一般在開發設計新產品時，設計工程師會先對所發生的問題做徹底的了解，再對條列出來的需求產生設計的概念，最後再依照這些概念尋求解答的方法。但是在「產生概念」這一個步驟卻很少有人能具體的說明，總是很抽象的表達出「概念」這個名詞，然而在這一步驟往往都是非常關鍵的一環，如果沒有產生概念，那麼也無法繼續進行接下來的設計，更別提及該如何去尋求解答。
為了將啟發概念設計的抽象概念具體表達出來，本研究將設計過程用大眾所熟之的水循環系統做一個比擬，提出一啟發工程設計概念之流程─Sun/Water-Cycle，將引導設計工程師在開發新產品時，能夠更快速且更有效率的完成概念設計之階段，以便快速進行下一步驟，節省開發設計之時間。

The procedure for developing a new product, in general, is as follows. First, the design engineer must have a thorough understanding regarding the encountered problem. And, he must produce some design concepts based on the perceived requirements. Finally, some solutions are then achieved according to the prescribed design concepts.
Unfortunately, few researchers have been able to explain, in a specific rather than abstract manner, the process of generating pertinent design concepts. However, this process has to be a very critical link in the chain. Without obtaining a good design concept the entire design procedure will fall, not to mention to find a suitable solution.
In this research we use an interesting analogy between the design procedure and the well-familiarized Sun/Water-cycle system, to concretely describe the task of inspiration of innovative concepts particularly in engineering design. The use of this analogy, we believe, will guide engineers to more effectively and more efficiently go through the stages of conceptual design. Consequently, the entire product development time can be reduced.

誌謝......................................................Ⅰ
目錄......................................................Ⅱ
圖目錄....................................................Ⅴ
表目錄....................................................Ⅹ
摘要....................................................ⅩⅣ
ABSTRACT................................................ⅩⅤ

目錄

第一章 緒論................................................1
1.1 前言.................................................1
1.2 研究動機及目的.......................................1
1.3 本文架構.............................................3
第二章 文獻回顧............................................5
2.1 設計發明理論.........................................5
2.2 結論................................................15
第三章 Sun/Water-Cycle設計................................19
3.1 水循環系統..........................................20
3.2 太陽/水循環(Sun/Water-Cycle)設計....................21
3.2.1 海洋之意義......................................23
3.2.2 太陽之意義......................................27
3.2.2.1 關鍵字整合表................................28
3.2.3 照射之意義......................................32
3.2.4 蒸發與水氣之意義................................34
3.2.5 凝結與雲之意義..................................36
3.2.5.1 部..........................................38
3.2.5.2 主類........................................39
3.2.5.3 次類........................................39
3.2.5.4 目..........................................40
3.2.5.5 專利分類....................................41
3.2.6 凝聚與雨滴之意義................................44
3.2.6.1 專利地圖....................................47
3.2.7 聚合與溪流之意義................................52
3.2.8 流動I、流動II與湖泊之意義.......................55
3.2.9 匯入之意義......................................58
3.3 小結................................................59
第四章 實例應用...........................................60
4.1 滑鼠之開發設計......................................60
4.1.1 產品發明前......................................60
4.1.2 產品發明後......................................69
4.1.3 有設計目標之開發設計案例........................91
4.2 電鍋之開發設計.....................................106
4.1.1 產品發明前.....................................106
4.1.1 產品發明前.....................................110
4.3 結論...............................................118
第五章 結論與建議........................................120
5.1 結論...............................................120
5.2 建議...............................................123

參考文獻.................................................125
附錄 國際專利分類表(第七版)..............................129

圖目錄

圖 2.1 French之設計流程圖.................................7
圖 2.2 Cross之設計概念圖..................................8
圖 2.3 Cross之設計四階段流程圖............................9
圖 2.4 Pahl & Beitz之產品設計流程圖......................12
圖 2.5 Pahl & Beitz之概念設計流程圖......................13
圖 2.6 Barkan之設計流程圖................................14
圖 2.7 設計發明步驟......................................15
圖 2.8 發明理論整合圖....................................16
圖 2.9 案例為基礎推論流程圖..............................18
圖 3.1 水循環圖..........................................20
圖 3.2 水循環簡圖........................................22
圖 3.3 關鍵字整合表示意圖................................29
圖 3.4 分類符號圖........................................38
圖 3.5 專利分類之步驟流程................................44
圖 3.6 專利地圖-依IPC分析................................49
圖 3.7 專利地圖-依歷年申請數分析.........................50
圖 3.8 專利地圖-依技術手段分析...........................51
圖 3.9 技術分類示意圖....................................53
圖 3.10 概念產生流程圖....................................56
圖 3.11 設計流程圖........................................57
圖 3.12 概念生成流程圖....................................59
圖 4.1 游標移動控制器一之專利分類........................61
圖 4.2 游標移動控制器一之專利地圖........................63
圖 4.3 游標移動控制器一之技術分類........................65
圖 4.4 機械視覺追蹤......................................66
圖 4.5 機械視覺追蹤眼部輸入..............................66
圖 4.6 光學式游標移動輸入器..............................67
圖 4.7 光學軌跡球........................................67
圖 4.8 三維光學板........................................67
圖 4.9 超音波輸入器......................................67
圖 4.10 語音控制游標移動輸入器............................67
圖 4.11 觸碰螢幕..........................................67
圖 4.12 向下投射移動感應器................................67
圖 4.13 向上投射移動感應器................................67
圖 4.14 滾輪式游標移動輸入器..............................68
圖 4.15 軌跡球............................................68
圖 4.16 搖桿式游標移動輸入器..............................68
圖 4.17 三方向游標移動輸入器..............................68
圖 4.18 游標移動控制器二之專利分類........................71
圖 4.19 游標移動控制器二之專利地圖........................78
圖 4.20 游標移動控制器二之技術分類........................86
圖 4.21 擷取腳動游標移動輸入器............................87
圖 4.22 擷取嘴型游標移動輸入器............................87
圖 4.23 光柵感應游標移動輸入器............................87
圖 4.24 光學感應游標移動輸入面板..........................87
圖 4.25 鍵盤鼠............................................88
圖 4.26 虛擬鍵盤..........................................88
圖 4.27 超音波感應游標移動輸入面板........................88
圖 4.28 三度空間電磁感應輸入器............................88
圖 4.29 重力球感應游標移動輸入器..........................88
圖 4.30 光學投影游標移動輸入器............................88
圖 4.31 US20030090394.....................................89
圖 4.32 US20040012561.....................................89
圖 4.33 鍵盤鼠............................................90
圖 4.34 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之專利分類............92
圖 4.35 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之專利地圖............96
圖 4.36 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之技術分類...........100
圖 4.37 任意調整角度之滑鼠...............................102
圖 4.38 分區塊組合之滑鼠.................................102
圖 4.39 任意調整角度之滑鼠墊.............................102
圖 4.40 分區塊組合之滑鼠墊...............................102
圖 4.41 按摩床之結構改良.................................103
圖 4.42 分區塊組合之滑鼠.................................103
圖 4.43 US20060095893....................................104
圖 4.44 電子積木組合式之滑鼠裝置型式一...................105
圖 4.45 電子積木組合式之滑鼠裝置型式二...................105
圖 4.46 食物烹煮器一之專利分類...........................107
圖 4.47 食物烹煮器一之技術分類...........................108
圖 4.48 蒸氣壓力鍋.......................................109
圖 4.49 電熱爐...........................................109
圖 4.50 電鍋.............................................109
圖 4.51 食物烹煮器二之專利分類...........................111
圖 4.52 食物烹煮器二之專利地圖...........................114
圖 4.53 食物烹煮器二之技術分類...........................116
圖 4.54 吹除湯上雜質之鍋具...............................117
圖 4.55 電熱式攪拌棒.....................................117
圖 4.56 自動升降煮食器...................................118
圖 4.57 熱對流除湯上雜質之鍋具...........................118
圖 4.58 鍋蓋附攪拌器.....................................118
圖 5.1 發明理論甘特圖...................................120
圖 5.2 流程比較圖.......................................122

表目錄

表 2.1 TRIZ發明等級區分表.................................6
表 3.1 專利資料庫........................................25
表 3.2 關鍵字同義表......................................28
表 3.3 自行車的碟煞系統關鍵字整合表之一..................30
表 3.4 自行車的碟煞系統關鍵字整合表之二..................30
表 3.5 自行車的碟煞系統關鍵字整合表搜尋結果..............31
表 3.6 篩選後的自行車碟煞系統關鍵字整合表................32
表 3.7 控制語言與自然語言之比較..........................33
表 3.8 關鍵字檢索條件設定可能表..........................35
表 3.9 關鍵字檢索結果數一覽表............................36
表 3.10 國際專利分類總計表................................42
表 3.11 技術分析紀錄表參考格式............................45
表 3.12 技術相關表........................................45
表 3.13 機械視覺技術相關表................................47
表 3.14 專利地圖-依IPC分析編號對照表......................49
表 3.15 專利地圖-依歷年專利申請數分析年份對照表...........50
表 3.16 專利地圖-依技術手段分析編號對照表.................51
表 3.17 組合選擇示意表....................................54
表 3.18 技術組合思考表....................................55
表 3. 19 概念評估表.......................................58
表 4.1 游標移動控制器一之關鍵字同義表....................60
表 4.2 游標移動控制器一之關鍵字整合表....................61
表 4.3 游標移動控制器一之搜尋結果........................61
表 4.4 游標移動控制器一之技術分析紀錄表..................62
表 4.5 游標移動控制器一之專利地圖編號對照表..............63
表 4.6 游標移動控制器一之技術相關表......................64
表 4.7 游標移動控制器一之技術組合思考表..................65
表 4.8 游標移動控制器二之關鍵字同義表....................70
表 4.9 游標移動控制器二之關鍵字整合表....................70
表 4.10 游標移動控制器二之搜尋結果........................71
表 4.11 游標移動控制器二之技術分析紀錄表..................71
表 4.12 游標移動控制器二之專利地圖編號對照表..............79
表 4.13 游標移動控制器二之技術相關表......................81
表 4.14 游標移動控制器二之技術組合思考表..................86
表 4.15 序號五概念之相關度表..............................89
表 4.16 鍵盤鼠概念評估表..................................90
表 4.17 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之關鍵字同義表........91
表 4.18 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之關鍵字整合表........92
表 4.19 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之搜尋結果............92
表 4.20 人防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之技術分析紀錄表....93
表 4.21 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之專利地圖編號對照表..97
表 4.22 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之技術相關表..........98
表 4.23 防止長期操作滑鼠產生酸痛設計之技術組合思考表.....101
表 4.24 序號三概念之相關度表.............................104
表 4.25 電子積木組合式之滑鼠裝置概念評估表...............105
表 4.26 食物烹煮器一之技術分析紀錄表.....................108
表 4.27 食物烹煮器一之技術相關表.........................108
表 4.28 食物烹煮器一之技術組合思考表.....................109
表 4.29 食物烹煮器二之關鍵字同義表.......................110
表 4.30 食物烹煮器二之關鍵字整合表.......................111
表 4.31 食物烹煮器二之搜尋結果...........................111
表 4.32 食物烹煮器二之技術分析紀錄表.....................112
表 4.33 食物烹煮器二之專利地圖編號對照表.................115
表 4.34 食物烹煮器二之技術相關表.........................115
表 4.35 食物烹煮器一之技術組合思考表.....................117
表 5.1 理論相關度表.....................................121
表 5.2 理論比較表.......................................123

參考文獻

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