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基于专利知识图谱构建法的健身产品创新趋势及设计方向研究

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包装工程 2024年

作者：俞书伟翁炅洲刘飞扬霍浩中国计量大学

目的通过构建健身产品专利知识图谱的方法来解决如何快速定义产品研发目标，确定产品创新设计方向。方法依据知识产权局公开专利数据库，用TF-IDF算法归纳近十年健身产品领域专利热点关键词，并通过计算得到产品热点关键词图谱，结合... 详细信息

目的通过构建健身产品专利知识图谱的方法来解决如何快速定义产品研发目标，确定产品创新设计方向。方法依据知识产权局公开专利数据库，用TF-IDF算法归纳近十年健身产品领域专利热点关键词，并通过计算得到产品热点关键词图谱，结合知识计量中膨胀词概念分析得到健身产品时序图谱，结合这两方面图谱的分析，依据图谱计算过程中的节点平均加权度以及膨胀词指标，从而得出健身产品的产品创新设计方向。结果将专利知识图谱构建的方法运用到健身划船机产品的创新设计中，成功完成了该产品的创新设计方向定义以及具体方案产出。结论使用专利知识图谱构建的方法进行健身产品创新设计方向的定义，能够快速帮助研发人员完成产品定义和设计方向决策，顺利完成研发目标，提升产品创新竞争力。

关键词：健身产品专利知识图谱构建创新设计方向定义

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专利知识辅助产品创新的方法

浙江大学学报（工学版） 2011年第2期45卷 228-233,246页

作者：邱清盈张惠冯培恩浙江大学CAD&CG国家重点实验室浙江杭州310027 浙江海洋学院机电工程学院浙江舟山316000

为了利用产品创新结果和产品再创新源泉的专利文献去激发设计灵感和辅助产品创新,分析了专利知识的结构和表达方式,提出一种利用专利知识辅助产品创新的方法,即通过分析同类和异类产品专利中的各种知识,利用关联规则算法挖掘目的功能-... 详细信息

为了利用产品创新结果和产品再创新源泉的专利文献去激发设计灵感和辅助产品创新,分析了专利知识的结构和表达方式,提出一种利用专利知识辅助产品创新的方法,即通过分析同类和异类产品专利中的各种知识,利用关联规则算法挖掘目的功能-手段功能之间的关联规则,获得目的功能-手段功能之间的关联知识,借助灵感激发原理有效获取关联异类产品专利,进而识别和提取异类产品专利中的灵感激发因素,从异类产品专利中获取启发式知识,并提出辅助产品创新设计流程.最后以冲击钻的创新设计为例验证了提出的方法,实验结果表明该方法的有效性.

关键词：专利知识关联规则灵感激发产品创新

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基于专利知识的机械产品辅助创新系统

计算机集成制造系统 2013年第2期19卷 354-361页

作者：邱清盈薛驰冀瑜冯培恩浙江大学CAD&CG国家重点实验室浙江杭州310027

为利用专利中丰富的知识辅助设计师进行创新设计,提出基于专利知识的机械产品辅助创新设计的流程,探讨了流程中专利检索、专利预处理、专利知识提取、专利知识辅助创新等关键技术的实现策略。通过基于关联规则法的专利检索技术以及基于... 详细信息

为利用专利中丰富的知识辅助设计师进行创新设计,提出基于专利知识的机械产品辅助创新设计的流程,探讨了流程中专利检索、专利预处理、专利知识提取、专利知识辅助创新等关键技术的实现策略。通过基于关联规则法的专利检索技术以及基于分类算法和创新性评估方法的专利预处理技术,可以针对性地获取有利于辅助创新设计的专利。通过提取专利知识结合启发规则构建专利创新设计的启发环境,可以有效激发设计师的创新思维产生创新方案。研发了基于专利知识的机械产品辅助创新设计系统,以具有磁力自锁的液压油缸创新设计实例,验证了系统的实用性。

关键词：创新设计专利知识启发创新系统产品设计

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基于多属性的专利知识表征与组织

工程设计学报 2017年第1期24卷 1-7页

作者：杜晓娇熊艳刘龙繁石钎四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

针对专利知识传统获取方式中存在的技术领域局限,利用矛盾、物质-场、功能、发明原理、标准解和效应等6种创新属性构建专利知识多属性表征模型;每种创新属性均采用对应的属性层次树进行多层次描述,并由此提出了基于多属性的专利知识多... 详细信息

针对专利知识传统获取方式中存在的技术领域局限,利用矛盾、物质-场、功能、发明原理、标准解和效应等6种创新属性构建专利知识多属性表征模型;每种创新属性均采用对应的属性层次树进行多层次描述,并由此提出了基于多属性的专利知识多层次组织策略及算法流程;在此基础上,给出了基于该模型的应用框架.通过上述方法构建得到基于多属性多层次的本地专利库,从多个属性角度对专利知识进行综合表征,并支撑不同层次专利知识的获取.从而,打破了技术领域的局限,促进跨学科、跨领域专利知识的快速、有效获取,有利于激发设计人员进行类比迁移.最后,通过微纳空心镍球制备方法的改进示例说明该模型的可行性.

关键词：专利知识多属性多层次属性标签跨领域

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面向产品创新的专利知识库框架构建研究

情报杂志 2020年第2期39卷 140-147页

作者：崔靖华包翔陆介平宋余庆刘桂锋江苏大学科技信息研究所镇江212013 江苏大学图书馆镇江212013 镇江高等专科学校国家专利导航试点工程(江苏)研究基地镇江212003

[目的/意义]专利知识是创新的重要资源。利用本体技术有效地整合产品创新所需的专利知识资源,形成面向产品创新的专利知识库框架,方便和引导企业创新人员对相关专利知识的检索和利用,以促进企业产品的创新。[方法/过程]根据专利知识结构... 详细信息

[目的/意义]专利知识是创新的重要资源。利用本体技术有效地整合产品创新所需的专利知识资源,形成面向产品创新的专利知识库框架,方便和引导企业创新人员对相关专利知识的检索和利用,以促进企业产品的创新。[方法/过程]根据专利知识结构层,从产品的需求、功能、作用原理、结构、实例5个方面,基于本体的方法,研究了产品专利隐性知识本体的构建,同时结合专利显性知识构建面向产品创新的专利知识库框架。[结果/结论]通过本体的构建,提出了包括专利数据管理、语义检索、产品专利隐性知识管理、产品专利显性知识分析等功能模块的产品专利知识库的主界面设计,进而提出包括数据层、本体层、用户层的面向产品创新的专利知识库的架构设计。

关键词：产品创新专利知识库本体专利知识

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基于专利知识库的系统功能基因构建过程研究

基于专利知识库的系统功能基因构建过程研究

作者：冯慧河北工业大学

学位级别：硕士

产品的创新设计方法一直是产品设计研究的热点,产品创新大多是在原有产品的基础上进行的,本质上与生物基因的遗传思想有相通之处,产品功能基因概念的提出为产品的创新设计提供了新的路径。设计者在进行产品的创新的设计时往往需要借鉴... 详细信息

产品的创新设计方法一直是产品设计研究的热点,产品创新大多是在原有产品的基础上进行的,本质上与生物基因的遗传思想有相通之处,产品功能基因概念的提出为产品的创新设计提供了新的路径。设计者在进行产品的创新的设计时往往需要借鉴来自个人及团队的经验和来自书本、互联网以及专利文献中的知识。专利包含了世界上90%～95%技术信息,专利作为设计者进行产品创新设计的知识来源,大大促进了产品的创新设计。论文提出了功能基因的概念和模型,在综合国内外专利挖掘方法的基础上,针对中文专利提出了专利产品的功能基因信息获取方法,并给出了用于创新设计的新系统功能基因的构建方法。论文主要研究内容如下:1.功能基因概念和模型。通过对生物基因的分析,结合功能的概念提出了功能基因的概念,并给出了功能基因模型。功能基因模型中含有专利产品的结构信息和功能信息。专利产品的功能基因组含有专利产品的全部结构和功能信息。2.基于专利的产品功能基因结构网络构建系统。通过对专利文本结构和内容的深入研究,运用自然语言处理技术,给出专利产品结构信息提取方法,其中包括了专利元件和元件关系提取,提出了技术特征语句元件关系匹配规则,最终在系统上自动生成专利产品功能基因的结构网络即得到专利产品功能基因的结构信息。3.专利产品的功能基因获取方法。专利产品功能基因的获取流程为:首先利用专利产品功能基因结构网络构建系统提取专利产品功能基因的结构信息,利用功能基因的结构信息推理得到产品功能基因的功能信息,根据所提出的功能基因模型将功能信息和结构信息组合得到专利产品的功能基因。4.新系统功能基因构建过程。首先根据用户需求查找专利,提取专利产品的功能基因,按照新系统功能结构和组合策略组合原系统功能基因和专利产品功能基因,改进组合后的功能基因得到新系统的功能基因。5.以太阳能电池板自然风除尘系统为实例,根据新系统功能基因构建过程完成太阳能电池板自然风除尘系统的功能基因构建,提取功能基因组中结构信息并表达完成太阳能电池板自然风除尘系统的概念设计。在概念设计方案的基础上,完成除尘系统的详细开发工作。

关键词：功能基因专利知识社区发现太阳能电池板除尘

基于专利知识挖掘的产品设计需求获取与分析研究

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基于专利知识挖掘的产品设计需求获取与分析研究

作者：翟建鹏河北工业大学

学位级别：硕士

自从进入21世纪,世界范围内的市场竞争愈演愈烈。需求获取作为产品开发周期的起点,决定产品进入市场后是否会赢得客户青睐,对产品设计至关重要。如何获取并准确的将客户需求融入到产品设计中,是决定该创新产品能否成功进驻市场的一个重... 详细信息

自从进入21世纪,世界范围内的市场竞争愈演愈烈。需求获取作为产品开发周期的起点,决定产品进入市场后是否会赢得客户青睐,对产品设计至关重要。如何获取并准确的将客户需求融入到产品设计中,是决定该创新产品能否成功进驻市场的一个重大前提。需求不是凭空想出来的,是可以通过科学系统的方式挖掘整理出来的。专利作为一种科技文献,集多种信息于一体,新颖性强,内容完整而详尽。本文基于专利知识挖掘进行产品设计需求获取与分析研究,就是以专利文献知识为基础,构建产品设计需求提取模型,挖掘出隐藏在专利中的需求信息。形成一种系统化、可操作性的产品设计需求获取与分析方法,为技术研发人员制定产品研发策略提供数据支撑。论文的主要内容包括:1、专利信息采集。分析专利文献的特点,并利用专利检索、分析工具对目标专利进行分析并导出专利文本数据,然后对专利文本数据进行分词、清洗、规范化,去除重复专利形成专利知识库。2、需求获取。建立产品设计需求信息获取过程模型,运用文本挖掘、信息提取等方法直接提取显性需求;并结合专利技术方案,通过技术功效分析、技术对比、技术演化分析等方法从专利中提取产品隐性需求,完成需求获取。3、需求分析与归纳。对获取的需求进行属性确定、等级结构划分,将需求数据整合成一套易于管理的需求集,以驱动概念设计的生成。4、需求演化。结合技术生命周期与需求进化定律,建立技术生命周期各阶段的需求Kano模型,揭示产品需求演化规律,确定当前阶段的兴奋需求。5、以金融机械中的清分扎把机为例,完成产品设计需求的获取与分析,对产品前端设计提供有价值的参考,验证此方法的可行性和有效性。

关键词：专利知识需求获取需求分析需求演化技术生命周期

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面向创新设计的专利知识抽取方法

计算机应用 2016年第2期36卷 465-471页

作者：马建红张明月赵亚男河北工业大学计算机科学与软件学院天津300401

专利蕴含丰富的背景、技术、功能等知识,对创新设计领域起着重要的作用。对创新知识进行有效提取,能推动人们对知识的利用,助于突破固有的思维定势及知识面的限制,启发设计者从独特、新颖的角度进行产品设计。从创新设计的角度,提出基... 详细信息

专利蕴含丰富的背景、技术、功能等知识,对创新设计领域起着重要的作用。对创新知识进行有效提取,能推动人们对知识的利用,助于突破固有的思维定势及知识面的限制,启发设计者从独特、新颖的角度进行产品设计。从创新设计的角度,提出基于组合特征和最大熵分类器的专利创新知识抽取方法。该方法运用自然语言处理方法,增加专利领域术语识别算法,联合词特征和最短路径闭包树句法特征,最后采用最大熵进行基于语义分析的知识提取,并对知识属性进行标注。实验结果表明,引入组合特征,能高效地处理专利要解决的问题,以及技术方案中的目标功能、作用原理、位置特征等创新知识之间的语义角色关系。

关键词：语义分析专利知识创新知识信息抽取语义角色最大熵

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基于创新性评估的机电产品专利知识挖掘系统

机械设计与制造 2017年第9期 86-89,93页

作者：于丽娅王自勤贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

为有效挖掘专利中丰富的设计知识辅助机电产品创新设计,设计了基于创新性评估的机电产品专利知识挖掘系统框架,探讨了机电产品专利设计知识的表达方法、创新性评估、及专利知识提取等关键技术的实现策略。通过分析专利设计知识的特点,... 详细信息

为有效挖掘专利中丰富的设计知识辅助机电产品创新设计,设计了基于创新性评估的机电产品专利知识挖掘系统框架,探讨了机电产品专利设计知识的表达方法、创新性评估、及专利知识提取等关键技术的实现策略。通过分析专利设计知识的特点,以专利文献中的动名词短语进行创新层次特征抽取,并利用余弦相似度原理,设计了基于向量空间的专利设计知识创新性评估算法,结合机电产品专利功能知识提取方法,针对性地获取创新性强的专利设计知识。研发了机电产品专利知识挖掘原型系统,并通过油辣椒搅拌器创新设计验证了方案的实用性。

关键词：专利知识机电产品创新性评估知识挖掘