patent-avoidance-design

专利规避设计技能

基于TRIZ方法论的完整专利规避设计流程，通过技能嵌套实现"还原→裁剪→检索→方案→判定"全链路。

何时使用本技能

当出现以下情况时使用：

• 用户上传专利PDF或提供专利号，要求进行规避分析
• 用户要求生成不侵权替代方案
• 用户需要验证某方案是否侵权
• 用户提到"专利规避"、"规避设计"、"不侵权方案"

---

技能嵌套关系

本技能嵌套调用 patent-claim-to-funcmodel 子技能，实现"前半段还原+后半段规避"的分工协作：

patent-avoidance-design（本技能）
│
├── 阶段0：定义应用需求（北极星）★ 新增前置步骤
│   └── 输出：应用需求卡片（指标/目标值/容差/优先级/验证方式）
│       └── 传递给所有后续阶段作为目标基准
│
├── 阶段I：调用 patent-claim-to-funcmodel 子技能（8步）
│   ├── 接收阶段0应用需求卡片作为输入（避免子技能重复执行步骤0）
│   ├── Phase A：本体论解构（步骤1-4）
│   ├── Phase B：TRIZ功能分析（步骤5-7）
│   └── Phase C：功能模型图输出与对比（步骤8）
│       ├── 8.1 SVG功能模型图（Blueprint风格）
│       ├── 8.2 专利原文 vs 还原对比表
│       └── 8.3 裁剪方向（3-5个最佳方向）★ 关键衔接输出
│
├── 阶段II：TRIZ裁剪（步骤9）
│   ├── 9.1 确定裁剪目标
│   ├── 9.2 应用裁剪规则（A/B/C）
│   ├── 9.3 生成裁剪模型
│   └── 9.4 输出裁剪问题列表（每个方向3-5个问题，共9-25个）
│
├── 阶段III：功能导向检索 FOS（步骤10）
│   ├── 10.1-10.9 每个问题≥5个方案
│   └── 10.9' 方案筛选（三维打分：规避性50%+落地性35%+创新性15%）
│       └── Top 10 方案进入阶段IV
│
├── 阶段IV：非等效方案生成（步骤11，10个方案）
│
└── 阶段V：侵权判定（步骤12，10个方案）

嵌套调用规则

1. 阶段0 在所有专利分析之前完成，应用需求卡片作为后续所有阶段的目标基准
2. 阶段I 完全委托给 patent-claim-to-funcmodel 子技能执行，本技能不重复定义其流程；阶段0已完成时直接将应用需求卡片传递给子技能，子技能不再重复执行步骤0
3. 如用户只需要功能模型还原部分 → 直接使用 patent-claim-to-funcmodel 技能（该技能内置步骤0）
4. 如用户需要完整规避设计 → 使用本技能，阶段0先执行，阶段I自动调用子技能
5. 关键衔接点：子技能步骤8.3输出的3-5个裁剪方向 → 本技能步骤9的裁剪目标输入

---

阶段0：定义应用需求（北极星）

性质： 前置步骤，必须在阶段I专利分析之前完成。本步骤通过调用 application-requirements-card 共享子技能完成。

调用规则：

• 调用 application-requirements-card 子技能生成应用需求卡片
• 接收子技能输出的标准化卡片
• 卡片向下传递给阶段I的 patent-claim-to-funcmodel 子技能调用，避免重复执行其步骤0

输入：

• 客户业务需求 / 产品规格书
• 目标产品的应用场景

输出： 应用需求卡片（标准格式：指标/目标值/容差/优先级/验证方式）

详细的卡片生成流程、字段定义、HAMR/LTPS/5G滤波器等实例请见 application-requirements-card 子技能的 SKILL.md，本技能不重复定义。

应用需求卡片对本技能各阶段的关键作用：

重要原则：

• 应用需求是整个流程的目标输入，不是被动约束
• 当应用与专利原始应用不同时，应用需求差异本身可成为最强规避入口（典型案例：CN103313948B 显示器基板专利 vs HAMR硬盘基板应用，性能要求量级不同导致配方天然跳出独权）
• 当无法获取明确应用需求时，调用 application-requirements-card 子技能主动询问用户而非自行假定
• 应用需求卡片在阶段0输出后，传递给子技能 patent-claim-to-funcmodel 时无需重复执行其步骤0

---

阶段I：调用 patent-claim-to-funcmodel 子技能

执行方式： 按 patent-claim-to-funcmodel 技能的完整8步流程执行，产出以下衔接输出：

子技能的详细流程定义（Phase A/B/C 共8步）请参见 patent-claim-to-funcmodel 技能的 SKILL.md，本技能不重复定义。

---

阶段II：TRIZ裁剪（步骤9）

目标： 对子技能输出的裁剪方向中的目标特征，应用TRIZ裁剪规则A/B/C，生成裁剪模型和裁剪问题。

输入： 阶段I步骤8.3输出的3-5个裁剪方向 + 步骤7的功能性能水平分析表 + 步骤8.1的SVG功能模型图

数量要求： 每个裁剪方向产出3-5个裁剪问题，总计9-25个裁剪问题

裁剪流程（依据裁剪课件第39页）：

功能分析 → 裁剪方向（子技能输出）
    ↓
选择合适的裁剪规则（A/B/C）
    ↓ 规则A：确定能否同时裁剪2个组件
    ↓ 规则B：确定能否"自服务"
    ↓ 规则C：选择新的功能载体
    ↓
得到裁剪模型（裁剪后的系统功能模型）
    ↓
确定裁剪问题
    ↓
解决裁剪问题（步骤10：功能导向检索）

9.1 确定裁剪目标

裁剪目标的来源（依据课件第85页）：

1. 功能缺陷清单（功能分析的结果）
2. 流缺陷清单（流分析结果）
3. 关键缺陷清单（因果链分析的结果）
4. 低价值组件（功能-成本分析结果）
5. 专利规避裁剪方向（子技能步骤8.3的输出）

裁剪目标组件特征（依据课件第14页）：

• 成本高的组件
• 结构复杂的组件
• 产生有害、过度、不足功能的组件
• 规避对手专利的关键组件
• 裁剪后产生耳目一新产品的组件

9.2 应用裁剪规则

三条裁剪规则（依据课件第31-35页）：

规则A说明（依据课件第32页）：

• 最激进的裁剪方式，不适用于基本功能的裁剪
• 同时裁剪功能载体和功能对象
• 裁剪问题形式："如何移除功能对象[X]？"

规则B说明（依据课件第33页）：

• 功能对象自服务——功能对象自身完成原来由功能载体执行的功能
• 裁剪问题形式："功能对象[X]如何自行完成功能[F]？"

规则C说明（依据课件第34-35页）：

• 运用最广的一条裁剪规则
• 新功能载体必须是同一技术系统的系统组件或超系统组件
• 新功能载体的选择条件（至少满足其一）：
  1. 组件已经在功能受体上执行了相同或者类似的功能
  2. 该组件已经对另一个对象执行相同或者类似的功能
  3. 组件在功能受体上执行某种功能，或者至少与功能受体之间有功能的相互作用
  4. 该组件拥有执行所需功能所需要的必备资源
• 裁剪问题形式："新功能载体[Z]如何执行功能[F]？"

规则选择优先级：规则A > 规则B > 规则C（创新程度递减，实施难度递减）

9.3 生成裁剪模型

裁剪模型（依据课件第37页）：一种通过裁剪所开发出的技术系统提升后的模型。

生成裁剪模型的步骤：

1. 从功能模型图中删除被裁剪的组件节点
2. 将被裁剪组件的有用功能重新分配给新功能载体（规则B/C）或标记为已移除（规则A）
3. 更新功能连线：新载体→功能对象的连线替代旧载体→功能对象的连线
4. 标注裁剪问题（尚未解决的功能需求用虚线"？"标记）

9.4 输出裁剪问题列表

裁剪问题（依据课件第37页）：一个为实现裁剪模型而必须被解决的问题。裁剪问题以问题的形式提出：新功能载体将如何执行功能？

规范格式（依据课件第82页）：

| 功能载体 | 功能 | 功能受体 | 功能类型 | 剪裁规则 | 新功能载体 | 裁剪问题 |
|---------|------|---------|---------|---------|-----------|---------|
| [原载体] | [V] | [O] | [基本/附加/辅助] | [A/B/C] | [新载体/自服务/移除] | [问题陈述] |

裁剪问题陈述规则：

• 规则A："如何移除功能对象[X]？"
• 规则B："功能对象[X]如何自行完成功能[F]？"
• 规则C："新功能载体[Z]如何执行功能[F]？"

输出： 裁剪问题列表（每个方向3-5个，共9-25个）+ 裁剪模型（SVG功能模型图，标注裁剪后的系统状态）+ 裁剪问题筛选表

裁剪问题筛选表（必须输出）：

| 裁剪方向 | 裁剪问题编号 | 裁剪规则 | 裁剪问题陈述 | 创新度 | 是否进入FOS |
|---------|------------|---------|------------|--------|-----------|
| D1      | P1         | A       | 如何移除...  | ★★★   | ✓         |
| D1      | P2         | B       | ...如何自服务 | ★★★   | ✓         |
| D1      | P3         | C       | 新载体如何... | ★★☆   | ✓         |
| D2      | P4         | A       | ...         | ★★★   | ✓         |
| ...     | ...        | ...     | ...         | ...    | ...       |

筛选逻辑： 规则A/B产生的裁剪问题创新度高于规则C，标记为★★★优先进入FOS。所有问题均进入FOS检索，但优先处理★★★问题。

---

阶段III：功能导向检索 FOS（步骤10）

目标： 针对裁剪问题，通过功能导向检索（Function-Oriented Search, FOS）方法，从跨领域找到创新解决方案。

FOS核心思想： 将裁剪问题中的具体功能抽象为一般化功能，在领先领域中寻找成熟技术，再适配回本领域解决裁剪问题。

输入： 步骤9.4输出的裁剪问题列表

10.1 理解裁剪问题

处理：

• 优先处理规则A和规则B的高创新度裁剪问题
• 明确每个裁剪问题的核心矛盾
• 确定问题的应用场景和约束条件

10.2 提取明确功能

目标： 从裁剪问题中提取需要实现的核心功能。

流程：

• 识别动作动词：如"去除"、"分离"、"导向"、"检测"等
• 识别作用对象：如"行李"、"颗粒"、"流体"等
• 形成完整的功能描述："[动作] [对象]"
• 确保功能描述具体、可验证

10.3 确定参数要求

目标： 根据技术系统的工作环境和约束，确定功能需要满足的技术参数。

参数维度（依据FOS课件）：

• 性能参数：效率、精度、速度、容量等
• 成本参数：制造成本、维护成本、运营成本等
• 可靠性参数：稳定性、寿命、故障率等
• 约束参数：尺寸、重量、能耗、副作用等
• 人因参数：美观性、易用性、安全性等
• 环境参数：温度、湿度、压力、介质特性等

10.4 功能一般化处理（关键步骤）

目标： 将裁剪问题中的领域特定术语替换为通用术语，扩大跨领域搜索范围。

流程：

1. 识别术语：找出功能描述中的领域特定词汇
2. 术语抽象：将具体术语抽象为通用概念
   • 物质层级抽象：具体物质 → 物质类别 → 物质状态
     • "行李" → "固体物体"、"离散物体"
     • "颗粒" → "微小固体"、"微粒"
   • 空间层级抽象：具体位置 → 空间类型 → 抽象空间
     • "滑槽" → "通道"、"受限空间"
     • "涂层" → "表面层"、"界面"
   • 动作层级抽象：具体动作 → 动作类别 → 抽象动作
     • "导向" → "改变位置"、"分离"
     • "检测速度" → "测量运动参数"
3. 验证一般化：确保一般化后的功能描述不限于单一领域
4. 形成一般化功能："[通用动作] [通用对象]"

原则： 保留核心作用关系不变，避免过度抽象导致失去精确性。

10.5 确定领先领域

目标： 找到在该一般化功能方面技术成熟、解决方案丰富的领域。

领先领域识别原则：

• 功能核心性：该领域是否将此功能作为核心业务
• 技术成熟度：该技术在该领域是否经过长期验证
• 应用广泛度：是否有多种技术路径实现该功能
• 理论基础：是否有完善的理论支撑

默认优先考虑的领先领域：

1. 自然界：动植物的生存机制、自然现象的原理
2. 医药：人体生理机制、医疗设备技术
3. 航空航天：高可靠性要求、极端环境适应性
4. 军事：高可靠性、极端条件下的技术
5. 工业领域：大规模生产、成本控制（纺织、印刷、造纸、金属加工、半导体制造等）
6. 能源领域：高效率能量转换
7. 电子领域：微型化、精密控制

输出： 3-5个潜在领先领域。

10.6 选择合适技术

目标： 在每个领先领域中，找到能够实现该一般化功能的具体技术。

流程：

1. 技术列举：列出该领域实现此功能的所有已知技术
2. 技术分析：对每项技术进行两维度分析
   • 应用问题：在本领域应用可能存在的问题（尺寸、成本、资源等）
   • 借鉴价值：该技术的核心原理、优势、创新点
3. 技术筛选：选择最适合的技术（结构简单、成本可控、无特殊资源要求等）
4. 确定首选技术：每个领域选择1-2个最可行的技术方案

10.7 解决次级问题（关键步骤）

目标： 跨领域技术引入会带来新的问题，需要针对性解决。

次级问题类型：

• 动力源问题：如何提供必要的能源或动力
• 尺寸适配问题：如何缩小或放大以适应场景
• 资源依赖问题：如何消除对特殊资源（水、电、化学试剂）的依赖
• 材料兼容问题：如何找到适合本领域的替代材料
• 环境适应问题：如何适应不同的温度、压力、介质环境

解决策略：

• 利用本领域现有资源
• 寻找等效的替代技术方案
• 通过结构优化设计适配

10.8 迭代生成多个跨领域方案

目标： 回到步骤10.5，重复10.5-10.7，至少提供5个不同的跨领域解决方案。

要求：

• 选择不同的领先领域
• 选择同一领域中的不同技术
• 确保每个方案具有差异化
• 确保每个方案技术可行性高

10.9 方案汇总呈现

输出格式：

## 裁剪问题[P编号]的功能导向检索结果

**裁剪问题：** [问题陈述]
**明确功能：** [动作]+[对象]
**一般化功能：** [通用动作]+[通用对象]
**关键参数要求：** [参数列表]

| 方案编号 | 领先领域 | 参考技术 | 技术原理 | 次级问题及解决方案 | 预期效果 |
|---------|---------|---------|---------|------------------|---------|

**方案对比：** 从可行性、创新性、成本等维度对比
**推荐：** 根据规避需求推荐1-2个最优方案

对每个裁剪问题重复10.1-10.9流程。 优先处理★★★高创新度裁剪问题。

10.10 方案筛选（III→IV关卡）

目标： 从阶段III产出的所有方案（共45-125个）中，通过三维打分筛选出Top 10方案进入阶段IV。

打分维度与权重：

筛选流程：

1. 对每个方案按三维打分，计算加权总分：总分 = 可规避性×0.5 + 可落地性×0.35 + 创新性×0.15
2. 按总分从高到低排序
3. 选取Top 10方案进入阶段IV
4. 确保Top 10方案覆盖至少3个不同的裁剪方向（避免单一方向垄断）

输出： Top 10方案排名表

| 排名 | 方案编号 | 来源裁剪问题 | 领先领域 | 可规避性 | 可落地性 | 创新性 | 加权总分 |
|------|---------|------------|---------|---------|---------|--------|---------|
| 1    | P1-S3   | P1         | 采矿     | 9       | 8       | 9      | 8.65    |
| ...  | ...     | ...        | ...     | ...     | ...     | ...    | ...     |
| 10   | P5-S2   | P5         | 自然     | 7       | 7       | 8      | 7.15    |

---

阶段IV：非等效方案生成（步骤11）

目标： 对步骤10.10筛选出的Top 10方案，详细展开并验证非等效性。

输入： 步骤10.10输出的Top 10方案排名表

流程：

1. 详述每个方案（10个）：

   • 工作原理
   • 关键组件
   • 如何实现目标功能

2. 验证非等效性：

   • 与专利方案逐一对比
   • 检查：手段是否不同？功能是否不同？效果是否不同？
   • 至少在一个方面存在实质性差异

3. 输出格式：

方案N（来自：领域名称）：
- 原理：XXX
- 非等效性：XXX（对比专利方案：XXX）
- 优势：XXX
- 劣势：XXX

---

阶段V：侵权判定（步骤12）

目标： 验证阶段IV生成的10个方案是否真正规避了专利侵权。

输入： 阶段IV输出的10个非等效方案

流程：

1. 全面覆盖原则判定：

   • 被控侵权方案是否包含专利独权的"全部"技术特征？
   • 若否 → 不侵权 ✓
   • 若是 → 进入步骤2

2. 等同原则判定：

   • 对于已覆盖的技术特征，判断是否构成"等同"：
     • 手段是否基本相同？
     • 功能是否基本相同？
     • 效果是否基本相同？
   • 若三者均"基本相同" → 可能构成等同侵权 ⚠️
   • 若至少一项存在实质性差异 → 不构成等同 ✓

3. 禁止反悔原则抗辩：

   • 查阅专利审查历史：申请人是否曾限缩某项权利要求要素的范围？
   • 若是 → 该要素不能用于等同原则的扩张
   • 可据此免除等同侵权风险

4. 输出： 10个方案的最终判定：

   • 侵权（⚠️ 需重新设计）
   • 不侵权 ✓

---

输出交付物

---

五阶段筛选总表（必须输出）

在所有阶段完成后，必须输出一张贯穿五阶段的筛选总表，追溯每个最终方案从方向→问题→方案→筛选→验证→判定的完整链路：

| 最终方案 | 来源裁剪方向 | 来源裁剪问题 | FOS方案编号 | 三维总分(规避/落地/创新) | 非等效验证 | 侵权判定 | 最终结论 |
|---------|------------|------------|-----------|----------------------|-----------|---------|---------|
| S1      | D1         | P1         | P1-S3     | 8.65(9/8/9)          | ✓手段差异   | 不侵权✓  | 推荐采用  |
| S2      | D2         | P4         | P4-S1     | 8.35(8/9/8)          | ✓功能差异   | 不侵权✓  | 推荐采用  |
| ...     | ...        | ...        | ...       | ...                  | ...       | ...     | ...     |
| S10     | D3         | P9         | P9-S2     | 7.15(7/7/8)          | ✓效果差异   | 不侵权✓  | 可选采用  |

---

最终交付格式

本技能完成后，必须输出两种格式的交付物：

1. Markdown文档

• 文件名：{专利号}_专利规避设计报告.md
• 内容：包含五阶段全部输出物（序号1-17）的完整Markdown文档
• 结构：按阶段I→II→III→IV→V→总结 顺序组织
• 包含：所有表格、SVG图（内嵌或引用）、筛选总表

2. HTML报告

• 文件名：{专利号}_专利规避设计报告.html
• 生成方式：使用 html-ppt 技能，将Markdown文档内容转化为交互式HTML报告
• 报告要求：
  • 按阶段分页/分章节，支持导航跳转
  • SVG功能模型图和裁剪模型图内嵌展示
  • 筛选总表作为独立章节突出展示
  • 侵权判定结果用色彩区分（不侵权✓绿色、侵权⚠️红色）
  • 最终推荐方案单独成章

---

重要说明

• 技能嵌套：阶段I完全由 patent-claim-to-funcmodel 子技能执行，本技能不重复定义其流程
• 始终使用特征级功能建模（而非组件级）
• 确保方案真正非等效（非参数变体）
• 最终侵权判定需咨询专利代理人（本流程仅供参考）
• 每个阶段的筛选逻辑必须在输出物中显式体现（评级、打分、排序依据）
• 必须输出五阶段筛选总表，追溯每个最终方案的完整链路
• 最终交付：一份Markdown文档 + 一份HTML报告（使用html-ppt技能生成）

触发短语示例

• "帮我做专利IN362102B的规避设计"
• "分析这个专利的独立权利要求，生成不侵权方案"
• "用TRIZ裁剪和功能检索做专利规避"
• "这个方案会侵权吗？"

---

实际案例：CN113371388B 分离行李输送滑槽

专利基本信息：CN113371388B，机场行李输送技术，申请人：北京亿维讯同创科技有限公司

阶段I：特征级功能模型还原

• 15个特征：F1滑槽本体+F1a加速段+F1b减速段+F1c匀速段+F1d高摩擦涂层+F1e低摩擦涂层+F2第一速度传感器+F3挡板+F3a摆杆+F4动力驱动+F5第二速度传感器+F6接收段+F7提取段+F8第一滚轮组+F9第二滚轮组+M行李
• 6个关键发现：F3/F3a互斥实现方式、F1d/F1e功能效果型特征、有害功能（碰撞/堆积）、隐含组件（控制器/动力源）、双传感器冗余检测+时序逻辑、边界组件与超系统交互
• 5个裁剪方向：

阶段II：裁剪问题

10个裁剪问题，★★★高创新度问题4个（P1/P2/P4/P8），★★☆中创新度4个（P3/P5/P6/P9），★☆☆低创新度2个

阶段III：FOS检索结果

8个问题共检索出约35个跨领域方案，三维打分筛选后Top 10：

阶段IV/V：综合推荐Top 3

案例文件

• 分析文档：CN113371388B_特征级功能模型还原分析.md
• SVG功能模型图：CN113371388B_功能模型图.svg

使用前配置

本 Skill 依赖智慧芽开放平台 MCP 服务：

• 完成安装、初次使用时需进行自检，参见 README.md
• 用户需完成账号授权，并确保 Agent 环境已启用对应 MCP 工具
• 若未完成配置，本 Skill 只能提供分析框架，无法检索实时数据或生成基于数据库的结论
• 缺少MCP配置时，引导用户参照 README.md 在 [open.zhihuiya.com](https://open.zhihuiya.com/) 获取MCP。