1 引言
1.1 专利技术路线图的概念
技术路线图是一种重要的战略规划工具，自20世纪70年代由摩托罗拉公司首先提出以来，已在世界范围内得到了广泛的应用。技术路线图奠基人Robert Galvin对其的定义是：技术路线图是对某一所选领域的未来长期的看法，该看法集中了集体的智慧和本领域中最著名的变化驱动者的看法。目前，虽然业内还存在从技术路线图制定过程中的人员参与以及从技术路线图T具在不同领域中的应用等角度出发的不同定义，但一般都指的是就某一特定领域从市场、产品、技术等角度，以某种简单的路线形式表现达到特定目标的时间和所需经过的路径，反映的是对未来发展愿景的预测。
然而，以专利体现技术路线图则是一种新的尝试。与传统的技术路线图以市场一产品一技术或者市场一产品一技术一研发需求的框架来反映技术路线图的方式不同，专利技术路线图更侧重于从专利这一微观技术角度反映出某一领域的发展历程及其未来走向。通过对技术发展过程中的重点专利进行进一步分析，可指导企业有针对性地采取相应措施，对企业的研发工作有实际的指导意义。
1.2 专利技术路线图制定方法的研究现状
目前，国外对技术路线图制定的研究很多，其中，以摩托罗拉公司技术路线图为代表的企业层面技术路线图、以国际半导体技术路线图为代表的产业层面技术路线图以及以韩国国家技术路线图为代表的国家层面技术路线图，都是国外制定技术路线图的成功典范。而国内起步相对较晚，其中，广东省科技厅于2007年左右推出的一系列产业技术路线图是国内在这方面做出的有益尝试。
但是，在目前制定技术路线图的过程中，普遍依赖的还是专家的智慧，通过一组业内专家的分析商讨和头脑风暴来确定技术路线图上的各个具体环节，具有一定的局限性。因此，近些年来，国内外将更多的精力投入到专利信息在技术路线图制定中的应用。例如，美国、日本将各种形式的专利地图应用于技术脉络的确定，韩国将专利引证分析、标引分析以及语义挖掘技术和技术路线图方法互为补充，而我国也有将专利网络分析引入技术路线图的尝试。
但是，由于专利体现的是截至当前时间的技术发展轨迹，所以这些研究并不能对技术未来的发展趋势做出预测。目前所谓的专利技术路线图实际并不能起到很好的指导技术发展的作用。如何进一步挖掘专利中的深层技术信息，如何基于这些信息分析技术的未来走向是我们面临的一个新课题。因此，本文将尝试引入TRIZ这一创新方法理论，希望使专利技术路线图能有更大的实际指导意义。
2 TRIZ理论在专利技术路线图制定中的结合点
2.1 TRIZ理论概述
TRIZ理论，即发明问题解决理论，由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒(Genrich S．Altshuller)提出，他从1946年开始分析了40000件高水平发明专利后，发现并总结得出了这一套具有完整理论体系的创新方法，该理论在后来的25年里陆续动用了1500人/年的研究人员，在继续研究了世界各国250万份专利的基础上得以不断完善成。如图1所示，TRIZ理论体系庞大，包括许多内容，目前已在世界范围内得到了广泛的应用，产生了许多技术创新成果。TRIZ理论中既有适合于宏观判断技术发展方向的工具，也有适合于微观分析具体矛盾问题的工具。从专利信息在技术路线图中的作用出发，可以有下面两种应用。
2.2 技术系统进化法则在预测技术走向中的应用
技术系统进化法则是TRIZ理论的核心内容之一，它可以根据技术系统的进化规律预测技术的未来发展趋势，帮助企业开发富有竞争力的新产品。该进化法则包括完备性法则、能量传递法则、协调性法则、提高理想度法则、动态性进化法则、子系统不均衡进化法则、向微观级进化法则、向超系统进化法则等八个具体法则，在每个法则下又进一步包括若干具体的进化路线。
图1 TRIZ的理论体系结构
由于该进化法则指出了技术系统进化发展的规律和宏观的模式与方向，反映了技术系统发展过程中会经历的具体阶段和进化顺序，因此我们可考虑：在对现有技术系统的专利信息进行分析时，判断其技术发展的主线，并将其对应至TRIZ理论中的某条进化路线，进而根据这条进化路线的内容，给出解决现有技术系统的问题的新的方案。通过这样的技术发展趋势分析，可以在现有技术的专利的分析基础上，找出更好的功能实现方向，帮助开发设计人员完成对技术系统或子系统的进化设计。
2.3 技术矛盾创新原理在分析专利引证中的应用
专利引证分析作为一种判断技术质量和影响力的方法，广泛应用于技术情报的研究。但是，传统的专利引证分析一般都只基于对专利引证量和被引证量的数值的分析及应用。虽然目前已有一些利用专利之间的同被引和耦合关系来挖掘技术竞争情报的研究，如孙涛涛等将基于引文分析的时间线技术和专利耦合技术运用到专利文献可视化分析的研究，但是此类研究对探寻引证与被引证专利之间的技术承袭和可能的其他技术改进方向的帮助并不大。
而TRIZ理论则恰恰为我们提供了一种从微观的角度分析技术改进方案的手段。阿奇舒勒认为，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动技术系统进化过程的动力，而各种工程问题又可以归类到有限数量的矛盾类型并通过相应的发明原理来解决。因此，在应用TRIZ理论解决具体的技术矛盾时，一般先把工程实际问题转化为可用39个通用工程参数（包括改善参数和恶化参数）描述的TRIZ标准问题模型，然后利用矛盾矩阵从40个发明原理中选择相应的TRIZ标准解决方案模型，最后映射至工程实际解决方案。
因此，当我们在专利技术路线图中发现存在引证关系的专利时，可利用上述方法分析时间在前的被引证专利（如A）所解决的具体技术矛盾，进而思考除了图中时间在后的引证专利（如B）所提供的解决方案以外，是否还有别的解决思路。特别是当此A专利和B专利分属不同的申请人时，可向A专利所属的申请人发出预警提示，并为其寻求规避B专利的方案提供指导和帮助。
3 实证研究——车用儿童安全座椅的靠头调节技术分析
3.1 分析对象
1)数据来源
本文以知识产权出版社的中外专利数据库服务平台为数据来源，经与业内专家讨论，通过以下检索表达式来检索车用儿童安全座椅的专利：（名称=（（车not白行车）and（座椅or椅）and（童or孩or婴or幼））not分类号=(b62b% or b62j% or b62k%))or（主分类号=b60n2% and名称=（童or孩or婴or幼））。截至2011年11月21日，共在中国专利的发明和实用新型数据库中检索到603条数据。经过人工筛选不相关的专利后，剩余562条相关数据。
2)数据清洗
由于专利的原始申请人在著录项目信息中可能存在不同的表现形式，所以在分析前需要对其进行规范。例如，浙江宁波的麦克英孚公司曾先后历经了宁波市均胜塑胶有限公司、宁波均胜塑料儿童用品有限公司、宁波均胜工业有限公司、麦克英孚（宁波）婴童用品有限公司等名称的变更，但它们属于同一家公司。因此有必要事先对其进行合并，以保证分析的准确性。
另一方面，为了对上述数据中的靠头调节技术进行分析，有必要对其进行标引，具体的标引项和标引词如表1所示。其中需要说明的是，“发明等级”是TRIZ理论中判断某项发明重要性的标准，最低为一级，最高为五级。由于在本技术领域中一般不会出现四级或五级等高等级专利，故标引词只包括一级、二级和三级。在专利技术路线图中引入“发明等级”的概念，可反映出技术衍变过程中的技术生命周期变化。
表1 标引项和标引词列表
3.2 根据标引结果绘制专利技术路线图
在完成上述数据清洗过程后，结合TRIZ理论中的相关原理，可以得到图2所示的基于专利的车用儿童安全座椅的靠头调节技术路线图。在该图上，横轴是专利的申请日，将标引过发明等级的专利按其功能、申请人和申请日在图上进行布点。其中，图标的形状表示不同的功能，图标的大小表示发明等级的大小。并且，为了图示清楚的目的，只在发明等级较高的专利边上标示该专利的申请号和申请日。而纵轴则是根据标引信息确定的某一进化路线上的几个发展阶段，另外还可根据情况分析某一阶段所适应的进化路线，具体将在3.3中讨论。
对于专利中的引证关系，图中用虚线连接表示，如高度调节和角度调节中所示的几个。其中，A指向B，表明A专利引证了B专利。对此引证关系进一步研究，有利于在专利改进或规避等方面得出更多建议。并且，根据需要，如在角度调节中示出的，还可在图上进一步标示出某篇专利的技术矛盾所涉及的改善参数、恶化参数和发明原理等信息（均用数字表示），这也有利于对特定技术的技术细节进行进一步研究，具体将在3.4中讨论。
3.3 结合技术系统进化法则分析技术走向
从图2中可以看出，靠头调节技术整体上符合TRIZ理论中的动态性进化法则。所谓动态性进化法则，指的是技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化。而通过研究靠头调节技术的具体方式，我们发现，纵向地看，该技术适合于动态性进化法则下的可移动性进化路线，即靠头调节从最初的高度调节向宽度调节和角度调节的方向发展，可调节的范围不断扩大，并且从2005年开始出现了二维的连动调节（即靠头的调节会带动座椅其他元件的同步调节），系统向着整体可移动性增强的方向不断发展。因此，可以预测，未来的靠头调节技术将会进一步朝着系统整体可动的方向发展，可能出现靠头的旋转调节或进一步增大连动调节的范围和参与连动调节的元件数量。
而从某一种调节方式水平地看，我们又能发现动态性进化法则下的其他适合的进化路线，例如图2中所示的柔性进化路线和可控性进化路线。结合专利内容分析这两条进化路线，我们可以判断出：目前在靠头角度调节技术的柔性方面，已从整体的刚性系统发展到了靠头与靠背单铰接的阶段，未来可能出现靠头与靠背双铰接或多铰接的结构，甚至出现二者通过场来连接的技术，以不断提高系统的柔性；而在靠头高度调节技术的可控性方面，如图3所示，目前还主要处于直接手动掰动靠头来调节的直接控制或用按钮、连杆、扳手等来调节的间接控制阶段，未来可能像车用成人座椅一样出现电动调节的技术，甚至存在通过传感器感测儿童在座椅上的坐姿来自动调节靠头的可能性。
图2 基于专利的车用儿童安全座椅的靠头调节技术路线图
图3 基于专利的车用儿童安全座椅的靠头高度调节技术路线图
因此，在TRIZ理论中的技术系统进化法则的指导下，我们可透过专利随时间分布的这一表象，发现技术发展过程中的必然规律，并在此基础上合理地预测技术的未来走向，这对企业的研发工作来说具有非常重要的意义。
3.4 结合技术矛盾创新原理分析专利引证
图4是图2在角度调节方向上的具体展示。从图4中可以看到，麦克英孚公司的专利CN201020049457.9（以下简称A专利）引证了宁波环球娃娃公司的专利CN200820162871.3（以下简称B专利）。通过研究A专利引证B专利的原因，对宁波环球娃娃公司发现竞争对手的竞争意图和技术手段都有积极的意义。另外需要说明的是，每篇专利边上的三个图标白上而下分别表示该专利在解决一个技术矛盾时所改善的参数和恶化的参数，以及其最终采用何种发明原理来解决此技术矛盾。
图4 靠头角度调节技术的技术路线
通过详细阅读A专利的说明书，我们发现：在B专利的技术中，靠头两侧分别安装左右挡板，挡板上端有凹槽，由左右拉杆和弹性组件一起实现靠头的角度调节。但是，该靠头角度调节装置中的拉杆虽然分为左右拉杆，却是一体式构造，因此在安装时会对侧护板产生影响，经常拆卸甚至会毁坏侧护板。
从TRIZ理论中的技术矛盾创新原理的角度理解上述分析，可以发现：B专利在用一体式结构的拉杆改善系统的稳定性（即改善参数是稳定性13）并使拉杆能够提供更大的支撑力(即改善参数是力10)时，却导致侧护板的形状可能由于频繁拆卸而变形（即恶化参数是形状12）以及由此导致侧护板的强度下降（即恶化参数是强度14）。如表2的矛盾矩阵所示，可用若干发明原理来解决此技术矛盾。
表2 矛盾矩阵
在表2中，括号中的数字表示的是某个参数在矛盾矩阵中的对应序号，而两个参数相交的方框中的数字表示的是解决这一对改善和恶化参数可应用的创新原理的对应序号。
其中，1号原理为分割原理，即把一个物体分成相互独立的部分。在该原理的指导下，我们可以想到将拉杆制造为可拆装的两段式结构，实际上这也正是A专利解决B专利的上述问题时所采取的技术手段。但除了这种方法以外，我们还可以从表2中找到许多其他解决思路。例如，我们可以采用10号预先作用原理（即预置必要的功能或采取必要的措施），将侧护板中的凹槽预先制造的更深一些，这样也有利于拉杆的安装而不需要经常掰动侧护板；我们还可以采用35号物理或化学参数改变原理（即改变物体的材料或物理化学状态），使用在具有足够强度的同时具有一定柔性的材料制造拉杆。
因此，在TRIZ理论中的技术矛盾创新原理的指导下，我们可发现时间在后的被引证专利解决了时间在前的引证专利的什么技术矛盾及其解决该技术矛盾的方法。那么对于该被引证专利的申请人来说，通过上述分析可了解到自己技术的缺陷、了解到竞争对手对自己技术的改进情况，并进而可从矛盾矩阵中发现更多的解决方法，从而规避掉竞争对手的改进技术，保证自身技术的独立性。
4 结论与展望
综上所述，通过在传统的专利技术路线图中引入TRIZ理论的分析方法，我们不但能够在宏观上把握技术的总体走向、预测未来的发展趋势，还能够就某些具体的专利引证情况对相关企业给出切实可行的技术规避和改进意见，使专利技术路线图不再流于形式，而是能为企业带来更多的有参考价值的意见和建议。
但是，由于TRIZ理论本身内容繁多且深奥，不同技术背景的人对于同一条技术系统进化法则或同一个技术矛盾采用何种创新原理都会有不同的理解，所以在实践中使用TRIZ理论制定技术路线图时会存在标准不一的问题。因此，在未来的推广应用中，首先要根据经典TRIZ理论中对进化法则和矛盾参数及原理的标准定义，建立起一个涉及主要工程技术领域的、有结合具体专利进行实证说明的知识库。技术人员通过该知识库可准确理解并快速把握TRIZ理论应用的一般方法。
同时，一个成功的专利技术路线图绘制工作不但需要具有扎实的专业知识的技术人员的参与，还需要具备TRIZ理论知识且熟练掌握专利检索和分析技巧的专利分析人员的紧密配合。因此，还应尝试建立一套完整的TRIZ和专利分析相结合的工作规范，以引导技术人员和专利分析人员有目的、有步骤、有针对性地进行分析和解读分析结果。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
相关文章
