進階搜尋


 
系統識別號 U0026-0812200911131140
論文名稱(中文) 整合TRIZ與可拓方法之綠色創新設計研究
論文名稱(英文) The Study of Eco-Innovative Design Integrating TRIZ with Extension Method
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 機械工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering
學年度 92
學期 2
出版年 93
研究生(中文) 張祥唐
研究生(英文) Hsiang-Tang Chang
學號 n1889125
學位類別 博士
語文別 中文
論文頁數 114頁
口試委員 口試委員-施勵行
口試委員-曾錦煥
指導教授-陳家豪
召集委員-黃金沺
口試委員-史建中
口試委員-林其禹
口試委員-陳定宇
口試委員-黃文敏
中文關鍵字 專利迴避  綠色創新設計  可拓方法  TRIZ 
英文關鍵字 TRIZ  Design-Around  Eco-Innovative Design  Extension Method 
學科別分類
中文摘要   本文以TRIZ與可拓方法為基礎,提出一系列的整合設計流程與發展相關軟體工具,協助設計者開發低環境衝擊與高創新價值的產品。本文係由三個綠色創新研究組成,包括:「整合TRIZ工具」、「整合可拓方法與TRIZ工具」與「加入考慮專利迴避設計要求」。在整合TRIZ工具部分,首先改良TRIZ工程參數與世界企業永續發展協會發佈(World Business Council for Sustainable Development, WBCSD)之環境效率要素兩者間之連結,並加入以統計方式來搜尋發明法則,以解決工程參數屬性不明確(「欲改善」或「欲避免惡化」)的問題;接著提出以綠色演進規則與TRIZ理想最終結果為概念,蒐羅各類型綠色產品對應之發明法則,建立產品的設計資料庫,以裨益未來設計者研發更接近零污染的產品;最後綜合各項論點發展一綠色創新設計輔助軟體Eco-Design Tool,讓設計過程更趨於自動化。至於在整合可拓方法與TRIZ部分,利用可拓方法中之物元模型概念將參考產品建立完整的分析資訊;再以物元變換具備擅長解決矛盾事物的特性,拓展設計者在思考新設計機能與組成的靈感,得到較佳的新設計物元模型架構;最後由TRIZ矛盾矩陣與發明法則協助新設計實體的產生,如此將可彌補僅引用TRIZ工具來解決設計問題時開拓性的不足。在加入考慮專利迴避設計要求的部分,為了避免設計者在研發產品過程中不慎涉入他人的專利權利範圍,以致於未來產品可能面臨侵權糾紛,因此提出一整合專利迴避概念,以TRIZ與可拓方法為工具之進階綠色創新流程;該流程係以源自法學判定侵權的方式作為迴避設計的基礎,透過專利資訊檢索與專利分析摘要建置,再融入綠色設計理念並輔以TRIZ與可拓方法,可發展出符合環保要求且獨具創新的產品。各部分之研究均成功地發展綠色創新設計實例,驗證提出方法的可行性。
英文摘要   Based on the TRIZ and the Extension method, this dissertation proposes a series of integrated design processes and related software tools, which are conducive to designers to develop lower environmental impact and higher innovative value products. This dissertation consists of three eco-innovative design studies: “Integrating and Improving the TRIZ tools,” “Integrating the TRIZ tools into the Extension method” and “Additionally considering design-around requirements.” In the part of applying the improved TRIZ tools on eco-innovative design, the links between the TRIZ parameters and the WBCSD (World Business Council for Sustainable Development) eco-efficiency Elements are first improved, and then the statistical technique is implemented to search for feasible TRIZ inventive principles while the attributes of parameters are not definite (“Improving” or “Worsening” ). Second, founded on the green evolution rules and the TRIZ ideal final result, the database, which collects varied products and their corresponding TRIZ inventive principles, is favorable to conceive the idea of eco-friendly products. Third, the CAD software “Eco-Design Tool”, which combines the above-mentioned methods, is presented to assist in design automation. As for the part of integrating the TRIZ into the Extension method on eco-innovative design, because of the conflict-problem-solving ability of the Extension method, the matter-element model and matter-element transformation, which are the pillars of the Extension method, can inspire designers and make up for the deficiency of the TRIZ while constructing the new design model. Finally, for avoiding falling into the scope of other patent claims, an advanced design process, which integrates the design-around concept, the TRIZ and the Extension method, is proposed for eco-innovative practical design. The design cases demonstrate the proposed processes successfully.
論文目次 目錄
頁次
中文摘要… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … i
英文摘要… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …ii
誌謝… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …iii
目錄… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … v
表目錄… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …viii
圖目錄… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ix
符號說明… … … … … … … … … … … … … … … … …… … … … … … …xi

第一章 緒論… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1
1-1 前言… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1
1-2 文獻回顧… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …3
1-3 研究目的… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …4
1-4 本文架構… … … … … … … … … … … … … …… … … … … … … … … 5

第二章 以整合TRIZ工具協助發展綠色創新設計… … … … … … … … … … … … … 7
2-1 TRIZ概述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …7
2-2 以改良矛盾矩陣與發明法則實施於綠色創新設計… … … … … … … … … … …10
2-3 考量環境效率要素並連結TRIZ 之綠色創新設計流程… … … … … … … … … …11
2-4 推演案例-複合磨耗層之環保車胎… … … … … … … … … … … … … … … 14
2-5 推演案例-自我蓄能之自動給水龍頭… … … … … … … … … … … … … ……16
2-6 結合綠色演進規則、TRIZ 理想最終結果與發明法則發展綠色創新設計資料庫… … …18
2-7 推演案例-洗衣機之綠色創新設計進展與資料庫建立… … … … … … … … … …21
2-8 整合改良TRIZ工具發展之綠色創新設計輔助軟體-Eco-Design Tool… … … … … 24
2-9 小結… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …30

第三章 整合可拓方法與TRIZ工具於綠色創新設計… … … … … … … … … … … … 31
3-1 引入可拓方法於綠色創新… … … … … … … … … … … … … … … … … …31
3-2 可拓方法概述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 31
3-3 以物元模型建立產品分解系統… … … … … … … … … … … … … … … … 32
3-4 基礎物元變換… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 35
3-5 將可拓方法與TRIZ工具互相整合於綠色創新產品設計… … … … … … … … … …38
3-6 實作案例-修正帶裝置之綠色創新設計… … … … … … … … … … … … … …40
3-7 小結… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …46

第四章 整合專利迴避概念、可拓方法與TRIZ 工具之進階綠色創新設計… … … … … …47
4-1 專利侵權問題對綠色創新設計的影響… … … … … … … … … … … … … … 47
4-2 專利迴避資訊檢索… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …47
4-3 專利迴避設計概念… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …49
4-4 整合專利迴避概念、可拓方法與TRIZ 工具之進階綠色創新設計流程…… … … … …53
4-5 實作案例-人體發電裝置之綠色創新設計… … … … … … … … … … … … … 55
4-6 小結… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …64

第五章 總結與建議… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …65
5-1 總結… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …65
5-2 建議… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …66

參考文獻… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …69

附錄一 39 個TRIZ工程參數與中文釋義… … … … ..… … … … … … … … … … 75
附錄二 TRIZ工程參數與矛盾矩陣… … … … … … … … … … … … … … … … …77
附錄三 40個TRIZ發明法則與解釋… … … … … … … … … … … … … … … … …83
附錄四 40個TRIZ發明法則與解釋之中文釋義… … … … … … … … … … … … … 87
附錄五 40件綠色創新產品案例… … … … … … … … … … … … … … … … … 91
附錄六 7件人體發電專利分析摘要… … … … … … … … … … … … … … … … 103
自述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …111
歷年發表著作… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 112
參考文獻 AHSHULLER G., And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, The Theory of Inventive Problem Solving, Technical Innovation Center, MA, 1996.

BEHRENDT, S., JASCH, C., PENEDA, M. C. and WEENEN, H. V. (Eds.,) Life Cycle Design: A Manual for Small and Medium-Sized Enterprises, Springer, Berlin, 1997.

BENETTO, E. and ROUSSEAUX, P., “A Model to Design the Eco-Innovation of Products, Services and Processes,” The 5th International Conference on Ecobalance, Tsukaba, Japan, pp. 457-460, 2002.

BORLAND, N., WALLACE, D. and KAUFMANN, H. P., “Integrating Environmental Impact Assessment into Product Design,” Proceeding of the 1998 ASME Design Engineering Technical Conference, DETC98/DFM-5730, pp. 1-9, 1998.

CARSON, R., Silent Spring, Greenwich, CT, 1962.

CHANG, H. -T. and CHEN, J. L., “Eco-Innovative Examples for 40 TRIZ Inventive Principles,” The TRIZ Journal, August, 2003a. (http://www.triz-journal.com)

CHANG, H. -T. and CHEN, J. L., “An Eco-Innovative Design Method Based on Design Around Approach,” Third International Symposium on Environmentally Conscious
Design and Inverse Manufacturing, Ecodesign03, Tokyo, Japan, December 8-11, 2003b.

CHANG, H. -T. and CHEN, J. L., “Using TRIZ Inventive Principles and Green Evolution Rules for Eco-Innovative Design,” accepted for Publication on International Journal of Production Research, 2004.

CHEN, J. L., “Green Evolution Rules and Ideality Laws for Green Innovative Design of Products”, Proceedings of Going Green-Care Innovation 2002, 4th International Symposium, Vienna, November 25-28, 2002.

CHEN, J. L., “The Role of TRIZ Method in Eco-Innovation of Green Electronics”, 1st Eco-Design China Symposium on Electronics, Shanghai, China, March 22-23, 2004.

CHEN, J. L. and LIU, C. -C., “An Eco-innovativen Design Approach Incorporating the TRIZ Method without Contradiction Analysis,” The Journal of Sustainable Product Design, No. 1, pp. 263-272, 2001.

CHEN, J. L. and LIU, C. -C., “Green Innovation Design of Products by TRIZ Inventive Principles and Green Evolution Rules,” 2002 International CIRP Design Seminar, Hong Kong, May 16-18, 2002.

CHEN, J. L. and YEN, M., “Development Product Design Methodology by Using Life Cycle Assessment for Design for Environment Tasks,” Proceedings of International Conference on Cleaner Production and Sustainable Development’99, Taipei, Taiwan, pp. 361-370, 1999.

COLBORN, T., DUMANOSKI, D. and MYERS, J. P., Our Stolen Future, Plume/Penguin Books, New York, 1997.

CURRAN, M. A., Environmental Life-Cycle Assessment, McGraw-Hill, New York, 1996.

DOMB, E., “The 39 Features of Altshuller Contradiction Matrix,” The TRIZ Journal, November, 1998. (http://www.triz-journal.com)

FERRENDIER, S., MATHIEUX, F. and REBITZER, G., Eco-Design Guide: Environmentally Improved Product Design Case Syudies of the European Electrical and Electronics Industry, Report of the Eco-life Thematic Network, Eco-Design Subgroup, 2002.

FIKSEL, J., Design for Environment: Creating Eco-Efficient Products and Processes, McGraw-Hill, New York, 1996.

GRAEDEL, T. E. and ALLENBY, B. R., Design for Environment, Prentice Hall Inc., NJ, 1996.

JONES, E. and HARRISON, D., “Investigating the Use of TRIZ in Eco-Innovation,” The TRIZ Journal, September, 2000. (http://www.triz-journal.com)

JONES, E., HARRISON, D. and MCLAREN, J., “Managing Creative Eco-Innovation Structuring Outputs from Eco-Innovation Projects,” The Journal of Sustainable Product Design, No. 1, pp. 27-39, 2001a.

JONES, E., HARRISON, D. and STANTON, N. A., “The Application of TRIZ Tools in an Eco-Innovation Process,” Proceedings of World Conference on TRIZ Future 2001, Bath, UK, pp. 57-78, 2001b.

JONES, E., MANN, D., HARRISON, D. and STANTON, N. A., “An Eco-Innovation Case Study of Domestic Dishwashing through the Application of TRIZ Tools,” Creativity and Innovation Management, Blackwell Publishers, Oxford, UK, 2001c.

JONES, E., STANTON, N. A., and HARRISON, D., “Applying Structured Methods to Eco-Innovation, An Evaluation of the Product Ideas Tree Diagram,” Design Studies, No. 22, pp. 519-542, 2001d.

KOBAYASHI, H., “Idea Generation and Risk Evaluation Methods for Life Cycle Planning,” Third International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing, Ecodesign03, Tokyo, Japan, December 8-11, 2003.

LIU, C. -C. and CHEN, J. L., “Development of Product Green Innovation Design Method,” Proceedings of EcoDesign 2001: Second International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing, Tokyo, Japan, pp. 168-173, 2001a.

LIU, C. -C. and CHEN, J. L., “A TRIZ Inventive Product Design Method without Contradiction Information,” The TRIZ Journal, September, 2001b. (http://www.triz-journal.com)

MANN, D., “Systematic Sustainable Innovation,” Sustainable Innovation 03: Creating Sustainable Products, Services and Product-Service-System, Towards Sustainable Product Design, 8th International Conference, October, 27-28, Stockholm, Sweden, 2003.

MANN, D., DEWULF, S., ZLOTIN, B. and ZUSMAN, A., Matrix 2003-Updating the TRIZ Contradiction Matrix, Creax, Belgium, 2003.

MANN, D. and JONES, E., “Sustainable Services & Systems through Systematic Innovation Method,” 6th Towards Sustainable Product Design Conference, Amsterdam, Netherlands, October 29-30, 2001.

NAVINCHANDRA, D., “Design for Environmentability,” Design Theory and Methodology, ASME, DE-Vol. 31, pp. 119-125, 1991.

NYDEGGER, R. and RICHARDS, J. W., “Design-Around Techniques,” in Lundburg et al., Electronic and Software Patents, Bureau of National Affairs, Inc., Washington, D. C., 2000.

OTTO, K. and WOOD, K., Product Design-Techniques in Reverse Engineering and New Product Development, Prentice Hall Inc., NJ, 2001.

REICHL, H., PELKA, J., LANG, K. -D., WOLF, J., HAHN, R., GRIESE, H. and PÖTTER, H., “Vision for Mobile Products,” Proceedings of Joint International Congress and Exhibition Electronics Goes Green 2000+, pp. 91-111, Berlin, September 11-13, 2000.

ROMBOUTS, J. P., “A Knowledge-Base System for Ranking DFE-Options,” Proceedings of 1998 IEEE International Symposium on Electronics and Environment, pp. 287-291, Oak Brook, IL, 1998.

ROSEMAN, B., “Hidden Patterns of Innovetive Environmental Designed Products,” Proceedings of 14th International Conferenceov Engineering Design, ICED03, Stockholm, August 19-21, 2003.

SAATY, T. L. and VARGAS, L. G., Models, Methods, Concepts & Applications of The Analytic Hierarchy Process. Kluwer Academic Publishers, 2000.

SHIMOGAKI, A., “Change Product Development Process to Develop Innovative Ecological Products,” The 5th International Conference on Ecobalance, Tsukaba, Japan, pp. 453-456, 2002.

SICKAFUS, E. N., Unified Structured Inventive Thinking-How to Invent, Ntelleck, MI, 1997.

STARNER, T., “Human-Powered Wearable Computing,” IBM Systems Journal, Vol. 35, Nos 3 & 4, pp. 618-629, 1996.

TERNINKO J., ZUSMAN A. and ZLOTIN B., Systematic Innovation-An Introduction to TRIZ, St. Lucie Press, New York, 1998.

TU, J. C., “A Study of Sustainability Assessment Models for Recycling Materials from the Life Cycle Design,” 1998 IEEE International Symposium on Electronics and Environment, pp. 316-321, 1998.

ULLMAN, D. G., The Mechanical Design Process, McGraw Hill, New York, 1997.

YAMAMOTO, R., “Closing Remarks of Ecodesign ’99: Manifesto of Ecodesign,” Ecodesign ’99: First International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing, Tokyo, Japan, 1999.

WANG, J., “Extension Set Theory, Extension Engineering Method and Extension System Control,” Academic Open Internet Journal, Vol. 5, 2001. (http://www.acadjournal.com)

WEIZSÄCKER, E. U. von, LOVINS, A. B. and LOVINS, L. H., Four Factor-Doubling Wealth, Halving Resource Use, Earthscan, UK, 1997.

WENZEL, H, HAUSCHILD, M. and ALTING, L., Environmental Assessment of Product: Methodology, Tools and Case Studies in Product Development Vol. 1, Chapman &
Hall, London, 1997.

山本 良一, 戰略環境經營-エコデザイン, ダイヤモンド社, 東京都, 1999。

王 洪偉, “策略生成的物元模型,” 系統工程理論與實踐, No.11, pp. 55-60, 134, 11月, 1999。 (中國大陸)

杜 瑞澤, 產品永續設計-綠色設計理論與實務, 亞太圖書, 台北市, 2002。

車 錄峰, 周 曉軍, 徐 志農 與 程 耀東, “可拓方法在多傳感應器資訊融合工件識別中的應用,” 系統工程理論與實踐, No. 8, pp. 91-94, 8月, 2000。 (中國大陸)

火田村 洋太郎, 小野 耕三 與 中尾 政之, 機械創造學, 丸善株式會社, 東京都, 2001。

陳 佳麟, 專利產品設計方法與策略整合之研究, 國立交通大學機械工程研究所博士論文, 2002。

張 祥唐 與 陳 家豪, “對應TRIZ發明法則的綠色創新產品案例,” 2004永續性產品與產業管理研討會, 彰化縣, 大葉大學, 2004年3月27日。

黃 文儀, 專利實務, 第三版, 三民書局, 台北市, 2002。

楊 春燕 與 何 斌, “可拓方法在新産品構思中的應用,” 系統工程理論與實踐, No. 4, pp. 120-124, 4月, 1999。 (中國大陸)

楊 國為, 物元動態系統分析-思維、決策、設計的形式化, 青島出版社, 青島市, 1996。 (中國大陸)

楊 崇森, 專利法理論與應用, 三民書局, 台北市, 2003。

鄭 錦源, 綠色設計, 中華民國對外貿易發展協會, 台北市, 1995。

鄭 錦源, 綠色設計技術參考手冊-家電產品, 中華民國對外貿易發展協會, 台北市, 1997a。

鄭 錦源, 綠色設計技術參考手冊-家具產品, 中華民國對外貿易發展協會, 台北市, 1997b。

鄭 錦源, 綠色設計技術參考手冊-衛浴產品, 中華民國對外貿易發展協會, 台北市, 1997c。

鄭 錦源, 綠色設計技術參考手冊-燈飾產品, 中華民國對外貿易發展協會, 台北市, 1997d。

趙 燕偉, “可拓方法在加工中心刀庫方案設計中的應用,” 系統工程理論與實踐, No. 9, 9月, 1999。 (中國大陸)

趙 燕偉, “基於多級菱形思維模型的方案設計新方法,” 中國機械工程, Vol. 11, No. 6, pp. 684-686, 6月, 2000。 (中國大陸)

趙 燕偉, “機械產品可拓概念設計研究,” 中國工程科學, Vol. 3, No. 5, 5月, 2001。 (中國大陸)

蔡 文, “可拓集合和不相容問題,” 科學探索學報, Vol. 1, 1983。 (中國大陸)

蔡 文, 物元分析, 廣東高等教育出版社, 廣東, 1987。 (中國大陸)

蔡 文, 物元模型及其應用, 科學文獻技術出版社, 北京市, 1994。 (中國大陸)

蔡 文, 楊 春燕 與 林 偉初, 可拓工程方法, 科學出版社, 北京市, 1997。 (中國大陸)

劉 志成, TRIZ方法改良與綠色創新設計方法之研究, 國立成功大學機械工程學系博士論文, 2003。

劉 尚志 與 陳 佳麟, 電子商務與電腦軟體之專利保護-發展、分析、創新與策略, 翰蘆圖書出版有限公司, 第二版, 台北市, 2001。

相關網址1:http://www.autointell.net/nao_companies/daimlerchrysler/smart/thesmart.htm

相關網址2:http://www.bridgestonetire.com

相關網址3:http://www.toto.co.jp

相關網址4:http://www.lge.com

相關網址5:http://prodb.matsushita.co.jp/product/info.do?pg=04&hb=NA-FD8003R

相關網址6:http://www.sanyots.co.jp/user/pro_detail.php?pro_code=ASW-U108T

相關網址7:http://www.toshiba.co.jp/webcata/housekeep/aw_303b.htm

相關網址8:http://www.mitsubishielectric.co.jp/news/2002/0619.htm

相關網址9:http://www.sanyo.co.jp

相關網址10:http://www.tombow.com

相關網址11:http://www.pentel.co.jp

相關網址12:http://www.windstreampower.com/humanpower/hpgtech.html
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2004-07-30起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2004-07-30起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw