專利地圖與TRIZ輔助產品創新－以人孔技術為例

國 立 交 通 大 學

土木工程學系

碩 士 論 文

專利地圖與TRIZ輔助產品創新

－以人孔技術為例

Product Innovation Based on Patent Map and TRIZ

-Using Manhole Technologies as an Example

研 究 生：周鉦倫

指導教授：曾仁杰 博士

專利地圖與TRIZ輔助產品創新

－以人孔蓋技術為例

Product Innovation Based on Patent Map and TRIZ

-Using Manhole Technologies as an Example

研究生： 周鉦倫 Student：Zheng-Lun Zhou

指導教授：曾仁杰 Advisor：Dr. Ren-Jye Dzeng

國 立 交 通 大 學

土 木 工 程 學 系

碩 士 論 文

專利地圖與TRIZ輔助產品創新

－以人孔蓋技術為例

學生：周鉦倫 指導教授：曾仁杰 博士

國立交通大學土木工程學系碩士班

論文摘要

在如今強調知識管理與知識經濟之時代，知識的獲得和應用，需要智慧；而 知識作用的發揮，更需要創新。如何促使知識不斷的被應用、創新就成了最艱鉅、 最重要的任務。 有鑑於此，本研究將這樣創新的思維拉進台灣的營建產業，在這個營建的領 域裡充滿無數的寶貴工程經驗，許多屋舍大廈、橋提、河壩，創造了一個安定舒 適的社會環境，人開始尋求更高的生活品質，反觀營建產業每年投入研發的比例 不高，品質的提升緩慢，工程大多倚賴著過去的經驗辦事。如果能夠有系統的進 行創新研發，對於過去研發經驗的累積做統整，並對未來研發方向做多元的思 考，最後針對市場需求做評估，最後投入研發創新。 本論文以現行國內道路人孔工程專利進行深入解析，首先將幾個重要之專利 以特有之技術關鍵字及搜尋策略進行搜尋，利用專利分析(patent analysis)與專利 地圖挖洞技術，剖析目前產業現況與產業研發的分布情形，藉此獲得未來研發的 決策與預測其市場狀況。之後利用發明性問題解決理論(俄文Teoriya Reshniya Izobretatelskikh Zadatch的縮寫TRIZ)，針對產業研發的空缺和研發的重點做研 擬，找出急迫需要改善的參數(improve parameter)和避免惡化的參數，對照矛盾 表(contradiction table)與40發明原則(40 inventive principles)找出所提供的建議進 行研發工作。

Product Innovation Based on Patent Map and TRIZ

-Using Manhole Technologies as an Example

Student：Zheng-Lun Zhou Advisor：Dr. Ren-Jye Dzeng

Institute of Civil Engineering

National Chiao Tung University

ABSTRACT

In the age of knowledge economy, one requires wisdom about gaining and using knowledge. Furthermore, since one needs more great originality to develop the

knowledge, the most critical task is how to reuse and create sciences.

In the domain of the construction management, there are many valuable

experiences about engineering. In the stable and comfortable society, people start to

chase for the higher quality of life. However, the industries of building invested fewer

effort to research and develop every year. Thus, the projects mostly rely on the

experiences in the past. One can consider future works in many different aspects with

systematic innovation. Finally, one can develop the new techniques to satisfy the

market demand.

In this thesis, we analyzed the manhole patents. At first, we search several important

patents with the key words and tactics of searching. We obtain the decision of

research its market situation by patent analysis and mining technology with the patent

map. After that, we focus on the lack of industrial development and the key points of

research by utilizing Teoriya Reshniya Izobretatelskikh Zadatch (TRIZ, in Russian).

Thus, the improve parameters are searched out. Finally, one can perform the research

according to contradiction table and 40 inventive principles.

Key Words: Patent Analysis, Patent Map, manhold, Innovation, TRIZ, contradiction

目錄

第一章 緒論 ...1 1.1 研究背景與研究動機 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 1.3 研究範圍與限制 ... 3 1.3.1 研究範圍...3 1.3.2 研究限制...5 1.4 研究流程 ... 6 第二章 文獻回顧 ...8 2.1 專利 ... 8 2.1.1 專利的定義...8 2.1.2 專利種類...9 2.1.3 專利年限... 11 2.1.4 國際專利分類系統IPC ... 11 2.1.5 專利檢索資料庫...12 2.2 專利分析 ... 13 2.3 專利地圖 ... 16 2.3.1 專利地圖定義...16 2.3.2 專利管理地圖...19 2.3.3 專利技術地圖...24 2.3.4 專利地圖的製作...27 2.4 TRIZ ... 28 2.4.1 TRIZ簡介...28 2.4.2 TRIZ創新思維...28 2.4.3 39 工程參數與矛盾矩陣表...30 2.4.5 40 創新法則與其範例...32 2.4.5 工程問題常見的矛盾...36 2.4.6 分離原理...39 2.4.7 分析工具與知識工具...39 2.4.8 TRIZ領域研究概觀...40 第三章 專利分析 ...42 3.1 專利檢索與蒐集 ... 42 3.1.1 專利檢索...42 3.1.2 專利IPC搜尋項目 ...42 3.2 專利地圖分析 ... 44

3.2.1 專利件數分析...44 3.2.2 國家別分析...46 第四章 建立產品研發創新模式 ...51 4.1 創新概述 ... 51 4.2 研發步驟與流程圖 ... 51 第五章 實例應用-人孔工程創新設計 ...60 5.1 選定設計產品 ... 60 5.2 專利資料的搜集與分析 ... 63 5.3 擬定研發重點 ... 69 5.4 尋找TRIZ法則且嘗試創新 ... 74 5.4.1 創新概述...75 5.4.2 創新知識工具...75 5.4.3 創新案例...76 5.5 檢驗且導入知識庫 ... 79 5.6 新成果呈現 ... 80 5.7 小結 ... 81 第六章 結論與建議 ...82 6.1 結論 ... 82 6.2 建議 ... 83 參考文獻 ...84 附錄 ...89

表目錄 表 1-1 營建相關IPC 類別專利件數統計 ... 4 表 2-1 台灣之重要專利資料庫一覽表 ... 12 表 2-2 專利地圖分類整理表 ... 17 表 2-3 專利地圖的種類與目的 ... 19 表 2-4 專利管理地圖分類表 ... 20 表 2-5 39 個工程參數表 ... 30 表 2-6 矛盾矩陣表 ... 31 表 2-7 40 發明原則表 ... 32 表 2-8 技術矛盾與物理矛盾表 ... 37 表 2-9 物理、幾何、功能矛盾比較表 ... 38 表 3-1 人孔蓋相關技術之國際專利分類 ... 43 表 3-2 中華民國專利資料庫專利件數統計表(1974~2007) ... 44 表 3-3 中華民國專利資料庫專利件數統計表(1980~2006) ... 45 表 3-4 中華民國專利資料庫國內專利申請件數統計 ...46 表 3-5 中華民國專利資料庫國外專利申請件數統計 ... 46 表 3-6 中華民國人孔工程相關專利件數排名前六名國家 ...48 表 3-7 中華民國專利資料庫人孔工程相關專利件數前三名國家件數成長統計 50 表 4-1 專利資料整理表 ... 55 表 4-2 專利資料整理表 ... 55 表 4-3 技術研發重點表 ... 56 表 4-4 專利技術功效矩陣表 ... 56 表 4-5 研發重點轉換對照表 ... 57 表 4-6 工程特性比例圖 ... 57 表 4-7 創新摘要表 ... 59 表 5-1 孔蓋導致路面不平整之因素整理表 ... 62 表 5-2 人孔蓋相關技術IPC ... 64 表 5-3 技術研發重點表 ... 66 表 5-4 四大技術項目與 4 大功效項目 ... 68 表 5-5 專利技術功效矩陣表 ... 68 表 5-6 研發重點轉換對照表 ... 70 表 5-7 工程特性比例表 ... 72 表 5-8 高比例工程特性表 ... 76 表 5-9 人孔蓋的品質特性對應的創新法則查詢表 ... 78 表 5-10 人孔創新摘要表 ... 79 表 5-11 創新孔蓋優缺點比較表 ... 80

圖目錄 圖 1-1 研究流程圖 ... 7 圖 2-2 專利活動圖 ... 21 圖 2-3 公司別之分析………..22 圖 2-4 發明人之分析………..23 圖 2-5 IPC 之分析………24 圖 2-6 技術生命週期圖 ... 25 圖 2-7 TRIZ創新問題思考機制流程圖 ... 29 圖 2-8 TRIZ 解決矛盾之流程圖……….38 圖 3-1 人孔工程相關專利件數成長圖(1974~2007) ... 45 圖 3-2 人孔工程相關專利件數成長圖(1980~2006) ... 45 圖 3-3 國內外專利申請百分比圖 ... 47 圖 3-4 國內外專利申請成長圖 ... 47 圖 3-5 中華民國人孔工程相關專利件數統計圖(僅取國內專利資料庫) ... 49 圖 3-6 中華民國人孔工程相關專利前三名國家件數成長統計圖 ... 50 圖 4-2 產品創新步驟流程圖 ... 53 圖 4-3 專利資料的搜集與分析流程 ... 54 圖 4-4 定義研發重點流程圖 ... 57 圖 5-1 桃園縣內 120 公里鄉道各項路面破壞出現百分比 ... 61 圖 5-2 專利資料的搜集與分析流程 ... 63 圖 5-3 專利書目 ... 65 圖 5-4 定義研發重點流程圖 ... 69 圖 5-5 工程特性比例表 ... 74 圖 5-6 單一工程特性對應的創新法則解決問題模式 ... 75 圖 5-7 工程特性參數 14 ... 76 圖 5-8 工程特性參數 37 ... 77 圖 5-9 工程特性參數 14、37 ... 77

第一章 緒論

隨著全球市場競爭越趨激烈，企業如能迅速有效地預測產品未來的發展潛 力，並不斷推陳出新，對於企業而言越顯重要。目前，大多數企業仍使用傳統性 的思考方法，如：試誤法或腦力激盪法，進行新產品開發；然而，此法的缺點是 無法保證所得到的解決方案能涵蓋產品發展的所有面向。因此本論文希望發展一 涵蓋面完整且系統化的方法與步驟，使創新過程簡易可行。

1.1 研究背景與研究動機

智慧是指能迅速、深刻、正確地認識客觀事物和解決問題的能力。例如，細 緻入微的觀察、創造性的思考、良好的記憶、豐富的想像、果斷準確的判斷、靈 活敏捷的應變能力等，都是智慧的表現。現今教育缺乏創造性，教育使腦袋裝滿 了知識，但是，不太知道這知識如何運用，在知識越來越社會化的時代，獲得知 識相對容易，創新就成了最艱鉅、最重要的任務。(朱長超 2004) 本研究將這樣的創新思維拉進營建產業，在這個營建的領域裡充滿無數的寶 貴工程經驗。營建產業在大多數人的心目中已歸類為傳統產業，似乎代表著營建 業在多元化的競爭環境下，會隨著時間而沒落、衰敗，使用的都是舊有的技術， 但是真的如此嗎？以台灣的高科技產業為例，便是靠著高而穩定的品質，打敗國 際上眾多優秀的競爭廠商而取得領先的地位，打造台灣新世代的經濟奇蹟。反觀 過去台灣傳統的營造產業，價格是優先被考慮的因素，而時間與品質通常不被重 視。過去三、四十年來的遊戲規則大多是：工期依業界「一般能力」設定，然後 業主在「可接受」之品質標準下，選擇成本最低之營造廠商。在這樣的基本架構 下，大部分營造商的對策自然是如何在不超過規定工期且符合業主品質最低標準 下，降低成本，創造利潤，工期與品質對營造廠毫無誘因，也難怪營建產業界對 新工法推動及品質提升等相關之努力，大多歸於寂滅，於是造成營建產業的競爭 力一直無法得到提升，面對國際性的招標通常無法承攬，或是自己國內的大工程 多半需要倚賴國外的技術來完成，如果不能夠改變這種現況，把營建產業向高科 技產業看齊，多投入資金在研發上面得到品質上的提升，營建業將很難立足台 灣。目前營建業已逐漸朝這個目標邁進，高品質與高效率不再是高科技產業專屬 的代名詞，例如「預鑄積層工法」便是一個擺脫過去多數人對於營建業負面印象

的新世代工法，鋼筋的綁紮及組裝皆在工廠內完成，所以結構物安全上的可信度 絕對可以完全的確保，施工快速，工期可大幅度的縮短，為研發者創造無限的商 機。這就是創新對提升營建競爭力很好的範例，不斷的創新，以達到效用與效率 的提升及成本的降低。(尹衍樑 2002) 土木營建這一塊領域在台灣景氣陷入衰退，經濟面、金融面與產業面表現均 不佳，如食品業、汽車業、造紙業、紡織業與營建業等產業前景都不甚樂觀。已 經了解營造業所面臨的問題後，或許沒有什麼轉環的局面，也沒有什麼公共設施 或私人住宅可以建造，能做的新工程已經不多了，已經無法像以往以量取勝，開 始要慢慢去注重工程的品質，品質的好壞遠重於數量的多少，有品質就有市場才 是符合未來的趨勢，因此營建業如何衝出另外一番天地，除了許多外在條件的改 善配合外，在技術面的發展或許還有一線生機。在未來市場發展的利基在於運用 本身研發的優勢，設計開發適合台灣地區的建設技術，再加上累積多年的工程經 驗，才能在營建這塊市場上搶得先機。現在台灣營建欠缺的就是一套有系統的開 發創新模式，面對以往面臨過的問題都是靠過去的經驗去解決它，對於創新的想 法幾乎不敢去觸碰或嘗試，有鑑於此，本研究將針對這個方面，如何有系統、有 效的創造，建構出一套有系統的開發模式，讓創新能夠多元的去發展和實現。 假設本模式的使用者是一個具備相當豐富經驗的廠商，他想研發一些比較不 一樣的新產品，讓這個產品能夠更具備商業的價值，問題就是哪些是有商業性的 價值並不是很清楚，有了這樣的需求之後，尋求創新，傳統上的作法沒有系統化 流程，欠缺效率，而本研究提供一個比較有系統的方法，可以幫助找到某一點是 值得去花一些時間人力去做研發，最後開發成專利導致有商業價值或是潛力的產 品。

1.2 研究目的

本研究之主要目的，在嘗試使用一系統化的設計方法，幫助設計者快速的設 計出多樣創新性的構想。經由觀察市面上流通的產品後發現，許多新產品都是由 舊有產品出發，將之加以改良或增加新功能。因此，根據已有的產品加以改良創 新，是創新設計的一大方向。本方法即為由現有之產品出發，藉由專利之檢索、 蒐集及分析，建置人孔技術相關專利地圖（patent map），分析國內人孔技術發展 現況與未來發展方向，配合創意問題解決理論 TRIZ 來了解技術系統在研發過程

中的形態與過程，嘗試結合 TRIZ 中的方法與知識庫，利用 TRIZ 矛盾表與 40 個 法則，針對某一類特定產品，產生多種可能的創新途徑，創造出許多對特定產品 之可能改良方案，加以具體的摘要表形式表達出來，並將之整理存入知識庫中， 將每次設計的寶貴經驗有系統的保存下來。當同類產品經過多次的再設計後，知 識庫中包含了多次設計留下之有系統的設計資訊，日後再設計此類產品時，可直 接由知識庫中取用所需資訊，使後來的發明家能夠擁有早期解決方案的知識，在 創新工作將會更為容易。 綜合歸納本研究預期達到的目的有二： 1.瞭解人孔技術發展的現況與未來發展趨勢 2.提供人孔技術產品研發者創新工作的建議，即使使用者創新經驗不足， 但依循此法仍能夠有效的創新。

1.3 研究範圍與限制

1.3.1 研究範圍

本研究有鑑於營建產業範疇廣泛且知識量龐大，故以專利技術（patent technique）為本研究主要之研究技術來源，並參考國際專利分類號作為本研究之 分類依據。國際專利分類號(International Patent Classification, IPC)係目前國際間 最廣為各國所採用之專利分類法，IPC第一版之有效期限為1968年9月1日至1974 年6月30日。為了改進分類系統跟上時代的變化，每五年更新一次版本，目前使 用的是第八版，自2006年1月啟用。主要採取的是「功能導向」原則。本研究係 以第八版國際專利分類號作為蒐集與分析專利資訊之依據。本研究初步蒐集營建 相關IPC 類別至2007年5月間之各項專利件數統計。由表1 可知，營建相關之專 利總件數高達一萬五千多筆，數量十分龐大，為便於研究之進行乃擬將研究範疇 縮小。人孔蓋屬於我國重要的道路工程之ㄧ，也是近來備受矚目的焦點，其施工 品質良窳與民生息息相關，儼然成為我國道路服務品質的指標，因此考量範圍包 括人孔相關工程，內容包含水力與基礎工程等等，加以其專利技術數量適當，適 於研究分析，故本研究擬以人孔工程專利技術為本研究之主要研究範疇與對象， 且僅搜尋國內專利資料庫之專利資料。

表 1-1 營建相關 IPC 類別專利件數統計(2007/05/18) IPC 類別內容敘述 專利件數 營建相關 人孔相關 E01 道路、鐵路及橋樑之建築 1013 E01B 鐵路軌道；鐵路軌道附件：鋪設各種鐵路之機具 193 E01C 道路、體育場或類似工程之修建或其鋪面；修建 及修復用之機械及附屬工具 220 ● E01D 橋樑 116 ● E01F 附屬工程，例如，鐵路設備或月台、直升機降落 台、標誌、防雪柵等之修建 452 E01H 街道清洗：軌道之清洗：海灘清洗：路地清洗： 一般驅霧法 32 E02 水利工程；基礎；疏浚 2132 E02B 水利工程 471 ● E02C 船舶提升設備或機械 3 E02D 基礎；挖方；填方；地下或水下結構物 1477 ● ● E02F 挖掘：疏浚 181 E03 給水；排水 3691 E03B 取水、集水或配水之設備或方法 268 E03C 乾淨水或廢水之戶內衛生管道裝置：洗滌盆 955 E03D 沖水廁所或具有沖洗設備之小便池：其沖洗閘門 1901 E03F 下水道；污水井 567 E04 建築物 12199 E04B 一般建築物構造；牆，如間壁牆；屋頂；樓板； 頂棚；建築物之隔絕或其他防護 3516 ● E04C 結構構件；建築材料 1890 ● E04D 屋面覆蓋層；天窗；檐槽；屋面施工工具 777 ● E04F 建築物之裝修工程，如樓梯、樓面 2198 ● E04G 腳手架、模殼；模板；施工用具或其他建築輔助 設備，或其應用；建築材料之現場處理；原有建 築物之修理，拆除或其他工作 1694 ● E04H 專門用途之建築物或類似的構築物，游泳或濺水 浴槽或池；桅桿；圍欄；一般的帳篷或天篷 2124 ● E05 鎖；鑰匙；門窗零件；保險箱 10734 E05B 鎖：其附件：手銬 7449 E05C 用於翼扇、特別只用於門或窗之插銷或固接器件 1041 E05D 門、窗或翼扇之鉸鍊或其他懸掛裝置 1358

IPC 類別內容敘述 專利件數 營建相關 人孔相關 E05F 使翼扇移至開啟或關閉位置之器件；翼扇調節； 其他未另行規定而與翼扇功能有關的零件 755 E05G 貴重物品保險箱或保險庫；銀行用防護裝置；安 全交易隔板 131 E06 一般門、窗、百葉窗或捲綑遮簾；梯子 8526 E06B 於建築物、車輛、圍欄或類似圍繞物之開口處用 的固定式或移動式閉合裝置，例如門、窗、遮簾、 柵欄 8056 E06C 梯子 470 E21 鑽進；採礦 438 E21B 鑽進，如深井鑽進 183 ● E21C 採礦或採石 47 ● E21D 豎坑孔道；隧道；迴廊道；大型地下隔間 187 ● E21F 礦井或隧道中或其自身之安全裝置，運輸、充填、 救護、通風或排水 21 ● 總計 26534 14921 1477 本研究擬以自公告日期1979 年1 月1 日至2006 年05 月15 日已通過核准 公告之營建相關專利知識做為本研究之研究對象與範圍(營建工程相關IPC 之分 類項目見附錄三)。本研究之基礎工程專利資料來源出自智慧財產局中華民國專 利資訊網(http://www.twpat.com/ Webpat/Default.aspx)之專利公報資訊取得國內 專利資訊，進行國內專利件數、專利地圖之比較。

1.3.2 研究限制

研究限制主要有三個。 1.本篇論文之形成，主旨在探討與闡述產品創新研發流程之效用與價值，試圖 利用專利地圖來指引人孔技術之研發方向與策略，其精確度與準確度取決於下 列因子： z 產品技術之分析架構完整與否 z 市場資訊(產品優勢、市場需求、市場占有率、相關法規等)之正確性 z 專利資料完整性與重要資訊之代表性

網站搜尋之方式，以作為相關研究使用，然而最完整的資料乃是專責專利機構 所發行之專利資料光碟。在本論文透過搜尋方式所得之資訊應已足夠，可製作 出具有意義之專利地圖以供討論，若要進一步提供產業深入報告，則可得專利 詳細資料進行分析，以供昭信。 2.TRIZ知識工具，很多人對TRIZ利用矛盾矩陣解決問題的價值這一點有爭議， TRIZ無庸置疑是一個相當吸引人的內容對於使用者與後進，但大部分對矩陣不 滿的人認為它過時(out of date)多過於觀念上不正確，尤其在管理面的解決準確 地相當的低。（Mann 2002） 3.運用TRIZ進行判讀的過程中，有許多地方顯示如果沒有充分的訓練，容易造 成判讀上的誤差與結果上的差異，對於這一點必須加強對TRIZ的訓練。

1.4 研究流程

根據前述之研究目的與範圍，本研究之研究流程如圖1所示。在確立本研究 之研究動機與目的後，初步透過國內外文獻蒐集與整合歸納創意問題解決理論、 專利分析與孔蓋工程等相關學理，並提出研究範疇、對象與限制。其後各階段之 研究方法敘述如下： 經文獻回顧結果與研究範圍限制，擬定專利資訊蒐集策略並確立研究範圍， 使專利資訊蒐集過程中得確保相關資訊蒐集之完整性，歸納專利分析所須之專利 資訊項目應包括專利公告號、專利名稱、公告日期、IPC 分類、專利國別、發明 人、專利摘要等等，以提供後續專利分析與圖表建置使用。 將蒐集完之專利資訊經各分析需求予以統計量化進行相關專利資訊分析，主 要包括以圖表方式表達之專利地圖(年度發展、IPC 類別、專利類型、國別…等 多項分析)，瞭解比較國內外技術發展現況與未來趨勢，作為日後技術研發創新 方向之參考。在專利指標部分，國內專利資訊蒐集後，發現由於國內外專利體制 之差異，國內專利發展體制尚未十分成熟，缺乏引證次數之資訊記錄，專利說明 書亦無強制須列出其所引用之先前專利技術，致使重要之引證資訊難以蒐集統 計；以致專利指標部分之分析無法進行。 建立產品創新模式，觀察市面上流通的產品後發現，許多新產品都是由舊有

產品出發，將之加以改良或增加新功能。因此，根據已有的產品加以改良創新， 是創新設計的一大方向。據此，本研究將之前收集的專利資料做人工判讀，整理 而成以技術為橫軸、功效為縱軸的技術功效矩陣，技術功效主要係分析人孔蓋產 品專利之專利佈署概況，用以了解本分析主題之競爭地雷或是可待開發知處女地 帶為何處，深入探討本分析技術之發展現況，提供技術研發人員重要研發方向。 利用TRIZ的矛盾表與40 個法則針對產品做創新，並將創新過程結果整理存入知 識庫中。綜合TRIZ創意問題解決理論、技術功效矩陣挖掘技術缺口，並配合知 識庫促進知識循環概念，給予產品創新者建議。 圖 1-1 研究流程圖

第二章 文獻回顧

本研究擬以促進產業知識的創新為目標，採專利分析方法為分析產業現今與 未來發展之工具，依關鍵專利技術之知識特徵與功效，配合發明性問題解決理論 之基礎，分析產業知識特徵的差異與未來研發趨勢的預測，提供產業從事設計研 發管理之建議。故本章將依序歸納出專利分析與發明性問題解決理論之相關學 理。

2.1 專利

本小節先清楚定義所謂的專利，再依序介紹專利種類、年限、分類法則與收 錄專利的資料庫，藉此了解國內專利的概況。

2.1.1 專利的定義

人類的創造力，表現在不同的新點子與新發明上，已經取代黃金、殖民地與 物資原料，成為新版『國富論(An Inquirg Into The Nature AndCauses Of The Wealth Of Nations)』的主角。創新能力與具體的黃金、廠房、礦產、土地同被視為財產 的一種，而且是特殊的財產—智慧財產(Warshofsky 1994)。 智慧乃是人類推動文明科技之重要因素之一，但自古以來人們即有將智慧所 結晶成之專業技術等視為財產，且不輕易外傳，即有：祖傳秘方、獨門絕活等觀 念流傳。但於十九世紀末，工業迅速發展，各種技術日新月異，抄襲、仿冒事件 層出不窮，影響到人們之權益，各國政府遂逐漸將智慧財產權的抽象觀念予以具 體化，且賦予發明技術之獨佔權利。 專利者，專有某種權利或利益─發明人或其合法專利權人申請，取得專利， 並享有使用該項發明之專有權利(exclusive right)。係指政府與專利權人之契約； 是政府賦予申請人(發明人)於一定期間內就其發明(或創作)享有的獨佔權，也就 是所謂的專利權(專有製造，販賣，或使用其發明的權利)，能以提供企業進行研 究及發展的誘因。這項權利在專利權人基於該發明開發事業時能夠用以防止競 爭，或者讓他人在依據授權契約支付權利金的狀況下利用該發明，亦或是經由讓 予而將專利完全出售給他人。簡言之，專利是一鼓勵創作發明人而授與發明人之

一項權利。故專利法第一條開宗明義即宣誓─專利法立法之目的為鼓勵、保護、 利用發明與創作，以促進產業之發展。即允許發明人於特定的時間內禁止他人製 造，使用、販賣其發明，藉由達保障其創作之權益，進而提昇整個產業技術能力。 專利必需提出申請經過審查而取得。台灣是屬地主義，表示專利所賦予的權 利效力及於我國全境，但不及於外國，要在外國尋求專利保護必需在當地申請取 得專利權，同樣地，外國專利若未在我國申請取得專利權，在我國境內也不受保 護。（專利法第三章 特許實施）

2.1.2 專利種類

關於專利的種類各國略有不同，對於各種專利的定義及專利期限也不盡相 同。我國專利的種類有以下三種：(專利法第二條) z 發明專利 專利法第十九條「稱發明者，謂利用自然法則之技術思想之高度創作」，可 定義發明係利用自然法則所產生的技術思想，表現於物或方法貨物的用途上。適 格的發明專利標的必須滿足此一定義之條件，即 1. 利用自然法則的技術思想：係指利用於自然界中由經驗所獲知的一定因 果關係，作為達成某一目的的手段之思想。排除利用人類精神活動之事 物。 2. 創作：新作出之事物。 3. 高度：係指於全技術界中該技術領域的水準比較高，或是於同一技術領 域中其技術內容較高。其中技術內容可以是機器，物品，物的組合(化 學組合物，也包含成分的混合及化合物)，及方法(或製法)。基本上和 所發明創作的物品或方法是簡單或複雜、普通或特殊、價值的高低、品 質的好或壞以及創作過程的艱難或容易等，是沒有必然關係。 發明物品專利之專利權人一般享有：「專有排除他人未經其同意而製造、販 賣、使用或為上述目的而進口該物品之權。」(專利法第五十六條第一項)發明方 法專利之專利權人一般享有：「專有排除他人未經其同意而使用該方法及使用、 販賣或為上述目的而進口該方法直接製成物品之權。」(專利法第五十六條第二 項)

z 新型專利 專利法第九十七條「稱新型者，謂對物品之形狀、構造或裝置之創作或改良。」 在依專利法第十九條，可演繹出「新型」係利用自然法則之技術思想，且具體表 現於物品之空間型態上─亦即佔據有一定空間的物品實體，為其形狀、構造或裝 置上的具體創作或改良，並非僅屬抽象的技術思想或觀念。適格的新型專利標的 必須滿足此一定義之條件，即 1. 物品 2. 形狀、構造或裝置 3. 創造或改良 其中形狀是指物品外表所佔的空間狀態；構造是指物品的結構；裝置是指兩 個或兩個以上部分結合且具有關聯，而在物品形狀構造上創新並能產生某一新作 用或增進功效者，皆可以申請新型專利。新型專利之專利權人一般享有：「專有 排除他人未經其同意而製造、販賣、使用或為上述目的而進口該新型專利物品之 權。」(專利法第一百零三條第一項) z 新式樣專利 專利法第一百零六條「稱新式樣者，謂對物品之形狀、花紋、色彩或其結合 之創作。」係指物品外觀形狀、花紋、色彩或其其結合之設計，若於申請日前無 相同、近似者公開在先，且非熟悉該項物品設計人仕所顯而易知者，則可取得新 式樣專利。適格的新式樣專利標的必須滿足此一定義之條件，即 1. 物品(物品性) 2. 形狀、構造或裝置(型態性) 3. 創造或改良(新作出事物) 新式樣專利與新型、發明等功能型專利主要之區隔，應著重於視覺效果之增 進強化，藉商品之造型提昇其品質享受，提高視覺注意，由是得知，新式樣之形 狀、花紋或色彩，著重於物品質感、親和性、高價值感效果表達，以增進商品之 競爭力及使用上視覺之舒適性。而新型、發明功能型專利之形狀、構造、裝置則 在於其功能、技術、使用方便性等方面之改進。新式樣專利之專利權人一般享有： 「專有排除他人未經其同意而製造、販賣、使用或為上述目的而進口該新式樣專 利物品之權。」(專利法第一百一十七條第一項)各國專利制度及權限都有所不 同，我國是以發明、新型、新式樣三種方式來申請專利保護；而美國專利權只有

2.1.3 專利年限

發明、新型、新式樣均自公告之日起給予專利權。台灣各項專利權之年限如下： (一)、發明專利權期限自申請之日起算二十年屆滿。 (二)、新型專利期限自申請日起算十二年屆滿。 (三)、新式樣專利權自申請日起算十年屆滿 (經濟部智慧財產局 1998)。

2.1.4 國際專利分類系統 IPC

IPC(International Patent Classification)，專利分類為根據專利所揭露的技術內 容，所提供的一種簡易與通用的技術分類系統。專利分類的目的是讓專利審查官 或是一般專利閱讀者能夠快速的找到相關專利文獻。根據陳達仁教授與黃慕萱教 授的整理，專利分類的目的包括： a. 利於資料的整理、歸檔與組織、 b. 合理 劃分專利內容的技術範圍、 c. 便於檢索與利用、與 d. 作為判斷相關性的依據。 （陳達仁、黃慕萱 2002） IPC第一版之有效期限為1968年9月1日至1974年6月30日。為了改進分類系統 跟上時代的變化，每五年更新一次版本，目前使用的是第八版，自2006年1月啟 用。主要採取的是「功能導向」原則，將發明分為： A部「人類生活必需」 B部「作業、運輸」 C部「化學；冶金；組合技術」 D部「紡織；造紙」 E部「固定建築物」 F部「機械工程；照明；供熱；武器；爆破」 G部「物理」 H部「電學」 國際專利分類系統之架構在於整體技術知識區分為若干層次，將技術差異由 上而下之階層次序排列，分別為「部」、「主類」、「次類」、「主目」、「次 目」。

2.1.5 專利檢索資料庫

本研究所選取的專利資料庫是中華民國專利公報資料(TWP)，因為學校方面 圖書館有購買其權限供研究使用，對於本論文的資料收集上也算相當的完整，於 是很適合做為檢索專利資料的資料庫，然而對於其他專利搜尋資料庫，不列入本 研究之研究範圍。 下列將國內所有的專利檢索資料庫列出作一個比較： 表 2-1 台灣之重要專利資料庫一覽表 資料庫名稱 資料內容 付費與否 介面操作簡易度 財團法人亞太智 產權發展基金會 專利公報中的資料並不完整， 有些資料會因為專利權人停止 繳交專利維護年費為較年費或 遭異議舉發而變成無效之專 利，若以此資料進行分析恐無 法得到最正確的分析結果 付費 操作簡單 中華民國專利公 報資料(TWP) 專利公報中的資料並不完整， 有些資料會因為專利權人為較 年費或遭異議舉發而變成無效 之專利，若以此資料進行分析 恐無法得到最正確的分析結果 付費 中文化介面且操作簡 便 智慧財產局的專 利核准公告案 資料可能不完整 免費 操作簡單 Patent Pilot 專 利資料庫管理系 統 主要資料來源是美國專利商標 局 付費 操作簡單，且此系統 提供強大的檢索、統 計、分析功能 【資料來源】：林明緯 2002

2.2 專利分析

專利分析就是將專利資料轉換為更有用的專利資訊與專利情報，是技術研發 規劃與智慧財產權管理的有效工具，也可以做為技術趨勢分析、技術競爭分析和 範圍判定的依據（Hall 1986）。有關專利分析早期的發展主要藉由專利數量的統 計(patent statistics)來了解科技發展與經濟成長之關係(Penrose 1951；Taylor 1973) 近來之研究多在對於某一產業之領域(sector)做技術發展評估，。此種以專利統計 作為科技指標(technology indicator)的研究報告為近來之研究主題(Biju, Soumyo. 2001；Storto 2006；Youichirou 2002)。 專利資料(patent data)係指專利之原始文件，屬於公開性的資料，如專利說明 書、專利書目資料等，不管專利資訊以何種形式呈現，專利說明書仍是所有專利 資訊的源頭（李淑貞 1997）。如果將專利資料進行初步的整理統計，則產生了 專利資訊(patent information)，專利資訊再根據專業知識的輔助，將資訊進行目的 性的分析後，可以得到專利情報，如技術競爭分析、趨勢分析、研發項目規劃、 權利範圍分析，以供企業探察企業技術發展與資源分配的關係（Liu 1997）與利 用專利分析估計競爭者的科技強與弱（Narin 1987）。 利用專利資料做技術分析與規劃，了解他專利族譜組成大小、專利引證多 寡，來衡量其重要性及技術層次，透過專利之技術族譜逐一延伸性探討，可以充 分掌握分析技術之演進，避免陷入技術侵權之窘境並且了解技術的潛在市場， Mogee認為專利分析的結果應該具有：分析競爭對手、追蹤與預測技術、國際專 利策略分析等三個價值，在分析競爭對手方面，藉由專利分析可以了解不同公司 間的技術競爭策略與態勢，以尋找可能的技術來源與合資對象、可能的技術銷售 對象。在追蹤與預測技術上，專利分析可以讓企業掌握技術的動向、技術的生命 週期、演變的趨勢與技術的相關性…等資訊，以便讓企業能藉由這些資訊而擬定 其技術發展方向與策略。在國際專利策略分析上，經由專利分析可以用來輔助決 定在哪些國家申請專利、決定權利範圍與權利構成要件，已順利取得專利權。 （Mogee 1991）。除了專利數量外，相較於近年之研究，主要著眼於專利價值 (private value)，他們使用統計模式(stochastic models)來估計專利的價值(patent

value)，發現專利的價值生命約為十年（Lanjouw 1998）。

專利分析係指將各種與專利相關的資料，以統計的方法，加以整理成各種可 以做分析、解讀的圖表資訊。專利資料係指專利之原始文件，屬於公開性的資料，

如專利說明書、專利書目資料等，不管專利資訊以何種形式呈現，專利說明書仍 是所有專利資訊的源頭。如果將專利資料進行初步的整理統計，則產生了專利資 訊，專利資訊再根據專業知識的輔助，將資訊進行目的性的分析後，又可以得到 專利情報。 專利資料包括申請號及日期、核准號及日期，發明人、專利權人及其國別， 國際及美國專利分類號，引證資料，發明背景及說明等，經過初步的格式化處理， 就會產生發明人、權利人、時間、技術內容分類、專利範圍、引證資料等專利資 訊。專利資訊在專業人員的專業知識下，進行目的性分析後，就會產生技術競爭 分析、趨勢分析、研發項目規劃、權利範圍分析…等專利情報，以供企業探察企 業技術發展與資源分配的關係，藉以從事企劃或技術發展的參考依據，並由專利 被引用的次數，了解其所隱含的經濟價值，進而作為企業擬定科技策略、研發資 源分配、技術預測、侵權判斷的重要參考。

圖2-1 專利資料、專利資訊、專利情報關係圖 【資料來源】：劉尚志 2002

2.3 專利地圖

在專利地圖的部份，國內學者將專利地圖分為四類：專利管理地圖、專利技 術地圖、技術引證分析、專利權利圖分析。由於國內相關的土建專利書目在引證 的部分資料不完整，所以無法進行後面兩個分析。本研究就針對專利管理地圖與 專利技術地圖去探討，最後介紹專利地圖的製作流程步驟。

2.3.1 專利地圖定義

所謂專利地圖分析者，係透過專利檢索技巧，檢索出與研究主題相關之專利 資料。再運用專利分析技能作研究主題之管理面、技術面、權利面或引證資料之 分析與規劃。將瑣碎的專利資訊藉由專利地圖分析轉化成系統性的市場與技術資 訊，而用於擬定技術發展策略、行銷策略、授權策略及掌握對手研發方向，則稱 之為專利佈局。專利地圖分析的最佳執行方式是集合三種專長的人才而組成工作 團隊：研發人才、智慧財產權專家、市場行銷專案經理人。其中，研發人才提供 技術的深入資訊，智慧財產權專家執行專業與鉅細靡遺的專利調查分析，市場行 銷專案經理人提供適時的產業通報及技術評估資訊等。如此，當可妥善完備地轉 化專利資訊成為有價值的資產。（車慧中 2002） 專利地圖即是將專利資訊(Patent Information)以一種系統化的方法整理、消 化與加值化後，進行專利資料之檢索、彙整、分析，所產生之具有關聯性資訊之 圖表。既然稱為地圖，當然就是希望使用者可以如同閱讀地圖般，用簡單與清晰 的圖表即可獲取包含在其內的豐富專利資訊內涵，使我們可以一目了然的掌握許 多專利資訊。(賴榮哲 2002)。 專利地圖（patent map）是一種系統化整理專利資訊的方法，用地圖性視覺 化的效果，能將專利相關的複雜資訊用二維的方式表現在圖面上，使讀者對相關 事件能一目了然（陳碧莉 1995）。 專利地圖係一種以系統化整理專利資料之方法，以地圖性視覺化效果，讓使 用者一目了然以掌握許多重要之專利資料，經由整理和分析之後，可得到專利競 爭對手、專利發明人、專利技術、專利市場及該等專利指標之優劣勢等相關可貴 專利情報。（張智翔 2000）。 專利地圖主要可分為技術缺口專利地圖、請求權專利地圖和技術投資組合專

利地圖，分類的依據可由研究目的和想要檢視專利的範圍為基礎；而技術缺口專 利地圖其主要在找出產業內主要的關鍵技術、識別目前的技術缺口；而請求權專 利地圖主要在了解專利文件中權利請求的部分，可以避免製造或生產時產生專利 衝突而被競爭對手公司提起法律訴訟，另一方面也可藉由檢視專利權利範圍評估 該技術是否具備可專利性和產業利用價值（Yoon 2002）。 專利地圖(patent map)較少有專文討論，主要由於專利地圖是一種工具與圖 例，可以有不同之表現，其多為應用在文章中以提供分析之用。劉尚志教授於論 文中應用了約16個專利有關的圖示（Liu 1997），日本人新井喜美雄則在2003年 其論文中以9個專利地圖說明產業趨勢與技術發展方向（新井喜美雄 2003）。日 本專利局則公開發行其專利地圖之標準範本(guide book)，其內容說明約40種常 用之專利地圖，以供大眾使用，提供相當之便利性（日本專利局 2000）。 專利地圖(Patent Map)的概念源自於日本新井喜美雄，可能是最早進行專利 資訊系統化研究的日本分析師所取的名字，即是將專利資訊(Patent Information) 以一種系統化的方法整理、消化與加值化後，進行專利資料之檢索、彙整、分析， 所產生之具有關聯性資訊的圖表。既然稱為地圖，當然就是希望使用者可以如同 閱讀地圖般，用簡單與清晰的圖表即可獲取包含在其內的豐富專利資訊內涵，使 我們可以一目了然的掌握許多專利資訊。(賴榮哲 2002) 專利資料經過整理、分析之後，可以展現出專利競爭對手、專利發明人、專 利技術、專利市場…等的分布，以及該專利指標的優勢、劣勢等級為可貴的情報。 所以，廣義來看，專利地圖是將專利資料轉換為資訊之系統化分析過程，透過企 業的專業知識進行目的性分析，以產生專利情報。於是企業如果能掌握專利地 圖，也就能夠知曉哪裡是專利的地雷區，有效的降低專利侵權的風險，同時也可 以知道哪裡才是可以切入研發的利基點，避免無謂的資源研發投資。(賴榮哲 2002) 整理國內外有關專利地圖的定義，試圖將專利地圖分類如下： 表 2-2 專利地圖分類整理表 Byung-Un Yoon 將專利地圖分為三類： 1. 專利缺口地圖：資料來源主要來自於書目資料中的專利分類 號、專利權人及專利的申請時間等欄位的資料，它主要的目的

在找出產業中的關鍵技術，掌握技術發展的趨勢及技術缺口。 2. 專利權地圖：解析專利說明書中的申請專利範圍、專利引證 資料及專利分類號所產生，它的目的是避免產品在製造時，因 侵害專利而被競爭對手控告，同時，界又檢查自己專利的申請 專利範圍，來評估該技術的可專利性。 3. 技術投資組合地圖：利用專利引證資料及專利權人的資料所 製作，其目的在了解專利技術的發展趨勢，以評估新產品研發 策略，並且了解競爭對手的技術發展與策略。 國內的學者 將專利地圖分為四類： 1. 專利管理地圖：主要係藉由專利書目資料的統計分析，提供 企業經營上的情報，了解競爭對手的動向、產品開發的趨勢、 市場參與的情況。常用的圖表主要包含有：專利數量趨勢分析、 競爭國家分析、競爭專利權人分析、發明人分析、IPC 分析、 UPC 分析、引證圖等。 2. 專利技術地圖：係將專利深層剖析，依據專利目的、達成功 效、技術手段、專利要件等，做成條理分明可供研究人員一目 了然的之簡要技術資訊，以縮短研讀時間､提昇效率。提供企 業有關技術的情報，目的在了解技術發展的方向，以作為日後 技術開發方向與主題之選擇，進而考量如何進行技術挖洞。常 用的圖表有：技術功效矩陣圖、技術領域歷年發展圖、專利分 析摘要表、技術分布鳥瞰圖…等。技術分析圖表最重要的功能 係作為迴避設計的參考。 3. 技術引證分析：主要係藉分析專利書目中之「References cited」欄位內的資料，有系統地定位專利技術發展脈絡與尋找 潛在授權對象。財團法人工業技術研究院更精研其中技巧已提 出相關分析方法之專利申請。 4. 專利權利圖分析：著重在權利(claim)資訊面來解析專利資 訊，釐清特定技術的類似專利間之權利範圍差異。主要係將申 請專利範圍的構成要件加以分解，使得專利案之間的比對更為 容易。分析結果有助於迴避設計及產生新專利。

由國內外專利分類得知，學者Byung-Un Yoon將專利地圖分為三類，比較著 重於專利的技術趨勢、專利權、專利引證方面的分析，而相比國內分類方式，將 專利地圖分類比較精細，由字面上就很容易會意出內容，對於初學者比較容易了 解。 表2-3 專利地圖的種類與目的 性格 經 營 情 報 技 術 情 報 目的 競爭企業之動向 產品開發之趨勢 市場參與之狀況 人才投入之分析 技術擴散的狀況 技術開發之潮流 研發主題之選定 挖洞發現空白技術 種類 專 利 管 理 圖 專 利 技 術 圖 圖例 歷年專利申請件數動向圖 專利申請人分佈圖 專利發明人分布圖 專利佔有率圖 各國專利占有比例圖 專利排行榜消長圖 公司專利平均年齡圖 公司發明陣容比較圖 公司定位綜合分析圖 重要專利引用族譜圖 企業相關性圖 構成要件圖 專利技術分佈雷達圖 專利技術分佈鳥瞰圖 專利技術領域累計圖 專利功效分佈圖 專利技術功效矩陣圖 專利多重觀點解析圖 發現挖洞技術顯微圖 技術相關性圖 專利技術生命週期圖 技術領域歷年發展圖 【資料來源】：陳怡欣2005、本研究整理 以上表2-3針對國內的專利管理地圖與專利技術地圖做一個整理與比較，讓 我們可以清楚看出專利地圖的種類、目的、與圖示種類。

2.3.2 專利管理地圖

專利管理地圖，包括趨勢分析、公司別、引證案分析、專利類分析(IPC)等。

所謂「趨勢分析」，在於從歷年專利件數、專利權人數之變化趨勢，掌握整 體技術領域之專利發展趨勢。由於專利申請與核准公告之間，存在時間落差，且 專利生命週期不一，因此，在作為趨勢指標之用時，應注意其無法及時反映短期 變化之限制。 依「國家別」進行之分析，在於從各國擁有之專利件數、專利人數，了解各 國在特定產業或技術領域之強弱。依「公司別」進行之分析，從各公司在特定技 術領域之專利件數排行、發明人陣容、專利件數變化、專利活動時間、技術領先 或追隨、專利平均年齡等指標，掌握各競爭公司之發展動態，作為決策參考。依 「引證案」進行之分析，可以發掘特定技術領域之重要專利。進行「專利分類別」 之分析，可以得知目前專利技術內容之分佈，乃至於各國、各公司技術內容之分 佈情況，有助於找出發展空間。 下表依據專利資料上的專利件數、國家別、公司別、發明人、引證率、IPC、 UPC等，進一步去說明能製作出的管理地圖種類。 表 2-4 專利管理地圖分類表 項目 內容 專利件數分析 1. 技術生命週期圖 2. 歷年專利數量比較圖 國家別分析 1. 所屬國專利分析 2. 所屬國歷年專利件數圖 公司別分析 1. 公司研發力比較 2. 研發能力詳細數據 3. 引證率分析 4. 引證率詳細數據 5. 公司相互引證次數 6. 活動表 7. 排行榜 8. 競爭公司歷年專利件數圖 發明人分析 1. 發明人分析表 2. 發明人歷年專利件數圖

項目 內容 引證率分析 1. 引證相關數據 2. 專利引證次數 IPC 分析 1. IPC 專利分類分析圖 2. IPC 專利技術歷年活動圖 3. 競爭國家 IPC 專利件數圖 4. 競爭公司 IPC 專利件數圖 UPC 分析 1. UPC 專利分類分析圖 2. UPC 專利技術歷年活動圖 3. 競爭國家 UPC 專利件數圖 4. 競爭公司 UPC 專利件數圖 【資料來源】：魯明德 2006 高 低 低 高 專利活動 專利 品質 潛力者 領先者 落後者 積極者 圖 2-2 專利活動圖 上圖以專利活動及專利品質為基礎，可以比較競爭公司之間之專利處境，亦 即在特定技術領域之優劣勢，乃一定性分析工具，可以協助研發策略之擬定。其 中，專利活動之衡量方式，以專利申請數或專利獲准數為比較基準。專利品質之 指標以專利之引用情形為基準。

將常見的專利管理地圖詳細的說明如下： 1. 歷年專利數量比較圖 由歷年專利產出數量比較圖，可以分析出產業中技術領域的發展趨勢，以便 能充分的掌握住技術發展的動態。在分析的時候，可以用專利申請日為基準、也 可以用專利公告日為基準，由各年專利申請數量可以得知技術在該產業的發展情 形，進而預測未來發展的可能方向(參見表3-2)。 2. 國家別之分析 觀察技術領域內技術之主要戰場地域、以及該等國家之專利技術實力比較分 析，作為引進技術之重要產業參考資訊(參見表3-4)。 3. 公司別之分析 深入探討競爭公司之技術研發能力比較、投資技術概況等有價值之資訊，快 速掌握各競爭公司發展動態，作為企業研擬相關技術市場攻防策略時最重要之參 考依據。 圖 2-3 公司別之分析 4. 發明人分析 專利的發明人分析是以專利公報書目資料中的發明人為分析對象，希望藉由 對發明人的分析，了解各發明人在該產業投入之發展情形，了解誰是該產業中的 發明大王、誰是未來具有潛力的新人王。

圖 2-4 發明人之分析 5. 引證率分析 引證率分析是就產業中的專利被引證之次數進行分析，以找出該產業內的重 要專利或者基礎專利，專利引證率可以看出專利的質，通常一個具有價值的專 利，或者是一個先前的技術，被引證的次數會比較多。 6. IPC(UPC)分析 IPC分析是以專利公報書目資料中的IPC為基準進行相關分析，以了解該產業 的主要技術是什麼，又可以快速的掌握產業的相關技術、探討各競爭國家或公司 所研發的技術方向，並預測哪一種技術方法是未來市場主流，或者哪一種技術已 經是生命末期，會被新技術取代…等重要分析資訊。 圖 2-5 IPC 之分析

2.3.3 專利技術地圖

專利的技術功效分析主要在分析產業中專利部署的現況，以了解該技術目前 技術分佈狀況，以及尋求再開發的技術，一般常製作技術功效矩陣圖來展現技術 功效分析的結果。製作專利的技術功效矩陣圖之前，必須先將該技術領域中的技 術進行分類，並考量這些技術可以達成哪些功效，確定技術及功效之後再製作。 主要的專利技術圖有： 1. 技術/功效矩陣圖表： 此表格之設計縱軸為技術項目分類；橫軸為功效/目的項目，其交集欄是填入 具有某一技術而且能達到的某一項功效/或目的之專利號碼，且一專利可能同 時具備多項技術知識或多項功效/目的。此表最主要之目的乃為探討某一技術 的運用可達到之功效/目的為何，且可表示出此產業技術內哪一個區域已是專 利地雷密佈區、哪裡是地廣人稀待開發區、哪些區域是已被競爭公司攻佔為 「專利私有地」、或者何處是可切入研發的利基空間區域。並可明確視出各 專利案間專利發展狀態，也做為以下各式專利技術圖之指標。 2. 技術分佈圖： 將各技術分類項目之專利件數以比例方式表現，目的為瞭解某項技術之專利 件數佔整體產業技術專利產出之比例，以說明各項專利技術的發展情形。 3. 功效分佈圖： 將各功效分類項目之專利件數以比例方式表現，目的為瞭解某一功效/目的之 專利件數佔整體產業專利產出之比例，以說明何項功效/目的是該產業專利技 術所強調的項目。

圖 2-6 技術生命週期圖 【資料來源】中央標準局 1992。 縱軸代表歷年專利申請件數，橫軸則為專利權人數，藉圖2-6可展現出此產業 技術正處於哪一時期。一般而言，技術生命週期的第一階段：技術萌芽階段— 在技術剛開始發展時，因未見將來市場技術走向，廠商的投資意願低，且大 多為研究單位或少數的實驗室進行該技術之研發，因此，專利申請案件與專 利權人皆呈少量狀態，如圖2-3 之I 所示。第二階段：技術成長期—此階段 產業技術可能已有所突破或廠商對於該產業市場之價值有了認知，便競相投 入發展，則專利申請量與專利權人數會出現急遽攀升現象乃進入成長期，如 圖2-3 之II 所示。接下來，技術生命週期第三階段：技術成熟期，特點是研 發產業技術趨於成熟，早期投入廠商已取得技術優勢，已具有排斥他公司進 入產業之能力，因此此階段會呈現專利申請人數不再投入而維持於一定數 量，且因廠商對該產業之新技術或改良技術研發能力相當快速，專利件數則 維持增加的狀況，如圖2-3之III。第四階段—技術衰退期，經由市場機能之競 爭，使得產業技術發展呈現穩定狀態，此時專利僅能對產品做小改良，因此 投資的研發資源不再擴張，只剩少數的人繼續發展此一類技術，且其他廠商 進入此市場之意願亦減低，因而專利申請件數逐漸趨緩，而專利權人亦隨之 減少，如2-3 之IV 所示。第五階段—技術淘汰期，漸漸地，廠商發覺此技術 已無改變空間且已無利可圖，其會將研發資源投資在其他技術上，而專利申 請量及專利申請人數皆開始下降，最終可能被取代，進入淘汰期，如圖2-3 之 V 所示。以上簡述專利技術生命週期之各階段消長狀況。TCT具產業依存性，

即是TCT會因技術領域不同而有所差距。相對熱門的技術其TCT較短，如電 子類TCT約3至4年，而製藥類平均TCT約為8至9年，造船類TCT可能長達15 年。 5. 技術領域歷年發展圖： 縱軸代表技術分類項目，橫軸為公告年代，將各公告年所提出之各項技術分 類的專利申請數量標示出，如此可觀察各項技術類別之專利申請案數於各年 代中之變化，以便瞭解該產業技術之發展狀況。 6. 功效歷年發展圖： 縱軸表示專利案訴求之功效/目的分類項目，橫軸為專利案公告年份，將各公 告年所提出之各項功效/目的分類向的專利申請數量標示出，如此可觀察在每 階段的專利發展活動年中，各項功效/目的為該產業技術訴求之重點以及各項 功效/目的之專利發展趨勢，可提供研發資源配置時之參考依據。 7. 各國/公司專利技術分佈表： 縱軸表示各技術分類項目，橫軸表示各所屬國家/公司，表格內填入各所屬國 /公司於各項技術類別之專利數量，此表格可顯示出各國/公司對於各項技術 類別之發展情形與重視程度。 8. 各國/公司專利技術分佈圖： 依各國/公司專利技術分佈表所得之專利數量統計值，將各國/公司在各項技 術類別的發展情形以圖形表達，便於觀測各國/公司之主要技術能力。 9. 各國/公司歷年專利活動表： 縱軸表示各項技術類別與所屬國/公司，橫軸表示公告年度，表格內容填入專 利產出數量，可表現出各國/公司在某項技術的發展活動年情形。

2.3.4 專利地圖的製作

第一步驟：確定目標與範圍。專利分析偏重專利紀錄之統計分析，基本上，可以 分為「技術面分析」與「管理面分析」兩大類指標。 第二步驟：確定特定技術課題之相關分類。一般而言可依技術課題之特徵，如材 料、結構、功能、方法、程序等，查閱國際專利分類(IPC)，其他美國專利分類(USPC) 等等，或是可以關鍵字尋找「標題索引」。 第三步驟：擬定檢索策略，除上一步驟之分類項目外，檢索策略應包括準備使用 之專利資料庫、專利地區、專利期限、執行時間、費用、人力、專利數量規模等。 第四步驟：利用光碟、網際網路之線上檢索系統等，進行檢索。 第五步驟：將檢索資料製成有關特定技術領域專利申請動向之簡單圖表，如：條 狀圖、帶狀圖、曲線圖、圓形圖。 第六步驟：將檢索範圍縮小至較為明確及重要之範圍。 第七步驟：將列為詳細分類之專利，予以分類成群。可以構造、功能、年份、材 料、方法等區分為主群，再進一不區分為次群，並以時間為軸，陳列所有群組。 第八步驟：以多方面觀點，進行分類之後，製作組合式圖表，亦即矩陣圖形表， 將有助於分辨專利之分布情形。 第九步驟：連結相關之專利。以技術發展關係為中心，將時間、發明人、申請人、 引用關係等列為考慮因素，涵蓋具有特徵、重要、主要競爭公司之專利。 第十步驟：視需求製成完整之專利關係圖，並提出說明。 【資料來源】：賴榮哲 2002

2.4 TRIZ

2.4.1 TRIZ(The Algorithm for Inventive Problem )簡介

TRIZ是源自俄文的英文音譯Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的縮 寫，其英文全稱是Theory of the Solution of Inventive Problems發明問題解決理 論。最早由一位俄國學者G.S.Altshuller阿利赫舒列爾及他的同事於1946年提出， 最初是從二十萬份專利中取出符合要求的四萬份作為各種發明問題的最有效的 解，來探索其解決之道與運用方法，企圖從其中歸納出基本原則與型態。他發現 每一個具有創意的專利，基本上都是在解決創意性的問題。所謂“創意性”的問 題，其中包含著“需求衝突”的問題，也就是所謂的“矛盾”。此外，也發現解決這 些衝突的基本解被一再的使用。(蕭詠今 1999) 他們從這些最有效的解中抽象出了TRIZ解決發明問題的基本方法，這些方 法又可以普遍的適用於新出現的發明問題，協助人們獲得這些發明問題的最有效 的解。現在，國際上已經對超過250萬項出色的專利進行過研究，並大大充實了 TRIZ的理論和方法體系。有的公司根據TRIZ和專利的資料庫，創造出電腦輔助 創新系統，使發明創新的自動化初現曙光。但是，TRIZ更多的是一種思想或者 方法，人們應該通過大量的習題來掌握它，電腦是無法完全取代人的作用的。據 此推論，如果後來的發明家能夠擁有早期解決方案的知識，那麼他們在創新發明 的工作將會更為容易。(http://www.mazur.net/triz/)

2.4.2 TRIZ 創新思維

創新問題解決的思考過程中主要存在三個思維障礙：思維慣性（Psychological Inertia）、有限的知識領域、試錯法（Trial and Error Method）。思維慣性使我們 習慣沿用舊有的思考模式和思路嘗試解決問題，因此，我們在解決創新問題時， 必須設法有效擺脫思維慣性；另外一個障礙是知識面的局限——大多數我們所面 臨的問題甚至其中的九成已經在我們所不知的領域中解決了，但由於我們有限的 知識領域，使我們無法方便自如地利用其他科學技術領域的解決方法和知識等資 源，所以有必要建立以解決創新問題為目的的創新方案庫；在創新真正系統化之 前，試錯法是大家不約而同地首先想到的用來解決創新問題的方法，但其效率之

TRIZ是一種系統化的發明工程方法論。目的是要幫助發明家透過有系統有 規則的方法來解決發明過程中所可能碰到的種種問題。 TRIZ的創新問題機制 (1)分析問題 對原先特定的工程問題進行過濾，找出問題的重點改進項目，才能正確改善 問題。也就是從特定問題中萃取出問題的改善重點，而這些問題點也就是TRIZ 中的39個工程參數。 (2)對照到解題流程 這裡的解題流程，即是指TRIZ理論的其中一個方法，如我們可選用矛盾矩 陣表方法，也就是圖2-4中所指的運算因子。將待解決的工程參數代入TRIZ解題 流程。 (3)找到解題工具 利用TRIZ的方法得到可能解決問題的工具後，便開始「類比」到原先問題。 (4)嘗試錯誤 進行試誤法，嘗試找出可能解決原先問題的解。這也就是一般最常被使用到 傳統解決問題的方法。雖然說類比思考的概念也是試誤的一種，但是他經過一連 串的問題過濾，已經將失敗機率縮減非常多。 圖 2-7 TRIZ 創新問題思考機制流程圖 【資料來源】：http://www.mazur.net/triz、本研究整理

2.4.3 39 工程參數與矛盾矩陣表

當我們遇到設計上的問題並試圖改善一個工程特性時，常發生的情況卻是導 致另外一個工程特性惡化。傳統的方法是用妥協的方式，而TRIZ卻是利用消除 的方法。依據Altshuller的分析歸納，經常遇到技術矛盾的系統特徵共有39個，將 其對應解決的法則，整理成矩陣的方式，成為TRIZ方法中最廣為人知的矛盾矩 陣。矛盾矩陣的縱軸為惡化的工程特性，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，即可經由直交快 速找到解決問題的創新法則。矛盾矩陣為一39×39的矩陣，共有1263個元素。表 2-5為39個工程參數依其屬性(幾何、物理、操作、能力…)分類之六大群組分類表， 表2-6為矛盾矩陣表的簡表。 表 2-5 39 個工程參數表 3 移動件長度 13 物體穩定性 4 固定件長度 14 強度 5 移動件面積 15 移動件耐久性 6 固定件面積 16 固定件重量 7 移動件體積 27 可靠度 8 固定件體積 32 32.易製造性 幾 何 七 項 12 形狀 34 易修理性 1 移動件重量 35 適合性/適應性 2 固定件重量 能 力 九 項 39 生產力 9 速度 19 移動件消耗能量 10 力量 20 固定件消耗能量 11 張力、壓力 22 能源浪費 17 溫度 23 物質浪費 18 亮度 24 資訊喪失 物 理 八 項 21 動力/功率 25 時間浪費 28 量測精確度 資 源 七 項 26 物料數量 29 製造精確度 30 物體上有害因素 33 使用方便性 害 兩 處 項 31 有害的副作用 36 裝置複雜性 37 控制複雜性 操 控 六 項 38 自動化程度

表 2-6 矛盾矩陣表(簡表) 1.移 動件 重量 2.固 定件 重量 3.移 動件 長度 4.固 定件 長度 5.移 動件 面積 6.固 定件 面積 7.移 動件 體積 8.固 定件 體積 9.速 度 10.力 量 … 39.生 產力 1.移 動件 重量 15 8 29 34 29 17 38 34 29 2 40 28 2 9 15 38 8 10 18 37 35 3 24 37 2.固 定件 重量 10 1 29 35 35 30 13 2 5 35 14 2 8 10 19 35 1 28 15 35 3.移 動件 長度 15 17 4 7 17 4 35 13 4 8 17 10 4 14 4 28 29 4.固 定件 長度 35 28 40 29 17 7 10 40 35 8 2 14 28 10 30 14 7 26 5.移 動件 面積 2 17 29 4 14 15 18 4 7 14 17 4 29 30 4 34 19 30 35 2 10 26 34 2 6.固 定件 面積 30 2 14 18 26 7 9 38 1 18 35 36 10 15 17 7 7.移 動件 體積 2 26 29 40 1 7 4 35 1 7 4 17 29 4 38 34 15 35 36 37 10 6 2 34 8.固 定件 體積 35 10 19 14 19 14 35 8 2 14 2 18 37 35 37 10 2 9.速 度 2 28 13 38 13 14 8 29 30 34 7 29 34 13 28 15 19 10.力 量 8 1 37 18 18 13 1 28 17 19 6 36 28 10 19 10 15 1 18 36 37 15 9 12 37 2 36 18 37 13 28 15 12 3 28 35 37 … … 39.生 產力 35 26 24 37 28 27 15 3 18 4 28 38 30 7 14 26 10 26 34 31 10 35 17 7 2 6 34 10 35 37 10 2 28 15 10 36 …

2.4.5 40 創新法則與其範例

依據表2-6中，利用欲改善之特性參數與惡化的參數對應而得到之矩陣元素 中出現之數字即代表建議之法則，此為TRIZ方法中40創新法則，其詳細說明列 舉如下表： 表 2-7 40 發明原則表 no 名稱 Principles 說明 例子 1 分割 Segmentation ★將一個物體拆解成幾個獨立的部分。 ★使一個物體容易拆開。 ★增加分裂或分割的程度 組合式家具、模組化的電腦設備等 2 移除 (提煉出、 萃取) Extraction ★從一個物體中萃取出令人不快的元件或屬 性 ★僅萃取出需要的零件或屬性 以往在進行晶圓接合時，會導致晶圓外圍 的變形且降低其承受應力的強度。因此可 以考慮在完成晶圓接合後切除外圍變形 的部分，萃取出中間較完整的部 3 局部品質 (特性) Local quality ★把一個物體由相同成分組成的結構轉換成 不同成分組成的結構。 ★使一個物體在其限制條件下，每部分元件 皆能達成最合適的操作。 ★使一個物體每一部分都能達到不同且有用 的功能。 利用熱爐管對晶圓進行熱製程時，通常在 爐管中央的晶圓會有較高的溫度，而靠近 爐管兩側的晶圓溫度較低。因此，若是於 爐管兩側增加線圈數使其較中央為多，這 樣就能使爐管的溫度較為均 4 非對稱性 Asymmetry ★把一個物體由對稱結構改為不對稱結構。 ★如果一物體原為不對稱結構，則改變其不 對稱的程度。 由於對稱性的漏斗其造成的漩渦會使水 向外拋，減緩漏水速度，因此利用不對稱 形狀的漏水口設計可降低旋渦速度，而增 快漏水速度。 5 組合/合併 Combining ★合併相同或相似的物體，或集合相同或相 似的元件來達成相同的操作。 ★將相同或連續性的操作在時間上加以結 合。 在進行海底救援的潛水夫通常需要帶好 幾套的潛水設備給受困者，而這會阻礙救 援行動的效率，因此結合受困者的潛水設 備到救援者的氧氣系統上，便可增加救援 行動的效率 6 通用/普遍 性 Universality ★將一物體或結構具備多樣功能，以消除其 他部分的需求。 在白天為沙發而在晚上可轉換為床的沙 發椅、迷你客貨車坐椅可調整成適合乘 坐、睡覺或載貨。 7 堆疊 (依次套 疊) Nesting ★物體內可放入另一物體。 ★一物體可通過另一物體的孔洞。 要使晶圓裡的電容容量加大而又不增加 它的尺寸大小，則可以利用導電層與介電 層的交替使用使電容依次套疊，這樣電容

no 名稱 Principles 說明 例子 8 配重 (平衡力) Counterweight ★為了補償一個物體的重量，可以和其他具 有升力(lifting force)的物體相連接。 ★為了補償一個物體的重量，可以和環境所 提供之空氣動力或水的浮力產生互動。 水翼船、汽車擾流板 9 預先抵銷 Prior counteraction ★如果需要的話，應事先考慮反作用力。 ★在一物體內預先給予一壓（張）力來對抗 一個已知且存在的壓（張）力。 晶圓保護層內的正電荷會使底下晶圓的 物理性質變差，因此於沉積保護層前，預 先於底下的晶圓離子植入負電荷來降低 保護層的正電荷 10 預先作用 Prior action ★事先準備使物體可及時並在適當的地方作 用。 ★預先完成全部的動作或至少完成部分動 作。 美工刀片上的溝槽讓使用者可以折斷鈍 的刀片。 11 預先緩衝 Cushion in advance ★為了補償低可靠性的物體，可預先採取對 策。 為減低車子撞擊護欄時之衝擊力道，預先 於護欄裝置廢棄輪胎以避免猛烈撞擊後 導致車輛與乘客之重度傷害 12 等位性 Equipotentiality ★改變工作的狀態，可減少物體被舉起或降 低的次數。 在衝床上裝設滾輪運輸裝置，同時利用螺 桿的升降控制滾輪恰好高於衝床的高 度，如此工人便可輕易的在衝床上移動重 物 13 反向 Inversion ★把一個通常用來解決特定問題的方法反向 思考。 ★把一個可移動的物體固定，把一個固定的 物體讓它變成可移動。 ★將物體或過程上下顛倒。 在鑄造有較高薄壁的鑄鐵模件時，杓子總 得舉到高處，且在灌模末期會有不均勻的 流動情形。若將原本杓子舉到高處的動作 變成鑄模的下降，如此杓子變維持在固定 高度，且鑄模液的流動較能以層流的方式 流動，也使鑄件的品質較好 14 球體化 Spheroidality ★利用曲線取代直線元件或表面、以球體取 代立方體。 ★使用滾筒、球或螺旋。 ★把直線運動改成滾動，使用離心力。 平底式的比薩盒容易因重量造成凹陷與 隔熱效果差，若改為拱型底則可增加強度 與隔熱效果 15 動態性 Dynamicity ★使物體的特性或外在環境能在作業的各階 段為了達到最適性能而自動調整。 ★把一個物體分成幾個部分且有相對運動的 能力。 ★如果一個物體或過程是剛性或不可撓曲 的，把它變成可動或是可撓曲的。 多個晶片常共用一個散熱片，要保証散熱 的效果，散熱片必須與每個晶片良好接 觸。若將散熱片分割為適當大小，再用彈 性體連接，如此可以使個別散熱片能與晶 片接觸良好

no 名稱 Principles 說明 例子 16 部份或過 量作動 Partial or overdone action ★如果不易做到 100%的期望效果，則用一樣 的方法，考慮使用少一點或多一點的量來解 決可能會容易些 利用蝕刻得到的孔洞尺寸只能有一最小 之極限。若再多做一沉積使孔洞側壁上覆 蓋一層金屬層，便能得到更小的孔洞尺寸 17 移至新的 空間 Moving to a new direction ★把一個物體移至二維或三維的空間。 ★以多層組合取代單層。 ★傾斜物體。 ★投射影像至鄰近區域或該物體的另一側。 平面停船（車）太佔空間，以立體化停船 （車）的方式將可有效節省空間 18 機械振動 Mechanical vibration ★使物體振動。 ★增加振動的頻率。 ★使用物體的共振。 ★用壓電振動取代機械振動，結合超音速和 電磁場振動。 利用熱來移除無線電的天線結冰需大量 耗電，而且冰熔化後之水氣會對無線電設 備有相當程度的影響。若是在天線內裝置 壓電振動器，利用機械振動的方式能輕易 使結冰碎裂，而且耗電量也較小 19 週期性動 作 Periodic action ★使用週期性運動取代連續性的運動。 ★如果已經是用週期運動，則改變振幅或頻 率。 ★使用脈衝間的暫停時間來達成一個不同的 運動。 鑽孔機一直維持高速運轉不但會降低效 率且耗電量大。利用週期性的兩段式鑽孔 能提高鑽孔效率且減少耗電量 20 利用動作 連續性 Continuity of useful action ★不間斷的完成一個動作，物體所有的零件 應該全力作業。 ★移除無益及中間動作。 ★用迴轉運動取代來回運動。 鑽頭的刀口允許正轉及反轉切削。 21 急衝 (急速通 過) Rushing through ★在高速下完成有害或危險的動作。 在室溫下的一般金屬都有結晶結構，如果 能夠使融熔金屬急速冷卻，便能提高金屬 強度且同時增加金屬塑性的抗腐蝕強度 22 轉變害處 為利處 Convert harm to benefit ★使有害的因子達成正面的影響。 ★以另一個有害的因子來取代原有害因子。 ★增加有害因子的量直至它停止造成傷害。 利用氣體感測器量測時，常會受到溫度與 溼度等外界因素的影響。若是加上另一個 相同的參考感測器，便可忽略溫度與溼度 的影響 23 回饋 Feedback ★引進回饋來改善一個動作或過程。 ★如果回饋已存在，則改變其大小或影響。 主動避震系統、主動噪音控制 24 媒介 Mediator ★利用一個中間物質去轉換或完成一個動 作。 ★暫時將一個物體和另一物體連接在一起， 以方便將它移除。 如影印機中的碳粉 25 自我服務 Self-service ★使物體能自己完成補充及修護作業。 ★使材料和能源沒有浪費。 製造半導體的電極時通常最後沉積上一 層金屬層，但很難精確。若是選擇會產生