（机械制造及其自动化专业论文）企业专利管理分析系统中若干关键技术的研究和实现.pdf

摘要 摘要 论文结合国家科技支撑计划：“家电行业( 企业) 的数字化综合集成技术开发与 应用”，针对我国现有企业对专利管理分析的需求，研究和探讨了企业专利管理 分析系统中若干关键技术和实施方法，并在某家电集团公司进行了应用。 第一章阐述了论文的研究背景及意义，分析了专利和专利管理分析方法的研 究和应用状况，分析了现有专利管理分析系统的不足之处，最后给出了论文的研 究内容和组织结构。 第二章对专利管理分析系统中相似专利和相关知识的确定方法作了详细的 描述。结合专利文献的特征，构建了专利模型树，建立了一个基于向量空间模型 和专利文献特征的相似专利确定方法。阐述了相关知识的确定方法，包括专利知 识和相关知识环境的自动获取，知识的分类以及知识的主动推送。 第三章详细阐述了基于本体的专利检索技术。论述了基于本体的专利信息描 述方法和专利检索本体库的建立过程，采用p r o t 6 9 6 建立初始本体库，并以燃气 节能器为例子说明了专利信息本体的建立和o w l 语言描述。提出了用专利申请 号作为关联标识，将本体以及本体的实例和现有的专利信息数据库关联起来，提 高了建立本体的速度，减轻了本体的维护和更新工作。给出了一个关联本体库的 自组织建立方法，以减少领域本体专家的投入，同时使得建立的本体更加适合企 业的需求。最后给出了一个基于本体的检索的具体过程。 第四章在研究了现有工作流管理和知识流管理集成的基础上，发现其存在不 足之处，对此提出了一个以专利知识为核心知识和集成链接的集成框架，对其它 知识的性质和重要性区分方法作了描述。 第五章设计和实现了p m a s ( p a t e n tm a n a g e m e n t & a n a l y s i ss y s t e m ) 系统。 首先分析了p m a s 系统的需求，然后根据需求，建立了系统的结构模型和功能模 型以及实现系统的技术框架，在此基础上讨论了p m a s 系统的更新模块设计，最 后对p 姒s 系统的性能优化作了详细的设计说明。 第六章介绍了专利管理分析系统在企业中的具体应用。详细阐述了p m a s 系 统的功能：专利信息和其它信息的获取、专利专题数据库的建立、专利信息检索 ( 包括本体的检索) 、相关环境知识库的建立、专利在线分析系统等。 第七章总结论文的研究工作和主要创新点，并对未来的研究方向和重点进行 了展望。 关键词：专利，专利管理分析，本体，工作流，相似专利，集成知识环境，检索 a b s t r a c t w i t l lt h es u p p o r tf r o mt h en a t i o n a ls u p p o r t i n gp l a n ：d e v e l o p m e n ta n d a p p l i c a t i o no ft h ed i g i t i z e ds y n t h e s i si n t e g r a t i o nt e c h n o l o g yo ft h eh o m ee l e c t r i c a l a p p l i a n c e si n d u s u - y ( e n t o r p r i s e ) w i t ht h ed e m a n d i n go fp a t e n tm a n a g e m e n t a n a l y s i sf r o mt h ee n t e r p r i s e si no u rc o u n t r y , s e v e r a l e s s e n t i a lt e c h n o l o g i e sa n d i m p l e m e n t a t i o nm e t h o d sh a s b e e nr e s e a r c h e di nt h i sd i s s e r t a t i o n a n da l s ot h e r e s e a r c ha c h i e v e m e n t sa r cp u ti n t op r a c t i c ei nah o m ee l e c t r i c a la p p l i a n c e sg r o u p c o m p a n y i nt h ei s tc h a p t e r , t h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t h ed i s s e r t a t i o ni s d e s c r i b e d p a t e n tm a n a g e m e n t & a n a l y s i sm e t h o d sa n di t sa p p l i c a t i o n s ，t h ed e f i c i e n c y i nt h ee x i s t i n gp a t e n tm a n a g e m e n t & a n a l y s i sa r er e v i e w e da n da n a l y z e d f i n a l l y , m a i nc o n t e n ta n ds t r u c t u r eo f t h ed i s s e r t a t i o na l eg i v e n i nt h e2 n dc h a p t e r , t h ej u d g m e n tm e t h o d so fs i m i l a rp a t e n t sa n dc o r r e l a t i o n k n o w l e d g ea r ed e s c i b e d c o m b i n ew i t ht h ec h 卸啊c t e 墙o ft h ep a t e n tl i t e r a t u r e t h i s d i s s e r t a t i o np r o p o s e sap a t e n tm o d e lt r e e ，b u i l d sa j u g m e n tm e t h o db a s e do nt h ev s m a n dc h a r a c t e r so ft h ep a t e n tl i t e r a t u r e t h e nt h em e t h o do ft h ec o r r e l a t i o nk n o w l e d g e i sd e s c r i b e d ，i n c l u d i n gh o wt or e t r i v et h ep a t e n tk n o w l e d g ea n do t h ek n o w l e d g e ，t h e c l a s s c i f i c a t i o no f k n o w l e d g ea n dt h ei n i t i a t i v ep u s ho f k n o w l e d g e i nt h e3 r dc h a p t e r , p a t e n tr e t r i e v a lt e c h n o l o g i e sb a s e do no n t o l o g yi sd i s c u s s e d t h ep a t e n td e s c r i p t i o nm e t h o d sb a s e do no n t o l o g ya n dp r o c e s so ft h ep a t e n tr e t r i e v e o n t o l o g ys t o r e h o u s ee s t a b l i s h m e ma r ed e s c r i b e d w i t hp r o t d 9 6 ，t h ei n i t i a lo n t o l o g y s t o r e h o u s ec a nb ee s t a b l i s h e d a n dw i t hf u e lg a se n e r g yc o n s e r v a t i o n , t h ee x a m p l eo f e s t a b l i s h i n gp a t e n ti n f o r m a t i o no n t o l o g y , t h eo w ll a n g u a g ed e s c r i p t i o na r cg i v e n t h ep a t e n ta p p l i c a t i o nn o i st a k e na st h ec o n n e c t i o nt oc o n n e c tt h eo n t o l o g y , t h e o n t o l o g yi n s t a n c ea n dt h ee x i s t i n gp a t e n ti n f o r m a t i o nd a t a b a s e w i t ht h i s ，t h e e s t a b l i s h m e n to f t h eo n t o l o g yi se x p e d i t e d , t h eo n t o l o g ym a i n t e n a n c ea n dt h er e n e w a l w o r ki sr e d u c e d as e l f - o r g a n i z a t i o u so fr e l a t i o no n t o l o g ys t o r e h o u s ew h i c hc a n r e d u c et h ei n v e s t m e n to ft h ed o m a i no n t o l o g ye x p e r t sa n ds i m u l t a n e o u s l yc a u s et h e e s t a b l i s h e do n t o l o g yt os u i tt h ee n t e r p r i s ed e m a n d sb e t t e ri sp r o d u c e d f i n a l l y , a c e n o r e e t er e t r i e v a lp r o c e s sb a s e do no n t o l o g ym a t c h e dw i t hac o r r e s p o n d i n gg r a p hi s g i v e n i nt h e4 t hc h a p t e r , a f t e rs t u d y i n gt h ee x i s t i n gw o r kf l o wm a n a g e m e n ta n dt h e k n o w l e d g ef l o w sm a n a g e m e n ti n t e g r a t i o n , s o m ed e f i c i e n c yi sd i s c o v e r e d a c c o r d i n g a b s t r a c t t 0t h i sd e f i c i e n c y , a ni n t e g r a t e d 鱼d l n ew h i c ht a k e st h ep a t e n tk n o w l e d g ea st h ec o r e k n o w l e d g ea n di n t e g r a t e dj o i n ti sp r o p o s e d a l s o8 0 m ed e s c r i p t i o n s t oo t h e r k n o w l e d g ep r o p e r t i e sa n dt h ei m p o r t a n c ed i s c r i m i n a t i o nm e t h o da l em a d e i nt h e5 t hc h a p t e r , t h ed e s i g n , d e v e l o p m e n ta n dr e a l i z a t i o no ft h ep m a s s y s t e m i sd i s c u s s e d f i r s t l y , t h ed e m a n d i n go ft h ep m a ss y s t e mi sa n a l y z e d , t h e nt h e s y s t e m ss t r u c t u r a lm o d e la n df u n c t i o nm o d e la sw e l la st h er e a l i z a t i o ns y s t e m t e c h n i c a lf l 8 m ea c c o r d i n gt ot h ed e m a n d i n gi se s t a b l i s h e d , g r o u n d e do nt h i s , t h e p m a ss y s t e m sr e n e w a lm o d u l ed e s i g ni sd e s c r i b e d , f i r m l yad e t a i ld e s i g n e x p l a n a t i o nt ot h ep m a ss y s t e m sp e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o ni sg i v e n i nt h e6 t hc h a p t e r , t h ec o n c r e t ea p p l i c a t i o n so f t h ep a t e n tm a n a g e m e n t & a n a l y s i s s y s t e mi nae n t e r p r i s ei si n t r o d u c e d ad e t a i le l a b o r a t i o nt ot h ep m a ss y s t e m s e p a r a t e l yf r o mt h er e t r i e v eo f t h ep a t e n ti n f o r m a t i o na n da d d i t i o n a li nf o r m a t i o n s ，t h e e s t a b l i s h m e n to ft h ep a t e n ts p e c i a ld a t a b a s e , t h er e t r i e v a lo ft h ep a t e n ti n f o r m a t i o n , i n c l u d i n gt h er e t r i e v a lo fo n t o l o g y , t h ee s t a b l i s h m e n to ft h ek n o w l e d g el i b r a r yi n r e l a t i v ee n v i r o n m e n t sa n dt h ec o n c r e t ea p p l i c a t i o n so ft h eo n - l i n ep a t e n ta n a l y s i s s y s t e ma r ec a r r i e do u t i nt h e7 t hc h a p t e r , r e v i e w st h ea c h i e v e m e n t sa n di n n o v a t i o n so f t h i sd i s s e r t a t i o n , a n dg i v e sa p r o s p e c tf o rf u t u r ew o r k k e yw o r d ：p a t e n t ，p a t e n tm a n a g e m e n t & a n a l y s i s ，o n t o l o g y , w o r kf l o w , s i m i l a rp a t e n t ， i n t e g r a t e dk n o w l e d g ee n v k o n m e n lr e t r i e v a l n l 学号丝堕壁1 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘茎或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：悔，l 虱净 签字日期：z 0 1 年c , e l 侈e t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝鎏盘鲎有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：随1 目务导师签名： 签字日期：2 。d 1 年6 月f 3 日签字日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 两讥迥 如。犀( ) 月f3 日 电话： 邮编： 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 随着我国经济的不断发展，越来越多的企业开始走出国门，进入国际市场， 同时国外投资者也不断进入我国市场，使市场竞争越来越激烈，而躲在市场竞争 后面的是技术的竞争，同时也是专利的竞争。近几年，国外大公司利用我国企业 对知识产权意识的薄弱，大搞专利战，试图在专利授权方面打垮我们，像前几年 的d v d 事件，美国通信设备制造商思科系统与华为科技的对簿公堂，索尼公司起 诉电池制造商比亚迪，等等。据2 0 0 7 年中国知识产权局的统计数据：我国加入 世贸组织5 年来，企业因知识产权纠纷问题支付的赔偿金额超过了l o 亿美元 胡 笑红，2 0 0 7 。 越来越来的事实说明，我们的企业需要好好补上知识产权这一课，在专利战 略上要尽快赶上西方发达国家的企业，如果我们还是按照以前的思路发展企业， 那么最终的结果不是每年支付高昂的使用许可费用，就是被国外的公司告的无路 可走，而且还会使自己公司研发的技术白白地被别人申请了专利，其经济损失将 无法估计。 因此实现专利的有效管理和分析是现在很多企业追在眉睫的大事。本文在分 析现有专利管理分析系统的基础上，结合现在学术界的研究热点，利用新的网络 技术，提出了一种基于w e b 的企业专利管理分析系统，在专利检索、专利相似查 询、集成知识环境和工作流管理四个方面改进了现有的专利分析系统。 1 2 课题研究背景 知识资产正在成为企业的主要资产，而企业知识资产最主要的是知识产权。 知识产权是知识价值的权力化和资本化，是知识的结晶，是一种纳入法律保护的 知识资产。世界未来的竞争就是知识产权的竞争。专利是知识产权的重要组成部 分。知识产权从法律的角度说，具体内容包括版权、著作权、专利权、商标权， 还包括竞争权利及商业秘密所享有的权利 朱美华，2 0 0 3 。 在我国专利分3 种，即发明专利、实用新型专利和外观设计专利。根据国家 产权局条法司的解释：发明，是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方 案。发明可以分为产品发明和方法发明。产品发明是指人工制造的各种新制品， 例如仪器、设备、材料等。方法发明则是指为制造某一产品或者转变某一物品所 采用的方法和手段。实用新型，是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适 第一章绪论 于实用的新的技术方案。产品的形状是指产品所具有的、可以从外部观察到的确 定的空间形状。产品的构造是指产品的各个组成部分的安排、组织和相互关系。 外观设计，是指对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所 作出的富有美感并适于工业应用的新设计。 一位研究美国专利发展史的观察家曾指出：“在一个新行业中，企业能否取 得行业领导地位关键取决于专利较量的结果。”如今专利早已不仅仅是一种法律 工具，而是已经成为一种企业战略，甚至可称作一种“谋略”。 专利对企业的价值包括： ( 1 ) 专利可作为挫败对手和保障市场利益的防御武器 专利制度给予了专利持有人在一定期间和地域内对市场合法的“垄断权”， 用一句简单的话来说，就是“拥有一个专利，就是占领一个市场” 陈朝冰，2 0 0 3 。 案例：台湾某知名电子业者旭丽，在键盘上曾有一个举世闻名的专利，称为 “h a r dk e y ”，也就是在键盘上加装一个按键，直接可以上网。这种发明虽然很 简单，但是其它大厂如果要采用，都要获得旭丽的授权或向旭丽支付权利金，于 是这项专利也就成为旭丽最有价值的专利之一。 ( 2 ) 专利可作为保障研究与发展，商业和市场投资的盾牌； ( 3 ) 专利可创造财团价值，从而吸引资本投入； ( 4 ) 专利可创造许可使用的良机； ( 5 ) 专利可作为企业学习知识的重要来源。 专利作为技术信息最有效的载体，囊括了全球9 0 以上的最新技术情报，相 比一般技术刊物所提供的信息早五六年，而且内容翔实准确。因此专利管理和分 析早就被认为是一种评价技术变化中各个方面的重要方法，大多数研究已经使用 专利统计作为研究技术发展和经济增长之间关系的一种工具，通过建立管理专利 分析系统，以“专利地图”的信息可视化技术方法更可方便用户利用专利，用于 预测未来、指导采取相应对策，其推广应用将在知识产权审查管理领域、r & d 开 发、技术冲突诊断及对企业的专利战略、相关产业的发展发挥巨大作用。 因此对专利管理分析技术及其相关系统的研究和应用将具有重大的意义。 1 3 论文相关领域国内外研究现状 1 3 1 专利管理分析方法论述 专利管理是对专利信息、专利的申请过程以及企业进行专利工作的相关人员 进行管理，在内容上一般包括专利用户管理、专利信息管理、专利缴费管理、专 利档案管理、专利申报流程管理等 2 第一章绪论 专利分析分为定量分析和定性分析两种 翟东升，2 0 0 6 。定量分析即对专利 文献的外部特征( 专利文献的各种著录项目) 按照一定的指标( 如专利数量) 进行 统计，并对有关的数据进行解释和分析。定性分析是以专利的内容为对象，按技 术特征归并专利文献，使之有序化的分析过程。通常情况下需要将二者结合才能 达到较好的效果。 专利分析还包括文本挖掘技术。 1 定量分析方法 ( 1 ) 定量分析的主要指标 早在1 9 7 0 年代早期，c h i 便与美国国家科学基金会一起研发出全球第一个科 学成果指标，美国国家科学基金会编写出版的美国科学与工程指标报告了采 用c h i 的专利指标体系 岳宗全，2 0 0 3 宗全，2 0 0 4 。o e c d 科技指标系列手册即弗 拉斯卡蒂系列手册中的专利手册也介绍了c h i 指标的概念和计算方法，并指 出c h i 的指标最初主要针对公司设计，但同样适用于国家、地区。表1 - i 为c h i - - 些主要指标及其它些常用的指标介绍。 表l l 铡i 一些主要指标及其它一些常用的指标 指标名称含义应用 专利数量一段时间内各技术领域、各国通过组合对比可评估当年或 家、各公司、个人的所获得的历年某一技术领域、国家、 专利数量公司或个人的技术活动程度 和水平，演变过程和发展趋 势。 专利相对产出指数 公司在某技术领域的专利申请评估公司在整个竞争环境中 ( a c t i v i t yi n d e x )量与产业专利申请量的比例的相对位置。 同族专利指数某专利权人在不同国家或地区 反映专利权人申请的地域范 申请、公布的具有共同优先权围及其潜在的市场战略 的一组专利数量 专利成长率 某权利人在某段时间获得的专计算当前较前阶段增减的幅 利数量上一阶段的专利数量度。可显现技术创新随时间 的变化是增加还是迟缓 引证指数 莱专利被后继专利引用的绝对引证次数高。代表该技术属 总次数于基础性或领先技术，处于 核心技术或位于技术交叉 点。 即时影响指数( c u r r e n t 某产业或企业前五年专利的当如果实际被引用数与平均值 i m p a c ti n d e x ，c i i ) 年被引次数系统中所有专利相等，当前影响指数即为l 。 3 第一章绪论 前五年专利的当年被引用次数指数大于1 ，说明该技术有 的平均值较大影响，小于1 ，则说明 影响较小。 技术强度( t o t a lt e c h n o l o g y专利数量x 当前影响指数 专利数量在质方面的加权， s t r e n g t h ，t t s ) ( c i i ) 评估公司专利的技术组合力 量 相对专利产出率 某权利人在某一领域的专利申判断权利人的竞争位置，产 请量全部竞争者的申请量出率越高，竞争力越强 技术重心指数权利人在某技术领域的专利申判断某一国家和公司的研发 请量其全部申请量重点 科学关联性某公司专利平均所引证的科研评估某专利技术创新和科学 ( s c i e n c e1i n k a g e ，s l )学术论文或研究报告数量研究关系。 技术生命周期( t e c h n o l o g y 企业专利所引证专利之专利年评估企业创新的速度或科技 c y c l e t i m e ，t c t ) 龄的中位数 演化速度。t c t 较低，代表 该技术较新且创新速度快。 科学力量( s c i e n c e 专利数目科学关联性评估一家公司使用基础科学 s t r e n g t h ，s s )建立该公司专利组合的程 度和公司在科学上的活跃强 度。 ( 2 ) 专利地图( p a t e n tm a p ，p m ) 方法 专利地图方法最早由苏联和日本等国家发起研究至目前已被发达国家广泛 使用 刘平，2 0 0 5 。专利地图作为一种专利信息分析的方法，在日本战后的一 段时间内就已经发展起来了。分析专利信息的各种方法同样在西方其它国家也得 到了发展。但是，这些方法的系统性和在应用范围的广度方面，西方国家在程度 上较日本要低。到8 0 年代初期，专利地图在韩国和我国的台湾地区开始得到较为 充分研究和应用。 专利管理图主要包括：历年专利动向图、各国专利占有比例图、专利排行榜、 主要竞争公司分析图、公司专利平均年龄图、公司发明阵容比较图、公司定位综 合分析表、公司专利件数分布图、公司专利件数消长图、发明人专利件数分布图 等，主要显示了技术的发展趋势，进行竞争企业的实力剖析和动向预测。 专利技术图包括i p c ( 国际分类) 分析图、技术生命周期图、专利技术功效矩 阵图、专利技术分布图、专利技术领域累计图、专利多种观点解析图、挖洞技术 显微图等。技术图锁定某项技术或公司进行地毯式搜索，主要显示技术演变、扩 散状况、研发策略、回避设计、挖洞技术的可行性。 4 第一章绪论 2 定性分析方法 定性分析一般根据专利的内容特征进行分类或聚类 唐炜，2 0 0 5 ，结合时间 和空间，进行比较分析、组合分析、关联分析、序列分析、预测分析等。例如， 从专利文献的主要侧重面来看，若某种技术专利文献的内容多以原理为主，说明 该项技术处于新兴期：若以应用为主，说明处于成熟期。 3 文本挖掘技术 近年，由于信息技术的发展，专利数据库的大量产生，使得数据挖掘技术在 专利文献内容方面的应用变得可行。加州理工学院的j a ye p a a p 教授领导的技 术机会分析( t e c h n o l o g yo p p o r t u n i t ya n a l y s i s ，简称t o a ) 研究小组从2 0 世纪 9 0 年代初就一直致力于采用文本挖掘方法，应用专门软件，对大型数据库的主 题词进行时间序列分析、聚类分析等，以发现科研的熟点领域和前沿领域，识别 这些领域的研究专家和机构，并可将这写信息解释为创新状态和前景的指示符。 p o r t e r 教授的t o a 分析的软件包括四个步骤 方建国，2 0 0 4 ： ( i ) 搜索。即查找相关的数据源并检索出相关领域的电子形式数据。 ( 2 ) 计数。利用软件编辑、计算、排列结果。例如计算全部高频词、文摘数 量、作者及其所属单位，可表明某个主题正在升温还是开始变冷，与之相关的活 动在时间上呈现何种分布。 ( 3 ) 联系。采用t o a 软件提供的矩阵操作来帮助识别联系，进行聚类，追踪 一段时间内的变化，注视正在出现的新事物，以及识别谁是某个领域最活跃的人。 ( 4 ) 表示。把结果转换到e x c e l 或者其它类型的电子表格和图形包里，用图 形表示正在发生什么，对检索结果按时间片断显示事件地图是如何随时间演变。 1 3 2 专利管理分析系统的现状研究 目前国内使用的专利管理分析系统有：网盈专利管理系统( i p s ) 、中国国家 知识产权局开发的“专利分析系统i n a s 3 0 ”、上海汉之光华公司开发的“汉之 光华专利情报分析系统”等。在专利管理方面一般包括1 3 1 节中提到的管理方 法，在专利分析方面，一般都包括专利检索浏览和专利战略分析两大部分。 ( 1 ) 专利检索浏览功能。这是对“企业专利信息数据库”进行统一检索、浏 览和分析的工具。它拥有技术先进的检索引擎，可以实现在同一系统界面下对世 界各国专利信息的快捷检索、浏览和管理。并可以通过企业内部局域网环境，满 足不同人员对专利数据库的并发访问和使用，实现企业内部信息资源的共享。 ( 2 ) 专利战略分析功能。根据使用者的分析要求，可以提供时间序列分析、 区域分析、i p c 分析，申请人分析，发明人分析等功能模块，能够方便快捷地生 成各种分析数据和图表，为企业进行技术创新和技术选择提供决策依据。软件具 第一章绪论 有十分方便的数据库管理功能，实现了以“所见即所得”的方式进行数据库的操 作，不仅极大地缩短了分析的时间，而且使分析思路更为清晰，深度分析更易实 现；软件提供了专利分析的起始模型，降低对软件使用者在专利文献方面的知识 要求：软件运用人机工程原理进行了易学易用的设计，其人性化的界面可满足不 同使用者的偏好。 专利战略主要分析内容如图卜1 专利战略分析 区域发明人构成 图1 - 1 专利战略分析图 发明人分析 发明趋势 技术构成 区域分布 与申请人相关性 ( 1 ) 区域分析。企业欲以某种产品、技术参与不同国家和地区的市场竞争， 必须了解其区域性消费需求。而这些需求往往通过产品、技术的某些技术特征来 体现，这些技术、构造、配方以及相应的制造工艺作为竞争者的差别优势因此被 倍加重视，而保护其商业利益的法律形式就是进行专利保护。因此，通过专利信 息的地域性分析，可以了解不同地域行业产品及其技术的特点和差异。换言之， 进行专利信息的地域性分析，就是对不同地域的消费需求进行分析。 区域分析提供的分析工具有：区域分布分析、区域技术趋势分析、区域技 术分类分析、区域申请人分析、区域发明人分析。 区域分析可以了解行业发展的主导区域、不同区域内专利研发的重点方向 和各区域之间技术的差异性、不同区域内专利技术的主要拥有者( 申请人) 和发明 人。 ( 2 ) i p c ( i n t e r n a t i o n a lp a t e n tc l a s s i f i c a t i o n ) 分类分析：企业涉足某 种产品、技术的市场竞争，必须了解其技术发展变化趋势以及影响这些变化的技 术因素、这些不同因素在不同地域的差别、这种差别源自于哪些发明家。因此， 进行产品、技术的发展及衍变趋势的分析能够帮助企业了解竞争的技术环境，增 强技术创新的目的性。 i p c 分类分析提供的分析工具有：i p c 趋势分析、i p c 区域分析、i p c 申请人 6 基罴 一一一一一一一一一一一 型量一 第一章绪论 分析、i p c 发明人分析。 i p c 分类分析可以了解行业内的主导技术、不同技术的区域分布、不同技术 的主要拥有者和发明者。 ( 3 ) 申请人分析：行业竞争变化决定于行业的供方、买方、竞争者、新进入者 和替代产品，不同的企业提供的产品技术不同，决定了其在行业中扮演的角色也 不同，为自身经济利益保护的专利类别也各不相同。因此，进行目标技术领域的 申请人分析，了解行业竞争体系及其状况，有利于企业分析竞争环境，制定竞争 策略和与之相关的专利战略。 申请人分析提供的分析工具有：申请人申报趋势分析、申请人技术构成分析、 申请人区域分布分析、申请人与发明人相关性分析。 申请人分析可以了解行业内的主要申请人情况、不同申请人申报专利的主要 技术构成及地域分布。 ( 4 ) 发明人分析：发明人是技术的来源，了解发明人，对于企业技术刨新特 别是技术合作具有重大意义。围绕某一核心技术，往往会衍生很多相关技术，表 面上这些技术与核心技术之间未必有直接联系，但却对核心技术的效能会产生很 大的支撑作用，而通过发明人，这些不同类别的技术往往会产生某种关联。 发明人分析提供的分析工具有：发明人发明趋势分析、发明人技术构成分析、 发明人区域分布分析、发明人与申请人相关性分析。 发明人分析可以了解行业内的主要发明人情况、不同发明人发明专利的主要 技术构成及地域分布。 1 3 3 现有企业专利管理分析系统的不足之处 企业的技术人员和其它工程人员能从专利管理分析系统得到大量的技术信 息，而且这些信息都是代表最新的技术发展趋势，对企业的产品研发起到的作用 是非常巨大的。但是随着信息的爆炸的影响，用户找到自己所需要的信息变得越 来越困难，专利管理分析系统也同样是这种情况。本文研究发现，现在的专利管 理分析及系统存在的问题有： ( 1 ) 为了使用户能尽量检索到自己需要的信息，很多检索系统都提供相似检 索这个功能，如百度，g o o g l e 等。这样做可以扩大查询范围，帮用户找到他想 找到的信息。但是在专利检索方面，如：中国国家知识产权局 ( h t t p ：w w w s i p o g o v c n s i p o z l j s )，中国专利信息网 ( h t t p ：v m v p a t e n t c o l n c n ) ，都没有提供相似检索的功能，这样无疑使用户的 使用受到局限。 ( 2 ) 专利检索只是给出专利信息，专利文献信息一般都是很精练的科技文 7 第一章绪论 献，通过这些信息，用户对自己想了解的专利技术只有很浅一层次的认识，用户 如果要想进一步了解此项专利( 技术) 的信息，确定此项专利( 技术) 是否有市场， 那么只能借助其它的系统进行检索。 ( 3 ) 现有的专利管理分析系统在专利检索时，都是根据词语匹配，即数据库 的模糊查询技术。譬如在检索“煤气节能器”时候，系统就只能给出匹配“煤气 节能器”的专利信息，而事实上“节能燃气灶芯、燃气节能器、节能灶头、节能 灶芯、燃气节能灶头、燃气节能灶芯、金灶头、节能器、煤气灶芯、煤气灶头、 煤气燃烧器”也是“煤气节能器”，却检索不出来，这样用户就漏掉了一些有用 的信息。 ( 4 ) 企业专利管理分析系统与其它的系统( 例如工作流管理系统) 的结合还不 够。专利作为企业最重要的知识资产，应该为其它的产品创新和设计系统、生产 管理系统等提供有效的服务。 1 4 论文研究的主要内容与体系结构 1 4 1 研究内容与体系结构 本文结合国家科技支撑计划“家电行业( 企业) 的数字化综合集成技术开发与 应用”，针对我国现有企业对专利管理分析的需求，研究和探讨了企业专利管理 分析系统中若干关键技术和实施方法，并在某个家电集团公司进行了应用。论文 的机构安排如图1 2 髓龇研 二二至量二二 系统开发实现 应用验证 总结展望 图l - 2 论文的内容和组织结构 s 第一章绪论 第一章为绪论，阐述了论文的研究背景，分析了专利和专利管理分析方法的 研究和应用状况，对现有专利管理分析系统的不足之处进行了分析，最后给出了 论文内容的组织结构和研究意义。 第二章对专利管理分析系统中相似专利和相关知识的确定方法作了详细的 描述。在指出现有专利管理分析系统在相似专利查询方面存在的不足之处后，结 合专利文献的特征，构建了专利模型树，建立一个基于向量空间模型和专利文献 特征的相似专利确定方法。最后阐述了对相关知识的确定方法，包括专利知识和 相关知识环境的自动获取，知识的分类以及知识主动推送。 第三章详细阐述了基于本体的专利检索技术。论述了基于本体的专利信息描 述方法和专利检索本体库的建立过程，采用p r o t 6 9 6 建立初始本体库，并以燃气 节能器为例子说明了专利信息本体的建立和o w l 语言描述。提出了用专利申请 号作为关联标识，将本体以及本体的实例和现有的专利信息数据库关联起来，提 高了建立本体的速度，减轻了本体的维护和更新工作，给出了一个关联本体库的 自组织建立方法，以减少领域本体专家的投入，同时使得建立的本体更加适合企 业的需求，最后给出了个基于本体的检索的具体过程。 第四章在研究了现有工作流管理和知识流管理集成的基础上，发现其存在不 足之处，对此提出了一个以专利知识为核心知识和集成链接的集成框架，对其它 知识的性质和重要性区分方法作了描述。 第五章讨论了p m a s 系统的设计，开发和实现。首先分析了p m a s 系统的需求， 然后根据需求建立了系统的结构模型和功能模型以及实现系统的技术框架，在此 基础上设计了p m s 系统的模块，最后对p 姒s 系统的性能优化作了详细的设计说 明。 第六章介绍了专利管理分析系统在企业中的具体应用。对p m a s 系统专利信 息和其它信息的获取、专利专题数据库的建立、专利信息检索( 包括本体的检索) 、 相关环境知识库的建立、专利在线分析等功能模块进行了详细的阐述。 第七章总结论文的研究工作和主要创新点，并对未来的研究方向和重点进行 了展望。 1 4 2 研究的意义 本文结合学术界的研究热点和我国制造业的迫切需求，利用新的网络技术， 提出了一种基于w e b 的企业专利管理分析系统，研究意义主要有以下几点： ( 1 ) 朝解决本文指出的现有专利管理分析系统的不足之处进行了努力。在专 利检索、专利相似查询、集成知识环境和工作流管理四个方面改进了现有的专利 分析系统。 9 ( 2 ) 帮助提高企业的决策分析水平。通过专利的有效管理和分析，可以帮助 企业较好地把握自己所在行业的技术发展趋势、企业在这个行业中所处的地位和 技术实力，从而给决策部门提供有效的决策依据。 ( 3 ) 帮助企业推进知识创新。企业的研发部门通过专利管理分析系统的有效 实施，可以大大提高创新能力，同时也会使研发的新产品更加具有竞争力- 1 6 本章小结 本章讨论了论文的研究背景，对专利和专利管理分析方法的研究和应用状况 进行了相关的回顾，对现有专利管理分析系统的不足之处进行了分析，最后给出 了论文内容的组织结构和研究意义。 1 0 第二章相似专利和相关知识的确定方法研究 第二章相似专利和相关知识的确定方法研究 2 1 引言 目前网络上信息系统的检索功能一般都带有相似检索选项，使用户在检索初 始词的同时，看到近似词，并可以选用近似词帮助扩大查询范围。这项功能可以 大大增加检索的查全率，帮助用户找到自己最想要的资源。 关于相似检索的做法有很多种，大部分是根据词语匹配，像百度，中知网， 因其每天的访问量非常大，这样他们可以建立一组常用检索词库，当用户捡索时， 系统就给出了相近( 词语匹配) 访问量高的词，如图2 - 1 当用户输入家电本体，百 度给出的相近词。 被控索次数 曲篮皇童查壁丝 京电论坛 霉电 家电维任 永乐霹电 中国家电阿 骞电嘲 ，卜黎电 三联霉电 固美家电 摩电维修时 工贽豫电 万蝗象电罔 京电维修论坛 图2 - 1 检索“家电本体”时百度给出的相似词 但是对于一个企业的专利管理分析系统来说不可能像百度这样每天有这么 大的访问量，不大可能建立常用检索词库，同时如果数据量非常大的时候，根据 词语匹配的算法对于计算机的负载也是非常大的，使得客户的响应时间变得很 长。本文根据专利文献的特征结合基于向量空间模型的文本分类技术，提出了一 个面向专利文献的相似专利确定方法。 一：= 第二章相似专利和相关知识的确定方法研究 2 2 专利管理分析系统中相似专利的确定方法 2 2 1 专利模型树 ( 1 ) 专利模型树的定义 专利文献中包含的信息有，专利名称，发明人，i p c 分类号，申请人，中国 分类号，摘要，专利全文等等。各个要素包含的信息不尽相同。根据专利文献的 特点，我们构造一个专利模型树。 定义2 1 专利模型树：专利文献中不同要素之间构成的树状层次结构，一 个典型的专利模型树结构如图2 2 定义2 2 专利模型树节点：在专利模型树没有父节点的专利要素称为该模型 树的根节点，没有子节点的专利要素称为该模型树的叶节点，其它专利要素称为 中间节点。 图2 2 给出了专利模型树结构示意图。在图中，a 为根节点，a 1 、a 2 、a 4 、 a 5 、a 6 、a 7 、a 3 1 、a 3 2 和a 3 3 为叶节点，a 3 为中间节点。 图2 - 2 专利模型树结构示意图 ( 2 ) 专利模型树叶节点的属性分析 叶节点的属性分两种： ( 1 ) 类数值属性：包括发明人，i p c 分类号，申请人，中国分类号，这些要 素虽然是字符形式，但是其内容只有两种可能，相同或者不同，因此其取值方式 为： 1 2 第二章相似专利和相关知识的确定方法研究 删锚，一骺i ： ( 2 - 1 ) ( 2 ) 文本属性：包括专利名称，专利摘要和专利全文，这些要素都是一段或