尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠治黾皠?chuàng)新態(tài)勢(shì)研究

摘 要：本文采用全球技術(shù)信息及運(yùn)營(yíng)平臺(tái)（IncoPat）作為此次專利分析的底層數(shù)據(jù)，選擇2001年1月1日—2020年12月31日（專利公開日期）期間的5 589條專利數(shù)據(jù)，采用聚類分析和布拉德福定律進(jìn)行分析，得出我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域相關(guān)專利申請(qǐng)趨勢(shì)可分為萌芽期、增長(zhǎng)期、穩(wěn)定發(fā)展期3個(gè)階段。該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量與當(dāng)?shù)谿DP總量有緊密的聯(lián)系，核心區(qū)專利也分布在GDP總量排名靠前地區(qū)。

關(guān)鍵詞：尾氣凈化；專利分析；競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)；核心競(jìng)爭(zhēng)力；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：G306

1 引言

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來的壓力越來越大，對(duì)環(huán)保的需求越來越迫切。蘭州作為我國(guó)重要的工業(yè)城市，大氣污染治理是蘭州市一項(xiàng)刻不容緩的工作。蘭州屬于盆地型城市，市區(qū)及周邊地區(qū)植被稀疏，地表揚(yáng)塵極易增加顆粒物濃度。城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展，也加快了基建工地?fù)P塵和汽車尾氣等問題。近年來，蘭州市采取了一系列大氣污染治理措施，包括機(jī)動(dòng)車限行、灑水車抑塵等，大氣顆粒物濃度等得到了有效的治理。但截至2020年底，PM10仍未達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保問題已成為制約蘭州經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素，新型環(huán)保技術(shù)、設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)勢(shì)在必行[1]。

目前，通過文獻(xiàn)分析方法了解某一學(xué)科領(lǐng)域的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)難點(diǎn)和熱點(diǎn)，已成為科研工作者首選的方法。專利作為一種特殊的文獻(xiàn)，在一定方面能夠反映出學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力和研發(fā)水平。近年來，利用專利數(shù)據(jù)分析各個(gè)行業(yè)或領(lǐng)域的評(píng)價(jià)或決策被學(xué)者們逐漸推崇[2]。本文從專利的視角出發(fā)，通過對(duì)我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠l(fā)展趨勢(shì)、重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域、地域分布、競(jìng)爭(zhēng)機(jī)構(gòu)等方面的相關(guān)信息進(jìn)行分析，可較好地了解和把握未來該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)存潛在的機(jī)會(huì)[3]。

2 研究對(duì)象和方法

根據(jù)本次研究目的需要，專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)主要采用全球技術(shù)信息及運(yùn)營(yíng)平臺(tái)（IncoPat）作為此次專利分析數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)來源。按照尾氣凈化領(lǐng)域所涉及的技術(shù)要點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，以技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橹黝}選擇檢索詞，檢索專利涵蓋了公開日或公告日在2020年12月31日之前的相關(guān)中國(guó)專利。由于專利申請(qǐng)的過程中有18個(gè)月的公開期，所以此次研究不涉及2021年和2022年的數(shù)據(jù)。

此次檢索時(shí)間選擇2001年1月1日—2020年12月31日（專利公開日期），共檢索到相關(guān)專利6 003條。利用Excel對(duì)檢索到的專利進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，去掉不符合主題的專利并合并同族專利，最終確定5 589條專利數(shù)據(jù)組成此次尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠治鏊璧膶＠麛?shù)據(jù)庫(kù)。最后通過incoPat、Excel等工具，利用聚類分析法對(duì)相關(guān)專利進(jìn)行全面的分析[4-5]。

3 我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)概況分析

3.1 我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)分析

專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析是按照每年專利的申請(qǐng)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，據(jù)此判斷該領(lǐng)域內(nèi)專利年度的發(fā)展情況。我國(guó)近20年來，尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)可分為3個(gè)階段，如圖1所示。

第一階段，2001—2010年，該階段為尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的萌芽期。其間，專利申請(qǐng)數(shù)量較少，且每年專利遞增量較小，每年保持在65件左右。

該階段，我國(guó)正式加入WTO后，有力地促進(jìn)了對(duì)外開放，但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，部分高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)也在將重心偏向我國(guó)，這使得我國(guó)大氣污染程度逐漸增加。《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十五”計(jì)劃》《兩控區(qū)酸雨和二氧化硫防治“十五”計(jì)劃》的相繼出臺(tái)，政府對(duì)大氣污染物排放總量和二氧化硫排放量有了明確的控制目標(biāo)。基于以上原因，國(guó)家開始加強(qiáng)重污染天氣預(yù)警和檢測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，有效控制重污染天氣出現(xiàn)頻率，各地區(qū)大氣環(huán)境綜合治理措施正式施行[6]。

第二階段，在2011—2016年，該階段為尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的增長(zhǎng)期。其間，專利數(shù)量急劇增加，年增長(zhǎng)幅度在27%左右。

該階段，《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)〔2010〕33號(hào)）中指出：到2015年要建立區(qū)域大氣環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，全面控制大氣污染物排放總量，改善區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量。隨后，陸續(xù)出臺(tái)了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-

2012）和《大氣污染防治計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2013〕37），我國(guó)空氣質(zhì)量管理控制目標(biāo)和管理模式發(fā)生了很大改變，空氣質(zhì)量顯著改善[6]。企業(yè)、高校、研究院所也將環(huán)境治理列入自己的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。

第三階段，在2017—2020年，該階段為尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的穩(wěn)定發(fā)展期。該階段專利數(shù)量較萌芽期有所增加，平均每年基本保持在600件。到2018年全國(guó)大部分地區(qū)污染程度減緩，因此該時(shí)間段專利出現(xiàn)了申請(qǐng)的穩(wěn)定期。該階段專利申請(qǐng)出現(xiàn)平穩(wěn)，可能是因?yàn)槲矚鈨艋夹g(shù)進(jìn)入了瓶頸區(qū)。

3.2 尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人區(qū)域分布情況

專利申請(qǐng)區(qū)域分布在一定程度上能夠反映我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域主要技術(shù)力量的來源分布情況，因此，對(duì)專利申請(qǐng)區(qū)域（來源地）進(jìn)行分析可以有助于我國(guó)科研人員了解該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在區(qū)域發(fā)展的程度，同時(shí)能看出該區(qū)域?qū)ξ矚鈨艋I(lǐng)域發(fā)展的重視程度[6]，如圖2所示。

圖2可看出，尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量排名前5的省份為江蘇（876件）、浙江（515件）、廣東（379件）、山東（342件）、四川（325件）。可以看出，申請(qǐng)量排名靠前的省份，也處于GDP總量排名前列。經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的省份相對(duì)應(yīng)的污染也越嚴(yán)重，因此該地區(qū)政府對(duì)污染治理也越重視。同時(shí)，有經(jīng)濟(jì)作支撐，環(huán)境治理的力度也會(huì)更大。

3.3 尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人類型

如圖3所示，從我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人類型分布可以看出，2001—2020年，職務(wù)發(fā)明專利申請(qǐng)占77.99 %，非職務(wù)發(fā)明專利申請(qǐng)占22.01%。本文研究的尾氣凈化領(lǐng)域職務(wù)發(fā)明專利數(shù)量比重占到5/7，表明國(guó)內(nèi)尾氣凈化領(lǐng)域研發(fā)機(jī)構(gòu)的科研水平、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視程度都在越來越強(qiáng)。同時(shí)，非職務(wù)發(fā)明專利的數(shù)量高于大專院校、科研單位和機(jī)關(guān)團(tuán)體，這說明我國(guó)的大專院校、科研單位及機(jī)關(guān)團(tuán)體在尾氣凈化領(lǐng)域?qū)Ｗ⒍炔桓?，也可能是研究能力和?duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)不足[7]。

4 我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域核心專利研究

4.1 IPC主分類號(hào)分析研究

本文采用布拉德福定律，對(duì)檢索到我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域2001—2020年的專利進(jìn)行相關(guān)技術(shù)分析，將5 589件專利所對(duì)應(yīng)的276個(gè)IPC主分類號(hào)進(jìn)行整理、排序。然后，按照IPC主分類號(hào)所占數(shù)量將專利文獻(xiàn)大致平分為3部分[8]。2001—2020年，我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠鸌PC主分類號(hào)TOP20如表1所示，可以看出，排名前1的IPC數(shù)量約占到了專利總量的1/3。從表2可以看出，3部分相對(duì)應(yīng)的專利文獻(xiàn)數(shù)量分別為1 935件、1 810件、1 844件。

通過計(jì)算，可以得出IPC主分類號(hào)分布規(guī)律為1：3：272。同樣，其結(jié)果對(duì)比布拉德福定律關(guān)于這3個(gè)區(qū)域數(shù)量關(guān)系，核心區(qū)：相關(guān)區(qū)：非相關(guān)區(qū)專利數(shù)量呈1：n：n2的關(guān)系[9-10]。當(dāng)n=3時(shí)，布拉德福定律為1：3：9， 其結(jié)果對(duì)比布拉德福定律關(guān)于這3個(gè)區(qū)域數(shù)量關(guān)系，結(jié)果與之相差較大。

從以上分布可以看出，我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)均集中在F01N3（排氣或消音裝置，它具有凈化的、使變?yōu)闊o毒的或其他的排氣處理裝置）。該領(lǐng)域研發(fā)的核心專利基本包含在F01N3所涉及的1 935件專利中。

4.2 核心區(qū)專利分析研究

4.2.1 核心區(qū)專利區(qū)域分布趨勢(shì)

從圖4可以看出，尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量和核心區(qū)專利數(shù)量排名前5的省份基本一致。

4.2.2 核心區(qū)專利申請(qǐng)人排名

如圖5所示，核心區(qū)專利排名前10的申請(qǐng)人涉及企業(yè)、高校、個(gè)人等，其中企業(yè)8家、高校1家、個(gè)人1名。

排名第一的重慶新卓匯汽車凈化器有限公司，在汽車、摩托車尾氣凈化領(lǐng)域布局的專利已經(jīng)全部失效，且有30件專利為一案雙審專利。排名第三的吳小再，在尾氣凈化領(lǐng)域布局的專利也已經(jīng)全部失效。

排名第二的南京依柯卡特排放技術(shù)股份有限公司，成立于2006年，主要涉及發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制裝置和汽車排放控制系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)，該公司在尾氣凈化器領(lǐng)域進(jìn)行了大力的布局，在該領(lǐng)域具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。所有專利處于再審或有效。

4.2.3 核心專利引證分析

專利引用次數(shù)是指已申請(qǐng)專利被后續(xù)專利引用的次數(shù)，通常一件專利被后續(xù)專利引用的次數(shù)越多，說明該技術(shù)越重要，技術(shù)影響越大，專利質(zhì)量越好，而專利質(zhì)量與專利價(jià)值和企業(yè)科技創(chuàng)新能力呈正相關(guān)。涉及重大創(chuàng)新或重大技術(shù)進(jìn)步的專利，通常具有相對(duì)較高的被引用次數(shù)。專利被引用指標(biāo)是客觀量化衡量專利質(zhì)量的國(guó)際通用指標(biāo)之一[11]。

歐美國(guó)家在專利分析研究方面，對(duì)專利引證更注重，研究得非常深入。如美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)咨詢公司是國(guó)際上專利引證分析的領(lǐng)導(dǎo)者，其引證指標(biāo)與分析數(shù)據(jù)常被其他機(jī)構(gòu)或官方引用為正式的評(píng)估基準(zhǔn)，頗具權(quán)威性。作者通過對(duì)核心區(qū)有效專利進(jìn)行分析，按照被引證次數(shù)進(jìn)行排名[12-13]，見表3。

由表3可知，煙臺(tái)華龍商用機(jī)器有限公司的專利《柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放凈化系統(tǒng)》，在核心區(qū)專利是被引證次數(shù)最多的專利，說明該專利在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化領(lǐng)域?qū)罄m(xù)的技術(shù)發(fā)展的影響較大，處于該領(lǐng)域的核心位置，專利比較重要。但從該公司專利進(jìn)行分析，可以看出該公司持有專利數(shù)共3件，其中2件專利涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放凈化系統(tǒng)，無其他同族專利和衍生專利，說明該公司在該領(lǐng)域占有量有限，企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展能力不高。

排名第二的專利是由成武盛陽熱力有限公司持有的《一種用于凈化汽車尾氣的裝置》，被引證次數(shù)12次。說明該專利在汽車尾氣凈化裝置領(lǐng)域處于核心位置，對(duì)后續(xù)的技術(shù)發(fā)展影響較大。且該公司專利持有量較大，說明該公司在汽車尾氣凈化裝置領(lǐng)域具有核心競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)論

利用incoPat平臺(tái)作為此次專利分析的數(shù)據(jù)來源，采用聚類分析法和布拉德福定律，對(duì)尾氣凈化領(lǐng)域的專利進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

（1）我國(guó)尾氣凈化領(lǐng)域的發(fā)展主要在2011—2015年，該階段專利申請(qǐng)數(shù)增長(zhǎng)加速，幅度在27%左右，這與《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)〔2010〕33號(hào)）中提出，到2015年要建立區(qū)域大氣環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，逐步形成大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，全面控制大氣污染物排放總量，改善區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量有密切的關(guān)系。

（2）尾氣凈化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量排名前5的省份為江蘇、浙江、廣東、山東、四川?？梢钥闯觯暾?qǐng)數(shù)量與當(dāng)?shù)谿DP總量有緊密的聯(lián)系， 同時(shí)有經(jīng)濟(jì)作 支撐，環(huán)境治理的力度也更大，因此核心區(qū)專利也分布在上述地區(qū)。

（3）成武盛陽熱力有限公司持有的專利處于汽車尾氣凈化領(lǐng)域的核心位置，該公司在汽車尾氣凈化裝置領(lǐng)域具有核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，南京依柯卡特排放技術(shù)股份有限公司在尾氣凈化器領(lǐng)域進(jìn)行了大力的布局，在該領(lǐng)域具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

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