TRIZ理论在专利创造性判断中的应用研究

文 / 周胜生 张仁杰 王大鹏 唐华东

前言

T R I Z理论是前苏联以根里奇·阿奇舒勒（G·S·Altshuller）为首的数百名专家经过近50年的系统性研究，从二百五十万件高水平发明专利中归纳提炼出的一整套体系化的、实用的发明创新理论。TRIZ是该理论的俄文首字母的缩写，其英文全称是“Theory of Innovative Problem Solving”，在中国一般称为“TRIZ理论”或“发明问题解决理论”，也音译为“萃智理论”。TRIZ理论认为，所有技术系统的发展遵循着客观规律，通过TRIZ理论提供的问题解决工具和近似标准的问题分析和解决方法，可以为解决具体技术问题提供解决方案。专利是大多数技术创新成果最终的保护方式，专利申请是否具备专利法意义上的创造性虽然与创新过程无关，但TRIZ理论对于创造性的判断是否存在影响以及存在怎样的影响呢？本文从专利创造性判断的角度研究TRIZ理论的应用。

一、TRIZ理论简介

TRIZ理论体系的主要内容包括九个方面，即“突破惯性思维的创新方法”、“技术系统进化论”、“40个发明原理”、“39 个通用技术参数和矛盾矩阵”、“物理矛盾的分离原理”、“物-场分析模型”、“发明问题标准解法”、“发明问题解决算法（ARIZ）”、以及“科学效应和现象知识库”。TRIZ理论的核心思想包括三个方面：第一，无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；第二，各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。

TRIZ理论解决技术问题的一般方式是先将要解决的普通技术问题转化为TRIZ的一般问题，通过运用上面的发明原理等工具获得TRIZ的一般解，再将这些一般解应用到具体的技术领域形成解决特定问题的特定解决方案。具体而言，当工程技术人员在面临技术问题时，按照TRIZ理论标准化参数找出要解决的技术矛盾后，借助于阿奇舒勒矛盾矩阵表可以找出解决该技术矛盾通常使用的发明原理（即一般解），最后将该发明原理具体化形成具体的解决方案。

TRIZ技术系统进化论的主要观点是技术系统的进化遵循着一定的客观的进化模式，主要包括S曲线进化法则、动态性可控性进化法则等8大技术系统进化法则。其中，“S曲线进化法则”描述了一个技术系统的完整生命周期，包括婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。“动态性和可控性进化法则”主要是指提高系统的动态性，以更大的柔性和可移动性来获得功能的实现，提高系统的动态性要求增加可控性。TRIZ技术系统进化法则是技术系统进化的最一般规律，当这些法则应用到具体的领域中时，会表现出具体的发展规律。【1】

二、创造性判断中的应用

TRIZ理论自创立以来，在专利创新活动中得到了大量的应用，但是国内外对TRIZ理论在创造性判断中的应用进行实质性的研究很少。目前国外有少数学者提出将TRIZ理论中的发明分级理论应用于创造性判断。例如Steve Hickman直接将TRIZ发明分级理论与现有的KSR、 USPTO、EPO和JPO的审查标准进行了对比，认为USPTO和JPO的审查标准大体承认第3-5级发明创造的创造性，而第1-2级的发明创造则被认为无创造性。

本文通过研究认为，由于TRIZ理论源自大量的现有专利文献的总结，其所概括的技术系统的发展规律和趋势、技术问题的标准解也均源自现有技术，而一项专利申请是否具备创造性关键在于本领域技术人员在最接近现有技术的基础上是否需要付出创造性劳动才能得出，因此，两者有其互相结合、借用之处。在对专利创造性判断过程中恰当运用TRIZ理论从现有技术中总结出来的技术发展规律和趋势、技术问题的标准解等，有助于使判断结果更加客观。具体地说，TRIZ理论在创造性判断中的应用包括如下三方面：1）有助于更准确理解发明改进点；2）拓展文献检索和对比文件的组合方式；3）为对比文件相结合的技术启示提供新的思路。

（一）有助于更准确地理解发明改进点

准确理解发明是准确判断发明是否具备创造性的基础，TRIZ理论能够帮助公众更清楚地判断发明专利所处的技术发展阶段，更准确地理解申请的技术方案及其改进点。下面通过案例予以说明。

本案例的权利要求为：一种折叠式键盘，将第1键盘单元、第2键盘单元及第3键盘单元连接，使用键盘时，第1至第3键盘单元按此顺序排列成水平状态，在不使用键盘时第1至第3键盘单元成为重叠状态，其特征在于，所述第1至第3键盘单元借助主连杆而在所述第1至第3键盘单元两侧相互连接，所述主连杆的一端可转动地支承于第1键盘单元，主连杆的中央部可转动地连接于第2键盘单元，主连杆的另一端可转动地连接于第3键盘单元。（本发明专利附图如下图1和图2）

在常规的现有技术检索和创造性判断思路中，由于本申请涉及折叠键盘，因此通常会重点检索折叠键盘，但是在检索到大量涉及折叠键盘的专利后，仍然有可能对本发明的发明点的把握出现偏差。此时，可以引入TRIZ技术系统进化法则对本案技术背景进行分析。根据技术系统进化法则，在键盘领域，键盘的发展进化遵循刚性键盘、折叠键盘、柔性键盘、投影键盘的发展趋势。通过在中国专利文献检索系统中进行检索和统计分析，结果发现从1991年至2010年，折叠键盘的申请有122件，柔性键盘的申请有59件，投影键盘的申请有13件，这三类键盘的申请分布如图3所示。

图1

图2

对上述结果进行分析，如图3所示，键盘技术的发展规律完全符合TRIZ理论的“S曲线进化法则”和“动态性可控性进化法则”。从上图中可看出，折叠键盘自1991年开始出现，2000年-2003年属于快速成长期，2004年-2005年发展到最高峰，之后的申请量趋于下降；柔性键盘开始出现于1994年，较折叠键盘晚3年，2006年左右发展到高峰，之后的申请量有所下降；投影键盘出现于1999年，较柔性键盘再晚5年，直到2010年仍在继续发展。当然，最早的键盘是刚性键盘，出现在折叠键盘之前。

本发明专利涉及折叠键盘，优先权日为2002年6月25日，从图3可知，2002年属于折叠键盘的快速成长时期，可检索到大量折叠键盘的专利申请。因此，结合TRIZ技术系统进化法则，公众可以从中得知本发明专利的改进点可能只是提出了一种新的连杆式的折叠方式，而不在于提出了折叠式键盘这一概念，这些信息有助于公众准确理解本发明专利的技术方案以及改进点。

（二）拓展文献检索和对比文件的组合方式

从TRIZ理论的技术系统进化论的角度看，技术系统的进化经历了不同的技术发展阶段。在常规的创造性判断思路中，判断者主要是将与本发明所处相同技术发展阶段的最接近文献1、以及包括具有相同作用的区别技术特征的文献2进行结合，从而判断发明专利不具备创造性。

本文认为，当依据上述常规思路在相同技术发展阶段中没有检索到合适的最接近文献时，可以基于TRIZ理论的技术系统进化法则，扩展到前一技术发展阶段中检索基础文献并在其它领域检索涉及改进点的文献。如果检索到了涉及改进点的文献，结合上述技术发展趋势,该专利申请就有可能不具备创造性。

下面仍以上述案例中的键盘为例进行说明。

在常规的现有技术检索和创造性判断思路中，由于本申请涉及折叠键盘，因此通常会重点检索折叠键盘。根据权利要求中的技术特征，检索到文献1，该文献1是与本专利处于相同技术发展阶段的折叠键盘，将文献1作为最接近的现有技术。

该文献1的主要内容如下：

一种可展开的键盘，包括外壳和三个键盘部分，键盘部分可以在收存位置和可操作位置之间运动，在收存位置上键盘部分大致容纳在外壳中，在可操作位置上这些键盘部分被设置成在至少一维的方向上延伸超过外壳便捷的键盘，其中在将键盘展开到可操作位置时，两个键盘部分向外运动，且第三键盘部分运动到两个可向外运动的键盘部分之间的位置上。（见图4）

图3

接着找出权利要求与文献1的区别，即权利要求为利用连杆进行折叠，而文献1利用伸展/收缩机构进行折叠，此时，针对区别技术特征（第1至第3键盘单元借助主连杆而在所述第1至第3键盘单元两侧相互连接，所述主连杆的一端可转动地支撑于第1键盘单元，主连杆的中央部可转动地连接于第2键盘单元，主连杆的另一端可转动地连接于第3键盘单元）进行检索，找到文献2披露，且在文献2中所起的作用与该区别技术特征在本专利所起的作用相同（实现平板物品的折叠使其方便携带），因此两者存在结合启示，该发明申请相对于文献1和文献2的结合不具备创造性。

该文献2的主要内容如下：一种折叠算盘，该算盘分为三段，通过一连杆1连接第一至三段，当连杆1绕其中心轴转动时，带动第一、三段绕连杆1上的边轴转动，从而使算盘折叠。（见图5）

通过上面常规的创造性检索和判断方式，本文认为，文献1和2是否存在结合启示存在一定的争议。虽然文献1属于折叠键盘，但其原理与文献2完全不同，且操作受到连接机构以及外壳结构的限制，本领域技术人员要想把文献2直接替代至文献1中存在困难，因此仅通过“作用相同”认为存在技术启示较为主观，难以让人接受。

针对这种情况，本文认为，该发明申请相对于现有技术确实不具备创造性，但思考的方式可以改进。首先，根据TRIZ理论技术系统进化法则找出键盘领域的技术发展规律，并判断出本申请处于折叠键盘的快速发展时期，由于无法在折叠键盘这一技术发展阶段检索到合适的对比文件，因此将检索范围扩展到前一技术发展阶段（即刚性键盘），检索到文献3，它公开的是一种刚性键盘，将其作为基础文献。

该文献3的主要内容如下：一种刚性键盘，其包括键盘主体14和键盘外壳12，其中，键盘主体包括按键，键盘外壳上包括上盖12和底座27，上盖12可转动地连接到底座27上，底座具有一输入/输出连接器，当PDA连接到该输入/输出连接器时，上盖12支承该PDA。（见图6）

接着找出权利要求与文献3的区别在于，权利要求利用连杆式折叠结构，而文献3不可折叠；然后，根据TRIZ理论通过大量现有技术总结出的键盘领域从普通刚性键盘进化到折叠键盘这一本领域公知的发展规律，可知本领域技术人员有动机对文献3的刚性键盘进行改进而获得折叠键盘，此外，区别技术特征中涉及具体的连杆式结构的技术特征被文献2所披露，因此，在键盘的上述发展规律和本领域中提高键盘便携性的普遍需求的指引下，本领域技术人员有动机在文献3的基础上结合文献2得到权利要求，因此权利要求不具备创造性。

通过上文两种方式的对比分析可知，在常规检索和判断思路中，通过最接近的现有技术文献1（可展开的键盘）与现有技术文献2（折叠键盘）相结合评述该权利要求的创造性，但由于两者技术原理上的区别，结合点并不十分具有说服力，而在利用TRIZ理论拓展后的检索和判断中，充分考虑键盘领域的技术发展规律，将检索扩展到前一技术阶段（即刚性键盘），获得现有技术文献3，并将该文献3与涉及改进点的现有技术文献2相结合评述该权利要求的创造性。虽然文献3比文献1与本专利在技术发展阶段上相差更大，但在充分考虑现有技术中体现出的技术发展规律和需求的基础上，两篇文献的结合更显得水到渠成。

（三）为对比文件相结合的技术启示提供新的思路

图4

图5

图6

不同文献是否具有结合启示是判断是否具备创造性的关键。在判断两篇文献是否存在结合启示的判断中，要基于本申请与最接近的对比文件的区别技术特征确定实际解决的技术问题，通常，如果区别技术特征对应的技术手段在另一篇对比文件中所起的作用与在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，则认为该另一篇对比文件给出了技术启示，从而得出权利要求相对于两篇对比文件的结合不具备创造性的结论，这里的技术启示一般仅来自于上述另一篇对比文件。但是在实际操作过程中，尤其是对于另一篇对比文件并没有明确记载区别技术特征的作用或者是记载的作用与本申请不同时，结合启示的判断往往会存在较大主观性，导致创造性的判断存在偏差。本文认为，由于TRIZ理论源自大量的现有专利文献的总结，为解决各种技术问题、矛盾或冲突提供了解决方法和工具，因此，在我们判断创造性时，面对基于区别技术特征所确定的本申请实际要解决的技术问题，可以利用TRIZ理论所概括的技术系统的发展规律和趋势、技术问题的标准解作为对比文件相结合的技术启示，这样的术启示完全是TRIZ理论通过大量现有技术总结得出，并非来自任何单独一篇文献，而且符合技术系统的客观发展规律，相比仅由另一篇单独对比文件获得技术启示更具客观性。

例如，某专利申请涉及呼叫自动转移的方法，其发明点在于通过预先存储呼叫转移号码，在拍叉后自动获取呼叫转移号码，相比现有技术中拍叉后需要手动输入转移号码而言提高了自动化程度。本申请相对于最近的对比文件1实际要解决的技术问题是如何确定转移号码以提高自动化程度。面对该技术问题， TRIZ理论技术系统进化论指出从人工操作呼叫转移到自动呼叫转移的技术发展规律，同时TRIZ理论的阿奇舒勒矛盾矩阵表指出“预先作用原理”也是本领域解决上述技术问题的常用手段。

又例如，在计算机通信系统中，希望两系统之间的连接线多些以适应计算机的字长，但过多的线数会增加线间干扰和成本，从而产生物理矛盾，为解决该物理矛盾，TRIZ理论指出采用“时间分离原理”是解决该物理矛盾的常用手段，可以将多位数据同时传递的并行通信方式，变为串行通信方式，一位一位地传递数据【2】。可见，为解决物理矛盾而采用的分离原理也提供了技术启示。

此外， TRIZ理论的科学效应和现象知识库也提供了技术启示，根据技术问题确定所要实现的功能，进而找到对应的科学效应和现象，用以解决所要解决的技术问题。

结束语

TRIZ理论主要用于解决创新问题的发明问题解决理论，本文从创造性判断的角度对TRIZ理论的应用首次进行了探讨，其目的在于希望使创造性的判断更加客观。然而，TRIZ理论的应用在我国尚处于起步阶段，且其应用更多集中于创新问题解决，这一理论本身也还在不断完善，因此本文所提出的观点还有许多方面有待后续进一步研究，目前所进行的研究并不深入，甚至可能还存在不正确之处，敬请各位同仁批评指正。

【1】杨清亮. 发明是这样诞生的－TRIZ理论全接触[M]. 北京:机械工业出版社, 2009.

【2】王亮申,等. TRIZ创新理论与应用原理[M]. 北京:科学出版社, 2010.