moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2020.31.4.006 852 Система формирования матрицы выполняемых физическими эффектами технических функций на основе анализа патентного массива The software for formation the matrix of technical functions performed by physical effects based on patent database analysis Коробкин Дмитрий Михайлович Korobkin Dmitry Michaylovich dkorobkin80@mail.ru aff-1 Шабанов Дмитрий Владимирович Shabanov Dmitry Vladimirovich shabanov.dmitry.v@gmail.com aff-2 Фоменков Сергей Алексеевич Fomenkov Sergei Alekseevich saf550@yandex.ru aff-3 Дворянкин Александр Михайлович Dvoryankin Alexander Michaylovich dvam@vstu.ru aff-4 Волгоградский государственный технический университет Volgograd State Technical University Волгоградский государственный технический университет Volgograd State Technical University Волгоградский государственный технический университет Volgograd State Technical University Волгоградский государственный технический университет Volgograd State Technical University 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2020.31.4.006 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

В статье представлена программная реализация метода формирования матрицы выполняемых физическими эффектами технических функций на основе анализа патентного массива. Для синтеза физического принципа действия новых технических систем могут использоваться физические эффекты из базы знаний, разработанной на кафедре САПРиПК ВогГТУ. Физические эффекты реализуют технические функции, которые в свою очередь составляют конструктивную функциональную структуру технической системы. На основе разработанного авторами метода извлечения описаний физических эффектов и технических функций из патентных документов США (USPTO) и Роспатента был сформирован метод автоматического построения таблицы технических функций, выполняемых физическими эффектами, основанный на выявлении латентных зависимостей в терм-документных матрицах «Физические эффекты-Патенты» и «Технические функции-Патенты». Автоматизированная система реализована на языке Python версии 3.7.2. Для морфологической разметки используется TreeTagger, для синтаксической разметки – UDPipe. Корректность работы алгоритмов была оценена на тестовой выборке, подготовленной вручную и состоящей из 60 патентных документов, описывающих 480 технических функций и 20 физических эффектов. Полученные результаты: метод извлечения ТФ показал на тестовой выборке точность – 0.87, полноту – 0.77 и F -меру – 0.82, поиск описания ФЭ функционирует с точностью - 0,92.

The article presents a software for forming a matrix of technical functions performed by physical effects based on the analysis of a patent database. For the synthesis of the physical operation principle of new technical systems, physical effects from the knowledge base developed at the CAD Department of VSTU can be used. Physical effects implement technical functions, which in turn constitute the constructive functional structure of the technical system. The automated system is implemented in Python version 3.7.2. TreeTagger is used for morphological analysis, UDPipe is used for syntactic analysis. The correctness of the algorithms was evaluated on a test sample prepared by hand and consisting of 60 patent documents describing 480 technical functions and 20 physical effects. The results obtained: the method for extracting TF showed an accuracy of 0.87 on the test sample, completeness - 0.77 and F-measure - 0.82, the search for the description of the FE functions with an accuracy of 0.92.

 технические функции физические эффекты патенты извлечение информации sAO cRUD technical functions physical effects patents fact extraction sAO cRUD Исследование выполнено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. References Korobkin D., Shabanov D., Fomenkov S., Golovanchikov A. Construction of a matrix "Physical effects – Technical functions" on the base of patent corpus analysis. Communications in Computer and Information Science. 2019;1084:52-68. Korobkin D.M., Fomenkov S.A., Kolesnikov S.G., Kamaev V.A. Synthesis of the physical principle of operation of engineering systems in the software environment CPN Tools. Research Journal of Applied Sciences. 2014;9(11):749-752. Korobkin D.M., Fomenkov S.A., Kolesnikov S.G., Voronin Y.F. System of physical effects extraction from natural language text in the Internet. World Applied Sciences Journal. 2013;24(24):55-61. Коробкин Д.М., Фоменков С.А., Колесников С.Г. Метод верификации синтезированной функциональной структуры посредством построения физического принципа действия технической системы. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;7(2):97-109. Коробкин Д.М., Фоменков С.А., Колесников С.А. Метод синтеза функциональной структуры новых технических решений на основе данных патентных массивов. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;7(2):135-148. Шабанов Д.В., Коробкин Д.М., Фоменков С.А., Колесников С.Г. Формирование матрицы "Физические эффекты - Технические функции" на основе данных анализа патентных массивов. Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. 2019;7:94-99. Шабанов Д.В., Коробкин Д.М., Фоменков С.А., Колесников С.Г. Формирование матрицы "Физические эффекты - Технические функции" на основе данных анализа патентных массивов. Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. 2019;7:94-99.10.1007/978-0-387-30164-8_832. Uther, William & Mladenić, Dunja & Ciaramita, Massimiliano & Berendt, Bettina & Kołcz, Aleksander & Grobelnik, etc. TF–IDF. 2010. DOI: 10.1007/978-0-387-30164-8_832. Schmid, & Helmut,. TreeTagger - a language independent part-of-speech tagger. 2009. Straka, Milan & Strakova, Jana & Hajič, Jan. UDPipe at SIGMORPHON 2019: Contextualized Embeddings, Regularization with Morphological Categories, Corpora Merging. 2019.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.