[发明专利]一种支持产品快速创新的设计知识融合推理方法

说明书

本发明公开了一种支持产品快速创新的设计知识融合推理方法，包括如下步骤：面向产品创新设计的知识半自动抽取，实现设计知识统一结构化表示；支持产品快速创新设计的知识语义关联计算，综合评价生成的潜在语义空间；支持产品快速创新设计的知识混合融合推理。本发明所公开的融合推理方法能够帮助设计者在产品设计的早期阶段快速发现问题本质，准确定义创新性问题和冲突；为设计者提供知识智力支持、拓展创新思路以及提供创新向导，有利于设计者尽可能多地发现可能的创新设计方案，快速开发创新产品；对提高产品知识技术含量和创新力、缩短产品研发周期、预测产品未来发展趋势和显著增强产品竞争力等起到重要作用。

技术领域

本发明属于知识驱动的产品创新设计领域，尤其涉及支持产品快速创新的设计知识融合推理方法。

背景技术

近年来，为了适应高效率、全球化的市场竞争环境，制造业企业间由依靠产品产量和质量占领市场阶段，转型为凭借快速响应市场需求的创新产品占领市场的崭新阶段，具有产品快速创新设计能力成为生成企业核心竞争力的关键因素。在知识网络时代，面向产品创新设计的知识具有范围广、学科复杂、形式多样等特点，且存在于各种高维、海量、异构、不完全、半结构化的设计资源中，产品快速创新设计过程越来越成为多学科知识融合的过程。

知识融合能够将多源设计知识信息经推理后进行融合，为产品创新设计提供了有效的决策方法与工具。目前，在产品创新设计领域普遍采用基于语义的知识融合方法，通过将元知识与本体相结合，建立知识资源的统一语义描述，实现设计知识融合。

中国发明专利(申请号：2017104367263，专利名称：一种支持协同设计知识共享的产品设计方法)在知识融合方面，针对产品设计一般流程概念与领域设计对象，分别构建元本体与领域本体，通过领域本体设计模块接口提取接口要素，实现设计知识协同与共享，从而有效解决了设计知识的语义异构问题。

中国发明专利(申请号：2016104299242，专利名称：一种产品设计知识服务方法和装置)基于知识需求建模，结合SWRL推理和有向图理论，从语义层面最大限度挖掘知识间的逻辑关系与内涵，实现设计知识融合与增值。

综上所述，当前对产品创新设计领域知识融合推理的研究还处于初级阶段，虽然对现有设计知识构建统一语义表示模型，能够在一定程度上实现知识推理功能，但对于产品创新设计过程中普遍存在的不确定或不完备的多源、异构设计知识，如何实现其交叉融合推理与协同工作，尚缺乏有效的解决方案。具体表现在以下几个方面：

(1)实体识别及其同义关系抽取是产品创新设计领域知识抽取的核心技术，也是能否实现设计知识统一结构化表征的关键，而传统基于三大类的命名实体识别与同义关系抽取模型不能有效解决产品创新设计领域知识结构复杂、设计属性实体难识别等问题；

(2)传统潜在语义分析方法能够利用词语共现情况捕获词语间的隐性语义关联，但对于设计原理类知识有限的数据集，不能较好的解决同义词与多义词等问题；

(3)随着产品结构复杂性的提高，创新设计过程涉及多个学科、多个领域知识的交叉融合，使用单一类型知识推理较难生成最优的创新设计方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种支持产品快速创新的设计知识融合推理方法，针对产品创新设计领域建立高效的实体识别及其同义关系抽取模型，构建准确反映设计原理类知识条目文档语义结构的潜在语义分析模型，构建融合多源异构知识的推理模型，能够为产品快速创新提供更为准确、全面的决策支持。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种支持产品快速创新的设计知识融合推理方法，包括如下步骤：

步骤(1)：面向产品创新设计的知识半自动抽取，实现设计知识统一结构化表示；

步骤(2)：支持产品快速创新设计的知识语义关联计算，综合评价生成的潜在语义空间；