TISC ︳如何利用技术功效矩阵助力产品创新？-行之集团

撰文：Richtofen

关键词：专利分析   产品创新设计   技术功效矩阵

产品的创新设计作为企业发展的关键一步，不仅起到推动企业技术进步的作用，还关系到企业能否把控用户需求，占据有利市场。

通过对产品创新过程中思维过程的归纳和总结，人们提出了诸多辅助创新的工具和方法。其中，技术功效矩阵是目前国内应用较多的一种方法。技术功效矩阵是专利分析常用来对复杂信息进行可视化的工具。通过对筛选后专利样本库内的专利文献进行详细阅读，标出每一篇对应的技术手段与技术效果，以此统计样本库内技术功效与技术手段的类目，并以技术功效为横坐标，技术手段为纵坐标建立矩阵表，表中横纵坐标的交叉点为应用该技术手段所达成的技术效果的专利数量，专利数量较多的可称之为技术热点，可认为此处对应的技术手段已接近成熟或理想化，同样也是“专利壁垒”与“专利雷区”的所在，企业为充分保护自身核心技术，会通过申请多项专利来详细保护核心技术每一个细节，因此出现大量专利聚集于此，这也使同行业竞争者很难寻找到技术突破点；专利数量相对较少或者空白的则可称之为技术薄弱点或技术空白点，技术薄弱点对应的技术手段相对发展还未成熟，实现专利技术突破的可能性相对较大，企业可根据技术薄弱点制定对应策略，创造自身核心技术。

图1  利用技术功效矩阵辅助创新设计的主要步骤

专利样本解读

面对海量的非结构化专利文本信息，如何快速准确地提取专利文献中的信息成为专利样本库解读的一个基本目标。

目前，专利文献的文本挖掘一般经过以下几个过程：
（1）文献预处理。首先通过快速阅读技术词与功效词存在的几个部分，快速但粗略地分别标记出文字位置，经过对专利样本库的通读，会出现较多类目的技术词与功效词，然而太过繁多的类目会淡化专利隐晦信息的体现，减弱技术功效矩阵的挖掘价值，所以需要进一步对各类技术词及功效词进行归纳处理。

（2）技术词功效词归纳。因专利种类繁多，相同技术效果会有不同技术手段来实现，同样也会出现近似的技术手段与技术效果，或者同一种技术手段或技术效果在不同专利中表述的方式不一样，因此需要人工进行同义化处理，将相同技术或相似技术进行合并，使技术词与功效词的类目数在可控范围内。

（3）统计与评价。对确定的技术词与功效词进行评价，修改其中语义不适合的词汇，并最终生成对应技术词与功效词，统计对应的专利数量，以可视化的形式通过技术功效矩阵呈现出来。

归纳技术手段和技术效果

对于目标专利库专利信息提取过程中，针对技术手段的提取，往往会出现技术手段种类繁多且复杂的情况，根据同意化处理技术手段会造成归类时类目较多及归类比较困难的情况。TRIZ理论通过分析了大量专利，发现技术进化是有规可循的，并总结归纳出了产品在技术进化上的规律，提出了40条发明原理，其原理就是对技术手段的高度总结而形成的，所以通过应用发明原理去归纳种类繁多的技术手段，不仅可以提供一种标准化参考模式，还不会造成归类的类目繁多及个别技术手段难以归类的情况，相较于传统通过同意化处理技术手段形成技术词类目，以发明原理归纳技术手段从而形成了发明原理类目，其可达到与同意化处理相同的效果，但归纳更为准确，消耗时间更少。

技术功效矩阵建立

对样本库的专利进行技术功效与技术手段的提取，通过同意化及发明原理归纳对应的技术效果与技术手段，得到技术功效类目及发明原理类目，统计相对应的专利数量，以技术功效为横坐标，发明原理为纵坐标建立技术功效矩阵表，将对应的专利数量填入交叉位置。

其中甲、乙、丙、丁、戊、己、庚代表7项技术效果，A、B、C、D、E、F代表6项发明原理，技术功效矩阵表作为可视化图形的数据整理阶段，可以很好地反映出专利数量的分布情况，但依旧不利于直观地读取信息，也无法体现出专利较隐晦的内容，所以将数据进行图形化的处理，使其可以更直观地呈现专利在技术上的分布情况。

表1技术功效矩阵表

图2技术功效矩阵

发现技术热点与技术薄弱点

技术功效矩阵可有效呈现出专利在不同技术上的分布情况，气泡面积较大代表申请量较多，可确定为技术热点，气泡面积较少代表申请量较少，可确定为技术薄弱点。如图2所示，出现较多技术热点，例如以“C”发明原理来实现“戊”技术效果的专利数量21件、以“E”发明原理来达成“己”技术效果的专利数量为10件；同样图中也反映出几处技术薄弱点，例如在“B”发明原理与“庚”技术效果上仅有较少专利实现。

应用发明原理归纳技术手段，其在矩阵中还可体现出热点发明原理，即在技术进化过程中，使用频率最高的发明原理，其可在设计者进行相关产品设计中启发设计思路，辅助设计者进行产品的创新设计。

对技术热点的追踪可以帮助企业了解现有技术发展的状况，掌握“技术雷区”与“技术壁垒”，同时对技术热点的规避可有效在产品技术开发过程中避免技术重复造成的侵权；技术热点为专利技术大量聚集的地带，从产品进化角度看，产品在该项技术上正在趋于饱和，达到理想化状态，所以以技术热点入手进行产品设计会造成创新难度过大。

对于技术薄弱点，为产品在进化过程中，较少被关注的但依旧存在于实际产品进化过程中的技术效果，所以在专利申请量上较少，造成技术薄弱点的产生可能技术领域较少被关注或该领域发展遇到瓶颈。企业通过对技术薄弱点的分析，可以有效规避“技术雷区”，进行企业自身的创新设计，避免了技术上的重复率，提高产品的创新率。

图3技术热点与技术薄弱点功能图解

专利作为企业自身核心技术的载体，其文献记载的技术组成是为了解决其所提出的设计问题，而专利文献所记载的设计问题实则为企业对用户需求的总结而提出的，并通过技术创新产生解决方案。以专利分析入手来反推设计目标，不仅保证了数据的准确性，还可大大缩减时间。

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