中國3D打印專利技術產業化的戰略評價與驅動策略
——基于SWOT的案例實證

劉 鑫

(西南交通大學公共管理與政法學院，四川 成都 611756)

中國3D打印專利技術產業化的戰略評價與驅動策略
——基于SWOT的案例實證

劉 鑫

(西南交通大學公共管理與政法學院，四川 成都 611756)

在新興技術管理與專利技術產業化背景下，3D打印具有其特殊的研究價值，挖掘并評價中國3D打印專利技術產業化的機會與障礙因素，并提出有效驅動策略是本研究的主要內容。結合企業案例與專家咨詢，將SWOT定性與定量分析結合運用于專利技術產業化戰略評價領域，拓展了SWOT模型的戰略內涵。發現中國的3D打印專利技術產業化現狀屬機會主導型，應采取偏向保守的調整型戰略，即WO戰略。圍繞這一戰略，為3D打印產業發展提出驅動策略，諸如構建專利立體組合保護策略、培育高校的專利技術產業化能力以及推進3D打印的技術標準與知識產權風險防控機制的構建。

3D打印；專利技術產業化；SWOT；驅動策略

0 引言

3D打印作為近年來發展起來的一項新興技術，得到了全球范圍內的積極聚焦。世界工業強國美國、歐盟、日本等紛紛將3D打印作為未來產業發展新的增長點和關鍵技術加以培育，制定了“先進制造伙伴計劃”和“國家制造業創新網絡計劃”(美國)、“Horizon 2020”專項扶持3D打印技術發展計劃(歐盟)、《高技術戰略2020》(德國)、“工業4.0”(德國)、“未來工廠”(日本)等推進發展3D打印的國家戰略和具體行動措施，力爭搶占未來科技和產業制高點。該技術在中國的發展也被賦予很高的期待，被制造業產業界和技術管理學術界寄予推動“中國制造2025”和制造業轉型升級的厚望。《“十三五”國家科技創新規劃》中又將3D打印列入“體現國家戰略意圖的重大科技項目”、重點發展的“智能綠色服務制造技術”和“引領產業變革的顛覆性技術”[1]。從專利層面看，歐洲專利局(EPO)和美國專利商標局(USPTO)為了應對3D打印專利技術的快速發展，還針對3D打印制定了專屬于該技術的合作專利分類(CPC)B33Y，預示了專利在該技術的產業化進程中將會扮演愈加重要的作用。技術產業化的最終目的就是將科學技術轉化為現實生產力，即通過知識產權外部輸出，為研發主體創造知識產權的價值利潤，只有理清中國3D打印專利技術產業化的機會與障礙，才能合理引導3D打印的技術研究和產業化應用的發展[2]。

專利交易和許可中存在的潛在的信息不對等和專利“尋租”風險帶來的交易成本[3]，專利訴訟則在某種程度上弱化了專利技術和創新屬性的本質特征，增加了專利流氓、專利“敲竹杠”等知識產權制度性風險和機會主義行為，增加了專利制度和技術市場的運行成本[4]，而專利技術產業化作為最直接的專利利用方式，決定了技術創新對社會福利的凈增加值，符合專利制度原始的樸素特征。國外學者對專利技術產業化評價研究囊括了產業化模式[5]、影響因素[6]、產業化戰略[7]等。本研究將專利作為技術資源的工業化實施稱為專利的直接產業化，專利作為資本資源的轉讓和流通稱為專利的間接產業化，而專利轉化的途徑則基本包括轉化主體的運營和自主創業。專利技術的直接產業化是推動新興技術轉化為現實生產力并擴大社會福利的主要途徑。專利與產業化的關聯是一種動態、多因素且受政策環境影響的，兩者建立關聯的最終目的就是價值創造與社會福利，這符合研發主體的行為動機和專利制度驅動機制，也符合當前創新驅動發展的內在要求。

中國學者圍繞專利技術產業化及其評價也展開了卓有成效的研究。部分學者從政策構建維度對高校、企業等主體的專利技術產業化現狀與困境進行了歸納總結[8-9]。王玉民等提出了專利技術產業化的辨識模型和產業化各個環節的任務條件[10]；許琦等從專利引證視角評價了專利技術產業化的發生概率[11]；吳繼英深入研究了專利技術產業化的有效性評價機制[12]。在文獻梳理中發現，一些研究使用專利評價的指標來評價專利技術產業化，這是不夠全面的。為了建立上位于個體指標的評價維度，實現對技術產業化基礎與外部環境的綜合考量，本研究將專利技術產業化評價的落腳點放在對機會與障礙的剖析和度量上，只有聚焦具體技術領域的產業化問題才能構建特定機制，指導產業創新系統的完善。面向3D打印技術直接產業化的專利視角研究是對戰略性新興技術和產業研究的重要支撐，有助于引導技術產業化決策與產業專利戰略的制定。

1 SWOT戰略評價模型的構建

作為戰略分析與評價的重要方法，SWOT法符合本研究情境的背景與目標。SWOT分析法由哈佛大學商學院Kenneth Andrews在其著作《公司戰略概念》中首次提出[13]，后經發展完善逐漸成為企業與組織戰略決策的經典方法。本研究使用SWOT定量測度模型，結合對上述案例的挖掘和信息提取，對中國3D打印專利技術產業化機會與障礙因素進行凝練，拓展了SWOT戰略分析模型在專利技術產業化戰略評價領域的應用。

SWOT定性分析是對優勢、劣勢、機會、挑戰四方面要素進行歸納整理，面向既定目標提出定性的應對戰略[14]。結合本研究的具體情境，在傳統SWOT定性矩陣的基礎上提出面向專利技術產業化的定性分析矩陣，即將產業化的技術性機會與障礙對應為SWOT分析中的內部優勢(S)與劣勢(W)，將戰略性機會與障礙對應SWOT矩陣中的外部機會(O)與挑戰(T)。

SWOT定量分析是在定性分析的基礎上，結合德爾菲專家打分對優勢、劣勢、機會、挑戰的各個要素進行量化，是戰略決策的過程與結果的定量化。根據對SWOT內外部因素進行概率分類的思想，采用調查統計的方式，對SWOT內外要素的重要性與發生概率進行評估，構建SWOT專利技術產業化戰略測量模型。具體而言，就是通過專家的集體智慧，對定性分析中歸納整合的內部優勢、劣勢和外部機會、障礙進行重要性分值和發生概率大小進行賦值，并定義“機會與威脅強度=要素的估計重要性×估計發生概率”(公式1)，“優勢與劣勢強度=要素的估計重要性×估計發生概率”(公式2)，得到每一項歸納要素的量化可比指數，通過對各要素數值的統計平均則可建立SWOT戰略決策四邊形，其中，橫軸為優勢-劣勢軸，縱軸為機會-挑戰軸，S1、W1、O1、T1為優勢度、劣勢度、機會度、挑戰度的量化分值。

圖1 SWOT戰略決策四邊形

實力主導區(0,π2)機會主導區(π2,π)劣勢主導區(π,2π2)威脅主導區(3π2,2π)開拓型戰略爭取型戰略保守型戰略抗爭型戰略實力型(0,π4)進取型(π2,3π4)退卻型(π,5π4)調整型(3π2,7π4)機會型(π4,π2)調整型(3π4,π)回避型(5π4,3π2)進取型(7π4,2π)

2 中國3D打印專利技術產業化戰略評價案例

案例研究可以驗證理論、評價理論，也可以構建理論、提出研究問題、構建研究對象[16]。本研究選取華中科技大學3D打印專利技術產業化(自行實施)主體——華科三維公司為案例，通過對該公司為期近兩個月的實地調研和對技術與管理團隊的面對面和電話訪談，收集企業、行業一手數據和二手資料，凝練當前3D打印專利技術產業化機會與障礙的構成。

2.1 案例背景

華科三維是華中地區規模最大的工業3D打印裝備研發制造平臺，其技術團隊起始于華中科技大學1991年的快速成形技術研究團隊，也是中國最早開始研究快速成形的團隊；1996年成立校內技術中試平臺，加速了3D打印成果的產業化；2001年團隊快速成形系統制件精度達到國際同類水平；2008年團隊研制成功世界最大臺面的激光粉末燒結設備，工業3D打印設備初步成形；2011年成功推出全球最大臺面粉末燒結快速成形設備，被評選為“2011中國十大科技進展”；2013年，習近平主席考察該研發團隊的3D打印成果時指出“要抓緊實現3D打印的產業化”；2014年，湖北省、武漢市為加快3D打印技術的產業化，將華中科技大學3D打印專利技術成果和科研團隊整體植入，成立華科三維科技有限公司，是中國以發明人為主體的3D打印專利技術直接產業化的代表性案例。

2.2 案例評述

華科三維的專利技術產業化過程可歸納為4個階段。

第一階段(1991—2006年)是技術起步。華科三維的技術研發可追溯到華中科技大學快速成形系統研究團隊，1991—2006年間，該研究團隊聚焦增材制造技術、緊跟國際前沿，將最具工業應用潛力的選擇性激光燒結技術作為研究重點，承擔了國家科技支撐計劃、863、自然科學基金等多項專項課題，其間團隊研發人員發表論文80余篇，獲得專利10多項，并多次獲得國家科技進步獎、省部級科技進步獎和科技發明獎，在3D打印裝備、材料及工藝方面的專注研究使其積累了豐富的研發經驗與知識基礎。技術起步階段充分依賴于華中科技大學在材料、測量、機械、光電等領域的跨學科交叉優勢，研發團隊成員間深度融合，形成了相對固定的團隊合作模式和管理體系，這種知識的快速積累尤其是隱性知識的積累，為后續發明人主導的專利產業化創造了條件，即一方面團隊在隱性知識擴散遷移時的整體帶入，降低了企業研發團隊的適應成本，在企業成立初期就依托已有的科研成果形成了以選擇性激光燒結為主要工藝的技術知識基礎并延續至今，形成以技術研發為引領的商業模式雛形，奠定了專利技術自行產業化實施的基礎條件和技術路徑。第一階段的發展中，企業經歷了商業模式戰略選擇與知識積累的過程，從單純的技術研發再許可的模式逐漸轉向研發、生產、設計一條龍的商業模式，商業模式選擇也正是3D打印企業在發展初期所要解決的首要問題[17]。

第二階段(2006—2014年)為專利積累。通過incopat專利數據庫的檢索統計，2006—2014年是該研究團隊專利申請最集中的時間段，目前的有效專利90%為這個時間段的申請，專利包含了三維空間的測量、3D打印工藝方法、金屬與非金屬材料的制備方法、快速成形的設備系統與零部件以及在航空、發動機等領域的3D打印技術應用等立體多元的專利保護網，該專利網中的36件有效專利設計了28個IPC大組、30個IPC小組，基本囊括了3D打印設備產業化的核心和外圍技術，形成了科學的專利布局，降低了產業化中的專利風險并建立了系統的專利組合保護策略。在與華科三維公司專利負責人的訪談中，他提到研究團隊布局和申請專利的最重要目的就是通過技術自行產業化實施獲利，之所以建立起專利組合布局，得益于在研發的同時對國內外3D打印產業進行了專利預警、競爭對手與產業技術前沿分析，找準了專利布局的要點，而專利產品的自行產業化實施是企業獲得和保持技術領導地位的關鍵。因此，華科三維研發團隊的專利是以適應市場需求、功能性強、易于產業化應用為導向的布局。應當說，實現以使用價值和功能為導向的專利申請和布局一方面避免了垃圾專利的產生，另一方面可以快速實現專利技術的轉化實施，使“沉睡”的專利創造經濟效益。華科三維團隊在該階段著眼于專利技術的申請布局，立足于單件專利與專利組合的潛在可實施性及其與其他產業的結合，為產業化奠定專利基礎。

第三階段(2014—2016年)是規模躍升。華科三維成立于2014年，但技術研發不是從零開始，而是實現了以發明人為主體，將選擇性激光燒結3D打印的顯性和隱性知識基礎整體帶入并轉化為市場化運作的產學研平臺，由華中科技大學、華中數控、華工投資、合旭控股和發明人團隊聯合控股，對于實現轉化的3D打印專利技術，發明人團隊和大學按照合同以較高的比例進行收益分配，發明人團隊對企業的技術控股和有效激勵促使企業成立初期便開始實現規模躍增，2014年便銷售40多臺設備，實現銷售收入500多萬元，到2016年，銷售額達5000多萬元，500多臺3D打印機遠銷國內外，預計到2018年銷售額將突破1億元，對傳統產業的替代作用將顯現。通過對企業客戶資料的整理發現，在企業目前的客戶中，制造業企業占比28%，其他絕大多數以科研院所為主，客戶包含了船舶制造、發動機、飛機、汽車、泵、模具加工、儀器儀表、光電等行業。由于尚未形成統一的技術標準，大部分客戶對3D打印技術和設備的需求還僅停留在試驗和模具設計階段，無法全面將3D打印融入產品生產過程，這顯示了目前工業級3D打印機的市場應用還受制于技術標準的發展，科研院所客戶占多數反映了目前3D打印在中國還處于市場應用的開拓挖掘和技術研發階段。華科三維表示，企業打印材料與工藝的研發經歷了由覆膜砂、PA到氧化鋁、氧化鋯金屬合金再到碳化硅陶瓷材料的轉變升級，這是基于團隊已有的知識基礎，將研發與市場需求的緊密對接，企業長期立足于湖北主要考慮到湖北在中部地區的區域技術優勢。3D打印涉及了多個產業的技術，且在應用上也涉及多個產業，是名副其實的跨領域技術融合型產業[18]，且國內不同區域的技術發展程度存在差異，產業和區域在專利屬性上的不同是3D打印專利產業化的過程中的一個重要外部因素，華科三維在對接市場需求時有著對產業和區域進行技術屬性測量的實際需求，以進一步引導企業在不同行業的技術布局，企業在該階段更加注重技術的外部性和區域性特征。

第四階段(2014年起)是產業可持續發展。企業技術創新的可持續發展離不開對技術發展態勢、產業前沿與規律和知識產權立法政策的綜合把握[19]，這也是3D打印隱性知識的重要組成。3D打印從技術的誕生之日起就與知識產權建立了密切聯系，甚至在某些方面對現有知識產權制度存在挑戰，尤其與專利實施有著較強的互動關系[20]。華科三維從創辦之初就十分關注3D打印與知識產權制度尤其是專利制度之間的關系，如華科三維的首席技術官所述，這“關系到企業的長遠生存問題”，也是“3D打印產業所特有的”。從2014年起企業主要技術力量就開始深度參與國家社會科學基金重大專項“3D打印產業發展與知識產權制度變革研究”，企業也作為重要合作咨詢方參與國家知識產權局專利戰略推進工程項目，參與3D打印制度建設并站在知識產權理論研究的前沿，為企業發展理清知識產權法政策障礙并從技術進步角度推進法政策完善。華科三維是高校發明人主導的專利技術產業化的成功范例，其3D打印專利技術產業化實踐制約于并影響到專利法政策的制修訂，制度的完善又反過來對技術和產業的發展起著決定性作用，該階段影響企業發展的關鍵在于產業化的制度性相關因素。

2.3 中國3D打印專利技術產業化的SWOT戰略評價

(1)3D打印專利技術產業化的SWOT戰略定性分析。通過企業訪談和專家咨詢，得出面向3D打印專利技術產業化機會與障礙的SWOT定性分析結果見表2。

(2)3D打印專利技術產業化的SWOT戰略定量評價。本環節的打分以面對面訪談的方式分多次進行，打分專家組成員包含4位3D打印技術專家(含國家863計劃科學家、中國3D 打印技術產業聯盟聯席理事長、湖北省3D打印產業與技術創新聯盟秘書長等，并均具有正高級專業技術職稱)、4位3D打印大型企業經營管理者(含戰略、市場、銷售、技術管理)、3位3D打印產業與創新政策研究學者(管理學與法學專業背景)、2位3D打印技術投資人、1位3D打印中小微企業創業者，共14人，具有專業性和廣泛代表性，且符合李克特量表專家打分10～25人的國際通例，打分問卷回收率100%。

表2 中國3D打印專利技術產業化機會與障礙的SWOT定性分析結果

資料來源：根據華科三維公司案例和行業專家咨詢內容整理。

表3 中國3D打印專利技術產業化機會與障礙的SWOT定量分析的要素分值

由表3的統計結果繪制SWOT戰略決策四邊形，如圖2所示。四邊形的重心坐標為P(-0.125，0.01)，由公式7-3、7-4、7-5、7-6計算得出其戰略決策向量坐標(ρ，θ)為(0.47，175°)，鑒于ρ0.5，θ∈(,)，中國3D打印專利技術產業化現狀屬于機會主導型，應采取偏

圖2 驅動中國3D打印專利技術產業化的SWOT戰略決策四邊形

向保守的調整型產業化戰略，即WO戰略，穩步推進3D打印產業的發展。

3 中國3D打印專利技術產業化的驅動策略

結合SWOT戰略分析結果提出以下專利技術產業化驅動策略：

(1)構建符合3D打印技術特征的專利立體組合保護策略。 追溯美國經濟學家Markowitz提出的分散投資風險的“組合管理”思想，針對3D打印的專利立體組合保護策略是對在該思想基礎上形成的“專利組合”和“一體化”策略的延續。專利立體組合保護包含了不同產業化環節的專利結構組合、重點行業布局和海外專利布局三部分，形成良好的產業專利結構生態系統。專利立體組合保護不但強調在不同的技術環節構建專利組合，還強調發明、實用新型和外觀設計三種專利的體系化、層次化保護(見表4)。

表4 3D打印的專利立體組合保護策略

資料來源：根據3D打印技術與行業專家咨詢整理并加以完善。

(2)培育高校的專利技術產業化能力。有研究顯示，高校用于生產產品并投放市場的專利占有效專利的比率僅為1.7%[21]，而中國高校又是3D打印核心專利技術的主要持有者。高校的職能已由單純的教學發展到產學研一體并以此服務和帶動區域技術創新和經濟發展，3D打印作為一項“即拿即用”的“個人制造”技術，實現了研發與生產的統一，3D打印專利的直接產業化實施較之于許可、轉讓、融資等間接產業化能夠更有效地促進專利利用、帶動經濟發展、提升社會福利，應建立由發明人團隊自主運作的具有基礎研究和生產經營雙重屬性的Spin-offs“實驗室工廠”。制度建設方面，建立推動高校3D打印技術為代表的新興專利技術產業化的特殊制度，面向高校例如3D打印等亟需實現產業化的技術，逐步引入專利法層面和高校層面的新興技術“當然許可”機制，建立由產業化專利培育、產業化專利掛牌公示和校企合作步驟組成的鏈條，完善專利技術產業化的渠道。

(3)推進以“個人制造”為主要形式的3D打印中小企業的技術標準、標準必要專利導航與知識產權風險防控。隨著技術的廣泛使用，3D打印中小企業將在短期內驟增，通過技術標準對產業秩序加以規范、將技術優勢轉化為市場優勢顯得十分迫切。在3D打印技術標準制定中，中國相關主體應規避壟斷風險，實現戰略意圖。面對中國當前3D打印技術標準缺失、標準必要專利無從談起的現狀，要重視3D打印研發主體的專利創造與申請策略，以獲得高價值專利為專利創造的導向，關注相關技術標準制、修訂，同時，不斷提升中國3D打印產業自主創新能力，將標準必要專利的數量作為衡量產業專利質量的參考因素，制定并實施專利與技術標準協同戰略。

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TheStrategicEvaluationandDrivingCountermeasuresforChina’s3DPrintingPatentIndustrialization——APositivisticCaseStudyBasedonSWOTAnalysis

Liu Xin

(School of Public Affairs& Law,Southwest Jiaotong University,Chengdu 611756,China)

In the background of emerging technology management and patent industrialization，3D printing has its special value to be researched.This research is focused on finding out and evaluating the opportunities and obstacles factors of China’s 3D printing patent industrialization and proposing effective driving strategies for the industry.Combining with enterprise case study and expert consultant，this research expands the application of qualitative and quantitative SWOT model to the area of patent industrialization evaluation thus to enrich the connotation of SWOT model.We find that the status quo of China’s 3D printing industry should undertake WO strategy which means a relatively conservative way with adjustment considering its internal and external environment.Regarding the suggested strategy，several driving countermeasures like building up patent stereo-portfolio protection strategy，cultivating the ability of universities’ patent industrialization and promoting the construction of technical standard and IP risks prevention-control mechanism for 3D printing industry development in China have been proposed.

3D printing；Patent industrialization；SWOT；Driving countermeasure

國家社會科學基金項目“基于專利分析的新興產業與技術族群關聯機制及其實現模式研究”(15BGL037)，四川省社會科學規劃項目青年基金“基于專利的四川省3D打印技術產業化機會識別與驅動策略研究”(SC17C063)。

2017-04-28

劉鑫(1988-)，男，陜西寶雞人，西南交通大學公共管理與政法學院講師，博士；研究方向：知識產權管理與科技創新政策。

G301；G306

A

(責任編輯 劉傳忠)