BERGAMO大学
産業技術学科

相互連結性と空白の機会:革新の好機を見つけるために予測とシナリオライティングを一緒に持ち込む
Davide Russo
Caterina Rizzi
Tiziano Montecchi
Università di Bergamo, Italy
E-mail: [name.surname]@unibg.it

第５回ＴＲＩＺシンポジウム、2009
主催：ＮＰＯ日本ＴＲＩＺ協会
Sept. 10-12, 2009, Tokyo

翻訳：日立 仲畑光藏

概要
 目的
 現在のＴＲＩＺ予測手法
 予測問題: 情報収集とスタート点は？
 情報抽出を体系化する新モデル
 結論と可能性

目的: 情報構造の必要条件
分類手法は次の仕様に基いている必要がある：
客観性・客観的な規準に基づくこと。

完全性・互いに著しく異なる全ての変形バージョンを考慮に入れること。

一般性と特殊性・分類手法は全ての技術システムに対して一般性があり、同時に特定システムの変形の記述に適していること。

実証性
論証性

・情報の提示手法は最大の実証性があり、特許検索により得られたﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽの隙間や空白を示すこと。

情報提供・構造は、実際的な実現に向けた十分な概念が得られるだけの情報欠落部分のデータを含むこと。
出典：Nikolay
Shpakovsky“Evolution「進化ツリー。技術情報と新ｱｲﾃﾞｱの生成」
from Nikolay Shpakovsky
Trees. Analysis of technicalinformation and generation of new ideas”

特定の目的または狙いの例
既知のテクノロジー／製品／プロセス／サービスを起点に、手法は、図のようなツリーによって、次の項目対して役立つすべての最も重要な情報を提示できるようにする：
・機能－物理現象によって知識を体系化すること・活動を予測するための構造レベルでの重要な変形を特定する
PRODUCT・技術の簡潔な状況をマップにする・空白の機会を示す

4

現在のTRIZ予測手法
ＮＥＴ：トレンドのネットワーク：CasciniとRussoによる進化シナリオの体系的な記述(TFC08)STAGE 1. システムに関する過去の収集と分析

・技術システムの事前分析：機能、ふるまい、構造

1.1技術システムの主有用機能の特定
1.2技術システムの目的分析と上位システムレベルでの役割の分析
1.3技術システムの代替行動モデル の特定

・技術進化の法則に従った情報の分類

・進化トレンドのネットワーク構築

活用されるツールと技法：
・機能分析
・テキストマイニング探索・特許に関するNETの検証と状況診断

・ＮＥＴの検証に向けた特定されなかっなかったﾊﾟﾗﾒｰﾀや変形の特定

5.1全体的に同じ目的を達成できる主有用機能に代わる機能を捜す

事例＃１ ＴＲＩＺ予測手法
ネット予測「ペット容器の消毒、殺菌する」に関する競
合相手の技術のグラフ表現
同じ技術に属する異なる設計改良は、各気泡に分割して示している
・技術の状況 (赤)・ポテンシャル(緑)予測の問題: 情報収集とスタート位置
例えば、容器消毒に関する技術。
どれくらいの特許が、「材料を消毒するか、殺菌する方法または装置」のために存在するか？40,000以上の特許。
1つの特許を消化するための平均時間は？ 30-60分（専門家において）大部分の特許の放棄を狙いとした特定の戦略がなければ、40,000の特許は、2-4年/人の作業を必要とするであろう。
しかし、適当な情報収集と出発点により、我々は数日の手作業で解決することができた。
また一方、我々のアルゴリズム（KOM‐知識体系化手法）が (今話をしている) ソフトウェアに入れられるならば、およそ数時間である。
7

現在のTRIZ予測手法
DE – 方向付けられた進化 - その哲学, 理論と実践
Boris Zlotin and Alla Zusman
STAGE 1. システムの過去の収集と分析
歴史データの収集
ＤＥ診断
アイデアの統合
意思決定
革新プロセスの支援

歴史調査

現在の新しい概念を発展させるために、未来知識を活用実行

知的財産のバンク
創生

過去の知識を用いて現在の知識を動かす

以下に関して必要なデータを蓄える（特許評価、主題の専門家との面談、関連する文献の検討他により )：
・システム構造、機能、システム機能の進化、システムの進化について現れた問題、その他。
・ 関連した隣接したシステムの進化。
・システムと関連した主要な考えの歴史：発見、発明、改善、製品ラインの進化、その他。
・ システム資源、システム発展に伴う資源の変化、適用できる新しい資源。
・ 製造工程とその進化に関する問題と他の障害。
・ 適用できる市場セクター、ユーザープロファイルと顧客の要望現在状況と進化の歴史。
・ 関連組織（競争者、ベンダー、その他）の現在状
況と進化の歴史。

活用されるツールと技法：
・ＤＥ質問
・ＤＥ不具合分析
・ＤＥ問題定式化

8現在のTRIZ予測手法
DE – 方向付けられた進化 - その哲学, 理論と実践
Boris Zlotin and Alla Zusman
ふるい分けのサブステップ
システム進化の一般的なシナリオ

主ラインの迅速な分析、選択されたシステムに対して、各ラインの下見とその適用の決定可能性の探索。更なる徹底的な分析に向けたラインの選択。

各 主ラインについて行なう

ふるい分け
現在の技術により除外された原理

新機能と原理のセット
ふるい分け

現在の技術により受け入れられた原理

現在のTRIZ予測手法
Nikolay Shpakosky,「進化のツリー」. 2006

・ 情報の場の構造化

競合する発明の代替版を決定するために、どのような操作がされるべきか？

・「客観的進化パターン」や変形アルゴリズ
ムを用いた、機能システムのモデルとそれらの進化

原型の選択または指定・進化ツリーの構築拡張した
情報構造統合化
情報の構造化

問 題

情報調査

情報構造
分析

特許で保護されたシステムの機能、構成および構造の決定
統合化

新情報の作成追加調査獲得した解の確認

新コンセプト

特許検索のために、このシステムの基本的な種々の版を見つける現在のTRIZ予測手法
Nikolay Shpakosky,「進化のツリー」. 2006

整合化

整合化

制御性

完全に整合した
ｼｽﾃﾑ

セグメン
テーション

部分的に整合しｼｽﾃﾑ
幾何学的進化活性化

単一－２個－多数内部構造と空間の複雑化

初期システムシステム要素の変形を目的とした動作の階層構造

ディスプレイの進化ツリー

現在のTRIZ予測手法
他に・・・・・

理想性の増大ｼｽﾃﾑﾊﾟｰﾂの進化の不規則性

矛盾の認識と排除ｼｽﾃﾑのﾀﾞｲﾅﾐｯｸ性増大

協調

ｽｰﾊﾟｼｽﾃﾑへの移行

資源の消費

技術システム進化の法則

重さ
体積力
・・・・

物資-場の相互作用の増大
ダイナミズムの増大
特殊化
消費の減少

調和の法則
ｼｽﾃﾑ内のｴ
ﾈﾙｷﾞｰ伝導性の法則
ｼｽﾃﾑ完
全性の法則

ｽｰﾊﾟｼｽﾃﾑへの移行

マクロからミクロへの移行
理想物への移行

構造制御

情報飽和の増大

物資-場の相互作用の増大

ｼｽﾃﾑﾊﾟｰﾂの不規則な進化ｼｽﾃﾑのﾐｸﾛﾚ
ﾍﾞﾙへの移行

2-複数ｼｽﾃﾑへの移行
構成物の非線形な働き

畳み込み

ペトロフによる技術進化の一般的な体系

性能、時間

技術進化の一般的な体系
Y. Salamatov, Y.P.,「技術システム進化のシステム法則 ‐ 冒険への変化」
Karelia Publishing House, Petrozavodsk, 1991.
(in Russian)

体系化のための新モデル
情報抽出とテキスト・マイニング
知識を上手に体系化することが、問題を解決する第一歩である (予測であっても！)客観性

既知のテクノロジー／製品／プロセス／サービスを起点に、KOM（知識体系化手法）は、下記に対して役立つすべての最も重要な情報を、ツリーに似た図的表現によって、提示できるようにする：
・機能－物理現象によって知識を体系化すること・予測活動のための、構造レベルでの重要な変形を特定する・技術の簡潔な状況をマップにする
TRIZ
問題解決・空白の機会を示す
言語学的ツール群

完全性
一般性と特殊性
実証性

アプローチ

NISTEffects
データ
ベース
IPC

KOM

情報の提供性

KOM
テキスト
マイニング
ツール

知識の分類の3レベル

KOMはどのように働くか?
３レベルの知識分類

 すべての情報を 3つの異なったマクロレベルで体系化する( 機能、物理的/化学的/…現象、構造 )

ＴＲＩＺ
問題解決
ツール

 TRIZアプローチによって、機能レベルでのすべての可能な干渉の方向が調査され、選ばれる

言語学的アプ
ローチ
効果の
データ
ベース

テキスト
マイニン
グ
ツール

NIST

IPC

すべての知識管理ツールを組み合わせて、動詞と名詞のセットを余すことなく生成する。そのようなリストは指定された結果を得るのに用いるべき、全ての可能な行動をカバーするに違いない。そこで、それを具体的なクエリー（検索要求）を準備するのに用いる。

 効果のデータベースの分類法を、各機能に対する物理的／化学的…現象レベルでの、すべての可能なものを記述するのに用いた。

ツリー図のすべての葉は、具体的な（そして、ユニークな）クエリー（検索要求）によって特徴づけられる。各クエリーの結果は、非常に限られた特許リストを特定する(最も代表的な一つを選ぶ) 。

KOM
ﾌﾚｰﾑﾜｰｸ

技術／製品／ﾌﾟﾛｾｽ／ｻｰﾋﾞｽ
代替機能

代替機能

主機能

ＴＲＩＺ問
題解決
ツール

FNIST

機能レベル

代替機能 + Fnist 同義語

主機能 + Fnist 同義語+ 状況に合わせた機能

主機能 + Fnist 同義語+状況に合わせた機能

物理レベル
+ 現象

構造レベル

NIST

類語集

主機能 + Fnist 同義語+状況に合わせた機能+ 現象
テキス
白紙の機会のため トﾏｲﾆﾝ
ｸﾞツーのチェックル

構造のタイプ 構造タイプ 1 構造タイプ ２構造タイプ ３

NIST ： National Institute of Standards and Technology 「(米国)標準技術局」

IPC

イフェクツ
DB

変種を特定

15主有用機能を特定し、ユーザ・ニーズを決定
原因を明確にする
問題
主機能を特定して、それから 介在の主方向と、(予測に適用される)関連ツールを定めるために、ＴＲＩＺ
問題解決アプローチを使う。

• 修正EMS•原因ー結果の鎖• 物質場モデル

不具合分析

STANDARD 4‐2‐1

検出または測定の問題

標準解 クラス 4

矛盾問題

ARIZ

有害機能問題• TOP‐TRIZ: 間接法

機能欠如（不足）問題

標準解 : 1‐1‐ …  2‐2‐ …
 2‐1‐ …  2‐3‐ …

 Remove or destroy the tool of harmful action
 Remove or destroy the object of harm. action
 Eliminate the cause of a harmful action
 Eliminate the consequences of a harm.action
 Turn a harmful action into a useful action• 標準解 1‐2‐ …

STANDARD 1‐1‐416機能レベル対応する機能セットの機能ベース与えられたMUF （主有用機能）の同義語を、さまざまなレベルで生成する方法

abstr
action• 検知
• 認識
• 走査
• X線－辞書－概念類語集－IPC分類表に基づく高度検索戦略

目的－製品 : (さまざまなレベルの一般性で) 目的と製品に対する代替定義を特定するために、類比手順が使用される。

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効果のデータベース

生物

Vikentyev による幾何学イフェクツのインデクッス

幾何学

一般的な場の分類• 重力•機械的•熱
• 磁気
• 電気
• 電磁気
• 音響
• 原子核
• 生物学的な• その他

材料
イフェクツ
DB群

kinetics.nist.gov/kinetics/index.jsp

化学

NIST ： National Instituteof Standards andTechnology

鉱物

一般

物理

www.triz.co.kr
KOMは新たなカスタマイズした
イフェクツのDBを利用
picture taken fom Goldfire Innovator by Invention Machine

18知識体系ＴＴＲＩ
Ｓ題解決機能レベル

ツール

言語学
的DB
イフェクツ

物理的効果
レベル

アプ
ローチ
構造レベル

・このレベルは、システムの主有用機能と、望ましい同じ結果が得られる全ての可能な変形（代替機能）のネットワークを特定することで、構築する。
・各機能に対して、全ての自然現象、物理原理および関連する効果を特定する。このフェーズ支援するのに、TRIZイフェクツのデータベースを使用できる。
・夫々の「物理的な」分岐に対して、システム構造の変形を作り出す。
各効果に対して、設計パラメータ（それにより設計者が効果を制御できる）をグラフ上にマップする。パラメータは以下の３レベルに分割される：知識体系化の骨組みは最も重要な設計の変種の構造化したリストから成り、関連する物理法則や機能で整理したものである。3つの異なるレベルという考え方は、J.Gero.によるFBSデザイン分類法を再整理したものである。

タイプ１

・選択された対象とシステムのその他の要素との相互作用に関連するパラメータ／変数。

タイプ２・（ｼｽﾃﾑが置かれた) 状況に関係せずにその対象を記述し、製造や寸法に関わるパラメータ／変数

タイプ３

・対象の物理特性に関するパラメータ／変数 (例えば、構成材料、物理状態、密度など)
19クエリー (検索要求) の構成抽象化

外部領域

文脈化

・機能NIST
・機能の同義語＋関連 IPC and・対象（抽象レベル） and・現象・機能NIST
・機能の同義語＋関連IPC and・対象（具体レベル）＋関連IPC
and・現象・機能NIST
・機能の同義語（深い詳細）
and・対象＋ 関連 IPC and・現象

Alternativ
代替e
分岐branches

主分岐
Mainbranch

20

事例研究
逆浸透による浄水化
浄水は、生水から好ましくない化学薬品、物質、生物学的汚染を除去するプロセスである。その目的は、特定の用途に適合する水を作ることである。大部分の水は人間の消費（飲料水）のために浄化される。しかし、浄水化は他のさまざまな目的のためにも設計されており、その中には、医学、薬学、化学、工業などの応用のための必要条件を満たすためのものを含む。
水の浄化プロセスは、粒子状物質(例えば、懸濁粒子、寄生虫、バクテリア、藻類、ウイルス、菌類など) の濃度を減らし、また、さまざまな鉱物質の溶解あるいは粒子物質で、水が雨として落ちた後に接触したであろう鉱物に由来するものを減少させる。
飲料水の品質基準は、政府または国際標準によって一般に設定されている。これらの標準は一般に、その水の利用のために、混入物質の最小および最大濃度を規定しているだろう。

問題の記述と 抽象化レベル
逆浸透は、水を浄化するのにしばしば使われる濾過プロセスである。そのしくみは、溶液に圧力をかけて薄膜を通させ、溶質はもとの側に残したままで、純粋な溶媒を反対側に通過させる。そのようなプロセスで、大部分の有機物質や無機物質を除去することができる。
これは通常の浸透プロセスの逆である。浸透の場合には、外から圧力をかけない状況で、溶媒が自然に、溶質濃度の低い領域から、膜を通して、溶質濃度の高い領域へ移動する。
主分岐:
主有用機
能を定義

汚染
水

水の浄化純粋な水フィル
ター

MUF: 浄化する

Ｆ：機械問題を特定する

不十分
機能
Ｓ１：膜

Ｓ２：
溶質

22

MUF: 浄化する
主分岐•……
• 浄化する•……
•.......

NISTabstr
action

抽象化

抽象化

abstr
action•……

分離する• separate
抽出する•extract•filter,purify
濾過する、浄化する•……
•.......

水の浄化器
ＮＩＳＴ：分離する

ＮＩＳＴ：抽出する
NIST: 濾過する、浄化する23

同義語の生成浄化する
動詞１. きれいにする、濾過する、洗浄する、洗練する、明瞭化する、消毒する、汚染除去する、殺菌する << 反意語: 汚ごす
動詞２. 罪を清める、罪を赦す、罪を贖う、無罪にする、赦す、無実と認める、罪の赦しを与える、清める＜＜反対 汚す
Collins Essential Thesaurus 2006

主分岐

抽象化abstr
action・分離する・抽出する・濾過する、浄化する・きれいにする

Dictionary
辞書
Conceptual概念
thesaurus
シソーラス

汚れを除く
蒸留する
消毒する
・脱塩する

IPC

ＩＰＣ記述
description
24alternative
function branch
代替機能の分岐
欠落
(不十分)
機能の問題

標準解

標準 1‐1‐2 を適用する Æ 吸収する: 膜に添加物を設け、それに接触した物質の一部を吸収できるようすることが考えられ。
 引きつける: ………

NIST

水を浄化する

・蓄える
ＮＩＳＴ：分離する

ＮＩＳＴ： 蓄える

ＮＩＳＴ：抽出する

ＮＩＳＴ：集める・集める・吸収する

ＮＩＳＴ：移す
ＮＩＳＴ：運ぶ・…….
ＮＩＳＴ：濾過する、 ＮＩＳＴ：吸収する ＮＩＳＴ：進める、持ち上げる、動かす
浄化する

25

クエリー(検索要求)の構成
機能

AND

対象

分離する

対象

抽出する

粒子

濾過する、浄化する

有機物

AND

IPC

C02F1
A61L2
…

現象

AND

Mech.
機械的

Thermal
熱的Electr.
電気的Eletro
電磁気的
magn.

…

Osmosis
浸透Thermal
熱加水hydrolysis
分解Electrical
電気dicharge
放電

UV
紫外light
線…

Degassing
脱気Distillation
蒸留Electrons
電子ionization
ｲｵﾝ化

Micro
ﾏｲｸﾛ
waves
波

…

冷凍
freezing

電気electrolysis
分解

ﾚｰｻﾞ
Laser

……

…….

…….

きれいにする

無機物

汚染を除く

汚染物質

蒸留する

バクテリア

消毒する

藻類

Ultrasonic
超音波
vibrations
振動

脱塩する

菌類

……….

…

26

主機能

主分岐

FNIST

ＮＩＳＴ：分離する

主機能+ Fnist 同義語

水を浄化する

ＮＩＳＴ：抽出する
ＮＩＳＴ：濾過する、浄化する

主機能 + Fnist 同義語＋文脈上の機能場：機械的場：化学的

文脈：蒸留する、きれいにする
場：電気的場：電磁気的場：熱的効果：
浸透

主機能＋同義語 効果： 効果： 効果：＋文脈上の機能 ﾌﾟﾗｽﾞﾏ 脱気 超音波 効果：
回転運動+ 現象
振動 (遠心力)
クエリー # 1 …#2 …#3 …#4

…

効果：
熱加水
分解

効果：
効果： 電気
冷凍 放電

効果：
蒸留／蒸発
(瞬間蒸発)

効果：
電子
放射

効果：
電気分解

効果：
レーザ

効果：
紫外線
効果：
マイクロ波

クエリー# n27

主機能

代替分岐FNIST

水を浄化する

ＮＩＳＴ：移動

ＮＩＳＴ：蓄える

主機能+ Fnist 同義語

ＮＩＳＴ：集める

ＮＩＳＴ：吸収する

主機能 + Fnist 同義語＋文脈上の機能

文脈：凝固させる、凝集させる

クエリー #n+1

効果：
レーザ
効果：
超音波

#n+2

効果：
電気分解…#n+3…#n+4

文脈：浮かす、上げる、支える、凝結させる
場：化学的場：機械的＋文脈上の機能+ 現象

ＮＩＳＴ：進める、持ち上げる、動かす

場：化学的場：電気的効果：
紫外線
主機能＋同義語

ＮＩＳＴ：移す

効果：
吸収…

効果：
分解

場：機械的場：電気的効果：
回転運動効果：
効果： (遠心力)
イオン化 圧力

効果：
電気分解

クエリー#

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水を浄化する構造の分類

NIST: 分離する
NIST: 抽出する
NIST: 濾過する、浄化する
文脈： 蒸留する、きれいにする

主機能＋同義語＋文脈上の機能 + 現象

場：電磁気的効果：紫外線
構造 ‐ タイプ３：
物質の移送性

構造 ‐ タイプ１：
ランプ設置

構造
構造
タイプ 1 タイプ ２

構造
タイプ ３

構造 ‐ タイプ２：
波長範囲の中心合わせ29

現在技術のダイアグラム

あらゆる分岐に対して、特定の物理原理を使って特定の機能を実行する方法を記述している特許が少なくとも1つ存
在する

空白は、潜在的な技術的機会を表す

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結論・ 特許をグループ化し、知識を体系化するための新しい判断基準を提示した。その目的は設計者が既存のあるいは潜在的な解決策のネットワークを分析することを支援するものである。
この知識の体系化の枠組みは、非常に体系的なやり方で、競合他者がすでに探索したものが何かを示し、そして、さらに今後成しうるものが何かを浮き彫りにする。
この成果物は、技術予測活動において、キーとなる変種を構造レベルで特定することを可能にする。
・ ソフトウェア・ツール(KOM)を開発中であり、情報抽出プロセスをより自動的にすることを目指している。

謝辞
この論文の研究の一部は Fondazione Cariplo からの資金により行なわれた。心から感謝する。

ご清聴、ありがとうございました。
Contacts
Davide Russo
Phd. Mech. Eng.
Researchers
University of Bergamo (Italy)
Industrial Engineering Department
Via Marconi, 5, 24044 Dalmine (BG) – Italy
E-mail: davide.russo@unibg.it
Phone: +39 (035) 2052353 - FAX: +39 (035) 2052077