【摘 要】
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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
【基金项目】
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国家自然科学基金（51975181）；
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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。
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