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2020年3月25日 星期三

甚麼是TRIZ (三) ─ TRIZ工具有哪些


TRIZ工具有哪些



TRIZ時代劃分

經過長期的發展,TRIZ工具在Altshuller時代與後Altshuller時代,工具發展方向開始有了改變。為了方便區分,一般將Altshuller時代主導開發的TRIZ工具統稱為古典TRIZ工具,而在Altshuller過世後,由其他TRIZ專家們所改善與開發的工具,就稱為現代TRIZ

下圖為歐盟終身學習計畫中,介紹TRIZ工具隨應用範圍變大的演進趨勢圖,藉此圖更容易看出古典TRIZ與現代TRIZ的範圍差異。





  
到目前為止,TRIZ創新工具有哪些種類? 不同的種類又有哪些工具?

本篇向大家做個簡單介紹。


TRIZ的種類

TRIZ的種類主要是透過應用來區分。
古典TRIZ的應用主要在於解決技術問題,現代TRIZ的應用主要在創造技術價值的基礎上解決問題。

古典TRIZ與現代TRIZ的差別也是在應用範圍上的差異,這樣的差異並沒有讓現代TRIZ拋棄古典TRIZ,而是在應用範圍更大的基礎上,將古典TRIZ進行修改與整合並結合其他新的TRIZ工具,創造出更適合現代企業需求的創新工具組合與應用流程。

根據發展時期進行整理出下面的表格(TRIZ工具歷史分類表),列出TRIZ工具類型與有關的TRIZ工具項目。


TRIZ工具歷史分類表




從上面的表格我們可以看到TRIZ工具非常多,由於篇幅的關係,實際的TRIZ創新工具項目更多,詳細的工具並沒有列在上述表格,僅根據發展歷史摘要出重要的創新工具。
就古典TRIZ的角度來看,ARIZ是整個TRIZ工具的核心,ARIZ (ARIZ 85C)TRIZ工具中用來解決問題的最終武器。
換句話說,如果要成為TRIZ專家,除了上面工具以外,不能不了解 ARIZ (ARIZ - 85C)


TRIZ 種類
古典TRIZ 現代TRIZ

TRIZ工具目前主要分為古典TRIZ與現代TRIZ兩大類別。TRIZ的應用目的決定其使用時的思考模式以及使用方式。古典TRIZ和現代TRIZ的應用目的具有差異,故在使用上的思考模式與使用方式也會有所不同。

古典TRIZ應用目的、思考模式與使用方式

古典TRIZ的應用主要在於解決技術問題,而根據經驗,應用古典TRIZ 有兩個重要層面的思考模式。

第一個是突破思考慣性,這包括如何正確地描述問題,找出真正的限制與可用資源,進一步鎖定正確問題。
第二個是如何解決正確問題,這包括從前面確認的正確問題中,形成物理矛盾模型,從巨觀到微觀的角度觀察物理矛盾模型,找到問題因子,並在資源與理想性的概念的引導下解決問題。

古典TRIZ使用方式─ 解決問題概念流程

古典TRIZ解決問題有三大流程。
第一步,重新描述問題,建立問題模型。
第二步,根據問題模型,選擇對應的工具。
第三步,根據對應的工具,產生概念解方案。

如果第三步出現問題(稱為二次問題),在第三步所建立的的基礎上,回到第一步,重新定義二次問題,如此重複下去,直到解決問題。




根據上面的流程,整理出古典TRIZ工具使用對應摘要表。



現代TRIZ應用目的、思考模式與使用方式

現代TRIZ的應用強調創造技術價值,技術價值的創造建立在解決技術問題的角度上,除了解決問題外,也需要從價值評估的角度思考技術系統本身。應用現代TRIZ包括三個層面的思考模式。

第一個層面是突破慣性思考,重新識別、描述並定義問題,運用系統分析與問題分析,突破表面問題的限制,挖掘出和需求(價值)相關的問題組合。
第二個層面是選擇需要解決的問題,並運用適當的工具加以解決,提出概念解方案。
第三個層面是驗證概念解方案,透過驗證,強化解決方案與價值基礎。




現代TRIZ的使用流程與重要主要工具如下,此為國際TRIZ協會MATRIZ org)培訓教材內容。

Source: MIT/Tufts Prof. Sergei Ikovenko



現代TRIZ基礎工具(知識體系)分七大類,包括47項概念與工具,雖然定義出47種工具,但實際上TRIZ工具不只47種,有些概念相同但不同手段,就歸納成為一種工具,比如說剪裁(表中22)和交互替代系統整合(22)

摘要如下:
第一類:功能概念,13種概念與工具。
第二類:技術系統演進趨勢與子趨勢,11種工具。
第三類:發明問題演算法,三種概念4個工具。
第四類:物場分析,三種概念3個工具。
第五類:解決矛盾手法,兩種概念7個手法。
第六類:科學效應,4種工具。
第七類:系統分析方法,11種工具。

 具體的現代TRIZ基礎工具(知識體系)可以參考下面列表


資料來源:Altshuller Institute https://www.aitriz.org/triz/triz-body-of-knowledge


其他不同應用類型的TRIZ

Design For Patentability ® (DFP)
DFP 是以強化技術方案的可專利要件為主而設計出來的TRIZ創新工具組合,根據基礎申請專利的技術方案,針對不同的可專利要件(比如說:新穎性或創造性要件),採用可對應的TRIZ工具組合,提升技術方案的可專利要件強度。
MIT/Tufts Prof. Sergei Ikovenko (Dr. Eng&Phd, US LLM, 雙博士與專利法碩士) 所開發出來的工具組合。

目前此課程的合作夥伴有:
WIPO(世界知識產權組織)EU(歐盟)US MIT Univ.US Tufts Univ. 以及國際TRIZ協會(MATRIZ org),因此在課程證書上面會印有這些合作單位的標誌圖案。




PATENTRIZ® 專利技術創新

PATENTRIZ®是根據實務經驗所整合出來的工具組合包,結合跨領域的工程工具、專利資訊分析工具以及TRIZ創新工具。


這是以專利領域為主,應用導向的跨領域工具。工具包括初級的專利資訊分析表單應用、中級的創新式迴避設計組合與策略布局,到高階的視覺化市場專利產品技術發展監控模式,將專利資訊轉變設計為適合研發工程或產品管理人員理解的呈現方式,運用工程分析工具多層次拆解專利資訊,再結合創新工具,進一步滿足研發技術創新與產品改善方面的潛在需求。由實務經驗豐富的資深專利技術創新跨領域專家汪周禮(智合創新CEO)結合近20年工作經驗所開發出來。


在下一篇,將為大家介紹根據TRIZ工具實務經驗所累積出來的應用。敬請期待!


2020© 汪周禮,智合創新
有著作權,引用或摘要請來信告知

2020年3月22日 星期日

甚麼是TRIZ (二) ─ TRIZ的歷史


聽說寫在前面的叫


TRIZ創新工具為何有這麼多應用,要研究這個原因,就需要從TRIZ的發展歷史開始說起。

TRIZ到今天能有這麼多的創新工具,這都是TRIZ之父(Genrikh S. Altshuller)與其同事、學生及同好們匯集一甲子的努力成果。感謝他們!!





背景介紹

TRIZ是由俄羅斯文字"發明問題演算法四個字中,各取第一個字母,TRIZ所組成,英文翻譯為”Theory of Inventive Problem Solving”(見下圖)



有興趣的朋友可以利用google- 翻譯,輸入”Theory of Inventive Problem Solving”後,就可以得到原文,也可以順便聽一下發音。

*本文是在參考各方面資料後,進行彙整,並根據作者本身的了解,產生綜合性的描述。目的是透過一個學習者的觀點,將TRIZ的歷史,用一種比較容易理解的方式進行介紹,以利於推廣。

本文開始

Genirkh Saulovich Altshuller, 被公認為TRIZ之父,從小時候就展現其過人的天賦,14(10年級)就發明潛水有關的設備,並且獲得發明人證書(USSR專利*)。後來加入蘇聯(USSR)海軍服役,由於愛好發明,選擇進入海軍專利局服務,除了讓自己得以持續研究發明以外,也幫助其他人產生發明。

(*)早期蘇聯(USSR)社會主義時代有兩種專利,這兩種專利審查標準相同,差別在於是否需要繳納專利維護費用。如果發明人將專利權貢獻給國家,那就不用繳納任何專利費用,發明人就會獲得一個發明人證書來證明其貢獻;反之,如果發明人不打算將專利權貢獻給國家,就要繳納專利費用。
(資訊來源:MIT/TuftS Prof. Sergei Ikovenko 描述,汪周禮整理)


發展時期

TRIZ發展歷史分可為四大時期,摘要介紹如下。


啟蒙誕生
1946-1956


1946年開始,Altshuller結合他在蘇聯海軍專利局進行發明審查並協助發明人的工作,同步開始他有關創造力方面的研究。他開始思考如何能夠協助發明人產生更好的創造,有別於心理學方面的研究,於是他開始分析專利。

首先,他想找到區分的發明特徵,透過觀察問題與解決方案的特徵,他發現到一種普遍卻不容易直觀解決的問題情況,那就是當你想改善一個參數時,發現這樣的改善卻惡化其他參數,這種問題情況,他後來稱為技術矛盾(#1)

運用技術矛盾的概念,加上後續大量分析專利的工作,大約在20萬篇專利中,區分出4萬篇比較強的發明專利,最後,透過這些大量的專利資訊分析工作,他將發明劃分為五個等級,用來區分"強"到"弱"的發明 (*五種發明等級, Levels of Inventions(#2))


1956TRIZ發展重要的一年,Altshuller在心理學期刊正式發表與技術創造力有關的TRIZ文章,這篇文章奠定了TRIZ發展的基礎。
在這篇文章中,提到很多TRIZ重要的概念,包括:技術矛盾理想性(#3)發明系統(#4)技術系統演進(#5)完整性法則(#6)創新原則(5發明原理(#7))發明問題演算法(ARIZ) (#8)


擴充發展
1957-1985

1956年發表的文章一鳴驚人,越來越多人注意到TRIZ,開始向Altshuller聚集學習。1957-1963相繼又開發出最終理想解(Ideal Final Result) (#9)的工具,這個時期將ARIZ定為發明問題演算法的正式名稱。TRIZ這個名詞首先出現在1970Altshuller的培訓手冊中,後來,就把TRIZ作為整系列工具的集合名詞。

1971年,在TRIZ創新工具發展史上,也是一個重要的一年。這個時候,有幾個重要的TRIZ工具出現。第一個是完成Altshuller矩陣(也就是俗稱的矛盾矩陣(#7)),從最早的5個發明原則擴充到40個發明原則(其中包括88個子原則),工程參數也從16個擴充到39個。第二個是推出有35個步驟的發明問題演算法(ARIZ-71),其中推出小人物法(Small Smart People) (#8),以及時間-大小-成本算子法(#9)作為解決發明問題物理效應參考方法。此外,Yuri Gorin 一位物理學家(後來被Altshuller認定為TRIZ Master資格),根據技術功能與物理效應的關係,推出物理效應資料庫 (#10)

1975年,Altshuller提出-場模型(Substance-Field Model)(#11),一個非常重要的TRIZ工具,此時也介紹5種標準解(#12)。此時,Altshuller也意識到,矛盾矩陣並不足以產生理想的技術方案,因此Altshuller矛盾矩陣移除ARIZ發明問題演算法的步驟中,同時引入物理矛盾(#13),並發現所有解決發明問題的手段核心都與物理矛盾有關。接下來在1977年,介紹微觀層面的物理矛盾概念,包括了物理矛盾中的衝突組件作用區域作用時間

1979年,推出公認為Altshuller最重要的著作”Creativity as an Exact Science”。此時也定義技術系統演化理論並確認出9技術系統演進趨勢(#14)

1985年是個重要的一年,很多TRIZ的主要工具都在這一年公開。這一年發布了有ARIZ-85C”(#8) 發明問題演算法的完成型,這也是目前國際TRIZ協會(MATRIZ  org)正式認可的版本。ARIZ-85C的演算法流程有32個步驟,引入使用規則與建議以及與發明標準解的整合應用。發明標準解(Standard Inventive Principles)的體系分成五大類,共76發明標準解。在物理效應資料庫中介紹了幾何與化學效應的部分。TRIZ專家們的合作也開發了功能成本分析(FUNCTION-COST-ANALYSIS, 這也是後來的功能分析(#15))方法,另外還有功能理想化(#16)。此時,TRIZ的應用也朝向不同的領域開始發展,例如建立類似物理效應資料庫生物效應專利迴避設計有關的專利領域

這個時期,在Altshuller主導下,發展了非常多的TRIZ重要工具,也培養了不少TRIZ大師級人物,讓TRIZ領域有足夠的人才向外發展,奠定了TRIZ推向國際發展的重要基礎。


應用拓展期:
1985-1999

這個時期,由於蘇聯解體,很多TRIZ專家得以開始向歐美發展,這些向歐美亞各洲發展的TRIZ專家,開始親自面對歐美企業對創新的需求,經過將近20年的發展,累積大量成功經驗與案例,也讓TRIZ開始受到國際大企業的認可。

1989年成立俄羅斯TRIZ協會,1995年,Altshuller提出國際TRIZ協會(MATRIZ org)發展與組織架構,1997年決定成立國際TRIZ協會,1998年正式成立國際TRIZ協會,由Altshuller擔任第一任會長,同時也授予65位對TRIZ發展有貢獻的人”TRIZ大師資格。

Altshuller也制定了國際TRIZ認證培訓制度,將TRIZ專家分成五個等級。
前三級可以透過培訓和測驗取得資格證書,第四級與第五級(MASTER),必須通過其他TRIZ大師的審查,經過投票表決通過後,才能取得資格證書。

這時期Altshuller的研究發展,主要以創意人格研究為主。

這一年,著名TRIZ軟體公司成立,並於1990年發布英文版本的TRIZ軟體,這軟體將專利資料庫效應資料庫連結在一起,形成強大的技術效應資料庫

不幸的是,國際TRIZ協會成立後不久,Altshuller就過世了。TRIZ工具的研究與發展整合,也隨之停止。
Altshuller所開發出來的TRIZ工具,目前統稱為古典TRIZ(Classical TRIZ),在其後所開發出來的TRIZ工具,則稱為現代TRIZ(Modern/Contemporary TRIZ)


現代TRIZ時期
2000-  迄今

Altshuller過世以前,TRIZ的發展主要是以Altshuller為主,之後,就由Altshuller制定的制度下授予TRIZ大師資格,而這些得到大師資格的人,以及當時和Altshuller一起研究發展TRIZ工具的同事與門徒,紛紛至歐美亞洲等地發展,成為將TRIZ傳遞到全球企業開花結果的重要推手,這些人累積大量企業應用實務經驗與研究,與西方工程工具及管理工具結合,開啟了TRIZ在非技術領域的應用,推動TRIZ工具的發展,這些就是現代TRIZ

在此時期,其他體系的歐美TRIZ專家逐漸活躍,其中最知名的有Prof. Darrell Mann(Buckingham Univ.),在2003年推出應用於商業&管理的系統創新(“Hands-on System Innovation of Business and Management)

現代TRIZ加入了更多辨識問題的工具,其中有系統分析工具的標竿分析(#)功能分析(#)流分析(#)因果鍊分析(Cause-Effect Chain Analysis, CECA)(#)功能導向檢索(#)特徵移轉(#)等。問題驗證的部分也開發出預測失效定義(AFD)(#)等等。

現代TRIZ也重新整理技術系統演進趨勢成為現代TRIZ技術系統演進趨勢(#),這與古典TRIZ技術系統演進趨勢有所差異。此外,在針對產品開發部分,也產生了將客戶實際需求設定為技術系統的主要價值參數(Main Parameter of Value)的工具。

TRIZ也持續在嘗試和不同工具整合,產生更驚人的應用,例如TRIZQFD結合、TRIZDesign For Six Sigma(DFSS)整合運用,基於TRIZ預測技術發展趨勢工具,德國工程師協會(VDI)正在將TRIZ工具列入行業標準等等。


引入的國際TRIZ協會的TRIZ知識體系與工具的國際企業很多,比如說通用電氣(G.E.)、歐洲西門子、INTEL、三星、LG、現代汽車、浦項鋼鐵、VIVOOPPO、華為等等。


TRIZ發展至今,累積出來的創新工具非常多,雖然矛盾矩陣被Altshuller打入冷宮但是後來的人在不同領域(管理、軟體等)中,仍舊發現這樣的工具有其用處,在矛盾矩陣的架構下,開發出不同的管理矩陣與軟體矩陣。



最後,由於篇幅的關係,將在下一篇,甚麼是TRIZ(三),將為大家整理出古典與現代TRIZ創新工具的架構,以及目前其他根據不同應用基於TRIZ工具所開發出的方法(待續)。


註1:# 為TRIZ工具名稱,有編號為古典TRIZ工具的部分,古典TRIZ工具僅列舉,現代TRIZ工具則不編號。
      
註2:Altshuller 發現解決物理矛盾才能創造更"強"的發明,矛盾矩陣是解決技術矛盾,沒辦法解決物理矛盾,因此被打入冷宮。不過矛盾矩陣的架構本身具有研究價值,所以後面才會出現管理矩陣軟體矩陣



2020© 汪周禮 編輯整理與撰寫,智合創新
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參考資料



甚麼是TRIZ (三) ─ TRIZ工具有哪些

TRIZ 工具有哪些 TRIZ 時代劃分 經過長期的發展, TRIZ 工具在 Altshuller 時代與後 Altshuller 時代, 工具發展 的 方向開始有了改變。為了方便區分,一般將 Altshuller 時代主導開發的 TRIZ 工具統稱...