基于PatSnap平臺(tái)的秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利分析

關(guān)鍵詞：智慧芽；秸稈；機(jī)械化打捆技術(shù)；專利

中圖分類號(hào)：S225.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2023）05-0114-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.05.020

0引言

能源資源始終是推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的重要力量。傳統(tǒng)不可再生能源日益減少，并引發(fā)世界能源危機(jī)、環(huán)境污染及生態(tài)破壞等一系列問(wèn)題。以農(nóng)作物秸稈資源為代表的清潔可再生能源，能有效緩解能源供應(yīng)短缺的矛盾，降低原有能源利用對(duì)生態(tài)和環(huán)境的破壞。我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源量大面廣，據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，2020年全國(guó)秸稈資源中仍有約8900萬(wàn)t未被有效利用。在政府的高度重視下，經(jīng)過(guò)廣大科研機(jī)構(gòu)、相關(guān)企業(yè)的多年耕耘，秸稈綜合利用在國(guó)內(nèi)已有一定發(fā)展，研究人員從飼料化、基料化、燃料化和肥料化利用等方面對(duì)秸稈資源化利用進(jìn)行了探討，特別在國(guó)內(nèi)糧食主產(chǎn)區(qū)和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，秸稈用作畜牧飼料的市場(chǎng)前景較為廣闊。

秸稈利用前一般需要秸稈打捆機(jī)將秸稈收集離田處理。作為秸稈收獲的重要裝備，秸稈打捆機(jī)是將田間的秸稈收集捆扎成外形整齊的草捆。收集方式主要有兩種：圓捆和方捆。在技術(shù)層面上，國(guó)內(nèi)打捆機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，裝備技術(shù)和質(zhì)量穩(wěn)步提升，設(shè)備穩(wěn)定性高，與國(guó)外打捆機(jī)差距逐步縮小，關(guān)鍵部件打結(jié)器研制上取得了一定突破，開(kāi)始出現(xiàn)自走式多功能打捆機(jī)，同時(shí)也申報(bào)了多項(xiàng)技術(shù)專利。因此，如何發(fā)揮專利信息價(jià)值，旨在研究相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)和研發(fā)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)研究人員利用各種數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行了分析。本研究基于PatSnap平臺(tái)（智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)），針對(duì)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)相關(guān)專利情報(bào)篩選與整理的基礎(chǔ)上，利用專利分析方法與規(guī)范化的數(shù)據(jù)分析手段，從申請(qǐng)總量及趨勢(shì)、國(guó)家／地區(qū)分布、技術(shù)布局等方面分析了秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)、研發(fā)熱點(diǎn)等，避免投入大量精力與資源重復(fù)研究，以期為我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)研究提供客觀高效的情報(bào)信息支撐。

1數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

數(shù)據(jù)來(lái)源于PatSnap平臺(tái)，該平臺(tái)是一款全球?qū)＠麢z索數(shù)據(jù)庫(kù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涉及116個(gè)國(guó)家的1.4億項(xiàng)專利數(shù)據(jù)和1.37億條文獻(xiàn)數(shù)據(jù)；支持中、英、日、法和德5種檢索語(yǔ)言；提供智能檢索、高級(jí)檢索、命令檢索、批量檢索及分類號(hào)檢索等10種檢索方式。

專利文獻(xiàn)是商業(yè)經(jīng)營(yíng)、科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展最重要的信息來(lái)源之一，專利信息數(shù)量龐大，價(jià)值突顯，來(lái)源廣泛。據(jù)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）統(tǒng)計(jì)，目前全世界累積可查的專利文獻(xiàn)已超過(guò)8000萬(wàn)件。另?yè)?jù)實(shí)證統(tǒng)計(jì)分析，專利文獻(xiàn)包含了世界科技技術(shù)信息的90%～95%。專利分析法通過(guò)定量分析與定性分析對(duì)有關(guān)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計(jì)和分析，使之轉(zhuǎn)化成可利用信息的方法。定量分析是指按照一定的指標(biāo)對(duì)專利文獻(xiàn)的外部特征、專利文獻(xiàn)的各種著錄項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、解釋和分析。定性分析是指以專利的內(nèi)容為對(duì)象按技術(shù)特征歸并專利文獻(xiàn)，使之有序化的分析過(guò)程。本文運(yùn)用定量和定性相結(jié)合的分析方法，綜合考察多種分析指標(biāo)，充分挖掘技術(shù)創(chuàng)新價(jià)值，以期達(dá)到良好的分析效果。

2專利概況

使用PatSnap平臺(tái)高級(jí)檢索，設(shè)置檢索式為（straw*or stalk*）and（baler* or knotter*） or（秸稈or莖稈）and（打捆機(jī)or打結(jié)器），檢索時(shí)間為2022年6月15日。因?qū)＠暾?qǐng)公開(kāi)時(shí)間比申請(qǐng)日滯后1.5年左右，所以數(shù)據(jù)分析日期截至2020年12月31日，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后得到3547項(xiàng)專利。其中發(fā)明專利為2772項(xiàng)（發(fā)明申請(qǐng)1700項(xiàng)、授權(quán)發(fā)明1072項(xiàng)），占78.2%；實(shí)用新型專利為775項(xiàng)，占21.8%。此外，有效專利1656項(xiàng)，占46.7%；審查中專利324項(xiàng)，占9.1%；失效專利1366項(xiàng)，占38.5%；其他201項(xiàng)，占5.7%。

3指標(biāo)分析

3.1專利申請(qǐng)趨勢(shì)

專利生命周期可分為萌芽期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期4個(gè)階段。萌芽期專利數(shù)量相對(duì)較少，大多是原理性的基礎(chǔ)專利；成長(zhǎng)期專利申請(qǐng)激增，向縱向和橫向轉(zhuǎn)移；成熟期改進(jìn)型專利大量涌現(xiàn)，但速度降低；衰退期專利明顯減少，呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。從獲得的專利信息可知，國(guó)外秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利起源于1913年，但大多為簡(jiǎn)易機(jī)械，基本以人力、畜力為動(dòng)力的農(nóng)具。直到1946年，英國(guó)的明尼阿波利斯一莫林動(dòng)力裝置公司申報(bào)的機(jī)械化打捆發(fā)明專利，實(shí)現(xiàn)了以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的秸稈打捆機(jī)（圖1），公開(kāi)（公告）號(hào)GB625679A，該專利介紹了一種配有往復(fù)運(yùn)動(dòng)柱塞的打捆機(jī)，通過(guò)柱塞的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺針機(jī)構(gòu)連續(xù)地將物料壓縮成捆狀，并拉動(dòng)繩子進(jìn)行捆扎，這一原理一直沿用至今。秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利申請(qǐng)和布局由此開(kāi)始。

專利申請(qǐng)趨勢(shì)如圖2所示，1913—1976年，專利申請(qǐng)量相對(duì)較少，基本保持在個(gè)位數(shù)，這一階段是國(guó)外秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)的萌芽期；1977—2015年，專利申請(qǐng)數(shù)量經(jīng)歷3次激增，這一階段是國(guó)外機(jī)械化打捆機(jī)的成長(zhǎng)期；2015—2020年進(jìn)入成熟期。我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)起步相對(duì)較晚，有關(guān)資料顯示，20世紀(jì)70年代末，我國(guó)開(kāi)始從美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家引進(jìn)秸稈打捆機(jī)，而真正自主研發(fā)始于2000年左右，主要產(chǎn)品包括小圓捆打捆機(jī)、正牽引小方捆打捆機(jī)、側(cè)牽引小方捆打捆機(jī)及二次壓縮等，這與圖2中顯示一致。2000—2010年是我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)的萌芽期；2011—2014年是成長(zhǎng)期；2015-2020年是成熟期；其中2013—2015年達(dá)到了一個(gè)高峰。從上述可以得出：我國(guó)用20余年走完了國(guó)外近100年的發(fā)展歷程，雖有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，但更多離不開(kāi)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整和政策支持，特別是得益于農(nóng)作物秸稈綜合利用政策和農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策的實(shí)施，對(duì)秸稈綜合利用急需的農(nóng)機(jī)裝備應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ)，調(diào)動(dòng)生產(chǎn)主體研發(fā)的積極性，推動(dòng)了秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)的快速發(fā)展。

3.2專利分布情況

3.2.1專利來(lái)源區(qū)域

專利來(lái)源區(qū)域分布可以顯示該區(qū)域的技術(shù)創(chuàng)新能力和活躍程度，圖3顯示了秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量排名前10位的國(guó)家，依次是中國(guó)、美國(guó)、比利時(shí)、荷蘭、愛(ài)爾蘭、日本、德國(guó)、意大利、挪威和法國(guó)。其中，我國(guó)是秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利的主要來(lái)源國(guó)，專利數(shù)量為1313項(xiàng)，占37%；美國(guó)專利數(shù)量881項(xiàng)，占25%；其他國(guó)家專利數(shù)量相對(duì)較低。我國(guó)申報(bào)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利數(shù)量前10名的?。ㄊ?、區(qū)）依次為安徽省、山東省、江蘇省、黑龍江省、河南省、吉林省、浙江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省和河北省，其中安徽省是我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利的主要來(lái)源?。ㄊ?、區(qū)），占16%；山東省和江蘇省分別占13%和11%；其他省（市、區(qū)）相對(duì)較少。

3.2.2專利受理機(jī)構(gòu)

專利受理機(jī)構(gòu)分布可以反映出該技術(shù)主要布局的區(qū)域及相關(guān)區(qū)域市場(chǎng)的受關(guān)注程度。圖4顯示了秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利受理機(jī)構(gòu)受理數(shù)量排名前10位的國(guó)家（組織），依次為中國(guó)、美國(guó)、歐洲專利局、英國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、加拿大、日本、澳大利亞、新西蘭和荷蘭。其中，我國(guó)受理專利1304項(xiàng)，占比36.8%，是全球最重要的目標(biāo)市場(chǎng)。

3.3專利申請(qǐng)人

專利申請(qǐng)人分布可以反映出該技術(shù)主要?dú)w屬哪些公司、機(jī)構(gòu)或個(gè)人，也可以體現(xiàn)集中度，便于了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)研發(fā)方向。圖5顯示了秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利排名前10位的申請(qǐng)人，依次為約翰迪爾農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、凱斯紐荷蘭（比利時(shí)）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、藍(lán)葉農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、凱斯紐荷蘭（美國(guó)）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、庫(kù)恩農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、福林格農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、愛(ài)科農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、維爾芒特有限公司、蜻蛉工業(yè)株式會(huì)社和洋馬農(nóng)機(jī)株式會(huì)社。在申請(qǐng)人前10名中，我國(guó)企業(yè)無(wú)一上榜，對(duì)比我國(guó)專利申請(qǐng)及受理數(shù)量首位可以看出，我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利申請(qǐng)人分布相對(duì)分散，專利主要以實(shí)用新型為主，發(fā)明專利相對(duì)較少，特別是涉及基礎(chǔ)原理方面，多以中小型規(guī)模的企業(yè)為主，缺乏國(guó)際性大企業(yè)。反觀國(guó)外，技術(shù)專利申請(qǐng)人以大型跨國(guó)公司為主，特別是約翰迪爾農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司，在秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)方面擁有顯著性優(yōu)勢(shì)。

4專利技術(shù)主題

針對(duì)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)研究中重點(diǎn)領(lǐng)域構(gòu)成的主要技術(shù)分支占比情況（表1），通過(guò)IPC國(guó)際專利主分類號(hào)進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)與分析可知，世界上秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利的主要技術(shù)構(gòu)成包括：AO1F15/08零件，占全部技術(shù)專利（3547項(xiàng)）的17.8%；AO1F15/07卷捆式撿拾壓捆機(jī)，即通過(guò)卷繞和擠壓形成圓柱形大捆的機(jī)器，占比14.5%；AO1F15/00禾稈、干草或類似物的壓捆機(jī)，占比14.4%；AOIF15/10作物材料的喂送裝置，占比5.8%；AO1F15/04柱塞式壓捆機(jī)，占比4.3%；AO1F15/02有壓捆室的，占比6.3%；AO1F15/14專門(mén)適用于壓捆機(jī)的打捆裝置，占比4.3%；AO1F15/12繩索的喂送裝置，占比1.3%；AO1F15/18環(huán)形帶、滾子等，占比0.7%；AO1F15/06帶雙作用柱塞的，占比0.7%。由表1可知，我國(guó)在零件、卷捆式撿拾壓捆機(jī)（圓草捆）、有壓捆室的（方草捆）和作物材料喂送裝置4個(gè)技術(shù)主題申報(bào)的專利較多，與美國(guó)類似，而美國(guó)方草捆相關(guān)技術(shù)專利較少。

5結(jié)論與建議

使用PatSnap平臺(tái)對(duì)國(guó)內(nèi)外秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)僅用20余年走完國(guó)外近100年歷程。在專利申請(qǐng)趨勢(shì)方面，國(guó)外秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)研究正處于成熟期，我國(guó)相關(guān)技術(shù)研究與國(guó)外基本保持一致，在數(shù)量上具有優(yōu)勢(shì)。但是，在專利申請(qǐng)人分布上也存在不足，國(guó)外大型跨國(guó)公司是秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利的主要擁有者，而國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人相對(duì)比較分散且相關(guān)技術(shù)專利主要集中在高校和科研機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)品轉(zhuǎn)化程度相對(duì)較低。因此，對(duì)于我國(guó)秸稈打捆機(jī)的發(fā)展方向有以下建議。

（1）政府相關(guān)主管部門(mén)應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)，細(xì)化獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制和相關(guān)支持政策，擴(kuò)大獎(jiǎng)勵(lì)范圍并提升獎(jiǎng)勵(lì)幅度，努力提高我國(guó)自主研發(fā)水平。尤其是相較于國(guó)外水平，目前國(guó)內(nèi)急需大力發(fā)展的秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利研究與申報(bào)工作，增強(qiáng)相關(guān)企業(yè)的研發(fā)熱情與實(shí)際投入，切實(shí)從根本上解決企業(yè)的后顧之憂，不斷提升國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，提高我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)及產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（2）伴隨我國(guó)在智能制造產(chǎn)業(yè)上的快速發(fā)展與取得的成就，秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)已經(jīng)向大型化、智能化與高效高質(zhì)化方向發(fā)展，對(duì)于一些在秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)智能化水平上有特殊貢獻(xiàn)的突破性企業(yè)，應(yīng)給予額外的單獨(dú)補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制；以此同時(shí)，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度，幫助企業(yè)提升技術(shù)專利布局能力，逐步淘汰落后企業(yè)，培育“隱形冠軍”企業(yè)。

（3）積極推進(jìn)高校的專利技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，充分發(fā)揮高校主觀能動(dòng)性與科研能力，與企業(yè)研發(fā)需求相結(jié)合，不斷提升專利轉(zhuǎn)化率。搭建交易運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研與知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)同運(yùn)用。通過(guò)高校知識(shí)產(chǎn)權(quán)交易轉(zhuǎn)化示范建設(shè)、研究基地建設(shè)，引導(dǎo)高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)聯(lián)合研發(fā)、運(yùn)營(yíng)，促進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)同運(yùn)用等系列舉措，強(qiáng)化高校專利成果轉(zhuǎn)化助推知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)同運(yùn)用，為我國(guó)秸稈機(jī)械化打捆技術(shù)專利的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的科技支撐。