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1、Appliedoptimumdesignlab TRIZ的應用 TheoryofInventiveProblemSolving 曾錦煥國立交通大學機械工程系應用最佳化實驗室AppliedOptimumDesignLaboratoryhttp www aodl me nctu edu tw email chtseng cc nctu edu tw八十九年十二月八日高雄第一科技大學 Appliedoptimumdesignlab 演講內容 TRIZ始祖 GenrichAltshuller 1926 1998 TRIZ簡介問題描述問題求解的技法ARIZ方法TRIZ在創意設計上之應用例快速且安全的拆信
2、方法自行車剎車靴創新結構整合式機車龍頭鎖球閥創新機構 金屬加工技術中心 自行車煞車把手 工研院機械所 結語 Appliedoptimumdesignlab TRIZ簡介 問題描述創新情境問卷 InnovationSituationQuestionnaire ISQ 問題公式化 ProblemFormulation 問題求解的技法矛盾 衝突 Contradiction 技術矛盾 39個參數及40個原理 1956 1971 物理矛盾 1979 理想化 Ideality 1956 物質 場的分析 Substance FieldAnalysis 1974 1979 進化模式 PatternsofEva
3、luation 1969 1985 ARIZ 創新求解問題的方法 1959 1985 Appliedoptimumdesignlab TRIZ始祖 GenrichAltshuller 1926年10月15日出生於前蘇聯的Tashkent 1998年9月24日逝世於Pefrozavodsk 享年72歲 Appliedoptimumdesignlab 創新的程度 Altshuller與他的夥伴回顧200 000專利 整理40 000代表性的專利歸納如下 Appliedoptimumdesignlab 問題描述 1 創新情境問卷 ISQ 2 問題公式化 PF Appliedoptimumdesign
4、lab 1 創新情境問卷 ISQ 創新系統的資料與環境系統名稱 主要功能 系統結構 子系統與元件交互作用 環境可利用的資源物質 場 功能性 資訊性 時間 空間 資源改變問題情況的資料改進 消除缺點 缺點發生的機制 問題的歷史改變的系統系統容許改變 限制 Appliedoptimumdesignlab 2 問題公式化 PF 防漏 洩漏 緊密接觸 金屬材料 硬的環境 彈性 變形 磨耗 損壞 磨擦 有用的功能 有害的功能 供給消除造成 Appliedoptimumdesignlab 問題求解的技法 1 矛盾 衝突技術矛盾 39個參數及40個原理物理矛盾2 理想化3 物質 場的分析4 進化模式 App
5、liedoptimumdesignlab 1 矛盾定義 技術矛盾 要改進一參數特性 造成另一參數特性惡化物理矛盾 同一參數特性相互矛盾39個參數 Parameters 1 重量 9 速度 12 形狀 14 強度 17 溫度 22 能量 27 可靠度 28 準確度 29 精確度 32 製造 37 生產性 Appliedoptimumdesignlab 1 TRIZ的矛盾技法 物理矛盾 將矛盾分離時間 老花眼鏡及近視眼鏡空間 老花 近視眼鏡物質的物理狀態 鏡片使用自動調焦技術矛盾 矛盾矩陣39個參數40個原理 Principles 1分割 5合併 13反向 18機械掁動 24媒介 27丟棄 36相
6、變化 40複合材料矛盾 衝突矩陣 ContradictionsTable Appliedoptimumdesignlab 1 技術矛盾 例子 9 速度 1 重量 改善的參數 不希望變壞的參數 技術矛盾 Appliedoptimumdesignlab 矛盾矩陣 改善的參數 不希望變壞的參數 原理 矛盾矩陣39個參數40個原理 Appliedoptimumdesignlab 2 理想化 任一技術系統的目標是提供一功能 過去工作的想法 需要完成此功能 所以必須用機構或設備來達成 TRIZ的想法 完成此功能而不需要機構或設備 理想化 系統的理想化 機構 設備不見了 很少成本 空間及能量最大的資源使用發
7、明只是理想的程度不同 Appliedoptimumdesignlab 理想的容器就是沒有容器測酸對不同合金的抗蝕性 成本增加月球登陸小艇的燈泡外罩 2 理想化 例子 Appliedoptimumdesignlab 去除輔助功能去除元件找出自我服務取代元件組件或系統改變操作原理利用資源 2 理想化技法 Appliedoptimumdesignlab 3 物質 場的分析 物體2 物體1 場 機械 熱 化學 電 磁 重力 76個標準解 Appliedoptimumdesignlab 3 物質 場分析的技法 確認元件2物體1場連接線運用有用不足有害轉變建構模型不完整系統有效完整系統有害完整系統無效率完
8、整系統選擇標準解答發展概念 例 鐵鎚碎石 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 Appliedoptimumdesignlab 3 物質 場分析的技法 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 有害完整系統 無效率完整系統 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 罩子 S3 鐵鎚 脈衝氣壓 石頭 水 F2 冷凍法 火藥 S3 化學場 F2 石頭 Appliedoptimumdesignlab 4 進化的模式 生命週期 S curve 動態化 彈性化 倍增週期 Bi Tri Poly 系統 由巨觀到微觀同步方式尺寸放大 縮小 行動電話 Mini SMART 不匹
9、配的元件 控制不同輸送帶的速度 改變產品的內涵 自動化 取代人 Appliedoptimumdesignlab 動態化 彈性化 一系統含一接點 許多接點 彈性結構直尺 折尺 軟尺 鋼尺可調方向盤 一接點 上下 旋轉螺絲起子 桿由內外不同方向的二彈簧取代倍增週期是含單一系統 含二 三 單一系統相同系統相加 homogeneoussystem 兩船相併不同系統相加 heterogeneoussystem 瑞士刀對位系統相加 heterogeneous 鉛筆 橡皮擦 可錄及消磁的錄音機 4 進化模式 例子 Appliedoptimumdesignlab 4 進化模式技法 Trimming Appli
10、edoptimumdesignlab ARIZ 創新求解問題的方法 ARIZ是TRIZ分析的流程1分析問題2分析問題的模式3建立最終理想的結果 IFR IdealFinalResult 4利用外在物質及資源5利用資料庫6改變或重新建立問題7去除物理予盾方法的分析8利用己知的答案分析步驟找出答案 Appliedoptimumdesignlab TRIZ在創意設計上之應用例 1 快速且安全的拆信方法http www triz Appliedoptimumdesignlab 傳統拆信方式 最快拆信方法直接撕開缺點 損毀內部文件 最可靠拆信輔助器具 搖晃信封 剪刀 拆信刀優點 信封口漂亮 不損文件缺點
11、 麻煩 Appliedoptimumdesignlab 問題核心vs 技術矛盾 25快速拆信 減少拆信時間 27可靠度24確保信內資訊不被毀損 33方便性 不需使用外在工具 如何用最少的時間 最方便 打開信封且不損資料的安全 改善的參數 不希望變壞的參數 不希望變壞的參數 Appliedoptimumdesignlab 解決方案 1 25快速拆信 減少拆信時間 27可靠度 10預先作用 預先將物體做部分或全部的變更 30彈性膜或薄片 事先加一個物體 預先將封口打洞 於物體外加上一個彈性膜 薄片或撕帶 30彈性膜或薄片 10預先作用 4非對稱性 改善的參數 不希望變壞的參數 Appliedopt
12、imumdesignlab 解決方案 2 27可靠度 33方便性 不需使用外在工具 17增加一個維度 Dimension 信封口與撕帶結合 改善的參數 27可拋棄物體 17增加一個維度 40複合材料 不希望變壞的參數 多層組合物體取代單層 Appliedoptimumdesignlab 傳統信封vs 安全快速拆信結構 U S Pat 5 732 877 Appliedoptimumdesignlab TRIZ在創意設計上之應用例 2 自行車剎車靴創新結構http www triz Appliedoptimumdesignlab 傳統剎車方式 缺點解決自行車剎車於乾 溼路面下其剎車力差異過大的問
13、題 說明剎車系統對環境影響因子 水 細石 無任何防護 影響剎車力的因素 磨擦對之材料組合 水膜 質硬之顆粒物 外部 內部產生 Appliedoptimumdesignlab 傳統之設計 最可靠的方式配合乾 濕路況 隨時更換剎車靴 缺點 使用不便 目前通用之設計方案剎車墊 pad 與輪圈材質的調配 優點 維持使用之方便性 缺點 材料 製造 穩定性之控制不易 成本高 使用過程可能產生有害因子 鋁輪圈之磨除顆粒 Al2O3 Appliedoptimumdesignlab 問題核心vs 技術矛盾 A 如何用單一剎車靴 最方便 使自行車在乾 濕路面下均可正常操作 提供足夠剎車力 B 避免操作過程中產生之
14、有害因子的影響 C 外部影響因子 水 細石 之有效控制 30有害因子 Al2O3 27可靠度 乾 溼路面之專用剎車靴 33方便性 單一剎車靴 13穩定性 剎車力受環境之影響小 Appliedoptimumdesignlab 解決方案 1 17轉換至新空間 Transitionintoanewdimension 40複合材料 Compositematerials 複層式物件組合 剎車墊上局部區域材質變更 27可靠度 乾 溼路面之專用剎車靴 33方便性 單一剎車靴 27可拋棄物體 17轉換至新空間 40複合材料 改善的參數 不希望變壞的參數 Appliedoptimumdesignlab 解決方案
15、 2 24媒介 Mediator 30彈性膜或薄片 Flexiblemembranesorthinfilms 利用一媒介執行某一項動作 或暫時連接在原物體上 但可以移除 30有害因子 Al2O3 13穩定性 剎車力受環境之影響小 將慣用結構以彈性元件連結 35轉換物體的物理或化學性質 24媒介 30彈性膜或薄片 18機械震動 改善的參數 不希望變壞的參數 Appliedoptimumdesignlab 創新概念 ROC411 935ZL99217219 5JP3 067 272U S Pat Pending 概念一 概念二 U S Pat 5 896 955 Appliedoptimumdes
16、ignlab TRIZ在創意設計上之應用例 3 整合式機車龍頭鎖 http www triz Appliedoptimumdesignlab 傳統之設計 置物箱鎖 龍頭鎖 說明操作程序複雜黑暗中操作困難置物箱鎖僅展現單一功能兩個鎖心皆易損壞 Appliedoptimumdesignlab 問題核心 1 vs 技術矛盾 減少置物箱取物時間新機構之元件數目不變 減少新機構之複雜度不變 降低 26元件數目 36機構複雜性 25時耗 改善的參數 不希望變壞的參數 Appliedoptimumdesignlab 解決方案 1 單一元件展現多樣功能 藉以省卻其他元件 欲解決的問題核心為 龍頭鎖體 35特性轉換 38加速氧化 18機械震盪 16局部 過度處理 29油氣壓作動 6多功能化 Appliedoptimumdesignlab 解決方案 1 現有操作路徑必須被維持 現有市場 大多數使用者操作習慣 相容性 加入 開啟置物箱 功能時 不可干擾原有 開電 鎖定龍頭 之功能停駐點與其操作路徑 Appliedoptimumdesignlab 問題核心 2 vs 技術矛盾 增進龍頭鎖之功能增進龍頭鎖操控上
