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研究生： 劉棨庭
Chi-Ting Liu
論文名稱： 使用萃思工具及價值工程於產品簡約設計研究
A Study of Product Trimming Using TRIZ and Value Engineering
指導教授： 許棟樑
D. Daniel Sheu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工業工程與工程管理學系
Department of Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 101
中文關鍵詞： 產品簡約設計 、萃思 、功能屬性分析 、價值導向的理想性
外文關鍵詞： Product Trimming Design, TRIZ, Function Attribute Analysis, Value-Based Ideality
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    • 許多重要的研究顯示產品製造流程中，節省成本最有效的方法就是產品元件的簡化。本研究發展出一套創新的簡約設計流程，系統性地整合了萃思方法與價值工程，量化的方式有效地找出產品元件刪減的優先性，然後利用萃思工具作產品元件功能的轉移。本研究將以防身警示器、多功能登山杖為例示範此整合性的流程。
    本研究的貢獻含：1)提出一套系統化整合萃思方法與價值工程理論的產品簡約設計流程，以數理的方法決定產品元件的簡化順序較為客觀； 2) 建立一個新的功能敘述分析表格清楚定義功能屬性分析中系統各元件完整的相互關係； 3) 簡約設計流程有效地將不同功能的子系統整合為一個新的產品，降低成本，增加產品價值，未來可延伸應用於專利迴避。

    The research for significant cost-saving effects that characterize major process to simplify products. This research presents a systematic methodology for product simplicity design through an integration of the Theory of Invention Problem Solving (TRIZ) with Value Engineering. Application of this combined approach is illustrated through case studies of a safety buzzer and a multifunctional climbing stick.

    The contributions of this research include: 1) Presenting a systematic methodology for product simplicity design through an integration of the Theory of Invention Problem Solving (TRIZ) with Value Engineering, and identifying the simplicity priority with the mathematical method objectively; 2)Establishing a novel Function Statement Form thoroughly describing the relationship of all the system components of each other ; 3) Integrating different sub-systems with familiar attributes as a whole new product effectively for decreasing cost, adding product value, and the future analytical studies of the patent evasion.

    目錄 摘要 I ABSTRACT II 致謝詞 III 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2研究目的 3 1.3研究遭遇之困難與解決方式 4 1.4研究貢獻與研究成果 5 1.4.1學術研究方面 5 1.4.2產業應用方面 5 第二章 文獻探討 6 2.1功能分析 6 2.1.1元件、產物及超系統 7 2.1.2連結分析 8 2.2價值工程(VALUE ENGINEERING) 10 2.2.1價值工程相關用語 11 2.2.2價值工程計畫目標 12 2.3萃思(TRIZ)相關理論介紹 13 2.3.1矛盾矩陣與40發明原則 14 2.3.2理想化方法 30 第三章 研究方法與步驟 31 3.1 研究架構 31 3.2 研究步驟 37 3.2.1選定欲簡化的目標產品(系統) 37 3.2.2對產品進行功能屬性分析(Function Attribute Analysis) 40 3.2.3利用功能參數找出最有效的元件裁減優先順序 44 3.2.4產品的元件位置功能階層分析產品簡化優先順序 48 3.2.5找出讓價值導向的理想性最大化的元件裁減優先順序 49 3.2.6根據元件裁減的優先順序將產品簡化 53 3.2.7 TRIZ方法將刪除元件後的系統維持原有的功能 54 3.2.8 產品簡化後的評估(Evaluation)及發展設計藍圖 56 第四章 產品簡約設計之應用案例 59 4.1 防身警示器 59 4.1.1選定目標產品 59 4.1.2進行功能屬性分析(Function Attribute Analysis) 61 4.1.3利用功能參數找出最有效的元件裁減優先順序 62 4.1.4產品的元件位置功能階層分析產品簡化優先順序 64 4.1.5找出讓價值導向的理想性最大化的元件裁減優先順序 65 4.1.6根據元件裁減的優先順序將產品簡化 66 4.1.7產品系統簡化後整體評估比較 69 4.1.8選擇最佳方案發展設計藍圖 72 4.2多功能登山杖 73 4.2.1選定目標產品 75 4.2.2進行功能屬性分析(Function Attribute Analysis) 77 4.2.3利用功能參數找出最有效的元件裁減優先順序 81 4.2.4產品的元件位置功能階層分析產品簡化優先順序 82 4.2.5找出讓價值導向的理想性最大化的元件裁減優先順序 83 4.2.6根據元件裁減的優先順序將產品簡化 84 4.2.7產品系統簡化後整體評估比較 93 4.2.8選擇最佳方案發展設計藍圖 95 第五章 結論與未來研究方向 98 5.1 結論 98 5.2未來研究方向 98 參考文獻 100 圖目錄 圖2.1 元件、產物與超系統 7 圖2.2 車子移動貨物之功能 9 圖2.3萃思領域知識地圖(TRIZ KNOWLEDGE MAP) 14 圖3.1 S-CURVE系統複雜度示意圖 32 圖3.2 9-WINDOWS ANALYSIS 33 圖3.3 產品結構簡化的TRIZ一般模式 35 圖3.4 本方法之整體研究架構 36 圖3.5 防身警示器的功能元件圖 37 圖3.6 防身警示器元件拆解 38 圖3.7 MARZANO再結構的設計程序 39 圖3.8 防身警示器的環境資源分析圖 39 圖3.9 功能展開圖的元件符號定義 41 圖3.10 功能展開圖簡例 41 圖3.11 登山杖的功能展開圖 43 圖3.12 功能參數法則10.的示意功能展開圖 46 圖3.13 元件位置功能階級圖 48 圖4.1防身警示器正反面示意圖 59 圖4.2 防身警示器元件拆解 60 圖4.3 防身警示器環境資源分析圖 60 圖4.4 防身警示器功能展開圖 61 圖4.5 防身警示器元件功能階級分析法功能展開圖 64 圖4.6 防身警示器刪除吊掛鉤功能展開圖 66 圖4.7 防身警示器簡化按鍵功能展開圖 67 圖4.8 防身警示器根據元件位置功能階級分析法簡化後的功能展開圖 67 圖4.9 防身警示器根據功能參數淨值分析法簡化後的功能展開圖 68 圖4.10 防身警示器TRIMMING後的功能展開圖 72 圖4.11防身警示器TRIMMING前後的設計藍圖比較 72 圖4.12 登山杖九窗格分析 73 圖4.13 登山杖情境分析 74 圖4.14 登山杖、打火機、手電筒、七合一瑞士刀示意圖 75 圖4.15登山杖、打火機、手電筒、七合一瑞士元件拆解 75 圖4.16 登山杖、手電筒的環境資源分析 76 圖4.17 打火機、五合一瑞士刀的環境資源分析 76 圖4.18登山杖、打火機、手電筒、七合一瑞士系統功能展開圖 79 圖4.19多功能登山杖有害功能分析圖 86 圖4.20登山杖質場分析圖 87 圖4.21彈力發電能量轉換示意圖 87 圖4.22 彈簧發電系統電磁感應示意圖 88 圖4.23多功能登山杖根據有害功能分析改善後功能展開圖 89 圖4.24 多功能登山杖元件位置功能階級分析元件刪減順序功能展開圖 89 圖4.25 多功能登山杖元件位置功能階級分析法簡化後功能展開圖 90 圖4.26多功能登山杖功能參數淨值分析的元件刪減順序 91 圖4.27 多功能登山杖功能參數淨值分析簡化結果功能展開圖 91 圖4.28 多功能登山杖VALUE-BASED IDEALITY分析簡化結果功能展開圖 92 圖4.29 多功能登山杖簡化後設計藍圖 96 圖4.30 多功能登山杖杖柄示意圖 96 圖4.31 多功能登山杖杖身示意圖 97 表目錄 表1.1創新的層級整理 2 表1.2 遭遇困難與解決方式 4 表2.1 價值工程相關用語說明 11 表2.2 價值工程計畫目標型態 12 表2.3四十個發明原則 14 表2.4三十九個工程參數 25 表2.5簡化後矛盾矩陣 29 表3.1 功能關係矩陣式意圖 42 表3.2 防震登山杖功能關係矩陣 42 表3.3 防震登山杖的功能敘述表 43 表3.4有害功能分析表(防身警示器為例) 46 表3.5元件功能參數淨值分析表(防身警示器為例) 47 表3.6 元件位置功能階級分析法(防身警示器為例) 49 表3.7防身警示器成本資料表 52 表3.8 計算VALUE-BASED IDEALITY的刪除元件優先順序 53 表3.9 各種法則得到的簡化順序比較表(防身警示器為例) 54 表3.10評價檢核內容 56 表3.11 各種簡化順序法則的比較評估表 57 表3.12 各種不同法則結果彙整 58 表4.1 防身警示器功能關係矩陣 61 表4.2 防身警示器功能敘述表 62 表4.3 防身警示器有害功能分析表 63 表4.4 防身警示器功能參數淨值表 63 表4.5 防身警示器的元件功能階級 64 表4.6 防身警示器的VALUE-BASED IDEALITY 分析表 65 表4.7 防身警示器的各項刪減順序比較表 66 表4.8 各法則系統簡化結果評估比較表 69 表4.9 防身警示器簡化後評估表 70 表4.10 各種不同法則最終設計方案結果比較表(防身警示器) 70 表4.11 登山杖功能關係矩陣 77 表4.12 手電筒功能關係矩陣 77 表4.13 打火機功能關係矩陣 78 表4.14 多功能瑞士刀功能關係矩陣 78 表4.15 多功能登山杖功能敘述表 79 表4.16多功能登山杖有害功能分析表 81 表4.17多功能登山杖功能參數淨值分析表 81 表4.18 多功能登山杖的元件階級分析法 82 表 4.19多功能登山杖理想性價值分析表 84 表4.20 多功能登山杖各法則刪減順序比較 84 表4.21 多功能登山杖簡化後結果評估比較表 93 表4.22 多功能登山杖各項刪減順序簡化結果匯整表 93

    參考文獻
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