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技術革新のための創造的問題解決技法!!

TRIZ

知識ベースを活用する TRIZ（6）
第 12 回問題に応じた発明原理を知る「矛盾マトリックス」
大阪学院大学中川徹

いままで 5 回にわたり、TRIZ が活用

これが「アルトシュラーの矛盾マトしている知識べースについて話してきリックス」と呼ばれるものです（最近（c）製品などの開発の段階に対応したました。知識ベースの全体を話し、科その知識べースの内容が大幅に刷新さ

分類：ユーザニーズの分析、技術学技術原理の知識ベース（Effects）、れました）。今回は、この「矛盾マト動向予測、新製品の企画、基本設技術システムの進化のトレンドの知識リックス」の考え方と使い方を説明し計、詳細設計、製造プロセス、品ベース、機能目標から実現手段を知るましょう。

質保証など。

知識ベース、そして、前回には「40 のションシステムなどの細分類。

（d）問題の目標による分類：新製品の発明原理」を説明しました。

はじめに：「問題のタイプ」の考え方アルトシュラーが膨大な数の特許から抽出して発明のエッセンスをまとめ開発、新機能の実現、性能の向上、軽量化、品質問題の解決、コストの削減、環境への考慮、など。

たものが、「40 の発明原理」でした。

さて、上記の典型的な質問に答える（e）問題解決の技法や解法モデルに直それは分野を越えた形で表現されておにはどのように考えたらよいのだろ

結した分類：最適化、微分方程式

り、さまざまな創造的な考え方のエッう？ 「ある人のある問題に対して、センスを簡潔にまとめたものでした。

どの発明原理を推奨するのか？」 そ

これらのそれぞれの分類に対して、多くの人たちがそれに親しみ、いろれにはともかく、その問題が「どんな問題を解決していくための科学技術のいろな分野での考え方を整理して理解問題なのか？」をはっきりさせること体系が創られてきているのは、読者のするのに使い、また、新しいアイデアが必要である。問題を分類して、その皆さんの周知のことである。

を創り出すヒントとして活用してきまタイプを区別することが必要である。

法、など。

1.2 アルトシュラーの問題分類法

した。
「問題のタイプ」の種々の考え方

アルトシュラーの目標は、広範な技明原理」とその有用性を示した直後か

いま、技術革新を必要とするような術的問題に普遍的に適用でき、それでら、彼はいつも同じ質問を受けました。

種類のさまざまな問題を想定して、そいてできるだけ具体的な指針を示せる「発明原理が 40 あるなら、自分のれらを分類するための多種の考え方をようにすることであった。そこで彼が問題にはどの発明原理を使えばよいの挙げてみると以下のようなものがあ選んだのは、（d）の問題の目標によるですか？ どの発明原理を使えばよい

ろう。

分類をずっと精緻化したものであった。

かを、どのようにして知ればよいので（a） 学術的分野による分類：機械、電彼は、「現在のシステムのどのよう気・電子、化学、情報など、あるな側面を改良しようとしているのいはそれらをさらに細分化していか？」で問題をまず分類することを考ったもの。

えた。特許の分析から、そのような側しかし、アルトシュラーが「40 の発すか？」
この質問に答えようとして、アルトシュラーはさらに膨大な特許分析を行1.1

いました。そして、「どんな問題の場（b） 製品分野による分類：鉄道車両、合に、どの発明原理がいままでよく使自動車、ロボット、プラスチッわれたか」という知識を整理した知識

ク、など。また、（自動車の）エ

またアルトシュラーは当初から、ベースを創ったのです。

ンジン、パワートレイン、クッ「矛盾の克服」こそが発明なのだとい32Inter Lab 2006. 12面をできるだけ網羅し、体系化する。
彼は 39 の側面を選んだ。

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う考え方を持っていた。上記の「目標としているのかを読み取り、39 のパラ図 1 は、そのようにして得られたの側面」の考えと、「矛盾」の概念がメータから選択する。また、もし従来「矛盾マトリックス」 注 1 の一部で、シ結びついたとき、「別の側面が悪化すの方法でそれを改良しようとすると、ステム全体に関わるようなパラメータることが、目標の側面の改良を妨げてどんな側面が悪化して困るのかを読みの部分を取り出して例示している。

いる」のが、技術領域での矛盾の典型取り、それを 39 のパラメータで表現だと考えた。

する。これでその特許の「問題」をこれは西側でも、「二つの側面のト

注 1：筆者はこれを「矛盾解消マトリックス」と紹介し、その性格を明確にしようとした (1998 年)。しかし、露語や英語で常に「矛盾マトリックス」と表現されているので、いまはその表現に従っている。

39 × 39 の枡目の一つに特定できた。

レードオフ」の問題としてよく知られさらに、この「技術的矛盾」を解決ている。一方の側面をよくしようとすするのにこの特許が使ったアイデアのると、他方の側面が悪くなる。このよエッセンスを読み取り、それを「40 のうなジレンマに対して、西側諸国では発明原理」の中から選び、この発明原「両者のバランスを取り、最適化する」

理の番号を枡目に書き込む。

2.2

矛盾マトリックスの使い方われわれが矛盾マトリックスを使う

このようにして、多数の特許（4 万ときの方法は、アルトシュラーが一つアルトシュラーは、このような矛盾件とも言われる）を分析すると、各枡の特許についてやったのと同じことを「技術的矛盾」と呼び、そのような目ごとに、いままでに何回も使われたを、自分の問題に対して試みることで矛盾を解決している優れた発明のエッ発明原理が浮かび上がる。そこで、各ある。

センスを「発明原理」の言葉で整理す

枡目で使用頻度の高い順に、トップ 4

自分がどんな側面を改良したいのかる努力をしたのである。

個（まで）の発明原理の番号を記入しを、39 のパラメータの中から選んで表た。

現する［注：パラメータの一覧は後述］。

ことに研究の努力を集中した。

アルトシュラーの矛盾マト
リックス：構成法と使い方
2.1 アルトシュラーによる作成法
アルトシュラーが作成した「矛盾マトリックス」のごく一部分を抜き出して、図 1 に例示した。マトリックスの全体は、左欄に「改良したいパラメー
タ」39 項目を並べ、上段に「悪化するパラメータ」として同じ 39 項目を並べた、39 × 39 の一覧表である。
これを創るのに、アルトシュラーはまず 39 × 39 の枡目を持った空白の一覧表を用意し、左欄と上段に 39 のパラメータを書き込んだ。そして、一つ一つの特許（実際には旧ソ連の「著者証明」という書式の表紙ページという）対立項目 24
情報の改良項目
損失
24
情報の損失
27
10 28
信頼性

27
信頼性

32
製造性

33
使いやすさ

1032

272834
補修性

35
適応性

36
装置の複雑さ

−

−

−

2233
使いやすさ
34
補修性

32

2418164

102735
適応性
36
装置の複雑さ
39
生産性

22−

−

−

2315

23

15−

27−

1727217111133513824113272535

12131611915122615343213253526135293835

11028261511840121161217281110135

1127135111161110261541613111035

131131534

116152935

28824311167437286371335272627911312171132624135352812813210382247191025

11313234032
製造性

39
生産性

29152837

135

1217283728

243228を読んでいく。
その特許がどんな側面を改良しよう

図 1.

「矛盾マトリックス」の一部（システム一般）Inter Lab 2006. 1233

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技術革新のための創造的問題解決技法!!

TRIZ

また、通常の方法でそれを実現しよう

しかし、しばらく使っている間に、れている。［Darrell Mann 他著、中川徹とすると、悪化して困る側面を 39 のこれが推奨する発明原理の適切さに関訳、『TRIZ 実践と効用（2）新版矛盾

パラメータから選ぶ。

する疑問が生じた。この適切さに最もマトリックス（Matrix 2003）』、創造開

不満を感じたのが、アルトシュラー自発イニシアチブ、2005 年。参照：

身であった。

www.triz-jp.com］

このようにして自分の問題を表現する枡目を見つけ、そこに示されている4 個（まで）の発明原理を、ヒントとアルトシュラーは、もっとよい技法して用いる（ヒントとしての発明原理の探索に集中し、「物理的矛盾」の概の用い方は、前回を参照）。

念とその解決法（「分離原理」および「ARIZ」など）を開発していった。

2.3

使い方の実際的な注意実際に使おうとすると、いくつかの以下にその改良点を述べる。
3.2 Matrix 2003 のパラメータ新版では、パラメータが 48 個に拡

彼は 1973 年以降矛盾マトリックス張されており、表 1 に示すようである。

を改訂せず、歴史的な過去の方法であパラメータの分類が明確になり、* 印

注意が必要である。

ると評価した（このような評価はロシの 9 パラメータが追加され、パラメー

・39 のパラメータの説明をよく読み、ア出身の TRIZ 専門家の一部にいまでタの詳しい説明と関連語の表示があも残っている）。

り、従来よりも選択しやすくなった。

適切なものを選ぶ。もしぴったりし（表 1）ない場合には、複数選ぶとよい。

しかし、1990 年代に TRIZ が西側に・「悪化する側面」の捉え方は、（仮伝えられたとき、1970 年代初めのに）検討している手段によって異なTRIZ が主として伝えられ、「矛盾マト3.3 問題から発明原理へよりやさしくるため、複数の手段を考え、複数のリックスが TRIZ の最高峰である」と改良したいパラメータを特定すれパラメータを選択するとよい。

感じさせる紹介が行われた。このため、ば、悪化するパラメータを特定してい・マトリックスから得られる発明原理

欧米でも日本でも、TRIZ での問題解ないでも、発明原理の推奨が得られる。

は、「過去の発明者たちが同様の問決にいつも矛盾マトリックスを使おう

これは「技術的矛盾」の概念から後退題に対して採用して成功したことがとする人たちをが多くいる。

している面もあるが、1.2 節の議論の多い発明原理」を示すものである。

初期の目的を明示したともいえる。

「同様の」といっても、どこまで近矛盾マトリックスの対角線の枡目、新版 Matrix 2003

いかは不明である。
・ 示される発明原理は、あくまでも化するパラメータが同一である枡目

「ヒント」として考えるべきものであり、限定的に考えてはいけない。
2.4

すなわち、改良したいパラメータと悪が、「物理的矛盾」を表す問題として3.1

Matrix 2003 の作成捉えられた。一つの側面に対して正逆最新の米国特許をデータにして、矛の対立する要求があるという矛盾であ矛盾マトリックスの評価の歴史

盾マトリックスを根底から刷新したのる。これを「分離原理」によって解決

アルトシュラーは、1950 年代、60が、（いままでにも何回か述べているする際に使うとよい発明原理を、この年代にわたって数万〜数十万件の特許ように）ベルギーの CREAX 社とマトリックスとは別に、分離の条件でを分析して、1973 年に矛盾マトリック

Darrell Mann である。

分類した一覧表の形で推奨している。

スを完成させた。

彼らは、アルトシュラーの方法をベ各枡目に 5 〜 10 件の発明原理が推奨

旧ソ連で TRIZ に関心を持った人たースにして、1985 年以降の米国特許全され、空白の枡目を無くしている。まちは、この矛盾マトリックスが、発明件を分析し、新版の矛盾マトリックス

た、ソフトツールでは、各枡目の発明のノウハウに関する膨大な知識を圧縮「Matrix 2003」を開発した。その結果原理から、それを引き出した実際の特した知識ベースであることを知り、感はソフトツールになっていると同時許にアクセスできるようにしてある。

激した。に、データブックとして安価に出版さ34Inter Lab 2006. 12

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3.4 Matrix2003 の有効性の検証精選して分析し、古典版が推奨する発し、特許その他のデータを再整理する

古典版と Matrix 2003 とでは、同じ明原理よりも、新版が推奨する発明原ことである。Matrix 2003 のデータの蓄問題に対しても、推奨する発明原理が理の方がずっと高い確率で、発明者が積がパソコン上で統一的に行われていいろいろ異なる。例えば、「（静止物体使った発明原理を含んでいることを示たので、この開発は容易であったとの）強度を上げようとすると、重量がした。

いう。

大きくなって困る」という非常に典型

日本でも多くのユーザが比較してみ彼らはまた、「ビジネスと経営」の的な問題に対する推奨をみよう。古典て、新版がずっと使いやすいと報告し領域でも、新しいデータを収集して、版は、「40. 複合材料、26. コピーの利ている（ただし、科学的検証とまでは独自の「矛盾マトリックス」を開発済用、27. 高価な長寿命より安価な短寿いえない）。矛盾マトリックスを使うみである。さらに、「生物が創った革命、1. 分割」を推奨した。新版は、なら、ぜひ新版をお薦めする。

新」の領域に対しても、データの収集「40. 複合材料、31. 多孔質材料、2. 分離、1. 分割」を推奨している。新版のを行い、近く「矛盾マトリックス」を3.5 ソフト開発と非技術領域のための矛盾マトリックス方がずっと適切で、適用範囲が広い。

発表する予定であるという。興味深い。
Darrell Mann によるこれらの新しい研いままでに新版マトリックスの有効

Mann はまた、ソフトウェア開発の究開発によって、アルトシュラーが考性を最もしっかり検証しているのは領域に特化した矛盾マトリックスを開えて作ってみせた「矛盾マトリックス」

Darrell Mann 自身である。彼は、2004

発した。その要点は、パラメータをこという形式が、有効で有用な知識ベー

年に発表された米国特許から 100 件をの領域に関係したものに限定・修正スの一つの形態として再認識されてきたといえる。

表 1.

新版 Matrix 2003 のパラメータ一覧。* 印は古典版から追加したもの。

1.

移動物体の重量17.

静止物体の使用エネルギ

33.* 両立性／接続性

2.

静止物体の重量

18.

パワー

34.

操作の容易性

読者の皆さんに励まされて、書き続け

3.

移動物体の長さ／角度

19.

応力／圧力

35.

信頼性／ロバスト性ることができており、ありがたいと思4.

静止物体の長さ／角度

20.

強度

［頑健性］っています。

5.

移動物体の面積

21. （物体の構成の）安定性

36.

6.

静止物体の面積22.

温度37.* セキュリティが一区切りしましたので、次回は簡単

7.

移動物体の体積23.

照明強度38.* 安全性／脆弱性な事例を書かせていただこうと思って

8.

静止物体の体積

24.* 機能の効率

39.* 美しさ／見かけいます。

9.

形状

25.

物質の損失

40.

10.

物質の量

26.

時間の損失

11.* 情報の量

27.

エネルギの損失

41.

製造性

12.

移動物体の動作時間

28.

情報の損失

42.

製造精度／一貫性

13.

静止物体の動作時間29.* 雑音［ノイズ］

43.

自動化

14.

速度［スピード］

30.* 有害なものの放出

44.

生産性

15.

力／トルク

31.

システムが作り出すそ45.

システムの複雑さ

16.

移動物体の使用エネルギの他の有害な効果

46.* 制御の複雑さ

適応性／汎用性47.

検出／測定の能力

48.

測定の精度

32.

修理可能性

今回でちょうど 1 年になりました。

知識ベースを主体とした TRIZ の話

システムに働くその他の有害な効果中川徹（なかがわ・とおる）

大阪学院大学 情報学部 教授
1963 年東京大学理学部化学科卒，理学博士。
東京大学助手，富士通国際情報社会科学研究所，富士通研究所などを経て，1998 年より現職。同年 11 月に Web サイト「TRIZ ホームページ」を創設し，和文・英文で多数の TRIZ /USIT 関連の論文・記事を発信している。Yuri
Salamatov 著および Darrell Mann 著の TRIZ 教科書を監訳。

Inter Lab 2006. 1235