基于專利地圖的吉林省汽車發動機技術戰略研究

王戴尊

吉林省是全國三大汽車集團之一，在汽車制造方面有著絕對的優勢。通過對吉林省汽車發動機專利地圖的分析和發動機技術領域的專利分析，從專利的角度對吉林省汽車發動機技術提出了戰略思考。

利用專利文獻可以了解和掌握汽車產業及技術的發展現狀和趨勢，預測未來技術動向，準確判定技術的生命周期，指導技術開發和創新決策。對于汽車工業而言，掌握先進的相關專利技術不是目的，而僅僅是技術創新的開端。利用專利文獻可以更好地為技術和設備的引進服務。通過查閱專利文獻，可以明確擬引進技術和設備的法律狀態、專利年齡以及先進程度等信息，以爭取貿易談判中的主動權，避免造成不必要的經濟損失。

1 吉林省汽車領域發展現狀

吉林省的汽車產業基礎雄厚，在整車制造方面，有全國三大汽車集團之一的一汽集團；在汽車零部件方面，吉林省有眾多有實力的汽車零部件企業，有一汽富奧、一汽光洋、一汽東機工、長春海拉、長春富奧-江森、一汽-凱爾·海斯、長春塔奧、大陸汽車電子（原西門子）、吉林北方捷凱；在汽車科研與人才培養方面，吉林省也領先全國，有吉林大學汽車工程學院，是我國汽車工業人才培養和科學研究的重要基地；在相關的工業基礎方面，吉林省作為新中國的“工業搖籃”，擁有鋼鐵、能源、化工、重型機械、軍工等重大工業項目，為汽車產業的發展創造了基礎優勢和發展潛力；在政策性整合方面，吉林省擁有長春汽車產業開發區和吉林市汽車工業園區兩大汽車產業園區，這也是吉林省建設國內最大汽車產業基地的核心和戰略支撐。

這里擁有悠久的發展歷史，為汽車產業發展打下了堅實基礎，集聚了許多發展汽車產業的優質要素。整車制造能力全國領先，汽車工業產業鏈相對完整，科技、人才、自主品牌的優勢都比較突出。但是，市場化程度相對較低，配套體系相對弱一些。

汽車產業已成為吉林省的產業龍頭，圍繞汽車主導產業建設產業集群，同時，針對區域發展特點及優勢特色，進行汽車產業集群中長期規劃，有利于吉林省經濟的穩定、規模化發展，有利于吉林省工業現代化建設，有利于吉林省區域競爭力的質的提升。

2 基于專利地圖的吉林省汽車發動機技術分析

本節所用數據采集的是CNIPR 數據庫（中國知識產權網），時間為從入庫時間到2013年2月的專利數據，從汽車發動機專利總申請量中提取吉林省的申請專利，共檢索專利1153 件。因為專利申請到專利公開有18 個月的滯后期，使得大量專利還處于未公開狀態，所以2012、2013年數據僅供參考。

總體趨勢

圖1 吉林省汽車發動機專利申請趨勢

圖2 吉林省汽車發動機專利技術生命周期

圖3 吉林省汽車發動機IPC 構成

圖1 顯示，1985年開始吉林省汽車發動機專利發展比較緩慢，從2000年開始有較快的發展，2007年達到一個小峰值，年申請量達118 件，2007年之后呈下降趨勢，直到2010年又迅速增長達到132 件。汽車發動機決定了汽車的質量，是汽車的核心。打造優良的汽車發動機成了提升汽車質量品牌的關鍵。國內無論是整車企業還是專業的發動機制造企業都在加大研發力度，以求在激烈的市場上占據一席之地。

技術生命周期

從吉林省汽車發動機技術生命周期看來（圖2），技術生長率、技術成熟系數和新技術特征系數三條曲線的趨勢大致類似，一直處于大幅度的振蕩起伏狀態，尤其是在1997年到2000年之間，有一個較大的上升趨勢，這主要是因為在2000年我國汽車行業開始蓬勃發展，自主品牌的發動機生產迅速，大量的占領了市場，而吉林省作為汽車大省，因此也有較快的發展。而在2000年之后，技術處于平穩發展的階段，由于市場的相對飽和，新技術的研發遲緩，從而導致2009年吉林省汽車發動機技術的衰落。

圖4 吉林省汽車發動機IPC 趨勢構成

IPC 構成

從吉林省汽車發動機IPC 構成來看，排在第一位的是F02M（一般燃燒發動機可燃混合物的供給或其組成部分），共有270 件，其次是F02B 和F02D 領域，分別申請專利數為118 和82 件，主要涉及領域是燃燒發動機。燃燒發動機是把燃料化學能通過燃燒形式轉化為機械能的動力裝置，發動機燃燒研究的主要目的是如何高效低污染地組織燃燒過程提高燃燒裝置的熱能轉換效率研發適應不同燃料的燃燒裝置以及開發新型的燃燒裝置為機動車、農業和工程機械、船舶、機車等提供動力源。

IPC 逐年趨勢分析

截取2000年到2012年汽車發動機IPC 趨勢，如圖4，可以看出吉林省汽車發動機IPC 發展最快的是F02M（一般燃燒發動機可燃混合物的供給或其組成部分）領域，2000年到2004年處于緩慢發展的階段，在2004年之后開始迅速發展，2007年達到一個小峰值，隨后又開始緩慢下降，到2010年發展到最高值，年申請量為46 件。其次在F02B 和F02D 領域也有一定的發展趨勢，而其他的技術領域發展比較緩慢，一直處于平緩的發展。

吉林省前10 位的申請機構

圖5 吉林省汽車發動機專利申請機構

從圖5 吉林省汽車發動機專利申請機構可以看出，排在第一位的是中國第一汽車集團公司，占吉林省總申請量的67%，其次是吉林大學，占總量的24%；這表明中國一汽集團公司在吉林省汽車行業中已經占有一定的競爭優勢，并有一定的壟斷地位。中國第一汽車集團公司制造出新中國第一輛解放牌卡車，以及第一輛東風牌小轎車和第一輛紅旗牌高級轎車，是國內最大的汽車企業集團之一，其子公司一汽解放汽車有限公司發動機分公司與國內各大院校及科研機構多年的合作研發，在原單一的CA6102 汽油發動機的基礎上構建了寬品種、多系列的產品平臺。匹配燃料有汽油、天然氣、液化石油氣、甲醇等，功率覆蓋91 KW-108 KW，排放已達歐Ⅲ標準，與整車配置方式分前置和后置兩種。而吉林大學作為全國一流的大學，在汽車發動機方面擁有一定的基礎研究，是我國汽車行業高層次復合型人才培養基地、基礎共性技術研究開發基地和為行業解決重大基礎和關鍵技術問題的依托單位。

3 吉林省汽車發動機技術領域專利分析

發動機是汽車的動力源，其功用是將進入其中的燃料（汽油、柴油、天然氣等）燃燒后放出的熱能轉換成機械能，并將獲得的機械能輸送給汽車地盤。現在汽車上常用的是四沖程、水冷式、往復活塞式、多缸發動機，它主要是由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、冷卻系、潤滑系和電氣系統組成。在技術領域的分析中，主要選取曲柄連桿和電氣系統兩個技術領域進行分析。

曲柄連桿結構的聚類分析

吉林省汽車發動機的曲柄連桿結構專利地圖主要應用PIAS 軟件對中國知識產權局收錄的吉林省汽車發動機曲柄連桿結構專利進行聚類分析。吉林省汽車發動機曲柄連桿結構專利共有74 件，專利類型包括發明專利21 件和新型專利53 件。關鍵詞提取權值設定：標題0.3%，摘要0.3%，權利要求0.3%，全文0.1%。吉林省汽車發動機曲柄連桿結構專利地圖特征詞權值如表1。根據賦權表，構建吉林省汽車發動機曲柄連桿結構專利地圖。

表1 吉林省汽車發動機曲柄連桿結構專利地圖主要特征詞權值表

圖6 所示的吉林省專利地圖中紅色代表吉林大學申請的專利，發動機曲柄連桿專利申請量占吉林省總申請量的33%，綠色是中國第一汽車集團，占18%。從專利地圖來看，吉林省發動機曲柄連桿領域主要研究領域是活塞、氣缸和主軸，專利數量占總數的45%，其主要申請機構是吉林大學和中國第一汽車集團，分別占20%和11%。吉林省發動機曲柄連桿領域主要技術領域是F02F5/00，占26%；其次是F02F3/00，占21%。

電氣系統的聚類分析

吉林省汽車發動機的電氣系統專利地圖主要應用PIAS軟件對中國知識產權局收錄的吉林省汽車發動機電氣系統專利進行聚類分析。吉林省汽車發動機電氣系統專利共有67 件，專利類型包括發明專利12 件和新型專利55 件。關鍵詞提取權值設定：標題0.3%，摘要0.3%，權利要求0.3%，全文0.1%。吉林省汽車發動機電氣系統專利地圖特征詞權值如表2。根據賦權表，構建吉林省汽車發動機電氣系統專利地圖。

圖6 吉林省曲柄連桿領域專利地圖

圖7 吉林省電氣系統領域專利地圖

表2 吉林省汽車發動機電氣系統專利地圖主要特征詞權值表

圖7 所示的吉林省專利地圖中紅色代表吉林大學申請的專利，專利申請量占吉林省總申請量的26%，綠色是中國第一汽車集團，占23%.從專利地圖來看，吉林省發動機電氣系統領域主要研究領域是發動機、水泵和高壓，專利數量占總數的32%，其主要申請機構是中國第一汽車集團和吉林大學。吉林省發動機電氣系統領域主要技術領域是F02N17/04，占17%和F02P3/02，占14%；其次是F02P5/145 和F02N15，分別占10%。

4 小結

從第二、三章的分析中，可以看出，吉林省汽車發動機在2000年之后，迅猛發展，國內出現很多自主品牌，但與國外技術相比仍有落后，我國汽車發動機的技術領域主要以燃燒發動機為主；本田株式會社是中國最大的專利申請機構，占總申請量的17%。吉林省汽車發動機專利申請機構可以看出，排在第一位的是中國第一汽車集團公司，占吉林省總申請量的67%。在華中專利申請的國家中，名列前三位者分別為：日本、美國和德國，各省分布中，江蘇、浙江和山東列前三位。

吉林省發動機曲柄連桿領域主要研究領域是活塞、氣缸和主軸，專利數量占總數的45%，吉林省發動機電氣系統領域主要研究領域是發動機、水泵和高壓，專利數量占總數的32%，其主要申請機構均是吉林大學和中國第一汽車集團。

在曲柄連桿技術中，我國各大汽車集團的主機廠發動機鍛鋼連桿制造技術與國外差距不大，不論從鍛件的強度，表面強化技術，還是尺寸精度及產品的穩定性方面，都接近國外發達國家的水平。配件廠近年技術有所提升，但還存在一些問題，鍛件成形及控冷技術落后，產品性能不穩定。在連桿輕量化方面，我國還相當落后，鈦合金連桿，纖維強化鋁合金連桿、粉末冶金鍛造連桿的研究還沒有開展，是今后要開展的研究。

5 吉林省汽車發動機專利戰略的調整

建立汽車行業專利數據平臺

國家相關部門應該聯合汽車相關的部門或機構，和主要汽車集團建立汽車行業的專利數據庫，聯合培養出一支專業化的專利檢索分析隊伍，制定規劃，分步實施，建立專利共享平臺，為整個汽車行業提供專利信息服務，推動汽車工業形成專利信息利用機制，全面提高專利信息利用水平。

培育汽車發動機相關領域重點企業

吉林省汽車發動機相關領域企業的技術壟斷性不明顯，數據顯示雖然有很多企業從事發動機的生產，但是專門從事該技術的企業卻不多，建議重點培育發展幾家發動機生產企業。從而為汽車行業提高研發起點，避免低水平重復研究。

加強汽車發動機技術科技成果轉化

吉林省汽車發動機專利申請主要機構的數據中，部分高校的研究水平較高，應加強科技成果的轉化，鼓勵科研院所依托專利技術創辦企業，鼓勵科研院所的專利向企業轉讓，另外，國家應該加大知識產權宣傳力度，鼓勵自主創新，增強公眾特別是企業領導的專利申請及保護意識。