助理教授論文發表 博士論文 感性工學之綠色創新設計模式 Green innovation design model of Kansei Engineering 陳炫助 HsuanChu CHEN.

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1 助理教授論文發表 博士論文 感性工學之綠色創新設計模式 Green innovation design model of Kansei Engineering
陳炫助 HsuanChu CHEN

2 國立雲林科技大學 設計學研究所 (設計運算組) 博士
陳 炫 助 HsuanChu CHEN 媒體設計系(所)助理教授 研發處 創新育成中心 執行秘書 國立雲林科技大學 設計學研究所 (設計運算組) 博士 研究領域 感性工學設計(KS)、綠色永續設計(ECO)、創新設計(TRIZ) 教學領域 多媒體設計、網站設計、電腦繪圖、影音整合、工藝與產品設計、 視覺與包裝整合設計

3 第一章 前言 1.1 研究背景 十八世紀工業革命以來，近幾個世紀人類排放了超量的二氧化碳等氣體至大氣層中，造成全球暖化、過度的溫室效應，在環境污染日益嚴重的狀況下，近年來世界各國對環保產生了共識，歐美國家已實施環保法規(WEEE、RoHS 、 EuP、ErP 、ISO14000等等)，減少產業對環境的影響，所以對於環境生態的維護，不僅是世界環境組織與政府法令規範、企業社會責任、更是所有人類所需共同擔負的責任。

4 1.2研究動機 本研究動機是對自然環境的反思，藉由科技改善產品，讓產品的製造與設計，能對自然更友善，達到永續環境的可能性(圖1-1)。
創新 產品 (機) 永續 環境 (環) 社會 經濟 (人) 感性設計 Kansei 創新設計 TRIZ Kansei -TRIZ ECO-TRIZ Kansei -ECO 綠色設計 ECO 感性工學之 綠色創新設計模式 圖 1‑1 感性設計、創新設計與永續設計

5 1.3研究目的 在環保風潮的趨勢下，消費者與企業都已經開始重視永續環境的需求，綠色產品不僅要符合環境保護的指令，更要達到消費者需求。本研究建構發展─感性工學之綠色創新設計模式(Kansei–ECO TRIZ)，以感性工學、綠色設計與創新設計為知識基礎，加入需求考量與環境考量，發展一套創新設計模式，供企業與設計師使用，以期能帶給消費者、企業與環境，對綠色產品有一致的期望。本研究之目的如下： 1. 整合感性工學與萃思理論的流程與方法，探討感性創新設計的創新法則與 感性萃思模式方法。 2. 應用環境要素(WBCSD)與萃思理論的對應進行案例分析，以焦點團體法 與層級 分析(AHP)決策，探討綠色企業責任與綠色決策的影響。 3. 透過感性語彙與綠色設計的結合，以田口方法(TM)進行感性造型最佳化綠色設 計(Kansei - ECO) ，探討綠色設計之造型最佳化原則。 4. 建構感性工學之綠色創新設計模式(Kansei-ECO TRIZ)，驗證此模式是否可行。

6 本研究的目的在於藉由感性工學、創新設計與綠色設計，建構一套感性工學之綠色創新設計模式(Kansei – ECO TRIZ) ，如圖1-2所示。
感性設計 綠色設計 ECO 創新設計 TRIZ 感性工學之 綠色創新設計模式 圖1-2 感性工學之綠色創新設計模式 (Kansei – ECO TRIZ)

7 1.6研究流程 圖1-3 研究流程

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9 第二章 文獻探討 2.1 創意、創新方法與創新產品 2.2 從需求、情感與使用性到感性工學 2.3 綠色永續的思維
第二章 文獻探討 2.1 創意、創新方法與創新產品 2.2 從需求、情感與使用性到感性工學 2.3 綠色永續的思維 2.4 萃思理論 (TRIZ) 2.5 研究與分析方法

10 2.1 創意、創新方法與創新產品 Schumpeter (1934) , Jones(1984), Adernathy & Clark （1985） , Gobeli & Brown（1987） , Holt（1988） , Betz（1987）, Kotler（1991） , Drucke（1995） ,黎(2000) ,工研院(2013), Tavassoli & Karlsson (2015)等等提出許多創新的方法，與創意思考法(羅應浮，2006)。 Holt（1988）認為，技術創新（Technological Innovation）透過知識的使用，來創造和執行新的技術。而其結果可以是產品創新（New Product），亦可以是製程創新（Process Innovation）。 工研院(2013)產業報告顯示，需求推動科技，科技創造創新產品，產品帶動經濟，經濟促進需求，也有可能是科技帶動需求，需求刺激經濟，所以人類的需求，會帶動科技產生創新，創新產品滿足人類的需求(圖2-1)。

11 本研究以創新的知識方法與技術方式，來建構創新模式，改善消費者對產品的設計需求與渴望。
Tavassoli & Karlsson (2015)在企業創新研究中指出，最為重要的部分是Product innovators，其次是Marketing innovators。 因此由上述可知，達到創新的關鍵在於能否滿足消費者或是使用者的需求，創新是一個過程，不只是一個靈感；而企業要能永續經營，首重仍是以產品創新、其次市場創新、流程與組織創新。 本研究以創新的知識方法與技術方式，來建構創新模式，改善消費者對產品的設計需求與渴望。 圖2-1創新產品之科技推力與市場拉力

12 2.2 從需求、情感與使用性到感性工學 Maslow (1943)說明不同層次的需求：生理、安全、社交、尊重與自我實現需求，這說明了消費者需求由生理的、感覺的、感知的、認知的、情感的、到精神的滿足(Physiological, Sensational, Perceptual, Cognitive, Affective, Spiritual)，由物質、生理、心理到情感、精神面的階段。 Woods（1960）, Park, Jaworski, & Maclnnis（1986）, Heufler（2004) 都提出需求與情感的相關理論。 Norman(2004: 2005) 針對人類產品的情感設計分為：(1)本能層次：關注本身的外觀；（2）行為層次：使用的樂趣和效用； (3) 反思層次：考慮產品的合理化和智慧化。 Norman(2004: 2005) 情感是一個判斷好壞、安全或危害的系統，可做出價值判斷，讓人能夠生存的更好。 Norman & Ortony（2006）提出人類的資訊處理系統可區分為認知系統及情感系統，且兩者的功能有所不同。

13 依據上述的理論說明，本研究彙整使用者(消費者)與產品情感，在社會需求、使用者需求、產品類別功能與產品情感層次的關聯性，如圖2-2所示。
反 思 行 為 本 能 Maslow (1943) Norman(2004: 2005) 圖2-2產品情感層次的關聯性

14 2.2.1 感性工學 (Kansei Engineering, KE)
KE的想法孕育在1970年代，是從消費者在市場上的角色變化而來的，Nagamachi長町於1970年提出的「情緒工學」（Emotion Technology），當時雖然Emotion Technology與Kansei Engineering (KE) 的名稱不同，但本質是相同的。 KE 是一種以人性需求（Human-centered）作為優先考量的科學，將使用者對產品的感情（Feeling）和意象（Image）轉換為設計要素的新產品開發技術（Nagamachi，1997）。Nagamachi （1995）認為KE是將人們的想像及感性等心願，轉換成物理性的設計要素，具體進行開發設計的技術」。 綜合以上的發展，使用者(消費者)在情感的認知下，對產品有一定的需求與情感認知層次，而感性工學就是藉由口語表達的方式，將情感要素傳遞出來，轉換成工學要素，即所謂心理量轉換成工程量，讓使用者在物質的心理感受能夠達到個滿足點，讓心身靈能夠成為一體(人機一體) (HMU)。

15 感性工學的方法分類 (黃&原田,1998; Nagamachi, 2003; Lokman, 2010)發展至今，大致可分為五至八種類型，本研究僅列出較常使用的六類：
(1) KE Type I：階層化類目分類 (Category Classification) (2) KE Type II：感性工學系統 (KES, Kansei Engineering System) (3) KE Type III：感性工學數學模式 (Kansei Engineering Modeling) (4) KE Type IV：複合式感性工學系統 (Hybrid Kansei Engineering System) (5) KE Type V：虛擬感性工學 (Virtual Kansei Engineering) (6) KE Type VI：協同感性工學 (Collaborative Kansei Engineering) ※ 研究者曾發表以 KE Type II：感性工學系統為主的國際研討會論文。(2012 KEER) The Study of Innovative Design System：Based on Parametric Feature Forms ： An Example of Beverage Containers. HC Chen, J Tu, SS Guan.

16 本研究以KE Type I為主要感性工學工具，KE Type I：階層化類目分類，是從一個新產品的感覺概念開始進行概念設計，逐層往下分解成細部的部件或機構，加以改善以符合使用者的期望。 在前端的設計過程，可使用KJ法或定性研究方式來進行。這類的最著名的開發設計案例是以馬自達Miata的跑車設計案例(Nagamachi, 1999) 。

17 2.3綠色永續的思維 「不願面對的真相」(An Inconvenient Truth) (張瓊懿譯, Gore著, 2007) 揭起全球暖化的議題。 台灣紀錄片「±2℃」影片 (陳文茜, 2010)，描寫了汙染影響了近三十年的環境生態，造成南北極冰層融化，海水上升等許多生態環境的衝擊與影響。 台灣紀錄片「看見台灣」影片 （英語：Beyond Beauty - TAIWAN FROM ABOVE）(齊柏林,2013)，

18 綠色思維最早提出是在20世紀的1960年代。Papanek(1985)在「Design for the real world」一書中，強調設計應該認真考慮有限的地球資源使用，要為保護地球環境而設計。
綠色設計的相關術語眾多，所代表的涵義與範圍各不相同，在國際上較常用的：Eco Design、Sustainable Design (SD)、Ecological Design、Design for Environment (DfE)、Life Cycle Design (LCD)等等名稱。 Braungart (2002) 開始推廣搖籃到搖籃 (Cradle to Cradle：C2C)概念，向大自然學習，所有東西皆為養份，皆可回歸自然。利用「養分管理」觀念出發，從產品設計階段就仔細構想產品結局，讓物質得以不斷循環(Braungart, 2002: 2008）。 Hawken(2004)所著的「綠色資本主義－創造經濟雙贏的策略」一書提到：二十一世紀是「環境世紀」，師法自然、順其自然的循環。

19 綠色美學與時尚 & 綠色材質應用 綠色美學是為綠色設計與流行時尚的結合，綠色設計強調材料的運用，並且在設計的過程中加入綠色永續的概念，流行時尚則是為迎合消費者主觀的美學概念，把美感創造成為一種觀感，以達到符合市場的要求(杜瑞澤，2013) 。 綠色設計大都在談論材質之應用，讓環境與自然達到全然平衡。所謂的自然材質：如有機棉、竹子、玉米蔗糖聚合物、蓖麻聚合物、椰殼活性碳、大麻、蕁麻、聚乳酸生質聚合物、松樹枝纖維、可再生木漿人造纖維、牛奶纖維、咖啡紗、植物喀什米爾纖維等等材質。 其中以竹材，是目前最經濟實惠與快速的材質，且中華文化老祖宗的生活中，早已開始使用此材料，從食、衣、住、行、育、樂，都可以見到它應用在生活中的身影。 Research on bamboo craft development from perspective of green design HC Chen, JC Tu, SS Guang 2014 ICICE. Innovation, Communication and Engineering,

20 2.4 萃思理論 (TRIZ) 萃思理論(TRIZ)方法是由蘇聯學者Genrish Squlovich Altshuller於1946年代研究了四十餘萬件專利案件後，所整理歸納出的理論方法。TRIZ是TIPS (Theory of Inventive Problem Solving) 的俄文同義字，意思是解答發明問題的方法，因此又稱為發明問題解決理論，國內學者稱之 TRIZ 或「萃思理論」。 Altshuller 與他的團隊，提出很多發明創新之問題分析工具與解題工具，一般泛稱為TRIZ 技法。例如39矛盾矩陣(Contradiction Matrix)、40創新法則(Inventive Principle)、76 標準解決方法(Standard Solutions)、物質場分析(Su-Field Analysis) 、創新問題的演算法(ARIZ) 、技術系統的演進規則(Patterns of Evolution) 、科學效應(Effects) 等等方法。

21 本研究使用TRIZ矛盾矩陣(Contradiction Matrix)、創新法則(Inventive Principle)為方法(Ahshuller, 1996; Domb,1998; Terninko et al., 1998)。 TRIZ矛盾矩陣 、 創新法則 、76標準解等 定義 Classificati on 轉換成標準問題 Standard Problem 標準解決方案 Solution TRIZ 對應操作 Operators 特製 Specialization 試誤法 Trial and error 問題 解決方案 表 2 - 1 TRIZ 矛盾矩陣表 Contradiction Matrix 備註： # 符號表示創新法則 避免惡化參數 (WP) 欲 改善的參數 (IP) 21 22 23 ‧‧‧ 功率 Power 能量的耗損 Loss of Energy 物質的耗損 Loss of substance 16 禁止物體耐久度 Duration of action by stationary object # 16 #27 ,#16, #18, #38 17 溫度 Temperature # 2,#14,#17,#25 # 21,#17,#35,#38 #21,#36, #29, #31 18 亮度 Il lumination intensity # 32 #13,#16,# 1,# 6 #13,# 1 圖2-9 TRIZ理論解決問題流程 TRIZ: 矛盾矩陣表 & 創新法則

22 圖 2-11 綠色創新設計演化法則與理想(Chen, 2002)
(2) TRIZ: 物質場分析 Su-Field Analysis 物質場分析是用來定義問題與運用導引式方式來解決問題的方法。也就是一個系統是由兩種物質(S1、S2)及一個作用的場(F)這三個元件構成，且以三角形的關係模式存在，如圖2-10所示。 (3) TRIZ:技術系統的演進規則 Evolution Rule Altshuller發現技術系統的演進，目前共歸納出八項技術系統的演進規則(Ideation International Inc.,1996:1999)；學者Chen(2002)提出一產品綠色創新設計演化法則與理想性架構(圖2-11)。 需要的效果 Harmful effect S2 S1 Field 圖 2-11 物質場分析 Evolution Rule Furture Product Current Product 1 → 2 … n Ideal Final Result 圖 2-11 綠色創新設計演化法則與理想(Chen, 2002)

23 2.5 研究與分析方法 2.5.1層級分析法 (Analytic Hierarchy Process, AHP)
2.5.2田口方法 ( Taguchi method ) 2.5.3 KJ法 2.5.4 型態分析法(Morphological Analysis) 2.5.5語意差異法(Semantic differential，SD) 2.5.6集群分析法（Cluster Analysis） FBS 分析

24 第三章 感性萃思模式(Kansei-TRIZ)
本研究以知識與技術的創新方法，透過感性工學探討使用者與產品之間的需求層級，KE的特性主要是用以分析出消費者的需求，將消費者對產品物質感受的心理量或需求量轉換成物理量，而TRIZ的特性主要是將一般問題，轉換成工程參數得到創意法則以求解決方案，將它整合成一套可以將心理需求引出並轉換成創新模式的方法，本研究整合感性工學與TRIZ方法的模式，後續簡稱為感性萃思模式(K-TRIZ)。 目的：首先求出產品普遍之感性參數與創新法則，主要作用於普遍性產品創新法則的預測。接著以醫療輔助產品為案例，進行感性萃思之產品創新法則驗證。

25 3.1 感性創新參數與法則 本研究進行之圖例樣本取樣自2008至2015年國際知名大賽IF, IDEA, Red DOT等優良設計作品與研究學者 高(2005)、許(2008)、鄭(2012) 等文本樣本資料來源，透過研究者以文本方式分析。 藉由五位專家的焦點團體法(Focus Group)，選取出21 項設計參數，其相對應原始TRIZ屬性之對照表與說明如表3-1所示。 表3-1感性設計參數對應(項目Items) Button - Up ( 感性參數 / 項目 ) 特徵 層次 設計參數 情感 反思層次 (Reflective level) 27,33,34,35,38 (5 項 25, 27,33, 34, 36, 38, (6 25, 27,33,34,35, 36, 38 7 功能 行為層次 (Behavioral level) 1,2,9,10,11,13,14,15,16,17,18,21, 28,29,32, 36,37, 39 (18 1,9, 13,14,17,37 ( 6 外觀 本能層次 (Visceral level) 3,4,5,6,7,8,12 (7 3, 5, 7,12,26, 28 (6 3,4,5,6,7,8,12,26, 28 9 表3-2 感性創新法則對應 (類目) Top - Down 創新法則 ( 感性創新法 則 ) / 類目 特徵 情感層次 大於 20 次以上 11~20 次 1~10 情感 反思層次 (Reflective level) 1 * , 15 , 14 , 28, 4 40 , 32 , 9 , 17 , 28, 4, 19 6 , 5 ,23 , 24,31,20,19 功能 行為層次 (Behavioral level) , 28 ,15 9 , 19 , 40 17 , 6 , 24 , 4 , 31 , 23 外觀 本能層次 (Visceral level) , 9, 15 28 , 15, 9 4 # 表示創新法則

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27 3.2 感性萃思模式 (K-TRIZ Model) 感性工學 Kansei Engineer 萃思理論 TRIZ 感性萃思模式
方法 問題─解決 Needs 消費者 需求 問題─解決 方法 Needs 消費者 需求 圖3-2 感性工學與萃思理論的解決方式 …… Idea 1 Need 1 Need 1 Idea 2 Need 2 Idea n n Solution Solution 2 Idea 3 Need 3 感性萃思模式 K-TRIZ Model Kansei Engineer KE Type-1 TRIZ Bottom-Up Top-Down Inventive Principles 創新法則 Category 類目 Items 項目 Eng. Parameters 工程參數 圖3-3 K-TRIZ Model感性萃思模式

28 圖3-5感性階層模式轉換成萃思系統模式

29 3.3 案例研究說明：Flipod醫療輔助產品 本研究以醫療輔助產品Flipod，進行K-TRIZ模式驗證與說明，各案例介紹如後續章節說明與介紹。 本案例研究對象以非走動病患(non ambulant patients)為案例研究，正如醫學期刊上所說，目前在Continuous Lateral Body Rotation Therapy (CLRT)的方法是可以改善大多病患的褥瘡、併發肺炎等症狀。 非走動病患在臥床時間，每1~3小時需翻身一次，而這個簡單的動作卻限制了他們的照護(caretakers)，每日睡眠時間只有3個小時，也影響到病患的睡眠品質，根據世界衛生組織WHO統計，許多長期病患者的照護，患得抑鬱症比例高出25-33％的風險。據研究長期照顧家人的家庭照顧者有87%罹患慢性精神衰弱、65%有憂鬱傾向、20%確診罹患憂鬱症，家庭照顧者死亡率比非家庭照顧者更高出60%

30 3.3.1感性訪談與定義問題 設計團隊(NUS DID)歸納訪談所得到的問題，以KJ法歸納成幾個項目，主要以「翻動」與「睡眠」為兩大感性概念主軸(類目)，在翻動部分：主要是病人需在每2~3小時間內翻動身體，以預防褥瘡或肺炎的產生。在睡眠部分：病人與家庭看護，在夜間睡眠時間的每一次翻動，都會影響到連續性的睡眠，所以對兩者的睡眠品質都不好。

31 Improving Parameters (IP) 1 Weight of moving
Kansei Concepts A「翻動」的參數對應，(IP) 要改善的參數有七項，分別是1,6,8,10,11,12,25： #1 Weight of moving object,指將病患移動。 #6 Area of stationary object,指在固定面積與體積。 #8 Volume of stationary object,指在固定面積與體積。 #10 Force, 指需要外力移動。 #11 Stress or pressure, 指身體或產品所需承擔的壓力。 #12 Shape, 指翻動時病人的形態狀況。 #25 Loss of Time, 指照護因需翻動病人而減少睡眠時間。 Kansei Concepts B「睡眠」的參數對應，(WP) 避免惡化的參數有五項，分別是17, 22 , 23 ,27,35： # 17 Temperature, 指身體因熱產生皮膚病變。 # 22 Loss of Energy, 指照護的精神與體力降低。 # 23 Loss of substance, 指照護與病人的睡眠品質。 # 27 Reliability, 本案指預期產品可靠性。 # 35 Adaptability or versatility, 指產品的適應性。 感性概念A 感性概念B Kansei Concepts B Worsening Para meter s (WP) 17 Temperature 22 Loss of Energy 23 Loss of substance 27 Reliability 35 Adaptability or versatility 睡眠 Kansei Concepts A Improving Parameters (IP) 1 Weight of moving 6 Area of stationary object 8 Volume of stationary object 10 Force 11 Stress or pressure 12 Shape 25 Loss of Time 翻動

32 創新法則次數統計表

33 Flipod設計概念的場域分析與創意法則對應說明

34 Flipod醫療輔助產品(圖3-9)使用轉換性質的方式(#35)以充氣成球狀體(#14)來改變相位，來提升病人與床的高度(#36)。將原本一片氣袋，利用分割原理將它分隔成左右兩側氣袋(#01)，當一側充氣移除後，就換另一側的氣袋充起(#02)( #04)，讓身體移至新的空間位置(#17) (#39)，運作可以使用微控設定時間頻率進行週期性(#10)(#15)的局部運作(#16) (#03) (#13)，讓氣袋可以預先作用(#19)與預先緩衝(#11)，降低夜間的照護次數，與提高病人與照護睡眠品質，而它的使用與攜帶都極為容易與方便使用(#06)，考量到透氣性，材質使用多孔性複合材料(#31) (#40)，並可以隨著個人喜好，改變氣袋顏色(#32)。 因此使用K-TRIZ模式，共得出32項創新法則，而目前Flipod產品共使用到21項創新法則，另有11項創新法則，將來可做為後續的設計參考方向。

35 圖3-9 Flipod醫療輔助產品 Flipod產品獲得 2014 Stanford Longevity Technology Prize,
2014 JAMES DYSON AWARD, International Top 20 Finalist 2016 DIA (design intelligence award) as TOP 100 entries 圖3-9 Flipod醫療輔助產品

36 第四章 綠色創新決策模式 (ECO-TRIZ)
人類在享受多樣的消費商品與商品使用的便利性，但也造成環境的高度污染，近幾年來企業開始對環境有所反思，逐漸的對綠色環保的重視，有許多企業將綠色環保變成是企業責任，許多企業紛紛開始思考，如何在商品與環境之間，取得平衡點，因此「綠色創新設計」的 觀念顯然已受各界重視。 本研究以台灣廠商O'right綠色產品「瓶中樹」為研究案例，該公司為台灣本土美髮產業銷售與製造商，主要產品有美髮用品之研發、製造與代理銷售等，由OEM轉型為ODM、OBM產業，該企業文化與產品皆以「綠色環保」為基礎發展，由決策產品過程到製造過程，產生了許多製造與策略的矛盾與衝突點，因此本研究以TRIZ理論解決矛盾衝突問題，使用多屬性決策的AHP方法來輔助解決問題，並做出最佳決策。 本章發表於： 應用萃思理論 (TRIZ)與層級分析法(AHP) 發展綠色創新決策模式。 杜瑞澤, 陳炫助, 管倖生。科技學刊 24 (第1 期), 頁71-83。

37 圖4-1 研究架構流程 ECO-TRIZ Kainsei WBCSD 環境效率要素 STEP1. 定義 問題 轉換 .TRIZ 矩陣
AHP 決策層級分析階段 STEP 4. 建 構 決策層級 5. 資料分析 6. 設計驗證 最佳方案 Optimal Solutions ECO-TRIZ WBCSD 環境效率要素 STEP1. 定義 問題 轉換 2 .TRIZ 矩陣 對應法則 STEP 3. 創意設計方案 Kainsei 圖4-1 研究架構流程

38 由上述「永續能源」與「永續材質」之矛盾工程參數 (IP & WP)透過TRIZ矛盾矩陣對應後，產生出19個創新法則如表4-2所示，創新法則下敘述：
(1) 永續能源創新法則： 週期性原理(#19, Periodic action )、加速氧化原理(#38, Accelerated Oxidation) 、套疊結構原理(# 7, Nested)、改進局部性質原理(#3, Local Quality) 、取代機械系統(#28, Mechanics substitution)、預先行動原理(#10, Prior Action)、氣動或液壓(#29, Pneumatics and hydraulics)、性質轉變原理 ( #35, Transformation of Properties)、改變顏色原理 (#32, Color changes)、分割原理( #1, Segmentation)。 (2) 永續材質創新法則： 分割原理( #1, Segmentation)、反向操作原理(#13, Inversion)、孔隙物質原理( #31, Porous Materials)、動態化原理( #15, Dynamics)、拋棄與再生元件(#34, Discarding and recovering)、部分或過度原理( #16, Partial or excessive actions)。

39 各方案所使用的創新法則如表4-3 所示，共發展出三種創新方案： 方案A、方案B與方案C。
(1) 方案A：材質採PET、HDPE，需回收處理，屬低成本、低度環保。 (2) 方案B：材質採PLA，可自然分解，屬高成本、高度環保； (3) 方案C：材質採PLA，可自然分解，並於瓶身底部植入樹種，在瓶身分解後， 可植栽綠化環境，屬高成本與高環保加值方案。如圖3所示。 方案 A 方案 B 方案 C 創新法則 創新法則 #1,#3,#7,#10,#15, 創新法則 #15,#19, #15,#19,#28,#31,#34 #19,#28,#31,#34 材質： PET ， HDPE 材質： PLA 材質： PLA 低度環保 高度環保 高環保加值 費用低 費用高 植物種子 費用 高

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41 圖4-3 本研究決策模式AHP層級圖 方案 A 綠色材質 Green 目標 Goal 環境安全 B Environment & 綠色產品
C 生態環境 ECO environment 作業環境 Operation environment 使用安全 Use Safety 材質費用 Material cost 人力費用 Labor cost 生產費用 Manufacture cost 回收材質 Recycling material ( PET / HDPE ) 可分解材質 Decomposition Material (PLA) 其它材質 Other (Glass) 目標 Goal 綠色產品 瓶中樹 環境安全 Environment & Safety 費用成本 Cost 綠色材質 Green 圖4-3 本研究決策模式AHP層級圖

42 備註： aλmax=3. 0247, CI= 0. 0123 ,CR=0. 0213 ; bλmax=3. 0126, CI= 0
備註： aλmax=3.0247, CI= ,CR= ; bλmax=3.0126, CI= ,CR=0.109; cλmax=3.0539, CI= ,CR= ; dλmax=3.0092, CI= ,CR=

43 本研究在綠色產品問題定義與萃思理論所對應的矛盾工程參數，共歸類成兩大類別「永續能源」與「永續材質」，分別是：永續能源：減少碳排放與綠能開發再利用；永續材質：減少回收材質產生二次公害及增加永續環境。
對應綠色產品的環境效率要素與TRIZ矛盾參數，產生綠色創新法則，經過塞篩選後共有9個創新法則，分別是： #1分割原理 (Segmentation)、#3改進局部性質原理 (Local Quality)、 #7套疊結構原理 (Nested)、#10預先行動原理 (Prior Action)、#15Dynamics動態化原理、#19 週期性原理 (Periodic action)、 #28取代機械系統 (Mechanics substitution)、 #31孔隙物質原理 (Porous Materials)、 #34拋棄與再生元件原理 (Discarding and recovering)。

44 並根據綠色創新法則，提出三個對環境有不同層面影響的創新方案。在決策層級準則部分，透過焦點團體方式，定義出以綠色產品為目標(Goal)。
主準則(Main criteria) 分別為綠色材質(Green Material)、環境安全(Environment & Safety) 與費用成本(Cost)。 次準則(Sub criteria) 為回收材質、可分解材質、其它材質、生態環境、作業環境、使用安全、材質費用、人力成本、生產費用。在權重結果部分 主準則在權重排序上為：1. 綠色材質、2. 環境安全 3. 費用成本。 次準則排序上為：材質費用、生態環境、可分解材質(PLA)、回收材質(PET/HDPE)、使用安全、作業環境、生產費用、人力費用、其它材質(Glass)。

45 第五章 感性化造型最佳化綠色設計 (Kansei-ECO)
RESEARCH ON APPLICATION OF TAGUCHI METHOD INTO OPTIMAL GREEN KANSEI FORM DESIGN. HC Chen, J Tu, SS Guang. デザイン学研究. The Science Of Design Bulletin Of JSSD 62 (5), 21-30

46 在現今的消費模式下，消費者的產品購買決策與對產品的滿意度，不再只考量產品「物理機能」的滿足，更包括在精神上的滿足，也就是所謂的產品「心理機能」。Max Bill 認為造形是綜合所有的機能成為一和諧的整體，並且將美視為產品機能，更提出「造形＝形式*機能*美」的關係式。 近年來在「品質管理」領域裡，品質的發展方向由「物理面」逐漸轉向「心理面」。物理面的品質，所關切的是產品或服務的物理狀態，例如：功能、操作性耐用度等；「心理面的品質」所在意的則是消費者的主觀反應或滿意程度。

47 圖5-1研究流程 產品最佳化 綠色感性造型語彙 主成分分析 集群分析 產品造形設定與測試樣本建構 L ' (4 ) 直交表樣本 田口方法
16 (4 5 ) 直交表樣本 產品最佳化 田口方法 S/N 比計算 因子效果分析 變異數分析 圖5-1研究流程

48 首先，蒐集大量摩卡壺造型樣本與相關感性工學的研究作為專家參考依據，主要有ALESSI 、BIALLETI、GIANNINI、TIAMO、STELLA與VEV VIGANO 等六大摩卡壺品牌共60支，選擇多數的基本型態，除汰除特殊造型，共得20支代表性樣本 壺蓋 壺嘴 壺底 壺身 握把 壺蓋鈕 圖5-2 20支摩卡壺代表樣本 圖5-3 KJ 法分類 圖5-4摩卡壺型態分析

49 表5-1 型態分析 (Category) 表5-2 L'16(45) 直交表

50 表 組綠色感性造型語彙 圖5-5 摩卡壺造型直交表樣本

51 EXP A B C D E P1 P2 P3 P4 P5 AVE. S SN 1 2.33 2.10 3.20 3.50 4.00 2.00 0.47 12. 55 2 1.70 3.00 1.90 3.93 3.10 1.50 0.53 9.08 3 2.60 3.30 3.60 1.03 9.82 4 2.50 2.70 2.90 2.80 0.42 16.44 5 3.40 0.57 10.49 6 2.20 3.73 4.20 .60 0.70 7.19 7 4.30 3.80 8 0.67 15.56 9 3.70 3.32 4.32 4.09 0.52 16.87 10 2.47 0.63 10.83 11 .20 3.90 2.40 13.34 12 12.04 13 1.80 0.79 7.17 14 2.46 2.30 0.74 8.22 15 2.86 16 9.54 本研究採用L'16(45) 直交表進行田口方法設計，以求得最佳化參數設計。共分為三個流程：S/N 比計算、建立品質特性回應表及回應圖、變異數分析。 AVE= S/N AVE=11.65

52 根據因子效益的結果，選擇S/N 比值較大的水準，決定出各造形參數的最佳水準組合，以「自然的」分析結果為例，如表5-4、圖5-8, 5-9所示。最佳水準組合為： A3B4C4D4E2，即A3壺蓋+ B4壺身+ C4壺底+D4壺嘴+E2握把 ( ) 其餘四項感性語彙造型衍生造型，依此方式類推產生。其他感性綠色造型最佳化組合，如後所示： 「協調的」 A1B1C2D4E1 (表5-5, 圖5-10, 5-11 ); 「休閒的」 A2B4C4D1E2 (表5-6, 圖5-12,5-13); 「可靠的」 A2B2C1D1E1 (表5-7, 圖5-14, 5-15 ); 「易用的」 A1B4C1D4E4 (表5-8, 圖5-16, 5-17 )。

53 表5-4 「自然的」因子效益圖( SN ratio / Analysis of variance)
A3B4C4D4E2，即A3壺蓋+ B4壺身+ C4壺底+D4壺嘴+E2握把 ( ) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 D3 D4 E1 E2 E3 E4 S / N Response Graph (S/N) 圖 - 「自然的」 因子回應表 A3B4C4D4E2 圖 5 - 9 「自然的」 A3B4C4D4E2 最佳參數組合造型

54 表 5 - 9 Green K a n sei m od e li g No. 1 2 3 4 Meani ng 自然的 N tur l
休閒的 L isur y 協調的 H r onious 可靠的 R ble Combination A3B4C4D4E2 (3 44 ) A2B4C4D1E2 ( 24412 11241 A2B2C1D1E1 22111 圖示 Figure 6 Meaning 易用的 E s to us (2) A1B4C1D4E (4 14144 (1)

55 第六章 感性工學之綠色創新設計模式 ( Kansei –ECO TRIZ )
( 階層目錄) 綠色創新 創新設計

56 T-1測試者 T-1測試者共提出6樣概念圖(圖6-1)
設計概念：Fruit killer覺得有趣、fresh喝的新鮮、any time any where使用方便、for all ages各年齡層都能使用通用性。 T-2測試者 T-2測試者共提出2樣概念圖(圖6-2) 設計概念：Easy to use使用方便、easy to clean 容易清洗、簡易外觀美感、可攜帶的、容易收納的。

57 設計概念：convenience方便的、友善的、stable穩固的、safe安全的、有效率的、外觀美觀。
設計概念：有最佳化效率的、簡潔外觀、好操作、體積小。

58 以上綜合第一階段訪談受測設計者的對榨汁機的需求，包括有覺得有趣、新鮮的、使用方便、各年齡層都能使用(通用性)；使用方便、容易清洗、簡易外觀美感、可攜帶的、容易收納的；方便的、友善的、穩固的、安全的、有效率的、外觀美觀；好操作、有最佳化的效率、簡潔外觀、體積小，相關需求彙整如表6-2所示 表6-2設計需求 外觀感：覺得有趣、簡潔、外觀美感 使用性：好操作、使用方便(通用性) 可攜帶的、容易收納的、體積小、友善的、穩固的、安全的 效能性：有效率的 感性化綠色創新模式(Kansei–ECO TRIZ)之參數與法則對應 四位受測專家透過焦點團體法(foucse group)，透過上章節的設計需求(表7-2)，將WBCSD環境效率要素下的(IP)改善參數與(WP)避免惡化參數的代表因素，使用感性化綠色創新模式(Kansei–ECO TRIZ)方法，進行需求轉換分析與對應，如表6-3所示。

59

60 共對應出17項創新法則，( )中為對應出現較多的次數法則。
2(4), 4(2) 5, 8, 14, 18(3), 24(2), 28(3),30, 31(2),32(2),34, 35(2), 36, 37, 39(2), 40(3) #2抽出 Extraction, #4不對稱Asymmetry, #5組合/合併Combining, #8配重/平衡力Counterweight, #14球狀化或曲度Spheroidality, #18機械振動Mechanical Vibration, #24仲介物/媒介Intermediary / Mediator, #28更換機械系統Mechanics substitution, #30可撓性薄板或薄膜Flexible Film or Thin Membranes, #31使用多孔材料Porous Material, #32改變顏色Changing the Color, #34去除且重新產生零件Discarding and recovering, #35改變物質特性Transformation of Properties, #36相的轉變 Phase Transitions, #37熱膨脹 Thermal Expansion # 39隔絕環境 Inert Environment, #40合成/複合材料 Composi te Materials

61 第二階段測試，請T-4測試者繼續繪製，請他由所繪製的概念草圖中，參考所對應出的17項創新法則，#2(4), 4(2) 5, 8, 14, 18(3), 24(2), 28(3),30, 31(2),32(2),34, 35(2), 36, 37, 39(2), 40(3)，進行三個初稿概念設計(圖6-5) 設計目標：造型美感、操作感、便利感、安全性、效能感與環保感。 6.4實驗分析 本研究依據Gero(1990)之FBS模型(Function‐Behavior‐Structure model)加以分析。而本研究並非要了解設計過程的思考轉變，僅以概念設計圖所產生的三個要素：功能(funcation: F) 、行為(Behaviours: B) 與結構(struction: S)的數量，進行本階段評估分析重點。

62 第二階段分析 隔一週後，選定第一階段T-4受測者進行分析，因為T-4受測者在第一階段時，造型、使用性、結構性等思考，較為其他受測者完整且豐富。接著進行第二階段概念設計(圖6-15)，此階段將參考，前述分析出的需求設計參數與創新法則來進行設計，(表6-9) 。

63 第三階段 完成上階段的概念設計，讓機能結構能更完整。(圖6-16、表6-10) 而本階段T-4受測者運用到的創新法則，如下所示：
#2抽出 Extraction, #5組合/合併Combining, #14球狀化或曲度Spheroidality, #18機械振動Mechanical Vibration #24仲介物/媒介Intermediary / Mediator, #28更換機械系統Mechanics substitution, #32改變顏色Changing the Color, #39隔絕環境 Inert Environment, 圖6-17概念設計模擬圖

64 6.4.2評估 榨汁機的六大設計目標：美觀、易操作、省力、效率效能、體積小、環保，接著將產品模擬合成出來如圖6-17，進行使用者評估；本研究透過30位同學的採五點量表方式評估，評估六項目：1. 美感(3.5) 2. 操作感(3.4) 3. 便利感(3.2) 4. 安全感(3.5) 5. 效能感(3.5) 6. 環保感(3.6) ，調查結果顯示如圖6-19，並透過獨立樣本T檢定，結果顯示p > 0.05有顯著差異 。 針對「便利感」有差異於其他評估項目，本研究進行榨汁機造型修改( A-1)；再進行調查評估，結果顯示A-1修改部分，在「美感」與「便利感」上，有明顯的提升， 「 操作感」、「安全感 」「效能感 」與「環保感」(自然感)上的感覺評價皆有些微提升。 A A-1 圖6-17概念設計模擬圖

65 小結 本研究利用Kansei-ECO TRIZ 模式，將感性需求轉換成綠色創新所產生的創新法則，與實驗測試的概念設計圖，皆符合在情境模擬時的使用者的需求，在創新法則 #2抽出,#5組合/合併, #14球狀化, #18機械振動,#24仲介物/媒介, #28更換機械系統, #32改變顏色, #39隔絕環境 ，皆有使用到所預測的法則。 在設計目標部分：造型美感、操作感、便利感、安全性、效能感與環保感，本實驗所設計的榨汁機，在造型美感上，依據第五章所小結所示，在綠色設計在造型上的趨勢，比較偏向有機形、類圓弧形的外觀造型，會比較與「綠色」與「環保」的造型概念連結。 例如目前的Gogoro 綠能電動機車，其造型也是圓弧造型(圖6-20)。 在操作感、便利感、安全性的設計，也以最簡易、最通用的設計方式，老人小孩也都能輕易使用；在效能部分，是設計者以#28(更換機械系統)，利用旋轉與離心力的方式，將果汁給分離出來，將可達到果汁最大量的需求；綠色材質部分盡量選用單一環保材質、可回收材質為主。

66 第七章 結論與建議 7.1研究結論 本研究目的是發展一個以感性為基礎的綠色創新設計模式，以文獻中所提整合知識與技術的創新方法，透過第一階段(ch4)完成了感性萃思模式(K-TRIZ)，應用感性工學(KE-1)的定性研究方法，探討使用者與產品之間的需求層級，KE的特性主要是用以分析出消費者的需求。 而TRIZ的特性主要是將一般問題，轉換成工程參數得到創意法則以求解決方案，將消費者對產品物質感受的心理量或需求量轉換成物理量，本研究整合成一套可以將心理需求，引導並轉換成創新設計模式的方法。

67 研究中透過感性萃思模式(K-TRIZ)方法，進行醫學輔助產品─Filpod實例驗證，結果顯示出現許多與現行產品相同的創新法則，也出現在概念設計時，出現過去曾經想使用的工程方法，而且在創新法則中，有些創新法則，也可以當作未來要改良的概念雛型。 除此Top-down的概念設計方式之外，也能由Bottom-up的方式，進行部件修改。例如 : 當病患覺得灰色原型(prototype)的輔具，綁在身上覺得很醜，希望能有屬於自己的顏色，因此使用 #32改變顏色 的創新法則，改變使用者(病患)本身已經是灰灰的心情，也讓心裡能有多一點色彩，讓醫輔產品使用起來，有一些歸屬感與愉悅感，甚至後續不排除，對不同年齡層的病患使用者，有不同的造型，可以舒緩情緒或心理上的不安與恐懼。 感性萃思模式(K-TRIZ)是相當準確的創新設計方式。

68 感性設計 Kansei Engineering
未來研究 & 教學計劃 在未來的研究中，將以基於感性工學（Kansei Engineering）、創新設計(TRIZ)與永續(ECO)理論為主軸，在情感認知下的各類型研究與教學，並與產業連結的可能性為方向。 感性設計 Kansei Engineering 創新設計 TRIZ 數位媒體互動與 產業應用 多媒體 互動設計 影 視 文教產業 數位學習 創新 經濟 永續 環境 人 社會 感性設計 Kansei 永續設計 ECO 創新設計 TRIZ Kansei - TRIZ ECO - TRIZ Kansei - ECO 圖2 基於感性與創新設計之 數位媒體應用領域 圖1 感性設計、創新設計與永續設計

69 未來服務 (一) 經濟部 年度經濟部中小型企業創新研發計畫(SBIR)，苗創產業創新推動辦公室， 竹南科學 園區，文創商品展示空間規劃，華仕德科技輔導顧問。 (輔導金額 1,890,000) 年度經濟部微型企業輔導計畫，計劃主持人，兩相宜官網製作，兩相宜美學工作室，輔導顧問。 (輔導金額150,000)。 1.3 經濟部微型企業輔導計畫，計劃主持人，竹編薪傳影片製作，碧竹平舍，輔導顧問。 1.4 經濟部微型企業輔導計畫，計劃主持人，官網製作，富麗多媒體，輔導顧問。 (二) 文化部 年度工藝中心「工藝新趣」計畫競賽 入圍(備取)，計劃主持人。 年度 「名師高徒」計劃，國寶竹編大師張憲平老師之計劃撰寫。 (三) 教育部 年度獎勵教師研究補助計劃，竹編薪傳技藝影片，國寶竹編大師 張憲平老師， 計劃主持人。(獎助金額142,000)。 年度中區典範策略聯盟─文創科技產業聯盟，計劃主持人與計畫執行 (執行金額 254,150)。 年度區域產學合作及創新創業策略，子計畫(三)。轉介點‧創新設計與創新產業加值計畫，計劃協同主持人與計畫執行。(執行金額221,000)。 年度中區計畫，子計畫(二)。竹藝新趣研習，計劃協同主持人與計畫執行(執行金額 250,000)。 年度中區計畫，子計畫(二)。竹工藝設計研習，計劃協同主持人與計畫執行。 年度中區計畫，子計畫(二)。竹工藝設計培訓研習，計劃協同主持人與計畫執行。 年度中區計畫，子計畫(二)。竹工藝設計行銷研習課程計畫，計劃協同主持人與計畫執行 (總金2,824,890)。  協辦計劃 年度勞動部，台灣文化創意設計與應用人才培訓就業學程計畫，計畫執行。 年度原住民委員會，子計畫-商品設計課程。台灣原住民文化探討與文創商品設計課程，計畫執行。 年度台灣電力公司電力溝通宣傳計畫，活動官網製作、影片剪輯、 Facebook活動系統開發管理。 年度台灣電力公司電力溝通宣傳計畫，活動官網製作、影片剪輯。 年度台灣電力公司電力溝通宣傳計畫，活動官網製作。

70 Thank you For your Listening
感謝各位 媒體設計系(所)助理教授 研發處 創新育成中心 執行秘書 陳炫助 HsuanChu CHEN