TRIZ-6 sigma創意問題解決的新利器

TRIZ，對經常上網瀏覽國外有關6 Sigma發展近況的讀者來說，應該不會是一個陌生的字眼，因為最近一些世界知名的6 Sigma顧問公司，如Juran Institute、BMG、America Supplier Institute，都在積極推廣講授有關TRIZ的課程。TRIZ究竟為何許人物，值得讓這些知名顧問公司為它大張旗鼓的推廣宣揚？TRIZ的原義是「Theory of Inventive Problem Solving」，是一種系統化的發明工程方法論，它原本是要幫助發明家透過有系統有規則的方法來解決發明過程中所可能碰到的種種問題。而最先將TRIZ引進品質工程領域的是America Supplier Institute，America Supplier Institute認為一家企業若要在產品設計與流程管理達到世界級的水準，就必須懂得如何將QFD、TRIZ與R��ѵobust Design這三項工具手法做緊密的搭配整合應用，而且她也務實地朝著這個方向進行教育訓練方面的推廣工作。之後，隨著6 Sigma的興起，大家發現在解決QFD品質之屋的技術需求衝突與實驗計劃法的參數衝突上，TRIZ可以提供了一套很完整也很有效的解決工具與方法後，才開始在企業界受到大家的重視與青睞，並廣為推展。 就奇異公司的實務經驗，在追求6 Sigma的過程中，單靠DMAIC方法的努力最多祇能達到5 Sigma的水準，若要達到6 Sigma的境界，則必須繼續向Design For Six Sigma的階段邁進，而在DFSS的作業過程中必然會碰到，也必須要解決的，都是一些高難度的創意問題，要解決這些創意性的問題，就得應用TRIZ的工具與手法，由此可見TRIZ在6 Sigma領域的地位與重要性。 就個人的瞭解，在國內6 Sigma的活動領域中，尚未有關TRIZ的課程與文獻可供參考，現將有關TRIZ的內容略為整理發表，提供有興趣的朋友參考，更希望藉此引發大家討論研究與應用TRIZ的興趣與動機。●TRIZ的緣起 TRIZ是俄文「創意問題解決理論」的字首縮寫。1946年，時二十歲的TRIZ創始人Genrich Altshuller，任職於前蘇聯海軍專利局擔任專利審核員，在專利的審核作業中，他察覺到任何一種技術系統（Technical System）的創新過程中都是有其一定的型態與過程。因此，他開始從200,000件的專利中著手進行研究，企圖從世界上最具創意的專������ѵ��利中找出其中的基本原則與型態。他發現每一個具有創意的專利，基本上都是在解決「創意性」的問題，所謂創意性的問題，Altshuller的定義是：其中包含著「需求衝突」的問題，也就是他所謂的「矛盾」（Contradictions）。此外，他也發現解決這些衝突的基本解被一再的使用，而且通常是在隔了數年之後。他據此推論，如果後來的發明家能夠擁有早期解決方案的知識，那麼他們在創新發明的工作將會更為容易。因此，他開始著手此類相關知識的萃取、組織與編輯。 經過整理後的專利資料庫與隨後陸陸續續進行的分析工作，不斷地揭露發現能夠幫助解決創意性問題的創新過程與方式，因此，在Altshuller與他的弟子五十多年的持續不斷努力下，終於演繹出一套能夠以系統化方式解決當前創意性問題的創新發明理論與技術，這套理論技術包含了創新問題定義與確認的規則程序、一套解決創新問題的工具箱與龐大的HR��ѵ知識資料庫。●TRIZ的方法論與工具箱 Genrich Altshuller與其夥伴弟子在持續五十多年的創意問題解決研究過程中，所演繹出許多解決創意問題的TRIZ工具與手法，可依其討論的主題內容與發展的歷史概分為八大項目，本期將針對第一個項目─矛盾矩陣(Contradiction Matrix)做一簡要說明，至於其餘項目之說明，將於下期逐一介紹。 ●矛盾矩陣(Contradiction Matrix) TRIZ所謂的矛盾出現在，當試圖改善一個產品或製程的工程特性時，卻導致另一個工程特性的惡性的情況下。面對這技術上的矛盾，傳統的作法都是採取妥協（Compromise）的方式處理之。但就Altshuller的想法，一個具有創意的解決方案，應該是能夠完整有效消除這個「矛盾」的解決方案。 在Altshuller針對最具創意40,000件專利的研究中，他發現其中僅有「39個工程特性」在彼此相對的改善或惡化，因此，每一個問題可以被描述為39個工程參數（圖一）彼此之間的衝突，就過去諸多專利的研究分析中，可以發現它們都是在許多不同的領域上解決這些工程參數的衝突與矛盾。這些衝突矛盾一再的出現，也一再的被解決，Altshuller從這些創新的專利案件中，歸納出解決這些衝突的「40項發明原則」（圖二）。之後，Altshuller更進一步的將這些最常發生的衝突與衝突解決原則，組織成一張由39個改善參數與39個惡化參數所構成的矩陣表，在彼此衝突參數的交叉欄位裏，放上解決此類衝突最常使用的四項「發明原則」，這張矩陣圖表，就是TRIZ最著名的矛盾矩陣表（Contradiction Matrix）（圖三）。--------------------------------------------------------------------------------1.移動件重量2.固定件重量3.移動件長度4.固定件長度5.移動件面積6.固定件面積7.移動件體積8.固定件體積9.速度10.力量11.張力、壓力12.形狀13.物體穩定性 14.強度15.移動物件耐久性16.固定物件耐久性17.溫度18.亮度19.移動件消耗能量20.固定件消耗能量21.動力22.能源浪費23.物質浪費24.資訊喪失25.時間浪費26.物料數量 27.可靠度28.量測精確度29.製造精確度30.物體上有害因素31.有害側效應32.製造性33.使用方便性34.可修理性35.適合性36.裝置複雜性37.控制複雜性38.自動化程度39.生產性 【圖一】 --------------------------------------------------------------------------------1.Segmentation 分割2. Taking out 提鍊3. Local Quality 局部品質4. Asymmetry 非對稱性5. Merging 組合6. Universality 普遍性7. Nested doll 重疊放置8. Anti-weight 配重9.Preliminary anti-action 事先的平衡動作10. Preliminary action 事先動作11. Beforehand cushioning 進一步緩衝12. Equi potentiality 均衡潛能13. The other way around 反置14. Spheroidality 球體化15. Dynamics 動態性16. Partial or excessive actions部份或過量作動17. Another dimension移至新的維度18. Mechanical vibration 機械振動19. Periodic action 週期性動作20. Continuity of useful action利用動作連續性 21.Skipping 急衝22. Blessing in disguise 轉變害處為利處23. Feedback回饋24. Intermediary 調節器25. Self-service自我服務26.Copying複製27.Cheap short-living以便宜物體取代28. Mechanics substitution 置換機械系統29. Pneumatics and hydraulics氣壓或液壓構造30. Flexible shells and thin films可撓性薄板或薄膜31. Porous materials使用多孔性材料32.Color changes改變顏色33.Homogeneity均質性34.Discarding and recovering去除且重新產生零件35.Parameter changes 轉換物體之物理、化學狀態36.Phase transitions相變化37.Thermal expansion熱膨脹38. Strong oxidants使用強氧化劑39. Insert atmosphere鈍氣環境40. Composite material複合材料