专利知识图谱与TRIZ融合驱动的产品概念设计方法

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第7期北京时间：

作者：肖帅鹏, 丁华, 杨琨, 刘泽平

单位：1.太原理工大学机械与运载工程学院2.煤矿综采装备山西省重点实验室3.智能采矿装备技术全国重点实验室4.山西太重智能采矿装备技术有限公司

摘要：针对产品在概念设计中的设计知识获取效率低、缺乏有效表达组织等问题,为提高产品设计过程中的矛盾消解能力,提出了一种专利知识图谱与TRIZ融合驱动的产品概念设计方法。首先,根据产品概念设计所需的设计知识需求,结合文本压缩与数据增强方法,建立了一种基于改进通用信息抽取(UIE)的实体关系联合抽取模型(TC-UIE-senMixup),实现缺乏带标注样本时实体和关系的准确抽取;进而基于功能-行为-结构-专利(FBSP)映射关系构建了产品的专利知识图谱,然后,利用TRIZ理论的矛盾解决方法,实现了产品概念设计中的矛盾消除。最后将该方法应用于采煤机概念设计过程,以采煤机截割滚筒结构的优化设计为例,验证了该方法的可行性和有效性,提升了概念设计方案生成效率。 

关键词：产品概念设计,专利知识挖掘,设计知识图谱,设计自动化

基金资助：国家自然科学基金面上项目(52174148);山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目(202101010101018);山西省科技合作交流专项项目(202104041101003);山西省科技创新人才团队项目(202204051001017);山西省重点研发计划资助项目(202202100401013)。