利用專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)初探.docx

利用專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)初探張玲，朱長寶（東南大學(xué) 法律系， 江蘇 南京 210096）摘要：機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新性知識(shí)，而專利技術(shù)知識(shí)是創(chuàng)新性知識(shí)的重要資源。對專利技術(shù)知識(shí)的重要性進(jìn)行了新認(rèn)識(shí)，并初步探討了如何有效獲取專利技術(shù)知識(shí)和解決專利技術(shù)知識(shí)的沖突以進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。最后，用一 實(shí)例對本文觀點(diǎn)加以說明。關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新；專利技術(shù)知識(shí)；重要性；知識(shí)沖突中圖分類號(hào)：TH166文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10060316(2005)04003503Preliminary study on usage of patent technology knowledge for mechanical product innovationZHANG Ling，ZHU Chang-bao（Law Department of Southeast University，Nanjing 210096，China）Abstract: As a main knowledge resource of mechanical product innovation, the shortcoming of patent technology knowledge conventional class was pointed out , and suggestions for the class were given. Also, the valid usage of the patent technologyknowledge and solving conflict method involved were presented . To validate the proposed viewpoint，an example of amechanical product innovation design was discussed in detail.Key words: Mechanical product innovation；paten technology knowledge；importance；knowledge conflict雖然我國加入 WTO 已有幾年，遺憾的是，作為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的支柱行業(yè)機(jī)械工業(yè)在國際市場 上競爭力依然不強(qiáng)。實(shí)踐表明，創(chuàng)新設(shè)計(jì)是具有國 際競爭力的機(jī)械產(chǎn)品的本質(zhì)所在。與以前對這個(gè)問 題的研究所不同的是，本文將從專利技術(shù)知識(shí)的角 度初步探討如何進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。相對 其它知識(shí)來源而言，專利技術(shù)知識(shí)往往包含了最新 和最多的領(lǐng)域知識(shí)，正如歐洲專利局報(bào)告書所說1： “專利文獻(xiàn)含有 80%以上的人類科學(xué)技術(shù)知識(shí)，含 有大量的進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的啟發(fā)原理?！备匾氖?， 專利技術(shù)知識(shí)的可靠性和準(zhǔn)確性大都經(jīng)過實(shí)踐的檢 驗(yàn)。因此，本文將對利用專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn) 品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一些問題進(jìn)行探討。別。只有這樣，才能確定并獲取最合適的待開發(fā)機(jī)械產(chǎn)品的專利技術(shù)知識(shí)。按機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新程度， 我們可把機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新層次分為以下幾個(gè)級(jí)別： 層次 1：設(shè)計(jì)人員用人所共知的本領(lǐng)域方法或知識(shí) 進(jìn)行常規(guī)性設(shè)計(jì)，沒有創(chuàng)新。層次 2：設(shè)計(jì)人員利 用別人很少用的方法，對機(jī)械產(chǎn)品有少量的改進(jìn)， 有一定的創(chuàng)新。層次 3：設(shè)計(jì)人員用本專業(yè)領(lǐng)域以 外(其它學(xué)科)已有的方法或知識(shí)解決問題，對已有機(jī) 械產(chǎn)品有根本性改進(jìn)，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新。層次 4： 采用在工程領(lǐng)域中少為人知的方法或知識(shí)完全替代 原有的技術(shù)，機(jī)械產(chǎn)品的功能原理是全新的，問題 解具有突破性。層次 5：使用罕見的科學(xué)原理進(jìn)行 新機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，這種機(jī)械產(chǎn)品具有革命性創(chuàng)新。 明確了待開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新層次，便可尋求相應(yīng) 層次的專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。Altshulle 通過對大量的專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行了研 究，根據(jù)創(chuàng)新程度的不同，把專利技術(shù)知識(shí)分為 5 個(gè)等級(jí)24：第一級(jí)：對技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行簡單改進(jìn)，所1 專利技術(shù)知識(shí)重要性的新認(rèn)識(shí)1.1 專利技術(shù)知識(shí)層次的新認(rèn)識(shí)要利用專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，首先明確的是待開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品屬于什么樣的級(jí) 收稿日期：20041103 作者簡介：張玲(1982)，女，碩士研究生，研究方向：知識(shí)產(chǎn)權(quán)法。36設(shè)計(jì)與研究機(jī)械 2005 年第4 期 總第32 卷要求技術(shù)在系統(tǒng)相關(guān)的某行業(yè)范圍內(nèi)，大約占總專利技術(shù)知識(shí)的 32%。第二級(jí)：包括技術(shù)矛盾解決方 法的發(fā)明，要求系統(tǒng)相關(guān)的不同行業(yè)知識(shí)，大約占 總專利技術(shù)知識(shí)的 45 % 。 第三級(jí)：包括物理矛盾 解決方法的發(fā)明，要求系統(tǒng)相關(guān)行業(yè)以外的知識(shí)， 大約占總專利技術(shù)知識(shí)的 18% ，并稱為革新 ( Innovative)。 第四級(jí)：包括突破性解決方法的新 技術(shù)，要求不同科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，大約占總專利技術(shù) 知識(shí)的 4 % ，并稱為創(chuàng)新(Inventive)。第五級(jí)：新 現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，大約占總專利技術(shù)知識(shí)的 1 % 。由 Altshulle 的專利技術(shù)知識(shí)分類可以看出，隨 著專利技術(shù)知識(shí)等級(jí)的升高，其包含的知識(shí)深度和 含量越來越高。對于專利技術(shù)知識(shí)的時(shí)效性的討論， 以前的研究往往局限于它的有效期上。誠然，任何 專利技術(shù)知識(shí)人為地給定一定的有效期，對專利權(quán) 的維護(hù)和新專利的誕生具有重要意義，但用這種涵 義去定義專利的時(shí)效性也有其不足：忽略了專利技 術(shù)知識(shí)的折舊性。一般說來，任何有效期內(nèi)最新的 專利技術(shù)知識(shí)比在同一級(jí)別或類型上較老的專利技 術(shù)知識(shí)往往更具有使用意義。這是因?yàn)?，較新的專 利技術(shù)知識(shí)往往包含了同類和同類專利技術(shù)知識(shí)沒 有的專利技術(shù)知識(shí)；同時(shí)，機(jī)械產(chǎn)品消費(fèi)者逐新的 普遍心里也決定了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇同一級(jí) 別和類型上較新的專利技術(shù)知識(shí)。這樣看來，專利 技術(shù)知識(shí)的層次性的分類應(yīng)考慮專利技術(shù)知識(shí)本身 因時(shí)間的推移而發(fā)生價(jià)值打折現(xiàn)象。我們認(rèn)為，專 利技術(shù)知識(shí)的層次性可以這樣去定義：專利技術(shù)知識(shí)層次性 C x ( y x 專利有效期)為 P 的專利功能參數(shù)，功能 P 與各專利功能參數(shù)的關(guān)系式則可表達(dá)為：P KAa B b C c D d 通過對大量匯總的相關(guān)專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行多元 回歸分析，可確定 a ， b ， d ， d 等影響指數(shù)以及 常數(shù) K 的表達(dá)式。如果 P 與各影響參數(shù)間不呈指數(shù) 關(guān)系，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)找出它們之間的近似關(guān)系 式。當(dāng)功能和功能參數(shù)關(guān)系式確定時(shí)，便可知道哪 些專利技術(shù)知識(shí)在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中是重要的。2 專利技術(shù)知識(shí)有效獲取和沖突的解決2.1 專利技術(shù)知識(shí)有效獲取當(dāng)確定專利技術(shù)知識(shí)重要性后，就可進(jìn)行具體的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不僅需要如第 四級(jí)和第五級(jí)專有創(chuàng)新價(jià)值的專利技術(shù)知識(shí)，更需 要面對眾多的專利技術(shù)知識(shí)和市場利潤的基本變化 規(guī)律，針對待開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品去選擇相關(guān)專利技術(shù) 知識(shí)。如果不能有效地篩選這些專利技術(shù)知識(shí)，則 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成功而被社會(huì)接受的難度加大甚至 失敗，同時(shí)也將為之付出昂貴的專利費(fèi)用。這里給 出一種獲取專利技術(shù)知識(shí)的較為有效的方法。首先， 我們把待開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品功能逐級(jí)分解，例如機(jī)械 產(chǎn)品的總體功能可作為第 1 層，功能 1 層又可分解 為包含 a、b、c 和 d 等若干功能方面的功能 2 層， 同時(shí)這些功能方面又可繼續(xù)下分。當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品的功 能經(jīng)過合適細(xì)化后，便可尋找相應(yīng)的專利技術(shù)知識(shí)。 例如，為滿足功能 1 層的設(shè)計(jì)，可尋找專利技術(shù)知 識(shí) 1 層的知識(shí)；為滿足功能 2 層的設(shè)計(jì)，可尋找專 利技術(shù)知識(shí) 2 層的知識(shí)；依此類推，直到尋找出相 應(yīng)的專利技術(shù)知識(shí)。y其中，C 為在同一時(shí)間內(nèi)按 Altshulle 的方法劃 分的專利層次性，x 為從專利申請至被批準(zhǔn)的時(shí)間， y 為從專利申請至被查詢使用的時(shí)間。從上式可以 看出，任何專利距離被使用越久，其重要性就會(huì)下 降，甚至?xí)纳弦粋€(gè)層次打折到下一個(gè)層次。2.2 專利技術(shù)知識(shí)沖突的解決機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，當(dāng)不同級(jí)別不同領(lǐng)域的專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行匯總以為待定機(jī)械產(chǎn)品服務(wù) 時(shí)，由于各專利技術(shù)知識(shí)間關(guān)系的復(fù)雜性，有時(shí)會(huì) 發(fā)生專利技術(shù)知識(shí)沖突的現(xiàn)象，即當(dāng)改進(jìn)專利功能 參數(shù) A 特性時(shí)，專利功能參數(shù) B 的特性惡化；反之 亦然。上述特點(diǎn)決定了在專利技術(shù)知識(shí)的使用時(shí)， 需要綜合獲取各專利技術(shù)知識(shí)性能，對它們進(jìn)行的1.2 待使用專利技術(shù)知識(shí)重要程度確定面向高層次機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新解決問題的思路，是將各種相關(guān)的同一層次和不同層次的專利技術(shù)知識(shí) 進(jìn)行匯總，然后找出影響機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的專利技術(shù) 知識(shí)的影響程度。設(shè)某一機(jī)械產(chǎn)品功能 P ，影響 P 的各相關(guān)專利技術(shù)知識(shí)分別為 A ， B ，C ， D 等作設(shè)計(jì)與研究37機(jī)械 2005 年第4 期 總第32卷協(xié)調(diào)，以避免它們間的沖突，同時(shí)要求單一或多學(xué)科的領(lǐng)域內(nèi)的專利技術(shù)知識(shí)分別滿足各自的領(lǐng)域約 束。為解決專利技術(shù)知識(shí)的沖突現(xiàn)象，可采用試錯(cuò) 修正法，即在已擁有的專利技術(shù)知識(shí)范圍內(nèi)，找出 與待定機(jī)械產(chǎn)品相關(guān)的專利技術(shù)知識(shí) 1、專利技術(shù) 知識(shí) 2?各自的以及它們共同的使用邊界 (如圖 1 所 示)。另外，控制科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一些方法，如進(jìn)化方 法、協(xié)同理論等也可以用于解決專利技術(shù)知識(shí)的沖 突。專利技術(shù)知識(shí)14 結(jié)論把機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)劃分為 5 個(gè)層次，并分析了傳統(tǒng)專利技術(shù)知識(shí)分類的不足。然后，初步探討 了獲取專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和解決專利 技術(shù)知識(shí)沖突的有效方法。最后，用內(nèi)燃機(jī)創(chuàng)新設(shè) 計(jì)實(shí)例說明了本文思想在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng) 用。(致謝：感謝西安交通大學(xué)孟凡明博士提供了分 析實(shí)例)參考文獻(xiàn)：專利技術(shù)知識(shí)1 http/ www.European- patent /espacenet/info/index. Htm.2任工昌,劉永紅,張優(yōu)云.機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)：獲取新知識(shí)的資源可用專利技術(shù) 知識(shí)專利J.機(jī)械制造,2003,2(2):7-9.3 宋保華.TRIZ 理論中的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理J.CAD/CAM 與制造業(yè)信息化,2004,7:95.專利技術(shù)知識(shí)24 Altshuller GS. Suddenly the Inventor Appeared M. Worchester，MA:圖 1 可用專利技術(shù)知識(shí)Technical Innovation Center,1994. 254-256.3 應(yīng)用實(shí)例卡爾蔡司(Carl Zeiss)的測量技術(shù)以在國民經(jīng)濟(jì)中扮演著重要角色的內(nèi)燃機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)來說明本文的思想。首先按內(nèi)燃機(jī)的功能， 把它分解為燃燒、潤滑、進(jìn)排氣和控制等系統(tǒng)以及 它們各自的子系統(tǒng)。接下來，利用專利說明書來提 取內(nèi)燃機(jī)方面的要點(diǎn)和關(guān)鍵詞，獲得與已分解的內(nèi) 燃機(jī)子功能相關(guān)的專利技術(shù)知識(shí)。由于內(nèi)燃機(jī)使用 的廣泛性和歷史悠久性，與已分解的內(nèi)燃機(jī)子功能 相關(guān)的專利技術(shù)知識(shí)是很多的。因此，應(yīng)梳理出與 設(shè)計(jì)相關(guān)的較新的內(nèi)燃機(jī)專利技術(shù)知識(shí)，并對這些 專利技術(shù)知識(shí)進(jìn)行多元回歸分析，找出影響內(nèi)燃機(jī) 上述幾個(gè)系統(tǒng)以及它們各自子系統(tǒng)相關(guān)的專利技術(shù) 知識(shí)的影響參數(shù)及其影響程度。為避免已獲取的內(nèi) 燃機(jī)專利技術(shù)知識(shí)間的相互干擾，應(yīng)確定可能適用 的內(nèi)燃機(jī)專利技術(shù)知識(shí)。例如，電動(dòng)機(jī)可提供比較 高的轉(zhuǎn)速，但高轉(zhuǎn)速又會(huì)增大活塞環(huán)的磨損，因此， 在獲取電動(dòng)機(jī)和活塞環(huán)專利技術(shù)知識(shí)時(shí)應(yīng)考慮二者 的協(xié)調(diào)一致。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，通過以上各環(huán)節(jié)，便 能進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)有效的創(chuàng)新設(shè)計(jì)?？柌趟竟煞莨居?2004 年 12 月成立了其在中國的第一間坐標(biāo)測量機(jī)工廠。這間位于上海浦東外高橋保 稅區(qū)的卡爾 - 蔡司工業(yè)測量科技上海有限公司 （CarlZeissIMTShanghaiCo.Ltd.）將生產(chǎn)主動(dòng)式掃描三 坐標(biāo)CONTURA。隨著近年來中國制造業(yè)的迅猛發(fā)展， 對坐標(biāo)掃描儀的需求也隨之增長。特別是汽車制造業(yè)在 高端測量領(lǐng)域的需求非常大，在中國，使用者們已經(jīng)認(rèn) 識(shí)到掃描技術(shù)相對于通常涉及的測量科技具有更高精 度