為技術找商機的主要理念(構想/方式)為針對物件的功能(functions)與屬性(properties)進行盤點與拆解,以作為尋找新應用領域的橋樑。
因此在為技術找商機主流程步驟1所確認(identify)要找新應用領域的物件(材料、基礎科學、技術、功能、模組件、產品)之後,接著則進行物件功能與屬性的描述,以萃取其特徵(步驟2)。
本文的重點放在物件的屬性與功能描述,說明如下。
Attributes 與 Properties
中文都將Attribute 與 Property翻譯成屬性,由於我們引用的都是其他學者的研究成果,因此有必要將兩者的差異說明清楚。
Attribute是指某物或某人所具有的特定特徵或能力,例如這人生了一頭捲髮(特徵)或脾氣暴躁(性格),或這人可以煮出非常好喝的咖啡(能力)(attribute means a particular characteristic or ability which something or someone has, like curly hair or a short temper, or the ability to make really good coffee.);而Property通常用於討論更為抽象的概念,例如一個想法、數學的分支或經濟政策(Property usually in discussions of more abstract concepts, like an idea, a branch of mathematics or an economic policy.)
Attributes是指物件的附加資訊,可用以更清楚的描述這個物件;Properties描述了物件的特質(特點/性質)(Attributes are referring to additional information of an object. Properties are describing the characteristics of an object.)
Attributes更趨向於的是特徵,而Properties更趨向於特質(特點/性質)。(Attribute is more about feature while property is more about character.)
但在這裡又引入了property與character兩個意思大同小異的名詞,這樣下去我們搞不完,就此打住。
不過在這裡,我們將物件的Attributes視為(不是翻譯為:我們都翻譯成屬性)反應物件所呈現的樣貌;而Properties則視為物件這些樣貌(Attributes)所衍生出來的有用特質,這個特質也許是特性、特點、特色、…等等;也就是物件樣貌所呈現出來的獨特的地方。
物件的屬性(property)與屬性的描述
Dewulf(2005, 2006)將產品(或材料)可能的變異建構產品(材料)變異屬性譜,稱之為產品DNA,並註冊「Directed Variation®」商標,作為產品變異設計的發想起點;Dewulf(2005)以孔隙率(porosity)、表面(粗度)(surface)、柔韌性(flexibility)、顏色(color)、成分(components)、相狀態(state;固態/液態/氣態)、整體性(unity)、透明度(transparency)、信息(information)、自動化(automation)與感官(senses)來描述產品(材料)的屬性。
當然描述產品(材料)的屬性可以自由發揮,只要能描述產品(材料)的特性或特質即可;例如Araújo & Carvalho(2021)經過專家對塑膠托盤材料的發想,整理出完全不同的材料屬性,包括(但不限於):重量(Light)、密度(Low density)、導電性(conductivity)、導熱性(thermal conductivity)、惰性(Inert)、抗老化性(耐候性)(Resistant to aging)、防潮性(hygroscopic, insensitive to humidity)、機械強度(mechanical resistance)、吸振性(shock absorber)、…等等。(Araújo & Carvalho, 2021 有深入描述如何產出這些材料屬性的方式,有興趣可以找該篇文章參考。)
由此可知,由專家討論法(Araújo & Carvalho(2021)所採用的方法)可以得到產品(材料)的廣泛屬性,推薦採用。
物件的功能(function)與功能的描述
所謂功能係指能執行預期的特定工作,能執行特定功能的模組件我們稱之為功能模組;但一個功能模組可以執行多種可能的功能,例如一個杯子可以當成裝水的容器、也可以種花、也可以作為放東西(零錢、發票、…)的容器。
1. 功能描述的規則
- 以簡潔的方式來陳述功能的特質(特性、特點、特色、…);
- 以非專有名詞來描述,讓非專業人士也能理解;
- 以一組標準化或一致性規則來陳述。
2. 功能描述的內涵
Van Wyk(1988)建議功能描述應包含以下項目:
(1)功能:執行什麼?(Function: What Does the Entity Do?)
- 功能為物件的主要預期產出;
- 任何技術的功能都可以用以下三個動詞之一與以下三個名詞之一來描述:動詞是流程(process)、運送(transport)與儲存(store);名詞則是物質(matter)、能量(energy)與訊息(information);例如不論是輸送帶、飛機或公共汽車都是「運送物質」。
(2)性能:做得如何?(Performance: How Well Does it Do it?)
在描述大多數的功能時,大都提到以下四個重要特徵:
- 效率(Efficiency):係指一定數量的投入所獲得的產出量。
- 容量(Capacity):容量的定義取決於活動的類型,就(工廠)加工而言,容量指的是單位時間內的處理量;就運輸而言,容量是指單位時間內的行駛距離;就儲存而言,容量是指每單位質量或體積的儲存量。
- 密度(Density):係指衡量功能所產生的輸出量與功能所需的空間量(體積)間的關係。
- 精確度(Precision):係指產出的精準度或清晰度。
(3) 結構:如何組成?(Structure: How is it Configured?)
- 結構是對物件的形狀、大小與複雜度的描述;如前所述,物件可以是材料、功能模組、產品;
- 複雜度可說是描述物件的最重要面向,它描述了物件各個元件(元素)間的互動關係,以及運作的方式。
(4) 尺寸:有多大?(Size: How Big is it?)
(5) 材料:用什麼做的?(Material: What is it Made of?)
Bianchi et al.(2010)依照這個架構,建立包裝結構的功能描述,如圖一與表一所述。
複製自:Bianchi et al.,2010
圖一、案例:包裝材結構圖
表一、案例:包裝材功能描述
翻譯自:Bianchi et al.,2010
當然功能的描述可以不限於以上5項,還可以包括(但不限於):重量、成本、操作流程、使用環境與使用條件、目前應用領域(範圍)、…等等。
另外需要注意的一點是,持續性(sustaining)與破壞性(disruptive)的技術(或技術)的描述在本質上不同:
- 由於持續性的技術有使用的案例可以參照,因此其功能的描述可以很清楚的陳述;
- 大多數新興技術,例如奈米技術或微機電技術(MEMS),大都具破壞性創新,它們的價值尚被未明確的發現;因此,只能描述技術有趣的現象或獨特的特徵,並以該領域的專家發想這些特徵的潛在應用場景,進而發掘其可能的功能。
物件的功能可由物件的屬性來執行
Dewulf(2006)將屬性與功能結合,如下所示(亦如表二所示):
X物件 的 Y屬性 執行 Z功能
( Y property of X excuse Z function )
表二、結合屬性與功能
翻譯自:Dewulf(2006)
藉由物件的屬性與功能建立可發揮的潛在應用功能
上一個步驟中,首先進行物件的屬性描述,可以先由Attributes發展到Properties,再衍生到功能;若對物件屬性(Properties)衍生到功能的需要協助時,可以參照TRIZ的知識/效用(knowledge/effects)矩陣的功能類別清單(如表三所示的第一個欄位),例如:吸收(absorb)、累積(accumulate)、彎曲(bends)、…等等,一一比對,以篩選出具應用潛力的功能。
表三為Mann(2007) 第16章 Problem Solving Tools Knowledge Effects的知識/效用矩陣表(只呈現一小部分);表中第一欄是功能,之後的第二~第五欄分別是作用對象:固體、液體、氣體、與場(field);對照的欄位則是可以運用的技術方案;表四A(英文)、B(中文)則為TRIZ知識/效用知識庫的功能類別一覽表,共35個功能類別。
綜合以上,執行者可參照表三或表四的功能類別一覽表由物件的屬性(properties)篩選出潛在可執行的功能。
表三、TRIZ的知識/效用表(只呈現一小部分)
資料來源:Mann(2002)P360
表四A、表三知識/效用的功能類別一覽表(英文)
資料來源:https://wbam2244.dns-systems.net/EDB/index.php
表四B、表三知識/效用的功能類別一覽表(中文)
資料來源:https://wbam2244.dns-systems.net/EDB/index.php;Google直接翻譯。
最後提醒
這裡強調的是如果對物件屬性(Properties)衍生到功能的需要協助,可以參照TRIZ的知識/效用(knowledge/effects)矩陣的功能類別清單進行篩選,但並不需要被框架在TRIZ的領域裡,事實上TRIZ的領域也不斷發展,其所謂的知識/效用矩陣的功能類別也不斷的長大或膨脹(也就是知識技術所產生的功能類別愈來愈多),實在也沒有必要被目前的TRIZ所綁架;但由於TRIZ已經發展成龐大的體系,若能善用,可以事半功倍。
為技術找商機的重點是讓物件的功能發揮,因此將屬性轉換為功能為非常重要的一個步驟。
參考文獻
de Araújo, R. G. M. and de Carvalho, M. A. 2021, Comparative Analysis of Methods for Identifying Opportunities for Reusing Solid Waste, IFIP International Federation for Information Processing, pp. 42–56, 2021, https://doi.org/10.1007/978-3-030-86614-3_4.
Bianchi, M., Campodall’Orto, S., Frattini, F., andVercesi, P. (2010). Enabling open innovation in small and medium-sized enterprises: how to find alternative applications for your technologies, R&D Management, 2(4):414-431. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1467-9310.2010.00613.x.
Dewulf, S., 2005, Directed Variation Solving Conflicts in TRIZ Part 2, TRIZ-journal Oct.
Dewulf, S., 2006, Directed variation of properties for new or improved function product DNA – A base for connect and develop, TRIZ Future Conference.
Mann, D. L. (2002). Hands on Systematic Innovation, CREAX Press, Ieper, Belgium. http://www.creax.com. 464 pages, hardback. ISBN 90-77071-02-4
Effects Database,https://www.triz.co.uk/triz-effects-database.