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恒程视角 | 以新能源汽车、人工智能等专利挖掘为例,解析萃智理论的实际应用

2025年05月06日

在当今全球化竞争日益激烈的科技与商业领域,专利已然成为企业立足市场、彰显核心竞争力的关键要素,其挖掘与布局的战略意义不言而喻。萃智(TRIZ)理论,恰似一座蕴藏着无尽智慧的宝库,以其独树一帜的创新方法体系,为专利挖掘工作铺就了崭新的道路,化身为企业激发创新潜能、优化专利质量与扩充专利数量的得力助手。



01

概述


萃智理论体系犹如一座精密构建的大厦,其核心构成部分 —— 丰富多元的发明原理、巧妙设计的矛盾矩阵以及科学严谨的技术系统进化法则等,共同交织成一张严密且富有逻辑性的思维网络,为专利挖掘工作搭建起坚实而结构化的思维框架。


在传统的专利挖掘模式中,研发人员常常过度依赖自身经验与直觉行事,犹如在既定轨道上惯性滑行,极易陷入思维定式的泥沼,导致创新视野受限,难以突破固有藩篱探寻全新的技术路径。然而,萃智理论可以精准切入这一困境,有力地打破传统思维的桎梏。



02

案例说明


案例一:以产品设计这一复杂且充满挑战的领域为例,当企业面临提高产品性能与降低成本的常见矛盾时,萃智理论的矛盾矩阵便能大显身手。通过对矛盾参数的细致分析与精准定位,研发人员能够迅速从众多发明原理中锁定诸如“分割原理”“局部质量原理”等潜在的解决方案指南。


例如,在设计一款新型电子产品时,运用“分割原理”,可将产品的整体结构巧妙地分解为多个功能模块,针对不同模块的关键程度进行差异化材料选择。对于承担核心功能、对性能要求苛刻的关键部位,采用高品质、高性能但成本相对较高的材料,确保产品在关键性能指标上的卓越表现;而对于那些对整体性能影响相对较小的非关键部位,则选用成本低廉但仍能满足基本功能需求的材料,从而在保证产品整体性能不受损的前提下,实现成本的有效控制。


案例二:以智能手机散热系统这一关乎手机性能稳定与用户体验的关键系统为例,运用萃智理论,首先要像绘制精密地图一样明确散热系统中各个组件的具体功能以及它们之间如同紧密齿轮般的相互关联。散热片负责大面积散热,导热硅脂承担着高效传导热量的重任,风扇则通过强制对流加速热量散发。


随着智能手机性能的飞速提升,芯片等核心部件在高负荷运行时产生的热量急剧增加,现有散热方式在这种高强度的散热需求下显得力不从心,这便形成了一个亟待解决的技术矛盾。此时,萃智理论中的发明原理再次成为破解难题的关键钥匙。


例如,借助“相变原理”,研发人员可以大胆设想并尝试采用新型相变材料作为散热介质。这种相变材料在达到特定温度时会发生相变,从固态转变为液态或气态,在此过程中能够吸收大量的热量,且相变过程相对稳定、可逆,利用这一特性可以实现更为高效、快速且稳定的散热效果。在实际应用中,通过精心设计相变材料的封装结构和布局方式,使其与散热片、导热硅脂等传统散热组件协同工作,形成一个有机的整体散热解决方案。


例如,将相变材料制成微小的颗粒或薄片,均匀分布在散热片的鳍片之间,或者填充在芯片与散热片之间的导热硅脂层中,当芯片温度升高时,相变材料迅速吸收热量发生相变,将热量暂时储存起来,然后通过散热片和风扇的作用,将热量散发到周围环境中,待芯片温度降低后,相变材料又恢复到初始状态,准备迎接下一次的热量吸收过程。这种创新的散热方案,正是基于对智能手机散热系统深入透彻的萃智分析而孕育诞生,为专利挖掘精准锚定了方向,使得专利申请能够紧密围绕核心技术问题的有效解决,从而具备更高的创新性、实用性以及市场价值,为企业在激烈的智能手机市场竞争中赢得技术优势的先机。


案例三:以新能源汽车这一蓬勃发展且充满变革机遇的行业为例,随着电池技术在能量密度提升方面逐渐逼近现阶段的物理瓶颈,按照萃智理论的技术系统进化规律,敏锐的企业能够预测到未来的创新突破点将不再局限于电池材料本身的优化,而可能更多地出现在电池管理系统、充电基础设施以及与其他能源形式的融合应用等新兴领域。


在电池管理系统方面,企业利用萃智理论,可以提前对智能高效的电池均衡管理算法展开深入研究。通过运用 “反馈原理”,设计一种能够实时监测每个电池单体的电压、电流、温度等参数,并根据这些参数自动调整充电和放电策略的智能算法,确保电池组在不同工况下都能保持最佳的性能状态,延长电池的使用寿命,提高整个电池系统的安全性和可靠性。在充电基础设施领域,基于 “预操作原理”,企业可以研发一种能够提前对充电桩进行故障诊断和远程维护的技术方案,通过在充电桩中内置智能传感器和通信模块,实时收集充电桩的运行数据,并将这些数据传输到云端服务器进行分析处理,一旦发现潜在故障隐患,能够及时通知维护人员进行远程修复,从而大大提高充电桩的可用性和稳定性,为新能源汽车的普及提供有力的支持。


此外,在新能源汽车与其他能源的混合应用方面,运用 “融合原理”,企业可以探索将太阳能、氢能等可再生能源与传统的电能存储和驱动系统相结合,设计一种多能源耦合动力系统架构,实现不同能源之间的优势互补和高效协同利用,为新能源汽车的续航里程和能源利用效率带来质的飞跃。通过这种基于萃智理论技术系统进化法则的专利挖掘与布局,企业能够在新兴技术领域抢占宝贵的先机。


进一步探究萃智理论在不同类型专利挖掘中的应用,会发现其在结构类和方法类领域展现出各具特色的应用路径和价值。


在结构类专利挖掘中,由于挖掘对象通常呈现为具有具体形态和实物组成的实体,这为基于萃智理论的创新应用提供了直观的基础。首先,可以针对现有结构提出一系列切实可行的功能改进方向,这些改进方向往往源于对市场需求的敏锐洞察、对用户痛点的精准把握以及对技术发展趋势的前瞻性判断。例如,对于一款传统的办公桌椅,从人体工程学的角度出发,可能提出改善座椅腰部支撑功能、优化桌面高度调节便利性等改进方向。


在确定每一项功能改进设想后,基于萃智理论的思维框架,考虑是否能够通过添加特定的结构来实现该功能。以优化桌面高度调节便利性为例,借鉴 “动态性原理”,可以设想添加一种电动升降结构,通过电机驱动、丝杆传动等方式实现桌面的快速、精准升降调节,以满足不同用户在不同工作场景下对桌面高度的个性化需求。然而,创新的道路并非一帆风顺,添加新结构后,需要运用萃智理论全面评估整体结构方案的利弊得失。


从正面来看,电动升降结构能够极大地提升桌面高度调节的效率和精度,为用户带来更加舒适、便捷的使用体验,增强产品在市场上的竞争力;但从负面考虑,电动升降结构可能会增加产品的成本、复杂度以及能耗,还可能对产品的稳定性和可靠性提出更高的挑战。此时,研发人员需要再次借助萃智理论的发明原理和矛盾解决方法,权衡利弊,寻找优化方案。


例如,运用 “中介原理”,可以在电动升降结构中添加一个智能控制器,通过传感器实时监测桌面的负载情况和升降状态,根据实际需求自动调整电机的功率和运行模式,从而在保证升降功能高效实现的同时,降低能耗并提高系统的稳定性和可靠性。通过这样一系列基于萃智理论的分析、设计、评估和优化过程,最终挖掘出一套既满足功能需求又具有良好综合性能的结构技术方案,为结构类专利的申请提供了坚实的技术支撑和创新亮点。


相较于结构类专利挖掘,方法类专利挖掘的对象往往是较为抽象的概念和流程,犹如在迷雾中探寻路径,需要更加精细和复杂的思维过程。在方法类挖掘中,通常是从一个核心技术点出发,如同在黑暗中找到一颗启明星,然后围绕这一技术点展开广泛而深入的探索,挖掘其潜在的各种功能实现可能性。


例如,在当前热门的人工智能领域,以自然语言处理技术为核心技术点进行专利挖掘。首先,明确自然语言处理技术能够实现的基本功能,如文本分类、情感分析、机器翻译、智能问答等。然后,针对每一项功能,从提高准确性、提升效率、降低资源消耗等多个维度出发,反向推导出对该技术点进行细化和改进的具体技术方案。在文本分类功能的改进过程中,运用萃智理论的 “组合原理”,可以考虑将深度学习算法与传统的文本特征提取方法相结合,利用深度学习算法对大规模文本数据的自动特征学习能力,以及传统方法对特定领域文本特征的精准提取优势,构建一种混合模型,从而提高文本分类的准确率和泛化能力。


然而,由于方法类专利挖掘的复杂性和抽象性,在探讨完各个技术点和功能实现方案后,还需要进行细致的梳理和整合工作,以确保各个技术点之间不存在重叠或冲突,形成一个逻辑严密、层次清晰、具有创新性和实用性的方法类专利体系。这就如同精心编织一张复杂的渔网,每一个节点都需要精准定位且相互协调,确保整个专利体系能够有效地捕捉到创新的价值和市场的机遇。



03

结语


从更为宏观的技术发展长河来看,萃智理论的技术系统进化法则宛如一盏高悬的明灯,为企业在专利挖掘的浩瀚星空中指明了前瞻性的方向。这一法则深刻揭示了技术系统从诞生、发展到成熟、衰退的内在规律,犹如一部技术发展的编年史书,为企业提供了洞察未来技术走向的锐利视角。


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