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创新和专利申请,助推工程师职场节节攀升

1年前浏览627

  导读:

很多产品结构设计工程师对于创新存在误解,认为创新高不可攀、一般人难以企及,认为只有那些大的发明例如发明印刷术、发明蒸汽机、发明超声波焊接等,才算是创新、才可以去申请专利,认为只有博士、砖家才有资格去创新。

但其实,产品结构上一些微小的结构优化也是创新,同样具有很高价值,可以申请实用新型专利。创新也并不需要高深的学问。如果工程师善于创新,会非常有助于职场节节攀升。

   



01
关于专利的一些基本认知

1.1 专利类型
我国专利有三种类型,包括发明专利、实用新型专利和外观专利
  • 发明专利,针对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案

  • 实用新型专利,是针对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案

  • 外观设计专利,是指对产品的形状、图案或者结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新技术。


对于产品结构设计工程师,在我们的日常工作中,直接从事较大发明创造的机会比较少,外观设计也不是我们的工作范围;因此我们申请的专利大多数是实用新型。


1.2 什么是实用新型专利

实用新型专利是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。凡是产品结构、形状或者结构和形状相结合,申请实用新型专利。


产品的形状是指产品所具有的、可以从外部观察到的确定的空间形状。对产品形状所提出的技术方案可以是对产品的三维形态的空间外形所提出的技术方案,例如对凸轮形状、刀具形状做出的改进;也可以是对产品的二维形态所提出的技术方案,例如对型材的断面形状的改进。


产品的构造是指产品的各个组成部分的安排、组织和相互关系。产品的构造可以是机械构造,也可以是线路构造。机械构造是指构成产品的零部件的相对位置关系、联接关系和必要的机械配合关系等,线路构造是指构成产品的元器件之间的确定的连接关系。


相对于发明专利,实用新型专利非常容易申请,只要产品结构具有新颖性、创造性和实用性。

例如,一个塑胶卡扣的组合结构,只要之前在该领域里没有类似结构,同时又具有实用性,就可以申请专利。

另外,在某个领域里面,一种结构可能已经存在和使用多年,无法申请实用新型专利;但是在另外一个领域,可能就有机会申请实用新型专利。

1.3 实用新型专利价值一定比发明低吗?

很多人都认为,实用新型专利价值低于发明专利价值,主要是因为发明专利的保护周期更长、经实质审查后稳定性更高、创新程度更高等


但其实,专利价值不应该以创新程度来判断,而是最终体现在其“商业变现”能力上,也就是专利能给企业带来收入的能力。


决定“商业变现”能力的因素,主要包括以下两点:


1)专利技术本身的价值

技术价值是专利价值的基础,直接决定了专利可以应用的领域、在产业链中的地位差异、技术相关产品在市场上的需求量等。也就是说,技术本身及其价值,会和产品以及产品的市场直接相关联。


2) 专利技术在市场中的应用阶段

技术相关的产品是否存在、能否市场化、市场化后被用户认可的可能性大小等和市场相关的问题,也都是影响专利价值的直接因素。


从以上两点可以看出,影响专利价值的因素,归根结底还是产品和市场,并不是所谓的专利类型。只要有产品有市场,实用新型专利,完全可以在价值上超越发明专利。


所以,对于产品结构设计工程师来说,千万不要小看实用新型专利的价值、千万不要小看微创新的价值,这同样会给企业带来很大价值。


相应的,如果我们可以给企业带来价值,企业也会反过来回馈我们,包括升职加薪,助力职业生涯发展。



02
案例:一个实用新型专利价值4000万元

今年上半年,两个空调巨头历时3年的的专利侵权案尘埃落定,结果侵权成立,被判赔偿4000万元。而价值4000万元的仅仅是一个实用新型专利--ZL200820047012.X“一种空调机的室内机”。

该专利的摘要如下:

一种空调机的室内机,包括由面板、外壳及底壳组成的主体,位于主体内的通风机,位于主体内、半环绕在通风机的周向方向的热交换器,热交换器包括前侧热交换器和后侧热交换器,还包括:位于前侧热交换器下方、具有凹槽的前接水槽,位于后侧热交换器下方、具有凹槽的后接水槽,后接水槽呈倾斜设置,且后接水槽的低端通过第一引水槽与前接水槽的对应端连接,在前接水槽的两端底部设有排水孔,底壳、前接水槽、后接水槽、第一引水槽一体成型。


本实用新型的空调机的室内机,生产时可以通过一个模具即可生产出相应的底壳及其相关设备,既减少了零件数量,又减少了装配工序,使生产效率大大增加。


ZL200820047012.X

在以往的空调机中,前接水槽、后接水槽、引水槽、排水口等各零件或组件均为分开设计,需要分别开制多幅模具,导致生产成本的增加、生产效率的低下。而且由于装备工序较多、装配关系较为复杂,容易产生因装配不严密导致的漏水、漏风凝露问题,空调运转时也容易产生因各零件热胀冷缩程度不同而导致的异响。


而ZL200820047012.X披露的空调机,底壳与前后接水槽、引水槽均是一体成型,可以减少零件数量,减少装配工序,提高生产效率。空调机的漏水、漏风凝露、异响问题也大大减弱。


简单的说,ZL200820047012.X的核心就是把原本由多个零部件组成的水槽部件合并为1个零件,是一个纯粹的产品结构优化,从创新程度上来说并不太大(当然,从无到有,做出这样的优化并不简单)。但是,这个优化就价值4000万元。

“小创新、大能量”“小设计、大实力”,产品结构设计工程师不要小看自身价值,我们三维图中的一个小小的创新结构、一个小小的设计优化也许就价值千金。


03
工程师如何进行创新

3.1 创新来源于哪里?

来源一:新的需求

在开发新产品时,常常会有新的设计需求,包括产品功能、性能、易使用性和可靠性等需求。需求越不平常,就意味着去改变现有产品结构,就意味着创新机会。


所以,不要埋怨老板又给你分配新产品开发任务了,说不定这正是你大显身手的时候。


来源二:当前产品结构存在缺陷

创新本质上是一个解决方案,用于解决当前产品结构存在的缺陷。如果当前产品结构很完美,没有缺陷,那就没有机会去创新。


当前产品的结构缺陷可以包括:

  • 产品结构复杂,难以制造和装配;

  • 产品结构不利于用户操作和使用,影响用户体验和使用人性化;

  • 产品成本太高。


所以,当生产部门向我们抱怨产品不好组装时、用户投诉产品很难用时、老板抱怨成本太高时,不要忙着去解释和甩锅,这可能是创新的最好机会。


3.2 创新必备的心态

1)匠人心态

匠人心态,就是以工匠精神来对待产品结构设计,精益求精、精雕细琢、追求完美,对于产品细节有着近似病态的追求。


只有具有匠人心态,才会对现有的产品结构永远不满意,才会想着去改变、去优化,使其更加完美,例如使得产品更容易装配、用户体验更好、产品成本更低等。


而产品结构优化的过程就是产生创新的过程。


2)开放的心态

开放的心态意味着愿意去接纳新鲜的知识和观点、甚至看上去可能是不合常规或者不可理喻的观点。


例如,我会说:DFA是创新的一个工具,可以利用DFA来进行创新。


希望你的反应不会是:DFA是指通过设计来提高零部件的可装配性,这与创新风马牛不相及,怎么可能利用DFA来创新??钟老师,你不能因为你是做DFMA的,就认为DFMA包治百病吧。


当我们想到创新的点子时,一个开放的心态会有助于不会一开始就说不,从而不会把创新的点子扼杀在摇篮中。


开放的心态,同时意味着愿意去了解各行各业,从而具备一个开阔、跨行业的视野。


开阔、跨行业的视野对于创新的帮助简单和直接。一个行业的解决方案在另外一个行业如果是全新的,那么就可以直接得到创新。如果掌握这一技巧,创新、申请专利,真的像“Ctrl+C”“Ctrl+V”一样简单。


例如,我申请的第一个专利CN2771880Y,应用在电脑行业,而其原理和类似结构来源于电视机行业。

扩展阅读:原创 | 产品开发遇到技术难题怎么办?别急,搜索一下资料先!


再如,服务器行业的最新电路板紧固方式,如果在其他行业例如家电行业、交换机行业还没有使用,那么直接把这个紧固方式复 制粘贴,就是一个新的实用新型专利。

扩展阅读:干货 | 降本设计:服务器背板紧固工艺的进化


3.3 创新的工具
创新的工具很多,我推荐TRIZ和DFA,本文介绍TRIZ,下篇文章会介绍DFA在创新上的应用。

TRIZ是一个非常庞大的创新系统,其中有两点深深的影响了我。

1)99%的发明原理都不是全新的,都早已经存在
TRIZ的核心理论是:
  • 人们所面临的95%的问题,都可以利用已有的某学科内的知识体系来解决

  • 当遇到技术难题时,不仅仅要在本行业内寻找答案,也要在其它行业内寻找答案;不仅要在本专业内寻找答案,也应当向专业外扩展


在产品结构设计领域,我的解读为:

99%的发明、创新和解决方案都不是全新的,都已经以某种形式在本行业或者其它行业成熟运用,工程师要做的事情就是找到它,然后为我所用。只有1%的的发明、创新和解决方案需要去进行研究。


这促使我在产品开发碰到难题和挑战时,从来不会闭门去解决问题,而是坚信这个难题和挑战已经被解决过,我要做的唯一事情就是找到这个解决方案而已。

2)40个创新原理

很多人诟病40个创新原理没有用处,可能是因为40个创新原理是从20世纪上半叶的250万份专利中总结体验出来的发明规律,而当时的专利大多数与机械相关,因此对于其它行业的启示有限。

而正因为40个创新原理出身于机械,所以对于产品结构设计非常实用。工程师按照40个创新原理,依样画葫芦,可以进行傻瓜式的创新。

例如,对于插线板,利用“40个发明原理”中的其中三个原理,就可以进行创新。
普通插线板

原理01 分割:把物体分成容易组装和拆卸的部分
利用分割原理,发明可旋转插线板

原理05 组织或合并
利用合并原理,发明带USB功能的插线板

原理17 一维到多维

利用一维到多维原理,发明立体插线板

当然,可能有人会说:钟老师,你这是事后诸葛亮,是根据结果反推创新原理。

这个案例确实是根据结果来反推创新原理。但是,竟然能套上创新原理,这难道不是也很神奇吗?

信与否、不信与否,自己去试验一下就知道了。当工程师在需要创新时、或者碰到问题需要去找解决方案时,按照40个创新原理,一个一个的去找思路,我相信一定会给你很多意想不到的启迪。

关于40个创新原理或者更多TRIZ资料,欢迎阅读:
原创 | 工程师眼中的TRIZ


04
写在最后

创新很重要、很具有价值,更不能因为仅仅是产品结构设计领域的一个小小优化、一个微创新就忽视它。


同时,创新并不难、并不高深,也有规律可循。掌握创新的思维方式和工具,可以轻轻松松的创新。


工程师应当主动去创新,申请更多专利,从而为自己的升职加薪、职场发展添砖加瓦。


下一篇文章,我将会写如何利用DFA进行傻瓜式创新。


END—
来源:降本设计
电路焊接理论试验模具
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-11-13
最近编辑:1年前
钟元
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