三一重工的专利情报挖掘与分析研究
发布时间：2019-10-16
摘要: 利用知网专利数据库检索三一重工的专利数据，采用数据统计分析、聚类分析等方法从专利申请趋势、申请区域分布、发明人合作网络、技术研发领域分布、专利类型分布、法律状态分布等方面对专利数据进行多维度的情报挖掘与分析，并基于分析结果和企业创新发展需求，从技术创新储备、技术创新合作、海外专利布局、专利战略管理环境建设、专利情报战略体系建设等方面提出了具体的对策建议。
关键词: 三一重工; 专利情报; 专利挖掘与分析; 专利战略
科技竞争是国际竞争的焦点。科技竞争的核心是科技创新，科技创新的核心是知识产权，而专利又是知识产权这一核心中的核心[1 - 2]。随着全球科技竞争和市场竞争的加剧，关键技术和核心专利已成为衡量国家、产业、机构、企业和个人科技创新能力与核心竞争优势的重要标志[3]。实践证明，通过专利情报挖掘与分析了解竞争对手和自身所掌握的关键技术与核心专利是科技创新的前提和基础，专利情报挖掘与分析是科技创新的加速器和推进器已成为一种全球共识[4 - 5]。同时，专利情报挖掘与分析已贯穿企业技术研发和市场竞争的全过程，与人才选拔、研发方向选择与布局、技术攻关、技术引进、成果转化、产品开发、市场营销、法律纠纷等密不可分[6][7]。
三一重工股份有限公司 ( 以下简称 “三一重工”) 目前是中国最大、全球排名第五的工程机械制造商，同时也是世界上最大的混凝土机械制造商。三一重工及其旗下的湖南路面机械有限公司等 10 多家子公司都非常重视技术与专利的研究与开发，每年将其销售收入的 5% ～ 7% 用于研发，致力于产品升级换代，通过技术创新与专利战略，特别是在专利情报的分析、研究与开发上，成立了专门部门开展了专利情报的挖掘与分析工作。本文旨在对三一重工的专利数据进行专利情报挖掘与分析，并在此基础上针对其科技创新与专利战略情报工作提出对策建议。
1 分析数据来源
为获取三一重工历年的专利申请数据，本文选取中国知网 CNKI 专利数据库进行专利检索，主要通过专利权人字段进行限定检索，检索词包括: 三一重工、三一集团、三一重机、三一路面机械、三一汽车起重机械、三一重装、三一海洋重工、三一筑工、三一重能、三一太阳能、三一汽车制造、索特传动设备等。检索时间范围设定为 1996—2016 年 ( 检索时间为 2017 年 12 月 30 日) 。共检索到三一重工及其旗下企业的专利 10021 件[8]。
2 三一重工的专利申请现状分析[9]
2. 1 专利申请趋势分析
由三一重工的专利申请数据年度分布和专利申请量趋势 ( 见图 1) 可知，三一重工的专利申请量分布大致分为 4 个时期。在 2000 年之前为萌芽期，不论是专利数量还是增量都处于较低的水平。 2000—2006 年，专利申请处于起步阶段。2006 年之后，三一重工的专利申请量逐年上升，2007—2012 年，三一重工的专利申请量大幅度增长，企业步入高速发展期。短短 6 年间，三一重工的专利申请量由 199 件增长至 2 211 件，增幅达到 1 011% ，技术创新、技术研发和专利申请达到顶峰。这一方面是因为我国大力推动基础建设，使得工程机械市场迅速扩张和竞争加剧，而市场竞争则必然会带动技术革新。另一方面也说明三一重工日益重视技术创新，正在努力完善研发机制，提升研发人员的积极性和创造性，提高研发效率，这也表明三一重工将专利技术的发展和保护提升到企业战略高度。而 2012 年之后，三一重工的专利申请量开始下滑，表明机械工程专利技术进入成熟期，企业必须寻找新的技术突破口和技术生长点，才能在激烈的市场竞争中处于保持优势地位。
三一重工的前身湖南三一重工业集团有限公司成立于 1994 年。1996 年三一重工的第一件专利产生，说明三一重工在发展初期就将技术创新摆在首要位置，重视专利申请和专利技术保护。三一重工之所以能在短短三十年时间内发成为全国最大、世界第五的工程机械制造商，与其高度重视技术创新和专利技术保护，且每年将销售收入的 5% ～ 7% 用于技术研发密切相关。
2. 2 专利申请区域分析
三一重工的专利申请区域分布如下表 1 所示。由表分析可知，三一重工的专利申请区域主要集中分布于湖南、辽宁、北京、上海、江苏等省份，其中在湖南省的专利申请量达 4 980 件，占 总 量 近 50% ，数量上远多余其他省市。湖南省域专利申请量占比之高，主要原因是湖南省是三一重工的发源地和核心发展基地，2012 年底总部搬迁至北京之前，三一重工的专利主要是在湖南申请的。此外，三一重工核心研发力量———泵送事业部研发中心仍在湖南省长沙市，其研发实力和专利申请贡献支撑较强。进一步分析专利申请主体可知，主要核心专利申请主体三一重装、三一重机、三一科技、三一挖机分别坐落于辽宁、北京、上海、江苏。
由于专利数据源及检索语言的限制，本文检索到的三一重工海外专利仅 30 余件。借助智慧芽全球专利数据库进一步粗略检索三一重工的国际及海外专利申请布局情况如图 2 所示。三一重工申请 IPC 专利总量超过 400 件，美国专利 70 余件、欧洲专利 50 余件、印度专利 45 件、巴西专利 20 件，此外在韩国、澳大利亚、德国、日本等国家申请专利均不足 10 件。作为一家大型跨国公司，三一重工在印度、英国、美国、德国、巴西等国都建有海外研发和制造基地，随着国际化步伐的加快，三一重工在海外市场的知识产权保护战略有待提高。
2. 3 专利发明人及其合作网络分析
2. 3. 1 重要专利发明人分析
三一重工的专利共涉及专利发明人 5 120 人，说明其技术研发人员群体力量非常强大。三一重工的主要专利发明人参与专利申请量分布情况如下表 2 所示，进一步分析发现专利申请量在 20 项以上的专 利 发 明 人 209 位，占公司专利发明人 总量的 4. 08% ; 专利申请量 30 项以上的 97 人，占公司专利发明人总量的 1. 89% ，重要高产发明人群体技术研发实力不够突出。
三一重工排名前十位的发明人参与的专利申请量均在 80 件以上，参与申请的专利总量达到 1 095 件，前十位发明人间合作申请专利 59 件，说明前十位在各自的专业技术领域内相对独立。其中三一集团董事、三一重工执行总裁兼总工程师易小刚参与申请专利数量达 358 件，远高于其他专利发明人，是三一重工的技术领军人物，易小刚一直致力于核心零部件和总体技术的自主研究与开发，其申请的专利中，有 3 项获中国专利金奖、5 项获中国专利优秀奖[10]。
2. 3. 2 重要专利发明人合作网络分析[11 ～ 13]
利用专利挖掘与分析工具 Ucinet 做出三一重工重要专利发明人合作网络图 ( 如图 3 所示) 和聚类图谱 ( 如图 4 所示) 。由图 3 可知，三一重工的重要专利发明人之间合作比较密切，形成了 3 个发明人合作网络。其中由易小刚、易秀明、梁坚毅、代晴华等发明人组成的大型合作网络几乎囊括了三一重工的全部重要专利发明人。黎中银、张世平、于卓伟、水俊峰、冯建伟以及王永兴、孟详东、张金涛、谢卫其组成 2 个小型合作网络。只有王初亮先生为独立专利发明人，与其他人没有合作，可能是因为他和其他发明人在研发方向上存在差异。
对重要专利发明人进行 K 核心聚类后得到聚类图谱，从图 4 我们发现，三一重工的重要发明人大致形成了 5 个合作研发团队，代表着 5 个重要的技术研发方向，说明三一重工的技术研发方向与技术研发力量比较集中且稳定。团队内部合作密切，研发方向一致。团队之间也通过某些重要发明人建立起相互联系，存在交叉合作关系。其中，易小刚带领的研发团队最大，内部合作也最为密切。其他的研发团队内外部合作相对不够密切。
2. 4 技术研发领域分析[14]
抽取三一重工所有专利申请名称中的关键词并进行统计分析可得，出现频率在 50 次以上的关键词有 158 个，80 次以上的 92 个，去掉无意义的虚词还剩 62 个高频关键词，如表 4 所示。由表可知，三一重工的专利名称关键词主要集中在装置、系统、工程机械、起重机、液压、设备等方面，围绕重型机构的结构、功能、材料、应用等展开，这表明三一重工多年以来一直注重于以上技术领域的研发工作。其中，关键词 “装置”出现频率最高，达到 2 939 次，其含义为某主机产品中的物料模块，意味着三一重工的大量发明创造是用于对某主机产品的升级与改造。
利用 Sati 和 Ucinet 做出三一重工专利申请名称高频关键词共现知识图谱 ( 如图 5 所示) ，由图 5 可知，三一重工的专利名称高频关键词大致集中在 6 个方面，并且技术分支比较集中，这说明三一重工的研发方向具有很强的针对性。其中，三一重工的主要发明方向集中在两个领域: 一是传统的大型工程机械主机产品及其配件的核心技术研发和改良，例如矿上机械、压路机、掘进机等。二是新型产业 ———风力发电技术。而这两个发明方向互相之间能起到支撑作用，企业也致力于提高自身的核心专利质量。这说明三一重工对核心知识产权有着非常强的保护意识。
2. 5 专利申请类型分析
由三一重工专利申请类型分布图 ( 如图 6) 可知，三一重工的发明专利申请量为 4 217 件，占总量的 42. 08% ，实用新型专利共申请 5 218 件，占专利总申请量的 52. 07% ，外观设计专利申请量为 586 件，占总比重的 5. 85% 。
三一重工的实用新型专利申请量高于发明专利申请量，进一步分析其发明专利、实用新型专利的申请趋势 ( 如图 7) ，三一重工的发明专利申请量占比在逐渐提高，说明三一重工的专利申请质量在不断提高。然而随着重型机械领域技术日趋成熟，要想进一步提高专利申请质量，通过知识产权保护技术和市场竞争力，三一重工仍需加大技术研发力度，寻找新的技术突破口和技术生长点，从自主创新的战略高度，用原创新技术和核心专利技术构建坚固的知识产权战略保护体系，进而加强市场竞争优势。
2. 6 专利法律状态分析[15]
为了解三一重工专利质量发展趋势，本文通过三一重工的专利法律状态分布情况进行分析，三一重工去全部专利的简单法律状态分布如下图 8 所示，三一重工无效专利占比高达 52% 以上，有效专利不足 50% 。分析三一重工失效专利占比趋势图如图 9 所示，并分析失效原因分布如下图 10 所示，由分析可知，三一重工专利失效的最主要原因是企业以未缴年费的方式主动放弃专利权，且其失效占比自 2010 年后大幅下降，主要跟与三一重工的知识产权战略发展有关，随着三一重工对专利保护战略的提升，相对专利数量而言，其更注重专利质量的提升以及专利池的构筑。
3 三一重工技术创新与专利战略对策建议[16 ～ 18]
三一重工一直以来秉承 “一切源于创新”的理念，致力于研发世界工程机械最前沿技术与最先进产品。以专利为代表的研发成果居国内行业首位。然而，随着国家创新驱动发展战略的深入推进和知识产权战略的深化实施背景下，三一重工需将以专利为核心的知识产权战略与企业发展战略、市场拓展战略、技术创新战略等进行多层次、多维度地有机统一。根据上述专利情报分析的结果，本文拟针对三一重工的技术创新与专利战略提出几点对策建议。
3. 1 加强技术创新储备
从专利技术生命周期角度来看，三一重工的专利技术研发领域一直集中在大型工程机械主机产品及其配件的核心技术研发和改良上，且其主导产品技术步入成熟期，企业必须寻找新的技术生长点，不断推出新的研发成果，才能保持公司的市场竞争力。
从研发团队配置来看，三一重工的专利申请发明人团队规模较大，重要专利发明人集中度比较高，且重要专利发明人之间合作较为密切，但研发团队数量偏少，技术研发方向相对集中，目前的研发团队配置一方面有利于公司集中力量将核心优势技术深入做强做大，但另一方面不利于公司发展新技术、开发明新产品、拓展新市场。在智能制造、互联网 + 、新一代信息技术等产业环境发展下，随着公司的业务生态的不断完善和丰富，企业必须结合新兴技术的发展趋势，开展新兴技术领域和新兴技术方向的研发工作，布局新兴产业技术，培养新兴产业研发团队，储备新兴产业研发成果，构建公司长远的可持续核心竞争力。
3. 2 加强技术创新合作
从专利申请情况以及发明人合作网络来看，三一重工非常注重自主创新，但对外合作创新不足，三一重工除在集团内部有专利合作申请外，对外合作申请专利仅 30 余件，涉及华东送变电工程公司、南京工业大学、湖南科技大学等不足 10 家机构。建议企业在加强独立研发、内部团队合作的基础上，积极开展国内国际产学研合作，借助科研院所的基础研究力量，提升企业的前沿基础研发能力; 同时积极与全球领先的企业开展跨领域的技术合作，达到企业间的合作双赢、缩小研发周期成本。
3. 3 加强海外专利布局
从三一重工现有国际专利和海外专利数量来看，随着三一重工 “国际化”战略的深入推进，三一重工在海外市场的知识产权保护战略有待加深。建议企业在进行海外市场拓展布局时，应注重市场布局与知识产权布局的结合，积极在输出国进行专利、商标等知识产品申请保护工作，最好做到 “产品出口，专利先行”，以避免侵权; 在海外市场拓展的同时，亦可加强在海外研发中心的布局和建设工作，增强本土化的产品研发能力。
3. 4 加强专利战略管理环境建设
3. 4. 1 完善企业专利管理机制。
通过进一步完善三一重工的专利管理制度，优化面向产品研发上市全流程的专利管理业务，优化专利管理相关的配套机制，将专利管理同步衔接于产品研发、技术创新的全流程，不断提高专利质量，通过专利网络的构建提升专利保护的总体效果。
3. 4. 2 优化专利战略和专利运营。
通过强化专利组合战略的实施，推进基础专利、核心专利与技术标准的结合，实施标准专利战略，积极牵头或参与制定国家标准、国际标准，将核心专利技术方案纳入标准，以积累基本专利; 强化企业专利的商业化运营，重视专利战略联盟、专利池的建设，通过专利许可等方式，使专利成为企业的重要竞争要素，提升企业的竞争优势和经济效益。
3. 4. 4 加强专利人才队伍建设。
通过内部培养和外部引进相结合的方式，扩大企业知识产权专职人才队伍，提高专利管理人才队伍的业务素质，以适应专利战略提升的需求; 通过培训等方式，提高企业研发人员的专利知识，提升企业研发团队与专利管理团队的衔接效率，进而提升企业的专利质量。
3. 4. 5 优化知识产权文化环境。
在知识产权战略全面推进的环境下，企业应加强专利意识和知识产权文化的培育，通过内部刊物宣传、知识产权相关法律教育培训等形式提供企业员工的知识产权保护意识，将创新驱动、知识产权意识和文化内容，融入专利战略管理环境建设进程中。
3. 5 加强专利情报战略体系建设
对三一重工来说，除了自身专利管理运营外，还需要加强本技术领域及竞争对手专利的情报挖掘和研究工作，服务于本公司的技术创新战略与技术研发工作。
3. 5. 1 以专利数据为基础，完善专利情报平台建设。
数据是情报的基础，要想完善企业专利情报战略体系的建设，专利数据情报平台建设是基础工作。建议企业通过完善专利数据情报平台建设加强对自身专利进行管理，并整合各种专利情报信息，包括外部专利数据库资源，专利情报人员通过行业情报、市场情报、企业情报等方式获取的专利情报信息，专利情报服务机构提供的专利情报等。
3. 5. 2 以专利分析为手段，完善专利预警布局体系。
建议企业加强专利情报挖掘与分析工作，将专利情报分析贯穿于企业创新全流程，以构建科学的专利预警和布局体系。一是建立专利技术研发预警机制，确定合理的预警层次、明确预警重点监测的对象、构建确实可行的预警指标体系[19]，针对企业技术研发相关的专利信息进行收集、整理和分析，评估识别在技术研发各阶段的专利法律风险，借鉴可参考的技术方案，利用现有技术的同时，有效规避专利技术研发风险; 二是构建专利布局网络，通过专利情报分析，梳理本企业的管理技术、核心产品、核心技术方向，并围绕技术创新项目、创新产品、新兴市场进行专利布局，构建严密的专利围栏，及时调整专利实施策略，以保护技术创新成果，规避侵权风险。
3. 5. 3 以专利人才为核心，完善专利情报队伍建设。
以三一重工专利规模，应该进一步完善其专利人才的分类分工，技术研发人员要有专利意识，知识产权专利人员负责专利申报及管理工作，专利情报人员则需负责专利情报平台的维护、提供专利情报预警分析、专利情报价值评估等专利情报分析服务。
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