基于多特征決策樹的專利智能畫像模型研究

劉朝章 趙海兵 李曉博 李勇 李筍

摘要：隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)在科技浪潮中的地位逐步提升，專利作為技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的重要標(biāo)志，各類企業(yè)對(duì)專利保護(hù)及管理工作擺放在同規(guī)劃同等級(jí)別工作上。電網(wǎng)企業(yè)作為能源界的龍頭老大，在專利布局工作等方面應(yīng)體現(xiàn)出中國科技水平的優(yōu)勢，基于大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)智能存儲(chǔ)、獲取、挖掘和分析等特點(diǎn)，以自動(dòng)化方式評(píng)估專利價(jià)值，快速、定量地給企業(yè)、權(quán)利人和投資機(jī)構(gòu)提供參考。選擇模糊決策樹算法來刻畫科技創(chuàng)新和專利技術(shù)的特征和規(guī)律，對(duì)每個(gè)專利打上多維度標(biāo)簽，建立專利畫像，同時(shí)對(duì)每個(gè)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)需求畫像，進(jìn)而增強(qiáng)專利的轉(zhuǎn)化能力。本研究專利管理辦法有效平衡了專利轉(zhuǎn)化整個(gè)生命周期對(duì)企業(yè)的影響，指導(dǎo)了電網(wǎng)企業(yè)專利管理工作。

關(guān)鍵詞：專利；決策樹；畫像；模型

中圖分類號(hào)：TP391.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2019）24-64-4

0引言

專利是知識(shí)產(chǎn)權(quán)的主要表達(dá)形式，在當(dāng)今知識(shí)經(jīng)濟(jì)、科技引領(lǐng)的時(shí)代下，已成為企業(yè)發(fā)展和競爭的制高點(diǎn)。專利質(zhì)量體系與企業(yè)的運(yùn)營發(fā)展息息相關(guān)，企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品市場占有量發(fā)展模式逐步采用創(chuàng)新競爭模式。對(duì)于企業(yè)而言，專利是保護(hù)自身產(chǎn)品、防御對(duì)他人侵權(quán)的重要武器；是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的證明；是企業(yè)規(guī)劃開辟多源收入的重要手段?？梢妼?duì)專利的深度分析，形成企業(yè)有效的專利布局體系，對(duì)企業(yè)在行業(yè)中的長足發(fā)展起到推波助瀾作用。

國家電網(wǎng)公司作為能源企業(yè)的領(lǐng)頭羊，科技創(chuàng)新性不僅代表著公司的先進(jìn)性，也是其立足國際競爭之位的盾牌。通過提升專利部署格局體現(xiàn)公司保護(hù)創(chuàng)新的價(jià)值，順暢開拓和主導(dǎo)市場，提升在行業(yè)內(nèi)外的競爭力和影響力。因此國網(wǎng)公司一直把專利布局工作擺在至高位置，根據(jù)自身的發(fā)展愿景和目標(biāo)有目的地制定專利布局規(guī)劃，作為企業(yè)規(guī)劃戰(zhàn)略的起點(diǎn)，根據(jù)專利布局規(guī)劃對(duì)發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行專利挖掘，深入并貫穿整個(gè)企業(yè)發(fā)展實(shí)施過程，通過專利戰(zhàn)來體現(xiàn)對(duì)企業(yè)戰(zhàn)略的實(shí)施成果及效果，保障企業(yè)在行業(yè)科技變幻的狀態(tài)中一直保持新鮮血液[1]。

1國網(wǎng)專利形式及內(nèi)容統(tǒng)籌分析

2013年，國家頒布了有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)《企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理規(guī)范》《國家專利運(yùn)營試點(diǎn)企業(yè)指引》，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)營管理需要建立專利分級(jí)管理體系，可見國家對(duì)專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作的重視。國網(wǎng)公司認(rèn)真貫徹國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要，深化專利分析布局，加強(qiáng)專利創(chuàng)造和保護(hù)，促進(jìn)專利運(yùn)營。2018年出臺(tái)了《國家電網(wǎng)公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)管理辦法（試行）》，以通用制度的形式明確了知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)工作的職責(zé)分工、保護(hù)內(nèi)容、糾紛應(yīng)對(duì)和評(píng)價(jià)考核等事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了公司系統(tǒng)各級(jí)單位知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)工作的有“法”可依，為依法合規(guī)處置糾紛、強(qiáng)化保護(hù)提供了制度保障，形成知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系，有序指導(dǎo)公司各級(jí)單位切實(shí)做好知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)實(shí)務(wù)工作，推動(dòng)創(chuàng)新力與法治力雙輪驅(qū)動(dòng)[2]。

國網(wǎng)公司將專利工作作為每年應(yīng)完成的硬性科技指標(biāo)，下屬各單位根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)模確定專利數(shù)量和內(nèi)容。近年來，公司已積累了一定量的專利，從國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局?jǐn)?shù)據(jù)庫中對(duì)公司已經(jīng)公開的專利申請(qǐng)進(jìn)行檢索，統(tǒng)計(jì)目前的專利數(shù)共有7萬余件，其中發(fā)明專利超過1.6萬余件，實(shí)用新型專利3萬余件，外觀設(shè)計(jì)專利2萬余件，已授權(quán)專利2萬余件，未授權(quán)專利4萬余件。從數(shù)據(jù)上分析明顯發(fā)現(xiàn)公司有效專利構(gòu)成結(jié)構(gòu)不均衡，科技含量及創(chuàng)造水平較高的發(fā)明專利占比相對(duì)較低，僅為32.6%，發(fā)明專利數(shù)明顯低于實(shí)用新型專利數(shù)，而調(diào)研國外在華有效專利多年均為發(fā)明專利為主，占到國外有效專利總量的79.9%。存在此現(xiàn)象的主要原因是，在專利布局起始階段，公司偏重單方面尋求專利數(shù)量的堆積，使專利規(guī)模上產(chǎn)生量的變化，忽略了對(duì)專利質(zhì)量的監(jiān)控和管理，導(dǎo)致出現(xiàn)了大批專利不符合公司產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，或者內(nèi)容描述不當(dāng)?shù)儒e(cuò)誤，使得專利通過率較低。以上問題是專利發(fā)展策略的必經(jīng)之路，在經(jīng)過量變的沖擊后，應(yīng)提升到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。公司及下屬各單位都逐步意識(shí)到這個(gè)問題，從上至下制定適合各自的專利質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，保持專利形式及內(nèi)容與企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一致性。

為了分析國網(wǎng)系統(tǒng)專利內(nèi)容與質(zhì)量申報(bào)現(xiàn)狀，選擇國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)近期專利申報(bào)數(shù)據(jù)來統(tǒng)籌分析。根據(jù)集團(tuán)所發(fā)布的產(chǎn)品線目錄，本節(jié)從智能芯片、硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品三大領(lǐng)域進(jìn)行專利分布的統(tǒng)計(jì)和分析。統(tǒng)計(jì)2016年以前集團(tuán)各公司的專利申請(qǐng)總量（包括專利授權(quán)和專利受理）共計(jì)1 451條記錄，其中智能芯片116件，硬件設(shè)備631件，軟件產(chǎn)品657件。統(tǒng)計(jì)芯片產(chǎn)品相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量116項(xiàng)，其中安全芯片79件，傳感芯片104件，通信芯片19件；硬件產(chǎn)品相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量為631項(xiàng)，其中涉及數(shù)據(jù)采集終端133件，智能交互終端360件，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備120件，信息安全設(shè)備僅19件；軟件類產(chǎn)品線相關(guān)專利申請(qǐng)記錄經(jīng)過統(tǒng)計(jì)共計(jì)657條，其中平臺(tái)軟件46件，支撐軟件361件，地理信息軟件99件，經(jīng)營管理軟件105件，生產(chǎn)管理軟件33件，網(wǎng)絡(luò)與信息安全軟件僅為13件；從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可看出，集團(tuán)下屬7個(gè)公司基本按照各自主營業(yè)務(wù)開展專利申請(qǐng)，但也存在部分業(yè)務(wù)重疊，造成惡性競爭，集團(tuán)應(yīng)嚴(yán)格劃分子公司業(yè)務(wù)制定專利格局。

2專利質(zhì)量評(píng)價(jià)方法分析

從國網(wǎng)申請(qǐng)和授權(quán)專利的調(diào)研數(shù)據(jù)可粗略分析出，專利數(shù)量已達(dá)到了一個(gè)基本積累量，與國際專利數(shù)保持較小的差距；在內(nèi)容及質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，專利雖大致符合企業(yè)自身發(fā)展方向，并圍繞核心產(chǎn)品向多方向延伸科技點(diǎn)，但核心專利總體質(zhì)量較差，無法達(dá)到持續(xù)保護(hù)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的效果；邊緣性延伸專利質(zhì)量參差不齊，內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，缺乏聯(lián)絡(luò)性，無法形成專利點(diǎn)位知識(shí)體系。針對(duì)這2個(gè)問題，需要制定高水平的專利組合質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過對(duì)專利知識(shí)體系進(jìn)行整體規(guī)劃、監(jiān)督、評(píng)價(jià)及布局優(yōu)化，凸顯專利的成果化效用，防止為沖擊數(shù)量而申請(qǐng)專利的盲目舉措，提升專利產(chǎn)業(yè)在企業(yè)整體規(guī)劃中的地位。

目前專利質(zhì)量分析系統(tǒng)類型五花八門，從傳統(tǒng)指標(biāo)人工分類發(fā)展到智能數(shù)據(jù)分析法，核心思想都是通過定位企業(yè)核心技術(shù)及產(chǎn)品方向，然后確定評(píng)價(jià)參數(shù)、判斷流程和指標(biāo)，將專利作為系統(tǒng)輸入，來衡量專利內(nèi)容方向及質(zhì)量是否符合企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。根據(jù)專利源數(shù)據(jù)特征將組合評(píng)價(jià)方法分為3類[3-4]，如圖1所示。

小型企業(yè)專利量較小，一般選擇小批量數(shù)據(jù)分類方法，這類企業(yè)專利內(nèi)容相對(duì)較集中，因此選擇較簡單的分類算法就能獲得較好的評(píng)價(jià)效果，例如KNN算法（通過數(shù)據(jù)概率值大小來判斷數(shù)據(jù)類型）、隨機(jī)森林算法（按照權(quán)重排序大小分類）和文本分類（內(nèi)容過濾方法）等；對(duì)于國網(wǎng)總部大型企業(yè)而言，需評(píng)價(jià)的專利數(shù)據(jù)量大，專利類型和涉及內(nèi)容多且復(fù)雜，簡單的分類算法無法囊括所有專利，因此一般選擇可承受多數(shù)據(jù)源的分類算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)這種較高級(jí)的分類學(xué)習(xí)算法，但這種算法維護(hù)成本較大；針對(duì)電網(wǎng)下屬各企業(yè)而言，專利類型較多且數(shù)量適中，在選擇評(píng)價(jià)算法時(shí)一般注重算法過程不過于復(fù)雜但分析效果較好的算法，如貝葉斯算法、層次分析法和決策樹算法等。國網(wǎng)內(nèi)部企業(yè)選擇第3類評(píng)價(jià)方法較多，因此本文針對(duì)第3類算法中的某一種算法進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提出一種模糊決策樹算法的評(píng)價(jià)方法，并剖析算法在專利評(píng)價(jià)過程中的優(yōu)越性[5]。

依然選擇信產(chǎn)集團(tuán)的專利數(shù)據(jù)作為源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立評(píng)價(jià)系統(tǒng)。首先可采用文獻(xiàn)資料法，對(duì)集團(tuán)專利工作相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行收集、整理、歸納和分析，通過文獻(xiàn)資料的分析，梳理公司專利工作研究的基本脈絡(luò)和主要成果，確立研究的方向、研究的重點(diǎn)和預(yù)期的目標(biāo)等，收集統(tǒng)計(jì)專利數(shù)據(jù)，利用定量分析法對(duì)公司專利數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析。集團(tuán)主營方向有硬件、軟件和芯片，找出3類方向背后蘊(yùn)藏的深層次信息，硬件包括技術(shù)外觀、技術(shù)性能、技術(shù)功能和專利質(zhì)量等方面推斷專利綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；軟件包括技術(shù)集成性、軟件響應(yīng)度、軟件使用便捷性、軟件功能度、專利質(zhì)量等方面來綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；芯片包括芯片工藝、芯片性能、芯片設(shè)計(jì)能力和芯片控制功能等方面來綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。利用定性模糊決策分析法對(duì)提取的特征指數(shù)進(jìn)行智能學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲取某個(gè)專利的多指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果，從結(jié)果分析產(chǎn)生問題的原因，提出相應(yīng)的對(duì)策建議[6-7]。模糊決策樹算法的評(píng)價(jià)模型如圖2所示。

按照輸入總專利數(shù)1 451條記錄，其中智能芯片116件，硬件設(shè)備631件，軟件產(chǎn)品657件，最終獲取芯片綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)0.78，硬件專利綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)0.62，軟件專利綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)0.67，可見軟件及硬件產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化實(shí)力還需進(jìn)一步提升。

3基于大數(shù)據(jù)的專利智能畫像模型建立

上面研究了專利綜合評(píng)價(jià)方法，可對(duì)每個(gè)專利所屬技術(shù)范圍及編譯質(zhì)量做一個(gè)較全面的審核及評(píng)分，但評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)于企業(yè)而言意義改進(jìn)范圍狹窄，僅能根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將得分較低的專利進(jìn)行提升或者刪除，而統(tǒng)籌規(guī)劃下一步該如何制定專利范圍、內(nèi)容等。作為一個(gè)企業(yè)，發(fā)展一定不是從單個(gè)技術(shù)點(diǎn)來衡量其經(jīng)濟(jì)效益，而是采取多點(diǎn)并進(jìn)的方式，而專利評(píng)價(jià)往往最終會(huì)著點(diǎn)于某個(gè)專利評(píng)價(jià)結(jié)果的好壞，違背專利同企業(yè)共同發(fā)展的規(guī)劃思路。因此專利評(píng)價(jià)系統(tǒng)一定要從多個(gè)層面統(tǒng)籌考量，緊密同企業(yè)發(fā)展需求相結(jié)合，將專利技術(shù)保護(hù)點(diǎn)進(jìn)行組合排列，制定各技術(shù)線條的發(fā)展規(guī)模和強(qiáng)度，形成多維度專利畫像模型，同企業(yè)規(guī)劃相契合，才能更好地支撐企業(yè)發(fā)展。

所謂專利組合優(yōu)化是通過分析技術(shù)競爭力，比較技術(shù)領(lǐng)域中競爭對(duì)手公司的專利地位和技術(shù)優(yōu)勢，制定專利戰(zhàn)略，清晰地分析公司所處的位置和競爭者的競爭地位，據(jù)此制定相應(yīng)的研發(fā)策略和營銷策略，企業(yè)兼并、收購、許可和授權(quán)，確定與評(píng)估外部技術(shù)發(fā)展趨勢，有利于資源的優(yōu)化合理配置，人力資源管理，識(shí)別潛在科研合作者等。企業(yè)專利畫像模型如圖3所示。

企業(yè)未來發(fā)展決不僅滿足于眼前的優(yōu)勢和利益，必須長遠(yuǎn)考慮在行業(yè)內(nèi)外如何一直保持競爭優(yōu)勢。一個(gè)或幾個(gè)孤立產(chǎn)品的短期利潤絕對(duì)不是長久的盈利方式，必須逐步形成企業(yè)技術(shù)核心圈或系統(tǒng)，才能更好地維護(hù)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。應(yīng)充分利用專利評(píng)價(jià)系統(tǒng)，把對(duì)單個(gè)的專利評(píng)價(jià)按照企業(yè)發(fā)展規(guī)律形成核心專利組合評(píng)價(jià)體系，企業(yè)可以根據(jù)自身需求隨意選擇多組合系統(tǒng)，凸顯專利組合優(yōu)勢。例如技術(shù)層面的專利組合主要由技術(shù)相對(duì)定位（相對(duì)專利位置）、技術(shù)吸引力（專利相對(duì)成長率或相對(duì)潛力）以及研發(fā)重點(diǎn)（專利集中度）等構(gòu)成。在基于技術(shù)層面的專利組合分析模型中，橫坐標(biāo)為相對(duì)專利位置，由企業(yè)在某技術(shù)領(lǐng)域的專利效能與該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最高的專利效能之比測定，主要評(píng)估企業(yè)的相對(duì)技術(shù)定位；縱坐標(biāo)為技術(shù)吸引力，用企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量增長率來測定。相對(duì)專利增長率高的技術(shù)領(lǐng)域在未來會(huì)比相對(duì)增長率低的技術(shù)領(lǐng)域更具吸引力，研發(fā)重點(diǎn)表示某一技術(shù)領(lǐng)域在企業(yè)總的研發(fā)組合中的技術(shù)重要性，在圖中用圓圈的大小表示，其值為企業(yè)在某一技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量占企業(yè)專利總量的比例，從而清楚地了解到企業(yè)的技術(shù)組合情況。管理層面專利組合一般考慮企業(yè)經(jīng)營管理、人員管理、人才管理和流程管理等多個(gè)管理的組合，輔助指導(dǎo)公司管理部門形成企業(yè)智能管理人事平臺(tái)。專利組合評(píng)價(jià)一方面將企業(yè)需求多維度進(jìn)行了深度刻畫，并統(tǒng)籌規(guī)劃了發(fā)展模型，形成了核心的產(chǎn)品圈、專利圈、產(chǎn)業(yè)圈，限制競爭對(duì)手優(yōu)勢，還能輔助企業(yè)在基于專利技術(shù)的參考下，建立更好的企業(yè)技術(shù)及管理體系，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)用戶和偏好專利的自動(dòng)化匹配，增強(qiáng)專利轉(zhuǎn)化能力，體現(xiàn)企業(yè)專利畫像的布局優(yōu)勢。

4結(jié)束語

隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)在科技浪潮中的地位逐步提升，專利受理量和授權(quán)量是衡量專利水平的重要指標(biāo)，企業(yè)一般在成立之初迅速布局了大量專利，但專利申請(qǐng)數(shù)量激增的背后，專利作為技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的重要標(biāo)志，專利質(zhì)量如何需要認(rèn)真進(jìn)行分析和對(duì)待，各類企業(yè)對(duì)專利保護(hù)及管理工作擺放在同規(guī)劃同等級(jí)別工作上。電網(wǎng)企業(yè)作為能源界的龍頭老大，在專利布局工作等方面應(yīng)體現(xiàn)出中國科技水平優(yōu)勢，基于大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)智能存儲(chǔ)、獲取、挖掘和分析等特點(diǎn)，以自動(dòng)化的方式評(píng)估專利價(jià)值，快速、定量地給企業(yè)、權(quán)利人和投資機(jī)構(gòu)提供參考。本文提出了一種模糊決策樹算法來刻畫科技創(chuàng)新和專利技術(shù)的特征和規(guī)律，對(duì)每個(gè)專利打上多維度標(biāo)簽，建立專利畫像，同時(shí)對(duì)每個(gè)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)需求畫像，進(jìn)而增強(qiáng)專利的轉(zhuǎn)化能力。本研究專利管理辦法有效平衡了專利轉(zhuǎn)化整個(gè)生命周期對(duì)企業(yè)的影響，指導(dǎo)了電網(wǎng)企業(yè)專利管理工作。

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