无人机产业是航空装备制造业中的新兴产业,航空装备制造业的技术水平和生产能力体现一个国家制造业实力。任何形式的技术开发和创新活动都与专利有着不可分割的关系,航空装备制造产业更是如此,其被列入国务院2016年印发的《专利密集型产业目录》,属于典型的专利密集型产业。专利已成为判断航空装备制造产业技术和创新态势的重要指标。四川省是全国重要的航空装备制造基地之一,其无人机产业具有非常重要的作用。 本文以专利为视角,研究四川省无人机产业的技术创新结构及其演变规律,为四川省无人机产业技术创新发展提供事实数据。
一、数据与方法
(一)数据来源
以四川省无人机产业为专利数据采集对象,以IncoPat旗舰版为专利数据为检平台。经过德尔菲专家访谈,采用关键词作为主要检索项,年份控制为2003年至2022年10月,专利所属省份国度为中国四川,专利的类型为“发明专利、实用新型专利和外观设计”三种专利类型。通过“块检索”控制和筛选上述检索条件,得到初步检索结果并进行数据清洗,获取与之相关的专利数据6000多条,由于专利的复杂性,在本次检索中特剔除一案双审等无效数据得到结果共计5500条。
(二)研究方法
主要采用专利计量、数据可视化、专利地图等研究方法,将四川省无人机产业的专利的发展变化进行结构演化、可视化分析。
二、申请总体情况分析
(一)专利发展动向演化分析
图1为四川省无人机产业专利申请和公开的示意图,通过趋势可以从宏观层面把握分析对象在各时期的专利布局变化。由于专利公开和专利申请相比有一定滞后,图1中当年的数据并不能代表当年的实际申请数量,2021年实际申请数量,亦有有増长的可能性。从图中的结果看,公开和申请的数量在2017年以前均呈现双增长的态势,在2017年下半年出现拐点,增长相对缓慢。
图1四川省无人机产业专利公开和专利申请示意图
(二)公开数量增长率和生命周期演化分析
公开增长率方面,自2019年之前为直线增长,2019年以后出现拐点,呈现波折式上升。生命周期如下图2所示。2013年,专利产出较少,处于萌芽期;2013-2017年,专利数量成直线急剧增长,2018年出现拐点,介入申请的专利数量基本处于稳定,申请量逐渐减少,技术集中度变高,进入成熟期。
图2四川省无人机产业专利生命周期
(三)技术功效演化趋势分析
根据数据分析技术,四川省无人机产业专利的主要集中在负载型降低、便利性提高、稳定性提高、效率提高、安全提高、速度提高、成本降低、可靠性提高、可控性、精密提高方面。在相关的技术功效演化过程中,便利性提高这一功效的上升趋势最为明显,这表明这个技术功效为近年来技术研发的热点。
三、技术演化分析
(一)技术构成分析
通过技术构成分析可明确研究对象在各技术方向的数量分布情况。通过该分析可以了解分析对象覆盖的技术类别,以及各技术分支的创新热度。由于一项专利可以对应多个 IPC 分类号,从专利涉及的IPC大类来看,主要包含3大类,B64C(飞机;直升飞机)、B64D(用于与飞机配合或装到飞机上的设备;飞行衣;降落伞;动力装置或推进传动装置的配置或安装)、G05D(非电变量的控制或调节系统)、上述三个方面,占据整体的70%以上,其他还包括:B64F(地面设施或航空母舰甲板设施)、G01S(无线电定向;无线电导航;采用无线电波测距或测速;采用无线电波的反射或再辐射的定位或存在检测;采用其他波的类似装置)、G01C(测量距离、水准或者方位;勘测;导航;陀螺仪;摄影测量学或视频测量学)、A01M(动物的捕捉、诱捕或惊吓)、H04N(图像通信,如电视)、G06K(数据识别;数据表示;记录载体;记录载体的处理)、H04B(传输)。总体而言,四川省无人机产业技术创新所属大类相对集中,呈现3个集中化态势,其他布局点较为密集且均匀,这在一定程度上表明其科技创新既有深度又具热度。
图3 四川省无人机产业专利技术构成图
(二)技术申请演化趋势
通过该分析四川省无人机产业的技术申请演化趋势,可明确无人机产业在不同技术方向专利公开量的分布情况和发展趋势。而分析各阶段的技术分布情况,有助于了解无无人机产业在特定时期出现的重要技术方向。对比各技术方向的发展趋势,有助于识别哪些技术出现更早、更集中。分析的结果表表明:无人机领域的技术申请演化成三种类型。第一类,偶发增长到爆发式增长,主要包括B64C、 B64D,特点为一直有申请量突然爆发式增长。第二类,偶发式增长,此类专利的技术申请特征为一直有申请量,有几年突发小规模增长。主要包括G05D、B64F、A01M。第三类,一直有申请量,但持续较低,没有爆发式增长和偶发式增长。可推测为:第一类专利为基础性技术较为重要,随着与之技术的发展有了较大的技术突破,出现爆发式增长;第二类类专利的技术申请特征为专利出现时间较第一类相对较晚,起初专利申请量较少,但随后保持稳定增长。第三类专利则是可能为较新的技术,需要有与之对应的技术想结合,随着这项或者某项技术的出现,呈现稳步增长的趋势。通过对IPC 分类对比发现,其中,第一类为无人机产业基础型部件或性技术,比如,B64C(飞机;直升飞机)、B64D(用于与飞机配合或装到飞机上的设备;飞行衣;降落伞;动力装置或推进传动装置的配置或安装),这部分技术为基础技术且关键,因此一直有技术研发且由于某种技术的成熟而出现技术突破。而第二类G05D(非电变量的控制或调节系统)则为部分系统的技术但关键。第三类属于新的应用,待配套的技术成熟则可能出现爆发式的新增长。
(三)技术的地市分布演化分析
通过分析四川省无人机产业专利的地市分布可明确四川省无人机产业各技术方向在不同城市的数量分布情况,可以掌握重要技术方向集中在哪些城市。分析结果表明:四川省无人机产业研发实力较强的地区依次为成都市、绵阳市、德阳市、南充市、宜宾市、泸州市、自贡市、乐山市、内江市、雅安市。通过对比分析发现,四川省无人机产业呈现技术集中分布的特点,主要集中在成都市、绵阳市、德阳市和南充市。特别是B64C和B64D主要集中在成都和绵阳,这表明成都和绵阳的无人机产业该技术领域技术力量较为雄厚,为四川省无人机产业人才和技术资源最丰富的地区。
(四)技术构成功效
通过分析四川省无人机产业的机构构成可明确可明确无人机产业各技术领域不同功效的专利的数量分布情况,有助于了解各类技术的主要应用特征,从而对研发路线进行适应性的调整。分析结果表明:B64C(飞机、直升飞机)和B64D(用于与飞机配合或装到飞机上的设备;飞行衣;降落伞;动力装置或推进传动装置的配置或安装)两个领域技术始终高度关注复杂性降低、便利性提高,稳定性、效率和安全性等问题也一直受到重视。其他领域的技术的关注点均匀分布在。复杂性降低、便利性提高,稳定性、效率和、安全性、成本、可控性、精度等方面,未出现关注点集中的现象。
四、申请人分析
(一)申请人类型分析
通过分析四川省无人机产业创新主体,可明确创新主体的类型,并通过创新实体的主体性质、研发实力和研发目的分析创新成果更偏向基础研究还是商业应用。分析结果表明:四川省无人机产业专利申请人类型为企业占比73%,为盈利性机构,其专业技术的主要研发成果偏向于商业应用。整体来看,企业和高校占据主要的申请人指标,接近92%。
(二)申请人专利类别
通过分析四川省无人机产业的申请人所申请的专利类型可明确申请人专利申请的公开类型分布情况。分析结果表明:排名前10位申请人的专利类型基本集中在发明专利,这些申请人的专利具有较高的创新价值,同时说明无人机产业创新的主体研发和创新动力强劲。
(三)申请人技术构成
通过分析四川省无人机产业专利申请人的技术构成可判断出主要申请人专注的技术领域。该分析主要从两个维度进行分析,分别为申请人维度和IPC分类号维度。第一维度:申请人,分析各专利申请人申请专利的数量。第二维度:IPC分类号,分析各维度IPC分类的专利的数量。分析结果表明:排名前10 的申请人各有自己专注的领域,电子科技大学专注于G05D、G06K。成都飞机工业集团有限公司主要专注于G05D、B64C两个领域。其他申请人均出现关注的集中点。
(四)申请人专利价值
通过分析申请人的申请的专利价值可判断出专利申请人专利价值的高低。该分子主要从两个维度进行分析,分别为申请人维度和专利价值度。其中专利利价值度,数据为数字1~10,数字越高,价值度越大。分析结果表明:排名前10的申请人所申请的专利价值主要分数段集中在5-9分,表明四川省无人机产业创新主体申请的专利价值较高,产业技术发展态势好。
五、专利地图分析
综合利用四川省无人机产业专利数据专利地图,如图4所示,结果表明:明显存在几个白色的顶峰为研究的热点,从左到右分别是播放器|二氢茉莉酸|速管播撒、无人机机翼|安装板|中大型、飞行器|推力系统|垂直起降、消防救灾|光电吊舱|设计、飞行|地面控制站|关系约束、发动机|燃油系统|螺旋桨效率、干扰信号|配电盒|发射区、路径规划方法|特征提取|卫星地面等。而这几个山峰之间,消防救灾|光电吊舱|设计和飞行|地面控制站|关系约束几乎相连,表明他们之间联系较为紧密,说明这些专利之间的相似度较高或技术有关联性。
图4 四川省无人机产业专利沙盘分析图
六、结语
本文通过构建四川省无人机产业专利地图,将该产业的专利数据进行可视化的对比分析。分析结果表明:四川省无人机产业发展态势良好、专利整体质量高,有较高的市场前景。
作者简介:于蓓莉(1986——),女,山东威海人,硕士,馆员,研究方向:信息素养;
门正兴(1980——),男,教授/高级工程师,职业教育国家学分银行专家,研究方向:航空装备制造。