TRIZ系統性創新(二)

還記得上一篇「TRIZ系統性創新(一)」中提到的TRIZ Contradiction Matrix嗎？這個中文稱之為矛盾矩陣的對應表是TRIZ的精華部份，它的作法是將欲解決的問題拆解為兩組系統矛盾參數，再藉由此兩組參數所對應到的發明原理來思考出可能解決方案，因此，透過TRIZ的矛盾矩陣，我們對於問題的思考會被拆解成如下A~D的四個步驟：

將問題轉換為這樣的思考方式之後，我們會發現困難的地方其實在於A與D這兩個步驟，其它B與C都是制式的作業並不成問題；A步驟的困難在於：要如何將現實的拆解為衝突參數並從39個TRIZ矛盾參數中歸納得到兩組我們需要的矛盾參數，而D步驟的困難則在於，要如何充份理解四十組TRIZ發明原理，並針對上步驟的衝突矩陣而得到的發明原理，如何透過腦力激盪的方式得到具創新的解決問題的方法。

在本文中我先介紹A步驟的39個TRIZ矛盾參數，在下一篇文章中再介紹D步驟的四十組TRIZ發明原理。這些矛盾參數的內容說明是參考自蕭詠今所翻譯的「TRIZ創新的科技」一書，原作者為Isak Bukhman。

系統矛盾參數

我們人的一生充滿了種種的矛盾與衝突，也可以這麼說，我們所過的日子是由矛盾與衝突組合而成的，想想看，每天在床上睜開眼就開始面臨了矛盾衝突的抉擇：該起床或繼續睡？今天要穿那種款式的衣服？要打什麼顏色的領帶？更遑論接下來的時間裏會有更多更複雜的狀況要處理，因此，我們的日常生活就是由各種矛盾所組合的情況，同樣的，經由人類所創造出的各種系統包含產品、製程與服務等等，在它們被使用的過程中，也會面臨種種的矛盾與衝突，Altshuller將這些成千上萬的矛盾衝突歸納匯總並萃取成為39個參數，它們在TRIZ系統中稱為系統矛盾。

在列示所有的矛盾參數之前，或許我們先來看看幾個案例，這樣我們更能對後續在介紹39個參數時更能掌握其使用方法。

案例#1

系統矛盾：我們知道，愈長的巴士可以搭載更多的乘客，但是操控性會變差，比如轉彎時要更加注意。

衝突參數：巴士的長度 vs. 巴士的可操控性

案例#2

系統矛盾：學校的書包應該有很大的容量可以攜帶很多書、筆記本等等，但是愈大的容量會使得書包更重，對學生而言使用起來會很辛苦。

衝突參數：書包容量 vs. 書包重量

案例#3

系統矛盾：想要少飛機跑道長度，但是跑道長度若過短，若缺乏更強大的引擎動力會使得滑行時機翼的氣流不夠無法帶動飛機起飛。

衝突參數：這個例子包含了數個相互衝突的參數

1. 飛機速度 vs. 引擎推力
2. 引擎推力vs. 引擎體積重量
3. 飛機速度 vs. 燃料消耗
4. 飛機速度 vs. 引擎推力
5. 飛機速度 vs. 引擎推力
6. 引擎推力vs. 燃料消耗

39個系統矛盾參數的定義

接下來我們來瞭解這39個系統矛盾參數的內容，事先熟悉這些系統矛盾對於我們在針對問題作解析時大有幫助；請注意，下列參數中所謂的「移動物體（Moving Object）」指的是會改變位置的物體，而「靜止物體（Stationary Object）」指的是不會移動的物體。

1. 移動物體的重量（Weight of moving object）
2. 靜止物體的重量（Weight of stationary object）
3. 移動物體的長度（Length of moving object）
4. 靜止物體的長度（Length of stationary object）
5. 移動物體的面積（Area of moving object）
   翻譯問題，在拆解問題時我們不需要執著於是否為「面積」數字，而是「面」的形體，指的是該物體的表面。
6. 靜止物體的面積（Area of stationary object）
   同上。
7. 移動物體的體積（Volume of moving object）
   同5，在拆解問題時我們不需要執著於是否為「體積」的量化，有時是一種佔據多少空間的三維概念。
8. 靜止物體的體積（Volume of stationary object）
   同上。
9. 速度／速率（Speed）
   速度是指物體運動的快慢，或位置改變的程度，通常以每單位時間t移動的距離為d來表示，此外，每秒鐘動多少次也可稱為速度。
   速率是一種純量（Scalar），所用的單位為距離/時間；相對於速率而言，速度是一個向量，兩者的純量相同，但速率不包含物體移動的方向，因此速率是速度的一個要素。
   在拆解問題時，有時我們也可以將速度認知為一個過程或行動時間的快慢。
10. 力（Force）
    力是系統之間相互作用的度量；力有大小和方向，所以力是一個向量。
11. 應力或壓力（Stress or pressure）
    應力是對應於作用力或作用力系統的內部阻力（反作用力），它往往會造成物體的變形。
    壓力是一個物體與另一個物體的接觸時作用在物體表面的一種力量，以單位面積的力為度量單位。
    我們要注意，應力會產生壓力或造成物體變形。
12. 形狀（Shape）
    一個外部輪廓、系統的外觀。
13. 物體組成成份的穩定度（Stability of object’s composition）
    物體組成是構成「物體結構」的真正元素組合，而「物體組成的穩定度」是指，在我們感興趣的這段時間內物體的真正元素組合。
14. 強度（Strength）
    我們可理解「強度」為：
    1) 一種抵抗斷裂的阻力
    2) 一種物體強固的狀態、性質和品質
    3) 抵抗應變或者物體本身應變的力量。
15. 移動物體的耐久度（Duration of action of moving object）
    我們可將耐久度理解為：物體運作的時間或使用壽命。
16. 靜止物體的耐久度（Duration of action of stationary object）
    同上。
17. 溫度（Temperature）
    溫度是一種能量，可能以許多形式來出現，例如熱能、色溫。
18. 亮度（Illumination intensity）
19. 移動物體所需的能量（Use of energy by moving object）
    在此可理解為一種作工時所消耗或需要的能量。
20. 靜止物體所需的能量（Use of energy by stationary object）
    同上。
21. 功率（Power）
    功率指的是作功的速率。
22. 能量的損耗（Loss of energy）
    能量轉變成不同形態所造成的損耗。
23. 物質的損耗（Loss of substance）
    系統材料、物質、元件或子系統的損耗。
24. 資訊的遺失（Loss of information）
    資料的損失、無法獲得系統的資料、或是人的五官（觸覺、味覺、嗅覺、視覺、聽覺）無法感受到資料。
25. 時間的浪費（Loss of time）
    我們可體會為「目前所用時間」與「可能的更短時間」的差距。
26. 物質的數量（Amount/Quantity of substance）
    物質的數量就是指物質的多少（或數量），也可能指的是子系統或系統元件的數目。
27. 可靠度（Reliability）
    指的是在日常、惡劣或意外的情況下，系統執行功能的能力。
28. 量測精準度（Accuracy of Measurement）
    指的是測量值與實際值接近的程度。
29. 製造精密度（Precision/Accuracy of Manufacturing）
    指的是製造的精度/準確度，一種實際的系統參數與規定參數匹配的程度。
    另外要注意的是，準確度指的是與目標的差距，而精度指的是變化的程度。
30. 會影響系統的有害因素（Harmful factors acting on object from outside）
    指外部事件所導致系統中一些有用的特性惡化。
31. 系統產生副作用（Harmful factors developed by object）
    物體或系統本身所產生的作用，對於外部環境造成有害影響。
32. 容易製造（Manufacturability）
    該物體或系統的可製造性，重點在於製程能力、機器或設施的彈性，以及控制在要求的生產品質或成本下的生產能力。
33. 容易操作使用（Usability）
    指的是物品或系統的可用性，即容易使用的程度。
34. 容易維修（Reparability）
35. 適應度（Adaptability）
    能夠改變（或被改變）的能力，以適應不同的需求與環境；若該系統具有強適應性，便可適用於不同的情況與提供更多的使用方式。
36. 系統複雜度（Complexity of device）
    指比其它同類產品更難以創造或製造。
37. 控制的複雜度（Complexity of control and measuring）
    對於量測某一個給定的參數值，所需要的量測元件數量和困難性與會與量測控制時間成正比。
38. 自動化程度（Level/Extent of automation）
    指的是取代人工作業的程度。
39. 生產力（Productivity）
    指的是輸入/投入與產出的關係。

練習：系統矛盾參數的腦力激盪

下方我們以貨車為例，從系統分析開始到定義系統矛盾，我們分成四個步驟來練習：

步驟一：產生貨車的系統參數列表

1. 速度
2. 燃油消耗
3. 空氣阻力摩擦
4. 貨物重量
5. 引擎功率
6. 安全

步驟二：選擇一個您有興趣的參數並改變它的值，例如：速度↑。

步驟三：分析這個參數和步驟一中的參數列表的交互作用影響。

例如：速度↑會造成Ｘ↓此行我們稱為「衝突對」，每一個「衝突對」就是一個系統矛盾。

        速度↑    ←→     燃料消耗↑        ➔衝突(系統矛盾)

        速度↑    ←→     空氣阻力摩擦↑    ➔衝突(系統矛盾)

        速度↑    ←→     可載貨物重量↓    ➔衝突(系統矛盾)

        速度↑    ←→     發動機功率↑        ➔衝突(系統矛盾)

        速度↑    ←→     安全性↓            ➔衝突(系統矛盾)

步驟四：從前述的39個矛盾參數中，選擇最合適的參數來代表，在選擇時要有彈性，如果無法直接找到所需要的參數，那麼就提高抽象的程度。

    我們從矛盾參數中，找到第九項（Speed）代表本例中的速度：

速度（９）↑    ←→     燃料消耗（19使用能源的運動物體）↑

速度（９）↑    ←→     空氣阻力摩擦（11應力或壓力）↑

速度（９）↑    ←→     發動機功率（21功率）↑

速度（９）↑    ←→     安全性（27可靠性）↓

　　上述步驟四，代表我們已完成了矛盾參數的分析工作，這部份需要先對問題本身以及產品及系統有深入的瞭解，才能正確的解析出最合適的矛盾參數。