以專利為基礎的工業產品研發路徑研究

寇樹芳 王文靜 蘇昊

摘要：為探討以專利為基礎和主線的工業產品設計研發路徑和方法。分析了工業產品設計研發項目前期、項目中期、項目后期不同階段的專利技術應用的側重點，進而分析了工業產品設計遵循專利技術調研、專利規避、技術創新、專利保護的研發路徑。得出工業產品研發有必要從專利分析、專利規避、技術創新、專利保護的路線進行項目展開。該研究結果將為工業產品設計研發在實踐中提供專利視角的方法參考。

關鍵詞：工業設計;知識產權;專利規避;技術創新;專利保護

中圖分類號：TB472???? 文獻標識碼：A

文章編號：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

工業設計是工業產品研發的必經過程，專利是工業產品研發和創新的重要知識來源，專利知識蘊含的創新原理有助于實現產品創新和提升企業研發水平。工業產品設計研發有必要遵循專利技術調研、專利規避、專利挖掘、專利保護為基礎的工業產品設計研發路徑，且具有現實指導意義，對于推動產業發展、提升企業競爭力、實現經濟轉型起著重要作用。

一、相關概念

工業產品設計即工業設計，是指以工學、美學、經濟學為基礎，對工業產品進行設計。真正的工業產品設計活動是要最終制造出具有某種用途的以現代大工業手段生產的產品。所以設計不僅要客觀地實現符合該功能的一種內在合理機構，并且要尋求一種符合廣大消費者審美情趣的，能為消費者所接受的形式，并且這種形式與功能必須相適應[1]。工業產品設計創新體現在外觀造型、表面裝飾工藝、產品原理、結構、制造方法、功能和使用方式上的創新。

知識產權是指人們就其智力勞動成果所依法享有的專有權利。在科學技術和工業生產領域中，發明者對自己的創造性勞動成果享有的專有權稱為專利。

知識產權創造是產品創造和知識產權的源頭。創造代表著創新，代表著個人的創意思想，代表著企業的創新意識，更代表著國家的發展進步。本文所提的知識產權主要指專利。專利一般有兩種理解：一種是指獲得專利權保護的技術方案或設計方案，具體指向中國專利法中的三種專利類型;第二種理解為權利人針對其技術方案或設計方案所擁有的專利權[2]。

二、工業產品設計前的技術調研

（一）項目可行性論證

首先，制訂工業產品設計研發計劃書。計劃書內容包括項目名稱、預算費用、起止日期、預定完成時間、人員配置詳單、資源配置詳單、項目負責人、設計開發階段的劃分及主要內容。

其次，編制知識產權檢索報告。知識產權檢索報告內容項目名稱，項目概述，技術要點、企業已有相關知識產權情況（專利號、專利申請號、申請人、專利名稱），檢索詞，查詢范圍（包含國內、國外指定國家或地區、專利文獻或科技文獻），查詢的時間范圍，檢索方式，相關國內外專利檢索結果（檢索主題詞、檢索數據庫名稱、相關專利號、專利申請號、申請人、專利名稱），國內外文獻查詢結果（文獻名稱、來源、發表人），檢索專利與本項目技術的對比分析及結論等。

第三，評審工業產品設計研發計劃。評審內容包括：1.設計開發計劃書各階段劃分是否合理、有序;2.人員安排是否合理、充裕;3.設計開發計劃書各階段完成期限定的是否合理;4.設計開發計劃書各階段工作內容是否完善，有無補充;5.知識產權檢索報告是否客觀、全面、有參考指向價值。

第四，編制開發任務書。任務書內容包括項目名稱、預算費用、起止日期、預定完成時間、人員配置詳單、資源配置詳單、項目負責人、設計開發階段的劃分及主要內容，依據的標準、法律法規及技術協議的主要內容，項目知識產權規劃。

（二）專利技術研究

首先根據工業產品研發目的，確定技術研究主題、技術關鍵詞及專利文獻和科技文獻資源庫，檢索與目標研發產品具備相似功能和結構等的專利技術文獻，并查詢其法律狀態。其次要對相關專利進行質量評估，判斷其產業產品價值。進而分解出失效專利和受保護專利，對于公共知識資源的失效專利可直接使用，對于受保護專利要分析其專利穩定性，評估采用規避策略或無效策略。

三、工業產品設計前的專利侵權風險分析

（一）專利侵權分析的意義

企業或者個人以及集體想要從事某項產品研發時，就需要先了解本研發活動的相關專利信息，然后分析自己即將從事的研發活動是否有侵權的可能。如果分析的手段和方法不得當的話，可能就會得出錯誤的結論，進而做出錯誤的判斷。其結果可能是發生侵權行為，或者判斷不當而失去技術創新良機。

（二）專利侵權分析的內容

產品研發項目前期主要從時間、區域、申請人、法律狀態、技術五個方面進行分析。

在時間層面，分析產品的發展狀態和當前的技術發展態勢;以及產品進化的生命周期。

在區域層面，分析產品研發項目所涉的技術信息和專利保護情況;了解專利技術的保護區域和技術空白區域，從而為制訂專利的區域保護或市場開發策略提供參考。

在申請人層面，解析競爭對手的項目專利布局，重點分析其研發重點、實力和主要技術等。

在法律狀態層面，分析產品研發項目中所涉相關專利的法律狀態，根據專利有效性做出規避或應用的判斷。

在技術層面，分析和預判產品研發項目中的工藝流程，方法、結構、外觀以及其他可挖掘并開展的專利布局要素。同時還可以在研發之前進行專利檢索，在此過程中分析和判斷研發預案和同領域內已有的專利之間的差異性和趨同性，可有效避免產品研發調入競爭者保護范圍或重復研發。

（三）工業產品設計前的專利侵權風險分析

專利權侵權風險應該從微觀角度針對項目研發方案進行專利對比。評價既定技術方案與現有產品和現有技術之間的新穎性、創造性和實用性之間的差別或實質相同關系，避免落入現有專利保護范圍構成侵權。

通過檢索確定幾個強相關的專利，針對這些專利權利要求保護范圍的詳細分析，根據全面概括理論、同等原則等侵犯專利權判斷基本原則建立風險評價體系指標，了解該工業產品或者研究開發方案所處的狀態，針對這個工業設計產品或者研究開發方案的設計的特點和專利獨立權利要求的產品的設計的特點進行比較，進而對專利侵權風險進行評定風險評估。專利侵害警報的定性評價如表1所示。01～03是正常情況，11～13是警戒情況，21～24是危機情況。根據表1可判斷工業產品研發方案所處的警戒度。

四、工業產品設計中的專利規避與技術創新

（一）專利規避

專利規避，又稱專利回避，即通過研究其他企業或者個人已有的專利，進而避開已有專利中的權利要求保護范圍，然后進行創新設計的過程。簡單來說就是繞開現有技術保護范圍進行創新設計。此方法已成為自主創新及突破專利保護的重要方法之一。專利規避的操作，主要根據相應的現有專利分析。通過專利分析可以了解競爭者的專利規劃，另外，對專利技術進行詳細解析，從中研究得到可以替代和創新的方案。根據專利侵權判定原則，表2總結和給出了四種規避設計方法，分別是裁剪法、替換法、組合法和分解[3]。

（二）工業產品設計技術創新

工業設計作為創新的橋頭堡，應該起到引領作用。我們要通過設計引導潮流，引領消費，創造新的生活方式和體驗，創造新的商業模式，作引領型設計[4]。技術創新可以是創造一種新的技術，也可以是以現有的技術為基礎研發一種新產品或新服務。工業產品研發設計通常會將上述二者合二為一。產品的創新多數情況下需要技術創新做支撐。一般來說，相同的產品可能運用不同的技術，不同的技術可能產生相同的產品功能，這種區別特征來自于不同的專利技術。工業產品設計技術創新是指以現代科技的方法，對工業產品在材料、結構、工藝流程、外觀、表面裝飾等方面進行綜合處理創新，使產品具有實用、經濟、美觀的優良品質。技術創新過程是研究技術矛盾問題和現存問題進而提出解決方法的過程。對產品的材料使用，內部結構，工藝流程，以及使用過程的缺陷和外觀設計進行創新改進。

五、以稀土氧化物焙燒設備為例的產品研發和技術創新過程

本項目的研發基礎是發明專利“用于制備稀土氧化物的焙燒裝置”，專利號2016103722657，本發明涉及冶金化工領域，具體公開一種用于制備稀土氧化物的焙燒裝置。該焙燒裝置包括爐體結構內，由底部至頂部依次形成供熱區域、調溫區域和霧化反應區域供熱區域的截面尺寸大于調溫區的截面尺寸并且供熱區域至調溫區域截面尺寸漸縮供熱區域設置有燃氣入口機構，燃氣入口機構用于形成燃氣以螺旋狀進入供熱區域的通道調溫區域設置有空氣入口機構和水霧入口機構霧化反應區域設置有溶液霧化入口機構和晶種顆粒入口機構。采用該裝置可以實現反應溫度可控，反應物濃度可控，完成多種稀土氧化物的制備，并且產物顆粒大小可控。

（一）前期檢索分析：以“稀土氧化物焙燒”為檢索詞進行專利檢索和分析。總結出稀土氧化物焙燒設備的通用工藝技術是“焙燒”，但是存在若干未解決和待解決的問題，即技術創新點。具體現狀問題如下：

1.?? 廢水，廢氣回收成本高，排放嚴重污染環境;2.采用隧道窯，倒焰窯時燃料多為煤，燃燒時產生的煙氣存在有害物質，導致生產產量降低，材料產品損耗率增高，燒完的成品容易結塊還需篩分勞動強度大;3.使用轉軸，轉桿及撥片的方式可以實現稀土原料的翻動保證了灼燒效果，可是增加了勞動強度還會導致工人長時間受溢出的高溫炙烤，影響工人健康。4.輥道窯裝置在上料時需要手動打開安全門，相對麻煩。5.稀土氧化物焙燒時爐室密封不夠嚴密，導致浪費資源也容易損壞爐體外壁，爐室的控制箱外殼體和爐室通過栓接固定，爐內的高溫容易傳輸到控制箱外殼上導致控制箱發熱影響使用壽命。6.冷卻器、分離式給料箱、氣泵流速、氯化稀土溶液直接焙燒制取稀土氧化物顆粒的工藝流程等核心技術問題尚待解決和優化。

綜上所述得出結論，該項目在產品研發過程中可從焙燒工藝、產品結構和外觀三個方面展開創新性研究，且創新空間較大，工業產品設計研發項目具備可行性。

（二）工藝流程技術創新：結合工程實踐經驗、現有技術方案、理論論證，項目研發團隊在稀土氯化物溶液直接焙燒制取稀土氧化物顆粒的工藝流程實現了創新，如圖1。稀土氯化物溶液在氣泵提供的載氣作用下壓入噴頭，通過噴頭進入焙燒爐中，經過焙燒，在引風機的作用下經燃燒爐外部的導管，氧化物經一級旋風分離器實現第一次沉降收集，經過一級旋風分離器后，在引風機的作用下經燒爐外部的導管進入二級旋風分離器，氧化物經二級旋風分離器實現第二次沉降收集，尾氣氯氣在引風機的作用下經導管溶入水箱，產生副產品鹽酸，實現零排放或低排放。

（三）其他技術創新突破點：結合工程實踐經驗、現有技術方案、理論論證，項目研發團隊在稀土氯化物溶液直接焙燒制取稀土氧化物顆粒的工藝流程實現了創新的基礎上完成了原型機試制和試生產，過程中出現若干技術問題，如噴嘴材料、噴嘴口徑、引風機風速、旋風分離器內壁形狀、焙燒溫度、氧化物集器箱、氯化物溶液進料器等，都具備很強的專利技術創新價值和可能性，即該工業產品設計項目有很大的知識產權創造空間和價值。

（四）外觀設計創新：該項目產品本身是一種工業生產設備，整機外觀設計可采用機床設計常用的設計規范和標準，進行外觀造型創新設計。同樣的，外觀設計也需要在設計展開前進行以“機床”為關鍵詞的機床設備外觀專利的檢索，避免和現有機床設備發生相似設計，采用外觀設計規避策略進行造型設計，設計草案如圖2。

六、工業產品設計后的專利保護策略

新的產品想要獲得知識產權的保護，就需要設計人員對知識產權法律進行深入了解，理解知識產權相關法律所保護的設計內容及范疇，研究產品設計與知識產權保護之間的關系，掌握設計創造知識產權并能獲得法律保護提供途徑[5]。

依據工業產品設計研發知識產權規劃，工業產品設計研發項目后期，產品研發成型后需充分挖掘技術創新點、總結技術方案、撰寫技術交底書準備申請專利。通常來說，一項產品的研發必然會產生若干項發明專利、實用新型專利和外觀設計專利，發明專利又包括方法發明和產品發明。

方法發明是指為解決某一項特定技術問題而使用的手段和步驟的發明。

產品發明的范圍包括生產物品、器械裝置、機器設備的新的技術解決方案，產品主要是其實際技術方案的展示，但是產品發明是通過物品的生產使用來展示的。

發明專利被授權必須同時符合三性要求：新穎性、創造性和實用性。新穎性是指該新發明的方法不是現有技術;也沒有任何企業或者個人以同樣的發明在自己之前提出過申請。創造性是指該發明與現有技術相比有突出的實質性特點和顯著進步。實用性，是指該新發明方法的發明創造是否現實可用。前文中案例可進行發明保護的主要技術方案為“稀土氧化物焙燒工藝”和“稀土氧化鐠焙燒裝置”。

“實用新型是指對產品的形狀外觀、內部結構，工藝流程，使用技術或者其結合所提出的適于實用的新的技術方案。”當前，實用新型專利的實施率和產業化率以及許可率都比較高，市場中較為活躍深受市場主體的青睞。前文中案例可進行實用新型保護的技術方案還包括爐體結構，原料箱，焙燒爐，冷卻區，收集裝置，集氣裝置等結構組件。

外觀設計以產品為主體，在產品造型上進行設計創新，看產品是否外形新穎，是否具有創新性和創造性、是否符合大眾的審美和是否適于工業使用這四個方面，才可以決定一個產品外觀造型設計是否可以具有外觀專利的知識產權。工業品外觀設計的重要性不僅在于提升產品的美感，還是提升企業綜合競爭力的重要因素，更是設計人員通過創作而產生的智力勞動結晶，從企業文化的角度更要從創作者的角度對工業品的外觀設計進行法律保護[6]。

結語

工業產品設計是一種富有原創精神和創新意識的知識經濟，它的命運和知識產權的命運息息相關，企業在進行產品研發的過程建立完善的知識產權保護策略制度，具有現實指導意義和可操作性，對于提高自主創新能力，研發更多包含高質量專利成果的工業產品，提高市場競爭力大有裨益。設計和研發具有高價值專利的產品是企業的戰略需求。工業設計就是要創新產品、提高產品價值。工業產品設計研發要提前對產品項目做專利侵權風險分析，在規避專利侵權風險的同時進行創新設計，企業在創新設計方案成型后要及時進行專利申請和保護，以保護自己的利益不受侵犯。

基金項目：內蒙古科技大學工業設計中心專項資金項目（20181103）。

參考文獻

[1]侯善文.工業產品設計的難點與對策分析[J].設計，2013（06）：186-187.

[2]? 馮曉青主編.知識產權法[M].北京：中國政法大學出版社，2010.

[3]? 王浩倫.基于TRIZ和專利規避設計的產品創新方法[J].組合機床與自動化加工技術，2014（05）：66-68+72

[4]羅仕鑒.新定義工業設計[J].設計，2015（14）：154-155.

[5]姜冰.產品設計中的知識產權探索和研究[J].北京理工大學，2014.

[6]陳曉潔.工業產品的外觀設計與法律保護[J].設計，2016（06）：112-113.