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企业专利情报的采集与分析应用

瞿卫军(原文刊载于:《竞争情报》2006年夏季刊)

摘 要:专利情报具有技术情报、权利情报、经济情报、社会需求情报等多重属性,是企业不容忽视的情报资源。本文详细介绍了利用专利文献进行技术生命周期分析、专利申请类型分析、申请量分析、技术构成分析、时间趋势分析、技术矩阵分析等的方法和手段,并从宏观和微观两个层次,论述了如何将采集到的专利情报应用和服务于企业的经营发展。
  关键词:专利情报 采集 分析 应用
  专利情报具有技术情报、权利情报、经济情报、社会需求情报等多重属性,对企业来说是一种不容忽视的有效的情报资源。在协助企业确定研发主题和方向,避免重复研究、提高资金使用效率,在技术开发、技术合作和技术贸易中有效地保护自身权益,了解掌握竞争对手的状况、适时调整自身的经营管理策略等众多方面,专利情报都能发挥重要的作用。因此,企业应当十分重视专利情报的采集与分析应用。
  一、专利情报的采集
     (一)检索专利文献
  专利文献是专利情报的物质载体。与一般的技术文献相比,它具有记载的技术内容具体实用、技术公开快、涉及领域广泛、来源一元化、格式规范并具有统一的分类体系等特点。专利情报正是利用一定的分析方法,从一篇或多篇相关的专利文献获得的。
  为了获取所需的专利情报,必须首先检索出相关的专利文献。出于此目的而进行的检索与常见的查新检索不同,它要求准确而全面。当对某领域的专利状况进行分析时,检索出的对象应当既是与该领域技术真正相关的,同时又覆盖了有关的全部内容。
  实际检索过程中,检索人员必需清楚地了解专利文献的格式,了解主要专利文献数据库的特点和使用方法。各国专利局均按照国际专利分类(IPC分类)赋予了每件专利申请IPC分类号,这是一个有效的检索入口。需注意的是,美国专利商标局除了给出IPC分类号以外,还根据发明的应用领域另外给出了自己单独的专利分类号;日本专利局为了审查的方便,也通过对国际专利分类作进一步的细化而创设了自己的专利分类。因此,在检索美国和日本专利文献时,若以分类号作为检索入口,采用他们本国的专利分类号,将有助于检索结果的准和全。另外,某些商业数据库在制作时,已对收录文献进行了标引等深加工,了解其标引规则和加工目的,对于检索及以后的分析也具有重要意义。无论何种数据库,一般都会提供多个检索入口供使用者选择。根据检索目的的不同,既可以采用著录项目作为检索入口,也可以通过关键词来进行检索。当采用著录项目进行检索时,通常在既定的数据库中,只要著录项目不作改变均可以获得固定的检索结果,而且著录项目没有过多的选择余地。需注意的是使用关键词作为检索入口时的情况。关键词选择得是否合适会对检索结果、并进而对分析结果产生重要影响。关键词及关键词检索式一般依照下列方式来确定:首先选用与所分析的技术内容直接相关的核心词,通常从上位概念开始。然后对检索得到的结果进行初步筛选,从中挑出若干篇准确反映检索目的的专利文献。通过对这几篇文献进行阅读分析,进一步确定出更为准确的关键词。此外,由于申请人在撰写专利文件时对于术语的使用有较大自由,所以检索时应考虑到这种情况,即要考虑核心关键词及关键语句的同义词以及相应数据库所使用的不同语种。确定检索式时,还要根据所用数据库的要求,选择合适的逻辑运算符(AND、OR、NOT)和截词符。
  (二)分析专利文献
  对检索出的专利文献进行科学的分析,是从中获取专利情报的关键步骤。常用的分析方法有:
  1. 技术生命周期分析
  如同产品一样,技术也具有一定的生命周期,从技术演变的过程,可以确认其不同的发展阶段。一般说来,技术的发展可能经历起步期、发展期、成熟期、下降期、复苏期等几个阶段。图1是一个比较完整的技术生命周期示意图。它是利用某段时间内与某项技术相关的专利申请的数量和相应的专利申请人数量的变化情况绘制而成的。

通常,在技术的起步期,专利数和申请人数均比较少,此时技术大多仍处于实验开发阶段,尚未商品化;随后专利数量大幅上升,申请人数量也迅速增加,技术进入发展期,有大量产品专利产生;进入技术成熟期后,专利数量继续增加,但申请人数量基本维持不变,所提交专利申请多为改进型专利;之后,经过市场淘汰,申请人的数量大为减少,专利数量维持稳定,以小幅改进型专利为主,技术的发展进入了下降期,进展不大;如果专利数量和申请人的数量又开始增加,表明出现了新的技术发展方向,技术的复苏期开始了。
   了解技术的发展阶段,对于一个公司判断是否应当介入该技术领域的业务是非常有益的。如果某项技术已进入了成熟期,意味着技术发展的空间已经比较小,企业若想在技术上取得突破存在较大难度;相反,如果该项技术正处于发展期,则表明还有较大的研发空间,技术投入的回报相对会比较大。
  2. 专利申请类型分析
  许多国家除了有发明专利以外,还有实用新型、外观设计等专利类型。对这三种不同类型的专利申请所占据的份额加以比较,可以帮助判断该领域技术的发展情况。一般来说,如果只有发明专利,说明该领域技术还处于起步发展阶段;如果实用新型或外观设计专利在整个专利申请中占据了较大的比例,则说明该领域技术已经发展得较为成熟。

图2是某领域中国专利申请类型分布情况,从中可以看出,该领域国内所申请的专利以实用新型专利为主,占到了全部国内申请的63%。外观设计专利的比例也相当高,占到29%,而发明专利所占比例仅为8%。一方面,这说明该领域的技术发展已经相当成熟,发展的空间较小。另一方面,与国外在该领域的专利申请情况进行了比较后,也反映我国在这一领域的技术积累比较薄弱,技术竞争力较低。这时,如果试图采取完全自主研发的方式实现技术突破的可能性比较小,我国如果要发展该技术,可能更好的做法是在技术引进的基础上加强纵深研发,以获得技术的跨越式发展。
  3.申请量分析
  专利申请的目的是为了获得技术上的独占实施权,从而使该技术所产生的经济效益最大化。申请量在一定程度上讲是市场需求的表现,针对申请量的逐年变化情况进行统计分析,对了解技术的发展和市场需求情况均有一定帮助。关于申请量的分析可以采用多种图形来表示,例如图3所示的雷达图,和图4所示的气泡图。

                                                        图3  申请量逐年变化雷达图
        在该图中,周长为年份,半径长短表现申请量的多少。从图形中半径长度的变化就可得知申请量的变化情况。

                                                    图4  申请量逐年变化气泡图
        在该气泡图中,横坐标为年份,纵坐标为专利申请的数量。图中气泡的大小反映了申请量的多少,气泡中标注的百分数是该年申请量占总申请量的百分比。图中清楚地显示出,该领域内1996年和2000年的申请量极为突出,这提示应当结合其他方面的信息对这种情况产生的原因进行深入的分析。
  4.技术构成分析
  由于IPC分类号是根据专利申请涉及的技术方案所属的领域来确定的,因此可以利用分类号比较粗略地确定专利申请的内容,大致反映某篇专利涉及的技术范围。通过分析某领域内的专利涉及的所有IPC分类号,以及这些IPC分类号下分别包括的专利数量,就能够获知该领域的技术构成情况,以及该领域内市场经营主体关注的技术点。
  例如图5是某领域专利申请的IPC分布情况,其中横轴是检索出的专利文献所涉及的四阶IPC分类号,纵轴为专利数量。从该图中可以清楚地看出此领域内涉及的具体技术点大约有15个,其中重点受到关注的有3个(C12N001、C12N005和C12N015),最突出的是C12N015所代表的技术点。
   


                                                           图5  某领域专利申请的IPC分布情况
5.时间趋势分析
  这是在上述技术构成分析的基础上加入了时间维度所形成的一种分析方法,即考察不同IPC分类号下、或不同技术分类、技术效果等领域内的专利数量随时间的分布情况。由此绘出的图表可以帮助直观地判断技术发展的潮流趋势和发展状况,为企业的研发、经营方向提供判断依据。
例如图6所示的三维折线图:

                                                         图6  三维折线图
        图中所显示的是某领域的专利申请中,不同年度中不同技术类别(分类号)下的专利申请数目。可以看到,分类号4下的申请量从1995-2000年间有一个快速的持续增长,从2001年后,申请量下降较快。说明这一技术经过数年的发展后,已经趋于成熟,有可能要进入衰退期了。而分类号5下的申请量在1990年和1994年出现了两个低谷后逐步回升,近几年均维持在一个相对稳定的较高水平下,说明这项技术在发展过程中曾遇到过挫折(原因可能是多方面的,例如技术难题、成本因素、市场环境等),目前正处于较为平稳的发展阶段,未来走向值得关注。
  6.技术矩阵分析
  把技术内容通过矩阵的形式表现出来,是专利情报分析时常用并且非常重要的一种形式。技术矩阵图的绘制主要涉及与技术内容相关的信息要素,通常以行和列选择不同类别的技术信息要素构成。例如行可以选用实现发明目的的技术手段或反映技术内容的IPC分类号,列可以选用技术效果。然后将每篇专利文献按照各自的情况分配到该表格中的相应位置。    
  进行技术矩阵分析最重要的一点是其可以用于帮助寻找某领域内的技术空白点。所谓技术空白点是指目前其他人尚未涉及的区域,体现在图中就是表格中的空白栏。之所以出现这些空白区域,可能是他人发现对该空白点的研发需要太多的精力而导致难度过大;也有可能是被他人所忽略;更有可能是利用现有技术尚未攻克的难点。究竟是上述哪一种原因,还需要结合其他信息进行综合判断。这项分析结果无论对于研发方向的确立还是对于寻找商业机会来说,都具有重要指导意义。例如,下表是以技术效果为列,以达到这些技术效果所采用的技术方案为行绘制而成的矩阵:
                                                            表1  技术分布矩阵

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                                          注:括号中的数字表示所涉及专利申请的件数。
        我们至少可以从这样几个方面来解读该表所反映出的信息:一是该表中有15个没有专利申请的空格,这些空格即构成技术效果和技术方案之间的空白点,其含义很可能意味着这些就是被竞争对手所忽略的领域,可以从中来寻找适合本企业的技术方案和技术效果(即研发方向)。二是计算达成每一效果所涉及的专利申请的总量(达到效果一的专利申请有13件,达到效果二的专利申请有15件,达到效果三的专利申请有5件,达到效果四的专利申请为0件),可以看出达到效果一和效果二是大部分研究方向的着眼点。其中要达到效果一,多采用技术方案一、二和五;要达到效果二,则无一例外地采用了技术方案三。在企业确定自己的创新方案时,应当注意回避这几个区域。三是从对应于用技术方案三来达到效果二的专利申请的数目最多(15件)这一点可以看出,这种研发思路最为普遍也最受关注,该范畴内的技术可能已相对比较成熟。
   另一方面,专利中技术和权利是密切联系的,技术的分布中蕴涵了权利的分布。因此,通过绘制矩阵分布图,还可以直观地了解权利分布情况,得知权利的集中区域。这对于避免侵权、发现侵权具有重要意义。例如,在下面的矩阵中,纵向的列为该技术领域内的主要竞争对手,横向的行为具体技术涉及的五阶分类号,相应单元中填入的是专利申请涉及的更为具体的技术要素和专利申请数量:
                                                            表2  竞争对手技术分布矩阵

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                                  注:括号中的数字表示所涉及专利申请的件数。
        从这种形式的矩阵图中,除了可以一目了然地看到不同竞争对手间已有专利技术的分布情况,了解他们各自专利的侧重点,帮助研发人员提供思路以外,还可以看出不同竞争对手的权利分布区域,为专利许可使用和避免侵权提供参考依据。
  7. 发明人组合分析
  发明人是技术的创造者,通过对发明人情况的分析,一方面可以帮助我们发现本领域内的优秀技术人员,为人才引进提供参考依据;另一方面,当今技术的复合程度大大提高,一项技术的研发通常由小组完成,各公司研发小组内不同人员的配置和架构,可以帮助我们更深入地了解竞争对手的研发思路和管理方法。
  例如下表3中,纵向的列为某公司相关专利的发明人,横向的行为相关专利名称,表格中记录的是具体发明人在发明过程中所发挥的作用,一般包括:主要发明人(多个发明人的情况下,发明人栏中记录的第一发明人)、单独发明人、共同发明人(多个发明人情况下,列于第一发明人之后的发明人)等。通过这张表,我们可以清楚地了解该公司在完成不同目的发明时所构建的研发队伍的组织结构。
                                                          表3  某公司专利发明人分析图

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8. 申请人情况分析
        申请人是未来专利权利的掌握者。通过比较某领域内各专利申请人的专利申请数量,可以大致了解不同申请人的经营方向、技术强势领域等情况。也可以判断某一具体技术主要由哪些机构或公司掌握。另外,对申请人情况的分析,还可对要求专利许可、寻找合作伙伴、调整经营信息等方面提供有益帮助。
   在图7中,横坐标为申请人,纵坐标为专利申请量。通过解读这幅图,除了使我们有可能了解这一技术领域的主要公司以外,也可以使我们了解中小规模公司以及外国公司进入这一领域的情况。通过进一步分析这些具体公司的技术专长,并将其与自己企业的潜力相比较,利用这些信息就可以选择技术合作伙伴和技术授权,也可以考察进入一个特定技术领域的潜力。

                                                      图7  申请人情况分析图
        对申请人的了解还可以从不同角度进一步深入。例如可以对申请人的类别(例如个人、公司、政府机构等)进行区分,并绘制成柱形图、饼状图等图表。如图8所示的饼状图:            

该图显示了某一技术领域内不同类别申请人的专利申请量。在此基础上还可以对每一类别中具体申请人的情况进行分析.在这些申请人中,科研院所及大学是有希望提供技术的申请人。如果个人、中小公司的数量很大的话一般认为这一技术领域比较容易进入.通过观察这一图表有助于计划自己企业的技术发展方向。
  9. 专利申请国别情况分析
  通过比较某技术领域内不同国家在我国提交专利申请的状况,可以反映出哪个国家或地区在该领域占据优势地位,也可以据此判断我国在该领域与国外相比的优势或劣势。

                                                         图9  专利申请国别情况分析图
   图9显示了某领域内不同申请人的国别情况。从中可以看到,在该技术领域,美国和日本占据了绝对优势地位。我国虽然排在第3位,但与这两个国家相比差距较大。在今后的技术创新中,必须密切跟踪这两个国家的技术发展情况,因为它们会是该领域技术发展方向的操控者。
  10. 优先权情况分析
   即分析某领域的专利申请所涉及的优先权的指定国以及指定该国优先权专利的数量。优先权获得的依据有二个:一是巴黎公约的规定,二是专利合作条约(PCT)的规定。进行专利国际申请是一种比较昂贵的行为,一般申请人只对自认为有价值的专利进行。因此通过优先权分析可以侧面论证专利的重要程度。另外也对判断不同国家在特定技术领域的实力有一定帮助。

                                                 图10  专利涉及的优先权情况
        图10显示了某一领域内相关专利涉及优先权的情况,其中横坐标为优先权指定国家,纵坐标为专利数量。从中可以看出,优先权分布在11个国家,其中主要是在日本和韩国,说明日本和韩国在这一领域拥有较强的创新能力。
  11. 同族专利分析
  同族专利的数量是衡量专利经济价值的重要指标,它可以反映出某项发明潜在的技术市场和经济势力范围。并且专利申请人只有在对某国市场有预期的情况下,才会向该国提交专利申请。因此,通过分析申请人就某项发明在哪些国家提出了专利申请,有助于了解申请人的经营策略、市场开发方向等。另外,考虑同族专利情况的另一个重要作用是统计分析时避免相同专利的重复计算造成误差。       
  图11显示了某一技术领域内各公司专利申请的同族专利分布情况,其中不同的颜色代表不同国家或地区,方柱的高矮表示了专利数量的多少。从图中可以清楚地看出所关注的这10家公司看重的国家和区域范围是不同的,显示了各公司不同的经营和市场策略。
 

                                               图11  某技术领域内各公司的同族专利分布图
        12. 引证分析
        引证专利是指由申请人在说明书中写明的、或者由审查员在审查过程中确认的与该篇专利文献技术内容相关的其它专利文献。由于一篇专利文献中往往涉及多个技术点,因此每篇专利文献所引证的其它专利文献可能有很多篇。将某领域内有关专利的相互引证情况进行缕析,按照一定的时间顺序以连线方式绘图后,往往会形成一张较为复杂的专利网。例如,图12是从US4615959号专利出发,对引证了它的专利、以及这些引证专利的引证情况进行分析后得到的引证关系图。图中显示了相关专利引证和被引证的情况。
 

                                                         图12  引证专利关系图
        通过将每篇专利的引证情况作连线式的连接,可以寻找到最早被引证的专利文献。一般说来,该文献很可能是一篇基础专利,会包含较重要的技术信息,应当对其进行更为详细的解读。另一方面,利用引证率也可以帮助寻找核心专利。通常情况下,专利越重要,被引证的次数就越多。在某领域内被引证次数最多的专利献,很可能涉及的就是该领域内的核心技术。换一个角度说,如果某项专利引证其他专利的数量越少,说明该项专利技术更基础;如果某项专利引证其他专利的数量越多,说明该项专利技术已比较成熟,主要是对先前技术的改进。
    此外,分析引证率还可以有效地帮助了解某企业所掌握的专利的质量。例如,表4是对某领域内专利申请量排列较前的主要企业所拥有专利的引证情况进行分析对比后得到的,其中“自我引证”是指某公司的专利被本公司所有的其它专利所引证;“被别人引证”是指某公司的专利被其它申请人的专利所引证。

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                                                    表4  企业专利引证情况
       可以看出,公司B的专利被引证的次数最多,公司A和公司E的专利也被引证了较多次。由此可以推论:在该领域中,无论是从所拥有的专利的数量还是质量,再结合该企业技术应用的分布情况,可以认为公司A、B和E均为该领域内的领导者,未来也势必是影响该领域相关产业发展的重要力量。
  依据各竞争公司的专利数量、被引证次数、自我引证次数以及引证其它公司专利的次数,还可以定位各公司的竞争模式。判断方法如表5所示:

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                                                                    表5
        技术先锋型的公司,本身拥有的专利数量较多,并且由于技术领先,所以专利常常被其他公司引证,而其引证他人专利的次数则较少。特立独行型的公司所采用的技术相当独特,基本没有其他公司跟随开发。跟随型公司拥有的专利数量也比较多,但主要是跟踪他人专利技术开发出的周围专利,因此其引证其他公司专利的次数较多。昙花一现型的公司,其专利数量很少,更谈不上引证情况,其在该技术领域内就如昙花一现,不再有后续发展。
  二、专利情报的应用
  实践中,上文所述的分析专利文献的方法常常根据企业的目的进行综合运用,以获得企业试图了解的各种专利情报。对专利情报的应用可以分为宏观和微观两个层次。
  (一)宏观应用
  从宏观上讲,企业常常希望了解三个方面的信息:一是该技术领域的整体概括;二是自身专利状况;三是竞争对手的状况。每一方面通常又从技术和权利两个角度入手。
  1. 了解某技术领域的整体概况
  从技术角度讲,通过对专利文献的分析,往往可以了解该技术领域的具体技术构成情况和发展趋势,每项具体技术的发展过程及目前所处的发展阶段,该领域的基础专利和核心专利状况,该领域目前的技术空白点,以及该技术领域的主要研发机构和人员。
  从权利角度讲,需要了解的内容一般包括该技术领域内的主要权利人是谁、他们来自哪个国家或地区、所掌握的权利主要集中在哪项具体技术上等等。
  2. 了解自身状况
  对于自身状况的了解,主要是指应该清楚地知道自己的长处和短处,知道自身所拥有的专利技术处于该领域技术发展的哪个位置,自己所掌握的权利有哪些,技术发展潜力在何处等。
  3. 了解竞争对手的状况
  商场如战场,知己知彼,才能百战不殆。对于竞争对手,我们常常希望了解得跟自己一样清楚。利用专利文献,可以基本了解到他们所关注的技术点和研发方向,他们所拥有和关注的权利和市场范围,他们的技术优势和劣势所在,他们的研发队伍构建情况等。
  (二)微观应用
  专利情报的微观应用更是贯穿企业的整个经营过程。例如:①当企业在申请专利之前,通常首先要了解现有技术情况,一方面以此判断自己的申请获得专利授权的可能性,避免盲目申请造成的时间、金钱上的浪费。另外,将自己的发明创造与已有专利进行比较分析,恰当地确定专利申请的保护范围。②随时了解自己以及他人的专利法律状态变化情况,特别是与本企业技术非常接近或相关性较强的专利,以及时提起侵权诉讼,或者避免侵犯他人专利权。③如果企业成为侵权诉讼中的被告,可以利用引证专利分析等手段,尽可能地找到与原告专利相同或相近似的发明,以此为依据向法定机关申请无效原告的专利权,从而促成己方胜诉。④在进行新产品、新技术研发时,利用各种方法,对相关专利文献进行分析,掌握与此相关的现有技术,避免重复研究,启发研究思路,确定合理的研发路线。⑤在购买技术、进行技术许可等交易时,利用专利情报进行可行性论证。并且掌握的信息越全面,合同谈判时的主动性越大,有利于以更合理的价格获得技术,提高资金的使用率。
  实际上,专利情报的宏观和微观应用是紧密相联、不可分割的,多种分析方法和手段的有效结合,才能使获得的情报更为准确和有效。专利情报的采集和分析应用是一项较为复杂而专业的工作,但其对于企业发展具有重要意义。笔者因实践经验有限,错漏之处难免,敬请各位专家及同行批评指正。
        1 吴新银,刘平,戚昌文. 专利地图制作及解析研究. 《电子知识产权》杂志,2003;11
   2 王玉林,范风格,邹雪梅. 企业专利战略研究实践. 《知识产权》杂志,2003;2
   3 岳宗全,黄迎燕. 专利指标——重要的科技指标. 《电子知识产权》杂志,2003;9
   4 赖荣哲著. 《专利分析总论》,植根杂志社有限公司,民国91年8月版
   5 台湾国科会科学技术资料中心. 《碳纳米管专利地图及分析》,民国91年3月
   6 Japan Patent Office, Asia-Pacific Industrial Property Center, JIII. Guide Book for Practical Use of‘Patent Map for Each Technology Field’ . 2000
   7 尹居中. 人工膝关节专利分析. http://designer.mech.yzu.edu.tw/
     8 Anthony J. Trippe, Patinformatics: Identifying Haystacks from Space. http://www.infotoday.com/searcher/oct02/trippe.htm
       该图显示了某一技术领域内不同类别申请人的专利申请量。在此基础上还可以对每一类别中具体申请人的情况进行分析.在这些申请人中,科研院所及大学是有希望提供技术的申请人。如果个人、中小公司的数量很大的话一般认为这一技术领域比较容易进入.通过观察这一图表有助于计划自己企业的技术发展方向。
   9. 专利申请国别情况分析
  通过比较某技术领域内不同国家在我国提交专利申请的状况,可以反映出哪个国家或地区在该领域占据优势地位,也可以据此判断我国在该领域与国外相比的优势或劣势。


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