創意與產品分析

高都企家班講師 :詹翔霖副教授

03 產品分析 -- 型態分析

型態分析法 (Morphological analysis) 是將一個事物的所有獨立要數都列出來，加上每一個獨立要數的可變參數，作成型態分析表 (Morphological chart) ，然後詳細研究所有的組合，就每個組合構思創意的方法。

這種技法是 1940 年代，由加州理工學院教授 Zwicky 所發展出來的，最早應用在機械工程領域。

( 一 ) 型態分析法的定義 : 型態分析是韋開博士 (Dr. Fritz Zwicky) 和艾倫博士 (Dr. Ayro

n S.Allen) 所倡議，係以結構為基礎，再使用組合的技術來產生更多新的觀念。 ( 陳樹勛， 1969)

Rawlison John Geoffery 認為此種技法與屬性列舉法相似，先找出問題的可能變數，再以新的方式作聯結。由此得到的結果，有些是已存在，有些是具有可行性，但有些可能有實際執行的困難。 (Rawlison John Geoffery ， 1989)

顏鴻森則認為型態分析法是「一種系統式的解決方式去分析一個構想、物件、裝置、產品、系統或過程的架構，需利用部份屬性列舉法的技巧並作許多的變化。」「它包含了一系列問題的相關主要獨立變數之發展，加上每一部份變數的可變設計。激發釐清模糊不清的問題能力的意圖和開啟物件的連結關係使正常的過程變成不依照規則。」

形態分析法的特點1. 用可能想到的一切組合來構思，幾乎可以涵

括絕大多數的創意；2. 一般所無法考慮到的組合亦可利用強制關連

檢討創意，有可能會產生意想不到的創意。

型態分析法的好處 只需要短時間便可完成一個矩陣，以用來解

決問題。 可將同一種主題用不同的組合，把人、事、

物，作一種新奇的變化、重新安排，產生許多變化，來研究多種不同變化之間的連結，這是核對清單法無法做到的。

( 二 ) 型態分析法的基本原則 :

1.任何一種觀念都是不完全的。2.知識是無限的。3.任何一種觀念或思想都在追求更完整的知識領域。4. 想要徹底解決一種問題，應從已知要素的所有可能的結合關係中獲得。

5. 事與事之間，物與物之間，或事與物之間，都存在一種放之四海而皆準的關聯。

6.任何抉策在定案之前，必須要經過分析、判斷，否則不能獲得客觀的分類。

7. 應先尋求各種價值的型態構造，而後尋求所需的觀念或答案。( 陳龍安， 1988 ， 1991)

Zwicky 總結型態分析法過程的五步 :

第一步 問題被解決必須非常簡明地被公式化。 第二步 也許是重要為指定的問題的解答的所有參量必須地方化和被分析。

第三步 形態箱子或多維矩陣 , 包含 所有指定的問題的潛在的解答 , 被修建。

第四步 所有解答 包含在形態箱子嚴密被詳細檢查和被評估談到是達到的目的。

第五步 優選地適當的解答 ... 被選擇和是實際應用的 , 假設必要的手段是可利用的。這減少對實踐要求總之一項補充形態研究。 " ( 我的重點 )

型態分析法的執行方式1. 是將問題予以分解成若干子問題（獨立要

數），2. 再從每一個子問題中找出可變參數，3. 再依據所有子問題（獨立要數）與其可變參

數的確認來激發大部份的構想。4. 各子系統產生解之後，型態分析法可連結有

解的各子系統，通常它們之間的連可結機率相當高。

一、列舉出目標問題的的子系統（獨立要數）

列舉出相互獨立的主要子系統（獨立要數），但 `不宜不能太多，否則會增加子系統的解無法連結機率，一般而言以大約三到八個獨立要數較為適當。

範例 交通工具的子系統（獨立要數）：包括使用場所、乘坐物、動力源、乘坐姿勢等。

二、列舉出各子系統的可變參數

列舉出各子系統重要得可變參數，包含已存在的特定子系統的解和新型的可用子系統的解。

範例 使用場所：包括路地、海上、空中、地下等。

乘坐物：包括使用輪子、滾軸、氣墊、滑板、磁浮等。

動力源：包括蒸汽、瓦斯、電纜、核能、電力、飛輪等。

乘坐姿勢：包括坐姿、站立、躺臥、懸掛等。

三、設置型態矩陣 以獨立要數為縱軸、可變參數為橫軸，建構

一個矩陣，做為連結各子系統的可變參數，形成許多新觀念（新的問題解）的根據地。

範例

四、將可變參數相互連結，形成許多新觀念（新的問題解） 將矩陣中每個子系統選取一個的可變參數相互連結，可以形成許多新觀念（新的問題解）。理論上可行的不同解都可以經由連結的方式穫得得到，每一個的潛在解也可以經由深入的發展而得新的創意。

範例 將矩陣中每個子系統選取一個的可變參數相互連結，可產生 4×5×6×4 個組合共 480種交通方式，其中有不少已經問世了，例如，『空中十滑板＋電纜十站立』的結果產生滑雪吊椅，『地下十輪子十電力十站立』產生行駛於都市尖峰時段的地下鐵。

另外，經由以上的連結尚形成更多的新觀念（新的問題解），每一個的潛在解也可以經由深入的發展而得新的創意。

簡要步驟1. 界定任何可接受之設計案都必須達成的機能。2. 以圖表列出次級解答的範圍，亦即達成每項

機能的選擇方案。3. 在每一機能選擇方案中選出一組可接受的次級解答案。

( 四 ) 型態分析法的特性

1. 型態分析法的好處是只需要短時間去完成一個矩陣來解決問題。主要困難在於要確認一組函數：解的主要變數、獨立變數、外在變數、少到足夠得到解的聯立方程式和少到足以在短時間搜尋的矩陣。

2. 其執行的最佳狀態是當問題已準備好以分解的方式變成子問題。每一個子問題應代表一個問題的主要部份。它可以依據工程師對影響設計的所有重要參數之確認來激發大部份的構想。

3. 型態分析法顯示可能連結產生解的子系統之完整範圍。可連結的數目通常機率很高，且不只是已存在設計包含相關的解，大範圍的變化和完整的奇特解也是如此。

4. 此法最能應用在個人的應用上，而它也能使多種不同變化之間的研究巧妙連結。

範例 1

設計一個輕型機車的傳動系統

1. 列舉出目標問題的子系統（獨立要數）：

機車傳動系統的子系統（獨立要數）：(a)動力源(b) 傳動方式(c)傳動機構(d) 變速檔位

2. 列舉出各子系統的可變參數：(a) 動力源：包括汽油引擎、噴射引擎、電動馬達、攪動引擎。

(b) 變速方式：包括手動、自動、混合。 (c) 傳動機構：包括齒輪、皮帶、鍊條、連桿、混合。

(d) 變速檔位：包括三速、四速、連續、其他。

3. 設置型態矩陣： 根據各子系統（獨立要數）及其可變參數，

以獨立要數為縱軸、可變參數為橫軸，建搆型態矩陣如下：

4. 將可變參數相互連結，形成許多新觀念（新的問題解）：

將矩陣中每個子系統選取一個的可變參數相互連結，可產生 4×3×5×4 個組合共 240 種機車傳動方式，例如，『電動馬達十自動＋皮帶十連續』的結果產生目前上販賣的「上偉」無段變速電動機車，『汽油引擎十手（腳）動十齒輪十四速』的結果為以前銷售良好的燃油機車「野狼 125」。

此外，經由以上的連結尚可形成更多新的設計觀念（新的問題解），每一個設計觀念也可以經由深入的發展而得新的創意。如果動力源限制在汽油引擎和電動馬達，變速方式限制在手（腳）動與混合，傳動機構限制用齒輪、皮帶和混合，變速檔位限制在連續或其他，那麼只有 24 種可能的解法。

範例 2

牙膏設計

獨立要素： A. 牙膏種類B. 尺寸C. 口味顏色D. 用途E. 主要材質F. 動力源G. 擠壓動力源H. 擠壓方式I. 使用場所J. 置於方式

牙膏型態分析表

參數的型態分析與綜合結果 運用型態分析思考，將矩陣平面化，做連結性樣品的開發。可選擇每

一個參數最適切的特點加以組合出構想解決方案，甚至可以重複性的搭配出新產品的式樣。經過牙膏型態分析圖得知，牙膏設計可以有多重選擇，例如：

1. 「長條型 +鋁管 +大型家庭式 +綠 (薄荷 )+口腔保健 +人力 +手動 +後方擠壓+洗手台 +置於洗手台」，就產生出現在市場上的ㄧ般性「黑人牙膏」。

2. 「直立型 +塑膠 +招牌樣式 +黑色 (竹炭 )+口腔保健 +機械力 +自動+後方擠壓+浴室 +懸掛牆壁上」，產生出創新的「電動式擠牙膏器」，牙膏器懸掛於牆壁上，不佔空間。

在上表 3. 所示，總共有牙膏種類 *3種參數，主要材質 *2 種參數，尺寸 *4 種參數，口味顏色 *8 種參數，用途 *5種參數，動力源 *2 種參數，擠壓動力源 *3種參數，擠壓方式 *3種參數，使用場所 *4 種參數，置於方式 *4 種參數等，共有 276¸480 種的創新開發產品。

範例 3

行動電話

The end

作業 各組將研究主題之產品製作一個產品型態分

析表。 試從型態分析表中，建構二件新的產品。