基于专利知识的产品创新设计方法研究

发布时间：2016-06-15 05:37

1绪论

根据WIPO的研究报告表述，近十年来全巧的专利申请量年平均增长李达到了4.7％左右，单单我国毎年的专利申请数已达到百万，而公布的专利总数已经超过二百万，图1.1是世界五大知识产权局专利在2004－2014年的申请量的变化趋势。如果能够有效地利用丰富的专利资源，不仅可促进工业科技的发展，而且可以缩短创新设计的研发周期以节约科研经费。但是这些专利的存在形式主要有自然语言文本、图形和公式等，其信息量巨大，人王很难对其进行处理。借助计算机自动化处理能力，结合专利知识辅助产品创新设计方法，高效地实现专利检索、专利知识获取与表示、专利知识推送及创新等。因此，如何利用日益发展的计算机技术自动处理巨大的知识信息量并辅助产品创新设计是创新设计方法中的重要分支。

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2基于相化度计算的专利捡索方法研究

2.1引言

用户在产品设计过程中通常需要查找相关的知识辅助其进行产品设计。随着对专利文献的研究日益深入，将专利中蕴含的各领域丰富的知识资源应用于产品创新设计的研究成为了当前重要的研究方向。但是，随着专利数量的日渐增长，大量的专利在一定程度上增加了专利检索难度，反而阻碍了专利在设计中的有效应用。当前关键词检索法得到的大量专利文献中，通常只有一部分满足用户的设计需求，检索后再筛选费时费为。利用相化度计算的专利检索方法，可以实现由用户提出的产品描述进行检索，也可由相关产品的目标专利进行检索，由不同的检索途徑满足不同设计需求。本章重点分析专利文本的特点，考虑了用于相化度计算的特征词形式及其位置权重对相似度计算的影响，改逍了相化度的计算方法，从而提高专利检索的堆确性。

2.2基于相似度计算的专利检索方法介绍

通过避开同领域的专利技术，以防止侵犯他人专利权。而直接利用专利文献进行反求设计的关键在于对反求对象的特征分析，包括其结构和功能特征，通过有效的特征分析可以提高检索效率，减小检索工作量，因此，所反求对象的产品专利即可作为检索条件进行检索，可以提高检索的效率；规避设计则是避开同领域的专利产品中的结构、原理等，特别是权利要求书中的专利产品必要技术特征，因此，利用专利文本进行检索可以避免忽咯关鍵的技术特征，使检索的结果更加准确。由以上的分析发现，不同的设计方法决定了采用何种检索条件，故针对不同用户的不同设计方法，需要用户输入的检索条件如表2.1所示。由相应的检索条件检索获取用户所需的相关专利文献进行产品巧计。

3基于专利知识的推送方法研究...........27

3.1引言...........27
3.2专利知识推送的形式化表达...........28
3.3专利知识的推送求解...........40
3.4专利知识的推送流卷...........46
3.5实例分析...........48
3.6本章小结...........49
4基于专利知识的计算机辅助产品创新设计系统...........50
4.1引言...........52
4.2系统开发环境及总体框架...........53
4.3产品创新设计及系统功能实现...........58
4.4小结...........67
5总结与展望...........69
5.1总结...........69
5.2展望.............70

4基于专利知识的计算机辅助产品创新设计系统

4.1引言

在前文的章节中，已经提出了基于专利知识的产品创新设计方法，对产品专利的检索以及利用提取的专利知识进行推送进行了系统性的研究和分析，初步建立了基于专利知识的产品创新设计方法的基本理论基础与框架，以此为基础利用计算机开发并实现了基于专利知识的计算机辅助产品创新设计系统，结合设计实例对系统中的各个模块的功能实现进行分析说明。

4.2系统开发环境及总体框架
用户通过在客户端新建设计信息，，输入检索条件，以其检索条件对由相关关键词检索到的专利进行二次检索，系统对专利进行分析处理和知识获取，结合用户的提出的设计需求，依次匹配推送相关的专利知识，用户以此知识完成概念设计阶段的设计任务。系统的结构主要包括用户管理模块、专利检索模块、专利知识提取模块、专利知识推送模块和知识库管理模块五大模块，如图4.2所示，各模块具体功能介绍如下：（1）用户管理模块：是用户与系统的交互界面，用户从自身需求出发建立自己的账号，并录入相关信息，包括检索条件及设计需求，再次使用可直接登陆进入。（2）专利检索模块：从用户的检索条件出发对从美国专利局数据库获取的专利进行二次检索，通过两次筛选的专利提高了专利查找的准确性，更加符合用户的需求。（3）专利知识提取模块：根据专利文本中知识存在的特点，利用专利知识提取方法对专利中包括功能知识和结构知识在内的作用结构知识以及后发性知识进行提取，并建立专利知识库。
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5总结与展望

5.1总结

在如何更好地获取相关专利文本、如何更好地提取专利知识以及如何更好地利用从专利中提取的知识等卢品创新设计研究中重要的研究方向的背景下，针对当前基于专利知识的产品创新设计中存在的一些亟待解决的问题，特别是本课题组已有的基于专利知识的产品创新设计方法存在的问题，深入研究了专利文本的检索获取方法及针对用户设计需求的基于专利知识的推送方法，并在此基础上初步实现了基于专利知识的计算机辅助产品创新系统，并将其应用于自动螺钉装配机构的创新设计中。

5.2展望

论文针对当前专利知识辅助产品创新设计流程中的一些关键性技术问题包括专利检索及专利知识推送等方面进行了针对性地研究，并取得了初步的研究成果，但由于研究水平和时间的限制，对于专利知识辅助产品创新设计仍然有一些王作需要进一步的完善和研究，如：1．专利检索方法的进一步深入。虽然在基于向量空间文本相化度算法的基础上进行一系列的改进，但在检索的准确度上仍然可以有很大的提升空间。当前针对特征词语又相似度的研究邑经相对成熟，因此，可研究基于语又分析与词频统计相结合的算法并用于专利检索，使得检索更为准确。2．专利知识提取。本文沿用了由人工总结专利文本在规律进而归纳用于专利知识提取的规则，很大卷度上受人工主观的影响，而且已提取的专利知识并不是全部都可レ乂进行应用，需要对专利知识进行更深入的了解，实现专利知识的自动获取并提高专利知识的利用率

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参考文献（略）

本文编号：57355