H2 TRIZ的三個重要觀念與學習的好處
TRIZ 的基礎邏輯有三個核心觀念：①創新的五個等級、②系統的完備性、③系統演進的階段。學會這三個觀念，可以用共同語言定位創新價值、用「完備性」補齊系統弱點、並依「演進規律」預判下一步技術走向。
TRIZ的三個重要觀念
TRIZ 的基礎邏輯主要建立在三個核心觀念上：
- 創新的五個等級（Five Levels of Innovation）：提供一個結構化框架，用於評估任何解決方案的創新層次與潛在價值。
- 系統的完備性（System Completeness）：定義一個可運作的技術系統必須具備的基本功能和元件，用於診斷系統缺陷和尋找改進方向。
- 系統演進的階段（Stages of System Evolution）：描述技術系統從誕生到成熟和進化的規律，用於預測未來的發展方向和制定創新策略。
學習本組合觀念的好處
- 用共同語言定位創新價值：快速辨識方案落在何種等級，據以配置資源、安排時程、設里程碑。
- 以「完備性」補齊弱點：一眼看出系統缺了哪個功能元件（或哪個最弱），用於診斷與設計補強。
- 預判技術路線：用「演進四階段」推估下一步（如從動態化邁向自我控制），降低試錯成本。
H2 三個重要觀念可以解決那些情況下的問題（那些人？在什麼場景下？有什麼痛點）？
研發與產品團隊——「改良還是突破？」的判斷
- 場景：新產品/新功能評審會。
- 痛點：常分不清改良（L1–L2）與跨域突破（L3–L4）甚至原理級創新（L5），造成資源錯配與時程失真。
- 對策：以「創新的五個等級」快速標定方案層次，決定是否要投入更高風險的原理/技術創新。
系統工程與維運團隊——「卡在哪個環節？」的診斷
- 場景：產品效能不穩、故障頻仍。
- 痛點：不確定問題是出在能量來源、傳遞、工具（運作元件），還是控制系統。
- 對策：用「系統的完備性」檢查四大功能元件（再加上作用對象），找出缺失或最弱一環，提出補強策略。
策略與路線圖規劃者——「下一代長什麼樣？」的預測
- 場景：三到五年的技術/產品路線圖。
- 痛點：不確定該留在現階段優化，或推進到更高階段。
- 對策：用「系統演進的階段（四階段）」評估目前所處位置，推估合理的下一步（由拼湊 → 專用 → 動態化 → 自我控制），以降低試錯成本。
H2 創新的五個等級
創新的五個等級（Levels of Solutions/Innovation）是衡量一個解決方案的技術/商業複雜度、所需知識廣度及其對世界的影響力的一種分類標準。
1 科學技術創新的五個等級
| 發明的等級 | 解決的內容 | 主要知識來源 | 典型比例 | 範例與說明 |
|---|---|---|---|---|
| 第五級：發現新原理 | 基於全新科學現象/定律，改變世界面貌 | 新的現象與定律 | <1% | 雷射、電晶體等，成為後續技術的基石 |
| 第四級：發明新技術 | 全新「功能×原理」組合 | 新科學/新技術 | 4% | 記憶合金、超音波等嶄新技術載具 |
| 第三級：解決產業難題 | 既有成熟技術跨域應用 | 其他產業知識 | 18% | 伸縮機構由相機腳架擴散到梯子等 |
| 第二級：克服技術困難 | 新材料/組件克服局部矛盾 | 相關工業 | 45% | 發泡金屬取代木材，兼顧輕且堅固 |
| 第一級：參數調整式改良 | 不變更原理解法，僅調參數 | 相關工作 | 32% | 加厚隔熱牆、調整尺寸/公差等 |
2 商業管理創新的五個等級
這套分級體系同樣適用於商業模式的創新：
| 等級 | 特徵 | 例子 |
| 第5級：發現 | 發現全新的商業原理 | 發明「付費保險（保障財務分攤風險）」這個基本原理。 |
| 第4級：開創性發明 | 創造徹底嶄新的「功能／原理」組合商模 | 首創保險業務模式：例如對支付額外費用的巴比倫海運商人提供風險保障。 |
| 第3級：概念移轉 | 將既有的「功能／原理」組合商模移植到新的應用領域（市場） | 將海運保險的模式，延伸到生命、財產、健康、船舶、行李遺失等保險。 |
| 第2級：非線性系統變更 | 在同一「功能／原理／應用」組合內，重構並改良既有系統（或新增功能） | 推出不同型態的健康保險（如醫療險、癌症險），或「一條龍」式打包保險。 |
| 第1級：線性系統變更 | 解法已知且可用，只需在同一「功能／原理／應用」內調整參數值 | 調高健康保險的費用與保障，但不改變保險產品的基本架構。 |
H2 完備性系統的五種元件
系統完備性原理（Principle of System Completeness）指出，一個可運作的技術系統必須具有四項主要功能的元件：運作元件、能量來源、能量傳遞、控制系統。再加上作用對象 完整系統包含五種元件。
3 系統定義與完備性原理
- 技術系統定義：事物按一定的關係組成的整體，可以產生原本各別事物所不能達到的新功能（特徵）。亦即，由相互聯繫之元件與運作所構成，可產生個別元件原本做不到的新功能。
- 系統完備性原理：一個可運作的系統，必須具備執行以下四項主要功能的對應元件（能量來源、能量傳遞、運作元件/工具、控制系統），再加上作用對象即可形成完整系統；若任何元件薄弱或缺失，應予以補強或合併設計。
4 完整系統的五種元件（四功能 + 一對象）
完備性原理：可運作系統必須具備四項主要功能的對應元件，來改變作用對象狀態。一個完整系統包含以下五個元件：
- 作用對象 (Object)：因為接收系統的功能作用，而產生變化結果的接受者。
- 運作元件/工具 (Tool)：在作用對象上直接執行的功能媒介。
- 能量來源/引擎 (Engine)：使工具做工作的力量來源。
- 能量傳遞/傳動器 (Transmission)：傳遞能量到工具的媒介。
- 控制系統/控制器 (Controller)：導引、調節與改善的功能，或啟用該功能。
5 完備性系統舉例
以弓箭系統為例：弓與弦構成能量儲存-釋放的主體，其中「人」同時扮演能量來源與控制器：人體提供拉弓能量、眼手腦負責瞄準與時機決策。弦則具有雙重角色（傳動器與工具）：一方面傳遞能量，一方面直接作功於箭體。此例說明了一個元件可合併多功能的情況——只要四項主要功能得以實現，系統即可被視為「可運作」。
| 元件功能 | 弓箭對應元件 | 說明 |
| 作用對象 | 飛行的箭 | 系統功能（射擊）的結果接受者。 |
| 運作元件/工具 | 弦 | 直接推動箭、完成發射。執行系統的主要功能。 |
| 能量來源/引擎 | 拉開的弓/人 | 轉換人的力量成為拉開弓的力量。 |
| 能量傳遞/傳動器 | 弦 | 傳遞人拉開弓儲存的能量。 |
| 控制系統/控制器 | 人（眼/手/腦） | 決定方向、張力與時機。 |
6 完備性系統的五個案例
下列案例皆依「四大功能 + 作用對象」拆解，示範如何用完備性原理做系統診斷與補強。原理依據同前。
- 手持電鑽
- 作用對象：被鑽的工件（牆/木材）
- 工具：鑽頭
- 能量來源：電能/電池
- 傳動器：馬達+齒輪箱/夾頭
- 控制器：扳機開關、轉速調節、扭力離合器
→ 若「控制器」不足（無扭力離合），易傷螺絲與工件。
- 腳踏車
- 作用對象：整車/騎乘位移
- 工具：後輪（接地作功）
- 能量來源：人體肌力
- 傳動器：鏈條與變速器
- 控制器：煞車、變速撥桿、轉向系統
→ 若「傳動器」磨損，效率驟降；可藉變速器動態調參。
- 咖啡滴濾機
- 作用對象：咖啡粉與水的萃取
- 工具：濾杯/濾紙
- 能量來源：電熱器
- 傳動器：水路與重力/幫浦
- 控制器：溫控器、流量/時間控制
→ 精確的溫控與流速即是「控制系統」的強化。
- 桌上型風扇
- 作用對象：室內空氣流動/人體體感
- 工具：扇葉
- 能量來源：市電
- 傳動器：馬達/軸承
- 控制器：檔位/擺頭/定時
→ 提升「傳動器」與「控制器」可降噪、增舒適。
- 智慧型手機（拍攝功能）
- 作用對象：入射光/影像數據
- 工具：鏡頭模組/感光元件
- 能量來源：電池
- 傳動器：訊號/資料匯流排
- 控制器：ISP 影像處理、演算法、使用者介面
→ 影像品質常受「控制器」演算法主導，是重要升級點。
H2 系統演進的四個階段
系統演進的階段（Stages of System Evolution）描述技術系統生命週期中，隨著時間和發展，其組成和功能複雜度不斷提升的四個主要階段。
7 系統演進的四個階段描述：以汽車為例
- 第一階段：拼湊組成（Selection of parts for a new system）
- 特徵：新系統的元素（零組件）是從現有系統中選擇、改造並拼湊組成。
- 例子：原始汽車只有汽車引擎是新發明的，其他部分是沿用馬車的車體與輪子等設備，由汽車引擎，馬車的車體與輪子等設備拼湊組成原始汽車。
- 第二階段：專用零組件（Improvement of parts specially for the given new system）
- 特徵：開始特別為此新系統改善和設計專用的元素（零組件）。
- 例子：第二代汽車是量身訂做的汽車車身、專用底盤與輪子等設備。
- 第三階段：增加動態性（System and its components become more dynamic）
- 特徵：系統與其元素增加動態性，即能夠及時改變參數值的能力，以適應不同環境或需求。
- 例子：第三代汽車有電動窗、可以打開的天窗、可變阻尼懸吊等，能夠及時改變參數值，以適應不同環境或需求的設備。
- 第四階段：自我控制、自我發展（Self-control, self-development of the system）
- 特徵：系統具備自我控制、感測、適應和自我發展的能力，趨向理想化。
- 例子：第四代汽車是能夠自動駕駛的汽車，具有AI 監控和預測性維護系統，能夠自己判斷乘客與道路狀況，即時調整行駛狀態，使得在遵守交通法規、保護乘客與路上行人、車輛、設施的情況下，送乘客與物品到達目的地。
8 系統演進的四個階段的兩個案例
案例A：救生圈
- 拼湊組成：丟浮木或任何可漂浮物救人，屬於臨時拼湊系統。
- 專用零組件：出現標準化救生圈（材質、繩索、顏色與可見性）。
- 增加動態性：電動遙控救生圈可操縱前進方向與速度，適應不同海況。
- 自我控制/自我發展：自動判斷與主動救援救生圈——結合感測/導航/避障，能自行尋找落水者並返航。
案例B：行李箱
- 拼湊組成：早期以木箱/布袋裝運，沉重、需人或獸力搬運。
- 專用零組件：專用行李箱（材質標準化、結構強化、把手/輪子設計）。
- 增加動態性：電動遙控行李箱可主動驅動、遠端跟隨。
- 自我控制/自我發展：自動判斷與主動跟隨主人的行李箱——藉感測/定位/路徑規劃，自主避障與隊形跟隨。
H2 總結與可行行動
總結：以系統化思維引導創新
TRIZ 的這三個重要觀念共同構成了從診斷問題到預測未來的系統化創新思維：
- 診斷問題（系統完備性的五元件）：先找弱元件與缺環節。用完備性原理檢查現有或待設計的系統，快速找到功能缺失或薄弱環節，確定改進的方向。
- 定位創新（創新的五個等級）：把「點子」翻成可比較的決策語言。用五個等級評估創意或方案的層次，避免低價值重複投入，並依據創新等級配置資源和風險。
- 預測未來（系統演進的四階段）：依規律規劃演進節點，避免盲升級。用演進階段規律來預測技術的下一代形態，引導高層次（等級三或四）的突破性創新。
8 可行行動：將創意變為決策語言
- 行動一：創新定位
- 方法：團隊中正在討論的每個新產品或新功能提案，都必須先套用「創新的五個等級」框架，明確指出它屬於哪一級。
- 目標：將模糊的「創意」轉化為可評估的「決策語言」。
- 行動二：資源匹配
- 方法：能用第三級解決的問題，就不盲目追第五級。根據定位等級，為提案匹配對應的資源、時程和風險容忍度。例如，等級一的改良應在短期內完成，等級四的發明則需單獨建立專案。
- 目標：讓創新發明有章可循，確保資源投入和產出效益保持一致。
- 行動三：系統優化
- 方法：使用「完備性五元件」檢查現有產品，走一次「能量來源/傳遞/工具/控制/對象」逐項對照，找出被忽略或設計薄弱的部分，作為下一輪改進的起點。
- 目標：持續優化核心功能，避免系統性缺陷。
- 行動四：演進路線圖（1→4）
o 方法：在路線圖上明確標出「當前階段」「下一階段躍遷條件（必要技術／成本／風險）」「關鍵里程碑指標（KPI）」，並設定未達條件不得推進的門檻，避免尚未滿足條件時硬推自動化／智慧化。
o 目標：將「下一步怎麼走」具體化與可檢核，降低階段躍遷的不確定性與沉沒成本。
- 行動五：資源與風險對應矩陣
o 方法：建立 L1–L5 的標準配置：L1–L2 採快速迭代與小預算；L3–L4 啟動專案化開發並設置風險緩釋（如技術驗證、法規測試、備援方案）；L5 則以學研合作與專利／佈局先行，並設投資審查關卡。
o 目標：讓資源強度與風險等級精準對位，提升投報比並控制整體風險暴露。
- 行動六：案例庫持續擴充
o 方法：建立內部「完備性拆解範例」與「四階段演進譜系」資料庫；每個案例統一標註等級、完備性五元件缺口、關鍵KPI與決策結果，並以定期評審更新。
o 目標：形成共用語言與評估參照，縮短對齊時間，提升知識再利用與決策速度。
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