不論是新興產業（技術）概念建構或是情景式技術地圖都必須建構未來的景象；然不論是運用腦力激盪法發想未來期望的景象或是運用演繹法推演未來的景象，都會遇到一個問題，就是發想的需求或技術的演繹之成熟度不同，無法在同一個「時空」同時存在，這時我們需要將未來的景象依照成熟度分為幾個階段分段來實施；如果用腦力激盪法，我們可以將成熟度（或可行性）大致相同的需求整合在一起，建構短、中、長期不同階段的景象來建構未來的發展路徑，如圖一所示；但如果是運用演繹法逐步建構的未來景象，則我們可以運用技術的「演化」（evolution）來建構未來的發展路徑，如圖二所示。
圖一、將對未來的期望建構為短、中、長期的景象，依序實施
圖二、以演繹法建構的未來景象的演化路徑
本文運用TRIZ的未來演化趨勢協助技術系統建構未來的演化路徑，同樣的為方便解釋，本文還是以工業4.0為例說明之。
一、 創意性的問題解決理論（TRIZ）
1. TRIZ的緣起
創意性的問題解決理論(Theory of Inventive Problem Solving；俄文：теории решения изобретательских задач 俄語縮寫：ТРИЗ；英語的縮寫為TRIZ) 是由前蘇聯海軍專利審核工程師 G. S. Altshuller（俄語名為：Ге́нрих Сау́лович Альтшу́ллер）所提出；由於他是專利審核工程師，因此他在大量審核專利時，察覺到許多專利的創新發明都有一定的規律，於是 Altshuller 歸納與分析大量的發明專利之後，發現不同發明領域在面對各種創新發明的問題時，存在著共同的問題解決原則（方法、或思維），Altshuller 循著這樣的思路進⽽整理出一套系統性的創新發明法則，並建立起TRIZ的理論體系；起初這些創新發明法則被歸納成40個發明原則與39個參數，並進一步將這39個參數與40個發明原則整理成一張大表，稱之為矛盾矩陣，工程師只要能掌握這些參數的衝突關係（消漲關係，Altshuller 稱之為矛盾關係）與發明的規律或法則，就能藉由查表獲得其專屬問題解決方案的「啟發」（由於這些發明原則經過大量的歸納之後，語意變得很籠統，面對問題的工程師必須在這些語意籠統的發明原則中發想其特定問題的解決方向。）
在歸納並萃取發明人使用的方法（原理原則）的基本理念下，Altshuller 與他的團隊，陸續提出許多創新發明的問題解決工具，一般泛稱為 TRIZ 理論技術方法，包括前面提及的 40 個發明原則、矛盾矩陣；還包括ARIZ （發明問題解決演算法）、理想最終結果（Ideal Final Result，IFR；與本人之前文章所提到的終極景象的概念一致）、物質‑場分析、知識/效用（knowledge/effects）以及技術演化趨勢（Trends of technological Evolution）、…等等，建構起龐大的TRIZ體系。
2. TRIZ的技術系統演化趨勢理論與產品創新
在龐大的TRIZ體系中，技術系統演化趨勢型態(Patterns of Evolution of Technological Systems)為 TRIZ 眾多重要的工具之一；Altshuller 與他的團隊察覺到技術系統（例如產品、系統、運作體系）都有一些共同的演化程序，例如產品（或系統，或運作體系）往往是由初始的功能不全、運作不順暢、功能簡單、…等等的狀態漸次演化到功能完整、可靠度高、成本低的境界，如圖三所示。
圖三、技術產品的典型演化趨勢線之一
Altshuller 與他的團隊透過大量的分析與案例的研究，總結出每一個技術系統的演化是依循著可預測的模式進行，而提出九大技術系統演化法則，分別為：
靜態（static）
（1） 系統完備性法則
（2） 系統能量傳遞法則
（3） 系統協調性法則
機制（kinematics）（系統發展的規律）
（4） 提高理想度法則
（5） 子系統不均衡演化法則
（6） 轉向超系統法則（the law of transition to a super system）
動態（Dynamics）
（7） 轉向微層級法則（the law of transition to micro-level）
（8） 提高物場互動法則（the law of increasing the degree of substance-field interactions）
（9） 提高動態性、可控性與減少人員參與（the law of dynamics growth, controllability and displacing a man）
以上的技術系統演化法則的第一部分“靜態”提供了技術系統存在的三個條件，第二部分“機制”指出了技術系統演化的趨勢與特徵；第三部分“動態”則為前兩部分的補充；在第一部分“靜態”方面係說明要成為一個技術系統必須具備：技術系統的元件必須完備、系統各部件的「能量」（可以擴大解釋為資訊、訊號、命令、…等訊息）必須連結（傳遞）起來、且系統的各部件與訊息必須協調一致；當技術系統達成這樣的境界時才能運轉起來，達到如圖三的“正常運作”（make it work properly）境界；在第二部分“機制”方面則指出技術系統會朝向更理想的方式運作，如圖三的“功能最大化”（maximum performance）、各子系統的技術發展進程不一，故各子系統會呈現不均衡的方式演化、以及可能的話，技術系統會擴大影響力轉向更大的超系統（super system）發展，例如：特斯拉電動汽車的遠景是除提供無污染的交通工具外，未來朝向將電動汽車的電池連結起來，達成分散式的能源聯網；同樣的工業4.0的遠景是由智慧製造、智慧工廠，走向掌控整個生產製造生態系；第三部分“動態”方面則可為前兩部分的再深入，例如工業4.0則強調“提高動態性、可控性與減少人員參與”（法則9）；又如，在飛行器監控方面，則可利用飛行物飛行時擾動（手機）基地台電磁波訊號的原理，達到輔助飛行物監控的目的（法則8：提高物場互動法則）；又如，我國政府的晶創計畫則期望運用我國半導體製造的能力，將感知器、檢測設備大幅縮小，以提升其效能，這就是運用到法則7：轉向微層級。
總之，許多技術系統的演化趨勢都依循著以上九大技術系統演化法則來運行，同樣的工業4.0也是一樣；因此，套用TRIZ的技術系統演化法則，則我們可以回顧Roland Berger所建構的工業4.0生態系架構，如圖四所示；則首先我們應將目光放在工業4.0生態系架構的組成部件是否完備、相關的「能量」（資訊、訊號、命令、…等訊息）必須連結起來、且生態系的相關部件與訊息必須協調一致的運轉；俟工業4.0的生態系統運轉穩定（work properly）之後，則可朝第二部分“機制”方面努力，將生態係的運作“功能最大化”（maximum performance）、同時瞭解各子系統的技術發展進程不一，此時生態系的運作會呈現不均衡的方式演化、以及如果可能的話，可以朝擴大影響力，轉向更大的超系統（super system）發展，例如跨國、跨領域、建構設備共享平台、創新性的商業模式、…等等方面運作；當然在過程中，法則9的提高工業4.0運作體系的動態化（彈性化）、可控化與減少人員參與為不可或缺的努力方向。
藉由以上的描述，我們可以藉由TRIZ的技術系統演化法則對工業4.0生態系的運作與努力方向有一個很明確的著力方向。
資料來源：Lucchi, (2018)P17
圖四、Roland Berger建構的工業4.0生態系架構
後來的學者依照實際技術系統的演化方式，建構了技術系統的演化趨勢線（evolution line），以更“實際”的方式描述技術系統的演化路徑，圖五為Mann(2002)所整理的技術演化線，共37條，分為“介面”、“空間”、與“時間”三個區塊；後來經過研究者的不斷擴充，演化趨勢線達到一百多條；本文的目的不是在介紹TRIZ，故點到為止。
複製自：Mann(2002)
圖五、Mann(2002)所整理的演化趨勢線
二、工業4.0的演化路徑
藉由TRIZ演化線的「啟發」，我們可以構思一下工業4.0的演化線，我們可以從兩個方面著手，一個是工業4.0的重要組成元素，也就是網際網路的連網；另一個是從價值的提供與價值的創造角度出發（請參閱：新興產業（技術）概念應聚焦於價值提供與價值創造）；由網際網路的連網演化，我們可以獲得圖六的工業4.0連網的演化趨勢；連網的演化線可分為：連網的場域、連網的對象、連網的功能、以及連網的方向等角度思考；其連網的最終目的可為：隨時隨地與製造體系連結、數位轉型、以及建構生產製造的生態系，詳如圖六所示；如果由價值提供的角度出發，則可獲得圖七的工業4.0價值提供的演化趨勢；價值提供演化線可分為：機器設備、生產製造、生產線與經營管理等角度思考；其最終的目的無非是：無憂或讓高層放心的生產製造與生產製造智慧化，詳如圖七所示；如果由價值創造的角度出發，則可獲得圖八的工業4.0價值創造的演化趨勢；價值創造演化線可依顧客類型分為：消費者（C顧客），其最終目的為讓消費者開心，並感到貼心；工業客戶（B顧客）則又分顧客委託本公司生產消費性產品，再由其對外銷售；以及提供機器設備的耐久財，讓其自行生產消費性產品，再銷售給消費者；不論是哪一種B顧客，其最終的目的都是讓其對本公司所提供的產品或服務品質、交期感到放心或無憂；或者讓其購買本公司的機器設備在使用上感到放心或無憂。
圖六、工業4.0連網的演化線
圖七、工業4.0價值提供的演化線
圖八、工業4.0價值創造的演化線
藉由TRIZ的技術系統演化法則與演化線，可以「啟發」我們思考如何將一個複雜技術系統的未來演化路徑規劃出來，是一個很好用的工具，推薦給大家。
參考資料
Lucchi, M., (2018) INDUSTRY 4.0: UN MODELLO DI SELFASSESSMENT PER VALUTARE IL GRADO DI DIGITALIZZAZIONE DELLE IMPRESE（工業 4.0：評估公司數位化程度的自我評估模型），POLITECNICO DI TORINO（都靈理工學院），碩士論文，P17。
Mann, D. L. (2002). Hands on Systematic Innovation, CREAX Press, Ieper, Belgium. http://www.creax.com. 464 pages, hardback. ISBN 90-77071-02-4