基于专利数据的产品创新辅助系统设计与实现

摘要

创新是企业发展和生存的根本，产品创新是企业创新的核心。产品创新通常需要创新方法与领域知识相结合。传统的创新方法，如TRIZ，应用难度较高，使用者既要能够熟练使用TRIZ，又需要精通领域知识，才能将TRIZ应用到相应领域的实际问题并取得较好的效果，因此，对使用者要求高，不适用于大众创新。而与TRIZ密切相关又蕴含丰富领域知识的专利数据为产品创新提供了新的源泉。专利数据记载了发明创造的成就和轨迹，包含丰富领域知识与技术。因此，可以充分利用专利数据中领域知识辅助创新者进行产品创新。而如何从数百万专利数据中提炼出创新相关信息，大数据技术为此提供了契机和方法。
　　基于上述背景，本文设计与实现了基于专利数据的产品创新辅助系统。该系统是大数据驱动创新方法工作服务平台的一部分，平台的另一个子系统——创客社区为该系统提供众智支持。基于专利数据的产品创新辅助系统主要实现的功能包括六部分:专利数据爬取、专利数据处理、创意生成、创意管理与评估、创新方案生成、创新方案管理与评估。其中，专利数据爬取负责从万方知识服务平台中爬取各领域专利数据;专利数据处理负责将爬取到的专利数据进行中文分词、专利索引创建、词向量与文档向量表示等处理工作;创意生成负责根据用户输入的创新关键词进行相关词汇聚和相关专利检索，辅助用户产生创意;创意管理与评估负责对创意进行增删改查等管理和将创意发布至创客社区进行评估，根据评估结果筛选可行创意并修改完善创意;创新方案生成负责将创意实施过程中的技术问题与发明原理匹配，同时推荐发明原理相关专利，辅助用户应用TRIZ发明原理解决技术问题，生成创新方案;创新方案管理与评估负责对创新方案进行增删改查等管理和将技术问题与创新方案发布至创客社区进行评估，根据评估结果筛选可行方案并修改完善创新方案。系统通过将专利数据、TRIZ发明原理与计算机技术相结合，辅助用户进行产品创新。
　　本文依据软件工程系统开发流程，对基于专利数据的产品创新辅助系统的设计与实现过程进行细致描述。系统开发采用B/S架构模式;开发平台选用EclipseIDE;采用MySQL数据库存储数据;系统后台开发使用Java语言，SSM框架;运行平台支持Windows和Linux操作系统。系统目前已进入试运行阶段，拥有300余万条专利数据，注册用户500余个，在工业制造、互联网产品研发等多个领域，辅助用户产生创意和方案上百个，降低了创新成本。

目录

声明

摘要

1．1 系统开发背景及意义

1．1．1 开发背景

1．1．2 场景描述

1．2 国内外研究现状

1．3 本文解决的主要问题

1．4 本文的主要工作

1．5 论文组织结构

第2章 系统需求分析

2．1 系统概述

2．2 系统目标

2．3 系统功能性需求

2．4 系统非功能性需求

第3章 系统概要设计

3．1 软件架构

3．2 逻辑架构

3．3 技术架构

3．4 物理架构

3．5 功能架构

第4章 系统详细设计

4．1 关键算法设计

4．2 专利数据爬取

4．2．1 节点参数配置

4．2．2 数据爬取

4．3 专利数据处理

4．3．1 专利数据中文分词

4．3．2 专利索引创建

4．3．3 词向量与文档向量表示

4．4 创意生成

4．4．1 创意相关词汇聚

4．4．2 创意相关专利检索

4．5 创意管理与评估

4．5．1 创意管理

4．5．2 创意评估

4．6 创新方案生成

4．6．1 技术问题与发明原理匹配

4．6．2 发明原理相关专利推荐

4．7 创新方案管理与评估

4．7．1 创新方案管理

4．7．2 创新方案评估

4．8 数据库设计

4．8．1 概念设计

4．8．2 逻辑设计

第5章 系统实现与测试

5．1 总体实现概述

5．2 专利数据爬取

5．2．1 节点参数配置

5．2．2 数据爬取

5．3 专利数据处理

5．3．1 专利数据中文分词

5．3．2 专利索引创建

5．3．3 词向量与文档向量表示

5．4 创意生成

5．4．1 创意相关词汇聚

5．4．2 创意相关专利检索

5．5 创意管理与评估

5．5．1 创意管理

5．5．2 创意评估

5．6 创新方案生成

5．6．1 技术问题与发明原理匹配

5．6．2 发明原理相关专利推荐

5．7 创新方案管理与评估

5．7．1 创新方案管理

5．7．2 创新方案评估

5．8 系统测试

5．8．1 系统功能测试

5．8．2 系统性能测试

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 系统不足与前景展望

参考文献

致谢

攻读学位期间完成的专利与论文目录