基于專利分析的裝配式建筑技術(shù)研究與發(fā)展分析

段鹿杰

（山東科技大學(xué)，山東 青島 266590）

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由追求速度向著追求質(zhì)量轉(zhuǎn)變，我國(guó)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的改革就顯得尤為重要，對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)講亦是如此。裝配式建筑指的是采用預(yù)制構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。當(dāng)前階段，多個(gè)省市針對(duì)裝配式建筑出臺(tái)了一系列的扶持政策和激勵(lì)措施，更有地方政府對(duì)裝配式建筑未來(lái)的發(fā)展方向提出了明確的要求，做出了明確的規(guī)劃。究其原因是因?yàn)?，大力發(fā)展裝配式建筑不僅符合綠色建筑的要求，而且對(duì)于推動(dòng)我國(guó)社會(huì)供給側(cè)改革以及應(yīng)對(duì)新一輪的產(chǎn)業(yè)變革具有重要意義。裝配式建筑技術(shù)在建筑行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，不僅大大縮短了建筑的建造周期，降低了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，同時(shí)也提升了建筑施工的安全和質(zhì)量，是新時(shí)代產(chǎn)業(yè)改革背景下，建筑行業(yè)發(fā)展的一次重大突破。

專利技術(shù)則是客觀、真實(shí)反映一個(gè)國(guó)家和地區(qū)在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展水平與創(chuàng)新水平的重要指標(biāo)，同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家文化自信的具體體現(xiàn)。從本質(zhì)上來(lái)講，專利是一種特殊的文獻(xiàn)資料，其主要包含了豐富的技術(shù)創(chuàng)新等內(nèi)容。是解決相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)問(wèn)題的重要依據(jù)，有著可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高以及含有新知識(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。文章針對(duì)裝配式建筑技術(shù)的專利展開分析。

1 裝配式建筑技術(shù)專利研究的意義

裝配式建筑的應(yīng)用是我國(guó)制造行業(yè)向著智能化、生態(tài)化邁進(jìn)的必經(jīng)之路。大力發(fā)展裝配式建筑技術(shù)不僅符合綠色建筑的要求，同時(shí)也是貫徹落實(shí)“低碳”“可持續(xù)化發(fā)展”理念的重要措施。近年來(lái)，得益于國(guó)家政策的大力支持，裝配式建筑在建筑行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)步，在未來(lái)也必將會(huì)有更多的主體參與至裝配式建筑發(fā)展中來(lái)。在這種大的發(fā)展背景下，相關(guān)的企業(yè)或者機(jī)構(gòu)只有不斷加快技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)裝配式建筑技術(shù)的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)和熱點(diǎn)行業(yè)有一個(gè)全面的認(rèn)知，才能夠做到及時(shí)調(diào)整自身的發(fā)展方向，提升自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

文章以CNKI專利數(shù)據(jù)庫(kù)中2000～2019年的裝配式建筑相關(guān)專利技術(shù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行了定量與定性分析，通過(guò)對(duì)20年來(lái)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的梳理，并對(duì)其目前的研究與開發(fā)重點(diǎn)進(jìn)行剖析，以期對(duì)其今后的發(fā)展方向有一個(gè)較為完整的認(rèn)識(shí)，為今后在裝配式建筑技術(shù)的革新與發(fā)展，提供一定的思想與方法參考。

2 研究方法與數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

文章從CNKI發(fā)明專利數(shù)據(jù)庫(kù)中選取了公開號(hào)為2000～2019年間的專利相關(guān)信息。為了確保專利數(shù)據(jù)的科學(xué)性和全面性，分別以“裝配式建筑”和“裝配式構(gòu)件”為關(guān)鍵詞在中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)中進(jìn)行了檢索，數(shù)據(jù)檢索時(shí)間跨度為2000～2019年。

2.2 研究思路與方法

在得到專利數(shù)據(jù)之后，從定量統(tǒng)計(jì)分析和定性技術(shù)分析兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了分析，并得出了專利技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。其中采用定量統(tǒng)計(jì)分析主要是針對(duì)專利數(shù)據(jù)的歷年申請(qǐng)動(dòng)向、技術(shù)生命周期、區(qū)域分布、專利申請(qǐng)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行了研究。而采用定性技術(shù)分析則主要針對(duì)專利技術(shù)的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了分析。使用OpenRefine對(duì)專利名稱的隊(duì)列和字段進(jìn)行處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中存在的冗余信息進(jìn)行處理，并通過(guò)聚類功能來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)中的相似單元格值進(jìn)行處理。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理之后，再使用R語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析。

3 裝配式建筑技術(shù)定量與定性統(tǒng)計(jì)分析

3.1 定量分析

針對(duì)2019年及以前年份的專利申請(qǐng)動(dòng)向進(jìn)行了分析。從分析結(jié)果可以看出，自2000年以來(lái)，我國(guó)裝配式建筑技術(shù)有關(guān)的專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)出了逐年上漲的發(fā)展趨勢(shì)，在數(shù)量上可以將其劃分為3個(gè)不同的階段：第一階段為2000～2003年，該階段內(nèi)我國(guó)申請(qǐng)的裝配式專利技術(shù)數(shù)量較少；第二階段為2004～2011年，該階段內(nèi)我國(guó)裝配式建筑技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展處于萌芽期，雖然每年的專利申請(qǐng)量都會(huì)增加，但整體幅度較?。坏谌A段為2012～2019年，該階段內(nèi)裝配式建筑技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)出了較快的發(fā)展趨勢(shì)，并且在2016年達(dá)到了專利數(shù)量的最高值，有597件之多。通常來(lái)講，專利技術(shù)整個(gè)生命周期內(nèi)可以劃分為形成期、成長(zhǎng)期、成熟期以及衰退期四個(gè)不同的階段，專利技術(shù)生命周期如下圖1所示。通常來(lái)講，專利技術(shù)全生命周期反映的是該專利技術(shù)的整體發(fā)展走勢(shì)，圖中橫坐標(biāo)為專利權(quán)人數(shù)量隨著時(shí)間的變化趨勢(shì)，縱坐標(biāo)為專利數(shù)量隨著時(shí)間的變化情況。依據(jù)各個(gè)階段內(nèi)專利的數(shù)量以及發(fā)展特征可以看出，目前我國(guó)裝配式建筑技術(shù)發(fā)展仍處于成長(zhǎng)階段。

圖1 裝配式建筑技術(shù)專利技術(shù)全生命周期圖

專利技術(shù)的地域分布情況可以專利權(quán)人所在地為指標(biāo)進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。為了便于對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在文章中主要選取了專利人所在省份作為數(shù)據(jù)，將所有的專利所屬省份字段利用R語(yǔ)言進(jìn)行可視化分析，得出了專利權(quán)人地域分布圖?？梢钥闯?，我國(guó)專利數(shù)量排名靠前的省市中，在國(guó)內(nèi)裝配式建筑技術(shù)方面有著較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和研發(fā)能力，而在這之中，湖南省擁有全國(guó)15%的裝配式房屋技術(shù)，擁有最多的裝配式房屋技術(shù)專利。進(jìn)一步對(duì)專利技術(shù)分布區(qū)域進(jìn)行分析可以看出，我國(guó)東部地區(qū)裝配式建筑技術(shù)專利要比西部地區(qū)多，且沿海地區(qū)要比內(nèi)陸地區(qū)多，并且已經(jīng)形成了區(qū)域化的發(fā)展趨勢(shì)，而這種發(fā)展?fàn)顩r也為省際之間的專利研發(fā)和項(xiàng)目合作交流提供了基礎(chǔ)條件。

為了更加清晰的展示各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，采用R語(yǔ)言對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，得到了專利權(quán)人申請(qǐng)專利數(shù)量的排名，其中北京工業(yè)大學(xué)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)和東南大學(xué)專利申請(qǐng)數(shù)量最多。在這之中，沈陽(yáng)建筑大學(xué)為擁有裝配式建筑專利最多的企業(yè)，這也說(shuō)明其具有較強(qiáng)的研發(fā)能力。而以北京工業(yè)大學(xué)為中心可以看出，申請(qǐng)人和其他發(fā)明人之間的合作較為緊密，以東南大學(xué)為中心，可以看出申請(qǐng)人和其他申請(qǐng)人之間的合作較為緊密，這說(shuō)明這些企業(yè)和某一發(fā)明人之間有著較好的合作關(guān)系。

3.2 定性分析

運(yùn)用IPC分類方法對(duì)現(xiàn)有的專利文件進(jìn)行分類，可以更直觀、更清晰地了解到目前的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)2000～2019年期間，世界上排名前十位的裝配式建筑技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量和分類號(hào)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)主題進(jìn)行分析，其結(jié)果見(jiàn)下表1。

從表格中的數(shù)據(jù)來(lái)看，E04B1方向裝配式建筑技術(shù)專利的數(shù)量要比其他方面的專利技術(shù)多得多，所占比例達(dá)到45.95%，所以，這項(xiàng)專利也就成當(dāng)前世界上裝配式建筑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而E04B2、E04C2、E04G21三個(gè)領(lǐng)域內(nèi)專利總和也達(dá)到了995件，占樣本比例為46.32%，由此可以看出，三個(gè)領(lǐng)域同樣是裝配式建筑技術(shù)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。除此之外，其他技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的專利數(shù)量相對(duì)較少，這是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該問(wèn)題研究比較薄弱的一個(gè)方面。

4 研發(fā)態(tài)勢(shì)分析

4.1 時(shí)間態(tài)勢(shì)分析

從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，在全球，裝配式建筑技術(shù)行業(yè)的年度專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)顯示出如下發(fā)展趨勢(shì)：2013年是一個(gè)重大的變化節(jié)點(diǎn)，之前裝配式建筑技術(shù)的總體數(shù)量較少，且波動(dòng)較小。而在2013年之后，裝配式建筑技術(shù)專利的申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)出了逐年上升的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在2015～2016年間，一直保持著很高的水準(zhǔn)?？傮w而言，將組裝式施工技術(shù)視為目前建筑業(yè)工業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方式，行業(yè)對(duì)其發(fā)展前景充分看好，因此其發(fā)展速度也較快。

4.2 專利申請(qǐng)人分析

通過(guò)對(duì)裝配式建筑專利數(shù)據(jù)的申請(qǐng)人分析，可以發(fā)現(xiàn)，在全球?qū)＠加写媪壳笆坏臋C(jī)構(gòu)和個(gè)人中，我國(guó)占據(jù)了8個(gè)名額，數(shù)量最多。這說(shuō)明我國(guó)在該行業(yè)中保持著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑技術(shù)專利數(shù)量遙遙領(lǐng)先國(guó)外。在這8個(gè)席位當(dāng)中，其中，沈陽(yáng)建筑大學(xué)、北京理工大學(xué)以及東南大學(xué)，都有一位學(xué)生以個(gè)體的名義登上了前十名。從這里可以看到，在人才、技術(shù)和資金等方面，我國(guó)具有比較大的優(yōu)勢(shì)，而這些高校企業(yè)是引導(dǎo)繼續(xù)前進(jìn)的主要力量。

5 國(guó)內(nèi)裝配式建筑技術(shù)發(fā)展建議

5.1 強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新保護(hù)，加快專利創(chuàng)新管理

技術(shù)創(chuàng)新是社會(huì)進(jìn)步的源動(dòng)力，是產(chǎn)業(yè)變革的基礎(chǔ)。專利作為技術(shù)創(chuàng)新的一種表現(xiàn)形式，只有對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘和分析，才能夠加快轉(zhuǎn)配飾建筑技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。為此，就必須要對(duì)尚未申請(qǐng)專利的已有核心技術(shù)展開專利保護(hù)，與此同時(shí)，還要對(duì)已有專利技術(shù)展開周邊專利的申請(qǐng)，要及時(shí)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新展開審查，以避免被侵權(quán)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，還應(yīng)該始終對(duì)裝配式建筑技術(shù)的熱點(diǎn)領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)保持高度的重視，加強(qiáng)對(duì)其的研究，促進(jìn)專利之間的相互授權(quán)，從而在專利技術(shù)的創(chuàng)新、保護(hù)和應(yīng)用方面，形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

5.2 實(shí)施產(chǎn)教結(jié)合，促進(jìn)企業(yè)自主創(chuàng)新

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，是促進(jìn)我國(guó)邁向創(chuàng)新型國(guó)家的一項(xiàng)重要措施。對(duì)此各個(gè)企業(yè)應(yīng)以國(guó)家政策為依托，充分發(fā)揮出高校、科研院所的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)加大產(chǎn)學(xué)研合作，形成合力來(lái)解決裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)，打破了知識(shí)分享的障礙，高效地將科技成果轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力，并持續(xù)促進(jìn)行業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。從另外一個(gè)角度來(lái)看，盡管在裝飾建筑技術(shù)的專利數(shù)量上具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但是大多數(shù)的核心專利都還沒(méi)有達(dá)到具備競(jìng)爭(zhēng)力的程度，所以，必須要有效整合每一位參與者的資源，科學(xué)合理地利用創(chuàng)新資源，營(yíng)造出一個(gè)良好的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，這樣才可以促進(jìn)行業(yè)的創(chuàng)新成果迅速轉(zhuǎn)化。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變和建筑行業(yè)工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入，裝配式建筑技術(shù)得益于其擁有的提升生產(chǎn)效率、降低環(huán)境污染以及節(jié)約建筑成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，它已被越來(lái)越多地用于建設(shè)工程中，并將是今后國(guó)內(nèi)建設(shè)工程建設(shè)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。而為了順應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)化對(duì)裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)專利技術(shù)之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析和探討具有重要的意義，不僅能夠找出裝配式建筑技術(shù)未來(lái)的研發(fā)方向，同時(shí)也能夠?yàn)榉治鲈擃I(lǐng)域內(nèi)的研發(fā)熱點(diǎn)提供支撐，確保我國(guó)裝配式建筑技術(shù)研發(fā)的常態(tài)化發(fā)展。