进化树在专利方案生成中的应用

刘尚 陈博 杨树成

摘 要：在产品研发的过程中，企业能够通过分析现有技术系统获得自主知识产权是企业生存发展的关键。进化树作为一种树形信息模型，能够帮助企业对现有技术进行分析，挖掘技术潜力区域，并产生新的专利方案。因此，提出一种进化树在专利方案生成中的应用方法，来帮助研发人员更好地利用进化树进行技术预测，产生专利方案，提高企业竞争力。

关键词：进化树;产品研发;专利方案

中图分类号：G306        文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.010

0 引言

随着市场机制的日趋完善，企业在激烈的市场竞争中越来越意识到知识产权对自身发展的重要性[1]。企业在面临市场需求时，突破行业的专利壁垒，加快产品研发的步伐，形成自主知识产权技术将是企业生存发展的关键。企业在产品不断研发的过程中，对现有的专利进行统计，利用现有专利信息及技术手段来挖掘技术系统的空白区域，进行技术潜力区域预测，最终获得自主知识产权技术。专利分析就是把专利检索得到的信息和与专利技术相关的数据进行分析[2]，利用专利分析为企业产品研发、提高市场竞争力获取更大的经济效益做基础。

1 进化树

进化树[3]是由尼古拉·什帕科夫斯基在总结TRIZ理论应用经验的基础上，提出的一种树形信息模型。进化树具有10条进化路线，分别为单——双——多系统进化路线、系统裁剪路线、系统扩展——裁剪路线、分割路线、表面特性进化路线、内部结构进化路线、几何进化路线、动态化路线、协调性路线、可控性路线，表达了系统在完备性、动态化、协调性三个层次的变化。进化树的每条进化路线上分布有若干个节点，可以利用现有技术构建具体进化树，将现有专利信息分布到进化树的节点上去，通过分析节点信息能够看出技术系统进化的先后顺序及发展现状，并对照基础进化树发现空白节点，利用空白节点信息实现技术预测，并为企业生成专利方案提供方法和手段。进化树作为一种树形信息模型，对现有技术系统的分析和技术系统进化趋势的预测有一定帮助。

目前，人们利用进化树来实现技术预测，达到产品创新、生成专利方案的目的。刘小玲[4]利用進化树对手机输入技术进行分析和研究，并利用进化树预测技术系统发展方向及趋势。赵昊昱等人[5，6]利用进化树明确技术分布情况，找寻技术潜力区域，提出了钢笔笔尖和立式滚筒洗衣机中柔顺剂装置的改进新方案，最终应用进化树实现专利规避设计。黄华栋等人[7]利用进化树方法研究了塑料瓶破碎刀具的进化过程，对现有技术系统进行分析，满足人们对于刀具的功能需求，实现了塑料瓶破碎刀具的创新设计。金友华等人[8，9]利用进化树对波轮洗衣机的重要减振部件——吊杆组件进行分析，通过构建进化树掌握吊杆组件的进化方向，对吊杆进行创新研究，提出了减振效果更好的设计方法，也验证了进化树对现有产品技术信息研究有很好的效果。

2 进化树在专利方案生成中的应用方法

本文提供一种进化树在专利方案生成中的应用方法，该方法以现有技术为出发点，首先确定检索主题，依据检索主题进行专利检索，对检索得到的专利进行整理、筛选，获得一组专利群。然后对专利群进行专利数据提取，主要提取专利中结构信息及功能信息，为后续进化树的构建提供基础数据。结合进化树的分布特点，整理专利数据，依据进化树构建规则构建进化树，最终利用进化树挖掘技术潜力区域，生成专利方案，流程图如图1所示。

2.1 专利检索

首先确定检索主题，利用专利检索平台例如国家知识产权局、SOOPAT检索平台等，通过检索模糊关键词，浏览阅读，确定精确关键词，反复检索，结合IPC号分析、专利文献处理、筛选等环节，最终确定目标专利群。

2.2 提取专利数据

一份完整的专利由著录项、权利要求书、说明书及附图组成，其中权利要求书中包含专利所保护的技术特征。在进行专利数据提取时，首先要对现有专利信息进行整理和研究，其中对于主权利要求和从属权利要求的分析是必不可少的。专利文献所描述的是通过什么样的结构实现怎样的功能，主要包含技术系统结构和功能两个层面的问题。需要对权利要求书中所保护的结构进行一定的分析，然后根据结构确定各个结构在系统中所实现的功能，从而将各个专利中所描述的结构及功能抽取出来，作为下一步构建进化树的基础数据。

2.3 构建进化树

进化树具有十条进化路线，十条进化路线及进化过程的主要方法如下表所示。进化树上同一条进化路线围绕产品的同一功能，正是因为进化树具有这样的特点，故对上述所获得的功能信息进行分类，将各个专利中实现同一功能的结构信息汇总出来，并参照基础进化树在专利说明书中分析其结构特征，对实现同一个功能的所有结构及其结构特征进行整理，并与进化树的十条进化路线相结合，对照基础进化树，依次将所得到的信息分布到进化树的节点上，建立具体进化树，获得相应的产品进化路线。

2.4 产生新方案

在具体进化树树干及树枝的进化关系分析下，以基础进化树为引导，对比具体进化树，可以了解技术系统的发展情况，可以明显看出所构建的具体进化树上存在的空白节点，如图2所示。其中深色节点代表现有专利信息，空白节点代表现有专利中不存在的信息，空白节点信息则是现有技术系统发展的空白点，可以指出技术系统进化的方向，帮助企业研发人员挖掘技术潜力，进行技术预测，产生新的设计方案。

2.5 侵权判定

对于所生成的产品方案，主要从全面覆盖原则、等同原则、禁止反悔原则、多余指定原则几个方面来判定新方案是否侵权。

3 结论

在技术日新月异发展的今天，企业越来越重视对现有产品技术系统的分析和研究，并且想要从技术系统进化角度来进行产品研发，获取自主知识产权。进化树是一种能够表达产品系统进化顺序及进化方向的树形信息模型，能够指导企业研发人员对现有技术系统分析，实现技术系统预测，产生新的方案，对于企业提高产品研发水平、增强综合实力有一定的意义。

参考文献：

[1]郑明辉.发挥知识产权对技术创新的作用[J].机械制造，2000（10）：7-9.

[2]曹雷.面向专利战略的专利信息分析研究[J].科技管理研究，2005（3）：97-100.

[3]尼古拉·什帕科夫斯基.进化树——技术信息分析及新方案的产生[M].郭越红，孔晓琴，林岳，等，译.北京：中国科学技术出版社，2010：35-77.

[4]刘小玲.基于进化树方法的手机输入技术分析[J].创新科技，2012（12）：19-21.

[5]赵昊昱，蒋涛，李英利，等.基于TRIZ进化树的滚筒洗衣机柔顺剂供给装置创新设计[J].工程设计学报，2012，19（1）：75-80.

[6]赵昊昱，蒋涛，李英利，等.进化树——TRIZ的一种信息处理专用工具[J].科技管理研究，2012，32（14）：235-238.

[7]黄华栋，孔茗，黄国栋.基于技术系统进化路线的塑料瓶回收器关键部件设计[J].塑料科技，2015，43（9）：67-71.

[8]金友华，杨宇澄，周兆国，等.基于TRIZ理论的波轮洗衣机吊杆创新研究[J].日用电器，2013（5）：42-47.

[9]金友华，杨宇澄，周兆国，等.基于TRIZ理论的波轮洗衣机吊杆创新研究（续）[J].日用电器，2013（6）：46-49.