浅析TRIZ理论在专利中的应用

４　，ｌ｝全　２０１７年８月　第三期　浅析ＴＲＩＺ理论在专利中的应用　吴彩霞徐进胡　勋　潘君益　（浙江省冶金研究院有限公司　杭州　３１００１１）　摘要：专利权作为一种重要的知识产权，随着国家知识产权战略的稳步推进，企业专利战略也越来越受　到重视。ＴＲＩＺ理论是基于知识的创新方法论，是发明问题解决理论。本文简要介绍了ＴＲＩＺ理论　的主要内容和特点，重点分析了ＴＲＩＺ理论的先进原理和方法在专利分类、专利检索系统设计和专　利规避中的应用。　关键词：ＴＲＩＺ；专利；创新　０前言　产品创新是企业持续发展的关键，而专利则为　创新产品提供无限的知识来源，是产品创新研发的　重要保障［川。企业要提高核心竞争力，关键是要重　视知识产权的创造与保护，强化技术创新和专利战　略。ＴＰｄＺ作为指导创新的强大理论工具，可以有　效地引导人们突破思维障碍，以新的视角分析问　题，快速找到解决问题的方法。目前，国内外对　ＴＲＩＺ理论如何促进技术革新、增强专利创造和保　护等内容进行大量的研究＿２－４　Ｊ，也有学者从ＴＲＩＺ　理论的技术进化论研究专利策略＿５。５＿　企业在专利创造过程中，采用基于ＴＲＩＺ的专　利分类方法可大大提高应用专利和寻找核心技术　的效率；通过基于ＴＲＩＺ的专利文献检索系统能够　经过近５０年的系统性研究，从世界各国２５０万件高　水平发明专利中归纳提炼出的一整套系统化、实用　的发明创新理论＿６。ＴＲＩ６＿Ｚ理论体系如图１所示，主　要包括８个基本技术系统进化法则，３９个工程技术　参数，１２０１个标准工程技术矛盾，４ｏ个技术矛盾解　决原理，７６个创新问题标准解，发明问题解决算法　ＡＲＩＺ以及基于物理、化学、几何学等工程学原理而　构建的效应知识库。　１．２　ＴＲＩＺ理论的特点　在传统创新理论诸如试错法、头脑风暴法、形　态分析法中，头脑风暴法流传最广。头脑风暴法可　用于任何领域解决任何问题，其创新结果依赖于参　与者的知识和经验以及其想象力和灵感，解决问题　的方法没有规律可循。与这些创新方法相比，ＴＲＩＺ　理论强调解决问题的规律性，并提供具体的操作工　具。具体地说，与传统创新方法相比，ＴＲＩＺ理论认　为：　帮助企业及时准确地了解相关专利信息，以便获取　有价值的专利进行了探究；结合搜索的专利信息，　再应用ＴＲＩＺ理论对技术问题进行深入分析和研　１）技术系统是按照一定规律在发展的（技术系　统进化法则）；　２）发明问题的核心是解决矛盾，未克服矛盾的　设计不是创新设计。设计中不断地发现和解决矛　发，实现技术突破和专利规避，从而帮助企业完成　技术创新的同时实现专利创造。本文主要介绍了　ＴＲＩＺ理论在专利分类、专利检索和专利规避中的应　用和所具有的重要作用。　盾（包括物理矛盾和技术矛盾）是推动产品向理想　化方向进化的动力；　１　ＴＲＩＺ理论简介　１．１　ＴＲＩＺ理论主要内容　３）以往不同领域的发明和创新中所用到的原　理方法并不多，类似的问题与解在不同的工业及科　学领域交替出现，不同行业中的问题，采用了相同　的解决方法（创新原理）。　同时，ＴＲＩＺ理论还为技术问题的解决提供了　ＴＲＩＺ理论是前苏联发明家根里奇・阿奇舒勒　（Ｇ．Ｓ．Ａｈｓｈｕｌｌｅｒ）于１９４６年创立的，是以阿奇舒勒为　首的数十家研究机构、高校、企业组成的攻关团体　２０１７年８月　第三期　浅析ＴＰｄＺ理论在专利中的应用　５　问题分析和解决工具。　分析工具　图１　ＴＲ＿Ｉｚ理论体系　２　ＴＲＩＺ理论在专利中的应用　据ＴＲＩＺ理论的４ｏ个发明原理进行自动分类，这种　分类方式不仅有利于实现计算机自动分类，还有利　２．１　ＴＲＩＺ在专利分类中的应用　于技术创新检索。梁艳红等［８］以ＴＲＩＺ发明原理为　专利文献富有详尽的技术资料与信息，对于工　分类标准，对专利进行自动分类的研究，提高创新　程人员进行技术研发与企业制定市场策略尤为重　设计过程中专利知识使用的质量和效率，使设计人　要。专利创造的目标是在吸收现有专利技术知识　员在现代设计理论和方法的指导下，从各个领域的　的基础上，通过技术创新开发出优于现有专利技术　专利文献中抽取有用的信息，打破思维定势、拓宽　的产品。尤其对于专利群，合理有效的专利分类分　设计思路，有效地提高创新设计能力。胡正银［　］等　析，是确定待规避的核心专利技术、明确专利规避　通过构建个性化分类体系，从宏观、中观、微观三个　的方向、成功创造专利的关键。在进行专利创造之　层面构建面向ＴＲＩＺ个性化分类体系，对分类器进　前，首先要找到专利中共同的特征来进行专利归类　行优化完成对专利的自动分类，分类效果综合评价　与定位，以便于工作人员应用专利和寻找核心技　指标高达９０．２％。　术。国际专利分类法（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｐａｔｅｎｔ　ｃｌａｓｓｉｉｉｃａ—　２．２　ＴＲＩＺ在专利检索系统设计中的应用　ｆｉｏｎ，　）是目前国际通用的专利分类办法，是根据　专利信息是蕴含在专利文献中的关于申请专　专利描述对象的所属工程领域来划分。但从产品　利的发明创造的技术内容、专利保护的范围以及专　创新的角度看，以工程领域为分类标准进行专利分　利是否有效等内容的信息。专利文献的检索与分　类，对有效地利用专利有很大的局限性。由于不同　析能够帮助企业及时准确地了解相关专利信息，促　工程领域有许多相似问题，它们的解也常常是相同　进企业的技术创新。目前互联网用户可以从各种　的。研发人员不仅需要在自身工程领域中寻找专　公开的专利检索数据库中查询到相关的专利信息，　利的发明技术，更需要在其他领域寻找相同的方法　如中国国家知识产权局、中国专利信息网等。图２　来解决类似技术矛盾的发明技术，激发创新灵感。　为中国国家知识产权局官网提供的专利检索系统，　为克服现有分类体系的弊端，不少学者提出　这种专利检索的方式通常按照如下步骤进行：首　了基于ＴＲＩＺ的发明原理、技术问题等方式对现有　先，从确定的技术方案中挑选中若干关键词或摘要　专利文献进行分类。通过这种分类，从创新设计角　作为检索词构建检索表达式；接着将检索表达式按　度看，非常有利于检索应用相同发明原理或者解决　要求输入到检索系统中；最后逐篇浏览检索系统执　系统技术参数问题的专利文献，从而为解决相同的　行检索后所命中的所有文献，直到鉴别出有效的文　技术问题借用其他领域的技术原理提供了方便。　献。显然，上述步骤中如果所选择的检索词不合　Ｉ．ｏｈ　Ｈ．Ｔ．等［　］人较早提出这种分类思想，他选择根　理，会导致检索结果中的文献要么数量巨大，要么　６　，｛｝全　造。　２０１７年８月　第三期　无法满足检索需求，无法反映出其中蕴含的创新原　理，因此不利于人们总结规律和进行新的发明创　善　丝　磐■——■——－■—■塑墨　’１．勃嚏Ｍ●口翻－　！　ｔ　ｐ　三辛　帽毫椭奢申鹕广———一公开‘公者）日门广—一　　嗍日啊厂～厂———一　　研‘艚）昔厂——～蜊　广——一　。　¨ｃｔＭ￣１）＾厂———一傥　帼Ｆ－　广—一搬　厂———一　　　枞厂———一姬广———一忧　　厂———一广———一？　　蠲■■　醵　’¨　●雌■碍　幽■稍瞄　图２传统专利检索与服务系统　为进一步深度挖掘专利文献中的技术信息，有　学者提出了在对文献进行传统的关键词和摘要检　索外，还特别针对ＴＲＩＺ理论所划分的第２、３和４级　专利进行标准化加工的内容，例如，增加冲突、效应　和启发式原理、技术发展趋势等加工内容，其中启　应的解决原理来构建，效应库按照功能一效应的结　构形式组织与管理。图３为Ｏｘｆｏｒｄ　Ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ团队基　于ＴＲＩｚ理论的功能一参数一效应设计的专利检索　系统。该专利检索系统包括某技术问题在现有技　术中已有的解决方案，可以拓宽研究者思路，这对　发式原理库按照２个参数构成的矛盾矩阵寻找相　ＦｕｎｃＩＩ佣Ｑｕｅｒｙ　Ｓ嘲●Ｆｕｎｃｌｌｏｎ●一＿Ｏ－●●ｃ．●ｎ　岫ｂｕｌｌｇｌｔ　于产品创新设计和专利创造非常有利。　Ｐａｅｍｎｅｌ￣Ｑｕｅｌｙ　肇－■一ｏ－啪■一ｈＰ＿＿嘲∞　●蝴ｈ伽＿　■■¨　・一　■－Ｆ‘—　∞■ｔＯｂｅ纠—Ｍｎ■　１＂ｈｉｍｃｋＩ∞ｔｉｒｅ　ｓ｜＾■■ａ哪Ｔ＇●●ｎｄ－＾椭■■　ｔ■－■ａｕ■Ｙｈ●－■　ａ■●ｒ由＾，■憎ｍ　ｒ■■●－　ｒ　ａ■■■０＿　ｒ，Ｗ　ｒ心＿■＿■■　ｒ　Ｈ＿＿■■　ｒ“　ｒ　ｕ＾．ｈ　ｒ　Ｏ■■●　ｒ　ｑ惴ｈ■—一　ｒ　Ｕ●棚　ｒ　０—■　ｒ■■■●皤０■●■●・■　ｒ■＿　ｒ＾＿＿　ｒ■－■●■　ｒ＾●●－褂，　ｌｊｌｌｌ¨　，　ｒ＾－■　蝥　一　ｒ　Ｈ＿　—■曩圈啊　■■矗■啊啊●　图３　Ｏｘｆｏｒｄ　Ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ团队基于ＴＲ　理论的专利检索系统　国内学者王克奇等［ｍ］把ＴＲＩＺ理论中的一　先　进原理和方法应用于现有的专利检索系统当中，将　专利说明书与ＴＲＩＺ理论相结合（见图４），分析专利　文献中隐含的创新点，提出一种基于ＴＲＩＺ理沦的　阵理论为依据，开发完成了建立在发明原理和工程　参数基础之上的专利检索系统，应用该系统可以更　有效的帮助用户获得对产品创新有用的专利参考　方案。　专利检索系统模型，然后以ＴＲＩＺ理论中的冲突矩　２０１７年８月　第三期　浅析ＴＲＩＺ理论在专利中的应用　７　专利说明书　ＴＲｌｚ理论　图４专利说明书和ＴＲＩＺ理论结合　２．３　ＴＲＩＺ在专利规避中的应用　确合理地获得相关专利的技术信息，为后续的产品　专利规避设计起源于美国的合法专利权竞争　创新提供理论支撑。　行为，随着社会科技与知识的发展，企业之间的技　术竞争越来越激烈，导致企业问的专利纠纷日益增　多。因此，专利规避仅从法律角度的权利要求变化　很难有效规避专利的技术保护范围，需要设计者进　行深入的技术分析和研发，实现技术突破才能规避　现有专利。Ｓｃｈｅｃｈｔｅｒ将专利规避设计定义为企业　在现有专利保护范围之外选择合理的技术研发方　向进行新产品开发，绕开了现有竞争对手的专利　权，并为企业赢得了一定的市场份额。　专利、ＴＲＩＺ和创新三者之间相互依存，将三者　进行有效融合，可以实现专利规避设计，如图５所　示。图５描述了专利、创新及ＴＲＩＺ理论与专利规　创新扩痒乏ＴＲＩＺ　避的内在联系。专利是一种创新的激励制度，是通　过专利授权保护发明人的权益来推动人们不断进　图５专利规避设计的创新概念　行创新，从而开发新产品；ＴＲＩＺ理论是从专利分析　Ｄａｖｉｄ　Ｂｏｎｎｅｒ等较早提出了利用ＴＲＩＺ理论技　中得来的创新理论，用于指导设计者进行有效创　术进化法则增强专利保护的过程，基于ＴＲＩＺ理论　新；创新一方面需要以ＴＲＩＺ理论为支撑来辅助进　的八大技术进化法则，识别出权利要求中的关键特　行设计，另一方面也需要专利来保护创新的成果，　征或主要步骤，从不同技术发展方向寻求保护。即　因此通过创新方法作为指导规避设计可以有效开　在一个基本的独立权利要求的基础上，根据每个不　发出新技术来打破现有专利的垄断，ＴＲＩＺ理论正是　同的技术进化法则，均可以撰写大量的从属权利要　来自专利中的创新方法。ＴＲＩＺ理论不仅有系统化　求或者申请大量的外围专利，尽可能全面地覆盖产　的专利分析方法和工具，还通过应用ＴＲＩＺ理论正　品今后所有的发展方向。　８　结全　２０１７年８月　第三期　李辉等人［１１］提出了基于ＴＲＩＺ理论，选择原型　机械产品的专利，从提取制度约束条件和突破技术　约束条件来实现专利规避。首先从专利制度的角　度分析了设计的约束条件，建立了基于功能裁剪的　规避路径集。其次，从现有技术的约束角度，针对　机械产品核心专利的识别及竞争对手的专利布局　进行了分析，建立了专利规避策略，获得了规避设　计方案，并基于制度约束对其进行评价，确保了专　利规避成功。　大量学者对通过应用功能裁剪方法实现专利　规避进行了研究。江屏等人Ｅ　Ｊ通过ＴＲＩＺ中功能裁　剪方法确定了设计新方案，融合专利侵权判定，形　成基于功能裁剪的专利规避设计流程，并应用该流　程于弧齿锥齿轮铣齿机案例进行了分析；成思源等　人ｌ１３］通过功能分析法对现有专利建立了功能模　型，根据规避设计方法对功能模型进行了适当修　剪，应用创新求解工具获得了规避方案，成功应用　于一种鲜花包装盒。　石文豪等＿１　ｊ提出了一种基于物质场模型的专　利规避设计方法并应用于顶驱下套管装置的设计。　通过对专利进行检索得到目标专利，对目标专利进　行分析回溯和挖掘出其所对应的根本发明问题，对　问题的目标区域建立物质场模型，通过物质场模　型，发现冲突并运用发明原理和分离原理求解或７６　个标准解求解，最终实现专利的规避设计。　３结语　创新是产品设计的核心，专利是对技术创新的　强力保护。在竞争激烈的市场经济中，专利也逐渐　成为企业打击竞争对手的重要手段。企业在竞争　中应通过专利达到保护自己同时又打击对手，进而　依靠专利获得高附加值。ＴＲＩＺ理论作为一种创新　方法论，揭示了技术系统演变的客观规律和创新方　法，同时还是一种从大量高水平专利中总结出来的　知识库。ＴＲＩＺ理论不仅可以辅助企业创新，在企业　专利申请设计、专利规避和专利布局方面也将发挥　重要作用。　参考文献　［１］陈佳麟．专利产品设计方法与策略整合的研究［Ｄ］．台　湾：国立中山大学机械工程研究所，２００２：１１～１５　［２］安国．科技创新方法（Ⅱｕｚ）在企业的应用［Ｊ］．现代商　贸工业，２０ｌ５，（７）：７１—７２　［３］黄伟，朱龙，侯亮．基于专利与ＴＲＩＺ集成的产品创新与　优化设计［Ｊ］．机电工程，２０１１，２８（７）：７７４～７７８　［４］穆秀秀，曹国忠，魏丛格，刘伟，等．核心专利群规避设　计案例研究［Ｊ］．工程设计学报，２０１５，２２（３）：２０３—２１０　［５］祝凤金．ＴＲＩＺ技术系统进化法则在专利布局中的应用　研究［Ｊ］．科技管理研究，２０１０，（１９）：１４８～１５１　［６］赵新军，侯明曦，李爱．以ＴＲＩＺ进化理论为基础的产品　技术预测支持系统研究［Ｊ］．工程设计学报，２００５，１２（６）：　３２１—３２４．　［７］ｌ＿ｏｈ　Ｈ．Ｔ．，ＨｅＣ．，Ｓｈｅｎ　Ｌ．Ｘ．．Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｔｅｎｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ＴＲＩＺ　Ｕ￣Ｉ＇ＳｌＪＪ．Ｗｏｒｌｄ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，　２００６，２８（１）：６～１３　［８］梁艳红，檀润华，马建红．面向产品创新设计的专利文本　分类研究［Ｊ］．计算机集成制造系统，２０１３，１９（２）：３８２—　３９０　［９］胡正银，方曙，文奕，张娴．面向ＴＲＩＺ的专利自动分类　研究［Ｊ］．现在图书情报技术，２０１５，（１）：６６　７４　［１０］王克奇，于江涛，李海英．ＴＲＩＺ理论在专利检索系统中　的应用研究［Ｊ］．情报科学，２０１Ｉ，２９（２）：２３１　２４０　　・［１１］李辉，刘力萌，赵少魁，于菲，等．面向机械产品专利规　避的功能裁剪路径研究［Ｊ］．中国机械工程，２０１５，２６　（１９）：２５８１—２５８９　［１２］江屏，罗平亚，孙建广，檀润华．基于功能裁剪的专利　规避设计［Ｊ］．机械工程学报，２０１２，４８（１１）：４６～５４　［１３］成思源，米晶晶，杨雪荣，张海燕．面向创新的专利规　避设计研究［Ｊ］．包装工程，２０１６，３７（１４）：１～６　［１４］石文豪，陈子顺．基于物质一场模型分析的专利规避　设计研究顶驱下套管装置的专利规避设计［Ｊ］．科技管理　研究，２０１７，（６）：１６８～１７２　收稿Ｅｌ期：２０１７—０７—１５　审稿：刘晓刚　编辑：潘君益