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TRIZ理論與實務:讓你成為發明達人

TRIZ理論與實務:讓你成為發明達人

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內容簡介

  本書主要是教導TRIZ這種發源自前蘇聯的創新技術,它是許多國際知名公司例如三星集團、奇異公司(GE)用來產生創新成果的工具。TRIZ是一套系統化提升創造能量、拓展革新思維之方法,能夠讓你創思泉湧,為企業及個人創造出極大的產值。
 
  本書架構主要是國際TRIZ協會一級(基礎)認證內容,包含導論、功能分析、因果鏈分析、削減、發明原理、技術矛盾與技術參數、物理矛盾、案例八個單元。
 
  這本書的特色除了文筆流暢,淺顯易懂外,敘寫的方式採理論與實際兼顧,將作者獲獎無數及教授TRIZ創新方法課程的經驗,轉換成一套系統化創新與解決問題的技術,將深奧的理論用實例、故事及口訣讓讀者能掌握發明要訣,市面上尚未有利用故事、口訣呈現的TRIZ教材。
 
  作者創新的初心是幫助家人、同事解決所遭遇的問題,後續是希望撰寫教材讓更多人學會有效的創新方法技術,自己能解決問題。
 
  希望本書能提供有志學習TRIZ創新工具的人,得到基礎的創新能力,進而改善自己的工作與生活,如果有許多人改善了自己的工作與生活,這個世界會變的更美好!
 

作者介紹

作者簡介
 
林永禎教授
 
  現任(臺灣)明新科技大學管理研究所教授兼三創(創意創新創業)中心主任、明新科技大學專利及技術移轉委員,技術TRIZ、商業管理TRIZ、簡易TRIZ課程授課教授。國際TRIZ協會(MATRIZ) 認證3級專家,萃思創新發展協會(TIDA, MATRIZ 在臺灣的分會)會長,中華民國傑出發明家交流協會理事,臺灣創新發明交流總會理事,(中國)科技部主管之《海峽科技與產業》第191期封面人物,(中國)中國文化發展出版社出版之《中國創新夢》與2015年獲得諾貝爾醫學獎的屠呦呦並列封面人物。(臺灣)臺灣大學土木工程學研究所博士,擔任大學教授二十多年(12年土木類、5年旅館類、7年管理類),指導TRIZ創新類碩士論文畢業約30人,發表TRIZ相關論文約100篇。
 
  已通過中國、美國、臺灣專利共約50件,獲得64個國際15個全國性的獎項包含私校界最高榮譽中華民國私立教育事業協會第廿屆「弘道獎」、「2008臺北國際發明暨技術交易展」教育部館最佳人氣獎。2009年臺灣國際發明得獎協會(TIIAWA)與美國高登大學(Golden State University)發明終身成就獎、2010莫斯科阿基米德國際發明展金牌獎、2011第五屆波蘭國際發明展特別金牌獎、2012年義大利國際發明展暨發明競賽金牌獎、2013烏克蘭國際發明展暨發明競賽金牌獎、2014烏克蘭國際發明展暨發明競賽金牌獎、2018美國矽谷國際發明展暨發明競賽金牌獎、2018韓國首爾國際發明展金牌獎。入選2013年國際傑出發明家獎名人堂、入選2014年馬奎斯世界名人錄(Marquis Who’s Who in the World 2014)、2017年第一屆國際傑出發明家總統創新獎。
 
  進行過TRIZ相關演講大學十餘場、中學五場,TRIZ相關6-24小時課程大學十餘場、中學四場、小學四場,曾經到數家企業進行TRIZ相關培訓課程(例如:啟碁科技公司、員林基督教醫院、德馨科技公司、中國製釉公司、裕發科技公司、富士康物業公司)。2013至2020年舉辦過11場臺灣區創新或創業競賽。2011年獲得臺灣教育部「未獲邁向頂尖大學計畫及獎勵大學教學卓越計畫之大專院校實施特殊優秀人才彈性薪資」設計、文創、餐旅、休閒類獎勵(全臺灣僅2名獲獎)、2008年與2013學年明新科技大學傑出通識教育教師獎、2017學年明新科技大學教學績優教師、2019學年明新科技大學創新教學計畫優秀作品獎、2016年湖豐國際同濟會頒發社會服務貢獻獎、2018年湖豐國際同濟會頒發社會教育奉獻獎。指導學生以多項國際創新競賽獎獲得2019年第15屆「技職之光」的「技職傑出獎」,也是明新科大首位獲得技職之光技職傑出獎的學生。
 
謝爾蓋.伊克萬科 教授
 
  謝爾蓋.伊克萬科博士(Dr. Eng & PhD Sergei Ikovenko)為MIT兼任教授,國際TRIZ協會(MATRIZ) 認證第5級大師,具有國際TRIZ協會1、2與3級授課與授證資格。為全球知名TRIZ創新講師,連續擔任過國際TRIZ協會三屆理事長,曾在多間財富五百大的國際級企業內部,例如: Intel, P&G, Samsung, Hyundai, ABB, Philips, Simens, Mitsubishi Research Institute, GE Global Research Center等, 進行過多次的TRIZ創新工具培訓,擁有超過1000多次的TRIZ創新工具培訓課程經驗,訓練企業工程師創新能力。曾在全球領先教育機構內部,例如MIT, Harvard University, California Institute of Technology, Stanford University, University of London, Oxford University, Carnegie-Melon University, California等,進行TRIZ創新課程培訓。
 

目錄

第一章 萃智(TRIZ)導論   
1.1 什麼是TRIZ?
1.2 TRIZ工作原理
1.3 TRIZ重要觀念
1.4 創新的初心
1.5 問題情境
1.6 妙訣淬智
1.7 實作演練

第二章 功能分析   
2.1 定義
2.2 元件分析
2.3 互動分析
2.4 功能模型化
2.5 案例
2.6 實作演練

第三章 因果鏈分析   
3.1 定義
3.2 步驟
3.3 方向
3.4 案例分析
3.5 實作演練

第四章 削減 
4.1 削減定義
4.2 削減規則
4.3 削減條件
4.4 建立削減模型的步驟 
4.5 小結
4.6 實作演練

第五章 發明原理   
5.1 發明原理概述
5.2 發明原理內容
5.3 發明原理運用
5.4 實作演練

第六章 技術矛盾與技術參數   
6.1 三十九個技術參數
6.2 定義技術矛盾
6.3 矛盾矩陣
6.4 解決技術矛盾的方法
6.5 案例分析
6.6 實作演練

第七章 物理矛盾   
7.1 空間分離
7.2 時間分離
7.3 關聯分離
7.4 系統層級分離
7.5 滿足、繞過需求矛盾
7.6 解決物理矛盾步驟
7.7 實作演練

第八章 案例介紹   
8.1 運用TRIZ輔助車輛安全之設計
8.2 利用TRIZ理論解決客房冰箱矛盾與評估創意
參考文獻   
 

自序
 
  一般人要切割蔬菜,會徒手去切割嗎?通常不會,雖然徒手也能以扭斷、撕開等方式切割蔬菜,一般人仍然會去找適合的工具─切菜刀來做這件事,適合的工具讓他做這件事更有效率。那麼,他會自己去設計與做出切菜刀來切割蔬菜嗎?通常不會,他會去買已經做好適合切割蔬菜的刀子來切割,使用別人已發展好的工具,讓他做這件事可以節省研發工具時間。同樣的,要產生創新發明,也是需要有適合產生創意的工具才會有效率,而TRIZ這種創新技術,就是許多國際知名公司例如三星集團(Samsung Group)、奇異公司(General Electric Company)用來產生創新成果的工具,你會有興趣花一點時間來了解一下這是什麼樣的工具嗎?本書就是一本教導TRIZ這種創新技術的教科書,希望提供對創新有興趣的學生與讀者能夠易學、易用,對自己的工作產生創新的成果。
 
  沒有採用新的方法,只是用舊方法不斷努力,而希望產生新的結果,除非運氣很好,新的結果是不會達成的。愛因斯坦曾經說過:「每天重複做同樣的事情,卻還期待會出現不同的結果,這種人應該就是瘋子!」某些公司只是很努力的每天做同樣的工作,卻沒有創新的思維與工具,都無法長久的發展。諾基亞被微軟收購而消失之時,在記者招待會上,諾基亞CEO約瑪‧奧利拉最後說了一句話:「我們並沒有做錯什麼,但不知為什麼,我們輸了。」說完,連同他在內的幾十名諾基亞高管不禁落淚。諾基亞是一家值得敬佩的公司,諾基亞並沒有做錯什麼,只是世界變化太快。錯過了學習,錯過了改變,也就錯過了機會!
 
  什麼是TRIZ理論呢?TRIZ理論是具有結構性思考方式的問題分析與解決方法,為創新發明問題解決理論,是俄文Teorija Rezhenija Izobretate Zadach的縮寫,這是由俄國人根里奇‧阿舒勒(Genrich Altshuller)與其研究團隊於1946 年進行分析,分析超過20萬件(不同來源資料數字有些差異)專利,再從其中選出了4萬份(不同來源資料數字有些差異)被認為是有真正突破的專利進行深入研究,從中得出了發明的一般規律之成果,1956年正式發表第一篇關於TRIZ的文章引領後續TRIZ的發展,因此,國際TRIZ協會(根里奇‧阿舒勒所創立的國際創新組織,是目前全世界公信力最高的TRIZ組織),以1956年做為TRIZ創立的年代。TRIZ理論,為一套系統化創新與解決問題的技術,包含問題的識別、問題的解決(創新概念的產生)、概念(創新概念)的驗證,可視為解決創新問題的工具箱,以及龐大的知識資料庫。
 
  TRIZ理論經過不斷的發展,產生許多新的內容,於是國際TRIZ協會把1980年代中期前蘇聯重組改革(重組改革是指擔任蘇聯共產黨中央委員會總書記的米哈伊爾‧戈巴契夫自1987年6月起推行的一系列經濟改革措施)當作分界,之前已發展的內容稱為經典TRIZ(Classical TRIZ),之後新發展的內容稱為現代TRIZ(Modern TRIZ),可用來區分兩者主要因素有:1.現代TRIZ比經典TRIZ不只重視技術問題的解決,也重視商業應用。2.現代TRIZ比經典TRIZ重視完成創新產品與技術而非只是創意。現代TRIZ有三十幾個分析與解決問題的工具,比經典TRIZ的九個工具,更為豐富多元有效。
 
  本人於2009至2010年接受連任三屆國際TRIZ協會理事長的Sergei Ikovenko教授培訓MATRIZ一級至三級認證課程,並通過測驗取得認證證書。之後就持續發表TRIZ相關論文與教授TRIZ相關課程。在教學的過程中找尋許多TRIZ的書籍或教科書來參考,其中有許多書籍是經典TRIZ(Classical TRIZ)的內容,而我所學習的是現代TRIZ的內容。此外,一些現代TRIZ內容的教科書,有的教科書內容之工具多達二、三十個,每個工具理論與案例皆十分簡要,適合對整體工具有概念者;有的教科書案例舉了很多高科技公司解題的成果,例如半導體晶元製程或設備的創新,適合高科技公司的研發工程師的需要;有的教科書內容七成以上都是發明原理(發明原則)理論與案例,書中其他許多TRIZ內容甚少,適合中小學生初步接觸創新時容易入手;這些教科書的早期版本,我花許多時間拜讀,也幫忙找出一些打字的小問題提供作者參考。每本教科書都有其特色與適合的對象,本人主要是在大學通識課程,管理研究所碩士課程,經過多年教學下來,了解學生需要的是工具不要多,並將每個工具介紹清楚,案例比較生活化,淺顯易懂,容易應用,因此產生寫這本TRIZ教科書的動機。
 
  本書架構主要是國際TRIZ協會一級(基礎)認證內容,包含功能分析、因果鏈分析、削減、發明原理、技術矛盾與技術參數、物理矛盾六個工具,加上前面的導論及後面較完整的案例,分為八個章節單元。一級認證內容還有另外兩個工具的初步介紹,因為物場分析與標準解主要是在二級(進階)認證內容講述,工程(技術)系統的演進趨勢主要是在三級(高階)認證內容講述,為減輕學習負擔,所以不包含在本書。
 
  為了幫助初學習者快速掌握方法的概念,正式介紹工具的內容之前,先簡要說明各單元的要點,幫助學習者形成初步的概念。「功能分析」主要列出你要創新的目標對象(TRIZ中常稱為技術系統或工程系統)與對象周遭事物(TRIZ中常稱為超系統)的組成元件(或是元素),找出各個元件之間的相互作用關係,並依照一定的元件、作用符號圖案把元件間的關係畫出來,方便找出有問題的元件、作用,以供進一步的處理,如果沒有先完整了解問題就進行處理,可能會弄錯問題細節,甚至產生更糟的結果。為了要找一句精簡的句子當代表提醒記憶,本書採用口訣:「畫出零件間關係」,讓初學者比較容易掌握此工具的精神。
 
  「因果鏈分析」是要追根究底挖掘你要創新對象問題的深層原因,進而找出適合處理的關鍵不利因素加以創新改善。「因果鏈分析」將問題的發生原因一層一層的深入挖掘,一直找到問題的源頭,將問題與深層原因間的一層一層的因果關係用環環相扣的圖(因果鏈圖)畫出來,方便一目了然,找到許多可以切入解決問題的環節。有時沒弄清楚問題的話,頭痛醫頭,腳痛醫腳,雖然把症狀止住了,但隔不了多久,問題又重複發生,根本沒有解決問題。把問題分析得比較清楚後,找到重要的問題點,能將問題解決得比較徹底。本書採用口訣:
 
  「追根究底挖問題」,讓初學者比較容易掌握。
 
  本書的「削減」是介紹削減元件,主要是把某一個特定元件(特別是「功能分析」、「因果鏈分析」所發現之有問題的元件)刪除,刪除之後,把此元件的有用功能轉移到系統其他剩餘的元件或是超系統的元件中。有問題的元件,當初存在一定有它的功能。但是,這個方法希望使用一個方式,把有問題的元件去掉,同時保留其有用功能。改善一個創新對象的有力方式是削減對象的元件(特別是去掉有問題的元件),並保留(甚至改善)被削減元件的功能。這樣削減後的對象會比原來更有價值,因為會更節省成本,更精簡製程與運用、維護。本書採用口訣:「問題元件削減去」,讓初學者比較容易掌握。
 
  「發明原理」(亦稱發明原則)的核心精神是減少要考慮的可能想法之數量,並提高想法的品質。不會像最常見的腦力激盪創新方法,可能產生成千上萬沒有用、不好用的創新構想。每個發明原理都透過如何更改創新對象的一些建議做法(小的發明原理描述一些建議做法)來提供通用的發明解決方案構想。根里奇‧阿舒勒(Genrich Altshuller)與他的學生一起定義了四十個「發明原理」,他分析了成千上萬的專利,發現所有技術(或工程)問題都可以使用一組有限的通用解決方案(發明原理)來解決工程問題。後來,這一發現得到了數百萬專利的分析的進一步支持和加強。本書採用口訣:「創新發明有原理」,讓初學者比較容易掌握。
 
  「技術矛盾」(亦稱工程矛盾)是指當我們想改善目標對象的某個狀況,所以採取了某種做法,然後狀況達到一部分的改善,但同時惡化了另外一個原本沒問題的部分,所以不能直接這樣做。如果放較重設備到不夠厚的桌子上時,桌子可能凹陷損壞,所以就把桌子做厚一點;但是,如果加厚桌子,雖然改善強度而能承受較重設備,較不易壞,但如此一來,桌子愈重,成本愈高,所以,不會無限制把桌子厚度一直增加,因為改善了桌子強度的特性,但同時惡化了桌子的重量特性。這樣就來來回回,在桌子厚薄與重量之間妥協。根里奇‧阿舒勒在目標對象產生技術矛盾時,使用矛盾的特性參數與Altshuller矩陣(亦稱矛盾矩陣),在Altshuller矩陣表上,從左邊要改善的特性參數向右找與從上邊會惡化的特性參數向下找,在兩個方向找下來的交集格子,會找到一組有限的「發明原理」來產生通用解決構想,再產生具體解決方案來解決目標對象的問題,使突破性的解決方案能夠在不折衷的情況下實現所有特性參數的理想性能水平。本書採用口訣:「顧此失彼找交集」,讓初學者比較容易掌握。
 
  「物理矛盾」可以稱為「自身特性矛盾」,指的是對同一對象的同一特性參數,同時具有兩個相互矛盾的需求。因為對象裡對於同一特性沒辦法同時存在互相矛盾的需求。這跟前面的技術矛盾很不一樣,技術矛盾是同一系統裡不同特性參數間的矛盾。舉例來說,桌子表面厚度(特性參數)做得較薄的話,強度不夠,放個重的設備在桌上,容易壞;所以,桌子表面厚度可能要做厚一點,但桌面厚度做厚一點搬運時較重且成本較貴。所以,這矛盾就是:既要桌子表面厚度薄又要厚,所以指涉的都是同一個參數「桌子表面的厚度」,涉及同一個參數的不同面向。不同的面向對同一個參數有不同的要求,這個不同的要求是不能同時達到的,這種情況就叫「物理矛盾」。解決物理矛盾的方法,通常有三種,其中最常見的是分離矛盾需求,看看能不能找到一個方式,把這個存在同一個參數上面的矛盾分開來,讓這個需求在不同的情況與條件下,兩個都能滿足,這個就是分離矛盾的需求。本書採用口訣:「又愛又恨用分離」,讓初學者比較容易掌握。
 
  在此以類似七言絕句點出六種創新工具方法單元的精神要點:
  功能分析畫問題,因果分析追根底。
  問題元件削減去,創新發明有原理。
  顧此失彼找交集,又愛又恨用分離。
 
  韓國在1998年曾經引進TRIZ的方法,但是沒有很成功,直到2003年再第二次引進,這次較成功,三星利用TRIZ,節省了十五億美元的經費,申請了五十二項專利,所以它繼續應用。三星直接在公司內部成立一個國際TRIZ協會分會,每年都有請TRIZ的大師到韓國到組織裡去幫忙做改善。韓國在申請美國專利排名世界第二。三星公司原本不那麼好,在1997年亞洲金融危機時,三星曾面臨倒閉危機,到2006年很成功的存活下來,2005年時,三星的總裁李正龍曾說過一句話,「TRIZ救活了三星」。一個公司的經營,有管理的層面、文化的層面與創新的層面,如果只靠管理層面、文化層面,韓國很多公司也可以經營很成功,但是就沒有像三星那麼成功,所以也是要結合TRIZ的方法跟管理的方法。
 
  科技創新是改善人類生活及提高國家競爭力的重要策略,也是驅動經濟發展的重要關鍵。由中央銀行歷年的統計資訊可得知,在2008年到2017年這10年的統計期間,臺灣企業每年平均對外國企業支付超過1,000億臺幣的智慧財產權利金,最近蘋果和高通纏鬥兩年的專利戰,日前宣告和解,蘋果支付45億美元(約1350億臺幣)的專利費用給高通(聯合新聞網2019年5月5日)。依照2019年5月31日勞動部發布最新職類別薪資調查資料, 2018年大學畢業社會新鮮人,平均起薪爬升至28,849元。臺灣企業每年支付1,000億臺幣的智慧財產權利金,可以支付約29萬位大學畢業社會新鮮人整年薪資,足以支付2018年所有大學畢業生整年薪水,企業若能把1,000億臺幣的權利金節省下來,能讓所有2018年大學畢業生薪水加倍。面對智慧財產權的競爭,企業要如何降低支付智慧財產權利金的風險?這需要更高效率的創新方法,產生自己的創新成果,而TRIZ創新技術,正是一種高效率產生創新成果的方法,值得加以推廣,這也是本書寫作的原因。希望本書能提供有志學習TRIZ創新工具的人,得到基礎的創新能力,進而改善自己的工作與生活,如果有許多人改善了自己的工作與生活,這個世界會變的更美好!
 
  本書的完成有許多要感謝的人,感謝南亞技術學院林秀蓁教授、逢甲大學康有評教授、明新科技大學楊昌哲教授、勉覺創新管理顧問公司劉基欽創新顧問、潤譽科技股份有限公司陳輝雄總經理提供本書修改建議;大葉大學鄧志堅教授、遠東科技大學蔡若鵬教授多次一起參加TRIZ相關國際大師課程與合作發表論文;臺北科技大學黃乾怡教授、智合創新顧問有限公司汪周禮雄總經理多次一起參加TRIZ相關國際大師課程與合作辦理TRIZ分享活動,都對本書的撰寫起了激勵的作用。其中特別是林教授反覆提供建議,萬分感謝!
 
  本書雖盡力校對,然初版因為時間倉促,或有筆誤與描述、引註不清之處,如有任何改進建議,敬請讀者不吝提供,電子郵件:younjan.lin@gmail.com,無任感激!
 
  本書寫作的原因是,希望能提供有志學習TRIZ創新工具的人,得到基礎的創新能力,進而改善自己的工作與生活,如果有許多人改善了自己的工作與生活,這個世界會變的更美好。
 
  祝福各位。
 

詳細資料

  • ISBN:9789865226725
  • 規格:平裝 / 276頁 / 17 x 23 x 1.38 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

第一章   TRIZ導論
 
1.1 什麼是TRIZ?
 
TRIZ是從俄文「теории решения изобретательских задач」的英文音譯「Theoria Resheneyva Isobretatelskehuh Zadach」中,取出每個字的第一個英文字母所組成的,所以叫作「TRIZ」,英文全稱是Theory of the Solution of Inventive Problems或者是Theory of Inventive Problems Solution,也就是創意性的問題解決理論。在歐美國家也可縮寫為TIPS或TSIP。中文通常翻譯成「萃思」或「萃智」(中國大陸翻譯成「萃智」,臺灣剛開始翻譯成「萃思」,後來有人翻譯成「萃智」),因有兩種不同翻譯法,所以,本書直接用「TRIZ」這個英文字,其意義為「創意問題的解決理論」,隱含有萃取思考結晶的意思,也可以說,應用這個方法是萃取思考所產生的心血結晶。
 
1946年,二十歲的根里奇.阿舒勒(Genrich Altshuller)為蘇聯海軍專利局的專利審核員。當時蘇聯的國防武器在世界上是數一數二的,所以,武器創新發明的程度也相當好。阿舒勒每天審核海軍專利,所以,有機會看到不少好的專利。透過審核許多專利,歸納出技術創新的型態與過程。他分析超過二十萬件專利,分析其中四萬件具有較佳創新方法的專利,希望歸納出基本原理。那時候,並沒有電腦資料庫,研究二十萬件專利是很辛苦的,需從倉庫裡拿出一件件專利仔細看。他從1946年開始進行此項研究,所以,有人認為2016年在北京舉辦的國際TRIZ協會年會與國際TRIZ研討會是70週年,但國際TRIZ協會(英文縮寫為MATRIZ,由TRIZ創始人阿舒勒所創立,是國際上最主要的TRIZ協會)2016年在北京召開年會,有人問副主席,他說依照國際TRIZ協會的算法,該年度是60週年。

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