運用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實例探析，助力高質量專利撰寫之從權布局

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“在專利申請過程中，如何提高授權率是業(yè)內(nèi)人士普遍關心的問題。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，從而為高質量專利撰寫提供有力支持?！?br/>

來源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）

作者：邱小波 超凡知識產(chǎn)權服務股份有限公司

引言

在撰寫專利申請時，對獨立權利要求書中的技術特征進行細化和補充限定至關重要。通常，代理人需要根據(jù)技術交底書中的具體方案，拓展可替代的并列方案，布局于從權，以提高專利的授權率。然而，傳統(tǒng)依賴個人經(jīng)驗的拓展方法，往往受限于代理人的知識結構和思維習慣，導致拓展的替代方案較為常規(guī)，難以保障從權的創(chuàng)造性貢獻。為此，本文提出運用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案，以助力高質量專利撰寫。

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。在實際操作中，TRIZ強調從系統(tǒng)、發(fā)明原理、資源、矛盾等方面進行分析，以促進創(chuàng)新思維。

圖1 TRIZ與傳統(tǒng)思維方式的比較

在面對需要解決特定技術問題的場景下（包括替代方案的挖掘場景），相比于傳統(tǒng)思維方式（比如頭腦風暴、試錯法、逆向思維等），TRIZ更傾向于指導創(chuàng)新者系統(tǒng)地分析問題并找到創(chuàng)新的解決方案，其強調邏輯推理、矛盾的解決和系統(tǒng)進化法則。相比之下，傳統(tǒng)思維方式更多依賴于直覺、經(jīng)驗和非結構化的討論。比如，頭腦風暴注重想法的生成，試錯法側重于通過實踐中的失敗來學習和改進，逆向思維則鼓勵從結果反推原因和解決方案。

由于TRIZ集成了各領域解決同類問題的知識與經(jīng)驗，并提供了將各領域知識轉換應用于所需領域的系統(tǒng)化方法，因此，將TRIZ應用于挖掘可替代方案的場景是可行的。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，其通過觀察和學習不同領域的問題解決方法，然后將這些方法應用到我們需要解決的領域中，以此來解決特定的技術問題。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），通過運用 TRIZ工具進行已有方案的替代方案設計，能夠高效的解決創(chuàng)新問題，產(chǎn)出高級別的創(chuàng)新解。

二、 TRIZ在挖掘非常規(guī)替代方案中的應用實例

以下通過兩個實例來闡述如何運用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案。

圖2智能家居控制系統(tǒng)結構示意圖

【實例1】一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于：家庭設備之間通過無線通信技術互聯(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，以及不受網(wǎng)絡限制等優(yōu)點。交底給定的方案是家庭設備之間通過無線通信連接，需拓展“家庭設備之間通過無線通信技術互聯(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)給定的技術方案“家庭設備之間通過無線通信技術互聯(lián)互通”，可以從TRIZ的四個方面進行分析：

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

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

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

B. 系統(tǒng)展開原理：將一個系統(tǒng)分成幾個獨立的子系統(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)分解為多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)負責不同的設備或功能，然后考慮使用不同的通信技術連接這些子系統(tǒng)。

C. 動態(tài)變化原理：通過使系統(tǒng)或其組成部分動態(tài)變化來解決問題。例如紅外通信技術，因為紅外通信是在特定條件下，設備之間動態(tài)調整以實現(xiàn)通信。

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

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

F. 等價變換原理：使用一個系統(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，如果無線通信技術存在限制，可以考慮等效的紅外通信或其他無線通信技術。

基于上述分析，可以考慮使用有線通信技術、紅外通信技術或其他無線通信技術做為替代方案。這里需要說明的是，紅外通信技術雖然可能不如無線通信技術普及，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，可能是一個更合適的替代方案。

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

（4）矛盾分析：識別技術方案中的矛盾，如無線通信技術的穩(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，可以采用信號放大技術或優(yōu)化無線通信協(xié)議來解決這一矛盾。

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

A. 采用有線通信技術實現(xiàn)家庭設備的互聯(lián)互通；

B. 利用家庭電源線實現(xiàn)設備互聯(lián)互通；（電力線通信技術）

C. 采用信號放大技術或優(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，如Wi-Fi、藍牙、ZigBee等。

b. 開發(fā)特定的應用程序，實現(xiàn)設備之間的互聯(lián)互通。

2.3兩種挖掘結果的比較

（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現(xiàn)設備互聯(lián)互通，這種方案一般代理人可能不會輕易想到。

（2）技術可行性：TRIZ方法能夠幫助代理人識別并解決技術方案中的矛盾，如無線通信技術的穩(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放大技術或優(yōu)化無線通信協(xié)議等解決方案，提高技術方案的可行性。

（3）資源利用：TRIZ強調利用現(xiàn)有資源，如在智能家居控制系統(tǒng)中利用家庭電源線實現(xiàn)設備互聯(lián)互通，降低了對新資源的依賴，提高了方案的實用性和經(jīng)濟性。

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

圖3 大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結構示意圖

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

案例說明：該大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（如圖3）由客戶端進行調度，任務數(shù)據(jù)不經(jīng)過調度中心，避免調度中心的瓶頸限制；且負載均衡時考慮了計算節(jié)點的性能，能夠實現(xiàn)均勻調度。對于數(shù)據(jù)的處理方式，交底給定的方案是采用分布式計算技術進行處理，需拓展“采用分布式計算技術處理海量數(shù)據(jù)”的替代方案。

2.4基于TRIZ的替代方案挖掘

根據(jù)技術方案，可以從TRIZ的四個方面進行分析：

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

（2）發(fā)明原理分析：運用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，比如引入云計算或邊緣計算資源，來處理分布式計算中的海量數(shù)據(jù)。

B. 資源減少原理：當資源減少時，創(chuàng)新解決方案的可能性也會增加?；诖?，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)化算法減少對計算資源的需求。

C. 系統(tǒng)作為一個整體原理：將系統(tǒng)視為一個整體來考慮，而不是將其分解為獨立的部分?；谠撛?，可以考慮整個大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結構和功能，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：將兩個或多個已知物體結合起來，以創(chuàng)造新的功能或解決新的問題。在本例中，可以考慮將云計算和邊緣計算這兩種已知技術以新的方式組合起來，以創(chuàng)造出一個更適合大數(shù)據(jù)處理的新方案。

E. 物理或技術參數(shù)變化原理：改變系統(tǒng)的物理或技術參數(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)，可能會激發(fā)出新的處理方法。

基于上述分析，可以考慮使用云計算技術、邊緣計算技術或其他分布式計算技術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算技術可以是分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫等，這些技術可以在保證數(shù)據(jù)隱私的同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式處理和分析。并且，上述云計算技術利用云的彈性和可伸縮性，可以快速擴展處理能力，以應對大數(shù)據(jù)的處理需求。邊緣計算技術通過將數(shù)據(jù)處理分散到網(wǎng)絡的邊緣，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時間，提高響應速度，降低中央處理資源的壓力。

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

（4）矛盾分析：識別技術方案中的矛盾，如分布式計算技術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)化算法或分布式計算協(xié)議來解決這一矛盾。

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

A. 采用云計算技術處理海量數(shù)據(jù)；

B. 利用邊緣計算技術處理海量數(shù)據(jù)；

C. 采用優(yōu)化算法或分布式計算協(xié)議，提高計算效率。

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算技術，如MapReduce、Spark等。

b. 增加計算資源和存儲資源，提高系統(tǒng)處理能力。

三、 運用TRIZ工具挖掘非常規(guī)替代方案的實施步驟

運用TRIZ工具進行替代方案的挖掘，通常包含下述七個步驟：

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

（2）應用系統(tǒng)分析：將技術方案視為一個系統(tǒng)，分析其內(nèi)部元素和它們之間的關系，確定系統(tǒng)的主要功能、組件和它們之間的相互作用。在實例1的系統(tǒng)中，家庭設備、無線通信技術和互聯(lián)互通是關鍵要素。

（3）應用發(fā)明原理：運用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、動態(tài)變化原理、資源減少原理、預先作用原理、等價變換原理、資源增加原理、使用已知物體的組合原理和物理或技術參數(shù)變化原理等。在實例1中，可以考慮使用有線通信技術、紅外通信技術或其他無線通信技術。

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

（5）矛盾分析：識別技術方案中的矛盾，如無線通信技術的穩(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，實例1可以采用信號放大技術或優(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。這些方案應該具有創(chuàng)新性、實用性和可行性。

（7）評估替代方案：對挖掘出的替代方案進行評估，考慮其技術可行性、市場需求、成本效益等因素。選擇最合適的方案作為專利撰寫的基礎。

通過以上七個步驟，可以運用TRIZ工具挖掘出非常規(guī)替代方案，用于從權的布局，以提高權要中替代方案的創(chuàng)造性貢獻，提高授權率。

四、結論

本文以提高專利授權率為出發(fā)點，引入了TRIZ工具，探討了如何運用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案，從而為高質量專利撰寫提供有力支持。通過兩個具體實例，詳細闡述了基于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。結果顯示，運用TRIZ工具挖掘出的非常規(guī)替代方案具有更高的創(chuàng)造性、技術可行性、資源利用率和市場優(yōu)勢。此外，本文的研究為專利申請文件的從權布局提供了新的方法和工具，也對非常規(guī)替代方案的挖掘和評估提供了有益啟示。在專利撰寫過程中，代理人可以充分運用TRIZ方法，從多個角度審視問題，挖掘出非傳統(tǒng)的替代方案，以豐富從權布局。進一步地，還可以將TRIZ與其他創(chuàng)新方法相結合，以提高專利質量和授權率。同時，代理人還需不斷學習TRIZ知識和積累實戰(zhàn)經(jīng)驗，提高自己的創(chuàng)新思維能力，以更好地服務于專利行業(yè)。

（原標題：運用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實例探析，助力高質量專利撰寫之從權布局）

來源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）

作者：邱小波 超凡知識產(chǎn)權服務股份有限公司

編輯：IPRdaily辛夷          校對：IPRdaily縱橫君

注：原文鏈接：運用TRIZ挖掘非常規(guī)替代方案的實例探析，助力高質量專利撰寫之從權布局（點擊標題查看原文）

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