整合专利地图、Kano模型与TRIZ技术演化趋势实践产品创新之研究
ITRIZS 2020-03-28
姜台林 博士 (法思诺创新学院 院长)
国际TRIZ学会/ITRIZS 副主席 (TRIZ五级大师)
国际设计思考学会/ISDT 联合创始人 (DT大师)
彭培洵 (台湾中小企银法务专员)
绪论
本研究通过整合专利地图、Kano
模式与TRIZ技术演化趋势，建立产品创新设计流程，其主要包含三个核心步骤：1、利用专利检索与专利地图，以发掘创新机会。2、透过Kano模式分析顾客具体需求。3、根据TRIZ理论中技术演化趋势确认创新机会点，预测新的产品设计概念。以上步骤用以缩短产品开发时间、减少专利侵权造成企业损失。本研究以茶壶为例，进行新的产品设计，用以评估本研究提出方法之有效性。
个案研究:
第一步: 产品选定
本研究以冲泡茶叶之茶壶为专利检索目标，茶壶的基本构造如图1，可分为壶身、壶盖、壶纽、壶嘴、壶提、圈足，因茶壶属技术层次较低之结构，故本研究即以茶壶为检索目标，不再细分其构造项目。
图1 茶壶之基本构造 数据源：本研究整理
第二步：专利检索与分析、绘制专利地图
为了解茶壶目前技术与专利布署状况，寻求再开发之空间，本研究于茶壶之专利检索过程中，依检索之专利说明书，将茶壶之技术领域分为壶体变形、增添结构、改变结构、增添构造成分、改变构造成分、结合六大部分；茶壶之功效架构则分为节省能源、控制产出物质量、便于执壶、增加茶水净度、增添美学、增加滤茶便利性、增加清洗便利性、增加倾倒液体便利性、控制温度及其他，就筛选后的专利数据，并简以件数分布制作技术功效矩阵如表1。
表1 茶壶专利之技术功效矩阵
数据源：本研究整理
由表1可知，目前茶壶之技术发展状况，其专利空洞为未以壶体变形的技术增加茶水净度、滤茶便利性、控制温度；未以改变构造的技术增加茶水净度；未以增添构造成份的技术控制产出物质量、便于执壶、增添美学、增加滤茶便利性、增加清洗便利性、增加倾倒液体便利性、控制温度；未以改变致造成份的技术节省能源、控制产出物质量、便于执壶、增加茶水净度、增加滤茶便利性、增加倾倒液体便利性、控制温度；未以结合的技术节省能源、增加茶水净度、增加清洗便利性、增加倾倒液体便利性，以上即为挖洞式创新，创造技术的蓝图。
第三步：以Kano模式进行产品功效质量分析
针对茶壶的功效质量，确定哪一个更具研发价值，本研究针对茶壶功效质量以问卷方式进行Kano模式分析，调研结果如表2。
表2 茶壶功效Kano模式分析
第四步：绘制演化潜力雷达图以寻求突破创新点
为明确茶壶目前技术演化趋势及产品未来研发方向，本研究系采用 TRIZ理论中Darrell Mann
之31个演化趋势，就前面的专利检索所得之专利数据逐笔进行人工分析，判定茶壶技术目前之演化阶段落点。
目前茶壶技术尚未发展成熟或未达演化极限之技术演化趋势及其下一阶段走向，包括(阐述部分)：
01智能型材料之发展迈向双向适应材料阶段(3/4)，其自单向适应材料迈向双向适应材料之演进理由为增加操作上的灵活性、三向转换。
15非线性设计走向完全非线性系统(3/3)，其演进理由为所有调整选择旨在维护或改善作用、減少系统复杂性、減少生产成本、增加信度、改进维修性、增进使用者安全性、減少灾难性故障的可能。
28控制度部分至智慧回馈（4/4），其演进理由为适应系统、自我学习系统、自我修复系统、减少非线性系统导致失效的可能。
承上，将Kano模式分析出茶壶具魅力质量之功效，结合茶壶专利功效技术矩阵图所得之专利空洞，并依各演化趋势中之跃进理由，寻求可应用之演化趋势，可得目前茶壶技术中多个具体之创新研发方向，如表3所示
(因篇幅限制仅阐述一项)。
第五步：以关键创新项目进行产品设计及创新方向建议
本研究就上述分析之具体创新研发方向，简取控制产出物质量的产品功效，就演化趋势之演化方向为实际专利产品改善之建议及产品创新设计(表3)。
表3 茶壶魅力质量、专利空洞与演化潜力机会区域整合表
数据源：本研究整理
创新设计: 具检测茶汤浓度功效之茶壶
茶壶功效中具魅力质量之「控制产出物质量」部分，以专利地图中「增添构造成分」之技术，结合Darrell Mann之演化趋势各阶段之跃进理由中，
28控制度将进入智能回馈阶段，产品将具有自动修正之功能，故以此为研发思考方向(表4)。
表4 茶壶魅力质量演化趋势分析
故本研究建议于茶壶底部构造中，置入感应浓度之生物芯片，如图2，可显示茶汤浓度及茶汤中营养含量，因茶叶中营养含量丰富，其儿茶素（Catechins）成份，对人体极具有益功效，如消除自由基、抗氧化、抗菌、解毒、抗炎、排出体内放射性物质、强化微血管活性、抑制血压上升等，但茶汤冲泡多次，营养成分多已溶出，茶汤已无营养作用，反具无益身体健康之成分，易造成身体损害。
因此明确显示茶汤中儿茶素含量，可控制茶汤之质量，并于壶体上设有显示屏幕，如图3所示，显示逾越最佳浓度后，所需稀释之水量数据，以达自动修正之功能，维持茶汤质量一致性。
图2 检测茶汤浓度及营养含量芯片位置图
图3 具显示茶汤浓度及最佳浓度水量之茶壶
结论
本研究透过整合专利地图、Kano 模式与TRIZ理论中Darrell
Mann之技术演化趋势建立创新发明之流程，并简以一般浸泡茶叶之茶壶为例，进行产品创新之设计与建议；应用专利检索，筛选出所需产品之专利数据，用以制作专利地图，找寻专利空洞，可了解产品现行市场技术分布情形，减少研发产品侵权行为之发生，并增加取得专利之可能，后以Kano模式分析产品功效之魅力质量，导入顾客观点，增加产品市场竞争力。
牛顿曾言：如果我看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上，而专利资料则为研发人员之巨人肩膀，善用专利信息，可大幅减少研发时程，TRIZ理论将前人智慧归纳成容易遵循之原则与方法，本研究结合专利地图、Kano模式与TRIZ之演化趋势，其流程之建构，可使专利发明大众化，降低研发门坎，即使未具理工背景，亦可跨入研发领域，用简易之方式，落实自己的创意设计。