進化樹在專利方案生成中的應用

劉尚 陳博 楊樹成

摘 要：在產品研發的過程中，企業能夠通過分析現有技術系統獲得自主知識產權是企業生存發展的關鍵。進化樹作為一種樹形信息模型，能夠幫助企業對現有技術進行分析，挖掘技術潛力區域，并產生新的專利方案。因此，提出一種進化樹在專利方案生成中的應用方法，來幫助研發人員更好地利用進化樹進行技術預測，產生專利方案，提高企業競爭力。

關鍵詞：進化樹;產品研發;專利方案

中圖分類號：G306 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.010

0 引言

隨著市場機制的日趨完善，企業在激烈的市場競爭中越來越意識到知識產權對自身發展的重要性[1]。企業在面臨市場需求時，突破行業的專利壁壘，加快產品研發的步伐，形成自主知識產權技術將是企業生存發展的關鍵。企業在產品不斷研發的過程中，對現有的專利進行統計，利用現有專利信息及技術手段來挖掘技術系統的空白區域，進行技術潛力區域預測，最終獲得自主知識產權技術。專利分析就是把專利檢索得到的信息和與專利技術相關的數據進行分析[2]，利用專利分析為企業產品研發、提高市場競爭力獲取更大的經濟效益做基礎。

1 進化樹

進化樹[3]是由尼古拉·什帕科夫斯基在總結TRIZ理論應用經驗的基礎上，提出的一種樹形信息模型。進化樹具有10條進化路線，分別為單——雙——多系統進化路線、系統裁剪路線、系統擴展——裁剪路線、分割路線、表面特性進化路線、內部結構進化路線、幾何進化路線、動態化路線、協調性路線、可控性路線，表達了系統在完備性、動態化、協調性三個層次的變化。進化樹的每條進化路線上分布有若干個節點，可以利用現有技術構建具體進化樹，將現有專利信息分布到進化樹的節點上去，通過分析節點信息能夠看出技術系統進化的先后順序及發展現狀，并對照基礎進化樹發現空白節點，利用空白節點信息實現技術預測，并為企業生成專利方案提供方法和手段。進化樹作為一種樹形信息模型，對現有技術系統的分析和技術系統進化趨勢的預測有一定幫助。

目前，人們利用進化樹來實現技術預測，達到產品創新、生成專利方案的目的。劉小玲[4]利用進化樹對手機輸入技術進行分析和研究，并利用進化樹預測技術系統發展方向及趨勢。趙昊昱等人[5，6]利用進化樹明確技術分布情況，找尋技術潛力區域，提出了鋼筆筆尖和立式滾筒洗衣機中柔順劑裝置的改進新方案，最終應用進化樹實現專利規避設計。黃華棟等人[7]利用進化樹方法研究了塑料瓶破碎刀具的進化過程，對現有技術系統進行分析，滿足人們對于刀具的功能需求，實現了塑料瓶破碎刀具的創新設計。金友華等人[8，9]利用進化樹對波輪洗衣機的重要減振部件——吊桿組件進行分析，通過構建進化樹掌握吊桿組件的進化方向，對吊桿進行創新研究，提出了減振效果更好的設計方法，也驗證了進化樹對現有產品技術信息研究有很好的效果。

2 進化樹在專利方案生成中的應用方法

本文提供一種進化樹在專利方案生成中的應用方法，該方法以現有技術為出發點，首先確定檢索主題，依據檢索主題進行專利檢索，對檢索得到的專利進行整理、篩選，獲得一組專利群。然后對專利群進行專利數據提取，主要提取專利中結構信息及功能信息，為后續進化樹的構建提供基礎數據。結合進化樹的分布特點，整理專利數據，依據進化樹構建規則構建進化樹，最終利用進化樹挖掘技術潛力區域，生成專利方案，流程圖如圖1所示。

2.1 專利檢索

首先確定檢索主題，利用專利檢索平臺例如國家知識產權局、SOOPAT檢索平臺等，通過檢索模糊關鍵詞，瀏覽閱讀，確定精確關鍵詞，反復檢索，結合IPC號分析、專利文獻處理、篩選等環節，最終確定目標專利群。

2.2 提取專利數據

一份完整的專利由著錄項、權利要求書、說明書及附圖組成，其中權利要求書中包含專利所保護的技術特征。在進行專利數據提取時，首先要對現有專利信息進行整理和研究，其中對于主權利要求和從屬權利要求的分析是必不可少的。專利文獻所描述的是通過什么樣的結構實現怎樣的功能，主要包含技術系統結構和功能兩個層面的問題。需要對權利要求書中所保護的結構進行一定的分析，然后根據結構確定各個結構在系統中所實現的功能，從而將各個專利中所描述的結構及功能抽取出來，作為下一步構建進化樹的基礎數據。

2.3 構建進化樹

進化樹具有十條進化路線，十條進化路線及進化過程的主要方法如下表所示。進化樹上同一條進化路線圍繞產品的同一功能，正是因為進化樹具有這樣的特點，故對上述所獲得的功能信息進行分類，將各個專利中實現同一功能的結構信息匯總出來，并參照基礎進化樹在專利說明書中分析其結構特征，對實現同一個功能的所有結構及其結構特征進行整理，并與進化樹的十條進化路線相結合，對照基礎進化樹，依次將所得到的信息分布到進化樹的節點上，建立具體進化樹，獲得相應的產品進化路線。

2.4 產生新方案

在具體進化樹樹干及樹枝的進化關系分析下，以基礎進化樹為引導，對比具體進化樹，可以了解技術系統的發展情況，可以明顯看出所構建的具體進化樹上存在的空白節點，如圖2所示。其中深色節點代表現有專利信息，空白節點代表現有專利中不存在的信息，空白節點信息則是現有技術系統發展的空白點，可以指出技術系統進化的方向，幫助企業研發人員挖掘技術潛力，進行技術預測，產生新的設計方案。

2.5 侵權判定

對于所生成的產品方案，主要從全面覆蓋原則、等同原則、禁止反悔原則、多余指定原則幾個方面來判定新方案是否侵權。

3 結論

在技術日新月異發展的今天，企業越來越重視對現有產品技術系統的分析和研究，并且想要從技術系統進化角度來進行產品研發，獲取自主知識產權。進化樹是一種能夠表達產品系統進化順序及進化方向的樹形信息模型，能夠指導企業研發人員對現有技術系統分析，實現技術系統預測，產生新的方案，對于企業提高產品研發水平、增強綜合實力有一定的意義。

參考文獻：

[1]鄭明輝.發揮知識產權對技術創新的作用[J].機械制造，2000（10）：7-9.

[2]曹雷.面向專利戰略的專利信息分析研究[J].科技管理研究，2005（3）：97-100.

[3]尼古拉·什帕科夫斯基.進化樹——技術信息分析及新方案的產生[M].郭越紅，孔曉琴，林岳，等，譯.北京：中國科學技術出版社，2010：35-77.

[4]劉小玲.基于進化樹方法的手機輸入技術分析[J].創新科技，2012（12）：19-21.

[5]趙昊昱，蔣濤，李英利，等.基于TRIZ進化樹的滾筒洗衣機柔順劑供給裝置創新設計[J].工程設計學報，2012，19（1）：75-80.

[6]趙昊昱，蔣濤，李英利，等.進化樹——TRIZ的一種信息處理專用工具[J].科技管理研究，2012，32（14）：235-238.

[7]黃華棟，孔茗，黃國棟.基于技術系統進化路線的塑料瓶回收器關鍵部件設計[J].塑料科技，2015，43（9）：67-71.

[8]金友華，楊宇澄，周兆國，等.基于TRIZ理論的波輪洗衣機吊桿創新研究[J].日用電器，2013（5）：42-47.

[9]金友華，楊宇澄，周兆國，等.基于TRIZ理論的波輪洗衣機吊桿創新研究（續）[J].日用電器，2013（6）：46-49.