学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于专利挖掘的创新设计关键技术研究

作　者: 梁艳红
导　师: 檀润华
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 计算机辅助创新技术成熟度预测发明原理创新设计文本挖掘专利 TRIZ
分类号: TB472
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 242次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

知识是创新的基础,专利是产品创新、促进企业发展的重要知识资源,TRIZ是面向技术创新问题解决的专利知识挖掘,是目前产品创新设计领域最重要的理论之一。以TRIZ进化理论为基础的产品技术成熟度预测,以及冲突解决原理辅助产生创新方案,使企业的研发决策更加科学合理,使产品创新有据可循。论文在TRIZ理论研究的基础上,面向产品创新的关键技术——技术成熟度预测和发明原理,借助文本挖掘和自然语言理解等先进的技术手段,重点研究依托专利资源进行计算机辅助创新的实现方法,以拓宽设计人员的设计决策和创新能力。论文的主要内容包括以下几个方面:(1)提出了基于专利知识的产品创新设计方法,结合从专利文献中提取的有效知识和规律,增加创新设计的可预知性。(2)在应用技术成熟度预测和冲突解决原理时,利用文本挖掘技术对专利进行分析和研究,给出了基于文本挖掘技术进行专利分析并用于产品创新的一种新思路,不仅延展了专利研究的角度和应用,并且可促进发明原理对应专利知识库的建设,推动TRIZ理论自身的发展和完善。(3)分析了现有的产品技术成熟度预测方法,在Altshuller的专利考察模式基础上,研究了在现代信息化社会利用专利挖掘技术辅助企业进行技术成熟度预测的方法。论文根据专利文献的特点,给出了一套新的产品技术成熟度预测指标及其模型,开发了技术成熟度预测指标数据提取的软件系统,作为Invention Tool 3.0软件中技术进化模块的前处理系统。并应用该方法对美国的蝶阀产品进行了技术成熟度预测。(4)阐述了常用的专利分类标准,从产品创新设计角度出发,指出当前专利分类体系支持创新设计的局限性,提出了一种面向发明原理的专利分类标准,辅助TRIZ使用者在产品的概念设计阶段从各个领域的专利文献中汲取知识,增强创新设计的能力。(5)对英文专利的预处理技术和建立数学模型的方法进行了研究。在面向发明原理的专利分类中,对特征权重的计算方法、特征选择的方法和分类的方法进行了研究和试验。在此基础上,从TRIZ中选出10个发明原理,采用VC++程序设计语言实现软件编码,开发出了根据发明原理进行专利分类的软件,作为Invention Tool 3.0软件中冲突解决原理模块的后处理创新支持系统。并以造纸机为实例进行创新设计,帮助设计者产生原理方案,从而验证了该理论和方法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-24
  1-1 课题背景和问题的提出  11-12
  1-2 国内外相关研究综述  12-19
    1-2-1 机械产品创新设计研究概述  12-15
    1-2-2 产品技术成熟度预测技术研究综述  15-16
    1-2-3 面向TRIZ的专利分析研究综述  16-18
    1-2-4 专利文本挖掘研究综述  18-19
  1-3 课题的研究意义和主要研究内容  19-24
    1-3-1 课题的研究目的及意义  19-21
    1-3-2 论文的主要研究内容和组织结构  21-24
第二章专利文献中知识获取的技术基础  24-40
  2-1 专利的性质和专利文献的研究  24-26
    2-1-1 专利的性质  24
    2-1-2 专利文献的概念、特点与作用  24-25
    2-1-3 专利文献的检索  25-26
  2-2 数据挖掘概述  26-29
    2-2-1 数据挖掘的起源和定义  26-27
    2-2-2 数据挖掘与知识发现  27-28
    2-2-3 数据挖掘的主要功能  28-29
  2-3 文本挖掘的定义和过程  29-31
    2-3-1 文本挖掘的定义  29-30
    2-3-2 文本挖掘的过程  30-31
  2-4 文本挖掘的关键技术  31-37
    2-4-1 文本预处理  31-34
    2-4-2 文本挖掘的机器学习  34-37
  2-5 专利分类  37-39
    2-5-1 专利分类的通用标准  37
    2-5-2 面向产品创新设计的专利分类标准  37-39
    2-5-3 专利文本分类  39
  2-6 小结  39-40
第三章专利支持的产品技术成熟度预测和冲突解决原理  40-51
  3-1 产品创新设计过程  40-41
  3-2 产品技术成熟度预测技术  41-45
    3-2-1 产品进化过程  41-44
    3-2-2 TRIZ中的S曲线和产品技术成熟度预测  44-45
  3-3 冲突解决原理  45-49
    3-3-1 冲突的定义及其解决过程  45-47
    3-3-2 发明原理  47-49
  3-4 产品创新设计过程中的专利知识获取  49-50
  3-5 小结  50-51
第四章基于专利挖掘的技术成熟度预测研究  51-71
  4-1 基于专利挖掘的技术成熟度预测研究的可行性  51
    4-1-1 专利作为技术成熟度预测研究对象的可行性  51
    4-1-2 文本挖掘作为技术成熟度预测研究技术支持的可行性  51
  4-2 基于专利挖掘的技术成熟度预测模型  51-59
    4-2-1 基于专利挖掘的技术成熟度预测模型的研究基础  51-52
    4-2-2 基于专利挖掘的技术成熟度预测指标及其模型  52-59
  4-3 基于专利挖掘的技术成熟度预测分析  59-62
    4-3-1 基于专利指标曲线极值点的技术生命周期划分  59-61
    4-3-2 产品技术成熟度组合判据  61
    4-3-3 专利指标曲线的拟合  61
    4-3-4 基于专利挖掘的产品技术成熟度预测步骤  61-62
  4-4 工程实例--蝶阀的技术成熟度预测  62-70
    4-4-1 蝶阀技术简介  62-64
    4-4-2 数据采集  64
    4-4-3 蝶阀技术成熟度预测指标数据的获取  64-68
    4-4-4 生成曲线图并分析结果  68-70
  4-5 小结  70-71
第五章面向发明原理的专利分类预处理  71-85
  5-1 面向发明原理的专利分类过程  71-73
  5-2 专利代表成份的选择  73-75
    5-2-1 专利成份选择的必要性  73-74
    5-2-2 专利成份选择试验及分析  74-75
  5-3 专利文本的特征抽取  75-76
  5-4 专利文本的特征选择  76-82
    5-4-1 特征选择的必要性  76
    5-4-2 特征选择的方法  76-80
    5-4-3 基于文档频、词频的特征评估函数  80-81
    5-4-4 试验结果及分析  81-82
  5-5 专利分类中的特征权重计算  82-84
    5-5-1 传统的TF-IDF  82-83
    5-5-2 基于类别信息的TF-IDF  83-84
  5-6 小结  84-85
第六章面向发明原理的专利分类系统实现  85-105
  6-1 面向发明原理的专利分类概述  85-86
    6-1-1 面向发明原理的专利分类描述  85-86
    6-1-2 单标号文本分类和多标号文本分类  86
  6-2 面向发明原理的专利分类的准备工作  86-88
    6-2-1 发明原理的选取  86-88
    6-2-2 专利样本集的收集  88
  6-3 分类方法研究  88-94
    6-3-1 k最近邻（k Nearest Neighbor，k NN）  88-90
    6-3-2 类中心向量（Center Vector，CV）  90-92
    6-3-3 基于类中心向量的k最近邻（CV-kNN）分类方法  92
    6-3-4 朴素贝叶斯（Naive Bayes, NB）分类  92-94
  6-4 实验结果及评价  94-98
    6-4-1 问题描述  94
    6-4-2 实验结果评价方法  94-96
    6-4-3 实验结果及分析  96-98
  6-5 系统功能实现  98-100
    6-5-1 系统开发环境要求  98
    6-5-2 系统界面及使用  98-100
  6-6 工程实例--造纸机的改进  100-103
    6-6-1 造纸机的特点和现存问题  100
    6-6-2 分析问题  100
    6-6-3 利用TRIZ求解冲突  100-103
    6-6-4 方案评价及选择  103
  6-7 小结  103-105
第七章结论与展望  105-107
  7-1 全文工作总结  105
  7-2 本文的创新点  105-106
  7-3 未来工作及展望  106-107
参考文献  107-113
附录A  113-115
附录B  115-119
附录C  119-120
致谢  120-121
攻读学位期间所取得的相关科研成果  121

基于专利挖掘的创新设计关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文