TRIZ系統性創新(三)

您還記得下方的流程圖？這是在上一篇文章中所提到，透過TRIZ的矛盾矩陣的應用，我們對於問題的思考可以拆解成如下A~D的四個步驟：

轉換為這樣的思考方式之後，會發現困難的地方其實在於A與D這兩個步驟，A步驟的TRIZ矛盾矩陣（Contradiction Matrix）和39個矛盾參數，我們在上一篇「TRIZ系統性創新(二)」中已經介紹過了，並針對大部份參數作了解釋介紹，繼續在本文中針對D步驟的「發明原理」作介紹。

這些發明原理的內容說明同樣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；雖然該書針對四十個發明原理都提出一個範例作說明，希望讓讀者很快瞭解該發明的原理，但由於部份範例太過於難懂及冷門，且往往僅有寥寥數行簡短解釋，在缺乏深入說明的情況下，讓我感覺很多的範例是事後舉證，用已知的發明應用與該發明定理強作連結以印證該發明原理，予人有牽強之感，這點相當的可惜，我認為作者如果要用既有的發明來反證發明原理，應該選擇一些易懂且常見的發明事物，並佐以稍為豐富的說明，不然，也可以用目前的事物，舉出其矛盾所在，並利用該發明原理引導讀者思考如何利用該發明原理予以改進，這樣才能讓讀者明瞭各個發明原理的真正意義與用法。

因此我在本文中不列出各發明的範例，如果大家有興趣的話，可以自行參考該書。

發明原理

TRIZ的發明人阿舒勒認為,要解決系統矛盾，可透過前人的發明智慧來尋找，因此他篩選了二十萬項專利，從中尋找解決方案和分析產生專利的方法，萃取出四十個普遍性的發明原理，作為解決所有系統矛盾的方法。

下面我們逐一來介紹各個發明原理，你會發現有的明確、有的隱晦、有的易懂、有的難辯，等於是系統給你一個發明原理的提示之後，你還需要將這個發明原理咀嚼吸收後，進行另一層次創意的發想與激盪，才會得到一個可行的解決方案，因此TRIZ並非想像中一種直接且垂手可得的創新產生系統，而是一個協助你拆解、思考問題，並指引你一個大略方向與想法，讓你不致於漫無頭緒找不到目標。

原理一：分割原理（Segmentation）

    當TRIZ給我們這樣的發明提示，我們可以考慮或想到：

1. 將物體分成幾個彼此獨立的部份。
2. 將物體分成幾個可組合的部份（便於安裝與拆卸）。
3. 提高物體分割的程度。

原理二：分離原理（Separation/Taking out/Extraction）

    從英文字義上，我們可以想像，將物體予以分解、分離或取出的一些動作，這個分解，可能是將某部份不同性質的部位拆解或取出，或者是相同的性質，但拆解分離後有不同的作用。

1. 分離物體中「干擾」的部份或性質。
2. 從物體中分離出「必要」的元件或特性。

原理三：改進局部性質原理（Local quality）

1. 將均質結構物體(或環境)，轉變成非均質結構的物體(或環境)。
2. 物體的不同部位可執行不同的功能。
3. 物體的各個部份應置於最適合操作的一種狀態。

原理四：非對稱性原理（Symmetry change/Asymmetry）

1. 以非對稱性取代對稱性的部份。
2. 假如一物體已經是非對稱性，可考慮進一步加強其非對稱性的程度。

原理五：合併原理（Merging/Consolidation）

1. 合併空間中具相同特性的物體，或合併需要連續操作的相關物體。
2. 將一致或連續性的操作，合併於同一時間作用。

原理六：萬用性原理（Multifunctionality/Universality）

    透過某個物體或系統能夠執行數種不同的功能，因此可移除其它功能重複的部份。

原理七：套疊結構原理（Nested doll）

1. 一物體放置於另一物體內部，另一物體又被放置在第二件物體內部，以此類推。
2. 一物體通過另一物體的空隙。

原理八：平衡力原理（Weight compensation）

1. 利用其它可提供升力的物體，以平衡物體的重量。
2. 利用環境產生的空氣動力或液體動力，以平衡物體的重量。

原理九：事先的反向作用原理（Preliminary counteraction/Preliminary anti-action）

1. 事先對物體加以反向作用力，以避免事後產生過度或負面的影響。
2. 事先對物體加以應力，把已知後續加工會產生的應力抵消。

原理十：預先行動原理（Preliminary action/Do it in advanced）

1. 事先對物體作部份或全部的行動改變。
2. 事先放置物體，在必要時可從最方便之處立即發揮行動作用。

原理十一：預先防範原理（Beforehand compensation/Beforehand cushioning）

    事先預置緊急防範措施，補救可靠度相當低的物品。

原理十二：等位能原理（Equipotentiality）

    這個原理比較讓人看不懂，Equipotentiality在物理學和電子學上是指「等位」及「等電位」，在應用到發明原理時，本書翻譯解釋為「改變工作狀態不需升降物體」，我想可以體會為：不需要改變電位或物理位置的情形下，即可改變其工作狀態。

原理十三：反向操作原理（Do it in Reverse/The other way around）

1. 不用直接的解決方法，而以相反的方式。（如冷卻法加熱）
2. 使運動的部份或環境靜；使靜止的部份運動。
3. 將物體顛倒放置，或以相反方式操作。

原理十四：球面化原理（Spheroidality/Curature increasel）

1. 以彎曲取代直線、以曲面取代平面或以球體取代立方體。
2. 利用滾輪、球形及螺旋。
3. 利用離心力將（某部份）線性運動變為圓周運動。

原理十五：動態化原理（Dynamic parts/Dynamisation）

    此原理在書中的說明仍不是非常的明確與客觀，不過最主要的意義在於，將某個部份使其具有某種動態效果以強化其效能或功用。

1. 改變物體或環境的特徵，使某部位操作能達到最佳性能。
2. 分割物體成為可改變相對位置的不同部份。
3. 假如物體固定不動，使用它成為動態的，增加其運動性。

原理十六：部份或過度的動作原理（Partial or excessive actions）

    假如難以達到100%想要的效果，就做到比理想效果更多或較少；我們可以將其理解為，只需要作到原先的某一程度即可。

原理十七：轉換到另一個維度原理（Dimensionality change/Transition into a new dimension）

1. 將一物體的運動或放置，由一維變成二維、二維變成三維，以此類推。
2. 利用物體的多層結構。
3. 更改物體的傾斜或豎置。
4. 利用物體表面的另外一面。
5. 將光線投射到物體相鄰的區域或反面。

原理十八：震動原理（Mechanical vibration）

1. 利用物體的週期性震盪。
2. 如已有震盪存在，則增強物體震盪的頻率。
3. 使用系統物體的共振頻率。
4. 不同的震動方式（如壓電震動取代物體機械震動）
5. 結合超音波震動與電磁場共同使用。

原理十九：週期性作用原理（Periodic action）

1. 以週期性作用取代連續作用（脈衝法）。
2. 假如本已有週期性作用，則改變其頻率。
3. 利用暫停區間，提供附加的功能。

原理二十：連續有用的作用原理（Continuity of useful action）

1. 不間斷持續作用，或是物體的各個組成部份續保持滿載狀態運作。
2. 移除閒置及中間的部份。

原理二十一：快速原理（Rushing through/Skipping/Hurrying）

    加快或加速某一部份（如有害部份）的操作。

原理二十二：改變有害成為有用原理（Continuity of useful action）

1. 利用有害因素（特別是環境方面的有害因素），來達成有利的結果。
2. 將不同有害因素結合，可達到相互抵消的結果。
3. 增強有害因素運作的程度，以達到無害的狀態。

原理二十三：回饋原理（Feedback）

1. 加入回饋機制。
2. 如果已有回饋機制，可試著改變回饋模式。

原理二十四：中介物質原理（Intermediary/Mediator）

1. 使用中介物質來轉移或執行一個動作。
2. 暫時將原來的物體與很容易移除的物質相連接。

原理二十五：自助原理（Self-service）

1. 物體能自我服務，並執行輔助和修補功能。
2. 利用廢棄的物質和能量。

原理二十六：複製原理（Copying）

1. 用簡易且便宜的複製品，取代不適於操作的易損或易碎物體。
2. 用紅外線或紫外線儀器，取代可見光儀器。
3. 用光學圖像取代單件或系統物體，且圖像可放大縮小。

原理二十七：可拋棄原理（Cheap short0living objects/Cheapdisposals）

    用便宜的物體，取代貴重的物體（在其它性能上可能需稍作妥協）。

原理二十八：取代機械系統原理（Mechanical interaction substitution）

1. 用光學、聲學、熱學或味覺系統取代機械系統。
2. 運用電場、磁場及電磁場，和物體進行交互作用。
3. 變換下列場：
   1. 用運動場取代靜止場
   2. 用隨著時間變化的場，取代靜止不變的場
   3. 用結構化的場，取代隨機的場。
4. 運用場和強磁性物質。

原理二十九：氣動或液壓原理（Pneumatics and Hydraulics）

1. 用氣體或液體以取代固體的部份。
2. 利用空氣或水產生膨脹。
3. 利用氣體或液體產生緩衝。

原理三十：彈性膜與薄膜原理（Flexible shells and thin films）

1. 用彈性的薄膜取代普通的結構。
2. 使用（薄）膜將物體和外部環境隔開。

原理三十一：孔隙物質原理（Porous materials）

1. 在物體上加孔，或利用有孔的輔助材料。（插入或覆蓋）
2. 假如物體本來就已經是孔狀，可在孔中填充入活性物質。

原理三十二：改變顏色（Optical parameters changes/Changing the color）

1. 改變物體或環境的顏色。
2. 改變物體或環境的光線（強弱透明度等）

原理三十三：均質原理（Homogeneity）

    意指物體或者和環境產生交互作用的物體由同樣的材料所做成，或者具有相同的材質或特性。

原理三十四：拋棄與再生元件原理（Rejecting and regenerating parts/Discarding and recovering）

1. 當作用完成或物體本身已無用處時，部份物體會自動消失，或在操作過程中自動調整。
2. 物體中使用過的零件，可再重複利用或發揮作用。

原理三十五：性質轉變原理（Parameter changes）

1. 改變系統的物理狀態。
2. 改變濃度或密度。
3. 改變靈活或彈性的程度。
4. 改變溫度或體積。

原理三十六：相變化原理（Phase transitions）

    利用物質的相轉換現象，例如：改變物體質量、釋放或吸收熱量等。

    這個原理與三十五感覺相當接近，我認為兩者差異可能在於，「相變化」偏重於外觀或形狀等等可從外在辨識的，可侷限於某個階段或整體。

原理三十七：熱膨脹原理（Thermal expansion）

1. 改變溫度，利用物體的熱脹冷縮性質。
2. 利用不同材料之間相異的熱膨脹係數。

原理三十八：加速氧化原理（Accelerated oxidation/Strong oxidants）

1. 與氧或氧化有關的化學變化或過程。
2. 與氧有關的物體、系統或環境等。

原理三十九：惰性環境原理（Inert atmosphere/Inert environment）

1. 以惰性物體或環境來取代。
2. 將中性物或添加劑加入物體中（使得原來性質更薄弱或不明顯）

原理四十：複合材料原理（Composite materials）

    以多種的材料或物質來取代原先的單一物質。