TRIZ理論在專利創造性判斷中的應用研究

文 / 周勝生 張仁杰 王大鵬 唐華東

前言

T R I Z理論是前蘇聯以根里奇·阿奇舒勒（G·S·Altshuller）為首的數百名專家經過近50年的系統性研究，從二百五十萬件高水平發明專利中歸納提煉出的一整套體系化的、實用的發明創新理論。TRIZ是該理論的俄文首字母的縮寫，其英文全稱是“Theory of Innovative Problem Solving”，在中國一般稱為“TRIZ理論”或“發明問題解決理論”，也音譯為“萃智理論”。TRIZ理論認為，所有技術系統的發展遵循著客觀規律，通過TRIZ理論提供的問題解決工具和近似標準的問題分析和解決方法，可以為解決具體技術問題提供解決方案。專利是大多數技術創新成果最終的保護方式，專利申請是否具備專利法意義上的創造性雖然與創新過程無關，但TRIZ理論對于創造性的判斷是否存在影響以及存在怎樣的影響呢？本文從專利創造性判斷的角度研究TRIZ理論的應用。

一、TRIZ理論簡介

TRIZ理論體系的主要內容包括九個方面，即“突破慣性思維的創新方法”、“技術系統進化論”、“40個發明原理”、“39 個通用技術參數和矛盾矩陣”、“物理矛盾的分離原理”、“物-場分析模型”、“發明問題標準解法”、“發明問題解決算法（ARIZ）”、以及“科學效應和現象知識庫”。TRIZ理論的核心思想包括三個方面：第一，無論是一個簡單的產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循客觀規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式；第二，各種技術難題和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力；第三，技術系統發展的理想狀態是用最少的資源實現最大效益的功能。

TRIZ理論解決技術問題的一般方式是先將要解決的普通技術問題轉化為TRIZ的一般問題，通過運用上面的發明原理等工具獲得TRIZ的一般解，再將這些一般解應用到具體的技術領域形成解決特定問題的特定解決方案。具體而言，當工程技術人員在面臨技術問題時，按照TRIZ理論標準化參數找出要解決的技術矛盾后，借助于阿奇舒勒矛盾矩陣表可以找出解決該技術矛盾通常使用的發明原理（即一般解），最后將該發明原理具體化形成具體的解決方案。

TRIZ技術系統進化論的主要觀點是技術系統的進化遵循著一定的客觀的進化模式，主要包括S曲線進化法則、動態性可控性進化法則等8大技術系統進化法則。其中，“S曲線進化法則”描述了一個技術系統的完整生命周期，包括嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期。“動態性和可控性進化法則”主要是指提高系統的動態性，以更大的柔性和可移動性來獲得功能的實現，提高系統的動態性要求增加可控性。TRIZ技術系統進化法則是技術系統進化的最一般規律，當這些法則應用到具體的領域中時，會表現出具體的發展規律。【1】

二、創造性判斷中的應用

TRIZ理論自創立以來，在專利創新活動中得到了大量的應用，但是國內外對TRIZ理論在創造性判斷中的應用進行實質性的研究很少。目前國外有少數學者提出將TRIZ理論中的發明分級理論應用于創造性判斷。例如Steve Hickman直接將TRIZ發明分級理論與現有的KSR、 USPTO、EPO和JPO的審查標準進行了對比，認為USPTO和JPO的審查標準大體承認第3-5級發明創造的創造性，而第1-2級的發明創造則被認為無創造性。

本文通過研究認為，由于TRIZ理論源自大量的現有專利文獻的總結，其所概括的技術系統的發展規律和趨勢、技術問題的標準解也均源自現有技術，而一項專利申請是否具備創造性關鍵在于本領域技術人員在最接近現有技術的基礎上是否需要付出創造性勞動才能得出，因此，兩者有其互相結合、借用之處。在對專利創造性判斷過程中恰當運用TRIZ理論從現有技術中總結出來的技術發展規律和趨勢、技術問題的標準解等，有助于使判斷結果更加客觀。具體地說，TRIZ理論在創造性判斷中的應用包括如下三方面：1）有助于更準確理解發明改進點；2）拓展文獻檢索和對比文件的組合方式；3）為對比文件相結合的技術啟示提供新的思路。

（一）有助于更準確地理解發明改進點

準確理解發明是準確判斷發明是否具備創造性的基礎，TRIZ理論能夠幫助公眾更清楚地判斷發明專利所處的技術發展階段，更準確地理解申請的技術方案及其改進點。下面通過案例予以說明。

本案例的權利要求為：一種折疊式鍵盤，將第1鍵盤單元、第2鍵盤單元及第3鍵盤單元連接，使用鍵盤時，第1至第3鍵盤單元按此順序排列成水平狀態，在不使用鍵盤時第1至第3鍵盤單元成為重疊狀態，其特征在于，所述第1至第3鍵盤單元借助主連桿而在所述第1至第3鍵盤單元兩側相互連接，所述主連桿的一端可轉動地支承于第1鍵盤單元，主連桿的中央部可轉動地連接于第2鍵盤單元，主連桿的另一端可轉動地連接于第3鍵盤單元。（本發明專利附圖如下圖1和圖2）

在常規的現有技術檢索和創造性判斷思路中，由于本申請涉及折疊鍵盤，因此通常會重點檢索折疊鍵盤，但是在檢索到大量涉及折疊鍵盤的專利后，仍然有可能對本發明的發明點的把握出現偏差。此時，可以引入TRIZ技術系統進化法則對本案技術背景進行分析。根據技術系統進化法則，在鍵盤領域，鍵盤的發展進化遵循剛性鍵盤、折疊鍵盤、柔性鍵盤、投影鍵盤的發展趨勢。通過在中國專利文獻檢索系統中進行檢索和統計分析，結果發現從1991年至2010年，折疊鍵盤的申請有122件，柔性鍵盤的申請有59件，投影鍵盤的申請有13件，這三類鍵盤的申請分布如圖3所示。

圖1

圖2

對上述結果進行分析，如圖3所示，鍵盤技術的發展規律完全符合TRIZ理論的“S曲線進化法則”和“動態性可控性進化法則”。從上圖中可看出，折疊鍵盤自1991年開始出現，2000年-2003年屬于快速成長期，2004年-2005年發展到最高峰，之后的申請量趨于下降；柔性鍵盤開始出現于1994年，較折疊鍵盤晚3年，2006年左右發展到高峰，之后的申請量有所下降；投影鍵盤出現于1999年，較柔性鍵盤再晚5年，直到2010年仍在繼續發展。當然，最早的鍵盤是剛性鍵盤，出現在折疊鍵盤之前。

本發明專利涉及折疊鍵盤，優先權日為2002年6月25日，從圖3可知，2002年屬于折疊鍵盤的快速成長時期，可檢索到大量折疊鍵盤的專利申請。因此，結合TRIZ技術系統進化法則，公眾可以從中得知本發明專利的改進點可能只是提出了一種新的連桿式的折疊方式，而不在于提出了折疊式鍵盤這一概念，這些信息有助于公眾準確理解本發明專利的技術方案以及改進點。

（二）拓展文獻檢索和對比文件的組合方式

從TRIZ理論的技術系統進化論的角度看，技術系統的進化經歷了不同的技術發展階段。在常規的創造性判斷思路中，判斷者主要是將與本發明所處相同技術發展階段的最接近文獻1、以及包括具有相同作用的區別技術特征的文獻2進行結合，從而判斷發明專利不具備創造性。

本文認為，當依據上述常規思路在相同技術發展階段中沒有檢索到合適的最接近文獻時，可以基于TRIZ理論的技術系統進化法則，擴展到前一技術發展階段中檢索基礎文獻并在其它領域檢索涉及改進點的文獻。如果檢索到了涉及改進點的文獻，結合上述技術發展趨勢,該專利申請就有可能不具備創造性。

下面仍以上述案例中的鍵盤為例進行說明。

在常規的現有技術檢索和創造性判斷思路中，由于本申請涉及折疊鍵盤，因此通常會重點檢索折疊鍵盤。根據權利要求中的技術特征，檢索到文獻1，該文獻1是與本專利處于相同技術發展階段的折疊鍵盤，將文獻1作為最接近的現有技術。

該文獻1的主要內容如下：

一種可展開的鍵盤，包括外殼和三個鍵盤部分，鍵盤部分可以在收存位置和可操作位置之間運動，在收存位置上鍵盤部分大致容納在外殼中，在可操作位置上這些鍵盤部分被設置成在至少一維的方向上延伸超過外殼便捷的鍵盤，其中在將鍵盤展開到可操作位置時，兩個鍵盤部分向外運動，且第三鍵盤部分運動到兩個可向外運動的鍵盤部分之間的位置上。（見圖4）

圖3

接著找出權利要求與文獻1的區別，即權利要求為利用連桿進行折疊，而文獻1利用伸展/收縮機構進行折疊，此時，針對區別技術特征（第1至第3鍵盤單元借助主連桿而在所述第1至第3鍵盤單元兩側相互連接，所述主連桿的一端可轉動地支撐于第1鍵盤單元，主連桿的中央部可轉動地連接于第2鍵盤單元，主連桿的另一端可轉動地連接于第3鍵盤單元）進行檢索，找到文獻2披露，且在文獻2中所起的作用與該區別技術特征在本專利所起的作用相同（實現平板物品的折疊使其方便攜帶），因此兩者存在結合啟示，該發明申請相對于文獻1和文獻2的結合不具備創造性。

該文獻2的主要內容如下：一種折疊算盤，該算盤分為三段，通過一連桿1連接第一至三段，當連桿1繞其中心軸轉動時，帶動第一、三段繞連桿1上的邊軸轉動，從而使算盤折疊。（見圖5）

通過上面常規的創造性檢索和判斷方式，本文認為，文獻1和2是否存在結合啟示存在一定的爭議。雖然文獻1屬于折疊鍵盤，但其原理與文獻2完全不同，且操作受到連接機構以及外殼結構的限制，本領域技術人員要想把文獻2直接替代至文獻1中存在困難，因此僅通過“作用相同”認為存在技術啟示較為主觀，難以讓人接受。

針對這種情況，本文認為，該發明申請相對于現有技術確實不具備創造性，但思考的方式可以改進。首先，根據TRIZ理論技術系統進化法則找出鍵盤領域的技術發展規律，并判斷出本申請處于折疊鍵盤的快速發展時期，由于無法在折疊鍵盤這一技術發展階段檢索到合適的對比文件，因此將檢索范圍擴展到前一技術發展階段（即剛性鍵盤），檢索到文獻3，它公開的是一種剛性鍵盤，將其作為基礎文獻。

該文獻3的主要內容如下：一種剛性鍵盤，其包括鍵盤主體14和鍵盤外殼12，其中，鍵盤主體包括按鍵，鍵盤外殼上包括上蓋12和底座27，上蓋12可轉動地連接到底座27上，底座具有一輸入/輸出連接器，當PDA連接到該輸入/輸出連接器時，上蓋12支承該PDA。（見圖6）

接著找出權利要求與文獻3的區別在于，權利要求利用連桿式折疊結構，而文獻3不可折疊；然后，根據TRIZ理論通過大量現有技術總結出的鍵盤領域從普通剛性鍵盤進化到折疊鍵盤這一本領域公知的發展規律，可知本領域技術人員有動機對文獻3的剛性鍵盤進行改進而獲得折疊鍵盤，此外，區別技術特征中涉及具體的連桿式結構的技術特征被文獻2所披露，因此，在鍵盤的上述發展規律和本領域中提高鍵盤便攜性的普遍需求的指引下，本領域技術人員有動機在文獻3的基礎上結合文獻2得到權利要求，因此權利要求不具備創造性。

通過上文兩種方式的對比分析可知，在常規檢索和判斷思路中，通過最接近的現有技術文獻1（可展開的鍵盤）與現有技術文獻2（折疊鍵盤）相結合評述該權利要求的創造性，但由于兩者技術原理上的區別，結合點并不十分具有說服力，而在利用TRIZ理論拓展后的檢索和判斷中，充分考慮鍵盤領域的技術發展規律，將檢索擴展到前一技術階段（即剛性鍵盤），獲得現有技術文獻3，并將該文獻3與涉及改進點的現有技術文獻2相結合評述該權利要求的創造性。雖然文獻3比文獻1與本專利在技術發展階段上相差更大，但在充分考慮現有技術中體現出的技術發展規律和需求的基礎上，兩篇文獻的結合更顯得水到渠成。

（三）為對比文件相結合的技術啟示提供新的思路

圖4

圖5

圖6

不同文獻是否具有結合啟示是判斷是否具備創造性的關鍵。在判斷兩篇文獻是否存在結合啟示的判斷中，要基于本申請與最接近的對比文件的區別技術特征確定實際解決的技術問題，通常，如果區別技術特征對應的技術手段在另一篇對比文件中所起的作用與在本申請中為解決其技術問題所起的作用相同，則認為該另一篇對比文件給出了技術啟示，從而得出權利要求相對于兩篇對比文件的結合不具備創造性的結論，這里的技術啟示一般僅來自于上述另一篇對比文件。但是在實際操作過程中，尤其是對于另一篇對比文件并沒有明確記載區別技術特征的作用或者是記載的作用與本申請不同時，結合啟示的判斷往往會存在較大主觀性，導致創造性的判斷存在偏差。本文認為，由于TRIZ理論源自大量的現有專利文獻的總結，為解決各種技術問題、矛盾或沖突提供了解決方法和工具，因此，在我們判斷創造性時，面對基于區別技術特征所確定的本申請實際要解決的技術問題，可以利用TRIZ理論所概括的技術系統的發展規律和趨勢、技術問題的標準解作為對比文件相結合的技術啟示，這樣的術啟示完全是TRIZ理論通過大量現有技術總結得出，并非來自任何單獨一篇文獻，而且符合技術系統的客觀發展規律，相比僅由另一篇單獨對比文件獲得技術啟示更具客觀性。

例如，某專利申請涉及呼叫自動轉移的方法，其發明點在于通過預先存儲呼叫轉移號碼，在拍叉后自動獲取呼叫轉移號碼，相比現有技術中拍叉后需要手動輸入轉移號碼而言提高了自動化程度。本申請相對于最近的對比文件1實際要解決的技術問題是如何確定轉移號碼以提高自動化程度。面對該技術問題， TRIZ理論技術系統進化論指出從人工操作呼叫轉移到自動呼叫轉移的技術發展規律，同時TRIZ理論的阿奇舒勒矛盾矩陣表指出“預先作用原理”也是本領域解決上述技術問題的常用手段。

又例如，在計算機通信系統中，希望兩系統之間的連接線多些以適應計算機的字長，但過多的線數會增加線間干擾和成本，從而產生物理矛盾，為解決該物理矛盾，TRIZ理論指出采用“時間分離原理”是解決該物理矛盾的常用手段，可以將多位數據同時傳遞的并行通信方式，變為串行通信方式，一位一位地傳遞數據【2】。可見，為解決物理矛盾而采用的分離原理也提供了技術啟示。

此外， TRIZ理論的科學效應和現象知識庫也提供了技術啟示，根據技術問題確定所要實現的功能，進而找到對應的科學效應和現象，用以解決所要解決的技術問題。

結束語

TRIZ理論主要用于解決創新問題的發明問題解決理論，本文從創造性判斷的角度對TRIZ理論的應用首次進行了探討，其目的在于希望使創造性的判斷更加客觀。然而，TRIZ理論的應用在我國尚處于起步階段，且其應用更多集中于創新問題解決，這一理論本身也還在不斷完善，因此本文所提出的觀點還有許多方面有待后續進一步研究，目前所進行的研究并不深入，甚至可能還存在不正確之處，敬請各位同仁批評指正。

【1】楊清亮. 發明是這樣誕生的－TRIZ理論全接觸[M]. 北京:機械工業出版社, 2009.

【2】王亮申,等. TRIZ創新理論與應用原理[M]. 北京:科學出版社, 2010.