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接上文：淺談通過TRIZ理論的發(fā)明原理來理解專利的發(fā)明構(gòu)思（上）

>>>  PART 4

    基于TRIZ理論的發(fā)明原理來理解發(fā)明構(gòu)思

如前文所述，發(fā)明構(gòu)思的形成并不是在看到某一需求后，就可以立刻形成。在看到需求后，形成發(fā)明構(gòu)思還需要三個(gè)階段：

準(zhǔn)備期：即搜集資料并分析需求。在形成構(gòu)思之前，需要對(duì)在同類問題上所積累的經(jīng)驗(yàn)有所了解，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中有沒有試圖解決這個(gè)問題、解決到什么程度進(jìn)行深入分析，避免做重復(fù)勞動(dòng)；

醞釀期：即深入理解問題，細(xì)致的分析，對(duì)準(zhǔn)備期收集的信息進(jìn)行消化，從而分析出產(chǎn)生問題的原因。這個(gè)時(shí)期可能是短暫的，也可能是漫長的，有時(shí)會(huì)延續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年。

頓悟期：在經(jīng)過醞釀期的醞釀之后，由于研發(fā)或者技術(shù)人員對(duì)于問題經(jīng)過周密的思考分析以及對(duì)問題產(chǎn)生原因的匯總，此時(shí)在思考相應(yīng)的解決思路時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)新想法、新概念，進(jìn)而有豁然開朗的感覺。

至此，一個(gè)發(fā)明構(gòu)思也就形成了。

下面結(jié)合具體案例，展示如何基于TRIZ理論中的相關(guān)原理來理解發(fā)明構(gòu)思。

1）確定技術(shù)問題

通過分析現(xiàn)有技術(shù)的缺陷以及本發(fā)明的有益效果得出本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。例如，在案例一中，技術(shù)問題是如何改善物料堵塞的問題。

2）分析技術(shù)原因和確定技術(shù)改進(jìn)思路

確定了本發(fā)明的技術(shù)問題之后，還有一項(xiàng)重要工作就是對(duì)技術(shù)問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行探索。探索技術(shù)原因是發(fā)明構(gòu)思形成過程中承上啟下的一步，因?yàn)橹挥姓页隽思夹g(shù)問題出現(xiàn)背后的原因，才能確定下一步解決該技術(shù)問題所要采取的技術(shù)改進(jìn)思路，進(jìn)而形成發(fā)明構(gòu)思。

所謂技術(shù)改進(jìn)思路，是發(fā)明人針對(duì)造成技術(shù)問題的技術(shù)原因所采取的設(shè)計(jì)思想，其作用在于消除或弱化造成該問題的技術(shù)原因。發(fā)明人在分析得到產(chǎn)生技術(shù)問題的技術(shù)原因之后，就會(huì)尋找解決該技術(shù)問題的辦法，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施技術(shù)改造，得出技術(shù)改進(jìn)思路。

a、從分割原理進(jìn)行分析

TRIZ理論中的分割原理是指將一個(gè)物體分成相互獨(dú)立的部分，或使物體分成容易組裝和拆卸的部分，亦或是增加物體被分割的程度。

發(fā)明人將落料斗的結(jié)構(gòu)改進(jìn)為如下圖1.2所示的結(jié)構(gòu)（記作落料斗結(jié)構(gòu)2）。在從落料斗結(jié)構(gòu)1到落料斗結(jié)構(gòu)2的改進(jìn)中，可理解為對(duì)落料斗錐面部分進(jìn)行了“分割”式的優(yōu)化。落料斗結(jié)構(gòu)2的錐面角度更大，相當(dāng)于把落料斗結(jié)構(gòu)1相對(duì)平緩的錐面在角度維度上進(jìn)行了分割處理，使其更具變化性。這種變化讓物料在下落過程中所受的約束變小，重力沿錐面方向促使物料下滑的分力增大，從而加快物料向出料口的流動(dòng)速度，減少物料在斗內(nèi)的停留與堆積，提高了落料效率。

由此，分割原理可以引導(dǎo)發(fā)明人不再局限于對(duì)整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，而是從對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割的角度去思考。通過將錐面角度進(jìn)行分割式的改變，突破了傳統(tǒng)落料斗結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上的固有模式。

因此，從分割原理的角度來看，落料斗結(jié)構(gòu)2的發(fā)明構(gòu)思可以理解為，通過增大落料斗的錐面角度，來減小物料下落約束，增大重力分力，從而提升落料效率。

b、從不對(duì)稱原理進(jìn)行分析

TRIZ理論中的不對(duì)稱原理強(qiáng)調(diào)用非對(duì)稱形式代替對(duì)稱形式，或增加物體的不對(duì)稱程度。

落料斗結(jié)構(gòu)1通常具有較為對(duì)稱的錐形結(jié)構(gòu)，而落料斗結(jié)構(gòu)2通過改變錐面角度，打破了原有的對(duì)稱形態(tài)。這種不對(duì)稱設(shè)計(jì)可以適配于物料的流動(dòng)特性。不同物料在落料斗內(nèi)的運(yùn)動(dòng)受重力、摩擦力、顆粒間相互作用力等多種因素影響。落料斗結(jié)構(gòu)2的不對(duì)稱形態(tài)能夠更好地適應(yīng)這些復(fù)雜因素，使物料在落料斗內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡更符合高效下落的要求。對(duì)于顆粒不均勻或有一定粘性的物料，不對(duì)稱的錐面可以讓物料更順暢地向出料口匯集，減少因?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致的物料流動(dòng)不均和局部堵塞問題。

由此，不對(duì)稱原理可以使發(fā)明人擺脫了對(duì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的固有認(rèn)知，從不對(duì)稱的角度去探索落料斗結(jié)構(gòu)的可能性。這種思維的轉(zhuǎn)變促使發(fā)明人去研究物料在非對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的流動(dòng)特性，發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱結(jié)構(gòu)在適應(yīng)物料復(fù)雜流動(dòng)方面的優(yōu)勢。

從不對(duì)稱原理的角度來看，落料斗結(jié)構(gòu)2的發(fā)明構(gòu)思可以理解為，通過改變錐面角度形成不對(duì)稱形態(tài)來適配物料的流動(dòng)特性，減少流動(dòng)不均和局部堵塞，從而提升落料效率。

1）確定技術(shù)問題

當(dāng)設(shè)備在高速運(yùn)行狀態(tài)下突然遭遇緊急制動(dòng)，或者在狹窄的工作空間內(nèi)與其他設(shè)備發(fā)生意外碰撞時(shí)，強(qiáng)大的沖擊力會(huì)瞬間作用于防護(hù)件和物料之上，這些沖擊力極易對(duì)物料表面造成損傷，甚至可能導(dǎo)致物料破碎，致使對(duì)物料的保護(hù)失效。因此，案例二的技術(shù)問題是如何提高對(duì)物料的保護(hù)效果。

2）分析技術(shù)原因和確定技術(shù)改進(jìn)思路

a、從局部質(zhì)量原理進(jìn)行分析

局部質(zhì)量原理強(qiáng)調(diào)對(duì)系統(tǒng)的局部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的不同部分具有不同的特性或執(zhí)行不同的功能，以提高系統(tǒng)整體性能。它突破了傳統(tǒng)的對(duì)系統(tǒng)整體均勻處理的思維定式，主張根據(jù)各部分的實(shí)際需求和工作條件，有針對(duì)性地賦予其獨(dú)特的屬性，從而實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和系統(tǒng)性能的提升。

發(fā)明人將組合體1的結(jié)構(gòu)改進(jìn)為如下圖2.2所示的結(jié)構(gòu)（記作組合體2）。相對(duì)于組合體1，組合體2的邊緣部分設(shè)置有凹陷設(shè)置的吸能部，通過吸能部來吸收外部作用力，從而提升了對(duì)物料的保護(hù)效果。

首先，組合體1中防護(hù)件為常規(guī)形態(tài)，整體較為均勻。而組合體2則在防護(hù)件邊緣這一局部區(qū)域進(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，設(shè)置了吸能部。這是局部質(zhì)量原理中 “使物體的不同部分具有不同的特性” 的應(yīng)用。在組合體2中，防護(hù)件中間部分依舊履行常規(guī)的隔離保護(hù)物料功能，但邊緣的吸能部則被賦予了新功能——吸收外部作用力。這符合局部質(zhì)量原理中 “使物體的不同部分執(zhí)行不同的功能”。

其次，從性能角度看，組合體2的改進(jìn)是為了讓防護(hù)件各部分處于最適合其工作的條件，契合局部質(zhì)量原理中“使物體的每一部分處于最適合其工作的條件下”。在實(shí)際應(yīng)用中，防護(hù)件邊緣更容易受到外部作用力的影響。通過設(shè)置吸能部，為邊緣部分提供了一個(gè)應(yīng)對(duì)外力的緩沖結(jié)構(gòu)，使其能在受力環(huán)境下更好地工作。而防護(hù)件中間部分相對(duì)較少受到此類外力干擾，保持原有的穩(wěn)定狀態(tài)即可良好地保護(hù)物料。

由此，局部質(zhì)量原理可以引導(dǎo)發(fā)明人不再局限于對(duì)整體均一性、單一功能設(shè)計(jì)、材料的選擇的改進(jìn)，而是通過對(duì)局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，達(dá)到改善整體性能的目的。

從局部質(zhì)量原理的角度來看，組合體2的發(fā)明構(gòu)思可以理解為，通過在組合體的防護(hù)件邊緣這一局部設(shè)置吸能部，使防護(hù)件不同部分具有不同結(jié)構(gòu)和功能，讓邊緣的吸能部承擔(dān)吸收外部作用力的功能，中間部分保持保護(hù)物料的功能，以實(shí)現(xiàn)整體防護(hù)性能提升。

b、緩沖原理（屬于動(dòng)態(tài)化原理相關(guān)衍生）

緩沖原理的核心是通過引入特定的結(jié)構(gòu)、材料或裝置，來減緩、吸收或分散外力的作用，使系統(tǒng)在受到?jīng)_擊或動(dòng)態(tài)載荷時(shí)，能夠?qū)⒂泻Φ哪芰哭D(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能、彈性勢能等，從而降低外力對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵部件或整體性能的影響，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。它強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要考慮到動(dòng)態(tài)作用力的存在，并采取相應(yīng)措施來保護(hù)系統(tǒng)免受過度的力的破壞，是一種針對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境下優(yōu)化系統(tǒng)性能的重要原理。

在組合體1中，外部作用力會(huì)直接傳遞到防護(hù)件與物料的連接處，因?yàn)闆]有緩沖結(jié)構(gòu)，連接處成為了受力的薄弱點(diǎn)，容易導(dǎo)致對(duì)物料的保護(hù)失效。而組合體2通過吸能部的設(shè)置，改變了外力的傳遞路徑和受力分布。當(dāng)外力作用于組合體2時(shí)，吸能部首先受到?jīng)_擊并發(fā)生變形。在這個(gè)過程中，吸能部將外力進(jìn)行分散和吸收，轉(zhuǎn)化為自身的彈性勢能或其他形式的能量。例如，當(dāng)組合體受到擠壓時(shí)，吸能部的壁面會(huì)發(fā)生彎曲變形，將擠壓力分散到吸能部的各個(gè)部分。這種受力情況的改變，有效降低了作用力作用于物料而導(dǎo)致保護(hù)失效的風(fēng)險(xiǎn)，保證了物料的質(zhì)量，提升了組合體在動(dòng)態(tài)受力環(huán)境下的穩(wěn)定性。

由此，緩沖原理可以引導(dǎo)發(fā)明人不再局限于對(duì)固定結(jié)構(gòu)、受力性能的改進(jìn)，而是設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善整體性能的目的。

從緩沖原理的角度來看，組合體2的發(fā)明構(gòu)思可以理解為，通過在防護(hù)件邊緣設(shè)置吸能部這一可變形結(jié)構(gòu)，利用其在受到外力時(shí)的變形能力來吸收和分散外力，從而起到緩沖作用，以減少外力對(duì)物料等的影響并提高對(duì)物料的保護(hù)效果。

>>>  PART 5

    結(jié)語

總結(jié)來說，發(fā)明構(gòu)思的把握過程就是透過外在了解本質(zhì)，或者說從具體上升為抽象的過程。只有客觀、整體、全面地了解事物發(fā)展的來龍去脈、前因后果，才能夠準(zhǔn)確把握事物的本質(zhì)。對(duì)于發(fā)明創(chuàng)造而言，技術(shù)問題是發(fā)明創(chuàng)造的起因，技術(shù)效果是發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)果，技術(shù)方案是解決技術(shù)問題實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果的具體過程。因此，專利代理師把握發(fā)明構(gòu)思時(shí)，需要以本領(lǐng)域技術(shù)人員的視角，客觀、整體地了解發(fā)明創(chuàng)造的前因后果，從確定技術(shù)問題，分析技術(shù)問題產(chǎn)生的原因，確定技術(shù)改進(jìn)思路這幾個(gè)方面進(jìn)行全面綜合的考慮。

且需要強(qiáng)調(diào)的是，通過上述案例可以理解，很多技術(shù)方案并不是單一地運(yùn)用一個(gè)發(fā)明原理，而是多個(gè)發(fā)明原理的組合。利用TRIZ理論分析發(fā)明原理的組合運(yùn)用，能更全面地了解技術(shù)方案的創(chuàng)新深度和復(fù)雜性，從而可以輔助代理師透過發(fā)明人所提供的具體技術(shù)方案的表面，深入挖掘其創(chuàng)新的核心和本質(zhì)，認(rèn)識(shí)到技術(shù)方案背后的深度和廣度，而不僅僅是看到最終呈現(xiàn)的簡單結(jié)果。通過分析具體技術(shù)方案中解決的矛盾、使用的發(fā)明原理等，能更清晰地認(rèn)識(shí)到發(fā)明的關(guān)鍵所在，理解發(fā)明人是如何突破常規(guī)思維，找到解決問題的有效途徑，更好地把握技術(shù)改進(jìn)思路的內(nèi)在邏輯、理解發(fā)明構(gòu)思的實(shí)質(zhì)。