基于專利分析的南京增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策研究

季春 高小惠 汪小星

摘 要：增材制造是新一輪科技革命的代表性技術(shù)。世界主要發(fā)達(dá)國家都將增材制造作為重點(diǎn)培育和發(fā)展的產(chǎn)業(yè)方向。我國高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，南京擁有良好的制造業(yè)基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮優(yōu)勢，搶占增材制造產(chǎn)業(yè)的先機(jī)。文章基于專利數(shù)據(jù)信息，從發(fā)展趨勢、專利申請人、重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域等方面分析南京市增材制造產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，與長三角地區(qū)的上海市、杭州市、合肥市進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，總結(jié)存在問題，并提出對策建議。

關(guān)鍵詞：增材制造 產(chǎn)業(yè)發(fā)展 專利分析

中圖分類號(hào)：F127 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2023）06-127-03

3D打印技術(shù)全稱三維打印技術(shù)，又稱增材制造技術(shù)，是一種新型的快速成型技術(shù)，以數(shù)字模型設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬、樹脂或塑料等可粘合材料，通過逐層添加打印的方式構(gòu)造物體[1]。

南京擁有良好的制造業(yè)基礎(chǔ)，江蘇省工信部等十二部門聯(lián)合發(fā)布《江蘇省增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）》，積極支持南京、蘇州等有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)條件的地區(qū)協(xié)同規(guī)劃建設(shè)增材制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，重點(diǎn)推動(dòng)南京等地培育形成金屬激光增材制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。鑒于此，本文以近5年（2017—2021年）南京市增材制造產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，梳理南京市增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本態(tài)勢、重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)技術(shù)等情況，并與長三角地區(qū)的上海市、杭州市、合肥市進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，繼而從數(shù)據(jù)角度多維度分析南京市增材制造技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與不足，并提出對策建議，為南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃與頂層設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)支撐。

一、文獻(xiàn)綜述和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

專利是一種標(biāo)準(zhǔn)化、客觀化的科技文獻(xiàn)，以專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對增材制造技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行研究，目前已有一些學(xué)者形成了相關(guān)的研究成果。楊躍雙[2-10]等專家以專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用專利計(jì)量分析方法，從不同層面、不同維度揭示增材制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)勢。通過閱讀總結(jié)上述學(xué)者的研究成果，本文認(rèn)為，以專利數(shù)據(jù)信息為切入點(diǎn)，對南京市的增材制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)行研究，數(shù)據(jù)直觀，圖表可視化，具有可行性。

本文進(jìn)行專利的檢索與分析，使用的是incopat專利大數(shù)據(jù)平臺(tái)（https：//www.incopat.com/）。通過學(xué)習(xí)借鑒前人的研究成果，本文使用IPC國際專利分類號(hào)進(jìn)行專利檢索，所使用的分類號(hào)包括：B22F10/00由金屬粉末制造工件或制品的增材制造方法（所用的裝置或設(shè)備入B22F12/00）；B22F12/00專門適用于增材制造的設(shè)備或裝置；用于增材制造的輔助裝置；增材制造設(shè)備或裝置與其它處理設(shè)備或裝置的組合；B29C64/00增材制造，即三維（3D）物體通過增材沉積，聚結(jié)或?qū)訅?，例如通過3D打印，通過光固化或選擇性激光燒結(jié)；B33增材制造技術(shù)。檢索得到自2017年至2021年南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利1529件，并以此為數(shù)據(jù)樣本開展分析。

二、數(shù)據(jù)分析

（一）基本態(tài)勢分析

從專利類型分析，2017至2021年，南京市增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利1529件，其中，發(fā)明專利956件，占總量的62.5%，實(shí)用新型專利573件，占總量的37.5%。

從年度趨勢分析，近5年來，南京市增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專利數(shù)量，從2017年的220件增長至2020年的423件，呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步遞增的趨勢，年均增長率達(dá)到24.3%。（2021年申請的專利尚未完全公開，不做參考）

從專利申請人類型分析，在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利中，企業(yè)擁有的專利最多，達(dá)到831件，其次是大專院校592件，個(gè)人80件，機(jī)關(guān)團(tuán)體48件，科研單位13件?？梢?，在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)中，企業(yè)和大專院校是主要的技術(shù)產(chǎn)出地。

從專利法律狀態(tài)分析，在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利中，授權(quán)且有效的專利最多，780件，占比51%；處于審中狀態(tài)的專利519件，占比34%；失效專利230件，占比15%。

（二）主要專利申請人分析

如圖1所示，在專利數(shù)量排名前10的申請人中，有6家大專院校、4家企業(yè)。其中，南京航空航天大學(xué)以150件專利位居第1，南京理工大學(xué)（103件）和東南大學(xué)（80件）分列第2、第3位。排在第4位的南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司僅有70件專利，可見，在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)中，大專院校擁有深厚的技術(shù)實(shí)力。

（三）重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分析

通過對專利信息進(jìn)行聚類分析，獲知南京市增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利主要分布的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。由表1所示，三維打印機(jī)、打印機(jī)噴頭、鋪粉系統(tǒng)、fdm（熔融沉積成型）、電弧、激光熔化沉積等是南京市增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利較為集中的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，而混凝土材料、小腿支具、數(shù)字化模型、導(dǎo)板、骨組織工程、pcl（聚己內(nèi)酯）等，則是專利產(chǎn)出相對較少的技術(shù)領(lǐng)域。

三、寧滬杭合增材制造產(chǎn)業(yè)的專利比較

從整體情況看，在長三角地區(qū)的4座中心城市中，南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利數(shù)量（1529件），僅低于上海市（2246件），高于杭州市（1114件）、合肥市（422件）。

從企業(yè)的角度看，上海市的增材制造的相關(guān)專利最多，達(dá)到1513件，南京市以831件位列第2，高于杭州市（620件）和合肥市（312件）；從大專院校的角度看，南京市的增材制造的相關(guān)專利最多，達(dá)到592件，高于上海市（561件）、杭州市（436件）和合肥市（64件）。

在寧滬杭合4市中，擁有增材制造相關(guān)專利的數(shù)量排名前5的企業(yè)，如表2所示。經(jīng)過比較分析可知，南京市的5家企業(yè)中，有4家是高新技術(shù)企業(yè)，有4家是科技型中小企業(yè)；上海市的5家企業(yè)中，有3家是高新技術(shù)企業(yè)，有3家是科技型中小企業(yè)，有2家是專精特新企業(yè)；杭州市的5家企業(yè)中，有5家是高新技術(shù)企業(yè)，有3家是科技型中小企業(yè)，有2家是專精特新企業(yè)；合肥市的5家企業(yè)中，有1家是高新技術(shù)企業(yè)，有2家是科技型中小企業(yè)。

四、南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的問題

一是企業(yè)創(chuàng)新能力不突出。在南京市擁有增材制造相關(guān)專利的數(shù)量排名前5的企業(yè)中，有4家是高新技術(shù)企業(yè)；在上海市排名前5的企業(yè)中，有3家是高新技術(shù)企業(yè)，有2家是專精特新企業(yè)；在杭州市排名前5的企業(yè)中，有5家是高新技術(shù)企業(yè)，有2家是專精特新企業(yè)。缺少以專業(yè)化、精細(xì)化、特色化、新穎化為發(fā)展特征的企業(yè)，說明在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)中，企業(yè)的創(chuàng)新能力不突出。二是高校技術(shù)轉(zhuǎn)移不樂觀。在南京市增材制造產(chǎn)業(yè)中，南京市高校與企業(yè)共同申請的專利數(shù)量、南京市高校向企業(yè)轉(zhuǎn)讓的專利數(shù)量、南京市高校向企業(yè)許可的專利數(shù)量三者合計(jì)數(shù)，在全部增材制造的相關(guān)專利中，占比不足3%。也就是說，大量由高校產(chǎn)出的專利技術(shù)，并沒有向企業(yè)轉(zhuǎn)移，也沒有對產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新起到推動(dòng)作用。三是關(guān)鍵技術(shù)研究不充足。南京市增材制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利，較為集中的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域包括三維打印機(jī)、打印機(jī)噴頭、鋪粉系統(tǒng)、fdm（熔融沉積成型）、電弧、激光熔化沉積等，而混凝土材料、小腿支具、數(shù)字化模型、導(dǎo)板、骨組織工程、pcl（聚己內(nèi)酯）等，是專利產(chǎn)出相對較少的技術(shù)領(lǐng)域?？梢姡谠霾闹圃旒夹g(shù)研發(fā)方面，針對工藝和裝備的研究較多，而對專用材料等關(guān)鍵技術(shù)的研究不夠充足。

五、南京市增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議

首先要解決企業(yè)自主創(chuàng)新的痛點(diǎn)問題。缺資金、缺人才是制約企業(yè)自主創(chuàng)新能力提升的兩大痛點(diǎn)。針對這兩大痛點(diǎn)，政府需要做好兩件事。一是確保落實(shí)減稅降費(fèi)相關(guān)政策，為企業(yè)緩解資金壓力。政府部門要加大政策宣傳力度，讓企業(yè)了解政策，要盡可能降低門檻，擴(kuò)大政策的受益面，讓更多的企業(yè)有資格享受政策，要完善政策的實(shí)施細(xì)則和配套措施，簡化辦理的手續(xù)和流程，提高政策的有效性和可操作性，讓企業(yè)方便快捷地從政策中受益。二是要進(jìn)一步健全人才引培機(jī)制，為企業(yè)解決人的問題。一方面放眼全球，引進(jìn)海內(nèi)外增材制造領(lǐng)域的高端人才來南京企業(yè)工作，另一方面立足本地，依托南京市優(yōu)質(zhì)的科教資源，為南京市增材制造企業(yè)培養(yǎng)更多的專業(yè)人才。

其次要解決高校技術(shù)轉(zhuǎn)移的堵點(diǎn)問題。成果轉(zhuǎn)化的相關(guān)政策和機(jī)制不夠完善、學(xué)校的研究成果與市場需求脫節(jié)、高?？蒲腥藛T離崗創(chuàng)業(yè)具有一定風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)轉(zhuǎn)移缺乏專業(yè)的人才和團(tuán)隊(duì)等，這些堵點(diǎn)桎梏了當(dāng)前高?？蒲屑夹g(shù)成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。這方面可以借鑒北京市《關(guān)于打通高校院所、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)科技成果在京轉(zhuǎn)化堵點(diǎn)若干措施》，進(jìn)一步從政策方面給予支持和保障，讓高?？蒲腥藛T有權(quán)利、有動(dòng)力、有條件、有平臺(tái)、有渠道開展科研成果的處置、轉(zhuǎn)化、開發(fā)、推廣及市場化。

最后要著力解決關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的難點(diǎn)問題。政府應(yīng)盡快開展增材制造產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃研究，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，重點(diǎn)圍繞增材制造專用材料、軟件、工藝及裝備等基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)制定發(fā)展路線圖。組織實(shí)施增材制造專項(xiàng)計(jì)劃，整合南京市現(xiàn)有的高校、科技企業(yè)、科研院所的研究力量，對增材制造關(guān)鍵共性技術(shù)展開聯(lián)合攻關(guān)，推動(dòng)技術(shù)跨越發(fā)展，提升南京市增產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)的整體創(chuàng)新效能。

[本文為2022年度南京市科協(xié)軟科學(xué)研究項(xiàng)目《南京增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策研究——基于專利數(shù)據(jù)信息》（2022-4-2）的研究成果。]

參考文獻(xiàn)：

[1] Bennan B. 3D Printing：The New Industrial Revolution[J]．Business Horizons，2012，55（02）：155-162.

[2] 楊躍雙.增材制造技術(shù)專利分析[J].中國科技信息，2018（15）：27-27

[3] 李昕，宋曉亭．基于專利的全球生物增材制造技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢分析[J].世界科技研究與發(fā)展，2019，41（04）：348-357.

[4] 鄭曉晨，姚福林.專利視域下我國增材制造技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)及趨勢[J].天津科技，2020，47（12）：10-11，16.

[5] 姜?jiǎng)俳ǎ独?，徐飛兵，包海波，王鵬.浙江3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的思考與建議——基于3D打印技術(shù)專利的分析[J]．浙江經(jīng)濟(jì)，2014（02）：37-39.

[6] 李春燕，黃斌.3D打印產(chǎn)業(yè)中國專利申請現(xiàn)狀分析[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2014（04）：43-45.

[7] 鄧丹，王瑩.基于專利分析的中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2015，15（12）：24-25，37.

[8] 劉鑫，余翔，張奔.中美3D打印技術(shù)專利比較與產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策研究[J].情報(bào)雜志，2015，34（05）：41-46，10.

[9] 翁宇婷，林俊，陳平.福建省3D打印產(chǎn)業(yè)專利態(tài)勢分析與預(yù)測[J].福建電腦，2016，32（01）：23-25.

[10] 許冠南，謝夢嬌，潘美娟，周源.3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)的演變與預(yù)測研究——基于專利主路徑分析[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016，18（04）：77-85.

（作者單位：南京市科技信息研究所 江蘇南京 210018）

[作者簡介：季春（1980—），男，碩士，南京市科技信息研究所，副研究員，研究方向：科技信息管理與服務(wù)；高小惠（1992—），女，碩士，南京市科技信息研究所，助理研究員，研究方向：科技統(tǒng)計(jì)；汪小星（1980—），女，本科，南京市科技信息研究所，高級(jí)工程師，研究方向：科技統(tǒng)計(jì)。]

（責(zé)編：芝榮）