[发明专利]基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法

摘要

本发明公开了一种基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法，包括以下步骤提取与产品相关的技术，形成产品技术集，依据网络节点及其关联关系构建产品技术网络，并划分技术领域；对该技术网络进行功能‑结构分析、核心技术分析、技术节点相似分析和技术演化与预测分析；将分析结果汇总形成辅助创新设计的备用技术集；基于备用技术集，采用技术匹配型、技术调整型、技术升级型和技术组合型创新设计方法实现技术驱动下的多策略产品创新设计。本发明不但能够从技术创新的角度优化旧有产品设计方法，充分利用现有技术资源实现产品创新设计，而且还能实现技术驱动下的产品跟踪创新、集成创新和原始创新，为产品的详细设计提供更加可靠的方案支撑。

主权项

一种基于复杂网络的技术驱动型产品创新方法，其特征在于，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，得到基于产品功能结构、技术领域、技术节点和技术演化与预测的匹配技术集、核心技术集、相似技术集和预测技术集，具体采用以下方法：(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，通过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；第三步：将第二步中形成的匹配技术集、核心技术集、相似技术集和预测技术集汇总，形成辅助设计人员进行创新设计的备用技术集；第四步：根据第三步得到的备用技术集，在概念设计过程中应用涵盖技术匹配型创新设计、技术调整型创新设计、技术升级型创新设计和技术组合型创新设计的多策略产品创新设计方法，然后判断这些方法是否为概念设计过程带来创新的技术解决方案；如果是，则生成创新概念设计结果，并将其中有效的技术组合形成实用技术集，然后更新产品技术库以备下次创新设计使用；如果否，则通过内部技术拓展和外部技术搜寻的方式更新产品技术库，并返回第一步构建新的技术网络。