基于制度與技術(shù)約束的機(jī)械專利規(guī)避設(shè)計(jì)

李 輝，檀潤(rùn)華，霍江濤，江 屏

（河北工業(yè)大學(xué) 國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津 300130）

1 問(wèn)題的提出

專利規(guī)避設(shè)計(jì)是繞開競(jìng)爭(zhēng)專利的權(quán)利保護(hù)范圍從而實(shí)現(xiàn)不侵權(quán)的專門創(chuàng)新設(shè)計(jì)［1］。已擁有核心技術(shù)專利的企業(yè)，利用專利規(guī)避設(shè)計(jì)可實(shí)施主動(dòng)性專利防御，以保持企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；未取得核心技術(shù)專利的企業(yè)，可通過(guò)專利規(guī)避設(shè)計(jì)突破專利壁壘，從而得以參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

專利規(guī)避設(shè)計(jì)是一項(xiàng)源于美國(guó)的合法競(jìng)爭(zhēng)行為，最初只是當(dāng)做專利系統(tǒng)工作的一種方式，旨在鼓勵(lì)發(fā)明和促進(jìn)大眾文化進(jìn)步［2］，將發(fā)明問(wèn)題解決理論（Theory of Invention Problem Solving，TRIZ）應(yīng)用于專利規(guī)避設(shè)計(jì)是由Ikovenko博士［3］于1991年首次提出。近年來(lái)，圍繞目標(biāo)專利的規(guī)避設(shè)計(jì)方法已引起了企業(yè)界和眾多學(xué)者的關(guān)注。例如Chang等［4］提出集成TRIZ 沖突矩陣與概念設(shè)計(jì)的思路，并應(yīng)用于產(chǎn)品規(guī)避設(shè)計(jì)的過(guò)程模型；Hung等［5］提出一種將TRIZ與現(xiàn)有專利技術(shù)集成的規(guī)避方法；江屏等［6］提出基于功能裁剪方法實(shí)現(xiàn)專利規(guī)避設(shè)計(jì)的流程；Liu等［7］從規(guī)避策略與需求分析的角度，提出一種基于TRIZ解決問(wèn)題的專利集成創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程；Chen等［8］從專利侵權(quán)原則出發(fā)，提出一種基于TRIZ的復(fù)雜專利規(guī)避方法；徐業(yè)良等［9］將公理設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)矩陣概念應(yīng)用于專利規(guī)避設(shè)計(jì)流程，并應(yīng)用于電磁驅(qū)動(dòng)沖擊型手工具的規(guī)避設(shè)計(jì)；李鵬等［10］將TRIZ技術(shù)應(yīng)用于專利規(guī)避設(shè)計(jì)，但未進(jìn)行深入的流程化設(shè)計(jì)；車慧中等［11-12］根據(jù)法律專利侵權(quán)判斷原則對(duì)專利管理進(jìn)行分析研究，從而有助于確立目標(biāo)專利及對(duì)規(guī)避后的專利進(jìn)行評(píng)價(jià)。

目前專利規(guī)避多從技術(shù)的角度出發(fā)，應(yīng)用不同的創(chuàng)新工具求解規(guī)避方案，但是對(duì)專利規(guī)避設(shè)計(jì)的前端研究比較模糊，且存在以下缺陷：①制度約束研究不夠透徹，主要體現(xiàn)在：一是未依據(jù)專利撰寫的語(yǔ)言特點(diǎn)，正確提取專利的權(quán)利信息；二是未依據(jù)專利制度約束建立完整的專利權(quán)利地圖；三是依據(jù)專利侵權(quán)原則確立的規(guī)避策略未形成具體的規(guī)避路徑，結(jié)合功能裁剪的研究遺漏了部分重要信息。②在現(xiàn)有技術(shù)約束方面缺乏專利組合維度分析，對(duì)專利規(guī)避對(duì)象的價(jià)值及種類判斷缺乏論述。實(shí)際上，對(duì)一個(gè)產(chǎn)品不同保護(hù)層次的專利應(yīng)當(dāng)有不同的對(duì)應(yīng)方法來(lái)規(guī)避，對(duì)處于不同維度的專利（如處于高維度的核心專利或者處于低維度的保護(hù)性專利）進(jìn)行規(guī)避的重視程度以及策略應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別。因此需將專利技術(shù)約束與制度約束相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)專利的有效規(guī)避。

本文提出從技術(shù)約束和制度約束兩個(gè)方面進(jìn)行專利規(guī)避，并基于TRIZ 方法提取制度約束條件和突破技術(shù)約束條件，實(shí)現(xiàn)專利規(guī)避，具體研究思路如圖1所示，其中制度約束條件包括專利撰寫規(guī)則、專利信息閱讀規(guī)則及侵權(quán)原則，而技術(shù)約束條件包括專利價(jià)值評(píng)估、核心專利確定和現(xiàn)有專利維度分析。TRIZ方法的作用具體表現(xiàn)為：①利用TRIZ分析工具提取制度約束條件，并將其轉(zhuǎn)變成專利規(guī)避遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；②利用不同的TRIZ 創(chuàng)新工具突破技術(shù)約束，形成新的技術(shù)方案。鑒于專利因不同學(xué)科、種類而有所區(qū)別，本文將專利規(guī)避對(duì)象限定為機(jī)械產(chǎn)品專利，通過(guò)完善制度約束與技術(shù)約束條件并應(yīng)用TRIZ理論來(lái)實(shí)現(xiàn)專利規(guī)避。

2 基于技術(shù)與制度約束的專利規(guī)避設(shè)計(jì)方法

2.1 基于TRIZ的專利規(guī)避制度約束確定方法研究

2.1.1 基于專利解釋制度約束的信息閱讀圖構(gòu)建

專利權(quán)利范圍的解釋制度約束是構(gòu)建專利權(quán)利范圍圖的前提與規(guī)避成功的保證。規(guī)則如下：

規(guī)則1 權(quán)利范圍的解釋以專利文件權(quán)利要求記載的必要技術(shù)特征所組成的完整方案為準(zhǔn)，即權(quán)利范圍=權(quán)利要求的字面含義+等同特征。

規(guī)則2 獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍最大，當(dāng)字面含義存疑時(shí)，需要從專利說(shuō)明書、從屬權(quán)利要求書中提取限制性解釋信息。

規(guī)則3 權(quán)利要求書的前序和特征部分合并構(gòu)成了整體技術(shù)方案，作為劃定權(quán)利范圍的基礎(chǔ)。其中特征部分描述的技術(shù)特征是整個(gè)專利方案中唯一的創(chuàng)造性部分。

基于專利信息解釋制度約束建立如下專利信息閱讀圖：①基于專利文件的背景技術(shù)部分，提取目標(biāo)專利所解決的主要技術(shù)問(wèn)題；②從獨(dú)立權(quán)利要求書中提取解決主要技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案，涵蓋所有的必要技術(shù)特征T；③從從屬權(quán)利要求中提取輔助技術(shù)方案及特征；④從說(shuō)明書技術(shù)效果及實(shí)施例中提取每項(xiàng)必要技術(shù)特征所對(duì)應(yīng)的功效。因?yàn)榫璜I(xiàn)原則與禁止反悔原則會(huì)縮小目標(biāo)專利權(quán)利要求的范圍，所以剔除涉及此類限制的技術(shù)特征。專利信息閱讀圖如圖2所示。

2.1.2 基于專利撰寫制度約束的權(quán)利信息提取方法研究

機(jī)械產(chǎn)品專利撰寫規(guī)則要求專利信息要描述三大層次和五大屬性，三大層次包括組件SA、元件SC和特征件CP。其中：組件為完成某個(gè)分功能由多個(gè)零件組成的一個(gè)集合，相當(dāng)于機(jī)械設(shè)計(jì)中的部件；元件是將機(jī)械產(chǎn)品拆卸到最分散程度時(shí)仍保持自身完整的最小機(jī)械構(gòu)成，相當(dāng)于零件；特征件是零件上尚需繼續(xù)進(jìn)行定義的獨(dú)特技術(shù)特征，某些情況下特征件所提示的功能及相應(yīng)的解決方案是專利具備創(chuàng)造性的關(guān)鍵，例如圓珠筆筆帽的特征件是固定于筆帽體的一側(cè)、用于夾在衣服兜上的長(zhǎng)條筆夾，筆頭的特征件是從筆桿上擰下來(lái)、可更換筆芯的空心帶孔圓錐體，來(lái)復(fù)槍槍管的特征件是一條條螺旋狀的下凹溝槽和凸起的棱線構(gòu)成的保證射擊精確性的膛線。五大屬性包括名稱、連接關(guān)系、位置、材料和結(jié)構(gòu)特征，不同層次上提取的屬性信息不同。組件層重點(diǎn)提取連接關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征，元件層重點(diǎn)提取材料、連接關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征，特征件層重點(diǎn)提取結(jié)構(gòu)和位置特征。

基于專利撰寫制度約束提取專利權(quán)利信息分為兩步：

步驟1 應(yīng)用功能樹分析方法，針對(duì)獨(dú)立權(quán)利要求提取三大層次信息，尤其重視提取現(xiàn)有設(shè)計(jì)中經(jīng)常忽略的特征件信息（CP1，CP2），如圖3所示。

步驟2 基于目標(biāo)專利權(quán)利信息閱讀圖，建立考慮專利三大層次、五大屬性信息的功能模型，判定組件、元件、特征件及其之間的連接關(guān)系或位置信息（標(biāo)注為Δ），以及超系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SS）和目標(biāo)（TARGET），涵蓋權(quán)利要求中的全部必要技術(shù)特征。建立專利權(quán)利要求的功能模型圖，如圖4所示。

2.1.3 基于專利侵權(quán)原則制度約束的規(guī)避路徑構(gòu)建

專利侵權(quán)制度約束是提取規(guī)避路徑的依據(jù)，具體規(guī)則如下：

規(guī)則1 專利侵權(quán)判定首先適用全面覆蓋原則，其次適用等同原則，即技術(shù)方案與目標(biāo)專利方案相比，不能涵蓋目標(biāo)專利所有的技術(shù)特征，替換的技術(shù)特征與原專利相應(yīng)的技術(shù)特征也不等同。

規(guī)則2 禁止反悔原則和貢獻(xiàn)原則是對(duì)等同原則的限制，即在專利審查中，專利權(quán)人為獲得授權(quán)放棄的技術(shù)特征或者僅記載在說(shuō)明書中未記載在權(quán)利要求書中的技術(shù)特征均非構(gòu)成侵權(quán)的等同特征。

規(guī)則3 侵權(quán)原則不但適用于對(duì)整體技術(shù)方案的判斷，而且適用于對(duì)涵蓋組件、元件、特征件的每項(xiàng)必要技術(shù)特征的判斷。

因此建立具體的制度約束評(píng)價(jià)表如表1所示。

表1 基于侵權(quán)原則的制度約束評(píng)價(jià)表

續(xù)表1

功能裁剪與突破專利侵權(quán)原則的約束有契合之處，JANTSCHGI等用以下問(wèn)題來(lái)描述裁剪的過(guò)程：①是否可以刪除組件或（輔助）功能；②是否可以刪除必要的功能；③是否一些組件的功能或組件本身可以被替代；④是否有不需要的功能可以由其他功能排除；⑤是否有操作組件可以由其他組件替換；⑥是否有操作組件可以由已存資源替代；⑦是否系統(tǒng)可以取代功能本身；⑧是否有大量可利用且能使用的資源。裁剪分別針對(duì)組件、元件和特征件的功能單元進(jìn)行操作，其中執(zhí)行元件作用于目標(biāo)元件，作用包括有用與問(wèn)題作用，而問(wèn)題作用包括過(guò)剩、不足和有害作用，具體如圖5所示。

本文針對(duì)一個(gè)功能單元建立面向不同侵權(quán)原則的具體規(guī)避路徑。

（1）突破全面覆蓋原則的刪除法路徑，如表2所示。選擇表2中的刪除法路徑，希望的規(guī)避結(jié)果是形成要素省略發(fā)明。

（2）突破等同原則的替換法路徑，如表3所示。選擇表3中的替換法路徑，希望的規(guī)避結(jié)果是形成要素替代發(fā)明和要素關(guān)系改變的發(fā)明。

表2 突破全面覆蓋原則的刪除法規(guī)避路徑

表3 突破等同原則的替換法規(guī)避路徑

續(xù)表3

（3）表4中傳統(tǒng)的路線模型是侵犯全面覆蓋原則的，要將表4中的路線與刪除法或替換法中的路線組合使用才能避免侵犯專利權(quán)。

表4 組合使用的功能單元規(guī)避路徑

基于專利制度約束的設(shè)計(jì)路徑可應(yīng)用于專利規(guī)避設(shè)計(jì)流程中的路線選擇。

2.2 基于TRIZ理論的專利規(guī)避技術(shù)約束突破方法研究

2.2.1 專利技術(shù)約束

確定技術(shù)約束的專利檢索和分析方法大多針對(duì)某項(xiàng)技術(shù)可檢索到的現(xiàn)有專利整體進(jìn)行分析，受檢全率與檢準(zhǔn)率的影響，分析結(jié)果對(duì)確定專利規(guī)避對(duì)象和制定規(guī)避策略均存在一定的局限性。因此本文面向?qū)＠?guī)避的技術(shù)約束，是指面向一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)專利權(quán)人（企業(yè)或者個(gè)人）的專利及專利戰(zhàn)略進(jìn)行分析，包括三個(gè)方面：①確立專利價(jià)值評(píng)估模型，識(shí)別其核心專利和重要專利；②針對(duì)核心專利進(jìn)行多維度的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)分析；③根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)專利的類型制定專利策略，以挖掘技術(shù)機(jī)會(huì)，有針對(duì)性地選擇規(guī)避方法。

（1）專利組合維度圖構(gòu)建

單一專利保護(hù)作用存在局限性，專利組合可將彼此存在明顯區(qū)別而又密切相關(guān)的專利形成專利組合，企業(yè)往往選擇專利組合進(jìn)行保護(hù)，以鞏固專利競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因此本文利用專利組合維度圖來(lái)區(qū)分不同維度的專利以及不同專利組合的作用和特點(diǎn)。

機(jī)械產(chǎn)品專利組合具體的維度劃分為：①針對(duì)核心產(chǎn)品專利主功能實(shí)現(xiàn)的原始創(chuàng)意層；②針對(duì)分功能或者子功能實(shí)現(xiàn)的組件變化層；③針對(duì)功能元實(shí)現(xiàn)的元件變化層；④針對(duì)元件獨(dú)立特征改進(jìn)的特征件變化層，如圖6 所示。其中核心專利由SA1，SA2，SA3，SA4四個(gè)組件構(gòu)成，它們將企業(yè)的專利組合整體劃分為四個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分層次挖掘更多的技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行專利保護(hù)，形成針對(duì)不同層次變化的各種專利方案，用Pn表示。機(jī)械產(chǎn)品專利組合維度圖上處于同層的專利（如P1與P2）屬于競(jìng)爭(zhēng)性專利或者互補(bǔ)性專利，競(jìng)爭(zhēng)性專利（如圖7）包括ZA型組合和ZB型組合，前者由針對(duì)同一個(gè)關(guān)鍵組件、元件或特征件相同效果不同結(jié)構(gòu)方案的專利組成，后者由解決同一問(wèn)題采用不同原理的專利組成。針對(duì)核心專利總功能實(shí)現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)性專利屬于ZB型組合。

圖6中P11和P12的互補(bǔ)性專利間數(shù)據(jù)關(guān)系如圖8所示：包括ZC型組合和ZD型組合，前者由針對(duì)某個(gè)重要問(wèn)題對(duì)應(yīng)的專利方案，如P1挖掘更多新問(wèn)題解決方案的專利構(gòu)成，后者基于舊問(wèn)題采取的效果更好的解決方案，圖8中ZD型組合的A，B，C具有進(jìn)化關(guān)系。

根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品四維度的專利組合圖，可進(jìn)一步延伸出不同種類的其他組合方向，成為原專利的延伸性專利或者支撐性專利。延伸性專利針對(duì)某層的重要專利（如Pn）進(jìn)行其他領(lǐng)域的延伸拓展，專利間的數(shù)據(jù)關(guān)系如圖9 所示，包括ZE型組合、ZF型組合和ZG型組合。ZE型組合即為Pn尋找新的可集成的領(lǐng)域形成的專利組合，ZF型組合即為Pn尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域形成的專利組合，ZG型組合即刪除元件后帶來(lái)的出人意料的技術(shù)效果構(gòu)成的專利組合。

支撐性專利即針對(duì)核心專利進(jìn)行上下游配套領(lǐng)域技術(shù)點(diǎn)的挖掘，形成新的專利方案，專利間的數(shù)據(jù)關(guān)系構(gòu)成ZH型組合，如圖10所示。

（2）專利技術(shù)約束構(gòu)建

專利價(jià)值評(píng)估與專利組合分析的關(guān)系密切。專利價(jià)值評(píng)估首先選定影響專利價(jià)值的重要參數(shù)，然后為每個(gè)參數(shù)設(shè)定不同等級(jí)的分值，分別建立專利品質(zhì)和專利價(jià)值評(píng)估模型：

針對(duì)專利權(quán)人（競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)或競(jìng)爭(zhēng)個(gè)人）某項(xiàng)產(chǎn)品技術(shù)的所有專利，利用多維度技術(shù)狀態(tài)分析建立核心專利組合維度圖?？紤]到每個(gè)維度上均有要素改變的側(cè)重點(diǎn)，根據(jù)制度約束部分設(shè)定的相應(yīng)規(guī)避路線，對(duì)位于不同維度上的專利可以對(duì)應(yīng)選擇不同的技術(shù)約束突破方法。

將競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象專利組合維度圖上的專利進(jìn)行專利價(jià)值和品質(zhì)的計(jì)算，橫軸表示專利品質(zhì)、縱軸表示專利價(jià)值，建立針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者的專利戰(zhàn)略分析矩陣圖（如圖11），同時(shí)以專利價(jià)值和品質(zhì)為依據(jù)，將矩陣分為四個(gè)象限，其中第一象限為專利品質(zhì)不高，而專利價(jià)值高，且專利組合欠缺；第二象限為專利價(jià)值和品質(zhì)都高，且存在專利組合；第三象限為專利價(jià)值和品質(zhì)都低；第四象限為專利品質(zhì)高但價(jià)值低。

考慮到落入專利戰(zhàn)略分析矩陣圖不同象限中的專利特點(diǎn)不同，提出不同象限的專利規(guī)避策略。具體為：針對(duì)第一象限專利品質(zhì)不高、但價(jià)值高且組合欠缺的特點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)挖掘各種組合類型的專利技術(shù)，并將該象限作為重點(diǎn)規(guī)避區(qū)域；針對(duì)第二象限專利品質(zhì)和價(jià)值都高且存在組合的特點(diǎn)，規(guī)避難度較大，應(yīng)重點(diǎn)挖掘針對(duì)核心專利的延伸性專利和支撐性專利，尋找漏洞，挖掘?qū)＠夹g(shù)機(jī)會(huì)；針對(duì)第三象限專利價(jià)值和品質(zhì)都低、容易規(guī)避，應(yīng)依據(jù)企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)條件選擇投入或放棄規(guī)避；第四象限專利品質(zhì)高、價(jià)值低且規(guī)避難度大，不建議將該象限專利作為規(guī)避對(duì)象，其規(guī)避意義不大。

2.2.2 基于TRIZ理論的技術(shù)約束突破

TRIZ理論是由前蘇聯(lián)學(xué)者Altshuller［13］提出的一套供研發(fā)人員解決問(wèn)題的系統(tǒng)化理論方法，它包含突破思維慣性的方法、技術(shù)預(yù)測(cè)工具和解決問(wèn)題的系統(tǒng)化方法，可利用TRIZ工具對(duì)目標(biāo)專利的相應(yīng)技術(shù)特征進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，突破其技術(shù)約束。功能分析與裁剪、沖突分析與發(fā)明原理、物質(zhì)場(chǎng)分析與76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解、資源分析、技術(shù)進(jìn)化及效應(yīng)是TRIZ理論中的重要工具，可根據(jù)目標(biāo)專利的類型選擇相應(yīng)的TRIZ方法加以突破，故基于TRIZ的技術(shù)約束突破如表5所示，其實(shí)質(zhì)是從目標(biāo)專利總功能、目標(biāo)專利功能單元、資源分析三個(gè)角度進(jìn)行技術(shù)約束突破。

表5 基于TRIZ的技術(shù)約束突破表

（1）面向目標(biāo)專利總功能的技術(shù)約束突破

考慮到實(shí)現(xiàn)某種特定功能的技術(shù)存在從當(dāng)前狀態(tài)發(fā)展到下一狀態(tài)的過(guò)程，其在各種技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化下存在多種進(jìn)化路線［13］，因此從對(duì)目標(biāo)專利技術(shù)的總功能出發(fā)可標(biāo)定原理狀態(tài)，選擇不同的技術(shù)進(jìn)化路線，挖掘針對(duì)總功能的新問(wèn)題。也可利用效應(yīng)分析，從TRIZ效應(yīng)知識(shí)庫(kù)中搜索實(shí)現(xiàn)相同功能的效應(yīng)，得到不同效應(yīng)給予解決同一技術(shù)問(wèn)題不同原理的啟示，實(shí)現(xiàn)對(duì)總功能的問(wèn)題挖掘。

（2）面向目標(biāo)專利功能單元的技術(shù)約束突破

應(yīng)用制度約束中面向不同規(guī)避原則的功能裁剪路徑進(jìn)行問(wèn)題挖掘，對(duì)裁剪后新轉(zhuǎn)換的問(wèn)題進(jìn)行物質(zhì)場(chǎng)分析或者沖突分析，選擇不同的裁剪路徑，建立規(guī)避對(duì)象元件的存在問(wèn)題集P（P1，P2，…，Pn-1，Pn）。發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題越多，對(duì)某項(xiàng)技術(shù)特征優(yōu)化的可能性越大，創(chuàng)新的選擇范圍就更大。針對(duì)不同問(wèn)題，分別選定40個(gè)發(fā)明原理、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解及效應(yīng)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行啟發(fā)創(chuàng)新，完成技術(shù)約束突破。

（3）基于資源分析的技術(shù)約束突破

在四個(gè)維度上，技術(shù)特征改變引起的系統(tǒng)變化均需重新選擇內(nèi)外部資源來(lái)滿足規(guī)避過(guò)程需要，特別是應(yīng)用到添加功能元來(lái)改善系統(tǒng)功能狀態(tài)，資源分析可以為需要的資源查找提供有效的方法，以突破目標(biāo)專利的技術(shù)約束。

2.3 基于專利技術(shù)與制度約束的規(guī)避過(guò)程建模

綜合專利制度與技術(shù)約束特點(diǎn)，本文提出基于專利技術(shù)與制度約束的規(guī)避過(guò)程，該建模過(guò)程主要由技術(shù)約束確立、制度約束確立、技術(shù)約束突破、制度約束評(píng)價(jià)四部分組成，如圖12所示。

步驟1 技術(shù)約束確立。

確立技術(shù)約束分三步進(jìn)行：①根據(jù)企業(yè)專利預(yù)警策略，檢索競(jìng)爭(zhēng)專利權(quán)人的專利；②建立專利組合維度圖，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)專利群進(jìn)行價(jià)值評(píng)估，選定存在主要競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的目標(biāo)專利作為規(guī)避對(duì)象；③在專利戰(zhàn)略矩陣分析圖上標(biāo)定目標(biāo)專利，并制定相應(yīng)的專利規(guī)避策略。

步驟2 制度約束確立。

分解對(duì)象主要由三步組成：①基于專利制度約束建立專利閱讀圖；②建立專利權(quán)利范圍圖；③基于功能模型圖進(jìn)行規(guī)避區(qū)域劃分，將功能組件SAn劃分為一個(gè)規(guī)避區(qū)域，目標(biāo)專利的總功能應(yīng)包括各個(gè)規(guī)避區(qū)域（SA1，SA2，…，SAn）。

步驟3 技術(shù)約束突破。

選擇制度約束中建立的面向不同規(guī)避原則的裁剪路徑，從總功能和功能元兩個(gè)角度進(jìn)行問(wèn)題挖掘。根據(jù)不同問(wèn)題選取TRIZ理論工具。

步驟4 制度約束評(píng)價(jià)。

針對(duì)得到的規(guī)避技術(shù)方案，利用專利制度約束中建立的侵權(quán)評(píng)價(jià)表進(jìn)行評(píng)判，甄別出不侵權(quán)的技術(shù)方案。若技術(shù)方案均侵權(quán)，則重復(fù)上述步驟。

3 實(shí)例分析

3.1 技術(shù)約束確立

本文選定的競(jìng)爭(zhēng)專利的專利權(quán)人為個(gè)人，其機(jī)械產(chǎn)品專利單一、市場(chǎng)范圍小、沒有專利組合，但對(duì)于其他個(gè)人競(jìng)爭(zhēng)者來(lái)說(shuō)，要想降低參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的成本，需要對(duì)其進(jìn)行專利規(guī)避。本文以一種“用于粉條加工的揉面機(jī)”為例，將其對(duì)應(yīng)的專利號(hào)為ZL200520031671.0［14］的專利作為原型專利（對(duì)于專利權(quán)人來(lái)說(shuō)專利唯一，屬于其核心專利）來(lái)說(shuō)明本文所提專利規(guī)避方法。本文省略技術(shù)約束中的價(jià)值計(jì)算，策略目標(biāo)是挖掘出競(jìng)爭(zhēng)性專利。

該專利提出的用于粉條加工的揉面機(jī)，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)揉面錘，通過(guò)輸送攪龍將面團(tuán)輸送到U 型揉面斗中，揉面錘在揉面斗揉面，原理如圖13所示。

3.2 制度約束確立

（1）基于制度約束，建立專利權(quán)利要求閱讀圖，得到六項(xiàng)必要技術(shù)特征集T（T1，T2，T3，T4，T5，T6），如圖14所示。

（2）建立基于專利三大層次信息的功能樹，如圖15所示。

（3）建立針對(duì)權(quán)利要求的功能模型圖，并劃分針對(duì)組件層的規(guī)避區(qū)域，如圖16所示。

3.3 技術(shù)約束突破

3.3.1 挖掘問(wèn)題

基于功能單元的問(wèn)題挖掘過(guò)程為：針對(duì)每個(gè)功能單元，對(duì)元件之間的作用關(guān)系屬于標(biāo)準(zhǔn)作用、不足作用、過(guò)剩作用還是有害作用進(jìn)行逐項(xiàng)判斷，匯總盡可能多的問(wèn)題，建立問(wèn)題集W（W1，W2，W3，W4），并在表6中標(biāo)識(shí)，然后選擇規(guī)避路線進(jìn)行裁剪操作，轉(zhuǎn)換問(wèn)題。本案例的問(wèn)題轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：

（1）選擇K 規(guī)避路徑，針對(duì)傳輸機(jī)構(gòu)組件層進(jìn)行功能裁剪，如圖17所示，問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾瓮ㄟ^(guò)改變位置特征來(lái)增強(qiáng)輸送攪龍對(duì)面團(tuán)的作用力。

表6 基于特征分析的問(wèn)題集

（2）選擇L 規(guī)避路徑，針對(duì)動(dòng)力機(jī)構(gòu)組件層進(jìn)行功能裁剪，如圖18所示，問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾有碌膱?zhí)行元件來(lái)增強(qiáng)原驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用扭矩。

（3）同問(wèn)題一。

（4）選擇D1規(guī)避路徑，針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件層進(jìn)行功能裁剪，如圖19所示，問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ倚碌膱?zhí)行元件來(lái)替換原曲柄連桿機(jī)構(gòu)。

基于總功能的問(wèn)題挖掘，從原專利解決的技術(shù)問(wèn)題出發(fā)，挖掘出問(wèn)題W5：原專利技術(shù)無(wú)法在機(jī)械化生產(chǎn)時(shí)將面粉內(nèi)的空氣排出，影響揉面效果。問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)增加新的執(zhí)行元件，解決原面粉內(nèi)空氣無(wú)法排出的有害效果。

3.3.2 解決問(wèn)題

針對(duì)不同問(wèn)題，選用不同的TRIZ 解決問(wèn)題的方法。問(wèn)題W4對(duì)應(yīng)的規(guī)避區(qū)域T4是原專利吉普生式權(quán)利要求類型中的區(qū)別技術(shù)特征，故作為本文的重點(diǎn)規(guī)避區(qū)域。針對(duì)重點(diǎn)規(guī)避區(qū)域T4，該技術(shù)手段存在的問(wèn)題是：尋找新的執(zhí)行元件來(lái)替換原曲柄連桿機(jī)構(gòu)，解決兩個(gè)揉面錘共用一個(gè)支撐架，曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)揉面錘同向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，噪聲大、費(fèi)動(dòng)力的問(wèn)題。沖突分析后轉(zhuǎn)換成如下TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題：①改善的特征為時(shí)間損失；②惡化的特征為裝置的復(fù)雜性和功率；③查找沖突矩陣，發(fā)明原理有10（預(yù)操作），6（多用性），20（有效作用的連續(xù)性），35（參數(shù)變化）。應(yīng)用發(fā)明原理20即采用有效作用的連續(xù)性來(lái)啟發(fā)設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)問(wèn)題W4應(yīng)用發(fā)明原理“有效作用的連續(xù)性”帶來(lái)的啟示，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所采用的理想解為：兩揉面錘各有一個(gè)支撐架，兩個(gè)揉面錘的支撐架之間由杠桿連接，其中一個(gè)揉面錘的支撐架通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置使兩個(gè)揉面錘反向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于問(wèn)題W1，W2，W3和W5，用TRIZ 理論中的通用問(wèn)題及通用解進(jìn)行類比設(shè)計(jì)，由于為非重點(diǎn)規(guī)避區(qū)域，本文簡(jiǎn)述結(jié)果。

針對(duì)問(wèn)題W1“如何通過(guò)改變位置特征來(lái)增強(qiáng)輸送攪龍對(duì)面團(tuán)的作用力”，得到改變后的一種設(shè)計(jì)方案T′1，即“改變進(jìn)出料口的位置，進(jìn)料斗設(shè)在梯形機(jī)架的上部，出料斗設(shè)在梯形機(jī)架的下部，作面團(tuán)從進(jìn)料斗的輸送攪龍自流到出料斗”。

針對(duì)問(wèn)題W2“增加新的執(zhí)行元件來(lái)增強(qiáng)原驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用扭矩”，改進(jìn)后的一種設(shè)計(jì)方案T′2為“在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上增加一個(gè)減速器”。

針對(duì)問(wèn)題W3“如何通過(guò)改變位置特征使面團(tuán)的輸送方式更省力”，改進(jìn)后的一種設(shè)計(jì)方案為T′3，即“兩個(gè)U 形揉面斗位于出料口一側(cè)的下方，面團(tuán)到達(dá)出料口后在輸送攪龍的擠壓作用和自身重力的雙重作用下自上而下進(jìn)入揉面斗中。

針對(duì)問(wèn)題W5“原專利技術(shù)無(wú)法在機(jī)械化生產(chǎn)時(shí)將面粉內(nèi)的空氣排出，影響揉面效果”，改進(jìn)后的一種設(shè)計(jì)方案T′5為“在所述揉面斗內(nèi)設(shè)有抽空機(jī)，減速器的第三輸出軸通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抽空機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)”。

綜上，得到的技術(shù)方案所對(duì)應(yīng)的功能模型如圖20所示。

依據(jù)該技術(shù)方案，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速器減速后，從輸出軸兩端輸出動(dòng)力，一端經(jīng)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)攪龍轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端由滑桿將動(dòng)力傳遞到偏心輪，偏心輪通過(guò)曲柄連桿帶動(dòng)兩個(gè)揉面錘上下運(yùn)動(dòng)、在揉面斗中進(jìn)行揉面，形成的新技術(shù)方案使競(jìng)爭(zhēng)者獲得了自有專利權(quán)，其原理如圖21所示。

3.4 制度約束評(píng)價(jià)

由規(guī)避技術(shù)評(píng)價(jià)表，針對(duì)規(guī)避后的技術(shù)方案進(jìn)行制度約束評(píng)價(jià)。規(guī)避后技術(shù)方案的五項(xiàng)必要技術(shù)特征中有T1′，T2′，T3′，T5′四項(xiàng)不符合法律規(guī)定，構(gòu)成侵權(quán)，但是由于第四項(xiàng)技術(shù)特征T4′屬于實(shí)質(zhì)改變特征，五個(gè)特征組合形成的新技術(shù)方案仍為成功規(guī)避的技術(shù)方案，該方案的技術(shù)評(píng)價(jià)表如表7所示。

表7 基于制度約束的創(chuàng)新設(shè)想評(píng)價(jià)表

原專利權(quán)人與競(jìng)爭(zhēng)者因規(guī)避方案的創(chuàng)新性產(chǎn)生了糾紛，在專利訴訟中競(jìng)爭(zhēng)者的設(shè)計(jì)方案被判定不侵權(quán)，從側(cè)面證明了基于技術(shù)與制度約束的規(guī)避設(shè)計(jì)方案的可行性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出一種應(yīng)用TRIZ 理論提取制度約束、突破技術(shù)約束并最終實(shí)現(xiàn)基于制度與技術(shù)雙重約束的專利規(guī)避方法。針對(duì)專利法律制度約束的特點(diǎn)，首先提出專利制度約束條件下的專利信息閱讀圖和專利權(quán)利范圍圖的建立，以及面向?qū)＠?guī)避的功能裁剪路徑的確定；其次在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行維度分析及核心專利識(shí)別的基礎(chǔ)上確立專利技術(shù)約束，并采用TRIZ理論中分析、解決問(wèn)題的工具進(jìn)行技術(shù)約束突破；綜合專利制度及技術(shù)約束解決方法，提出一套包括技術(shù)約束確立、制度約束確立、技術(shù)約束突破、制度約束評(píng)價(jià)四個(gè)步驟的專利規(guī)避方法；最后針對(duì)實(shí)際專利規(guī)避實(shí)例，采用本文所提專利制度及技術(shù)約束的專利規(guī)避方法，進(jìn)行了專利規(guī)避論證，結(jié)論表明本文所提專利規(guī)避方法有效。

專利規(guī)避已成為企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有力手段，如何將TRIZ創(chuàng)新方法充分應(yīng)用于專利這一創(chuàng)新載體，將是今后一個(gè)重要的研究方向。

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