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2023年2月3日 星期五

系統創新基礎篇 ─ 甚麼是系統?

 系統創新基礎篇 ─ 甚麼是系統?


關鍵字(KEY WORDS):創新、系統創新、TRIZ
#創新
#系統創新
#TRIZ

前言

接觸系統創新已經超過15年,加上更早在半導體工程領域解決相關不少機構、電子電路電機與動力相關半導體製程開發與硬體設備工程問題的經驗,想要分享一下自己認識的"系統"

 



 

在過去以trouble-shooting為主的工程經驗中,當時對系統的理解還比較籠統,接觸技術範圍主要還是以半導體IC製造流程和設備為主,建立了以問題為核心的技術系統概念,也就是從解決問題為基礎,累積足夠經驗到能主動挖掘問題,甚至進一步熟悉並研究製程和設備中機組元件和材料與製程參數特徵後,進一步分析異常特徵 (弱點)以預測未來可能的問題與其出現時機,這種以問題為最大範圍下的系統概念

 

當能夠比較有邏輯的理解所謂的"系統",是在學習並撰寫過美國專利申請文件、學習專利侵權分析,以及學習TRIZ系統創新工具之後。直到接觸了"NASA engineering handbook " (2007版本) 中所介紹的系統工程(*1),才建立完整的系統概念。隨著應用古典TRIZ 和 現代TRIZ創新工具能力的提升與啟發,再加上執行大量的軟硬體產品技術專利風險分析所累積的專利技術分析心得,參與數位產品開發專案成功開發出新產品技術以及完成SaaS服務商業模式個案,最後才讓自己能更充分的掌握對"系統" 的理解與活用,就會發現其實系統無所不在,並不侷限於技術當中。

 

甚麼是系統

要了解系統,最容易的還是先以技術系統的角度觀察,由系統工程(*)的角度來看,簡單來說,系統必定包含一個邊界/限制以及系統所要達成的至少一個目標任務,為了達成目標任務,在系統的邊界內存在至少一個以上的組成元件,透過技術組成元件之間與系統目標對象進行交互作用達成系統任務。

 

這裡我們可以給技術系統下一個基礎的定義:

 

技術系統 :  運用技術手段針對特定目標(解決問題)執行預期功能所設計的技術組合,該技術組合為了執行預期功能,存在至少一個以上的最少必要組件,並且每一個組件與其他系統內的組件或系統外的目標對象存在至少一種交互作用。

 

交互作用:技術系統的交互作用存在三種型式,分別是,組件之間透過物質傳遞產生交互作用、組件之間透過能量傳遞產生交互作用、組件之間透過信息傳遞產生交互作用。

 



比如說椅子,如果把椅子當成一個系統,那這個椅子技術系統的主要任務就是支撐目標對象()的重量,為了滿足這個任務,通常包括坐墊、椅腳,或再加上椅背,甚至扶手等組件,這當中,每個組件之間都會與其他至少一個組件產生交互作用。

 

如果用軟體工程的角度來看,也可以找到系統的組成,不過這一塊比較類似產品開發的部分,更適合動態系統,為避免看起來更複雜,這裡先以靜態系統的角度來說明。

 

實際上在執行系統分析的過程中,複雜的地方在於需要能夠運用縝密的邏輯文字描述,這對是否能成功完成系統分析至關重要,這是一個看似簡單,卻是非常複雜而需要投注相當心力的工作,有時會涉及到語意分析 (sematic analysis) 工具,就像寫一篇文章,甚至可以說非常類似撰寫專利權利範圍(patent claim),通常需要多次檢視分析與修改文字描述及其邏輯組合,在盡可能通泛文義範圍下,追求文字描述的精確性(多層次的上下位描述對應)與完整性(文字描述所能對應到的最大合理範圍)

 

 

在進一步了解之前,或許我們可以先檢視一下專利權利範圍(patent claim),或許就可以更能理解這個定義。

 

專利權利範圍(patent claim)就是透過文字描述解決特定問題的技術方案,而這些由文字描述所定義構成的技術方案,形成一個專利法律賦予的權利範圍,一般情況下,所有能對應這個權利範圍內所實施的技術方案,都會構成所謂的侵權 (*2),根據專利權利範圍基本規範下,專利權利範圍(patent claim)由文字描述技術方案,這個技術方案是由技術方案的最少必要組件(component/element)構成,且技術方案內的組件與組件之間,並定會存在至少一種可描述並可被解釋的連結關係,並且,僅能使用一句話完成包含以上條件的技術方案文字描述。

 

結論

NASA 工程手冊中所介紹的系統更為縝密,更包括了設計系統任務與目標並確認限制範圍、基於功能解析建立初步系統模組、根據功能模組解析系統架構、根據需求分配功能模組、最後設定系統成功條件。簡單而就是系統建立、產出與成功條件。

 

了解系統的定義後,可以發現所謂的系統,其範圍根據目標任務而可大可小,換句話說,椅子的椅背也可以是一個系統,一組椅子也可以當成系統,主要看如何定義系統範圍及範圍內所欲達成的統一目標任務。

 

此外,系統也有不同的層次與變化之分,這是屬於九宮系統,從物質技術系統的角度來看,結合時間與空間因子。

 



以上簡單分享了一下系統的基礎概念,希望能對有興趣的朋友提供一些資訊作為參考。

 

 

基礎系統介紹課程時數:3小時

進階系統分析與應用介紹課程時數:6小時

 智合新─傳遞創新知識與服務  service@iiiinnovation.com

(*1 此處的系統工程依據為NASA Engineering Handbook 2007版本)

(*2 專利侵權判斷有一定的判斷流程,執行Freedom-to-operate analysis 流程,需要產品/流程技術分析、專利資訊分析、專利權利範圍解析能力、專利侵權分析判斷等多種專業能力結合,相當複雜,在此僅簡述概念)

2023©汪周禮@智合創新


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