面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)建設(shè)初探

黃立業(yè) 丁 娜 姜常梅 趙 輝 王 堅

（山東省科學(xué)技術(shù)情報研究院，山東濟南 250101）

0 引言

靈敏準確的信息是科學(xué)決策的基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)決策離不開信息支撐，決策者需要對產(chǎn)業(yè)特點有較為清晰的認識[1]。專利文獻集技術(shù)、經(jīng)濟和法律3種信息于一體，是一種重要的情報源。通過對特定產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)的深入分析，可以將該技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢、競爭對手的能力和動向等整體情況體現(xiàn)出來，幫助決策者了解自身所處的位置以及外在的形勢，把握技術(shù)熱點，識別和監(jiān)測競爭對手，為政府科技政策制定和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動起到輔助決策的作用[2-4]。

前期我們對面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利情報需求進行調(diào)研，結(jié)果表明產(chǎn)業(yè)內(nèi)各類創(chuàng)新主體對專利情報均有較大的需求。結(jié)合產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈開展專利分析，有利于深層次的了解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢[4-5]。基于產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的專利分類方法，是產(chǎn)業(yè)內(nèi)各創(chuàng)新主體較為認可的分類方式[3]。圍繞產(chǎn)業(yè)內(nèi)各創(chuàng)新主體的專利情報需求，尤其是企業(yè)的實際應(yīng)用需求，構(gòu)建面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)是一個值得研究和探索的課題。

建設(shè)服務(wù)于產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)是國家多年以來一直積極倡導(dǎo)的。近年來國家出臺了一系列政策法規(guī)鼓勵建立有關(guān)行業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)信息庫和專利分析平臺。2008年，國務(wù)院發(fā)布了《國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要》，鼓勵建立有關(guān)行業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)信息庫和專利分析平臺。近期國務(wù)院知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實施工作部際聯(lián)席會議辦公室發(fā)布了《2017年深入實施國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略加快建設(shè)知識產(chǎn)權(quán)強國推進計劃》，再次強調(diào)建設(shè)知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)類產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺。但對于如何利用專利資源構(gòu)建面向特定產(chǎn)業(yè)的決策支持服務(wù)平臺、從產(chǎn)業(yè)自身的角度出發(fā)有效開展專利情報服務(wù)的研究還很少。本文擬對面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)的建設(shè)進行初步探討。

1 技術(shù)分類體系的建立

技術(shù)分類是專利管理活動的根本[6]。本研究認為，在針對某特定產(chǎn)業(yè)進行專利分析時，首先要研究產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈構(gòu)成，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)分類體系。技術(shù)分類體系的建立主要包括以下3個步驟：第一步，結(jié)合專家意見對選定產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特征進行梳理和分析，重點突出與產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切的關(guān)鍵工藝和部件，繪制出產(chǎn)業(yè)技術(shù)分類導(dǎo)航圖。第二步，建立基于產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類的多級代碼體系，采用人工標(biāo)引的方式，對專利技術(shù)和產(chǎn)業(yè)分類方法進行比較研究，得出技術(shù)和產(chǎn)業(yè)分類間的轉(zhuǎn)移矩陣或?qū)φ?，形成產(chǎn)業(yè)與專利分類的對照表。第三步，結(jié)合對照表，進行產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的專項研究（圖1）。

圖1 專利分類體系構(gòu)建流程

2 專利分析系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計思路

系統(tǒng)的設(shè)計思路是以用戶需求為導(dǎo)向，以輔助決策支持為最終目標(biāo)，以專利分析為核心內(nèi)容，探討能夠為產(chǎn)業(yè)各類創(chuàng)新主體提供決策支持的服務(wù)路徑和服務(wù)模式。

2.2 系統(tǒng)分析框架

系統(tǒng)分析框架分為產(chǎn)業(yè)、次產(chǎn)業(yè)、企業(yè)3個層次，而這3個層次之間為層進的關(guān)系。產(chǎn)業(yè)層次分析旨在幫助各創(chuàng)新主體從中觀層面整體把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀；次產(chǎn)業(yè)層次分析，即產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分析，屬于策略群組分析，旨在分析產(chǎn)業(yè)的競爭態(tài)勢，了解組織處于哪個群組，群組內(nèi)或群組間的對抗強度，自己在技術(shù)方面所處的位置，以及競爭對手的專利布局和技術(shù)現(xiàn)狀[6]；在對產(chǎn)業(yè)層次整體分析的基礎(chǔ)上，進而通過產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈策略群組競爭態(tài)勢分析，最終實現(xiàn)在微觀層面上為企業(yè)的科技創(chuàng)新提供服務(wù)（圖2）。

（1）產(chǎn)業(yè)層次分析

產(chǎn)業(yè)層次分析以特定產(chǎn)業(yè)整體數(shù)據(jù)為分析對象，對應(yīng)的分析維度為產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析、產(chǎn)業(yè)競爭對手分析、產(chǎn)業(yè)發(fā)明人分析、產(chǎn)業(yè)地域性分析和產(chǎn)業(yè)技術(shù)構(gòu)成分析5個分析項目，均為簡單統(tǒng)計分析，可以幫助決策者從整體層面把握產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

圖2 系統(tǒng)分析框架

（2）次產(chǎn)業(yè)層次分析

次產(chǎn)業(yè)層次分析以產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈中各群組的專利數(shù)據(jù)為研究對象，側(cè)重于策略群組內(nèi)競爭對手和技術(shù)狀況的分析。依據(jù)新建的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的專利分類體系，對產(chǎn)業(yè)內(nèi)所有專利進行重新標(biāo)引，從而開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)特征的專利分析。在簡單統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，增加技術(shù)生命周期、專利成長率等指標(biāo)分析，可以幫助用戶明晰產(chǎn)業(yè)內(nèi)各細分領(lǐng)域的競爭態(tài)勢。

（3）企業(yè)層次分析

企業(yè)層面分析分析對象可以是產(chǎn)業(yè)整體數(shù)據(jù)，也可以是產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類中各群組專利數(shù)據(jù)，主要解決企業(yè)在技術(shù)開發(fā)、技術(shù)引進、市場開拓、專利申請等方面的實際應(yīng)用需求。具體包括以下幾個方面：一是技術(shù)研發(fā)。通過專利分析可以幫助企業(yè)了解現(xiàn)有技術(shù)情況，預(yù)測新技術(shù)發(fā)展方向和市場趨勢；了解競爭對手情況，避免重復(fù)開發(fā)；利用過期專利或使用在我國不享有優(yōu)先權(quán)的技術(shù)。二是技術(shù)引進。通過專利分析可以幫助企業(yè)確定要引進的技術(shù)、確定技術(shù)引進的企業(yè)、評估引進專利的價值以及選擇合適的發(fā)明人。三是市場開拓，開展海外專利布局。通過對某國市場的專利數(shù)據(jù)進行分析，可以幫助揭示某國市場的專利侵權(quán)風(fēng)險點、風(fēng)險級別和風(fēng)險發(fā)生時間，從而為我國企業(yè)規(guī)避專利風(fēng)險和海外專利布局服務(wù)。四是專利申請。通過對獲得技術(shù)成果與現(xiàn)有技術(shù)對比，獲得技術(shù)成果的專利性（主要指專利的新穎性和創(chuàng)造性），以確定是否申請專利、申請何種類型的專利（發(fā)明專利、實用新型專利、外觀專利）、請求專利保護的技術(shù)范圍以及提交專利申請的國家范圍等內(nèi)容。企業(yè)層次分析可以根據(jù)企業(yè)實際應(yīng)用需求提供針對性的情報服務(wù)。

2.3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)擬以MS Visual Studio和.net framework為開發(fā)平臺，并采用C#和JavaScript編程語言，以保證平臺具有高效的運行效率和良好的用戶界面。系統(tǒng)設(shè)計為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和表現(xiàn)層3層架構(gòu)（圖3）。

2.4 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊主要包括4部分，即數(shù)據(jù)整理模塊、專利分析模塊、可視化模塊和管理模塊（圖3）。

（1）數(shù)據(jù)整理模塊

圖3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)整理模塊主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)標(biāo)引分類3個環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集過程中檢索策略的編制要圍繞產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈進行，突出產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)和核心產(chǎn)品。數(shù)據(jù)清洗主要指刪除專題數(shù)據(jù)庫內(nèi)無關(guān)、重復(fù)記錄，補充缺失的字段，合并與拆分字段，以及規(guī)范專利申請人和發(fā)明人名稱。數(shù)據(jù)的標(biāo)引分類主要按照新制定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類體系，對每條專利所處的產(chǎn)業(yè)鏈的位置以及所在的工藝流程的技術(shù)環(huán)節(jié)進行重新分類和追加標(biāo)引。

（2）專利分析模塊

專利分析模塊分為產(chǎn)業(yè)層次分析、次產(chǎn)業(yè)層次分析和企業(yè)層次分析3個子模塊。通過對已整理的數(shù)據(jù)，按照不同特征項進行排序、組合分析和指標(biāo)分析，挖掘數(shù)據(jù)中有價值的信息。以專利申請人（或?qū)＠麢?quán)人）、發(fā)明人、分類（包括IPC、產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類、用戶自定義標(biāo)簽等）、區(qū)域（包括公開國、優(yōu)先權(quán)國、發(fā)明人國等）、時間（包括申請年、公開年、優(yōu)先權(quán)年等）5個專利著錄項為基本統(tǒng)計項，結(jié)合同族專利、專利引證次數(shù)、專利類型、專利法律狀態(tài)等信息，實現(xiàn)專利的多維統(tǒng)計分析、指標(biāo)分析以及定性分析。

（3）可視化模塊

可視化模塊通過對原始數(shù)據(jù)、規(guī)范化數(shù)據(jù)的處理，向客戶端反饋分析結(jié)果，提供定制圖表顯示和數(shù)據(jù)導(dǎo)出。不同分析層次擬采用不同的可視化模式。在次產(chǎn)業(yè)層次分析的可視化空間中，注重體現(xiàn)數(shù)據(jù)間的互動和關(guān)聯(lián)，所有圖表都可以互動，通過高亮顯示可以查看相互之間的關(guān)系。企業(yè)層次分析則根據(jù)企業(yè)的實際應(yīng)用需求，將包含多個分析指標(biāo)的分析結(jié)果以系列圖表的形式整體直觀地呈現(xiàn)出來。

（4）管理模塊

管理模塊包括用戶管理、數(shù)據(jù)管理和項目管理。用戶管理采用多級用戶管理機制，每一用戶賦予不同的管理權(quán)限，用戶權(quán)限依賴于用戶所述角色。數(shù)據(jù)管理包括數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除、存儲及導(dǎo)出功能。項目管理功能可對專利的檢索策略、檢索結(jié)果及分析結(jié)果進行保存，以便資源共享及檢索結(jié)果的重復(fù)利用。

3 實證研究——以海水淡化產(chǎn)業(yè)為例

目前，全球面臨淡水資源短缺的挑戰(zhàn)，海水淡化作為水資源的開源增量技術(shù)，已成為解決水資源短缺的現(xiàn)實選擇。本文以海水淡化產(chǎn)業(yè)為例，對面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析平臺建設(shè)進行了實證研究。

3.1 建立技術(shù)分類體系

首先梳理海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，建立了多級技術(shù)分類體系。第一級，從工藝環(huán)節(jié)上將海水淡化分為預(yù)處理、海水淡化、后處理三大部分。其中海水淡化部分是核心。第二級，按照海水淡化不同的分離方法，分為熱法、膜法、新法三大類別。第三級，熱法分為熱法工藝和共性技術(shù)。膜法分為反滲透、電滲析、正滲透等。新法分為熱膜耦合、膜蒸餾、太陽能淡化等。第四級，熱法將多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾列為主流工藝；將蒸發(fā)器、結(jié)構(gòu)材料、傳熱元件等列為共性技術(shù)。膜法將反滲透技術(shù)作為重點，分為工藝、關(guān)鍵裝備、藥劑，其中關(guān)鍵裝備進行了更深層分類。新法分為工藝、部件和其他[7]。

3.2 專利數(shù)據(jù)加工

按照新制定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類體系，建立多級代碼體系，對每條專利所處的技術(shù)環(huán)節(jié)進行重新分類和追加標(biāo)引，海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈分類代碼見圖4。

3.3 專利分析模塊

系統(tǒng)開發(fā)過程中，按照不同的分析對象和情報需求，將面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)劃分為產(chǎn)業(yè)技術(shù)整體分析、產(chǎn)業(yè)技術(shù)細分領(lǐng)域分析兩個分析層次。其中，產(chǎn)業(yè)技術(shù)細分領(lǐng)域分析，即次產(chǎn)業(yè)層次分析，是以產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈中各細分領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)為研究對象。其特點主要體現(xiàn)在可以與技術(shù)分類導(dǎo)航相結(jié)合，頁面左側(cè)為樹狀結(jié)構(gòu)的海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，技術(shù)鏈各級分類均能點開，可對海水淡化產(chǎn)業(yè)各細分領(lǐng)域進行相應(yīng)分析。例如膜法生命周期分析見圖5。

圖4 海水淡化領(lǐng)域分類代碼

平臺建設(shè)過程中，由于依據(jù)新建的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的專利分類體系，對專利進行重新標(biāo)引，從而可以開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)特征的專利分析?？梢赃M行技術(shù)鏈各環(huán)節(jié)的橫向?qū)Ρ确治?，如熱法中各類工藝對比分析（圖6），也可以幫助用戶了解技術(shù)鏈各環(huán)節(jié)專利申請人的研發(fā)重點（圖7）等。

圖5 膜法生命周期分析

圖6 熱法工藝對比分析

圖7 申請人研發(fā)重點分析

4 結(jié)語

本文針對產(chǎn)業(yè)內(nèi)各創(chuàng)新主體的專利情報需求，建立了基于產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的技術(shù)分類體系，從系統(tǒng)設(shè)計思路、分析框架、技術(shù)架構(gòu)和功能模塊4個角度，對面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)架構(gòu)進行了探討，以海水淡化產(chǎn)業(yè)為例進行了實證研究。面向產(chǎn)業(yè)決策支持的專利分析系統(tǒng)建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文主要是一種方法及應(yīng)用的探討，其中有些觀點和表述仍值得商榷，僅為筆者一得之見，只希望能夠為系統(tǒng)建設(shè)的良性發(fā)展提供參考。