[发明专利]基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法

说明书

技术领域

本发明属于产品创新设计领域，涉及一种基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法。

背景技术

目前，面对国际市场的激烈竞争，企业为满足瞬息万变的需求，产品的更新换代日益加速。新产品投放市场的快慢，已成为决定企业竞争优势的关键。在知识经济的时代，产品的创新设计依赖于产品技术的不断创新。然而现有技术创新主要集中于对外部产品和技术的跟踪创新(消化吸收再创新)，成为国内大多数企业实现技术进步的主导模式。由于受到外部技术环境的影响，这种创新模式正制约着企业的发展与产品的进步。如何实现技术的原始创新和集成创新，并将相关技术快速有效地融入产品创新设计中，成为目前企业面临的重要问题，甚至在改变着简单满足用户需求的产品开发传统模式。本发明要解决的问题是从技术创新的角度优化特定企业中产品的创新设计方法。

产品创新设计是企业得以生存和持续发展的内在动力，有一些专利针对产品的改进创新设计提出了相关的技术方案。有相关专利通过“结构→功能”的设计过程，以组件和变量作为遗传信息构建产品基因及产品基因组，按照一定遍历次序，从而通过不同进化策略获得多种产品设计候选方案。有助于激励发现新的产品创意，系统性地改进现有产品，在一定程度上解决了上述问题。

但是这种方法对于产品设计的原始创新和集成创新帮助有限，仅能实现改进设计，其对象是已经在市场上获得成功的产品。技术是产品设计的重要基础，产品创新的核心在于技术的改进与更新，是驱动产品创新设计的根本。目前，产品创新设计模式主要包括两种，一种是技术推进模式，主要是依赖于新技术的产生或者重大的技术再创新，但在实际的产品创新中所占比例较小。究其原因，在产品概念设计阶段，设计人员很多时候对于领域中的技术以及跨领域的相似技术不可能全面掌握，此时，就无法将合适的技术引入而形成创新设计，因此需要通过复杂网络理论对复杂产品技术系统的特性和演化提供较好的分析和研究方法。另一种是需求拉引模式，这种模式存在的问题是用户往往无法识别众多潜在的产品需求，而且即使是已识别的用户需求也并不代表是正确且合理的。因此很多公司已经意识到，不能满足于简单地迎合消费者的需求，而应该通过开发具有差异化技术的创新产品来开拓新的市场，利用现有技术进行产品的跟踪创新、集成创新以及原始创新。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法，该方法能够利用跨领域的产品技术网络，分析现有科学技术体系，以适当的方法将相关技术引入产品创新设计过程，实现旧有创新设计模式的改进。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

一种基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法，包括以下步骤：

第一步：检索产品技术库中的专利、文献和技术资料数据，进行技术数据的提取与统计，形成产品领域技术集；确定技术网络节点及其关联的定义，并构建产品技术网络；然后采用人为给定、聚类分析、模块分析的方法划分所述产品技术网络的不同技术领域；

第二步：基于第一步得到的技术网络及其领域结构，对其进行技术网络分析，该步骤包括四个小步骤，分别是产品功能-结构分析、技术领域核心技术分析、技术节点匹配分析和技术演化与预测分析；过程如下所示：

(1)功能-结构分析：通过产品功能结构的分析获得产品的功能描述和行为描述内容，依据技术节点的属性信息，通过语义检索手段从技术网络中提取与功能、结构相匹配的技术，形成匹配技术集；

(2)核心技术分析：按照第一步构建的技术网络及其领域划分结果，采用中介中心度对关键技术进行识别，具有高中介中心度的节点，即多技术领域之间发生关系的纽带，并在其中发挥着关键的桥梁作用；参照中介中心度的阈值，将高于阈值的技术提取出得到核心技术集；

(3)技术节点相似分析：按照第一步构建的技术网络及其领域划分的结果，采用双层多策略节点匹配算法对技术进行相似计算；通过从技术网络库中提取网络实例，通过对步骤一构建的技术网络与其他技术网络间的节点结束进行基于名称、节点语义、局部结构拓扑信息和节点间路径信息的相似性计算方法对相似技术进行综合匹配，形成相似技术集；

(4)技术演化与预测分析：在第一步构建的技术网络的基础上，通过多种拟合手段对技术网络演化情况进行分析和预测；根据技术点的时间序列统计数据，得到技术节点的统计参数的时间序列，通过运用多项式拟合、样条曲线拟合方法进行演化拟合并得到相应的拟合函数，通过该拟合函数得到技术网络的演化方向，并进行技术的预测，形成预测技术集；