以专利为基础的工业产品研发路径研究

寇树芳 王文静 苏昊

摘要：为探讨以专利为基础和主线的工业产品设计研发路径和方法。分析了工业产品设计研发项目前期、项目中期、项目后期不同阶段的专利技术应用的侧重点，进而分析了工业产品设计遵循专利技术调研、专利规避、技术创新、专利保护的研发路径。得出工业产品研发有必要从专利分析、专利规避、技术创新、专利保护的路线进行项目展开。该研究结果将为工业产品设计研发在实践中提供专利视角的方法参考。

关键词：工业设计;知识产权;专利规避;技术创新;专利保护

中图分类号：TB472     文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）09-0137-03

Abstract：This paper discusses the research and development path and method of industrial product design based on patent.This paper analyzes the emphases of the

application of patent technology in different stages of industrial product design and development project in the early stage，the middle stage and the later stage of the project，and then analyzes the research and development path of industrial product design following patent technology investigation，patent evasion，technological innovation and patent protection.It is necessary for industrial product research and development to carry out projects from the route of patent analysis，patent evasion，technological innovation and patent protection.The research results will provide a patent perspective method reference for industrial product design and developmentin practice.

Keywords：Industrial Design Intellectual Property Patent Circumvention Technology Innovation Patent Protection

引言

工业设计是工业产品研发的必经过程，专利是工业产品研发和创新的重要知识来源，专利知识蕴含的创新原理有助于实现产品创新和提升企业研发水平。工业产品设计研发有必要遵循专利技术调研、专利规避、专利挖掘、專利保护为基础的工业产品设计研发路径，且具有现实指导意义，对于推动产业发展、提升企业竞争力、实现经济转型起着重要作用。

一、相关概念

工业产品设计即工业设计，是指以工学、美学、经济学为基础，对工业产品进行设计。真正的工业产品设计活动是要最终制造出具有某种用途的以现代大工业手段生产的产品。所以设计不仅要客观地实现符合该功能的一种内在合理机构，并且要寻求一种符合广大消费者审美情趣的，能为消费者所接受的形式，并且这种形式与功能必须相适应[1]。工业产品设计创新体现在外观造型、表面装饰工艺、产品原理、结构、制造方法、功能和使用方式上的创新。

知识产权是指人们就其智力劳动成果所依法享有的专有权利。在科学技术和工业生产领域中，发明者对自己的创造性劳动成果享有的专有权称为专利。

知识产权创造是产品创造和知识产权的源头。创造代表着创新，代表着个人的创意思想，代表着企业的创新意识，更代表着国家的发展进步。本文所提的知识产权主要指专利。专利一般有两种理解：一种是指获得专利权保护的技术方案或设计方案，具体指向中国专利法中的三种专利类型;第二种理解为权利人针对其技术方案或设计方案所拥有的专利权[2]。

二、工业产品设计前的技术调研

（一）项目可行性论证

首先，制订工业产品设计研发计划书。计划书内容包括项目名称、预算费用、起止日期、预定完成时间、人员配置详单、资源配置详单、项目负责人、设计开发阶段的划分及主要内容。

其次，编制知识产权检索报告。知识产权检索报告内容项目名称，项目概述，技术要点、企业已有相关知识产权情况（专利号、专利申请号、申请人、专利名称），检索词，查询范围（包含国内、国外指定国家或地区、专利文献或科技文献），查询的时间范围，检索方式，相关国内外专利检索结果（检索主题词、检索数据库名称、相关专利号、专利申请号、申请人、专利名称），国内外文献查询结果（文献名称、来源、发表人），检索专利与本项目技术的对比分析及结论等。

第三，评审工业产品设计研发计划。评审内容包括：1.设计开发计划书各阶段划分是否合理、有序;2.人员安排是否合理、充裕;3.设计开发计划书各阶段完成期限定的是否合理;4.设计开发计划书各阶段工作内容是否完善，有无补充;5.知识产权检索报告是否客观、全面、有参考指向价值。

第四，编制开发任务书。任务书内容包括项目名称、预算费用、起止日期、预定完成时间、人员配置详单、资源配置详单、项目负责人、设计开发阶段的划分及主要内容，依据的标准、法律法规及技术协议的主要内容，项目知识产权规划。

（二）专利技术研究

首先根据工业产品研发目的，确定技术研究主题、技术关键词及专利文献和科技文献资源库，检索与目标研发产品具备相似功能和结构等的专利技术文献，并查询其法律状态。其次要对相关专利进行质量评估，判断其产业产品价值。进而分解出失效专利和受保护专利，对于公共知识资源的失效专利可直接使用，对于受保护专利要分析其专利稳定性，评估采用规避策略或无效策略。

三、工业产品设计前的专利侵权风险分析

（一）专利侵权分析的意义

企业或者个人以及集体想要从事某项产品研发时，就需要先了解本研发活动的相关专利信息，然后分析自己即将从事的研发活动是否有侵权的可能。如果分析的手段和方法不得当的话，可能就会得出错误的结论，进而做出错误的判断。其结果可能是发生侵权行为，或者判断不当而失去技术创新良机。

（二）专利侵权分析的内容

产品研发项目前期主要从时间、区域、申请人、法律状态、技术五个方面进行分析。

在时间层面，分析产品的发展状态和当前的技术发展态势;以及产品进化的生命周期。

在区域层面，分析产品研发项目所涉的技术信息和专利保护情况;了解专利技术的保护区域和技术空白区域，从而为制订专利的区域保护或市场开发策略提供参考。

在申请人层面，解析竞争对手的项目专利布局，重点分析其研发重点、实力和主要技术等。

在法律状态层面，分析产品研发项目中所涉相关专利的法律状态，根据专利有效性做出规避或应用的判断。

在技术层面，分析和预判产品研发项目中的工艺流程，方法、结构、外观以及其他可挖掘并开展的专利布局要素。同时还可以在研发之前进行专利检索，在此过程中分析和判断研发预案和同领域内已有的专利之间的差异性和趋同性，可有效避免产品研发调入竞争者保护范围或重复研发。

（三）工业产品设计前的专利侵权风险分析

专利权侵权风险应该从微观角度针对项目研发方案进行专利对比。评价既定技术方案与现有产品和现有技术之间的新颖性、创造性和实用性之间的差别或实质相同关系，避免落入现有专利保护范围构成侵权。

通过检索确定几个强相关的专利，针对这些专利权利要求保护范围的详细分析，根据全面概括理论、同等原则等侵犯专利权判断基本原则建立风险评价体系指标，了解该工业产品或者研究开发方案所处的状态，针对这个工业设计产品或者研究开发方案的设计的特点和专利独立权利要求的产品的设计的特点进行比较，进而对专利侵权风险进行评定风险评估。专利侵害警报的定性评价如表1所示。01～03是正常情况，11～13是警戒情况，21～24是危机情况。根据表1可判断工业产品研发方案所处的警戒度。

四、工业产品设计中的专利规避与技术创新

（一）专利规避

专利规避，又称专利回避，即通过研究其他企业或者个人已有的专利，进而避开已有专利中的权利要求保护范围，然后进行创新设计的过程。简单来说就是绕开现有技术保护范围进行创新设计。此方法已成为自主创新及突破专利保护的重要方法之一。专利规避的操作，主要根据相应的现有专利分析。通过专利分析可以了解竞争者的专利规划，另外，对专利技术进行详细解析，从中研究得到可以替代和创新的方案。根据专利侵权判定原则，表2总结和给出了四种规避设计方法，分别是裁剪法、替换法、组合法和分解[3]。

（二）工业产品设计技术创新

工业设计作为创新的桥头堡，应该起到引领作用。我们要通过设计引导潮流，引领消费，创造新的生活方式和体验，创造新的商业模式，作引领型设计[4]。技术创新可以是创造一种新的技术，也可以是以现有的技术为基础研发一种新产品或新服务。工业产品研发设计通常会将上述二者合二为一。产品的创新多数情况下需要技术创新做支撑。一般来说，相同的产品可能运用不同的技术，不同的技术可能产生相同的产品功能，这种区别特征来自于不同的专利技术。工业产品设计技术创新是指以现代科技的方法，对工业产品在材料、结构、工艺流程、外观、表面装饰等方面进行综合处理创新，使产品具有实用、经济、美观的优良品质。技术创新过程是研究技术矛盾问题和现存问题进而提出解决方法的过程。对产品的材料使用，内部结构，工艺流程，以及使用过程的缺陷和外观设计进行创新改进。

五、以稀土氧化物焙烧设备为例的产品研发和技术创新過程

本项目的研发基础是发明专利“用于制备稀土氧化物的焙烧装置”，专利号2016103722657，本发明涉及冶金化工领域，具体公开一种用于制备稀土氧化物的焙烧装置。该焙烧装置包括炉体结构内，由底部至顶部依次形成供热区域、调温区域和雾化反应区域供热区域的截面尺寸大于调温区的截面尺寸并且供热区域至调温区域截面尺寸渐缩供热区域设置有燃气入口机构，燃气入口机构用于形成燃气以螺旋状进入供热区域的通道调温区域设置有空气入口机构和水雾入口机构雾化反应区域设置有溶液雾化入口机构和晶种颗粒入口机构。采用该装置可以实现反应温度可控，反应物浓度可控，完成多种稀土氧化物的制备，并且产物颗粒大小可控。

（一）前期检索分析：以“稀土氧化物焙烧”为检索词进行专利检索和分析。总结出稀土氧化物焙烧设备的通用工艺技术是“焙烧”，但是存在若干未解决和待解决的问题，即技术创新点。具体现状问题如下：

1.   废水，废气回收成本高，排放严重污染环境;2.采用隧道窑，倒焰窑时燃料多为煤，燃烧时产生的烟气存在有害物质，导致生产产量降低，材料产品损耗率增高，烧完的成品容易结块还需筛分劳动强度大;3.使用转轴，转杆及拨片的方式可以实现稀土原料的翻动保证了灼烧效果，可是增加了劳动强度还会导致工人长时间受溢出的高温炙烤，影响工人健康。4.辊道窑装置在上料时需要手动打开安全门，相对麻烦。5.稀土氧化物焙烧时炉室密封不够严密，导致浪费资源也容易损坏炉体外壁，炉室的控制箱外壳体和炉室通过栓接固定，炉内的高温容易传输到控制箱外壳上导致控制箱发热影响使用寿命。6.冷却器、分离式给料箱、气泵流速、氯化稀土溶液直接焙烧制取稀土氧化物颗粒的工艺流程等核心技术问题尚待解决和优化。

综上所述得出结论，该项目在产品研发过程中可从焙烧工艺、产品结构和外观三个方面展开创新性研究，且创新空间较大，工业产品设计研发项目具备可行性。

（二）工艺流程技术创新：结合工程实践经验、现有技术方案、理论论证，项目研发团队在稀土氯化物溶液直接焙烧制取稀土氧化物颗粒的工艺流程实现了创新，如图1。稀土氯化物溶液在气泵提供的载气作用下压入喷头，通过喷头进入焙烧炉中，经过焙烧，在引风机的作用下经燃烧炉外部的导管，氧化物经一级旋风分离器实现第一次沉降收集，经过一级旋风分离器后，在引风机的作用下经烧炉外部的导管进入二级旋风分离器，氧化物经二级旋风分离器实现第二次沉降收集，尾气氯气在引风机的作用下经导管溶入水箱，产生副产品盐酸，实现零排放或低排放。

（三）其他技术创新突破点：结合工程实践经验、现有技术方案、理论论证，项目研发团队在稀土氯化物溶液直接焙烧制取稀土氧化物颗粒的工艺流程实现了创新的基础上完成了原型机试制和试生产，过程中出现若干技术问题，如喷嘴材料、喷嘴口径、引风机风速、旋风分离器内壁形状、焙烧温度、氧化物集器箱、氯化物溶液进料器等，都具备很强的专利技术创新价值和可能性，即该工业产品设计项目有很大的知识产权创造空间和价值。

（四）外观设计创新：该项目产品本身是一种工业生产设备，整机外观设计可采用机床设计常用的设计规范和标准，进行外观造型创新设计。同样的，外观设计也需要在设计展开前进行以“机床”为关键词的机床设备外观专利的检索，避免和现有机床设备发生相似设计，采用外观设计规避策略进行造型设计，设计草案如图2。

六、工业产品设计后的专利保护策略

新的产品想要获得知识产权的保护，就需要设计人员对知识产权法律进行深入了解，理解知识产权相关法律所保护的设计内容及范畴，研究产品设计与知识产权保护之间的关系，掌握设计创造知识产权并能获得法律保护提供途径[5]。

依据工业产品设计研发知识产权规划，工业产品设计研发项目后期，产品研发成型后需充分挖掘技术创新点、总结技术方案、撰写技术交底书准备申请专利。通常来说，一项产品的研发必然会产生若干项发明专利、实用新型专利和外观设计专利，发明专利又包括方法发明和产品发明。

方法发明是指为解决某一项特定技术问题而使用的手段和步骤的发明。

产品发明的范围包括生产物品、器械装置、机器设备的新的技术解决方案，产品主要是其实际技术方案的展示，但是产品发明是通过物品的生产使用来展示的。

发明专利被授权必须同时符合三性要求：新颖性、创造性和实用性。新颖性是指该新发明的方法不是现有技术;也没有任何企业或者个人以同样的发明在自己之前提出过申请。创造性是指该发明与现有技术相比有突出的实质性特点和显著进步。实用性，是指该新发明方法的发明创造是否现实可用。前文中案例可进行发明保护的主要技术方案为“稀土氧化物焙烧工艺”和“稀土氧化镨焙烧装置”。

“实用新型是指对产品的形状外观、内部结构，工艺流程，使用技术或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。”当前，实用新型专利的实施率和产业化率以及许可率都比较高，市场中较为活跃深受市场主体的青睐。前文中案例可进行实用新型保护的技术方案还包括炉体结构，原料箱，焙烧炉，冷却区，收集装置，集气装置等结构组件。

外观设计以产品为主体，在产品造型上进行设计创新，看产品是否外形新颖，是否具有创新性和创造性、是否符合大众的审美和是否适于工业使用这四个方面，才可以决定一个产品外观造型设计是否可以具有外观专利的知识产权。工业品外观设计的重要性不仅在于提升产品的美感，还是提升企业综合竞争力的重要因素，更是设计人员通过创作而产生的智力劳动结晶，从企业文化的角度更要从创作者的角度对工业品的外观设计进行法律保护[6]。

結语

工业产品设计是一种富有原创精神和创新意识的知识经济，它的命运和知识产权的命运息息相关，企业在进行产品研发的过程建立完善的知识产权保护策略制度，具有现实指导意义和可操作性，对于提高自主创新能力，研发更多包含高质量专利成果的工业产品，提高市场竞争力大有裨益。设计和研发具有高价值专利的产品是企业的战略需求。工业设计就是要创新产品、提高产品价值。工业产品设计研发要提前对产品项目做专利侵权风险分析，在规避专利侵权风险的同时进行创新设计，企业在创新设计方案成型后要及时进行专利申请和保护，以保护自己的利益不受侵犯。

基金项目：内蒙古科技大学工业设计中心专项资金项目（20181103）。

参考文献

[1]侯善文.工业产品设计的难点与对策分析[J].设计，2013（06）：186-187.

[2]  冯晓青主编.知识产权法[M].北京：中国政法大学出版社，2010.

[3]  王浩伦.基于TRIZ和专利规避设计的产品创新方法[J].组合机床与自动化加工技术，2014（05）：66-68+72

[4]罗仕鉴.新定义工业设计[J].设计，2015（14）：154-155.

[5]姜冰.产品设计中的知识产权探索和研究[J].北京理工大学，2014.

[6]陈晓洁.工业产品的外观设计与法律保护[J].设计，2016（06）：112-113.