運(yùn)用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實(shí)例探析，助力高質(zhì)量專利撰寫之從權(quán)布局

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“在專利申請(qǐng)過程中，如何提高授權(quán)率是業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)心的問題。本文通過引入TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving，發(fā)明問題解決理論）工具，探討如何挖掘非常規(guī)替代方案，從而為高質(zhì)量專利撰寫提供有力支持。”

來源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）

作者：邱小波 超凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)股份有限公司

引言

在撰寫專利申請(qǐng)時(shí)，對(duì)獨(dú)立權(quán)利要求書中的技術(shù)特征進(jìn)行細(xì)化和補(bǔ)充限定至關(guān)重要。通常，代理人需要根據(jù)技術(shù)交底書中的具體方案，拓展可替代的并列方案，布局于從權(quán)，以提高專利的授權(quán)率。然而，傳統(tǒng)依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的拓展方法，往往受限于代理人的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維習(xí)慣，導(dǎo)致拓展的替代方案較為常規(guī)，難以保障從權(quán)的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。為此，本文提出運(yùn)用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案，以助力高質(zhì)量專利撰寫。

一、TRIZ用于拓展替代方案的可行性 

TRIZ是一種創(chuàng)新問題解決理論，它是由前蘇聯(lián)的工程師和專利專家Genrich Altshuller及其同事們于1946年開始開發(fā)創(chuàng)立的。TRIZ 是系統(tǒng)化的創(chuàng)新方法理論，它包含了一系列創(chuàng)新性問題解決的方法和工具，旨在幫助發(fā)明人打破常規(guī)思維，發(fā)現(xiàn)新的解決方案。在實(shí)際操作中，TRIZ強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)、發(fā)明原理、資源、矛盾等方面進(jìn)行分析，以促進(jìn)創(chuàng)新思維。

圖1 TRIZ與傳統(tǒng)思維方式的比較

在面對(duì)需要解決特定技術(shù)問題的場(chǎng)景下（包括替代方案的挖掘場(chǎng)景），相比于傳統(tǒng)思維方式（比如頭腦風(fēng)暴、試錯(cuò)法、逆向思維等），TRIZ更傾向于指導(dǎo)創(chuàng)新者系統(tǒng)地分析問題并找到創(chuàng)新的解決方案，其強(qiáng)調(diào)邏輯推理、矛盾的解決和系統(tǒng)進(jìn)化法則。相比之下，傳統(tǒng)思維方式更多依賴于直覺、經(jīng)驗(yàn)和非結(jié)構(gòu)化的討論。比如，頭腦風(fēng)暴注重想法的生成，試錯(cuò)法側(cè)重于通過實(shí)踐中的失敗來學(xué)習(xí)和改進(jìn)，逆向思維則鼓勵(lì)從結(jié)果反推原因和解決方案。

由于TRIZ集成了各領(lǐng)域解決同類問題的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，并提供了將各領(lǐng)域知識(shí)轉(zhuǎn)換應(yīng)用于所需領(lǐng)域的系統(tǒng)化方法，因此，將TRIZ應(yīng)用于挖掘可替代方案的場(chǎng)景是可行的。俗話說得好，“沒吃過豬肉，也見過豬跑”，換言之，TRIZ采用"曲線救國"的方式，其通過觀察和學(xué)習(xí)不同領(lǐng)域的問題解決方法，然后將這些方法應(yīng)用到我們需要解決的領(lǐng)域中，以此來解決特定的技術(shù)問題。具體而言，TRIZ包含用于分析問題和解決問題的輔助工具（包括矛盾矩陣、物理矛盾分析和資源分析等），通過運(yùn)用 TRIZ工具進(jìn)行已有方案的替代方案設(shè)計(jì)，能夠高效的解決創(chuàng)新問題，產(chǎn)出高級(jí)別的創(chuàng)新解。

二、 TRIZ在挖掘非常規(guī)替代方案中的應(yīng)用實(shí)例

以下通過兩個(gè)實(shí)例來闡述如何運(yùn)用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案。

圖2智能家居控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

【實(shí)例1】一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于：家庭設(shè)備之間通過無線通信技術(shù)互聯(lián)互通。

案例說明：該智能家居控制系統(tǒng)（如圖2）相較于傳統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)，具有通信組網(wǎng)過程便捷、可靠性高、便于后期維護(hù)，以及不受網(wǎng)絡(luò)限制等優(yōu)點(diǎn)。交底給定的方案是家庭設(shè)備之間通過無線通信連接，需拓展“家庭設(shè)備之間通過無線通信技術(shù)互聯(lián)互通”的替代方案。

2.1基于TRIZ的替代方案挖掘

根據(jù)已經(jīng)給定的技術(shù)方案“家庭設(shè)備之間通過無線通信技術(shù)互聯(lián)互通”，可以從TRIZ的四個(gè)方面進(jìn)行分析：

（1）系統(tǒng)分析：將智能家居控制系統(tǒng)視為一個(gè)系統(tǒng)，分析其內(nèi)部元素和它們之間的關(guān)系。在此系統(tǒng)中，家庭設(shè)備、無線通信技術(shù)和互聯(lián)互通是關(guān)鍵要素。

（2）發(fā)明原理分析：運(yùn)用TRIZ的發(fā)明原理，尋找替代的家庭設(shè)備互聯(lián)互通方案。具體地，可以參考以下幾個(gè)原理：

A. 分離原理：將系統(tǒng)的一個(gè)部分與另一個(gè)部分分離，或者將系統(tǒng)的一個(gè)功能與另一個(gè)功能分離。在本例中，可以將無線通信部分與家庭設(shè)備分離，考慮使用其他類型的通信技術(shù)。

B. 系統(tǒng)展開原理：將一個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，或者增加系統(tǒng)的層次。例如，可以將智能家居控制系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)不同的設(shè)備或功能，然后考慮使用不同的通信技術(shù)連接這些子系統(tǒng)。

C. 動(dòng)態(tài)變化原理：通過使系統(tǒng)或其組成部分動(dòng)態(tài)變化來解決問題。例如紅外通信技術(shù)，因?yàn)榧t外通信是在特定條件下，設(shè)備之間動(dòng)態(tài)調(diào)整以實(shí)現(xiàn)通信。

D. 資源減少原理：減少系統(tǒng)中的資源使用。如果無線通信技術(shù)資源使用較多，可以考慮有線通信技術(shù)，因?yàn)橛芯€技術(shù)在穩(wěn)定性方面可能需要較少的資源來維持通信。

E. 預(yù)先作用原理：在系統(tǒng)的一個(gè)部分施加預(yù)先作用，以便在另一個(gè)部分產(chǎn)生所需的效應(yīng)。例如，在家庭設(shè)備中預(yù)先安裝特定的通信模塊，使其能夠通過預(yù)定的有線或紅外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

F. 等價(jià)變換原理：使用一個(gè)系統(tǒng)的某些元素或功能的等效物來替換，或者用另一種元素或功能來替換。在本例中，如果無線通信技術(shù)存在限制，可以考慮等效的紅外通信或其他無線通信技術(shù)。

基于上述分析，可以考慮使用有線通信技術(shù)、紅外通信技術(shù)或其他無線通信技術(shù)做為替代方案。這里需要說明的是，紅外通信技術(shù)雖然可能不如無線通信技術(shù)普及，但在某些特定環(huán)境下，如不需要長距離通信的室內(nèi)環(huán)境，可能是一個(gè)更合適的替代方案。

（3）資源分析：分析現(xiàn)有技術(shù)中未被充分利用的資源，如電源、網(wǎng)絡(luò)等。在本例中，可以考慮利用家庭電源線實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，從而降低無線通信技術(shù)的依賴。

（4）矛盾分析：識(shí)別技術(shù)方案中的矛盾，如無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性和傳輸距離之間的矛盾。通過TRIZ的矛盾解決原則，尋求解決方案。例如，可以采用信號(hào)放大技術(shù)或優(yōu)化無線通信協(xié)議來解決這一矛盾。

綜合上述四個(gè)方面的分析，經(jīng)過評(píng)估，篩選出以下非常規(guī)替代方案：

A. 采用有線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的互聯(lián)互通；

B. 利用家庭電源線實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通；（電力線通信技術(shù)）

C. 采用信號(hào)放大技術(shù)或優(yōu)化無線通信協(xié)議，提高通信穩(wěn)定性。

2.2常規(guī)思路的替代方案挖掘

一般代理人容易想到的常規(guī)替代方案可能包括：

a. 采用不同類型的無線通信技術(shù)，如Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等。

b. 開發(fā)特定的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

2.3兩種挖掘結(jié)果的比較

（1）創(chuàng)造性程度：TRIZ挖掘出的非常規(guī)替代方案往往具有更高的創(chuàng)造性，如利用家庭電源線實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，這種方案一般代理人可能不會(huì)輕易想到。

（2）技術(shù)可行性：TRIZ方法能夠幫助代理人識(shí)別并解決技術(shù)方案中的矛盾，如無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性和傳輸距離之間的矛盾。通過TRIZ的矛盾解決原則，代理人可以提出如信號(hào)放大技術(shù)或優(yōu)化無線通信協(xié)議等解決方案，提高技術(shù)方案的可行性。

（3）資源利用：TRIZ強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)有資源，如在智能家居控制系統(tǒng)中利用家庭電源線實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，降低了對(duì)新資源的依賴，提高了方案的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

（4）市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)：非常規(guī)替代方案往往能夠滿足市場(chǎng)未被滿足的需求，或解決現(xiàn)有技術(shù)無法解決的問題，從而在市場(chǎng)中具有競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。

圖3 大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

【實(shí)例2】一種大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：采用分布式計(jì)算技術(shù)處理海量數(shù)據(jù)。

案例說明：該大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（如圖3）由客戶端進(jìn)行調(diào)度，任務(wù)數(shù)據(jù)不經(jīng)過調(diào)度中心，避免調(diào)度中心的瓶頸限制；且負(fù)載均衡時(shí)考慮了計(jì)算節(jié)點(diǎn)的性能，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻調(diào)度。對(duì)于數(shù)據(jù)的處理方式，交底給定的方案是采用分布式計(jì)算技術(shù)進(jìn)行處理，需拓展“采用分布式計(jì)算技術(shù)處理海量數(shù)據(jù)”的替代方案。

2.4基于TRIZ的替代方案挖掘

根據(jù)技術(shù)方案，可以從TRIZ的四個(gè)方面進(jìn)行分析：

（1）系統(tǒng)分析：將大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)視為一個(gè)系統(tǒng)，分析其內(nèi)部元素和它們之間的關(guān)系。在此系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)、分布式計(jì)算技術(shù)和海量數(shù)據(jù)處理是關(guān)鍵要素。

（2）發(fā)明原理分析：運(yùn)用TRIZ的發(fā)明原理，尋找替代的大數(shù)據(jù)處理方案。具體地，可以參考以下幾條原理：

A. 資源增加原理：如果系統(tǒng)中的資源增加，那么問題的解決方案將更加豐富。在本例的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，可以考慮增加資源，比如引入云計(jì)算或邊緣計(jì)算資源，來處理分布式計(jì)算中的海量數(shù)據(jù)。

B. 資源減少原理：當(dāng)資源減少時(shí)，創(chuàng)新解決方案的可能性也會(huì)增加。基于此，可以考慮如何在現(xiàn)有的資源條件下更有效地處理數(shù)據(jù)，比如通過優(yōu)化算法減少對(duì)計(jì)算資源的需求。

C. 系統(tǒng)作為一個(gè)整體原理：將系統(tǒng)視為一個(gè)整體來考慮，而不是將其分解為獨(dú)立的部分?；谠撛恚梢钥紤]整個(gè)大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，如何通過整體的優(yōu)化來提升性能。

D. 使用已知物體的組合原理：將兩個(gè)或多個(gè)已知物體結(jié)合起來，以創(chuàng)造新的功能或解決新的問題。在本例中，可以考慮將云計(jì)算和邊緣計(jì)算這兩種已知技術(shù)以新的方式組合起來，以創(chuàng)造出一個(gè)更適合大數(shù)據(jù)處理的新方案。

E. 物理或技術(shù)參數(shù)變化原理：改變系統(tǒng)的物理或技術(shù)參數(shù)，以創(chuàng)造新的解決方案。例如，通過改變數(shù)據(jù)處理的速度、精度或效率等參數(shù)，可能會(huì)激發(fā)出新的處理方法。

基于上述分析，可以考慮使用云計(jì)算技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)或其他分布式計(jì)算技術(shù)代替本例中特定的分布式處理方案。其中，這里的其他分布式計(jì)算技術(shù)可以是分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫等，這些技術(shù)可以在保證數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式處理和分析。并且，上述云計(jì)算技術(shù)利用云的彈性和可伸縮性，可以快速擴(kuò)展處理能力，以應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)的處理需求。邊緣計(jì)算技術(shù)通過將數(shù)據(jù)處理分散到網(wǎng)絡(luò)的邊緣，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，提高響應(yīng)速度，降低中央處理資源的壓力。

（3）資源分析：分析現(xiàn)有技術(shù)中未被充分利用的資源，如存儲(chǔ)、計(jì)算能力等。在本例中，可以考慮利用未充分利用的存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算設(shè)備，從而降低分布式計(jì)算技術(shù)的依賴。

（4）矛盾分析：識(shí)別技術(shù)方案中的矛盾，如分布式計(jì)算技術(shù)的效率和資源消耗之間的矛盾。通過TRIZ的矛盾解決原則，尋求解決方案。例如，可以采用優(yōu)化算法或分布式計(jì)算協(xié)議來解決這一矛盾。

綜合上述四個(gè)方面的分析，經(jīng)過評(píng)估，篩選出以下非常規(guī)替代方案：

A. 采用云計(jì)算技術(shù)處理海量數(shù)據(jù)；

B. 利用邊緣計(jì)算技術(shù)處理海量數(shù)據(jù)；

C. 采用優(yōu)化算法或分布式計(jì)算協(xié)議，提高計(jì)算效率。

2.5常規(guī)思路的替代方案挖掘

一般代理人容易想到的常規(guī)替代方案可能包括：

a. 采用更高效的分布式計(jì)算技術(shù)，如MapReduce、Spark等。

b. 增加計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，提高系統(tǒng)處理能力。

三、 運(yùn)用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案的實(shí)施步驟

運(yùn)用TRIZ工具進(jìn)行替代方案的挖掘，通常包含下述七個(gè)步驟：

（1）理解技術(shù)方案：首先，需要深入理解原始技術(shù)方案，包括其目的、功能、關(guān)鍵技術(shù)和現(xiàn)有問題。這是挖掘替代方案的基礎(chǔ)。

（2）應(yīng)用系統(tǒng)分析：將技術(shù)方案視為一個(gè)系統(tǒng)，分析其內(nèi)部元素和它們之間的關(guān)系，確定系統(tǒng)的主要功能、組件和它們之間的相互作用。在實(shí)例1的系統(tǒng)中，家庭設(shè)備、無線通信技術(shù)和互聯(lián)互通是關(guān)鍵要素。

（3）應(yīng)用發(fā)明原理：運(yùn)用TRIZ提供的發(fā)明原理，尋找替代的方案。這些原理包括分離原理、系統(tǒng)展開原理、動(dòng)態(tài)變化原理、資源減少原理、預(yù)先作用原理、等價(jià)變換原理、資源增加原理、使用已知物體的組合原理和物理或技術(shù)參數(shù)變化原理等。在實(shí)例1中，可以考慮使用有線通信技術(shù)、紅外通信技術(shù)或其他無線通信技術(shù)。

（4）資源分析：分析現(xiàn)有技術(shù)中未被充分利用的資源，如電源、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算能力等，考慮如何利用這些資源來提出新的解決方案。在實(shí)例1中，可以考慮利用家庭電源線實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，從而降低無線通信技術(shù)的依賴。

（5）矛盾分析：識(shí)別技術(shù)方案中的矛盾，如無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性和傳輸距離之間的矛盾。通過TRIZ的矛盾解決原則，如矛盾矩陣和物理矛盾分析，尋求解決方案。例如，實(shí)例1可以采用信號(hào)放大技術(shù)或優(yōu)化無線通信協(xié)議來解決這一矛盾。

（6）發(fā)展替代方案：基于以上分析，發(fā)展出一系列替代方案。這些方案應(yīng)該具有創(chuàng)新性、實(shí)用性和可行性。

（7）評(píng)估替代方案：對(duì)挖掘出的替代方案進(jìn)行評(píng)估，考慮其技術(shù)可行性、市場(chǎng)需求、成本效益等因素。選擇最合適的方案作為專利撰寫的基礎(chǔ)。

通過以上七個(gè)步驟，可以運(yùn)用TRIZ工具挖掘出非常規(guī)替代方案，用于從權(quán)的布局，以提高權(quán)要中替代方案的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，提高授權(quán)率。

四、結(jié)論

本文以提高專利授權(quán)率為出發(fā)點(diǎn)，引入了TRIZ工具，探討了如何運(yùn)用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案，從而為高質(zhì)量專利撰寫提供有力支持。通過兩個(gè)具體實(shí)例，詳細(xì)闡述了基于TRIZ的替代方案挖掘過程，包括系統(tǒng)分析、發(fā)明原理分析、資源分析和矛盾分析等步驟。結(jié)果顯示，運(yùn)用TRIZ工具挖掘出的非常規(guī)替代方案具有更高的創(chuàng)造性、技術(shù)可行性、資源利用率和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。此外，本文的研究為專利申請(qǐng)文件的從權(quán)布局提供了新的方法和工具，也對(duì)非常規(guī)替代方案的挖掘和評(píng)估提供了有益啟示。在專利撰寫過程中，代理人可以充分運(yùn)用TRIZ方法，從多個(gè)角度審視問題，挖掘出非傳統(tǒng)的替代方案，以豐富從權(quán)布局。進(jìn)一步地，還可以將TRIZ與其他創(chuàng)新方法相結(jié)合，以提高專利質(zhì)量和授權(quán)率。同時(shí)，代理人還需不斷學(xué)習(xí)TRIZ知識(shí)和積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，提高自己的創(chuàng)新思維能力，以更好地服務(wù)于專利行業(yè)。

（原標(biāo)題：運(yùn)用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實(shí)例探析，助力高質(zhì)量專利撰寫之從權(quán)布局）

來源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）

作者：邱小波 超凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)股份有限公司

編輯：IPRdaily辛夷          校對(duì)：IPRdaily縱橫君

注：原文鏈接：運(yùn)用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實(shí)例探析，助力高質(zhì)量專利撰寫之從權(quán)布局（點(diǎn)擊標(biāo)題查看原文）

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