師在開發新型產品時，能夠多方考量到各種不同的需求，以期達到提昇產品 價值的目標。

2009年12月15日星期二

結合TRIZ方法與整合新產品創新流程方法（iNPD）進行產品綠色創新

TRIZ

（Theory of Invention Problem Solving

TRIZ是由前蘇聯學者Althshuller 與他的團隊在五十幾年前研究了四十餘萬件專利案件 後，所整理歸納出來的理論方法。 他注意到這些獨立的專利中，存在一些解決問題的通用模式，進而認為：「這些存在萬 用發明原則，可作為發明創新技術的基礎，將這些發明原則，能加以確認與整理， 並用 來教導從事發明者，則其發明過程更可預期」。 50年來，Altshuller與他的TRIZ團隊，提出很多發明創新之問題分析工具與解題工具， 主要為：39矛盾衝突矩陣與40創新解決原則（Principles）、76項標準解決方法 （Standard Solutions）、 物質—場分析（Substance-field）、8種演化類型 （Evolution of Technological Systems）、技術效應等（Technological Effects）。 其中矛盾矩陣是最為廣泛使用的方法，也是TRIZ的基本核心概念。 工程師構想新的創意時，大多是採用腦力激盪法來產生新的點子。但是腦力激盪法在使 用上缺乏效率和系統性，也受限於使用者本身的背景知識，使用TRIZ則可以克服這些缺 點，為工程師常用的方法。

iNPD （Integrated

New Product Development）

iNPD則是由Vogel 與Cagan兩人所提出的一套：整合型新產品創新流程法。

...

其內容為 從社會、經濟與科技三方面來作評估考量，並且在其中結合了設計、 工程與市場行銷三大領域。 如此便可使所開發出來的新產品，能夠兼具造型外觀上的吸引力，與應用核心技術上的 提昇，以大幅增加產品本身的價值，為工業設計師常用的方法。 2009年12月15日星期二

）

英譯

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研究目的

此研究的主要目的在於提出一套完整的流程手法，將iNPD與TRIZ這兩種方法作出結合的 應用。 在使用iNPD這套手法時，雖說它提供了一套完整的步驟流程來進行，可是在如何發展出新 創意的部份，卻沒有明確的方針來指示使用者該如何構想。而在構思產品的創新創意部 份，卻又是一項新產品要推出上市的過程中甚為重要的一個環節。 發展新的構思方向、改善現有的舊產品，這是TRIZ的強項。可是在使用TRIZ的矛盾矩陣表 時的兩大困難點，卻是在一開始的找出合適的工程參數，跟從建議的創新法則中發展出創 新的構想。 此研究的目的便在要如何將這兩套常用的手法作出有效的結合，以補足這兩種手法中的缺 失處。在現今各種產品皆需有環保綠色考量的情況下，也更加強了iNPD流程中對於環境評 估較弱的部份。

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iNPD整合型新產品創新流程方法 Step 1. 找出新商機： 從社會的變遷、經濟的發展、科技的進步，三個方面著手評估， 是為確認產品機會空間(POG：Product Opportunity Gap)的重要指標， 藉此確定新產品在市場上的定位與需求，並能夠有新的機會與發展的利基。

SOCIAL

Product Opportunity Gap

S(Social) 代表社會性，為社會、文化和流行趨勢， E(Economic) 代表經濟性，為經濟狀態的轉變， T(Technology) 代表科技性，為發展中的技術、新興技術的評估。

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ECONOMIC

TECHNOLOGY

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iNPD整合型新產品創新流程方法 Positioning Map（風格&技術定位圖） 評估的方式為使用風格-技術定位圖，將既有產品依風格面與技術面作出定位， 並努力使新開發的產品達到造型與技術兼顧的第一象限區域。

風格

產品定位空間以T(Technology)『技術』與S(Style) 『風格』作為二維空間軸向的定義，其中以T為橫 軸，S為縱軸，並劃分出四象限，第一象限Upper Right為高度技術與風格導向；第二象限Upper Left 為低技術高風格導向；第三象限Lower Left為低技 術低風格導向；第四象限Lower Upper為高技術低 風格導向。意即第一象限為風格、技術領先的高價值 產品，第三象限為風格、技術落後的低價值產品。

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技術

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iNPD整合型新產品創新流程方法 Step 2. 研究商機： 利用機會價值表來評估由Step 1中 所選擇目標的相似功能產品，且各 別分析其優缺點。 接著再採用各種不同的設計方法來 產生新的想法與創意點。 在機會價值表中的評分項目分成七 大項目，分別是為情感Emotion、 人因工程Ergonomics、美學 Aesthetics、產品定位Identity、影 響Impact、核心技術Core Tech.與 品質Quality。 而在這些項目之下又可以細分成許 多不同的細節支項，各個子項目如 右表所示。

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iNPD整合型新產品創新流程方法 Step 3. 具體概念化商機： 在Step 2.中會得到許多不同的設計想法，將這些天馬行空的構想加以整合並實 踐，而構成一個完整的創新產品雛型，最後再行評估是否滿足原先設定的目標。 Step 4. 落實新商機： 將Step 3.中完成的創新產品雛型製作成原型實體產品並進入最後量產的階段， 最後再經由行銷包裝手法推出市場。

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TRIZ矛盾矩陣表之使用流程 01.

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移動物體的重量(Weight of moving object) 靜止物體的重量(Weight of stationary object) 移動物體的長度(Length of moving object) 靜止物體的長度(Length of stationary object) 移動物體的面積(Area of moving object) 靜止物體的面積(Area of stationary object) 移動物體的體積(Volume of moving object) 靜止物體的體積(Volume of stationary object) 速度(Speed) 力(Force) 壓力或應力(Stress or Pressure) 形狀(Shape) 物體穩定性(Stability of the object’s composition) 強度(Strength) 移動物體的耐久性(Duration of action by a moving object) 靜止物體的耐久性(Duration of action by a stationary object) 溫度(Temperature) 亮度(Illumination intensity / Brightness) 移動物體所需的能量(Use of energy by moving object) 靜止物體所需的能量(Use of energy by stationary object) 功率(Power) 能量的浪費(Loss of energy) 物質的損耗(Loss of substance) 資訊的遺失(Loss of information) 時間的浪費(Loss of time) 物質的數量(Amount of substance) 可靠度(Reliability) 量測精準度(Measurement accuracy) 製造精密度(Manufacturing precision) 被有害因素影響的物體(Object affected harmful factors) 產生有害因子的物體(Object generated harmful factors) 易製性(Ease of manufacture) 易用性(Ease of operation) 易修性(Ease of repair) 適應性(Adaptability / Versatility) 設計複雜性(Device complexity) 量測與檢出的困難度(Difficulty of detecting and measuring) 自動化程度(Extent of automation) 生產力(Productivity)

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TRIZ矛盾矩陣表之使用流程

前蘇聯學者Altshuller認為，創新問題是包含至 少一個以上的矛盾問題，當參數A被改進，參 數B可能就惡化，例如當一個產品體積被製造 得更大時，重量就會增加。 因此TRIZ追求的是如何消除衝突，Altshuller 從專利分析中，歸納出39個參數，發現這些參 數會形成技術矛盾，將這39個矛盾特徵列成一 個矛盾矩陣。 為了解決這些矛盾，他總結出40個創新發明原 則，分別針對每個矛盾衝突，給予幾項建議原 則。 直接選用相關原則，就可以找到解決問題的辦 法。

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iNPD流程的改良與TRIZ方法的整合 現今環保意識逐漸受世人重視，各種的環 評法規在近幾年紛紛上路，所以在發展新 商品之前能夠事先考量對於環境衝擊的部 份便顯得更加的具有重要性。 但是在iNPD流程中所用來作產品評估的機 會價值表方面，對於在環境衝擊的項目部 分卻相當的薄弱。 因此，在此研究中提出了對此缺憾作了補 強的新機會價值表，增加了在環境衝擊評 估的項目，便將原始的Environmental 選 項擴展為三個子項目，分別為：能源 Energy、回收Recycle與有毒物質Toxic。

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iNPD流程的改良與TRIZ方法的整合 1. 設定工程參數與機會價值表之相關性 再針對此定義去為各個選項找出相對應的 工程參數，如右表3-3。再加上相關度等 級高低與重要性倍數評分的概念，如此即 可由預定想改善的項目中挑出相對應分數 較高的工程參數。 2. 機會價值表之參數重要性倍數 在原始的機會價值表中，有四種不同的評 分等級：Zero、Low、 Med跟High，如 前表2-1所示。 由於產品本身功能上進步的難易度有所差 異，所以在每個評分等級間的重要性也有 所不同。 故在此研究中將上述各等級之間設定不同 的權重比例，即為從Zero至Low之間有1 倍的差距、而Low到Med之間有2倍的差 距、最後從Med與High之間有3倍的差 距。

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iNPD流程的改良與TRIZ方法的整合

3. 找出合用的工程參數 參數重要性分數＝參數重要性倍數×參數相關性 為了多方考量各種不同工程參數的影響，故不只 選取分數名次排名前幾名的工程參數，而改採用 選取全部有獲得分數的前50%名次之工程參數， 再藉由這些較重要的參數項目來進行下一過程找 出合用的 創新法則。 4. 選擇適當的創新法則 從由前一步驟選出的數個工程參數，在單一工程 特性對應表中挑出各參數的A、B、C、D四種等 級，分別代表4、3、2、1四種級分， 如此即能選出與各參數最有機會解決問題的創新 法則。最後再將各個挑出來的創新法則級分統計 總結之後，即可獲得為改善機會價值表中所選定 的目標項目所建議使用之最有效益的創新法則。

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案例驗證 - 環保購物袋 在過去的時代，一般大眾在外面購物後，都只是用個包裝紙打包，雖然包裝完整可 是卻不是那麼方便攜帶。隨著科技的進步與石化原料的大量使用，輕薄方便的塑膠 袋開始被廣泛的使用。不過在近年來發現塑膠袋雖然使用方便，可是在使用後的廢 棄處理上卻會造成很大的汙染，而且也沒有辦法在土地中被自然分解。 一般使用的塑膠袋有許多的不足之處，希望能夠以本研究提出的方法來進行改善的 動作。在此先對普通塑膠袋進行機會價值表的評分。

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案例驗證 - 環保購物袋 由右表4-10 中即可得知各個選項的重要性倍數： Independence 為五倍， Sensuality、Safety、Toxic皆為六倍， Ease of Use、Recycle 為三倍， Security為兩倍。 將此倍數與表3-2所提出的參數相關對應 表相乘即可獲得各個工程參數的重要性分數， 分數列於下表4-11中。

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案例驗證 - 環保購物袋 在本案例中由於設定改善的選項較多，所以 獲得重要性分數的參數也因此較多，總共有 35項。取排名前50%的參數來進行下一步 驟，找出合用的創新法則，將找出的法則列 於下表4-12中。

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案例驗證 - 環保購物袋 由此表可以看見在本案例中建議使用的前10個 創新法則，依序為： 35.

1.

2.

10.

28.

13.

19.

15.

18.

29.

改變物質特性、 區隔、 抽出、 先前的作用、 更換機械系、 反向、 週期性動作、 動態化、 機械振動、 氣油壓結構。

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案例驗證 - 環保購物袋 市面上推出的環保購物袋中有幾個特點可與 在前一段中所提出的創新法則相連結： 35. 改變物質特性：放棄不易分解且有毒性 的石化原料，而改選用棉、麻等天然無毒性 材質； 1. 區隔：袋內有額外的分層，可將不同的 東西分開放置； 13. 反向：在不使用的時候可以將購物袋折 疊，以減少體積方便攜帶； 19. 週期性動作：採用較厚實的布料，使購 物袋可以重複使用。 在本件案例中與所提出的建議法則至少有四 點是相符合，若是再深入分析不同廠商所製 造的環保購物袋，應該可以找到夠多能夠相 映證的特點。

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