本文關鍵詞:專利分析,產品創(chuàng)新設計,技術功效矩陣
產品的創(chuàng)新設計作為企業(yè)發(fā)展的關鍵一步,不僅起到推動企業(yè)技術進步的作用,還關系到企業(yè)能否把控用戶需求,占據(jù)有利市場。
通過對產品創(chuàng)新過程中思維過程的歸納和總結,人們提出了諸多輔助創(chuàng)新的工具和方法。其中,技術功效矩陣是目前國內應用較多的一種方法。技術功效矩陣是專利分析常用來對復雜信息進行可視化的工具。通過對篩選后專利樣本庫內的專利文獻進行詳細閱讀,標出每一篇對應的技術手段與技術效果,以此統(tǒng)計樣本庫內技術功效與技術手段的類目,并以技術功效為橫坐標,技術手段為縱坐標建立矩陣表,表中橫縱坐標的交叉點為應用該技術手段所達成的技術效果的專利數(shù)量,專利數(shù)量較多的可稱之為技術熱點,可認為此處對應的技術手段已接近成熟或理想化,同樣也是“專利壁壘”與“專利雷區(qū)”的所在,企業(yè)為充分保護自身核心技術,會通過申請多項專利來詳細保護核心技術每一個細節(jié),因此出現(xiàn)大量專利聚集于此,這也使同行業(yè)競爭者很難尋找到技術突破點;專利數(shù)量相對較少或者空白的則可稱之為技術薄弱點或技術空白點,技術薄弱點對應的技術手段相對發(fā)展還未成熟,實現(xiàn)專利技術突破的可能性相對較大,企業(yè)可根據(jù)技術薄弱點制定對應策略,創(chuàng)造自身核心技術。
圖1利用技術功效矩陣輔助創(chuàng)新設計的主要步驟
專利樣本解讀
面對海量的非結構化專利文本信息,如何快速準確地提取專利文獻中的信息成為專利樣本庫解讀的一個基本目標。
目前,專利文獻的文本挖掘一般經過以下幾個過程:
(1)文獻預處理。首先通過快速閱讀技術詞與功效詞存在的幾個部分,快速但粗略地分別標記出文字位置,經過對專利樣本庫的通讀,會出現(xiàn)較多類目的技術詞與功效詞,然而太過繁多的類目會淡化專利隱晦信息的體現(xiàn),減弱技術功效矩陣的挖掘價值,所以需要進一步對各類技術詞及功效詞進行歸納處理。
?。?)技術詞功效詞歸納。因專利種類繁多,相同技術效果會有不同技術手段來實現(xiàn),同樣也會出現(xiàn)近似的技術手段與技術效果,或者同一種技術手段或技術效果在不同專利中表述的方式不一樣,因此需要人工進行同義化處理,將相同技術或相似技術進行合并,使技術詞與功效詞的類目數(shù)在可控范圍內。
?。?)統(tǒng)計與評價。對確定的技術詞與功效詞進行評價,修改其中語義不適合的詞匯,并最終生成對應技術詞與功效詞,統(tǒng)計對應的專利數(shù)量,以可視化的形式通過技術功效矩陣呈現(xiàn)出來。
歸納技術手段和技術效果
對于目標專利庫專利信息提取過程中,針對技術手段的提取,往往會出現(xiàn)技術手段種類繁多且復雜的情況,根據(jù)同意化處理技術手段會造成歸類時類目較多及歸類比較困難的情況。TRIZ理論通過分析了大量專利,發(fā)現(xiàn)技術進化是有規(guī)可循的,并總結歸納出了產品在技術進化上的規(guī)律,提出了40條發(fā)明原理,其原理就是對技術手段的高度總結而形成的,所以通過應用發(fā)明原理去歸納種類繁多的技術手段,不僅可以提供一種標準化參考模式,還不會造成歸類的類目繁多及個別技術手段難以歸類的情況,相較于傳統(tǒng)通過同意化處理技術手段形成技術詞類目,以發(fā)明原理歸納技術手段從而形成了發(fā)明原理類目,其可達到與同意化處理相同的效果,但歸納更為準確,消耗時間更少。
技術功效矩陣建立
對樣本庫的專利進行技術功效與技術手段的提取,通過同意化及發(fā)明原理歸納對應的技術效果與技術手段,得到技術功效類目及發(fā)明原理類目,統(tǒng)計相對應的專利數(shù)量,以技術功效為橫坐標,發(fā)明原理為縱坐標建立技術功效矩陣表,將對應的專利數(shù)量填入交叉位置。
其中甲、乙、丙、丁、戊、己、庚代表7項技術效果,A、B、C、D、E、F代表6項發(fā)明原理,技術功效矩陣表作為可視化圖形的數(shù)據(jù)整理階段,可以很好地反映出專利數(shù)量的分布情況,但依舊不利于直觀地讀取信息,也無法體現(xiàn)出專利較隱晦的內容,所以將數(shù)據(jù)進行圖形化的處理,使其可以更直觀地呈現(xiàn)專利在技術上的分布情況。
表1技術功效矩陣表
圖2技術功效矩陣
發(fā)現(xiàn)技術熱點與技術薄弱點
技術功效矩陣可有效呈現(xiàn)出專利在不同技術上的分布情況,氣泡面積較大代表申請量較多,可確定為技術熱點,氣泡面積較少代表申請量較少,可確定為技術薄弱點。如圖2所示,出現(xiàn)較多技術熱點,例如以“C”發(fā)明原理來實現(xiàn)“戊”技術效果的專利數(shù)量21件、以“E”發(fā)明原理來達成“己”技術效果的專利數(shù)量為10件;同樣圖中也反映出幾處技術薄弱點,例如在“B”發(fā)明原理與“庚”技術效果上僅有較少專利實現(xiàn)。
應用發(fā)明原理歸納技術手段,其在矩陣中還可體現(xiàn)出熱點發(fā)明原理,即在技術進化過程中,使用頻率最高的發(fā)明原理,其可在設計者進行相關產品設計中啟發(fā)設計思路,輔助設計者進行產品的創(chuàng)新設計。
對技術熱點的追蹤可以幫助企業(yè)了解現(xiàn)有技術發(fā)展的狀況,掌握“技術雷區(qū)”與“技術壁壘”,同時對技術熱點的規(guī)避可有效在產品技術開發(fā)過程中避免技術重復造成的侵權;技術熱點為專利技術大量聚集的地帶,從產品進化角度看,產品在該項技術上正在趨于飽和,達到理想化狀態(tài),所以以技術熱點入手進行產品設計會造成創(chuàng)新難度過大。
對于技術薄弱點,為產品在進化過程中,較少被關注的但依舊存在于實際產品進化過程中的技術效果,所以在專利申請量上較少,造成技術薄弱點的產生可能技術領域較少被關注或該領域發(fā)展遇到瓶頸。企業(yè)通過對技術薄弱點的分析,可以有效規(guī)避“技術雷區(qū)”,進行企業(yè)自身的創(chuàng)新設計,避免了技術上的重復率,提高產品的創(chuàng)新率。
圖3技術熱點與技術薄弱點功能圖解
專利作為企業(yè)自身核心技術的載體,其文獻記載的技術組成是為了解決其所提出的設計問題,而專利文獻所記載的設計問題實則為企業(yè)對用戶需求的總結而提出的,并通過技術創(chuàng)新產生解決方案。以專利分析入手來反推設計目標,不僅保證了數(shù)據(jù)的準確性,還可大大縮減時間。
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