基于軌道車(chē)輛塞拉門(mén)的專(zhuān)利信息分析

李夢(mèng)珂 段雅靜 金 輝 于正河呂佳琪

(青島大學(xué)a.知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究院;b.政治與公共管理學(xué)院,山東 青島 266071)

隨著城市化進(jìn)程的加快,大力發(fā)展軌道交通裝備行業(yè)符合國(guó)家戰(zhàn)略和社會(huì)實(shí)際需要。軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)作為國(guó)務(wù)院確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),具有公益性基礎(chǔ)設(shè)施屬性,目前迎來(lái)了大規(guī)模的建設(shè)和規(guī)劃,在改善城市交通擁堵、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、助推區(qū)域化發(fā)展、提升城市競(jìng)爭(zhēng)力等方面均具有重要作用。塞拉門(mén)緊密結(jié)合高速列車(chē)的發(fā)展,能夠提高車(chē)門(mén)系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性,對(duì)保障城市軌道交通安全意義重大,并在高速、準(zhǔn)高速列車(chē)和高檔城市軌道車(chē)輛上廣泛使用[1--5]。塞拉門(mén)一詞形象說(shuō)明了車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)軌跡為平移與塞動(dòng)(垂直于平移方向)的合成,使塞拉門(mén)在安全性和可靠性方面要求較高,解決了高側(cè)壓條件下車(chē)門(mén)的密封和鎖閉安全等問(wèn)題,成為軌道交通車(chē)輛的關(guān)鍵部件(A 級(jí)部件)[6-7]。已有研究表明,德國(guó)、日本、奧地利、法國(guó)等工業(yè)領(lǐng)先國(guó)家在軌道交通裝備領(lǐng)域發(fā)展較早,具有長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)研發(fā)和裝備制造經(jīng)驗(yàn),擁有德國(guó)Bode、日本三菱、奧地利IFE等知名的車(chē)輛門(mén)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商,其塞拉門(mén)技術(shù)已居于國(guó)際領(lǐng)先地位,占據(jù)國(guó)外市場(chǎng)的主要份額甚至形成壟斷[8-10]。相較之下,國(guó)內(nèi)軌道交通裝備行業(yè)起步較晚且技術(shù)薄弱,早期軌道車(chē)輛多采用手動(dòng)側(cè)拉門(mén),僅能滿(mǎn)足列車(chē)運(yùn)行安全性的基本指標(biāo),隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的開(kāi)放,我國(guó)于20世紀(jì)末引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品,青島四方股份有限公司結(jié)合引入技術(shù),研發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套氣動(dòng)塞拉門(mén)控制系統(tǒng)[11--13]。隨著列車(chē)時(shí)速的不斷提升,對(duì)塞拉門(mén)系統(tǒng)的安全性及智能性提出了更高的要求,在此背景下,自1996年,我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化鐵路客車(chē)電控氣動(dòng)塞拉門(mén)的研發(fā),由江蘇南京康尼公司帶頭引領(lǐng),逐步打破國(guó)外專(zhuān)利壁壘,重點(diǎn)突破了軌道車(chē)輛自動(dòng)門(mén)的運(yùn)動(dòng)、控制、鎖閉三大核心技術(shù)。近年來(lái),該技術(shù)領(lǐng)域以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖和密封技術(shù)作為主要研發(fā)方向和研究熱點(diǎn),已形成軌道裝備制造優(yōu)勢(shì),但在高端核心技術(shù)領(lǐng)域仍待發(fā)展,需進(jìn)一步結(jié)合數(shù)字化、智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)高端技術(shù)自主研發(fā),逐步建設(shè)具有中國(guó)特色的軌道交通裝備行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[14-17]。此外,軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)作為高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一,持續(xù)受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持,在《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中提出,至2035年基本建成交通強(qiáng)國(guó),在知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)國(guó)和交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)中,軌道交通若要加快實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,塞拉門(mén)作為軌道車(chē)輛關(guān)鍵部件之一,亟待實(shí)現(xiàn)全面自主研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)升級(jí),并提高國(guó)產(chǎn)化率。基于此,本文首次以軌道車(chē)輛塞拉門(mén)為研究對(duì)象,全面展示塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利態(tài)勢(shì),以期為該領(lǐng)域的企業(yè)在未來(lái)技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利布局中提供依據(jù)和參考。

1 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利申請(qǐng)信息狀況分析

本報(bào)告以Incopat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)采集源,采用分類(lèi)號(hào)和關(guān)鍵詞相結(jié)合的檢索策略,申請(qǐng)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)范圍是目前已公開(kāi)的專(zhuān)利,并經(jīng)過(guò)人工去噪和技術(shù)標(biāo)引。截至2021年9月20日,塞拉門(mén)專(zhuān)利數(shù)據(jù)檢索共有專(zhuān)利申請(qǐng)1 171件,其中發(fā)明專(zhuān)利484件,實(shí)用新型434件,外觀設(shè)計(jì)24件。

1.1 全球?qū)＠暾?qǐng)量信息總體趨勢(shì)分析

軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)圖如圖1所示。由圖1可以看出,塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的時(shí)間跨度為1963—2021年,整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。簡(jiǎn)單同族合并后,以專(zhuān)利的增長(zhǎng)量和增長(zhǎng)率為標(biāo)準(zhǔn),大致分為3個(gè)發(fā)展時(shí)期,即萌芽期、起步期和發(fā)展期。

圖1 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠暾?qǐng)量趨勢(shì)圖

1) 1963—1996年萌芽期。塞拉門(mén)技術(shù)的萌芽期相對(duì)較長(zhǎng),歷經(jīng)33年,年均申請(qǐng)量約3件。萌芽期的專(zhuān)利申請(qǐng)出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的馬鞍形曲線,分別是1976年16件和1981年16件,1990年10件和1993年8件。詳覽這4個(gè)年份的申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),英國(guó)西屋(WESTINGHOUSE BRAKE SIGNAL)自1974年申請(qǐng)第一項(xiàng)專(zhuān)利(ZA8105668A(南非))進(jìn)軍塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域后,開(kāi)始大量申請(qǐng)專(zhuān)利,是近10年的主要申請(qǐng)人,分別于1976年申請(qǐng)9件(占當(dāng)年申請(qǐng)總量的56%),于1981年申請(qǐng)13件(占當(dāng)年申請(qǐng)總量的81%)。1990年和1993年的專(zhuān)利申請(qǐng)人全部來(lái)自日本,主要申請(qǐng)人是納博特斯克(NIPPON AIR BRAKE CO,2004年重組后改名為Nabtesco,簡(jiǎn)稱(chēng)NABCO),1990年申請(qǐng)4件(占當(dāng)年申請(qǐng)總量的40%),1993年申請(qǐng)6件(占當(dāng)年申請(qǐng)總量的75%)。馬鞍形曲線的出現(xiàn)主要得益于英國(guó)、日本的研發(fā)投入,專(zhuān)利申請(qǐng)量明顯增多。此后,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都開(kāi)始重視研制和應(yīng)用塞拉門(mén),但在萌芽期并未有我國(guó)身影,塞拉門(mén)技術(shù)全部由國(guó)外申請(qǐng)人掌握。

2) 1997—2007年起步期。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,塞拉門(mén)技術(shù)逐漸起步,專(zhuān)利申請(qǐng)量明顯增多,年均申請(qǐng)量達(dá)到7件,主要得益于美國(guó)、日本的研發(fā)投入。起步期間,2001年專(zhuān)利申請(qǐng)量為14件,2002年專(zhuān)利申請(qǐng)量為15件,形成了明顯的山峰型曲線;2001年的14件專(zhuān)利申請(qǐng)人國(guó)別由美國(guó)(64%)、德國(guó)(29%)和日本(7%)構(gòu)成,主要申請(qǐng)人是西屋(7件,50%)和博得(4件,29%)。2002年的15件專(zhuān)利申請(qǐng)人國(guó)別由美國(guó)(53%)、日本(7%)和中國(guó)(40%)構(gòu)成,主要申請(qǐng)人是西屋(7件,50%)。值得注意的是,起步期間我國(guó)開(kāi)始出現(xiàn)在塞拉門(mén)領(lǐng)域中,1997年江蘇康尼機(jī)電新技術(shù)公司申請(qǐng)了3件涉及電控氣動(dòng)塞拉門(mén)的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)的實(shí)用新型專(zhuān)利(CN2322856Y、CN2320760Y 和CN2323102Y)。2002年,我國(guó)的6件申請(qǐng)全部為實(shí)用新型專(zhuān)利,分別是南京康尼4件、蔡亦文和陳丙玉各1件。

3) 2008—至今發(fā)展期。2008年之后,科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,塞拉門(mén)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,塞拉門(mén)技術(shù)開(kāi)始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),期間又分為2008—2015年的穩(wěn)步發(fā)展階段(年均申請(qǐng)量30件)和2016年之后的激增發(fā)展階段(2016—2020年均申請(qǐng)量101件),2018年129件,達(dá)歷史峰值。其中,中國(guó)作為塞拉門(mén)領(lǐng)域的新秀迅速崛起,其專(zhuān)利申請(qǐng)活動(dòng)拉動(dòng)全球?qū)＠暾?qǐng)量的高速增長(zhǎng),全球?qū)＠暾?qǐng)進(jìn)入新一輪的快速增長(zhǎng)期。

1.2 全球?qū)＠畔⒓捌浼夹g(shù)生命周期分析

為精準(zhǔn)推測(cè)塞拉門(mén)技術(shù)未來(lái)研發(fā)方向,本文采用專(zhuān)利生命周期分析方法,以2000—2020年間的申請(qǐng)人和專(zhuān)利數(shù)量繪制塞拉門(mén)技術(shù)生命周期圖。2000—2020年,全球塞拉門(mén)專(zhuān)利信息及其技術(shù)生命周期分析如圖2所示。

圖2 全球塞拉門(mén)專(zhuān)利信息及其技術(shù)生命周期分析

由圖2可以看出,2008年之前塞拉門(mén)技術(shù)發(fā)展非常緩慢,申請(qǐng)人和專(zhuān)利申請(qǐng)量均較少,且基本沒(méi)有增長(zhǎng)。2008—2015年進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期,進(jìn)入該領(lǐng)域的申請(qǐng)人數(shù)量與專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量較均衡,表明該期間的專(zhuān)利技術(shù)分布較為分散,還沒(méi)有形成系統(tǒng)的技術(shù)研究和保護(hù)。2015年之后,塞拉門(mén)技術(shù)快速發(fā)展,申請(qǐng)量迅速增加,申請(qǐng)量數(shù)量增長(zhǎng)快于申請(qǐng)人數(shù)量的增長(zhǎng),表明該期間塞拉門(mén)領(lǐng)域的研究開(kāi)始成體系,在申請(qǐng)人增加的同時(shí),技術(shù)研究較為集中,產(chǎn)業(yè)開(kāi)始規(guī)?；l(fā)展。2018年至今,該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)有所放緩,出現(xiàn)輕微下滑趨勢(shì),但申請(qǐng)人數(shù)量有所增加。其原因有以下幾點(diǎn),面臨市場(chǎng)更高的需求下,塞拉門(mén)技術(shù)難題正在攻關(guān),還沒(méi)有打破技術(shù)瓶頸,在塞拉門(mén)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩,影響了該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展速度,另外也不能忽略部分新申請(qǐng)專(zhuān)利未公開(kāi)的因素,使專(zhuān)利數(shù)量上優(yōu)勢(shì)不足。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,逐一實(shí)現(xiàn)技術(shù)點(diǎn)突破,伴隨著市場(chǎng)化能力的優(yōu)化提升,全球市場(chǎng)容量需求進(jìn)一步提高,該技術(shù)的發(fā)展活躍程度仍能持續(xù)提升。

以當(dāng)年申請(qǐng)專(zhuān)利的數(shù)量中授權(quán)所占的比例為累計(jì)授權(quán)率,統(tǒng)計(jì)2008—2020年專(zhuān)利增長(zhǎng)時(shí)期的累計(jì)授權(quán)率,全球塞拉門(mén)專(zhuān)利累計(jì)授權(quán)率如圖3所示。

圖3 全球塞拉門(mén)專(zhuān)利累計(jì)授權(quán)率

由圖3可以看出,塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利授權(quán)率維持在較高水平,平均值為75.07%,即在所申請(qǐng)的專(zhuān)利中,約1/4沒(méi)有被授權(quán),其中包括主撤和駁回兩種情形。在塞拉門(mén)領(lǐng)域授權(quán)的727件專(zhuān)利中,維持有效的為482件,期限屆滿(mǎn)122件,未繳年費(fèi)104件,避重放棄19件。通常情況下,專(zhuān)利權(quán)人會(huì)為技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的專(zhuān)利長(zhǎng)久支付年費(fèi)而維持其有效,塞拉門(mén)領(lǐng)域中,專(zhuān)利維持有效率較高,說(shuō)明該領(lǐng)域具有高度的知識(shí)產(chǎn)權(quán)集成屬性,間接反映出塞拉門(mén)技術(shù)的科技創(chuàng)新力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。

1.3 全球?qū)＠畔⒌赜蚍植挤治?/h3>

按照incopat專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中的全球地域排名,統(tǒng)計(jì)軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利技術(shù)申請(qǐng)人國(guó)別排名情況(排名前10位),軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠赜蚍植既鐖D4所示。對(duì)于世界專(zhuān)利數(shù)據(jù),其中涉及世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(world intellectual property organization,WIPO)的專(zhuān)利暫不進(jìn)行國(guó)別、地區(qū)分布統(tǒng)計(jì)分析。

圖4 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠赜蚍植?/p>

由圖4可以看出,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利數(shù)量排名前3位的國(guó)家(地區(qū))依次是中國(guó)(676件)、日本(52件)和美國(guó)(42件)。其中,中國(guó)軌道車(chē)輛塞拉門(mén)領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量遙遙領(lǐng)先,占據(jù)世界范圍內(nèi)軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利申請(qǐng)總量(1 171項(xiàng))的57.73%,說(shuō)明中國(guó)有越來(lái)越多的創(chuàng)新主體參與塞拉門(mén)技術(shù)的研發(fā)和保護(hù),中國(guó)市場(chǎng)已成為主要技術(shù)創(chuàng)新國(guó)家的布局重點(diǎn)。

1.4 中國(guó)塞拉門(mén)技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)信息狀況

在全球?qū)＠赜蚍植紙D分析中,中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)總量遙遙領(lǐng)先,因此隨著時(shí)間的發(fā)展,有必要對(duì)塞拉門(mén)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。中國(guó)共有676件專(zhuān)利申請(qǐng),其中實(shí)用新型423件,發(fā)明229件,外觀設(shè)計(jì)24件。從專(zhuān)利類(lèi)型來(lái)看,我國(guó)自1997年開(kāi)始申請(qǐng)塞拉門(mén)專(zhuān)利以來(lái),一直到2006年申請(qǐng)的專(zhuān)利類(lèi)型全部為實(shí)用新型,共22件。2007年申請(qǐng)了第一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利(CN101117876A,軌道列車(chē)電動(dòng)雙開(kāi)塞拉門(mén)系統(tǒng),南京康尼),再次證實(shí)了塞拉門(mén)的技術(shù)門(mén)檻較高,核心技術(shù)掌握在美國(guó)、日本、英國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)作為新進(jìn)入者,研發(fā)實(shí)力相對(duì)薄弱,創(chuàng)新程度不高,經(jīng)過(guò)10年的技術(shù)積累和研發(fā)沉淀才有所突破[18]。

軌道車(chē)輛塞拉門(mén)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量信息趨勢(shì)如圖5所示。由圖5可以看出,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)與全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)基本一致。

圖5 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量信息趨勢(shì)

中國(guó)塞拉門(mén)技術(shù)起步于20世紀(jì)90年代末,產(chǎn)業(yè)起步較晚。在全球塞拉門(mén)技術(shù)發(fā)展的萌芽期(1965—1996年),中國(guó)并未涉足該技術(shù)領(lǐng)域。1997—2007年處于摸索階段,發(fā)展緩慢,進(jìn)入2007年后專(zhuān)利申請(qǐng)量逐步增長(zhǎng),尤其2015年后持續(xù)大幅度增長(zhǎng)。2015年至2021年9月20日的專(zhuān)利申請(qǐng)總量(514件)占中國(guó)申請(qǐng)總量(676件)的76%,即2015年前中國(guó)塞拉門(mén)的專(zhuān)利技術(shù)(162件)占據(jù)全球(1 171件)的份額不足14%,塞拉門(mén)的關(guān)鍵核心技術(shù)仍然掌握在先進(jìn)國(guó)家手中,中國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距。

2 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利信息及其技術(shù)構(gòu)成分析

2.1 全球?qū)＠畔⒓捌浼夹g(shù)構(gòu)成分析

2.1.1 從分類(lèi)號(hào)解析技術(shù)構(gòu)成

軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)的研發(fā)布局采用國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)(international patent classification,IPC)進(jìn)行分析,國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)是目前世界范圍內(nèi)唯一通用的專(zhuān)利分類(lèi),是針對(duì)發(fā)明創(chuàng)造所涉及的技術(shù)類(lèi)別進(jìn)行的劃分。全球軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利的技術(shù)構(gòu)成(前10個(gè)IPC 大組)主要包括:鎖閉解鎖(B61D19、E05B83、E05B81)、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)(E05F15、E05F17)、承載導(dǎo)向(E05D15、E06B3、E05D13)、其他(B60J5、E06B7)。軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)IPC分類(lèi)號(hào)如圖6所示。

圖6 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)IPC分類(lèi)號(hào)

主要技術(shù)分支IPC 分類(lèi)號(hào)(大組)、技術(shù)分支含義及專(zhuān)利申請(qǐng)量如下:

1) B61D19(422 件)。鐵路車(chē)輛特有的門(mén)裝置。

2) E05F15(412件)。翼扇動(dòng)力操縱機(jī)構(gòu)。

3) E05D15(255件)。翼扇懸掛裝置。

4) E06B3(128件)。用于閉合開(kāi)口的窗扇、門(mén)扇或類(lèi)似構(gòu)件;固定或活動(dòng)式閉合器件的布置,例如窗戶(hù);用來(lái)安裝翼扇框的剛性配置外框。

5) B60J5(126件)。門(mén)(B60J10/00:密封裝置優(yōu)先)。

6) E05B83(110件)。專(zhuān)門(mén)適用于特殊類(lèi)型翼扇或車(chē)輛的車(chē)輛鎖。

7) E05B81(75件)。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛鎖。

8) E05D13(63件)。用于滑動(dòng)或提升翼扇的附件,例如滑輪和安全摯子。

9) E06B7(60件)。與門(mén)窗有關(guān)的特殊設(shè)備或措施。

10) E05F17(52件)。用于同時(shí)操縱多個(gè)翼扇使其移動(dòng)的特殊器件。

2.1.2 從技術(shù)標(biāo)引解析技術(shù)構(gòu)成

經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和專(zhuān)家咨詢(xún),通過(guò)對(duì)檢索命中結(jié)果的人工判讀,本報(bào)告對(duì)1 171項(xiàng)軌道車(chē)輛塞拉門(mén)相關(guān)專(zhuān)利基于技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了技術(shù)分類(lèi)標(biāo)引,并進(jìn)一步分析活躍技術(shù)分支,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前或未來(lái)技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)或核心環(huán)節(jié),使分析結(jié)果更趨客觀可信。

軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)分類(lèi)標(biāo)引主題(TOP10)如圖7 所示。由圖7 可以看出,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)構(gòu)成(TOP10)主要集中于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖和密封4個(gè)方面,另包括其他輔助、控制系統(tǒng)、門(mén)扇裝置、基礎(chǔ)部件、測(cè)試維護(hù)和安裝結(jié)構(gòu)[19]。

圖7 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)分類(lèi)標(biāo)引主題(TOP10)

與分類(lèi)號(hào)解析技術(shù)構(gòu)成的結(jié)果相比,人工標(biāo)引主題的技術(shù)構(gòu)成與分類(lèi)號(hào)解析的TOP10分類(lèi)號(hào)內(nèi)容存在高度重合。由于一項(xiàng)專(zhuān)利具有多個(gè)分類(lèi)號(hào),本文的統(tǒng)計(jì)并非基于主分類(lèi)號(hào),因此分類(lèi)號(hào)解析的有關(guān)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖技術(shù)的專(zhuān)利數(shù)量明顯偏高。此外,本領(lǐng)域的分類(lèi)號(hào)偏向于按功能分類(lèi),概括較大,準(zhǔn)確性相對(duì)有些欠缺。而人工判讀的技術(shù)標(biāo)引是逐篇閱讀說(shuō)明書(shū)內(nèi)容后得出,數(shù)量結(jié)果可信度更高。但從排名前3位的技術(shù)構(gòu)成來(lái)看,分類(lèi)號(hào)和人工標(biāo)引的結(jié)果都是驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向和鎖閉解鎖,二者高度接近,結(jié)果相互印證,充分說(shuō)明了軌道車(chē)輛塞拉門(mén)的研發(fā)熱點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向和鎖閉解鎖三大技術(shù)分支。

2.2 全球熱點(diǎn)技術(shù)專(zhuān)利信息分析

從分類(lèi)號(hào)的角度,在不同技術(shù)方向,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)如圖8所示。重點(diǎn)分析2000年以來(lái),鎖閉解鎖(B61D19、E05B83、E05B81)、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)(E05F15、E05F17)和承載導(dǎo)向(E05D15、E06B3、E05D13)在特定時(shí)期重要的技術(shù)分布情況,挖掘近期熱門(mén)技術(shù)及其未來(lái)發(fā)展動(dòng)向,有助于對(duì)行業(yè)的整體認(rèn)識(shí)。軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)(分類(lèi)號(hào))如圖8所示。由圖8可以看出,近20年來(lái),B61D19和E05F15是研發(fā)的熱點(diǎn),大量的專(zhuān)利申請(qǐng)屬于這兩個(gè)分類(lèi)號(hào),其次是E05D15、E06B3、E05B83和E05B81。

圖8 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)(分類(lèi)號(hào))

從技術(shù)標(biāo)引的角度,在不同技術(shù)方向上,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)如圖9所示。由圖9可以看出,近20年來(lái),驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖和密封技術(shù)成為研發(fā)趨勢(shì),尤其是近10年來(lái),大部分專(zhuān)利申請(qǐng)集中于以上4個(gè)技術(shù)方向,而且在測(cè)試維護(hù)和安裝結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了專(zhuān)利布局,發(fā)現(xiàn)安裝結(jié)構(gòu)專(zhuān)利主要為外觀設(shè)計(jì),測(cè)試維護(hù)技術(shù)值得引起重視。

圖9 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

調(diào)研塞拉門(mén)的市場(chǎng)環(huán)境及需求,中國(guó)高鐵運(yùn)行10余年逐步進(jìn)入大修期,為維保市場(chǎng)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。近年來(lái),隨著全國(guó)范圍內(nèi)高鐵項(xiàng)目的大量開(kāi)工建設(shè)以及“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的基本建成,我國(guó)動(dòng)車(chē)組保有量亦呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)。伴隨著各類(lèi)車(chē)輛行車(chē)?yán)锍痰姆e累,前期上線運(yùn)營(yíng)的列車(chē)逐漸進(jìn)入維修期,預(yù)示著對(duì)軌道交通車(chē)輛相關(guān)配件的檢修或替換需求的激增[20]。特別是隨著“復(fù)興號(hào)”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組的應(yīng)用與自主配套能力的增強(qiáng),國(guó)產(chǎn)零配件廠商更為受益,行業(yè)內(nèi)將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。從測(cè)試維護(hù)的申請(qǐng)趨勢(shì)來(lái)看,自2010年才出現(xiàn)相關(guān)申請(qǐng),且專(zhuān)利數(shù)量極少,2019年僅有6項(xiàng)維修檢測(cè)專(zhuān)利,故障預(yù)測(cè)2014年才出現(xiàn),至今專(zhuān)利總數(shù)不超過(guò)10項(xiàng),可見(jiàn)測(cè)試維護(hù)技術(shù)是新興領(lǐng)域,專(zhuān)利保護(hù)力度薄弱,還有大量空白技術(shù)點(diǎn)有待研發(fā)。

對(duì)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖和密封四個(gè)重點(diǎn)技術(shù)分支的專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)進(jìn)行分析,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)4個(gè)重點(diǎn)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)(標(biāo)引主題)如圖10所示。由圖10可以看出,早期技術(shù)發(fā)展較為緩慢,且研究主要集中在驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)和承載導(dǎo)向技術(shù)分支,鎖閉解鎖和密封技術(shù)自2000年之后開(kāi)始投入研發(fā),且呈現(xiàn)出研發(fā)熱度,這4個(gè)技術(shù)分支目前仍然是主要研發(fā)方向和研發(fā)熱點(diǎn)。

圖10 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)4個(gè)重點(diǎn)技術(shù)分支全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)(標(biāo)引主題)

2.3 全球?qū)＠畔⒓捌浼夹g(shù)功效趨勢(shì)分析

塞拉門(mén)與普通折頁(yè)門(mén)和平移門(mén)相比,具有空間利用率高、密封性好、隔熱隔音性能好、運(yùn)行安全性高和美觀的優(yōu)點(diǎn)[21]。國(guó)外塞拉門(mén)的發(fā)展已有60多年歷史,國(guó)內(nèi)塞拉門(mén)的發(fā)展也有20余年。中國(guó)鐵路經(jīng)過(guò)6次大提速,干線軌道客車(chē)有了很大的發(fā)展,軌道車(chē)輛的關(guān)鍵部件塞拉門(mén)發(fā)展較快[6]。近20 年來(lái),軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)功效趨勢(shì)如圖11所示。由圖11可以看出,技術(shù)方案一直致力于解決復(fù)雜性、穩(wěn)定性、安全性、便利性和可靠性的問(wèn)題,密封性逐漸引起重視。如何降低塞拉門(mén)的復(fù)雜性,同時(shí)保證安全和穩(wěn)定是研發(fā)的趨勢(shì),而且隨著速度的提高,對(duì)塞拉門(mén)的密封性提出更高要求。

圖11 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠夹g(shù)功效趨勢(shì)

3 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利申請(qǐng)人信息狀況分析

3.1 全球塞拉門(mén)專(zhuān)利信息主要申請(qǐng)人排名

選取申請(qǐng)人信息并人工標(biāo)準(zhǔn)化后,統(tǒng)計(jì)排名前10位申請(qǐng)人的專(zhuān)利數(shù)量,總和為518件,占全球?qū)＠麕?kù)中專(zhuān)利總量(1 171件)的44.2%。進(jìn)一步匯總排名前20位申請(qǐng)人的專(zhuān)利數(shù)量,總和為622件,占全球?qū)＠麕?kù)中專(zhuān)利總量的53.1%,因此排名在11～20位的申請(qǐng)人的專(zhuān)利擁有總量是104件,每家單位平均專(zhuān)利數(shù)量為10.4件,相對(duì)排名前10位的申請(qǐng)人,每家單位平均專(zhuān)利數(shù)量51.8件,排名11～20位的申請(qǐng)人不管是在專(zhuān)利擁有量和所占比例上,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排名前10位的申請(qǐng)人。因此,在塞拉門(mén)領(lǐng)域申請(qǐng)人的集中度較高,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠暾?qǐng)人排名如圖12所示。

圖12 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)全球?qū)＠暾?qǐng)人排名

由圖12可以看出,在前10位塞拉門(mén)技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)人排名中,來(lái)自中國(guó)的申請(qǐng)人7家,其中高校1家,說(shuō)明在塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域,中國(guó)申請(qǐng)人技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為明顯。

為了研究軌道車(chē)輛塞拉門(mén)申請(qǐng)人的活躍度,統(tǒng)計(jì)2010—2020年主要申請(qǐng)人的申請(qǐng)量與該申請(qǐng)人在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的比值,反映軌道車(chē)輛塞拉門(mén)領(lǐng)域申請(qǐng)人的活躍度。軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利主要申請(qǐng)人活躍度如表1所示。

表1 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)專(zhuān)利主要申請(qǐng)人活躍度

由表1可以看出,除西屋之外,另外9位申請(qǐng)人近10年的活躍度達(dá)90%以上,其中江蘇惠民、比亞迪、北京天樂(lè)泰力科技發(fā)展有限公司、愛(ài)威機(jī)電(南京)有限公司和南京工程學(xué)院是近10年新進(jìn)的活躍申請(qǐng)人,中車(chē)、博得、納博特斯克和康尼一直保持著較高的研發(fā)活躍度。

3.2 全球塞拉門(mén)專(zhuān)利信息主要申請(qǐng)人研發(fā)方向分析

軌道車(chē)輛塞拉門(mén)是多種技術(shù)的集合體,主要包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、控制系統(tǒng)、鎖閉、密封、門(mén)扇、安裝結(jié)構(gòu)及測(cè)試維護(hù)、基礎(chǔ)部件和其他輔助技術(shù)。通過(guò)人工解讀標(biāo)引主要技術(shù)分支,對(duì)主要申請(qǐng)人的研發(fā)方向進(jìn)行分析,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)主要申請(qǐng)人的研發(fā)方向如圖13所示。

圖13 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)主要申請(qǐng)人的研發(fā)方向

由圖13可以看出,康尼在驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向和鎖閉解鎖3個(gè)技術(shù)分支上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì);西屋和納博特斯克的研發(fā)布局熱點(diǎn)方向在于承載導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng);博得的研發(fā)熱點(diǎn)在于承載導(dǎo)向和鎖閉解鎖技術(shù)分支;江蘇惠民的研發(fā)布局熱點(diǎn)方向在于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)和承載導(dǎo)向;南京工程學(xué)院的研發(fā)布局熱點(diǎn)方向在于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向和密封;愛(ài)威機(jī)電的研發(fā)布局熱點(diǎn)方向在于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng);中車(chē)的研發(fā)布局熱點(diǎn)在于輔助部件以及密封,并不涉及塞拉門(mén)的核心技術(shù)。以上申請(qǐng)人的專(zhuān)利活躍度很高,專(zhuān)利申請(qǐng)量較多。由此可見(jiàn),康尼、西屋、納博特斯克、博得和江蘇惠民在塞拉門(mén)核心技術(shù)上大量布局專(zhuān)利,是塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。南京工程學(xué)院是主要的高校研發(fā)機(jī)構(gòu),其他競(jìng)爭(zhēng)者的專(zhuān)利數(shù)量不多,但涉及多個(gè)技術(shù)分支。

通過(guò)查詢(xún)企業(yè)資料,南京康尼機(jī)電股份有限公司是一家專(zhuān)注機(jī)電核心技術(shù)研究和應(yīng)用的創(chuàng)新型企業(yè),2003年,康尼逐步打破國(guó)外專(zhuān)利壁壘,重點(diǎn)突破軌道車(chē)輛自動(dòng)門(mén)的運(yùn)動(dòng)、控制、鎖閉三大核心技術(shù),在技術(shù)上已形成變導(dǎo)程螺旋傳動(dòng)及鎖閉、數(shù)字閉環(huán)無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和微動(dòng)塞拉三大具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)核心技術(shù)。目前,康尼機(jī)電連續(xù)10年占國(guó)內(nèi)城軌市場(chǎng)份額的50%以上,并躋身于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)。

3.3 合作發(fā)明人網(wǎng)絡(luò)信息分析

塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域具有市場(chǎng)集中度高的特點(diǎn),投資巨大,且具有顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)[1]。發(fā)明人是專(zhuān)利技術(shù)最根本的來(lái)源,因而對(duì)發(fā)明人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的目的是了解市場(chǎng)主體對(duì)其所擁有智力資源的管理和組織方式,或者發(fā)掘可使用的合適的智力資源。

通過(guò)排名和研發(fā)周期,圈定所研究的領(lǐng)域或特定申請(qǐng)人中專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)出量較高的發(fā)明人,針對(duì)以上主要發(fā)明人(前20位),繪制發(fā)明人合作可視化網(wǎng)絡(luò),能夠清晰的看出發(fā)明人之間的合作關(guān)系,以及申請(qǐng)人研發(fā)團(tuán)隊(duì)的組織模式等。軌道車(chē)輛塞拉門(mén)主要發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)如圖14所示,圖14中,每個(gè)氣泡代表一個(gè)發(fā)明人,氣泡的大小代表發(fā)明人的專(zhuān)利數(shù)量,氣泡之間的連線代表發(fā)明人之間的合作關(guān)系。

由圖14可以看出,南京康尼的主要發(fā)明人數(shù)量最多,且大多數(shù)發(fā)明人組成了一個(gè)大型的協(xié)作網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)包含各種類(lèi)型的發(fā)明人,包括擁有很多專(zhuān)利的主要發(fā)明人(較大的節(jié)點(diǎn)有戴祖信、俎文凱、史翔、史旭東、葛漢青、陳乃龍)、屬于多個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的發(fā)明人(有許多連線關(guān)系,即貢智兵、王宏、郭麗娜、李美霞、劉落明、徐松南、左麗飛、丁瑞權(quán)、何秀全、黃東盛)以及僅偶爾與他人協(xié)作的發(fā)明人(較少連線關(guān)系,即孫靜國(guó)、徐海市、郭顯鵬、吳翔)。除南京康尼外,零散分布著許多小團(tuán)隊(duì)或個(gè)人申請(qǐng),表明其他公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有待壯大。同時(shí),發(fā)現(xiàn)各公司之間沒(méi)有任何連線,表明塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域不同公司之間沒(méi)有合作申請(qǐng),其原因可能是塞拉門(mén)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,各公司之間通常擁有自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

圖14 軌道車(chē)輛塞拉門(mén)主要發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)

4 結(jié)束語(yǔ)

據(jù)研究結(jié)果表明,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)的研發(fā)始于20世紀(jì)60年代,美國(guó)和日本保持了明顯的超前發(fā)展優(yōu)勢(shì),我國(guó)自1997年開(kāi)始進(jìn)入塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域,已實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破。目前,軌道車(chē)輛塞拉門(mén)的研發(fā)整體態(tài)勢(shì)進(jìn)入快速發(fā)展期,我國(guó)已成為軌道車(chē)輛塞拉門(mén)最主要和最活躍的國(guó)家,塞拉門(mén)技術(shù)的研發(fā)主要集中在江蘇地區(qū),研發(fā)主體涉及多所企業(yè)及高等院校。驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、承載導(dǎo)向、鎖閉解鎖和密封四大技術(shù)分支是當(dāng)前主要研究方向和研發(fā)熱點(diǎn),隨著軌道車(chē)輛裝備檢修或替換需求的激增,測(cè)試維護(hù)技術(shù)成為新興技術(shù)領(lǐng)域。此外,該領(lǐng)域的技術(shù)方案一直致力于解決復(fù)雜性、穩(wěn)定性、安全性、便利性和可靠性等問(wèn)題,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,如何實(shí)現(xiàn)塞拉門(mén)復(fù)雜性的降低,同時(shí)保證安全和穩(wěn)定,是塞拉門(mén)技術(shù)功效未來(lái)研發(fā)的方向。雖然中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)量和申請(qǐng)人數(shù)量已在全球處于領(lǐng)先地位,但基本依靠國(guó)內(nèi)軌道交通迅猛發(fā)展的結(jié)果,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)仍處于起步階段,在一些細(xì)分領(lǐng)域上,有待從高質(zhì)量專(zhuān)利的角度與國(guó)際同行進(jìn)一步比較分析。本研究為軌道車(chē)輛塞拉門(mén)技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)在未來(lái)的技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利布局中提供依據(jù)和參考,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)利高質(zhì)量保護(hù),提高核心技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),亟需國(guó)家政策引領(lǐng)以提高軌道交通裝備國(guó)產(chǎn)化率,頂層制度設(shè)計(jì)以加強(qiáng)核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),產(chǎn)學(xué)研一體化以突破高端技術(shù)領(lǐng)域壁壘,多方協(xié)作以實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國(guó)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)國(guó)建設(shè)目標(biāo),助推中國(guó)軌道交通裝備行業(yè)向自主化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。