基于主客觀賦權(quán)的企業(yè)專利組合質(zhì)量評價

劉 冉， 尤筱玥， 林 輝， 夏 明

（1. 同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092；2. 同濟(jì)大學(xué) 中德工程學(xué)院，上海 200092；3. 揚(yáng)州大學(xué) 商學(xué)院， 江蘇 揚(yáng)州 225009）

專利是保護(hù)創(chuàng)新成果的重要載體，專利質(zhì)量是創(chuàng)新質(zhì)量的重要表現(xiàn)。企業(yè)作為創(chuàng)新主體，提高企業(yè)的專利質(zhì)量，助力高水平科技自立自強(qiáng)，是推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量創(chuàng)新的必然要求。然而，隨著知識產(chǎn)權(quán)制度的不斷完善，企業(yè)之間的專利競爭逐漸轉(zhuǎn)向?qū)＠M合主導(dǎo)的競爭［1］。為了更全面地保護(hù)核心技術(shù)發(fā)明，企業(yè)會選擇將技術(shù)成果分解為一系列的技術(shù)方案分別申請專利，這些由相同的專利權(quán)人申請的用于解決相同技術(shù)問題一組專利被定義為專利組合［2］。專利組合的規(guī)模和保護(hù)范圍更大、競爭優(yōu)勢更強(qiáng)，其整體價值大于單件專利的價值之和，反映了企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)力和市場競爭力［3］。綜上，企業(yè)專利組合質(zhì)量的提升對推進(jìn)高質(zhì)量創(chuàng)新具有重要意義。

如何評判企業(yè)專利組合質(zhì)量呢？文獻(xiàn)梳理發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們從多樣化的視角對企業(yè)專利組合進(jìn)行了評價。Holger Ernst［4］提出一種可視化的專利組合分析方法幫助企業(yè)評估自身的技術(shù)實(shí)力；Grimaldi等［5］提出了一個多維度的專利組合價值評估框架以分析企業(yè)的專利組合現(xiàn)狀；Schneider［6］提出了一個專利競爭模型評估專利組合的防御功能。既往研究從專利的競爭力和價值等方面分析了企業(yè)專利組合的差異，但是缺乏基于質(zhì)量視角的深入探討，這提供了一個可以繼續(xù)深入研究的空間。

為此，本文在確定企業(yè)專利組合質(zhì)量評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合三角模糊數(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化法和兩階段優(yōu)化法提出了一種組合賦權(quán)方法以確定指標(biāo)權(quán)重，從而構(gòu)建了一個企業(yè)專利組合質(zhì)量評價模型，并通過對6家動力電池企業(yè)專利組合的分析來驗(yàn)證模型的可行性和實(shí)用性。通過專利組合質(zhì)量分析，有助于企業(yè)了解自身和其競爭對手的專利布局和技術(shù)競爭力，輔助企業(yè)的專利管理。

1 企業(yè)專利組合質(zhì)量的評價指標(biāo)

選取質(zhì)量評價指標(biāo)首先要明確企業(yè)專利組合的質(zhì)量維度。專利是一種承載著先進(jìn)技術(shù)和知識的產(chǎn)品，基于產(chǎn)品視角，劉冉等［7］將專利質(zhì)量定義為“專利在形成過程中滿足其固有質(zhì)量特性和企業(yè)需求的屬性組合的程度”，并將專利的質(zhì)量屬性總結(jié)為創(chuàng)新性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略性。專利組合是一系列專利的集合，具有明顯的規(guī)模屬性，本文企業(yè)專利組合的質(zhì)量屬性歸納為規(guī)模性、創(chuàng)新性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略性。

（1）規(guī)模性。專利組合包含多項(xiàng)專利，具有明顯的規(guī)模性特征。組合中相互關(guān)聯(lián)的專利可以加強(qiáng)彼此的權(quán)利要求，形成比非相關(guān)的單項(xiàng)專利更廣泛的保護(hù)范圍［2］。組合規(guī)模越大，專利的整體保護(hù)質(zhì)量越高。

（2）創(chuàng)新性。滿足法定授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)的專利技術(shù)發(fā)明要求相對于現(xiàn)有技術(shù)具備一定程度的新穎性、創(chuàng)造性和進(jìn)步性，因此專利固有的質(zhì)量屬性一般認(rèn)為包含技術(shù)創(chuàng)新性［8］。

（3）穩(wěn)定性。高質(zhì)量的專利組合能夠?qū)诵募夹g(shù)發(fā)明形成有效保護(hù)，提高保護(hù)的穩(wěn)定性，降低侵權(quán)概率，減少侵權(quán)訴訟［9］。

（4）經(jīng)濟(jì)性。企業(yè)可通過專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、轉(zhuǎn)讓、質(zhì)押融資等途徑獲取經(jīng)濟(jì)收益［10］，高質(zhì)量的專利組合能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。因此，經(jīng)濟(jì)性也是企業(yè)專利組合的固有質(zhì)量屬性。

（5）戰(zhàn)略性。企業(yè)布局專利組合的動機(jī)除了傳統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)發(fā)明，還包括戰(zhàn)略層面的需求［11］，例如提高技術(shù)進(jìn)入壁壘［11］、阻止競爭者申請相關(guān)專利［12］和提高議價能力［13］等。

梳理既有文獻(xiàn)，根據(jù)企業(yè)專利組合的各質(zhì)量維度選取評價指標(biāo)，具體指標(biāo)及測量見表1。

2 模型構(gòu)建

結(jié)合三角模糊數(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化法和兩階段優(yōu)化法提出了一種組合賦權(quán)方法，用于企業(yè)專利組合質(zhì)量的評價模型構(gòu)建，研究思路如圖1 所示。具體思路為：首先，采用三角模糊數(shù)獲取專家們對各指標(biāo)權(quán)重的模糊評價數(shù)據(jù)。三角模糊數(shù)可以提高決策者在模糊環(huán)境下評價信息的準(zhǔn)確性［14］。隨后利用多目標(biāo)優(yōu)化方法確定指標(biāo)的主觀權(quán)重。多目標(biāo)優(yōu)化法的前提假設(shè)是指標(biāo)的最優(yōu)權(quán)重應(yīng)使得被評價對象之間的差異最大，差異越大的指標(biāo)應(yīng)賦予越大的權(quán)重，采用該方法量化專家的主觀模糊偏好信息所隱藏的各目標(biāo)權(quán)重，專家決策的權(quán)重結(jié)果更加客觀合理［15］。其次，根據(jù)各質(zhì)量指標(biāo)評價值，采用兩階段優(yōu)化方法確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重。針對含有較多決策方案的指標(biāo)賦權(quán)問題，Lin等［16］提出的兩階段優(yōu)化法可以從評價對象和決策指標(biāo)的局部和全局兩個層面分別建立兩個目標(biāo)規(guī)劃模型，通過求解評價指標(biāo)的綜合權(quán)重，解決評價對象較多帶來的評估復(fù)雜性，從而提高評價結(jié)果的區(qū)分度。然后，綜合主客觀賦權(quán)結(jié)果計(jì)算各指標(biāo)的組合權(quán)重，以提高權(quán)重確定的科學(xué)性。最后，計(jì)算專利組合的質(zhì)量得分，對企業(yè)專利組合質(zhì)量進(jìn)行評價和排序。

圖1 模型構(gòu)建思路Fig.1 The way of model construction

評價模型的具體構(gòu)建過程如下：

（1）計(jì)算評價指標(biāo)的主觀權(quán)重

設(shè){e1，e2，...，eq} 為一個有限專家集，{A1，A2，...，Am} 為一個有限評價對象集，{C1，C2，...，Cn}為一個有限評價指標(biāo)集，在指標(biāo)Cj(j=1，2，...，n) 下有一個有限子指標(biāo)集{Cj1，Cj2，...，Cjp}。

為了降低專家評價的模糊性，引入三角模糊數(shù)作為專家評語。設(shè)三角模糊數(shù)r?=(rL，rM，rU)，其中0 ≤rL≤rM≤rU≤1，rL和rU分別為r?的模糊上界和下界，rM為r?的中值，即最有可能的取值。r?的隸屬函數(shù)為

步驟1：獲取專家評價的三角模糊互補(bǔ)判斷矩陣

包括專家ek對評價指標(biāo)的互補(bǔ)判斷矩陣其中以及子指標(biāo)的互補(bǔ)判斷矩陣其中，為了最大化保留專家意見，專家所給出的指標(biāo)和子指標(biāo)兩兩比較的判斷矩陣無需更改，故不對其進(jìn)行一致性修正。

步驟2：獲取群體三角模糊互補(bǔ)判斷矩陣

類似的，將互補(bǔ)判斷矩陣Y?k轉(zhuǎn)化成群體三角模糊互補(bǔ)判斷矩陣為

步驟3：計(jì)算各指標(biāo)的綜合重要度

指標(biāo)Cj(j=1，2，...，n)下各個子指標(biāo)的綜合重要度為

類似的，指標(biāo)Ci=Cj(i，j=1，2，...，n)的綜合重要度為

步驟4：采用多目標(biāo)優(yōu)化法計(jì)算各評價指標(biāo)的最優(yōu)權(quán)重

為了比較三角模糊數(shù)，需要計(jì)算其得分，得分函數(shù)為［17］

則：

在指標(biāo)Cj(j=1，2，...，n)下每個子指標(biāo)都是不可忽視且非劣的，并且每個子指標(biāo)都有相同的約束條件，因此多目標(biāo)優(yōu)化模型可轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)優(yōu)化模型如下：

根據(jù)式（5），上述優(yōu)化模型可轉(zhuǎn)換為

求解模型（8），得到指標(biāo)Cj下最優(yōu)子指標(biāo)權(quán)重

然后，對ω*jb進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化步驟為

其中，j=1，2，...，n；b=1，2，...，pj，標(biāo)準(zhǔn)化后的子指標(biāo)權(quán)重向量為

同理，求解指標(biāo)Cj的權(quán)重，構(gòu)建優(yōu)化模型如下：

進(jìn)一步的，將上述優(yōu)化模型轉(zhuǎn)換為

由于專家對指標(biāo)和子指標(biāo)進(jìn)行兩兩比對，所以指標(biāo)和子指標(biāo)權(quán)重受到專家偏好信息的影響，產(chǎn)生了 指 標(biāo) 主 觀 帶 偏 好 的 權(quán) 重 向 量和子指標(biāo)權(quán)重向量，即越大越?。煌碓酱笤叫?。從而，可得

（2）計(jì)算評價指標(biāo)的客觀權(quán)重

由于專家知識的有限性和專利組合質(zhì)量評價問題的復(fù)雜性，專家給出的指標(biāo)主觀權(quán)重向量可能與實(shí)際情況有差異，因此還需要結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)，確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重。本文采用Lin 等［16］所構(gòu)建的兩階段優(yōu)化模型分別求解指標(biāo)客觀權(quán)重向量和子指標(biāo)客觀權(quán)重向量

（3）確定評價指標(biāo)的綜合權(quán)重

根據(jù)主客觀權(quán)重結(jié)果計(jì)算指標(biāo)的組合權(quán)重，設(shè)各指標(biāo)的綜合權(quán)重向量子指標(biāo)綜合權(quán)重向量

其中，α∈[0，1]表示權(quán)重結(jié)果主觀偏好系數(shù)，當(dāng)α＞0.5，權(quán)重結(jié)果偏主觀；當(dāng)α＜0.5，權(quán)重結(jié)果偏客觀；一般情況下取α=0.5，權(quán)重結(jié)果偏中立。

（4）計(jì)算企業(yè)專利組合的質(zhì)量得分

根據(jù)指標(biāo)評價數(shù)據(jù)和權(quán)重系數(shù)，計(jì)算各子指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的評價值與指標(biāo)權(quán)重的乘積之和，得到企業(yè)專利組合的綜合質(zhì)量得分。

3 模型應(yīng)用

3.1 樣本和數(shù)據(jù)來源

動力電池行業(yè)是具有代表性的技術(shù)密集型行業(yè)，本文選取2020年全球動力電池行業(yè)裝機(jī)量排名前10中的6家企業(yè)，包括寧德時代（CATL）、比亞迪（BYD）和國軒高科（GHT）3 家國內(nèi)企業(yè)，以及三星SDI（SSDI）、豐田（TOYOTA）和LG 化學(xué)（LGC）3家國外企業(yè)，作為實(shí)例分析對象，以鋰電子電池的相關(guān)技術(shù)為例，即IPC主分類號為“HO 1M10/0525”的專利，評價和分析各企業(yè)的專利組合質(zhì)量。

所有專利數(shù)據(jù)均來源于大為全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫。以各企業(yè)名稱作為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，檢索時間截止至2021年7月18日，同時，對專利數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，確保專利的授權(quán)年為2015—2020 年，法律狀態(tài)為有效狀態(tài)，最終收集到6家企業(yè)共305項(xiàng)專利。為了進(jìn)一步分析企業(yè)專利組合的變化，本文將企業(yè)專利組合分為兩個階段，即2015—2017 年和2018—2020 年，對兩個階段各企業(yè)的專利組合質(zhì)量進(jìn)行對比分析。

3.2 計(jì)算與比較

（1）獲取專利組合質(zhì)量各指標(biāo)評價值

通過大為專利數(shù)據(jù)庫，獲取2015—2017和2018—2020兩個階段各企業(yè)的專利組合的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的原始評價值，并采用極差法將指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)果見表2和表3。

表2 企業(yè)專利組合質(zhì)量綜合評價矩陣（2015-2017）Tab.2 The synthetic evaluation matrix of firm patent portfolio quality（2015-2017）

表3 企業(yè)專利組合質(zhì)量綜合評價矩陣（2018-2020）Tab.3 The synthetic evaluation matrix of firm patent portfolio quality（2018-2020）

（2）計(jì)算各評價指標(biāo)的組合權(quán)重

邀請來自知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域的學(xué)者和動力電池行業(yè)的研發(fā)主管共4 名專家，對各評價指標(biāo)的重要性進(jìn)行評價，各位專家在知識產(chǎn)權(quán)行業(yè)均有10年以上的從業(yè)背景。其中，專家權(quán)重向量為w?=（0.2，0.25，0.35，0.2）T根據(jù)式（1）～（11），計(jì)算專利組合質(zhì)量各評價指標(biāo)的主觀權(quán)重；同時，根據(jù)表2 和表3 中的指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算指標(biāo)的客觀權(quán)重；隨后，根據(jù)式（12）～（13）確定指標(biāo)的組合權(quán)重，其中，主觀偏好系數(shù)為α=0.5。指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 專利組合質(zhì)量評價指標(biāo)的組合權(quán)重Tab.4 The combination weights of evaluation indicators of firm patent portfolio quality

（3）計(jì)算各企業(yè)專利組合質(zhì)量的綜合得分

根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和指標(biāo)評價數(shù)據(jù)，計(jì)算各企業(yè)專利組合的質(zhì)量得分，結(jié)果見表5。

表5 各企業(yè)專利組合質(zhì)量得分和排序Tab.5 The score and ranking of firms’ patent portfolio quality

3.3 結(jié)果分析

為了進(jìn)一步了解各企業(yè)在鋰電池制造技術(shù)領(lǐng)域的專利組合質(zhì)量的變化，對2015—2017年和2018—2020年兩個階段的專利組合質(zhì)量評價結(jié)果進(jìn)行對比分析。圖2 和圖3 分別展示了2015—2017 年以及2018—2020 年企業(yè)的專利組合在各質(zhì)量屬性的評價值。

圖2 企業(yè)專利組合的各質(zhì)量指標(biāo)分析（2015—2017）Fig.2 Analysis of quality indicators of firm patent portfolio (2015—2017)

圖3 企業(yè)專利組合的各質(zhì)量指標(biāo)分析（2018—2020）Fig.3 Analysis of quality indicators of firm patent portfolio (2018—2020)

由表5 可知，在2015—2017 年，LG 化學(xué)的專利組合質(zhì)量得分最高（0.846）。LG 化學(xué)于1995 年成立電池事業(yè)部，開始在鋰電池領(lǐng)域進(jìn)行專利布局。在2011年正式進(jìn)軍動力電池行業(yè)后，申請了大量的相關(guān)專利，且均為發(fā)明專利。由圖2 可知，LG 化學(xué)在鋰電池領(lǐng)域?qū)＠M合的規(guī)模性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性以及戰(zhàn)略性均處于領(lǐng)先水平。專利組合質(zhì)量得分排在第2 至第5 的分別是是三星SDI（0.663）、豐田（0.476）、比亞迪（0.475）和國軒高科（0.322）。寧德時代（0.226）的專利組合質(zhì)量最低，明顯低于其他四家企業(yè)。圖3 的結(jié)果顯示，在2018 至2020 年，企業(yè)專利組合質(zhì)量得分最高的是三星SDI（0.647），其次是LG 化學(xué)（0.587）。豐田、寧德時代和比亞迪的專利組合質(zhì)量得分相當(dāng)，分別為0.444，0.426 和0.403。專利組合質(zhì)量得分最低的是國軒高科（0.312）。

對比分析圖2和圖3可知，寧德時代的專利組合質(zhì)量得分從0.226（2015—2017 年）提高至0.426（2018—2020 年），從第6 提高至第6，表明寧德時代在鋰電池領(lǐng)域發(fā)展非常迅速，技術(shù)實(shí)力顯著提升。寧德時代的成立時間較晚，雖然企業(yè)自成立之初就在鋰電池領(lǐng)域開始專利布局，但是在2012—2017 年間寧德時代的專利組合的規(guī)模仍然較小，且此階段其專利布局的重心在國內(nèi)，國際化專利布局剛起步，專利組合在經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略性維度的表現(xiàn)較差。但是在2018—2020 年間，寧德時代的專利組合規(guī)模迅速擴(kuò)大，大幅度領(lǐng)先于另外5 家企業(yè)，同時，專利組合的創(chuàng)新性也非常高，因而其專利組合質(zhì)量明顯提升。此外，在2018—2020年間，三星SDI、比亞迪、國軒高科、豐田和LG 化學(xué)的專利組合質(zhì)量得分相比2015—2017年均有不同程度的降低。其中，LG化學(xué)專利組合質(zhì)量的下降程度最高，質(zhì)量得分從0.846 降低至0.587。由圖2 和圖3 可知，下降的主要原因在于LG 化學(xué)的專利組合規(guī)模的大幅縮減和專利組合的法律穩(wěn)定性的下降。

4 結(jié)論

本文從專利組合的規(guī)模性、創(chuàng)新性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略性5 個質(zhì)量維度選取評價指標(biāo)，結(jié)合三角模糊數(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化和兩階段優(yōu)化方法確定評價指標(biāo)的組合權(quán)重，構(gòu)建了企業(yè)專利組合質(zhì)量的評價模型。該模型被應(yīng)用于寧德時代、比亞迪、國軒高科、三星SDI、豐田和LG 化學(xué)等6 家動力電池企業(yè)的專利組合的質(zhì)量評估，結(jié)果表明：

（1）在2015—2017 年間，LG 化學(xué)的專利組合質(zhì)量最高，寧德時代的專利組合質(zhì)量最低。

（2）2018—2020年間，專利組合質(zhì)量最高的是三星SDI，隨后是LG 化學(xué)，國軒高科的專利組合質(zhì)量最差。

（3）寧德時代的專利組合質(zhì)量在鋰電池領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力的提升顯著，從第6（2015—2017 年）提高至第4（2018—2020 年），主要原因在于專利組合規(guī)模的快速擴(kuò)大和創(chuàng)新性的顯著提升。

本研究成果有助于企業(yè)、政府或第三方機(jī)構(gòu)等分析和評判企業(yè)的專利組合，但仍然存在一定的局限性。模型中的指標(biāo)權(quán)重并非一成不變，專利管理者可根據(jù)分析和評判的目的借助組合賦權(quán)方法靈活修訂權(quán)重。

作者貢獻(xiàn)聲明：

劉冉：數(shù)據(jù)分析，論文撰寫；

尤筱玥：學(xué)術(shù)指導(dǎo)，論文修改；

林輝：模型構(gòu)建；

夏明：論文修改。