基于TRIZ的专利规避设计方法与应用

为了在消化吸收现有专利技术的基础上提高新产品设计的起点,根据市场信息检索相关技术的专利,根据专利创新级别确定待规避专利的基本策略,应用发明问题解决理论方法构建待规避专利技术的原理解模型,以专利规避原则为指导,结合现有技术的优势和存在的问题,明确研发目标并将该问题定义为创新的发明问题;应用发明问题解决理论解决该发明问题,在现有技术优势的基础上开发出不同于现有技术并具有新的市场竞争力的创新产品,并申请专利进行技术保护。以完井工具封隔器为实例,进行该产品的专利规避创新设计,并申请相关专利。     

基于预期失效分析的伞型专利组合规避设计

寻求专利保护是企业发展的基本专利战略。一类由互补性专利组成的伞型专利组合是通过挖掘同一产品系统存在或潜在的更多技术问题而形成的具有互补技术特征的系列专利方案,通过更大的专利权利保护范围实现对同一产品系统的全方位保护。预期失效分析(Antucupatory failure determination,AFD)作为在发明问题解决算法(Algorithm for inventive-problem solving,ARIZ)中理想解和冲突的基础上发展起来的失效预测分析工具,成为发现失效问题的一种相对成熟的方法,能挖掘现有的产品系统各方面的问题以及预测尚未发现的问题。提出通过伞型专利组合分析、失效分析、TRIZ工具解决问题、专利性评价四个步骤组成的基于AFD的伞型专利组合规避设计,首先通过对规避对象产品系统进行专利组合分析,标定对象产品系统的专利权利范围,为创新设计设定了界限并提供了研究线索;其次,运用AFD进行失效分析和失效预测,确定系统已存及可能的失效点;再次,通过应用TRIZ方法产生出创造性的解决方案;最后,利用专利实质授权条件评价筛选方案并进行专利申请。应用该流程对一种擦窗机器人进行创新案例分析,形成具有自主知识产权的创新设计方案。     

基于多层功能认知与情景分析的专利规避设计

针对专利规避设计功能分析路径单一，规避设计求解过程受限问题，提出一种基于多层功能认知与情景分析的专利规避设计方法。根据多层功能形式以及功能涵盖的系统范围不同，与产品情景设计思想相结合进行专利规避设计。首先通过提取目标专利情境信息元素，以多层功能系统为关键情景行为阶段，构建技术系统功能情景行为过程；其次以产品技术系统生命周期为依据，分析技术系统情景变换类型与变换元素，确定新情景技术系统需求功能；最后以需求功能为目标，以多层功能概念为基准，应用类比设计思维进行功能求解，完成专利规避设计过程；以平衡车产品专利为例验证方法的可行性。     

支持工艺创新的工艺专利分类方法研究

为快速获取适合创新设计的工艺专利,提出了一种面向工艺创新的工艺专利自动分类方法。在分析工艺创新需求和工艺专利特点的基础上,建立以工艺方法、制造对象和制造特征为依据的工艺专利分类标准,论述了应用文本挖掘技术的工艺专利分类过程,开发了工艺专利自动分类系统。以某航空发动机制造企业样本集进行分类测试及对比,最后通过实例分析了该专利分类系统在工艺创新设计中的应用。     

基于TRIZ与专利分析的产品绿色创新设计方法

为了提高绿色产品的创新设计效率,提出了一种基于TRIZ与专利分析的产品绿色创新设计方法。通过对设计需求提取关键特征,检索相关专利,对专利进行功能、原理知识和结构知识分析,综合评价专利的相关度和创新性以提高专利利用效率。在保证不侵犯现有专利的基础上,利用现有专利进行高效设计,若无相关专利则转化绿色性能参数为TRIZ工程参数,融合TRIZ的创新原理启发设计者得到方案。最后引入TRIZ工具对已有的备选方案进行优化改进并得到最优方案。文章以冰箱的降噪设计为实例,验证了该方法的可行性。     

[数据驱动的产品设计]基于复杂网络的专利数据驱动的产品创新设计

为了解决已有专利辅助产品设计研究方面存在的问题,提出了基于复杂网络的专利数据驱动产品创新设计方法。通过构建专利分类号共现网络,结合网络度中心性算法对分类号节点重要性进行评价,找出关键分类号。对分类号相关专利进行分析,并抽取原理知识,利用形态学矩阵构建功能原理映射关系,结合频繁子图中的apriori关联规则算法计算原理组合的支持度,以获取最佳组合方案,同时利用组合方案相关专利提取结构关键词,建立专利结构网络,结合结构洞挖掘关键元件,并开展产品创新设计。以卫浴花洒作为研究实例,找出混合其他物质功能作为设计需求,通过挖掘相关专利的原理,发明了一款带有可调节功能的新型混合花洒,验证该方法的有效性。     

基于功能裁剪的专利规避设计

在当前知识经济时代企业进入市场所面临的专利壁垒越来越多,其技术发展的空间越来越小。因此企业需要系统化创新方法来指导专利规避设计,在保证不侵犯现有专利权的前提下,利用现有专利技术的优势,高效、快速地开辟新技术市场。以专利侵权判定为依据,通过TRIZ中功能裁剪方法构建规避对象的功能模型,根据组件规避原则建立新产品的裁剪变体并确定问题或直接产生概念解,再应用TRIZ中的发明原理、标准解和效应库等来激发设计方案,形成了融合专利侵权判定与功能裁剪于一体的专利规避设计流程。应用该流程对我国的弧齿锥齿轮铣齿机进行案例分析。     

农业机械领域在我国的专利态势分析

随着农业机械领域技术水平的日益提高，其应用越来越广泛。同时随着主力在市场竞争中起到的作用越来越大，各大企业都非常重视将自己的研究成果采用专利的形式保护起来。因此，通过分析农业机械在我国的专利布局态势，可以大致判断当前农业机械行业的技术水平和发展方向，为我国企业和科研院所提供参考。     

复合磨床专利及机床行业知识产权现状分析

当前传统装备制造企业很少有进行专利或系统的布局,无疑不利于自身产品和技术的发展.为了理清磨床技术的发展脉络,以国外STUDER和KELLENBERGER两家高端磨床供应商生产的复合磨床为目标进行了专利检索和分析,获知这些世界一流磨床生产企业形成了一定的专利布局,但还未在中国设立明显的专利壁垒.为了我国磨床行业乃至整个机...     

专利设计知识的创新性评估方法及其在创新设计中的应用

专利中蕴含了丰富的设计知识,不同专利设计知识对创新设计的价值不同,对专利设计知识进行合理量化评估能快速有效地帮助设计人员进行创新设计。根据专利方案设计知识的特点,采用动词和名词分别代表专利中的原理设计知识和结构设计知识。通过引入信息熵的概念,提出专利设计知识的新颖度和相容度的量化计算方法。结合形态学分析方法,建立面向复合功能的专利组合方案设计知识创新性优化评估模型。以具有自锁功能的直线驱动机构创新设计为例说明基于形态学矩阵的创新设计过程。对比分析专利数量和设计知识词汇集数量对组合方案创新性评估结果的影响,验证了提出的新颖度和相容度的量化计算方法以及组合方案创新性评估模型的可行性和实用性。     

面向创新设计的专利知识库系统研究

专利作为知识的重要组成,是创新设计的重要资源.为了能够给创新设计提供有效的知识支持,从功能、结构和作用原理三个方面研究了专利信息的获取方法和规范描述,进而构建了专利知识库,同时,利用本体的语意检索功能为专利知识库构建了一个有效的检索模块,由此产生了完整的专利知识库系统.该系统对支持设计者进行产品创新具有较大的实用意义.     

面向技术问题的3D打印关键技术专利规避设计方法

在工程实践中,为了解决存在的技术问题,需要对现有产品进行创新设计,针对产品创新设计中普遍存在的专利规避需求,结合TRIZ建立了专利规避设计流程,包括规避问题的提出、规避对象的确定和规避设计;以FDM技术为例,对造成FDM技术成型精度低和打印速度慢的问题进行分析,并结合问题原因,专利检索到了在保证打印精度的前提下提高打印速度的技术方案,通过技术迁移,建立了迁移后的初始模型,并利用TRIZ中的功能裁剪进行了专利规避设计和侵权判定,可为企业及研究机构利用专利信息实施专利规避设计提供参考。     

Research on Function Evolution, Combination and Failure Mode for Product Function Innovation

功能创新是对功能结构进行优化、更新和重组的过程,是实现产品前端创新的一种有效途径.针对功能创新研究尚属于初步探索阶段的现状,研究功能创新关键使能技术(功能进化与预测技术、功能组合与配置技术、功能失效判定与消除技术),通过功能进化动力分析确定功能进化决定因素,利用专利知识挖掘抽取功能进化定律,基于功能进化定律进行产品功能进化预测,按照功能与功能关系分类进行功能组合,依据功能匹配设计进行功能结构优化,通过功能失效分析与消除过程保证功能结构的可靠性.将功能创新关键使能技术与功能设计过程融合建立功能创新过程模型,并通过CdTe薄膜太阳能电池沉积源创新设计案例验证所建立模型与方法的可行性.     

面向功能创新的功能进化、组合与失效研究

功能创新是对功能结构进行优化、更新和重组的过程,是实现产品前端创新的一种有效途径。针对功能创新研究尚属于初步探索阶段的现状,研究功能创新关键使能技术(功能进化与预测技术、功能组合与配置技术、功能失效判定与消除技术),通过功能进化动力分析确定功能进化决定因素,利用专利知识挖掘抽取功能进化定律,基于功能进化定律进行产品功能进化预测,按照功能与功能关系分类进行功能组合,依据功能匹配设计进行功能结构优化,通过功能失效分析与消除过程保证功能结构的可靠性。将功能创新关键使能技术与功能设计过程融合建立功能创新过程模型,并通过CdTe薄膜太阳能电池沉积源创新设计案例验证所建立模型与方法的可行性。     

基于专利知识的机械产品辅助创新系统

为利用专利中丰富的知识辅助设计师进行创新设计,提出基于专利知识的机械产品辅助创新设计的流程,探讨了流程中专利检索、专利预处理、专利知识提取、专利知识辅助创新等关键技术的实现策略.通过基于关联规则法的专利检索技术以及基于分类算法和创新性评估方法的专利预处理技术,可以针对性地获取有利于辅助创新设计的专利.通过提取专利知识结合启发规则构建专利创新设计的启发环境,可以有效激发设计师的创新思维产生创新方案.研发了基于专利知识的机械产品辅助创新设计系统,以具有磁力自锁的液压油缸创新设计实例,验证了系统的实用性.     

数据驱动的产品族设计研究

定制化设计是实现产品创新的重要途径,其主要方式就是产品族设计。为了进一步提高大批量定制环境下企业研发效率,针对现有产品族设计方法存在的不足,提出数据驱动的产品族设计框架。首先根据产品族设计需求,对数据需求、数据来源进行关联分析;其次针对产品设计过程中不同阶段的特点,分别从市场细分、平台构建、产品族演化及组合创新4个环节进行数据驱动模式方面的探讨;最后针对不同环节所需的数据挖掘、数据预测、数据分析等关键技术进行详细阐述,并对数据驱动产品族设计平台系统架构进行研究。     

压力变送器专利分析研究

在专利信息调查和分析的基础上,采用专利地图等方法,对1985年后我国压力变送器专利中技术态势和主要申请人进行分析。总结我国压力变送器的专利发展态势,判断压力变送器技术领域的热点技术和重要企业的专利特点。建议我国压力变送器企业应加快技术升级和科技成果转化力度,努力实现压力变送器技术及产业的可持续发展。     

数控装备专利技术研究

由机械工业法律事务中心承担的“数控装备专利技术研究”课题，通过对数控机床专利技术现状的调研，在考察国际专利保护趋势、其他国家专利战略、外企公司的专利战略的基础上，从宏观角度对我国数控机床专利战略问题进行了研究。提出了如何充分发挥大学和数控机床生产企业的作用，培育数控机床专利技术的母体；企业在产品研发阶段充分运用专利检索策略。     

基于专利图片的产品外观设计专利分析技术

为挖掘外观设计专利图片中蕴涵的丰富信息,将基于内容的图像检索技术和数据挖掘技术应用于外观设计专利分析过程中,提出了基于专利图片的产品外观设计专利分析技术.借助基于内容的图像检索技术提取外观设计专利图片的颜色、纹理和形状特征,通过相关反馈确定权重,据此计算外观设计专利的相似性并完成专利聚类.利用聚类结果生成带有专利发展轨迹和专利区域状态等信息的专利地图.以此为基础开发完成了外观设计专利分析软件,分析产品外观设计专利的发展趋势,从而辅助设计师和企业进行决策分析和产品定位.     

专利视角下智能医用防疫机器人技术发展研究

[目的]：在新型冠状病毒病（COVID-19）传播未得到有效遏制的背景下,基于专利视角研究智能医用防疫机器人技术发展态势,促进企业进行技术创新、产品升级,具有现实意义。[方法]：采用DDA、DDI以及PIAS等专利分析工具,结合聚类分析和可视化分析技术,重点研究了智能医用防疫机器人专利技术现状,分析了优势技术分布情况和优势机构研究特点,引入相对技术优势指标评价各国在医用防疫机器人专利技术的比较优势,借用贝恩分类法分析专利的行业集中度。[结果]：医用防疫机器人整体产业目前处于分散竞争阶段,而手术机器人细分领域美国处于技术寡占地位;美国在该领域积累了大量高价值专利,培育了多家行业巨头;中国起步较晚,但发展迅速,拥有该领域最多专利申请量,相对技术优势仅次美国,但在领军企业培育和专利布局上,落后于德国和日本,竞争力不强。[结论]：结合市场热点和专利布局弱点出发,把握人工智能发展方向,充分运用现有专利技术、现有发明人等资源进行技术升级改造,实施专利导航发展战略,探索AI+医用防疫机器人的结合方法,为医用防疫机器人打开市场。