基于TRIZ的专利分析系统.docx

基于TRIZ的专利分析系统.docx

《基于TRIZ的专利分析系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于TRIZ的专利分析系统.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于TRIZ的专利分析系统

基于TRIZ理论的专利分析检索系统

摘要

文章依托基于TRIZ理论的专利分析检索系统的建设，对将TRIZ理论应用于专利分析检索进行了尝试和探索。

本文把TRIZ理论中的一些先进原理和方法应用于现有的专利检索系统当中，通过分析专利文献中隐含的创新点，提出一种基于TRIZ理论的专利检索系统模型。

文中以TRIZ理论中的冲突矩阵理论为依据，开发完成了建立在发明原理和工程参数基础之上的专利检索分析系统，应用该系统可以有效帮助用户获得对产品创新有用的专利参考方案。

本设计首先介绍了TRIZ理论的相关情况以及系统开发的必要性。

然后，给出了系统的需求分析、总体设计和功能的具体实现方法，同时对系统的开发平台和开发工具做了介绍。

最后，对所完成的工作进行了总结。

关键词：

TRIZ理论；专利检索；创新理论

PatentretrievasystembasedonTRIZtheoty

Abstract

ArticlesbasedontheretrievalofpatentanalysissystembasedonTRIZtheorybuilding,ontheapplicationofTRIZtheoryinattempttopatentanalysisretrievalandexploration.ThisarticlesomeadvancedprinciplesofTRIZtheoryandmethodstoanexistingpatentsearchsystem,throughtheanalysisofpatentdocumentsintheunderlyinginnovation,proposedamodelofpatentretrievalsystembasedonTRIZ.ConflictmatrixofTRIZtheoryinthearticlebasedonthetheory,developedbasedonprinciplesofinventionandpatentsearchandanalysissystembasedonprojectparameters,thesystemcaneffectivelyhelpusersgainaccesstousefulproductinnovationpatentreferences.

ThedesignintroducedthefirstnecessityofTRIZtheoryandsystemdevelopment.Then,givessystemrequirementsanalysis,designandfunctionofspecificimplementationmethods,systemdevelopmentplatformanddevelopmenttoolatthesametimemadeapresentation.Finally,tosummarizetheworkcompletedby.

Keywords：

TRIZtheory;patentsearch;innovationtheory

摘要

Abstract

1绪论…………………………………………………………………………………………1

1.1专利检索系统的现状……………………………………………………………1

1.2TRIZ理论的研究…………………………………………………………………………1

1.3本文所做的工作………………………………………………………………………2

2TRIZ理论及专利检索………………………………………………………………………3

2.1TRIZ理论……………………………………………………………………………………3

2.2专利检索……………………………………………………………………………………9

3开发工具介绍和总体设计………………………………………………………………11

3.1开发工具介绍……………………………………………………………………………11

3．2总体设计…………………………^………………………………………………………12

4系统开发与测试…………………………………………………………………………14

4.1开发过程………………………………………………………………………………14

4.2数据库开发方法的选择……………………………………………………………14

4.3具体过程…………………………………………………………………………14

4.4开发界面……………………………………………………………………15

4.5开发重点难点………………………………………………………………16

4.6关键性代码………………………………………………………………16

5结论………………………………………………………………………………………18

参考文献

附录

致谢

基于TRIZ理论的专利检索分析系统

1绪论

在知识经济时代，知识的创造、占有和应用将会成为企业发展的重要推动力量。

企业知识资产最主要的是知识产权，而专利是知识产权的重要组成部分，专利文献的检索与分析能够帮助企业及时准确地了解相关专利信息，促进企业的技术创新。

TRIZ理论，包含了许多科学又富有可操作性的创造性思维方法和原理，如理想解分析法、冲突矩阵、产品进化论等，揭示了创造发明的内在规律，不仅能够有针对性的解决系统中存在的矛盾，并且可以基于技术的进化规律研究整个产品的发展过程。

TRIZ理论与专利检索的结合，势在必行。

1.1专利检索系统的现状

中文专利的检索，以国家知识产权局的检索页面最为权威，但是，国家知识产权局得检索系统功能比较单一，而且检索结果只能以独立的图片文件的格式阅读。

国家知识产权出版社主办的“专利信息服务平台”在专利检索方面的功能要强大一些，而且还具备了部分对检索结果的专利分析功能。

此外，一些民间团体主办的专利检索网站的功能更加强大，但是，其数据库的更新速度和准确性方面还需要以国家知识产权局得检索结果为参照。

外文专利的检索，可以到每个国家/地区的专利审批机构的网站上分别检索

美国专利和商标局得专利数据库,该网站由美国专利和商标局提供，数据库包括授权专利数据库和申请专利数据库两部分。

数据库每周更新一次，提供了1790年7月31日至今的全文图像说明书以及1976年至今的全文文本说明书。

数据库提供三种检索途径：

快速检索（quicksearch）、高级布尔逻辑检索（advancedsearch）、号码检索（numbersearch）.

欧洲专利局的专利检索平台，其数据库是免费的，上面有5000万的专利文献。

快速检索中，提供75国6组织、PCT、EP专利的检索，检索条件包括关键词、人名或机构名称，可以使用简单的逻辑运算符（and、or等）。

欧洲专利局网站上对较多国家的专利进行了汇总，可以部分实现对多个国家专利申请文件的一次性检索，比较方便使用。

.

1.2TRIZ理论的研究

TRIZ是俄语发明问题解决理论的缩写，它是由苏联发明家、发明家协会主席根里奇·阿奇舒勒（GenrichS.Altshuller）于1946年开始，花费了1500人·年，在研究了世界各国200万份高水平专利的基础上，提出的一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法。

上世纪五十年代，TRIZ在苏联广泛传播，TRIZ学校也开始得到蓬勃发展，以从小提升青少年的创新思维，同时，很多高等院校甚至于中学都开设了TRIZ的课程，培养了大批具有创新能力的工程技术人员。

但TRIZ理论属于苏联的国家秘密，对世界上的其他国家保密，所以，前些年人们对TRIZ缺乏充分的了解。

直到苏联解体后，大批的科学家开始移居美国和世界各地，TRIZ的神秘面纱才被揭开。

如今，TRIZ理论正被广泛传播和应用，尤其在美国大批基于TRIZ理论的专业公司获得蓬勃发展，相继开发出基于TRIZ理论的计算机辅助创新设计软件，有力地推动了TRIZ在全世界范围内的广泛传播。

21世纪，TRIZ正成为许多现代企业创新的独门暗器，可以帮助企业从技术“跟随者”

成为行业的“领跑者”，为企业赢得核心竞争力。

尤其是韩国的三星，在TRIZ应用方面获得了巨大的成功，三星TRIZ协会是国际TRIZ协会MATRIZ的唯一企业会员。

上个世纪80年代初期，我国的个别科研人员在研究专利或在东欧培训时已经接触到了TRIZ理论；1985~1987年，东大翻译了阿奇舒勒的《创造是精密的科学》一书，并将部分内容以“发明大纲”的形式写入了自编教材。

1989年北航再次翻译了该书。

由于从俄文原版翻译，因此当时还叫作“ТРИЗ”；1997年，天大、河工大的部分学者在参加国际会议的时候再次接触了TRIZ，并自发予以研究和正式授课。

2003年亿维讯公司开始按照国际标准做TRIZ理论培训，引进和撰写系统化教材，其工作在2007年引起科技部副部长刘燕华同志的高度重视，提出了以TRIZ等方法为核心的“创新方法”工作的总体思路；同年，温家宝总理对创新方法工作做出了重要指示：

“自主创新，方法先行。

创新方法是自主创新的根本之源，这一重要观点应高度重视。

”；2008年科技部等四部委联合发布了《关于加强创新方法工作的若干建议》，成立了国家级创新方法研究会；2009年正式开始创新方法试点推广工作，并召开了第一届创新方法高层论坛。

自此，以TRIZ为核心的创新方法工作在中国的应用和推广开始步入快行道。

1.3本文所做的工作

本课题的主要任务是构建基于TRIZ理论的专利检索分析系统，将TRIZ的基本原理和专利库中的实例对映起来建模，构建出一个基于TRIZ理论中的39个工程参数和40条创新原理的检索模块，从本质上分析某一领域专利技术到底是用哪一条发明原理解决了哪一类矛盾，从而使发明创造更加实体化，为用户的的创新设计提供理论支持。

2TRIZ理论及专利检索

2.1TRIZ理论

TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。

它不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。

实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品

如果我们遇到了一个具体问题，使用通常的方法不能直接找到此问题的具体解，那么，就将此问题先（通过通用工程参数或物—场模型描述）转换并表达为一个TRIZ问题，然后利用TRIZ体系中的九大理论和工具来进行TRIZ问题的解决，从而获得TRIZ问题的解，最后将TRIZ问题的解同具体问题相对照，考虑实际条件的限制，转化为具体问题的解，并再实际设计中加以实现，最终获得具体问题的实际解。

这就是TRIZ解决实际问题的方法论。

本文主要应用到九大理论中的40个发明原理、阿奇舒勒矛盾矩阵，下面简要加以介绍。

2.1.140个发明原理

阿奇舒勒通过对大量的发明专利的研究发现，大约只有20%左右的专利才称得上是真正的创新，许多宣称为专利的技术，其实早已经在其他的产业中出现并被应用过。

阿奇舒勒剑仙发明问题的原理一定是客观存在的，如果掌握这些原理，不仅可以提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发明问题更具有可预见性。

为此，阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析、总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。

它成为TRIZ解决技术矛盾的关键，这些原理反映了TRIZ对创新性问题的认识和冲突处理过程。

以下对40个发明原理进行详解：

01.分割原理

a．将物体分成相互独立的部分。

b．将物体分容易组装和拆卸的部分。

c．增加物体的分割程度。

02.抽取/分离

a.从物体中从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。

b.从物体中抽出必要的部分或属性。

03.局部质量/局部特性

a．从物体或外部介质（外部作用）的一致结构过渡到不一致结构。

b．物体的不同部分应当具有不同的功能

c．物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。

04.增加不对称性

a．物体的对称形式转为不对称形式。

b．如果物体已经是不对称的，则加强它的不对称程度。

05.组合，合并

a．在空间上把相同或相近的物体或操作加以组合。

b．把时间上相同或类似的操作联合起来。

06.多用性

a．一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。

07.嵌套/套叠

a．一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内，等等。

b．一个物体通过另一个物体的空腔。

08.重力补偿

a．将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。

b．将物体与介质（气动力，液动力，浮力等）相互作用以抵消其重量。

09.预先反作用

a．实现施加反作用，用来消除不利影响。

b．如果一个物体处于或即将处于受拉伸状态，预先施加压力。

10.预先作用

a．预先完成要求的作用（整个的或部分的）。

b．预先将物体安放妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。

11.事先防范

a．以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性。

12.等势原则

a．在势场内应避免位置的改变，如在重力场中改变物体的工作状态以减少物体提升或下降的需要。

13.逆向思维，反向作用

a.用与原来相反的动作达到相同的目的。

b.使物体或外部介质的活动部分成为不动的，而使不动的成为可动的。

c．将物体（或过程）颠倒。

14．曲面化原则

a．从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构。

b．利用棍子、球体、螺旋。

c．从直线运动过渡到旋转运动，利用离心力。

15．动态原则

a.物体（或外部介质）的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。

b．将物体分成彼此相对移动的几个部分。

c．使不动的物体成为动的。

16．局部作用或过量作用原则

a.如果难于取得百分之百所要求的功效，则应当取得略小或略大的功效。

此时可能把课题大大简化。

17.向另一维度过渡的原则

a．如果物体作线性运动（或分布）有困难，则使物体在二维度（即平面）上移动。

相应地，在一个平面上的运动（或分布）可以过渡到三维空间。

b．利用多层结构替代单层结构。

c．将物体倾斜或侧置。

d．利用指定面的反面。

e．利用投向相邻面或反面的光流。

18．机械振动原则

a.使物体振动。

b.如果巳在振动，则提高它的振动频率（达到超声波频率）。

c．利用共振频率。

d．用压电振动器替代机械振动器。

e．利用超声波振动同电磁场配合。

19．周期作用原则

a．从连续作用过渡到周期作用（脉冲）。

b．如果作用已经是周期的，则改变周期性。

c．利用脉冲的间歇完成其他作用。

20．连续有益作用原则

a．连续工作（物体的所有部分均应一直满负荷工作）。

b．消除空转和间歇运转。

21．紧急行动（跃过）原理     

a.高速跃过某过程或其个别阶段（如有害的或危险的）。

22．变害为利原理    

a．利用有害因素（特别是介质的有害作用）获得有益的效果。

b．通过有害因素与另外几个有害因素的组合来消除有害因素。

c．将有害因素加强到不再是有害的程度。

23.反馈（反向联系）原理    

a．进行反向联系。

b．如果已有反向联系，则改变它。

24．"中介"原理    

a．利用可以迁移或有传送作用的中间物体。

b．把另一个（易分开的）物体暂时附加给某一物体。

25．自我服务原理    

a.物体应当为自我服务，完成辅助和修理工作。

b．利用废料（能的和物质的）。

26．复制原理    

a．用简单而便宜的复制品代替难以得到的、复杂的、昂贵的、不方便的或易损坏的物体。

b．用光学拷贝（图像）代替物体或物体系统。

此时要改变比例（放大或缩小复制品）。

c．如果利用可见光的复制品，则转为红外线的或紫外线的复制。

27．一次性用品（用廉价的不持久性代替昂贵的持久性）原理    

a.用一组廉价物体代替一个昂贵物体，放弃某些品质（如持久性）。

28．机械系统的替代（代替力学原理）原理    

a．用光学，声学、味学等设计原理代替力学设计原理。

b．用电场．磁场和电磁场同物体相互作用。

c.由恒定场转向不定场，由时间固定的场转向时间变化的场，由无结构的场转向有一定结构的场。

d．利用铁磁颗粒组成的场。

29．气体与液压结构（利用气动和液压结构）原理    

a.用气体结构和液体结构代替物体的固体的部分，如充气和充液的结构，气枕，静液的和液体反冲的结构。

30．柔性外壳或薄膜（利用软壳和薄膜）原理    

a．利用软壳和薄膜代替一般的结构。

b．用软壳和薄膜使物体同外部介质隔离。

31．利用多孔材料原理    

a．把物体作成多孔的或利用附加多孔元件（镶嵌，覆盖，等等）。

b．如果物体是多孔的，事先用某种物质填充空孔。

32．改变颜色原理    

a．改变物体或外部介质的颜色。

b．改变物体或外部介质的透明度。

c，为了观察难以看到的物体或过程，利用染色添加剂。

d．如果已采用了这种添加剂，则采用荧光粉。

33．同质（一致）原理    

a.同指定物体相互作用的物体应当用同一（或性质相近的）材料制成。

34．抛弃与再生（部分剔除和再生）原理    

a．已完成自己的使命或已无用的物体部分应当剔除（溶解．蒸发等）或在工作过程中直接变化。

b．消除的部分应当在工作过程中直接再生。

35．改变物体聚合态原理    

a.这里包括的不仅是简单的过渡，例如从固态过渡到液态，还有向"假态"（假液态）和中间状态的过渡，例如采用弹性固体。

36．相变原理    

a.利用相变时发生的现象，例如体积改变，放热或吸热。

37．利用热膨胀原理    

a．利用材料的热膨胀（或热收缩）。

b.利用一些热膨胀系数不同的材料。

38．加速氧化（利用强氧化剂）原理    

a．用富氧空气代替普通空气。

b．用氧气替换富氧空气。

c．用电离辐射作用于空气或氧气。

d.用臭氧化了的氧气。

e.用臭氧替换臭氧化的（或电离的）氧气。

39．惰性环境（采用惰性介质）原理    

a.用惰性介质代替普通介质。

b．在真空中进行某过程。

40．复合（混合）材料原理    

a.由同种材料转为混合材料。

2.1.2阿奇舒勒矛盾矩阵

    TRIZ方法论的主要思想是，对于一个具体问题，无法直接找到对应解，那么，先将此问题转换并表达为一个TRIZ的问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ的通用解，最后将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，最终获得问题的解决。

那么，如何将一个具体的问题转化并表达为一个TRIZ的问题呢？

TRIZ理论的重要方法就是使用通用工程参数将各种矛盾冲突进行标准化归类,用通用工程参数来进行问题的表述，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ理论的桥梁。

在对专利研究中，阿奇舒勒发现，仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。

这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。

由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。

之后，将这些冲突与冲突解决原理组成一个由39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。

这就是，著名的技术矛盾矩阵。

阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。

以下给出39个通用参数的含义：

（1）运动物体的重量：

指在重力场中运动物体多受到的重力。

如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。

（2）静止物体的重量：

指在重力场中静止物体所受到的重力。

如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。

  （3）运动物体的长度：

指运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。

   （4）静止物体的长度：

指静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。

  （5）运动物体的面积：

指运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。

  （6）静止物体的面积：

指静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。

  （7）运动物体的体积：

指运动物体所占有的空间体积。

   （8）静止物体的体积：

指静止物体所占有的空间体积。

  （9）速度：

指物体的运动速度、过程或活动与时间之比。

  （10）力：

指两个系统之间的相互作用。

对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积。

在TRIZ中，力是试图改变物体状态的任何作用。

  （11）应力或压力：

指单位面积上的力。

   （12）形状：

指物体外部轮廓或系统的外貌。

  （13）结构的稳定性：

指系统的完整性及系统组成部分之间的关系。

磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。

  （14）强度：

指物体抵抗外力作用使之变化的能力。

（15）运动物体作用时间：

指物体完成规定动作的时间、服务期。

两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。

（16）静止物体作用时间：

指物体完成规定动作的时间、服务期。

两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。

（17）温度：

指物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量。

（18）光照度：

指单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度、光线质量。

（19）运动物体的能量：

指能量是物体做功的一种度量。

在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。

能量也包括电能、热能及核能等。

 （20）静止物体的能量：

指能量是物体做功的一种度量。

在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。

能量也包括电能、热能及核能等。

  （21）功率：

指单位时间内所做的功，即利用能量的速度。

 （22）能量损失：

指为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。

 （23）物质损失：

指部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。

 （24）信息损失：

指部分或全部、永久或临时的数据损失。

 （25）时间损失：

指一项活动所延续的时间间隔。

改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。

  （26）物质或事物的数量：

指材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久地改变。

  （27）可靠性：

指系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。

  （28）测试精度：

指系统特征的实测值与实际值之间的误差。

减少误差将提高测试精度。

  （29）制造精度：

指系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差。

  （30）物体外部有害因素作用的敏感性：

指物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。

  （31）物体产生的有害因素：

指有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。

这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。

  （