基于元路徑的專利組合挖掘與分析方法研究

翟東升，李夢(mèng)洋，陳蒙蒙，何喜軍，馬自飛

(北京工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 100124)

0 引言

在電子元器件、信息技術(shù)、生物工程等高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮推動(dòng)下的新一輪經(jīng)濟(jì)全球化中，世界各國都面臨著創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的巨大挑戰(zhàn)，需加快對(duì)本國知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)的培育和對(duì)創(chuàng)新收益的保護(hù)。專利權(quán)作為法律賦予的權(quán)利，能讓其持有人獲取一定經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的必要手段。

隨著技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，為了彌補(bǔ)單個(gè)專利權(quán)利要求有限性問題，專利申請(qǐng)活動(dòng)不斷擴(kuò)張，由此形成專利聚集現(xiàn)象。學(xué)者們研究確認(rèn)通過構(gòu)建特定專利集合可以獲得遠(yuǎn)大于單件專利的保護(hù)、防御與威脅力度，其整體價(jià)值也將遠(yuǎn)大于各個(gè)單件專利之和[1-2]。因此，學(xué)界和業(yè)界對(duì)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析的焦點(diǎn)開始由單個(gè)專利逐漸轉(zhuǎn)向具有特定結(jié)構(gòu)且蘊(yùn)含著企業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略意圖的專利組合[3]。

現(xiàn)有專利組合研究中，學(xué)者們主要討論了專利組合構(gòu)建動(dòng)因、構(gòu)建方法以及專利組合與企業(yè)技術(shù)管理行為間的關(guān)系等問題[4-7]?？傮w看，已有研究主要從正向角度闡述如何構(gòu)建完善的專利組合以及其合理實(shí)施對(duì)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵作用，少有研究從逆向角度在企業(yè)持有專利集合中進(jìn)行專利組合挖掘并對(duì)其布局意圖進(jìn)行推斷。然而，在現(xiàn)今復(fù)雜的技術(shù)環(huán)境中，能夠從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的專利集合中逆向辨識(shí)出特定組合結(jié)構(gòu)，解析其戰(zhàn)略意圖，同樣具有重要意義。

因此，本文嘗試?yán)迩鍖＠M合內(nèi)各專利具有的技術(shù)關(guān)聯(lián)特征，以此進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)圖譜構(gòu)建并對(duì)其中專利組合呈現(xiàn)出的元路徑結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，開發(fā)出基于元路徑挖掘的專利組合識(shí)別算法，然后建立起專利組合與企業(yè)技術(shù)攻防戰(zhàn)略間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)專利戰(zhàn)略的分析，以期為我國實(shí)施技術(shù)防御、突破技術(shù)封鎖指引方向，同時(shí)也為學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手優(yōu)秀布局策略提供借鑒。

1 文獻(xiàn)綜述

專利組合概念最早由Brockhoff等[8]提出，其認(rèn)為專利組合是由多個(gè)存在相互聯(lián)系又具有顯著差異專利構(gòu)成的一個(gè)特定專利集合。為闡明這種特定專利集合中專利間存在的聯(lián)系與差異，后續(xù)學(xué)者分別在專利組合構(gòu)建動(dòng)因、布局策略、構(gòu)建方法等方面展開了大量研究。

Somaya[4]總結(jié)專利組合構(gòu)建動(dòng)因,將其分為進(jìn)攻或防御性戰(zhàn)略、避免訴訟、防止抄襲、提升公司聲譽(yù)、獲得許可收益和激勵(lì)創(chuàng)新等幾種。為實(shí)現(xiàn)上述目的，Granstrand[9]提出如下6種當(dāng)前最為常見的經(jīng)典布局策略：特定的阻絕與規(guī)避設(shè)計(jì)、策略型專利、地毯式布局、專利圍墻、包繞式布局和組合式布局。

在專利組合的具體構(gòu)建方法上，Ernst等[10]最早通過使用專利授權(quán)率、專利申請(qǐng)國家數(shù)、專利引用率等可量化指標(biāo)對(duì)用于構(gòu)建組合的具體專利進(jìn)行篩選，并對(duì)由此得到的專利組合性能進(jìn)行分析評(píng)估；Altuntas等[11]建立不同技術(shù)方案間的專利互引關(guān)系矩陣，利用DEMATEL方法分析不同技術(shù)方案間的相互影響，并依此構(gòu)建專利組合；Li等[5]通過引入TRIZ理論，基于其對(duì)技術(shù)的抽象解析，構(gòu)建既具有顯著技術(shù)差異性又具有密切技術(shù)相關(guān)性的專利組合，從而達(dá)到鞏固專利組合所有者競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的目的。

此外，也有研究對(duì)企業(yè)或組織現(xiàn)持有專利組合的評(píng)估與分析方法進(jìn)行探索。如鐘華等[12]將專利組合繪制于由技術(shù)生命周期與技術(shù)相對(duì)優(yōu)勢(shì)指標(biāo)結(jié)合而成的判別圖上，幫助組織評(píng)估與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手間技術(shù)差距及預(yù)判技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)；Grimaldi等[13]提出的專利組合分析方法主要是通過訪談相關(guān)管理人員，對(duì)組織專利集合的戰(zhàn)略相關(guān)性和經(jīng)濟(jì)相關(guān)性進(jìn)行量化，再結(jié)合權(quán)利要求數(shù)、引用量和市場(chǎng)覆蓋率等指標(biāo)繪制成汽包圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)專利組合狀態(tài)的評(píng)估；Huang[14]則利用TOPSIS方法對(duì)公司和技術(shù)兩個(gè)層面的評(píng)估指標(biāo)展開分析，并制定專利投資組合決策。

綜上可知，現(xiàn)有專利組合研究主要是從正面闡述企業(yè)基于特定戰(zhàn)略目標(biāo)可能實(shí)施的布局設(shè)計(jì)，同時(shí)以增加專利間在技術(shù)廣度與深度及市場(chǎng)與時(shí)間覆蓋度等方面的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度為目標(biāo)進(jìn)行專利組合構(gòu)建。而關(guān)于已構(gòu)建完成的專利組合，對(duì)其組合與布局的分析更多關(guān)注判斷和評(píng)估其在技術(shù)與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中所處態(tài)勢(shì)，鮮有研究對(duì)企業(yè)或組織持有的專利集合進(jìn)行逆向結(jié)構(gòu)解析和戰(zhàn)略意圖倒推。

因此，本文欲在厘清專利組合內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征基礎(chǔ)上，探索其在專利知識(shí)圖譜中呈現(xiàn)出的元路徑模式，并在圖數(shù)據(jù)庫中開發(fā)相應(yīng)的反向挖掘算法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)企業(yè)或組織所持專利集合的組合結(jié)構(gòu)解析，再基于專利組合與專利戰(zhàn)略間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)其專利戰(zhàn)略意圖的分析。

2 專利組合挖掘與分析方法

2.1 基于元路徑挖掘的專利組合識(shí)別算法

專利組合根據(jù)其內(nèi)部專利在技術(shù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)形態(tài)上的不同，通常可以分為集束型、降落傘型、星系型和鏈型等類型[5]。各類專利組合中專利間的技術(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征如表1所示。

為了能夠從企業(yè)或組織持有的大量專利中解析出具有上述特定結(jié)構(gòu)的專利組合，首先需要根據(jù)表1列出專利間存在的客觀技術(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，對(duì)專利技術(shù)描述進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化的重新表達(dá)。

表1 各類專利組合內(nèi)技術(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系與結(jié)構(gòu)特征

因此，本文設(shè)計(jì)出如圖1所示的知識(shí)圖譜本體結(jié)構(gòu)，包含專利、專利權(quán)人、公開國家、功能、解決方案、改進(jìn)方案、應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)鏈位置8類實(shí)體。同時(shí)，為了評(píng)估領(lǐng)域內(nèi)專利申請(qǐng)整體態(tài)勢(shì)，輔助戰(zhàn)略意圖分析，其中專利實(shí)體應(yīng)包括專利申請(qǐng)?zhí)?、公開日期、核心專利標(biāo)識(shí)和IPC分類號(hào)等屬性。

圖1 領(lǐng)域?qū)＠R(shí)圖譜本體結(jié)構(gòu)

基于上述本體結(jié)構(gòu)構(gòu)建形成的專利知識(shí)圖譜中，本文通過以下兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)專利組合的識(shí)別：①基于頂點(diǎn)引導(dǎo)的數(shù)據(jù)檢索，即通過獲取與目標(biāo)頂點(diǎn)(如特定專利權(quán)人、公開國家)有連邊關(guān)系的所有頂點(diǎn)，以圈定出待分析的專利集合；②基于連邊引導(dǎo)的專利組合挖掘，即根據(jù)各類專利組合具有的元結(jié)構(gòu)，通過其中各頂點(diǎn)與邊形成的特定連接路徑，挖掘圍繞核心專利形成的各類專利組合。

若定義Vn為圖譜中實(shí)體類型為n的所有頂點(diǎn)集合，Vn為圖譜中實(shí)體類型為n、值為a的頂點(diǎn)，En-m為連接實(shí)體類型為n與m兩類頂點(diǎn)的邊，從頂點(diǎn)Vn通過與其相連的連邊En-m引導(dǎo)挖掘到點(diǎn)集Vm的過程表示為如下形式：

則集束型專利組合的挖掘算法可以表達(dá)為：

首先通過專利a明確其能實(shí)現(xiàn)的功能b，然后挖掘出可以實(shí)現(xiàn)功能b的各類解決方案，最后找到各類解決方案對(duì)應(yīng)的專利，形成專利集合。該專利集合即為企業(yè)針對(duì)某一功能，從不同技術(shù)方案出發(fā)構(gòu)建形成的集束型專利組合。

類似地，基于其它元路徑特征進(jìn)行專利組合挖掘的算法見表2。

表2 基于元路徑挖掘的專利組合識(shí)別算法

在圖數(shù)據(jù)庫中，通過遍歷算法進(jìn)行檢索，即可完成對(duì)企業(yè)持有各類專利組合的識(shí)別。

2.2 基于專利組合的企業(yè)專利戰(zhàn)略辨識(shí)

專利組合通常是企業(yè)基于特定戰(zhàn)略目的構(gòu)建的。因此，專利戰(zhàn)略是企業(yè)進(jìn)行專利組合構(gòu)建的頂層規(guī)劃，而專利組合是企業(yè)實(shí)現(xiàn)其專利戰(zhàn)略的具體手段[15]。

對(duì)于專利組合與專利戰(zhàn)略間的聯(lián)系，由于已有研究多從正向角度出發(fā)，即從某種戰(zhàn)略目的出發(fā)專門實(shí)施某種專利組合[4,9]，所得結(jié)論呈現(xiàn)出的專利組合與專利戰(zhàn)略間的聯(lián)系并不夠全面。因?yàn)閷＠M合作為專利戰(zhàn)略的微觀表達(dá)，本質(zhì)是一種依靠專利間地域、時(shí)間、技術(shù)等關(guān)聯(lián)關(guān)系形成的專利集合，是一種通用方法，在不同環(huán)境下可能會(huì)體現(xiàn)出完全不同的戰(zhàn)略意圖。比如，降落傘型專利組合既可以在優(yōu)勢(shì)環(huán)境中達(dá)成圍繞核心專利的強(qiáng)基保護(hù)，也可以在技術(shù)劣勢(shì)環(huán)境下通過多點(diǎn)布局改進(jìn)技術(shù)，實(shí)施技術(shù)突圍。因此，當(dāng)需要通過專利組合對(duì)企業(yè)專利戰(zhàn)略進(jìn)行識(shí)別時(shí)，需要從正反兩個(gè)方向更為全面地梳理兩者之間的關(guān)聯(lián)。

本文從企業(yè)各類專利戰(zhàn)略具體實(shí)施要點(diǎn)與專利組合內(nèi)技術(shù)關(guān)聯(lián)特征入手，對(duì)兩者進(jìn)行雙向?qū)Ρ绕ヅ?，更為全面地分析專利組合與專利戰(zhàn)略間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而為不同環(huán)境下的戰(zhàn)略意圖逆向推斷提供更為周全的視角。

企業(yè)構(gòu)建專利組合的戰(zhàn)略意圖可以整合為保護(hù)戰(zhàn)略、對(duì)抗戰(zhàn)略和儲(chǔ)備戰(zhàn)略3類[16]。其中，保護(hù)戰(zhàn)略為企業(yè)自身技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)提供良好的專利保護(hù)屏障，確保企業(yè)在該成果上的技術(shù)控制和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，通常包括對(duì)原始創(chuàng)新的強(qiáng)基保護(hù)、對(duì)原始創(chuàng)新的擴(kuò)展保護(hù)、對(duì)原始創(chuàng)新的延續(xù)保護(hù)及對(duì)原始創(chuàng)新的迷惑保護(hù)4個(gè)方面；對(duì)抗戰(zhàn)略是指針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在某些關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)上實(shí)施封堵或突圍式的布局戰(zhàn)略，通過對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行外圍包繞、基于自身差異化優(yōu)勢(shì)進(jìn)行重點(diǎn)突圍及避實(shí)就虛地建立局部?jī)?yōu)勢(shì)攻擊點(diǎn)等手段，在一定時(shí)期內(nèi)減輕或消除競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在特定技術(shù)領(lǐng)域或地域范圍的專利威脅；儲(chǔ)備戰(zhàn)略布局主要是基于對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用前景、技術(shù)革新方向及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立等問題的預(yù)判，為組織未來發(fā)展儲(chǔ)備前瞻性技術(shù)方案。

由于儲(chǔ)備戰(zhàn)略通常針對(duì)個(gè)別前瞻性技術(shù)，不具規(guī)模，難以提煉具體組合結(jié)構(gòu)，因此本文主要圍繞處于成長(zhǎng)期和成熟期技術(shù)領(lǐng)域中的專利保護(hù)戰(zhàn)略和對(duì)抗戰(zhàn)略展開。將各類專利組合的技術(shù)關(guān)聯(lián)特征與專利保護(hù)戰(zhàn)略、對(duì)抗戰(zhàn)略實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析后，可以得到如表3所示的專利組合與專利戰(zhàn)略間關(guān)聯(lián)關(guān)系。

表3 專利組合與專利戰(zhàn)略間關(guān)聯(lián)關(guān)系

專利組合作為專利戰(zhàn)略的具體實(shí)施手段，相同手段在不同產(chǎn)業(yè)技術(shù)環(huán)境中可以達(dá)成不同戰(zhàn)略目標(biāo)。因此，在挖掘出特定專利組合結(jié)構(gòu)后，對(duì)專利戰(zhàn)略的逆向辨識(shí)還需要結(jié)合以下因素進(jìn)行綜合分析：自身技術(shù)地位、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手技術(shù)水平、整體技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)鏈位置等。

本文以集束型專利組合為例，說明其在不同情況下對(duì)應(yīng)的專利戰(zhàn)略判斷。假設(shè)企業(yè)處于技術(shù)優(yōu)勢(shì)地位，在技術(shù)發(fā)展前期，通過設(shè)計(jì)集束型專利組合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)核心產(chǎn)品功能后續(xù)發(fā)展的保護(hù)，此時(shí)專利戰(zhàn)略對(duì)應(yīng)強(qiáng)基保護(hù)；若在技術(shù)發(fā)展中后期，集束型專利組合的出現(xiàn)意味著企業(yè)核心專利得到保護(hù)并進(jìn)行更多技術(shù)方向擴(kuò)展，以保持和壟斷技術(shù)優(yōu)勢(shì)地位，因此對(duì)應(yīng)擴(kuò)展保護(hù)戰(zhàn)略。當(dāng)企業(yè)處于技術(shù)劣勢(shì)地位時(shí)(如未能持有領(lǐng)域核心專利或持有專利技術(shù)水平較低)，技術(shù)劣勢(shì)企業(yè)對(duì)抗技術(shù)優(yōu)勢(shì)企業(yè)的具體戰(zhàn)略是根據(jù)集束型專利組合中專利分布情況進(jìn)行區(qū)分的，如果與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手針對(duì)同一產(chǎn)品功能形成的集束型專利組合在技術(shù)解決方案類分布上的廣度較大，對(duì)應(yīng)的則為外圍包繞式對(duì)抗戰(zhàn)略，此時(shí)可以限制競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手后續(xù)發(fā)展方向；若在某單一類技術(shù)解決方案上有較多專利，則對(duì)應(yīng)重點(diǎn)突圍式對(duì)抗戰(zhàn)略，可以用于應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)U展保護(hù)形成的技術(shù)封鎖；若結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈位置分析，企業(yè)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在不同位置進(jìn)行集束型組合構(gòu)建，則對(duì)應(yīng)的是通過建立局部?jī)?yōu)勢(shì)形成相互制衡的對(duì)抗戰(zhàn)略。

2.3 基于組合挖掘的專利布局分析框架

基于元路徑的專利組合挖掘與分析方法整體如圖2所示。首先，通過檢索獲取領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)據(jù)，對(duì)專利數(shù)據(jù)核驗(yàn)去噪后，依照?qǐng)D1所示知識(shí)圖譜本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)實(shí)體信息抽取，再根據(jù)權(quán)利要求數(shù)量、發(fā)明人數(shù)量、IPC數(shù)、簡(jiǎn)單同族數(shù)、引證專利數(shù)量、被引專利數(shù)量和專利壽命等指標(biāo)對(duì)核心專利進(jìn)行識(shí)別與標(biāo)注，由此完成領(lǐng)域知識(shí)圖譜構(gòu)建。其次，對(duì)目標(biāo)組織專利組合與布局的分析，則是先通過專利權(quán)人和公開國家兩類頂點(diǎn)引導(dǎo)檢索框定數(shù)據(jù)范圍，然后利用由連邊引導(dǎo)的專利組合挖掘算法對(duì)圍繞核心專利構(gòu)建起的專利組合進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)挖掘結(jié)果對(duì)目標(biāo)專利組合模式、技術(shù)側(cè)重要點(diǎn)等進(jìn)行辨識(shí)，結(jié)合當(dāng)前技術(shù)與市場(chǎng)整體發(fā)展情況，對(duì)目標(biāo)組織戰(zhàn)略意圖進(jìn)行判斷。

圖2 基于元路徑的專利組合挖掘與分析方法

最后，選取固定時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，重復(fù)前述過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)專利組合與專利戰(zhàn)略的動(dòng)態(tài)化分析。

3 實(shí)證研究

氫燃料電池汽車在推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、汽車工業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)以及交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)變革中具有重要作用，正日益成為各國汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)?；诖?，本文選取其動(dòng)力核心——?dú)淙剂想姵刂凶顬殛P(guān)鍵的技術(shù)部件質(zhì)子交換膜為例進(jìn)行實(shí)證研究，以驗(yàn)證本文所提方法的可行性，并為我國非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麘?zhàn)略制定與實(shí)施提供建議。

3.1 專利數(shù)據(jù)獲取

本文采用的專利數(shù)據(jù)來源于Derwent Innovation專利數(shù)據(jù)庫。通過調(diào)研非全氟化質(zhì)子交換膜相關(guān)資料，對(duì)該細(xì)分領(lǐng)域作進(jìn)一步劃分：上游為非全氟化質(zhì)子交換膜含氟聚合物、共聚物等膜材料制造；中游為通過不同方法對(duì)不同膜材料進(jìn)行處理的質(zhì)子交換膜制造；下游為燃料電池領(lǐng)域質(zhì)子交換膜應(yīng)用。據(jù)此，采用如表4所示的檢索表達(dá)式進(jìn)行檢索，經(jīng)過人工核驗(yàn)去噪后，最終獲取非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域?qū)＠? 500余條。

表4 檢索表達(dá)式

3.2 非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域?qū)＠R(shí)圖譜構(gòu)建

根據(jù)上述方法，構(gòu)建領(lǐng)域?qū)＠R(shí)圖譜，專利實(shí)體的各項(xiàng)屬性以及專利權(quán)人、公開國家實(shí)體信息從專利著錄項(xiàng)中抽取。表征非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域內(nèi)各類功能、解決方案、改進(jìn)方案、應(yīng)用場(chǎng)景及產(chǎn)業(yè)鏈位置的實(shí)體信息則由人工抽象總結(jié)標(biāo)注，然后再通過領(lǐng)域?qū)＜易勓杏戇M(jìn)行修正核定。各類實(shí)體示例和專利知識(shí)圖譜基本統(tǒng)計(jì)信息見表5、6。

表5 實(shí)體示例

本文各專利權(quán)人的核心專利根據(jù)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果排序判定后標(biāo)注。具體指標(biāo)選取過程如下：經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研[17-18]，選取CII影響指數(shù)、專利被引數(shù)量、平均被引用量、相對(duì)被引證率、引用頻率、技術(shù)強(qiáng)度、科學(xué)關(guān)聯(lián)度、科學(xué)強(qiáng)度、IPC數(shù)、權(quán)利要求數(shù)、簡(jiǎn)單同族數(shù)、技術(shù)生命周期、專利壽命、發(fā)明人數(shù)量、專利異議與訴訟15個(gè)指標(biāo)，鑒于李清海等[17]關(guān)于專利質(zhì)量指標(biāo)間存在重復(fù)評(píng)估問題的研究結(jié)論，將上述指標(biāo)列表提交給行業(yè)內(nèi)和專利相關(guān)研究專家，讓其主要從數(shù)據(jù)可得性、評(píng)估有效性和企業(yè)專利評(píng)估針對(duì)性等方面考量，篩選得到本文企業(yè)核心專利評(píng)估指標(biāo)體系。然后，通過專家打分并采用AHP層次分析法獲取各指標(biāo)權(quán)重，核心專利評(píng)估指標(biāo)體系及權(quán)重見表7。

表6 領(lǐng)域?qū)＠R(shí)圖譜基本信息

表7 核心專利評(píng)估指標(biāo)及權(quán)重

3.3 非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域企業(yè)專利戰(zhàn)略分析

3.3.1 非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域?qū)＠傮w分析

由于非全氟化質(zhì)子交換膜制造成本相對(duì)低廉，同時(shí)與其它材料相比，其在高溫條件下具有出色的傳導(dǎo)性能，因此在燃料電池質(zhì)子交換膜制備領(lǐng)域備受關(guān)注。

從圖3(a)所示的專利申請(qǐng)趨勢(shì)可以看出，非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)最初始于1978年，從2000年開始，申請(qǐng)數(shù)量迅速攀升，說明該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入成長(zhǎng)期，2008年后專利申請(qǐng)趨于穩(wěn)定，從2017年開始有下降趨勢(shì)?？傮w而言，目前全球非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)已步入成熟期。如圖3(b)所示，中國在非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)領(lǐng)域起步相對(duì)較晚，2001年才開始有相關(guān)專利出現(xiàn)，當(dāng)前中國非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)領(lǐng)域仍處于成長(zhǎng)期。

由圖3(c)可知，日本和美國在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)總占比超過70%，在相關(guān)技術(shù)上具有較大優(yōu)勢(shì)，而中國專利申請(qǐng)數(shù)量?jī)H占4.70%，處于較為弱勢(shì)地位。根據(jù)圖3(d)可知，中國境內(nèi)專利申請(qǐng)占比達(dá)17.42%，說明中國以其在氫燃料電池領(lǐng)域未來發(fā)展的廣闊市場(chǎng)前景吸引眾多外國企業(yè)投資生產(chǎn)，并為構(gòu)筑自身先進(jìn)技術(shù)壁壘進(jìn)行積極的專利申請(qǐng)活動(dòng)，這給在中國尚處于成長(zhǎng)期的非全氟化質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大壓力。

圖3 非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總體情況

3.3.2 非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域?qū)＠M合挖掘與專利戰(zhàn)略分析

本文以美國持有相關(guān)專利最多的杜邦公司為例，根據(jù)上文所述的企業(yè)專利戰(zhàn)略分析方法，基于構(gòu)建的領(lǐng)域?qū)＠R(shí)圖譜，對(duì)杜邦公司在中國的專利布局展開詳細(xì)分析。

杜邦公司持有的核心專利CN1359404-A屬于非全氟化質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)鏈上游膜材料制備領(lǐng)域，主要用于質(zhì)子交換膜制備中所需的氟化離子聚合物材料生產(chǎn)。

圍繞該項(xiàng)專利，在領(lǐng)域知識(shí)圖譜中分別進(jìn)行集束型、降落傘型、星系型和鏈型結(jié)構(gòu)的專利組合挖掘與識(shí)別。

由圖4可知，在膜材料制備功能技術(shù)領(lǐng)域，杜邦公司共申請(qǐng)7項(xiàng)專利，這些專利分別應(yīng)用制備水分散體和制備含氟共聚物兩種技術(shù)方案進(jìn)行質(zhì)子交換膜制備的氟化離子聚合物材料生產(chǎn)，由這7項(xiàng)專利構(gòu)成集束型專利組合。

圖4 膜材料制備的集束型專利組合

如圖5所示，在對(duì)核心專利所用技術(shù)方案的改進(jìn)方案分析方面，杜邦公司布局了5項(xiàng)專利，這些專利共覆蓋composition、monomer、monomer with VDF units、amorphous and crystalline segments 4種技術(shù)改進(jìn)方向，由此構(gòu)成降落傘型專利組合。

圖5 基于含氟共聚物制備方案改進(jìn)的降落傘型專利組合

星系型專利組合由核心專利CN135-9404-A在不同應(yīng)用領(lǐng)域中延展出的專利構(gòu)成，由于本文采用的專利數(shù)據(jù)整體均屬于燃料電池領(lǐng)域，因此圖6識(shí)別出的星系型專利組合不具有標(biāo)準(zhǔn)意義上星系型專利組合代表的含義，僅代表使用同種技術(shù)方案而用途不同的專利集合。

圖6 星系型結(jié)構(gòu)專利集合

在非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈上，杜邦公司需要為不同環(huán)節(jié)提供配套支撐技術(shù)，由此形成如圖7所示的鏈型專利組合。

圖7 鏈型專利組合

通過上述分析可知，杜邦公司在非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域具有豐富且全面的專利技術(shù)儲(chǔ)備，圍繞其持有的CN1359404-A核心專利構(gòu)建有集束型、降落傘型和鏈型專利組合?？紤]杜邦公司在中國市場(chǎng)所處的技術(shù)優(yōu)勢(shì)地位，上述組合主要是以保護(hù)核心專利為目的構(gòu)建的，分別從多技術(shù)路線、方案優(yōu)化及上下游生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)角度對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展和延續(xù)保護(hù)，從而使得以CN1359404-A為核心的專利集群能夠?yàn)槎虐罟驹谥袊３衷擃I(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢(shì)和壟斷地位提供更強(qiáng)有力的支持。

類似地，對(duì)非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域獲中國授權(quán)的所有專利進(jìn)行全面分析可知，目前該領(lǐng)域在中國共有8項(xiàng)核心專利，分別由美國杜邦、美國戈?duì)?、美?M、日本旭硝子和日本旭化成5家企業(yè)持有，各公司持有專利組合及其專利戰(zhàn)略實(shí)施情況見表8。

表8 中國非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域主要公司持有專利組合與專利戰(zhàn)略實(shí)施情況

目前外國公司在中國市場(chǎng)實(shí)施專利戰(zhàn)略各有側(cè)重，彼此間尚不存在顯著競(jìng)爭(zhēng)與對(duì)抗，但各外國公司總體上聯(lián)合形成了較為完善的布局結(jié)構(gòu)，這無疑給中國正處于成長(zhǎng)期的非全氟化質(zhì)子交換膜領(lǐng)域發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，可以從以下3個(gè)方面著手：

(1)基于重點(diǎn)突破、建立局部?jī)?yōu)勢(shì)等對(duì)抗戰(zhàn)略思想，利用集束型和降落傘型專利組合應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上游激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前杜邦、旭硝子、旭化成等外國公司圍繞含氟聚合物制備在中國持有多項(xiàng)基礎(chǔ)核心專利，形成了較難突破的技術(shù)壁壘。因此，上游膜材料制備領(lǐng)域可以進(jìn)一步考慮在聚合物后處理方向上進(jìn)行突破，如通過優(yōu)先發(fā)展基于聚合物溶液后處理、解聚反應(yīng)等實(shí)現(xiàn)膜材料制備的改進(jìn)方案，以規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，并以此建立起國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ)，從而獲取一定市場(chǎng)發(fā)展空間。

(2) 攻防兼?zhèn)洌訌?qiáng)合作研發(fā)，快速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈中游發(fā)展。目前，以山東東岳、成都新科等為代表的中國企業(yè)握有產(chǎn)業(yè)鏈中游質(zhì)子交換膜制造方面不同技術(shù)方向上的核心專利，具有一定競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，但尚未構(gòu)建起完善的保護(hù)性專利組合。因此，在后續(xù)發(fā)展中，中游企業(yè)在加強(qiáng)對(duì)核心專利擴(kuò)展保護(hù)的同時(shí)，也要積極采取對(duì)抗策略，縮小與外國公司的技術(shù)差距?？紤]當(dāng)前發(fā)展壓力大、任務(wù)重，可以嘗試聯(lián)合外部力量，如通過積極加強(qiáng)與廈門大學(xué)、上海交大等在該領(lǐng)域有技術(shù)科研優(yōu)勢(shì)的高校、研究院所開展產(chǎn)學(xué)研合作，或者通過聯(lián)合領(lǐng)域內(nèi)知名的巨化集團(tuán)、普生科技等上下游企業(yè)一起采取整體布局、共同研發(fā)等方式，推動(dòng)我國產(chǎn)業(yè)鏈中游技術(shù)快速發(fā)展。

(3)加強(qiáng)上中下游協(xié)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。由于目前中國在非全氟化質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)上下游領(lǐng)域存在發(fā)展短板，尚難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，因此在今后產(chǎn)業(yè)上下游不斷發(fā)展與跟進(jìn)過程中，應(yīng)注意學(xué)習(xí)借鑒杜邦公司在全產(chǎn)業(yè)鏈上的布局策略，進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的整合疏通，以形成整體優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4 結(jié)語

本文首先根據(jù)集束型、降落傘型、星系型和鏈型4種常見專利組合分類及其內(nèi)部專利間具有的技術(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，重構(gòu)專利技術(shù)信息的組織結(jié)構(gòu)，探索基于上述本體構(gòu)建的知識(shí)圖譜中專利組合的元路徑結(jié)構(gòu)特征，并相應(yīng)開發(fā)出針對(duì)上述4類專利組合的識(shí)別算法。然后，通過對(duì)各類專利組合與保護(hù)、對(duì)抗、儲(chǔ)備3種專利戰(zhàn)略進(jìn)行對(duì)比分析，構(gòu)建專利組合與專利戰(zhàn)略間的聯(lián)系，闡明由專利組合逆向推斷戰(zhàn)略意圖的邏輯路徑。最終，提出一套基于元路徑的專利組合挖掘與分析方法。本文以非全氟化質(zhì)子交換膜技術(shù)領(lǐng)域?yàn)槔M(jìn)行實(shí)證研究，驗(yàn)證了所提方法的有效性和實(shí)用性，并為中國非全氟化質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展提出應(yīng)對(duì)建議。

本文提出的專利組合挖掘與分析方法，可以幫助國家、企業(yè)等組織機(jī)構(gòu)在復(fù)雜多變的技術(shù)環(huán)境中，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手持有的大量專利進(jìn)行技術(shù)解構(gòu)，進(jìn)而明辨競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)布局要點(diǎn)和整體戰(zhàn)略意圖，并以此為實(shí)施技術(shù)防御、突破技術(shù)封鎖指引方向。本文初步探索了在領(lǐng)域知識(shí)圖譜中進(jìn)行專利組合結(jié)構(gòu)識(shí)別的方法，該方法實(shí)施過程中，對(duì)專利技術(shù)信息的抽象和提取較為依賴領(lǐng)域?qū)＜遥赡軙?huì)存在一定標(biāo)引誤差，同時(shí)對(duì)處于技術(shù)發(fā)展初期的企業(yè)專利戰(zhàn)略分析存在一定局限性，因此更為全面、高效地基于專利組合結(jié)構(gòu)挖掘的專利戰(zhàn)略分析方法還有待進(jìn)一步研究。