基于專利地圖的吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)戰(zhàn)略研究

王戴尊

吉林省是全國三大汽車集團(tuán)之一，在汽車制造方面有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利地圖的分析和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的專利分析，從專利的角度對(duì)吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提出了戰(zhàn)略思考。

利用專利文獻(xiàn)可以了解和掌握汽車產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來技術(shù)動(dòng)向，準(zhǔn)確判定技術(shù)的生命周期，指導(dǎo)技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新決策。對(duì)于汽車工業(yè)而言，掌握先進(jìn)的相關(guān)專利技術(shù)不是目的，而僅僅是技術(shù)創(chuàng)新的開端。利用專利文獻(xiàn)可以更好地為技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)服務(wù)。通過查閱專利文獻(xiàn)，可以明確擬引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的法律狀態(tài)、專利年齡以及先進(jìn)程度等信息，以爭(zhēng)取貿(mào)易談判中的主動(dòng)權(quán)，避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1 吉林省汽車領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀

吉林省的汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，在整車制造方面，有全國三大汽車集團(tuán)之一的一汽集團(tuán)；在汽車零部件方面，吉林省有眾多有實(shí)力的汽車零部件企業(yè)，有一汽富奧、一汽光洋、一汽東機(jī)工、長春海拉、長春富奧-江森、一汽-凱爾·海斯、長春塔奧、大陸汽車電子（原西門子）、吉林北方捷凱；在汽車科研與人才培養(yǎng)方面，吉林省也領(lǐng)先全國，有吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院，是我國汽車工業(yè)人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的重要基地；在相關(guān)的工業(yè)基礎(chǔ)方面，吉林省作為新中國的“工業(yè)搖籃”，擁有鋼鐵、能源、化工、重型機(jī)械、軍工等重大工業(yè)項(xiàng)目，為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?；在政策性整合方面，吉林省擁有長春汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和吉林市汽車工業(yè)園區(qū)兩大汽車產(chǎn)業(yè)園區(qū)，這也是吉林省建設(shè)國內(nèi)最大汽車產(chǎn)業(yè)基地的核心和戰(zhàn)略支撐。

這里擁有悠久的發(fā)展歷史，為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，集聚了許多發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)要素。整車制造能力全國領(lǐng)先，汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完整，科技、人才、自主品牌的優(yōu)勢(shì)都比較突出。但是，市場(chǎng)化程度相對(duì)較低，配套體系相對(duì)弱一些。

汽車產(chǎn)業(yè)已成為吉林省的產(chǎn)業(yè)龍頭，圍繞汽車主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)建設(shè)產(chǎn)業(yè)集群，同時(shí)，針對(duì)區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)特色，進(jìn)行汽車產(chǎn)業(yè)集群中長期規(guī)劃，有利于吉林省經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、規(guī)?；l(fā)展，有利于吉林省工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，有利于吉林省區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力的質(zhì)的提升。

2 基于專利地圖的吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)分析

本節(jié)所用數(shù)據(jù)采集的是CNIPR 數(shù)據(jù)庫（中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)），時(shí)間為從入庫時(shí)間到2013年2月的專利數(shù)據(jù)，從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利總申請(qǐng)量中提取吉林省的申請(qǐng)專利，共檢索專利1153 件。因?yàn)閷＠暾?qǐng)到專利公開有18 個(gè)月的滯后期，使得大量專利還處于未公開狀態(tài)，所以2012、2013年數(shù)據(jù)僅供參考。

總體趨勢(shì)

圖1 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

圖2 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利技術(shù)生命周期

圖3 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)IPC 構(gòu)成

圖1 顯示，1985年開始吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利發(fā)展比較緩慢，從2000年開始有較快的發(fā)展，2007年達(dá)到一個(gè)小峰值，年申請(qǐng)量達(dá)118 件，2007年之后呈下降趨勢(shì)，直到2010年又迅速增長達(dá)到132 件。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)決定了汽車的質(zhì)量，是汽車的核心。打造優(yōu)良的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)成了提升汽車質(zhì)量品牌的關(guān)鍵。國內(nèi)無論是整車企業(yè)還是專業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)都在加大研發(fā)力度，以求在激烈的市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。

技術(shù)生命周期

從吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)生命周期看來（圖2），技術(shù)生長率、技術(shù)成熟系數(shù)和新技術(shù)特征系數(shù)三條曲線的趨勢(shì)大致類似，一直處于大幅度的振蕩起伏狀態(tài)，尤其是在1997年到2000年之間，有一個(gè)較大的上升趨勢(shì)，這主要是因?yàn)樵?000年我國汽車行業(yè)開始蓬勃發(fā)展，自主品牌的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)迅速，大量的占領(lǐng)了市場(chǎng)，而吉林省作為汽車大省，因此也有較快的發(fā)展。而在2000年之后，技術(shù)處于平穩(wěn)發(fā)展的階段，由于市場(chǎng)的相對(duì)飽和，新技術(shù)的研發(fā)遲緩，從而導(dǎo)致2009年吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的衰落。

圖4 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)IPC 趨勢(shì)構(gòu)成

IPC 構(gòu)成

從吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)IPC 構(gòu)成來看，排在第一位的是F02M（一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給或其組成部分），共有270 件，其次是F02B 和F02D 領(lǐng)域，分別申請(qǐng)專利數(shù)為118 和82 件，主要涉及領(lǐng)域是燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)是把燃料化學(xué)能通過燃燒形式轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動(dòng)力裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒研究的主要目的是如何高效低污染地組織燃燒過程提高燃燒裝置的熱能轉(zhuǎn)換效率研發(fā)適應(yīng)不同燃料的燃燒裝置以及開發(fā)新型的燃燒裝置為機(jī)動(dòng)車、農(nóng)業(yè)和工程機(jī)械、船舶、機(jī)車等提供動(dòng)力源。

IPC 逐年趨勢(shì)分析

截取2000年到2012年汽車發(fā)動(dòng)機(jī)IPC 趨勢(shì)，如圖4，可以看出吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)IPC 發(fā)展最快的是F02M（一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給或其組成部分）領(lǐng)域，2000年到2004年處于緩慢發(fā)展的階段，在2004年之后開始迅速發(fā)展，2007年達(dá)到一個(gè)小峰值，隨后又開始緩慢下降，到2010年發(fā)展到最高值，年申請(qǐng)量為46 件。其次在F02B 和F02D 領(lǐng)域也有一定的發(fā)展趨勢(shì)，而其他的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展比較緩慢，一直處于平緩的發(fā)展。

吉林省前10 位的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)

圖5 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)

從圖5 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)可以看出，排在第一位的是中國第一汽車集團(tuán)公司，占吉林省總申請(qǐng)量的67%，其次是吉林大學(xué)，占總量的24%；這表明中國一汽集團(tuán)公司在吉林省汽車行業(yè)中已經(jīng)占有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并有一定的壟斷地位。中國第一汽車集團(tuán)公司制造出新中國第一輛解放牌卡車，以及第一輛東風(fēng)牌小轎車和第一輛紅旗牌高級(jí)轎車，是國內(nèi)最大的汽車企業(yè)集團(tuán)之一，其子公司一汽解放汽車有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)分公司與國內(nèi)各大院校及科研機(jī)構(gòu)多年的合作研發(fā)，在原單一的CA6102 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了寬品種、多系列的產(chǎn)品平臺(tái)。匹配燃料有汽油、天然氣、液化石油氣、甲醇等，功率覆蓋91 KW-108 KW，排放已達(dá)歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，與整車配置方式分前置和后置兩種。而吉林大學(xué)作為全國一流的大學(xué)，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)方面擁有一定的基礎(chǔ)研究，是我國汽車行業(yè)高層次復(fù)合型人才培養(yǎng)基地、基礎(chǔ)共性技術(shù)研究開發(fā)基地和為行業(yè)解決重大基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)問題的依托單位。

3 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠治?/h2>

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源，其功用是將進(jìn)入其中的燃料（汽油、柴油、天然氣等）燃燒后放出的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并將獲得的機(jī)械能輸送給汽車地盤?，F(xiàn)在汽車上常用的是四沖程、水冷式、往復(fù)活塞式、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，它主要是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、冷卻系、潤滑系和電氣系統(tǒng)組成。在技術(shù)領(lǐng)域的分析中，主要選取曲柄連桿和電氣系統(tǒng)兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行分析。

曲柄連桿結(jié)構(gòu)的聚類分析

吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利地圖主要應(yīng)用PIAS 軟件對(duì)中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局收錄的吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利進(jìn)行聚類分析。吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利共有74 件，專利類型包括發(fā)明專利21 件和新型專利53 件。關(guān)鍵詞提取權(quán)值設(shè)定：標(biāo)題0.3%，摘要0.3%，權(quán)利要求0.3%，全文0.1%。吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利地圖特征詞權(quán)值如表1。根據(jù)賦權(quán)表，構(gòu)建吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利地圖。

表1 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)專利地圖主要特征詞權(quán)值表

圖6 所示的吉林省專利地圖中紅色代表吉林大學(xué)申請(qǐng)的專利，發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿專利申請(qǐng)量占吉林省總申請(qǐng)量的33%，綠色是中國第一汽車集團(tuán)，占18%。從專利地圖來看，吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿領(lǐng)域主要研究領(lǐng)域是活塞、氣缸和主軸，專利數(shù)量占總數(shù)的45%，其主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)是吉林大學(xué)和中國第一汽車集團(tuán)，分別占20%和11%。吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿領(lǐng)域主要技術(shù)領(lǐng)域是F02F5/00，占26%；其次是F02F3/00，占21%。

電氣系統(tǒng)的聚類分析

吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣系統(tǒng)專利地圖主要應(yīng)用PIAS軟件對(duì)中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局收錄的吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)專利進(jìn)行聚類分析。吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)專利共有67 件，專利類型包括發(fā)明專利12 件和新型專利55 件。關(guān)鍵詞提取權(quán)值設(shè)定：標(biāo)題0.3%，摘要0.3%，權(quán)利要求0.3%，全文0.1%。吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)專利地圖特征詞權(quán)值如表2。根據(jù)賦權(quán)表，構(gòu)建吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)專利地圖。

圖6 吉林省曲柄連桿領(lǐng)域?qū)＠貓D

圖7 吉林省電氣系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＠貓D

表2 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)專利地圖主要特征詞權(quán)值表

圖7 所示的吉林省專利地圖中紅色代表吉林大學(xué)申請(qǐng)的專利，專利申請(qǐng)量占吉林省總申請(qǐng)量的26%，綠色是中國第一汽車集團(tuán)，占23%.從專利地圖來看，吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)領(lǐng)域主要研究領(lǐng)域是發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵和高壓，專利數(shù)量占總數(shù)的32%，其主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)是中國第一汽車集團(tuán)和吉林大學(xué)。吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)領(lǐng)域主要技術(shù)領(lǐng)域是F02N17/04，占17%和F02P3/02，占14%；其次是F02P5/145 和F02N15，分別占10%。

4 小結(jié)

從第二、三章的分析中，可以看出，吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在2000年之后，迅猛發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)很多自主品牌，但與國外技術(shù)相比仍有落后，我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域主要以燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)為主；本田株式會(huì)社是中國最大的專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)，占總申請(qǐng)量的17%。吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)可以看出，排在第一位的是中國第一汽車集團(tuán)公司，占吉林省總申請(qǐng)量的67%。在華中專利申請(qǐng)的國家中，名列前三位者分別為：日本、美國和德國，各省分布中，江蘇、浙江和山東列前三位。

吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿領(lǐng)域主要研究領(lǐng)域是活塞、氣缸和主軸，專利數(shù)量占總數(shù)的45%，吉林省發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)領(lǐng)域主要研究領(lǐng)域是發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵和高壓，專利數(shù)量占總數(shù)的32%，其主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)均是吉林大學(xué)和中國第一汽車集團(tuán)。

在曲柄連桿技術(shù)中，我國各大汽車集團(tuán)的主機(jī)廠發(fā)動(dòng)機(jī)鍛鋼連桿制造技術(shù)與國外差距不大，不論從鍛件的強(qiáng)度，表面強(qiáng)化技術(shù)，還是尺寸精度及產(chǎn)品的穩(wěn)定性方面，都接近國外發(fā)達(dá)國家的水平。配件廠近年技術(shù)有所提升，但還存在一些問題，鍛件成形及控冷技術(shù)落后，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。在連桿輕量化方面，我國還相當(dāng)落后，鈦合金連桿，纖維強(qiáng)化鋁合金連桿、粉末冶金鍛造連桿的研究還沒有開展，是今后要開展的研究。

5 吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利戰(zhàn)略的調(diào)整

建立汽車行業(yè)專利數(shù)據(jù)平臺(tái)

國家相關(guān)部門應(yīng)該聯(lián)合汽車相關(guān)的部門或機(jī)構(gòu)，和主要汽車集團(tuán)建立汽車行業(yè)的專利數(shù)據(jù)庫，聯(lián)合培養(yǎng)出一支專業(yè)化的專利檢索分析隊(duì)伍，制定規(guī)劃，分步實(shí)施，建立專利共享平臺(tái)，為整個(gè)汽車行業(yè)提供專利信息服務(wù)，推動(dòng)汽車工業(yè)形成專利信息利用機(jī)制，全面提高專利信息利用水平。

培育汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)領(lǐng)域重點(diǎn)企業(yè)

吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)的技術(shù)壟斷性不明顯，數(shù)據(jù)顯示雖然有很多企業(yè)從事發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)，但是專門從事該技術(shù)的企業(yè)卻不多，建議重點(diǎn)培育發(fā)展幾家發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。從而為汽車行業(yè)提高研發(fā)起點(diǎn)，避免低水平重復(fù)研究。

加強(qiáng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)科技成果轉(zhuǎn)化

吉林省汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專利申請(qǐng)主要機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中，部分高校的研究水平較高，應(yīng)加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化，鼓勵(lì)科研院所依托專利技術(shù)創(chuàng)辦企業(yè)，鼓勵(lì)科研院所的專利向企業(yè)轉(zhuǎn)讓，另外，國家應(yīng)該加大知識(shí)產(chǎn)權(quán)宣傳力度，鼓勵(lì)自主創(chuàng)新，增強(qiáng)公眾特別是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的專利申請(qǐng)及保護(hù)意識(shí)。