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作者:徐業良、許博爾、洪永杰(2008-02-26);推薦:徐業良(2010-06-09)
附註:本文發表於品質學報Journal of Quality, Vol. 16, No. 3, pp. 153-164, June 2009.

結合專利資訊與公理設計之創新設計流程

摘要

產業界經常面對的重要問題,是如何針對競爭者已受專利保護之產品或技術進行專利迴避設計,避免專利侵權的產生。本研究提出了一個結合專利資訊與公理設計之創新設計流程,嘗試以系統化的方式,結合公理設計的設計矩陣概念並納入專利資訊、專利侵權判斷法則、專利迴避設計策略與萃思理論,讓設計者經由本研究所發展的創新設計流程,產生僅針對既有專利的部分技術作創新,而仍能達成原有功能的創新設計架構,達到降低研發成本、縮短產品上市時間、與減少專利侵權之風險。

在專利迴避設計上,本研究提出的基本想法是在產生具體工程設計概念前,先從既有專利之技術功效矩陣表所代表的設計架構出發,有系統地思考如何產生一個不致侵權的設計架構之後,再依此設計架構進行實際的工程設計。本文中以一個電磁驅動衝擊型手工具為例,說明本研究提出的創新設計流程各步驟。

關鍵字:公理設計、專利侵權、專利迴避設計、萃思理論

Development of a design methodology based on patent and axiomatic design

Abstract

Patent infringements have become an important issue for industries when developing products. Designing around existing patents of competitors is a task constantly faced by designers. This research proposes an innovation design process by systematically integrating axiomatic design, patent information and TRIZ. The purpose of the process is to generate a new design concept that is a slight variation of one of the concerned patents but does not infringe with existing patents. The basic idea is to consider patent infringement before engineering design concepts are actually generated. A magnetic impact tool design example is used to illustrate the process.

Keywords: axiomatic design, patent infringement, design around, TRIZ

1.         產品設計流程與專利資訊

許多產品設計程序和設計方法的研究者,都希望將設計程序視為一個系統化、有規則可循、可管理的模組架構,將整個設計程序分成不同階段的工作,並賦予階段性的任務,各階段的工作之間具有特定的順序關係,彼此環環相扣,並可回饋設計訊息再進行必要的修正與改良。

設計程序模型通常可分為描述型模型(descriptive models)、規範型模型(prescriptive models)和認知型模型(cognitive models)三類[Finger and Dixon, 1989; Cross, 1994]。「描述型設計程序模型」基本上透過觀察成熟的設計者在整體設計程序中所進行的活動加以歸納,進而希望能夠“描述”設計過程中設計活動的順序。Cross[1994]提出了一個很簡單的描述型設計程序模型,將設計程序分為四項主要工作:(1)問題探討(Exploration)(2)概念產生(Concept generation)(3)評估(Evaluation)(4)溝通(Communication),其中第三項評估工作的結果可以回饋給第二項工作,重新產生新的設計概念,成為一個迭代改良的循環。Cross提出的這個描述型設計程序模型十分簡單,但能很清楚地提供設計者面對設計問題時典型的思考模式。

「規範型設計程序模型」則在嘗試“規範”一個適當的設計活動模式,在許多設計者共同合作時,提供一個有系統的設計活動程序,讓所有設計者共同遵從。Ullman[2003]把產品的生命週期分成六個階段:(1)規格建立∕規劃(Specification development/planning)(2)概念設計(Conceptual design)(3)產品設計(Product design)(4)生產(Production)(5)產品提供服務(Service)(6)產品的淘汰(Product retirement)。產品生命週期中前三個階段是發展產品設計程序的主要過程,Ullman又把每一個階段細部的工作流程更清楚規劃出來,成為一個可遵循的設計程序。

這樣的設計程序模型對於引導設計工程師思考流程有很大的幫助,然而在新產品的設計開發上,產業界經常面對的另一個重要問題,是如何針對競爭者已受專利保護之產品或技術進行專利迴避設計,避免專利侵權的產生。因此專利分析已幾乎是產業界在產品開發流程中必要的步驟,在產品開發的初期,透過有系統的專利分析,可瞭解現有產品的專利狀況以及技術特點,同時對該領域內研究方向與技術有一整體性的認識,以期有助於研究方向之導正,避免無意間落入他人專利陷阱、或觸犯他人專利等。此外就技術層面而言,專利文獻也是最能完整揭示當前技術現況、紀錄技術發展歷程及資料量最完整的一種公開資料,設計工程師如果能夠有系統地應用專利中的技術資料,也可以降低研發成本、縮短產品上市時間。

標準的專利分析過程中會產生許多圖表,如專利管理圖、專利技術資訊圖、專利權利圖等。其中「技術功效矩陣表」可表達特定專利群中使用的技術特徵與產生功能效果之間的關聯性,從產品設計的角度而言,如果針對單一專利製作技術功效矩陣表,也可表達出此專利由技術特徵轉換成產生的功能所採用的設計架構,對設計工程師在現有專利技術分析上有很重要的意義。

美國麻省理工學院的Suh教授擴展了品質功能展開法(Quality Function Design, QFD),進而提出「公理設計(Axiomatic Design, AD)」,將顧客需求(needs)轉換為功能需求(Function Requirements, FR)後,再以設計參數(Design Parameters, DP)滿足功能需求,而每一個設計也被轉換成表達FRDP之間關聯性的「設計矩陣(design matrix)[Suh, 2001]

如圖1所示,Suh將設計程序描述為由顧客領域(customer domain)至功能領域(function domain)、實體領域(physical domain)與程序領域(process domain)之間的對應(mapping)Suh定義了兩項「公理(Axiom)」以協助設計者由功能領域對應至實體領域時的設計決策:

獨立公理(The Independence Axiom)

FRDP之間的對應必須是一對一且相互獨立的,改變一個DP只能影響其對應的FR,這樣的設計稱作「無耦合(coupling)」設計。

資訊公理(The Information Axiom)

在所有可以滿足FRDP中,資訊量最小的DP是最好的。這個公理的目的是在產生一個最簡單的設計。

1. 公理設計之四大領域[Suh, 2001]

公理設計中的設計矩陣和前述針對單一專利製作技術功效矩陣表有類似的意義,都在表達由技術轉換成功能所採用的設計架構,且公理設計提供了一個數學表示方式,能夠完整表達設計架構特徵,系統性地協助設計者進行產品設計。

為了協助設計工程師充分利用專利資訊,並針對競爭者已受專利保護之產品或技術進行專利迴避設計,本研究提出一個結合專利資訊與公理設計之創新設計流程,將相關專利的技術功效矩陣表轉換成設計矩陣,同時將專利侵權判斷法則與專利迴避設計策略轉化成對此設計矩陣的數學運算流程,從現有專利出發,先產生和現有專利類似但不致發生專利侵權的設計矩陣,再以萃思(Theory of inventive problem solving, TRIZ)理論等創新設計方法,將設計矩陣轉換為具體的設計概念。圖2為此設計程序之流程圖,以下針對每一步驟作細節說明

 

2. 結合專利資訊與公理設計之創新設計流程

(1)    專利檢索與分析

設計主題選定之後首先進行專利檢索與分析,藉以瞭解現有產品的專利狀況以及技術特點,將專利文獻進行有系統之整理,同時從專利檢索所得到完整的專利資訊中,篩選出希望迴避的專利群,並針對專利群中每一專利逐一列出其技術功效矩陣表。

(2)    專利與設計矩陣之轉換

此步驟主要應用公理設計的概念,將步驟(1)中所篩選出希望迴避專利群的技術功效矩陣表,逐一轉換表達成連結專利的功能與其對應之技術的設計矩陣。

(3)    專利迴避設計之演算

專利迴避設計演算法結合專利侵權判斷法則與專利迴避設計策略,對現有專利之設計矩陣進行數學運算,以產生代表不會對既有專利侵權、且對既有專利改變最小之設計矩陣,即僅針對部分技術作創新而仍能達到既有專利功能之設計架構。

(4)    以萃思理論產生新設計概念

萃思理論在整個流程中的主要功能,是將步驟(3)中的新設計矩陣轉化成為具體工程設計概念。“萃思”是俄文“Theoria Resheneyva Isobretatelskehuh Zadach (Theory of inventive problem solving)”的字首縮寫,萃思理論提供了許多創新設計工具[Altshuller, 1997],本研究中主要利用萃思理論中的「矛盾矩陣(contradiction matrix)」作為產生實際工程設計概念的主要方法。並非所有由新“設計矩陣”轉化的工程問題皆有可行設計,如圖2所示,若萃思理論無法提供一個可行的設計,則會再度回到步驟(3),重新產生另一個不會對既有專利侵權、且對既有專利改變最小之設計矩陣

本文中以一個電磁驅動衝擊型手工具為例,說明本研究提出的創新設計流程各步驟。第二節中敘述一項電磁驅動衝擊型手工具代表性專利,並將此專利之技術功效矩陣表轉換成為設計矩陣,第三節說明如何以專利迴避設計演算法產生新的設計矩陣,第四節則將新的設計矩陣以萃思理論具體地轉換成為工程設計概念,最後第五節為本文之結論,同時說明本研究提出的創新設計流程對多件專利迴避設計問題的處理方式。

2.         電磁驅動衝擊型手工具專利與其設計矩陣

傳統衝擊型手工具是利用馬達驅動敲擊鎚(hammer)反覆敲擊夾頭(chuck)而獲得衝擊扭力(impact force),以旋緊或鬆開螺絲,操作過程中會產生大量的敲擊噪音,是傳統衝擊型手工具最大的問題。為有效解決噪音問題,已有公司利用非接觸的方式產生衝擊扭力,特別是採用磁力為非接觸力的方式,同時這類利用磁力以產生衝擊扭力的技術亦已取得專利權的保護。針對“以磁力產生衝擊扭力的低噪音手工具”相關專利檢索與分析後,發現日本松下電工公司所擁有的美國專利US6,918,449,專利名稱為Magnetic impact tool[Shinagawa et al., 2005],是此領域技術之重要專利。

US6,918,449專利揭示了一種可攜式動力手工具(如圖3),利用永磁型步進馬達的旋轉運動為驅動源,並將驅動軸連接至敲擊鎚。當馬達旋轉時帶動敲擊鎚旋轉,同時利用磁鐵間之吸引(互斥)力牽引夾頭轉動(兩者皆由永久磁鐵組成,其間有一微小間隙,非接觸)。當敲擊鎚與夾頭位置重疊時(如圖4,位置a),由於兩者磁性相異(同)產生吸引(互斥)力,故僅有磁力而無衝擊扭力產生。但當馬達帶動敲擊鎚旋轉一θ角時(如圖4,位置b),夾頭受到磁性拉(推)力的牽引(互斥)而開始轉動,當兩者間之磁性拉力(推力)達到臨界狀態時,敲擊鎚瞬間脫開,同時產生衝擊扭力的最大值。當敲擊鎚與夾頭位置完全脫離時(如圖4,位置c),兩者間之衝擊扭力歸零。馬達持續帶動敲擊鎚旋轉時即會反覆持續上述動作,達成近似傳統衝擊型手工具之功效但不會產生敲擊噪音。

該專利另具有調整衝擊扭力之功能,當永久磁鐵構成的磁力改變裝置(magnetic bypass device)靠近敲擊鎚時,會導致敲擊鎚與夾頭間之磁通量(magnetic flux)減少而降低衝擊扭力值;反之當磁力改變裝置遠離敲擊鎚時,會導致敲擊鎚與夾頭之間的磁通量增加而提高衝擊扭力值。表1為針對US6,918,449專利製作之技術功效矩陣表。

3. US6,918,449號專利

4. 衝擊扭力產生原理

1. U.S6,918,449號專利之技術功效矩陣表

           功效

 

技術

螺絲旋緊/鬆開

(tighten loosen screw)

產生衝擊扭力

(generate impact torque)

改變磁通量

(change magnetic flux)

馬達(motor)

 

驅動軸(drive shaft)

 

磁性敲擊鎚(magnetic hammer)

 

磁性鐵砧(magnetic anvil)

 

輸出軸(output shaft)

 

 

磁力改變裝置(magnetic bypass device)

 

 

調整裝置(changing device)

 

 

如前一節所述,表1技術功效矩陣表中的「功效」可類比為公理設計中的功能需求FR,而「技術」則可類比為設計參數DP。假設一專利可滿足m項功能,在功能領域中可以分別表示為m項的FR,而在實體領域中則相對應有n個技術元件(即有nDP),則FRDP的關係可表示為:

                                                                        (1)

                                                                                            (2)

其中即為描述專利功能與技術相關性的設計矩陣,中元素只有01,若有相對應的關係,則設計矩陣中的1,但若無相對應的關係時,設計矩陣中的則為0是一個將設計參數DP以工程手法轉化成為功能需求FR的「轉化矩陣(transformation matrix)」,相關細節將用以下實例進行說明。

以表1U.S6,918,449的技術功效矩陣表為例,

                                                       (3)

                                                       (4)

根據式(1)US6,918,449的技術功效矩陣表可轉換為式(5)

                                 (5)

其中轉化矩陣是一對角線矩陣,分別代表組合相關的DP以產生所使用之工程或技術手法。例如將式(5)展開可以得到:

                                                    (6)

以工程設計的語言來闡釋,式(6)中第一式的意義為“組合馬達()、驅動軸()、磁性敲擊鎚()、磁性鐵砧()、輸出軸(),經過的轉之後,產生旋緊或鬆開螺絲的功能()”;第二式的意義為“組合馬達()、驅動軸()、磁性敲擊鎚()、磁性鐵砧(),經過的轉之後,產生衝擊扭力的功能()”;最後一式則代表組合磁力改變裝置()與調整裝置(),經過的轉之後,產生調整磁通量的功能()”。

(5)中將US6,918,449的技術功效矩陣表表達成為設計矩陣,下一節中即在討論如何利用此設計矩陣進行專利迴避設計。

3.         專利迴避設計演算法

本研究中將專利侵權判斷法則與專利迴避設計策略,轉換成對既有專利之設計矩陣A的數學運算,以產生新設計矩陣,滿足

 and                                                                                (7)

其中代表相似於代表不侵權”,即新設計矩陣的產生,是以對既有專利中的DP改變最少者為優先設計方向,期望產生不會對既有專利侵權、且僅針對既有專利的部分技術作創新而仍能達成原有功能的設計架構。

為了確認優先進行專利迴避設計的DP,本研究所提出的專利迴避設計演算法(如圖5)建立了兩個規則

規則(1):與最少FR有關聯性的DP,進行專利迴避設計的優先度較高

US6,918,449為例,由式(5)(6)可以得知,同時與達成有關,而只與達成有關,則只與達成有關。改變的設計對整體設計的影響較小,因此選擇進行專利迴避設計優先度高於

規則(2):與最少其他DP有交互作用的DP,進行專利迴避設計的優先度較高

同樣以US6,918,449為例,且延續規則(1)的結果,由式(5)(6)可以得知,有交互作用以達成,而則只對彼此有交互作用,改變的設計對整體設計的影響較小,因此選擇進行專利迴避設計優先度高於

經過這兩項規則的檢驗,進行專利迴避設計時有最高的優先度,則為第二優先,最後為

執行這兩項規則實際上是對設計矩陣A的行進行排序(sorting)設計矩陣中的元素是代表DPFR間有無對應關係,因此應用規則(1)即是將設計矩陣中有最多1”的行移至最左,之後依序往右排列;行中1”的個數相同時,應用規則(2)則是比較同列中1”的個數,最多的行移至最左,之後依序往右排列。排序完成後的設計矩陣中,越靠右邊行所對應的DP進行專利迴避設計的優先度越高。

US6,918,449為例,對該設計矩陣的行進行排序,得到如式(8)的設計矩陣,清楚顯示有最高的專利迴避設計優先度,則為第二優先,最後為

                                                                (8)

專利侵權判斷法則是以「全要件原則(all elements rule)」與「均等論原則(doctrine of equivalents)」為主要的判斷依據。所謂「全要件」是指待鑑定物的全部構成要件,與可能被侵權專利的申請構成要件完全相同,且兩者的技術內容亦完全相同。換言之,「全要件」是完全抄襲、仿製之意,若少了一個構成要件,待鑑定物即逸出(escape) 可能被侵權專利之權利範圍,無侵權之疑慮。「均等論」是指待鑑定物之元件、成分、步驟或其結合關係的改變或替換,未產生實質差異(substantial difference)時,則有侵權之疑慮。具體來說,若待鑑定物以實質相同的技術手段(way),達成實質相同的功能(function),而產生實質相同的結果(result)時,應判斷待鑑定物可能被侵權專利之權利範圍的技術特徵無實質差異,有侵權之疑慮【羅炳榮,民93】。

常見的專利迴避設計策略[Nydegger and Rechards, 2000]包括消除(elimination,消除多餘技術元件)、置換(replacement,將既有之技術元件置換為新的技術元件,且新技術元件與既有技術元件間有本質上的差異)、結合(integration,將至少兩個技術元件結合為一個技術元件,且結合後的技術元件與既有技術元件間有本質上的差異)、與分解(decomposition將可達成多項功能的單一技術元件分解成多個技術元件,以達成原先之功能,且分解後的技術元件與既有技術元件間有本質上的差異),表2為這四項專利迴避設計策略原專利技術特徵與迴避後技術特徵的比較,以及迴避後技術符合全要件及均等論兩項判斷法則的說明。

2. 專利迴避設計策略說明

迴避方法

原專利技術特徵→迴避後技術特徵

說明

消除

A+ B+ C+ DA+ B+ C

避免全要件原則

置換

A+ B+ C1+ D1A+ B+ C2+ D3

技術特徵C1C2

技術特徵D1D3

避免全要件與均等論原則

結合

A+ B+ C+ DA+ B+E

技術特徵C+ DE

避免全要件與均等論原則

分解

A+ B+ C+ D1A+ B+ C+ D2+ D3

技術特徵D1D2+ D3

避免全要件與均等論原則

這四項專利迴避設計策略可以分別轉化成為「專利迴避操作矩陣(design around operation matrix),對既有之設計矩陣進行數學運算,以產生新的設計矩陣如式(9)

                                                                                         (9)

前述四項專利迴避設計策略中,置換、結合、分解都會增加新的DP,設計矩陣的維度會因而增加,因此式(9)A的「擴張矩陣(expansion matrix)」,定義為:

                                            (10)

其中c代表專利迴避設計過程中增加新的DP數目。然而設計矩陣A代表相同的設計架構,例如

       

                     (11)

以下即以U.S6,918,449中專利迴避設計優先度最高的為例,說明式(9)運算方式。

(1)   消除

消除磁力改變裝置(),則操作矩陣為:

D1=                                                             (12)

且新設計矩陣可化為:

                                               (13)

取代式(5)中的並展開後可得式(14)

                                            (14)

(14)中產生一個新的設計問題,可解讀為:

設計問題(1)“如何設計一個轉化技術,以利用調整裝置)達成調整磁通量的功能)的功能?”

同理,消除調整裝置(),也可以進行類似操作,得到另一個設計問題,以下不再一一列舉。

(2)   置換

置換磁力改變裝置(),則操作矩陣為:

D2=                                                         (15)

且既有之設計矩陣必須擴張為,所得新設計矩陣為:

                                      (16)

取代式(5)中的並展開後可得式(17)

                                            (17)

(17)中產生一個新的設計問題,可解讀為:

設計問題(2)“如何設計一個轉化技術與新的技術元件,同時磁力改變裝置)有本質上的差異,以利用調整裝置)和達成調整磁通量的功能)的功能?”

(3)   結合

結合磁力改變裝置()與調整裝置(),則操作矩陣為:

D3                                                      (18)

且既有之設計矩陣必須擴張為,所得新設計矩陣為:

                                      (19)

取代式(5)中的並展開後可得式(20)

                                            (20)

(20)中產生一個新的設計問題,可解讀為:

設計問題(3)“如何設計一個轉化技術與新的技術元件,同時磁力改變裝置)和(調整裝置)有本質上的差異,以利用達成調整磁通量的功能)的功能?”

(4)   分解

分解磁力改變裝置(),則操作矩陣為:

D4                                                   (21)

且既有之設計矩陣必須擴張為,所得新設計矩陣為:

                                (22)

取代式(5)中的並展開後可得式(23)

                                            (23)

(23)中產生一個新的設計問題,可解讀為:

設計問題(4)“如何設計一個轉化技術與新的技術元件,同時有本質上的差異,以利用調整裝置)、達成調整磁通量的功能)的功能?”

以專利迴避設計演算法對既有專利設計矩陣作運算之後,即可得到一系列的設計問題,最後將導入TRIZ理論以解決這些設計問題,產生具體的工程設計概念。

4.         以萃思理論解決設計問題

萃思理論提供了許多創新設計工具,本研究中主要利用萃思理論中的「矛盾矩陣」作為產生實際工程設計概念的主要方法。矛盾矩陣表(如表3)有39個設計參數與40個發明原理,用以解決相關的工程設計問題,其縱軸為不欲惡化的工程特性,而橫軸則為欲改善的工程特性,假設當設計者欲改善工程特性A時,將令工程特性B發生惡化的情況,可經由直交快速找到解決問題的創新法則[Altshuller, 1998]

前一節中產生的設計問題,目的都在尋找新的轉化技術及所需的技術元件以達成某項功能,其所要達成的功能可以對應到矛盾矩陣表中的橫軸和縱軸(欲改善及不欲惡化的工程特性),再從矛盾矩陣表提供的解決問題的創新法則中得到尋找新的轉化技術及所需的技術元件的靈感。以前一節中產生的設計問題(3)為例,

“如何設計一個轉化技術與新的技術元件,同時有本質上的差異,以利用達成調整磁通量的功能)的功能?”

針對這個問題選擇矛盾矩陣表中的參數10(力量)為欲改善的工程特性(調整磁通量),而選擇參數33(使用方便性)為不欲惡化的工程特性,查詢矛盾矩陣表可以發現共有4個解決問題的方向可供思考,分別是「分割(segmentation)」、「局部特性(local quality)、「自助(self-service)、與「取代機械系統(mechanical interaction substitution)

3. 矛盾矩陣表

欲改善的工程特性

 

 

不欲惡化的工程特性

1

10

39

移動件重量

力量

生產力

1

移動件重量

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

使用方便性

 

 

1, 28, 3, 25

 

 

 

 

 

 

 

39

生產力

 

 

 

 

 

以「取代機械系統」進行創新設計概念的思考,TRIZ軟體的資料庫提供4個例子以供參考:

(1)    以視覺、聽覺、嗅覺系統取代機械系統。

(2)    以電場、磁場、電磁場使物體互相影響。

(3)    把靜態場改成動態場,把無結構場改成有結構場。

(4)    使場和活化粒子(磁)結合。

US6,918,449是利用調整裝置()移動磁力改變裝置(),透過磁力改變裝置與磁性敲擊鎚()磁性鐵砧()間的距離變化,達成調整其間的磁通量的功能(),達到調整衝擊扭力的目的。針對設計問題(3)繼續以「以電場、磁場、電磁場使物體互相影響」的方向思考,可以產生一個創新設計概念:

“設計一環狀的電磁鐵,將其置於磁性鐵砧的上方,對磁性敲擊鎚和磁性鐵砧產生一外加磁場,影響兩者之間的磁力作用,控制電磁鐵電流可以改變磁場大小達成調整其間的磁通量的功能(),達到調整衝擊扭力的目的。”

同時整合,且有本質上的不同,避免了全要件與均等論原則,故無專利侵權之疑慮。

前一節中產生的一系列設計問題也可依此方式逐一嘗試解決,產生新的工程設計概念。萃思理論的矛盾矩陣表能夠產生解決設計問題的思考方向,但一個好的工程設計概念並無法被“自動”地產生,仍然需要設計者本身的領域知識與設計經驗。此外並非所有由新設計矩陣所轉化的工程問題皆有可行設計,以設計問題(1)為例,

“如何設計一個轉化技術,以利用調整裝置)達成調整磁通量的功能)的功能?”

然而無法單純經由利用調整裝置)達成調整磁通量的功能)的功能,無法產生一個可行設計。

5.         結論

產業界經常面對的重要問題,是如何針對競爭者已受專利保護之產品或技術進行專利迴避設計,避免專利侵權的產生。本研究提出了一個結合專利資訊與公理設計之創新設計流程,嘗試以系統化的方式,結合公理設計的設計矩陣概念並納入專利資訊、專利侵權判斷法則、專利迴避設計策略與TRIZ理論,讓設計者經由本研究所發展的創新設計流程,產生僅針對既有專利的部分技術作創新,而仍能達成原有功能的創新設計架構,達到降低研發成本、縮短產品上市時間、與減少專利侵權之風險。

在專利迴避設計上,本研究提出的基本想法是在產生具體工程設計概念前,先從既有專利之技術功效矩陣表所代表的設計架構出發,有系統地思考如何產生一個不致侵權的設計架構之後,再依此設計架構進行實際的工程設計。表4為一般描述型或規範型設計程序模型產品設計程序,與本研究結合專利資訊與公理設計之創新設計流程的差異比較。

4. 描述型和規範型設計程序模型與專利迴避設計之差異

 

描述型設計程序模型

規範型設計程序模型

結合專利資訊與公理設計之創新設計流程

設計程序

(1)問題探討;(2)概念產生;(3)評估;(4)溝通

(1)規格建立∕規劃;(2)概念設計;(3)產品設計;(4)生產;(5)產品提供服務;(6)產品的淘汰

(1)專利檢索與分析;(2)專利與設計矩陣之轉換;(3)專利迴避設計之演算;(4)以萃思理論產生新設計概念

目的

提供設計者面對設計問題時典型的思考模式

提供一個有系統的設計活動程序,讓所有設計者共同遵從

協助設計工程師充分利用專利資訊,並針對競爭者已受專利保護之產品或技術進行專利迴避設計

設計型態

創新設計

創新設計

針對既有專利的部分技術作創新

本文中以單一專利迴避設計問題為例,作為創新設計方法的流程說明。對多件相似的專利進行專利迴避設計時,主要差異在多件專利包含眾多的DP中,專利迴避設計的優先度的決定較為複雜,必須考慮各專利中的所有FRDP之間的關聯性。決定專利迴避設計DP的優先度之後,產生新設計矩陣及利用萃思理論產生工程設計的程序又與單一專利迴避設計相同。

參考文獻

羅炳榮,工業財產權論叢—專利侵害與迴避設計篇,民93,翰蘆圖書出版有限公司。

Altshuller, G., “40 principles: TRIZ Keys to Technical Innovation”, Technical Innovation Center, MA, 1998.

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