基于專利文獻(xiàn)分析的貴州省智能制造產(chǎn)業(yè)研究＊

陳 寧，代玉潔，陳 琳，李嘯浪

（1.貴州省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550004；2.貴州省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院，貴州 貴陽(yáng) 550004）

“十三五”是貴州省新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期，也是打造產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期[1]。目前，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)正在引發(fā)新一輪科技革命，推動(dòng)人類社會(huì)逐步步入智能化時(shí)代。隨著國(guó)家大數(shù)據(jù)綜合試驗(yàn)區(qū)落地貴州，貴州省智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，諸如黎陽(yáng)航空、航天電器、航天云網(wǎng)等智能制造企業(yè)的快速發(fā)展，為貴州省發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)提供了較好的基礎(chǔ)，如何做大做強(qiáng)智能制造產(chǎn)業(yè)成為貴州省目前所面臨的主要問(wèn)題[2-3]。

1 國(guó)內(nèi)外智能制造發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2008 年金融危機(jī)以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，并把智能制造作為未來(lái)制造業(yè)的主攻方向，給予一系列的政策支持，以搶占國(guó)際制造業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。2015-05，我國(guó)發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，同樣指出要以推進(jìn)智能制造為主攻方向，構(gòu)建以智能制造為重點(diǎn)的新型制造體系。可以認(rèn)為，智能制造是引領(lǐng)第三次工業(yè)革命浪潮的核心動(dòng)力，智能制造所涵蓋的相關(guān)產(chǎn)業(yè)將成為未來(lái)世界工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[4-7]。

為了貫徹落實(shí)《中國(guó)制造2015》，牢牢把智能制造這一主攻方向，工信部聯(lián)合相關(guān)部門組織實(shí)施了智能制造工程，著力完善智能制造頂層設(shè)計(jì)，注重部門協(xié)同和上下聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮企業(yè)主體作用。經(jīng)過(guò)不斷努力，我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)得到較快增長(zhǎng)，2017 年，中國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規(guī)模將近15 000億元。

2 貴州省智能制造發(fā)展優(yōu)勢(shì)

近年來(lái)，貴州省借力大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)，2017 年，貴州數(shù)字經(jīng)濟(jì)增速37.2%，位列全國(guó)第一。貴州省發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)有以下優(yōu)勢(shì)。

2.1 交通網(wǎng)絡(luò)便捷

貴州是西南五省區(qū)中唯一與其他四省市都相鄰的省份。貴陽(yáng)引領(lǐng)的黔中經(jīng)濟(jì)區(qū)，北鄰成渝，東近長(zhǎng)株潭，南靠北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)，西接環(huán)東盟經(jīng)濟(jì)區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出，堪稱中國(guó)西部的“十字路口”。

2.2 人才資源聚集

貴州是中國(guó)首個(gè)大數(shù)據(jù)綜合建設(shè)試驗(yàn)區(qū)，貴陽(yáng)有大學(xué)城、清鎮(zhèn)職教城等科教和創(chuàng)新資源集中區(qū)域，這些區(qū)域能為全省制造產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高端技能人才。

2.3 投資成本低廉

無(wú)論土地成本、人工成本、用電成本，貴州省較全國(guó)都有優(yōu)勢(shì)。貴州能源資源富集，是“西電東送”的起源，電力水火并濟(jì)，能為全省智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展等提供穩(wěn)定可靠的能源支撐。

2.4 平臺(tái)基礎(chǔ)扎實(shí)

國(guó)家大數(shù)據(jù)綜合試驗(yàn)區(qū)落地貴州，積極開展系統(tǒng)性試驗(yàn)，培育新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展勢(shì)頭。貴州省智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立將引導(dǎo)聯(lián)盟成員間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享、抱團(tuán)發(fā)展、互利共贏，對(duì)全省智能制造工作具有重要推動(dòng)作用。另外，涌現(xiàn)出如黎陽(yáng)航空、航天電器、航天云網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)智能制造企業(yè)，這些優(yōu)勢(shì)企業(yè)將在智能制造發(fā)展中起帶頭示范作用。

3 智能制造產(chǎn)業(yè)鏈分解

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

本研究將從智能制造工業(yè)互聯(lián)與物聯(lián)網(wǎng)（上游）、智能制造支撐關(guān)鍵技術(shù)、軟件與設(shè)備（中游）、智能制造集成服務(wù)（下游）三個(gè)大環(huán)節(jié)分析對(duì)智能制造產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行分解，采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法，通過(guò)大為專利數(shù)據(jù)庫(kù)、智立方數(shù)據(jù)庫(kù)，提取收集關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)、實(shí)用技術(shù)、基礎(chǔ)研究等技術(shù)并進(jìn)行分類、匯總和分析，具體如表1 所示。

表1 智能制造產(chǎn)業(yè)鏈分解及關(guān)鍵技術(shù)、軟件及設(shè)備

4 智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)遴選及分析

4.1 智能制造上游專利分析

本文數(shù)據(jù)分析來(lái)自INNOJOY 專利搜索引擎，對(duì)名稱或摘要含有相關(guān)關(guān)鍵詞的專利進(jìn)行了檢索，數(shù)據(jù)檢索日期截至2018-07，經(jīng)過(guò)檢索去噪去重，共找到相關(guān)專利申請(qǐng)4 252 件（其中工業(yè)互聯(lián)2 647 件、物聯(lián)網(wǎng)1 605 件）。本文采用INNOJOY 專利在線分析系統(tǒng)和Excel 對(duì)這些專利申請(qǐng)的相關(guān)信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

4.1.1 專利申請(qǐng)類型

按專利申請(qǐng)類型分，發(fā)明專利2 513 件，占專利總數(shù)的59.10%；實(shí)用新型專利1 681 件；外觀設(shè)計(jì)專利51 件，占專利總數(shù)的1.20%；進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的發(fā)明專利的國(guó)際申請(qǐng)7 件，占專利總數(shù)的0.16%.

4.1.2 專利年度申請(qǐng)趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)于1988 年，共2 件且均為實(shí)用新型專利，一個(gè)是一種三用途塑料光纖傳感器，另外一種是自動(dòng)售糧機(jī)的智能化控制與計(jì)量裝置。1998—2000 年，年均申請(qǐng)量不超過(guò)2 件。2001—2010 年，申請(qǐng)量緩慢上升。2011—2014 年，申請(qǐng)量增長(zhǎng)速度加快。2015—2017 年，申請(qǐng)量井噴式增長(zhǎng)，其中2016 年申請(qǐng)量高達(dá)827 件，步入21 世紀(jì)后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造技術(shù)人才得以應(yīng)用，因此，基于智能制造技術(shù)的專利申請(qǐng)量逐年提高。基于2013 年德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”概念以及2014 年我國(guó)提出的“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略，智能制造技術(shù)廣泛受到重視，因此，基于智能制造技術(shù)的專利申請(qǐng)量劇增。2018 年的申請(qǐng)量數(shù)據(jù)可以不作考慮，因?yàn)閷＠麢z索截至2018-07，且專利通常在申請(qǐng)滿18個(gè)月才公開，2018 年申請(qǐng)的專利可能目前還沒(méi)有公開。智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)如圖1 所示。

4.1.3 專利地區(qū)分析

從與智能制造產(chǎn)業(yè)上游相關(guān)的專利申請(qǐng)地區(qū)分布來(lái)看，廣東在該領(lǐng)域申請(qǐng)專利647 件，占全國(guó)專利總量的15.22%，其次是江蘇和北京，分別是565 件和525 件，位于第二和第三。另外，浙江、上海、四川、山東、陜西、安徽、遼寧、湖北、河南和天津在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量也超過(guò)了100 件。貴州在這方面的專利申請(qǐng)有所欠缺，只有17 件，在全國(guó)排第25 位。智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)量Top20 的地區(qū)分布如圖2 所示。

圖1 智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)圖

圖2 智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)量Top20 的地區(qū)分布圖

4.1.4 主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分析

圍繞關(guān)鍵技術(shù)的專利申請(qǐng)，對(duì)智能制造上游發(fā)明專利擁有機(jī)構(gòu)進(jìn)行遴選，遴選指標(biāo)為擁有專利申請(qǐng)量10 件以上的機(jī)構(gòu)，共遴選到12 家機(jī)構(gòu)，如圖3 所示。可以看出，專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)主要分布在高校和科研院所，個(gè)人性質(zhì)的企業(yè)較少，其中，浙江大學(xué)在此領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量最多。

圖3 智能制造上游領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量Top10 機(jī)構(gòu)

4.2 智能制造中游專利分析

本文數(shù)據(jù)分析來(lái)自INNOJOY 專利搜索引擎，對(duì)名稱或摘要含有相關(guān)關(guān)鍵詞的專利進(jìn)行了檢索（檢索關(guān)鍵詞及表達(dá)式如表1 所示），數(shù)據(jù)檢索日期截至2018-07，經(jīng)過(guò)檢索去噪去重，共找到相關(guān)專利申請(qǐng)10 349 件。本文采用INNOJOY專利在線分析系統(tǒng)和Excel 對(duì)這些專利申請(qǐng)的相關(guān)信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

4.2.1 專利申請(qǐng)類型

國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利共有10 349 件，按專利申請(qǐng)類型分，發(fā)明專利6 368 件，占專利總數(shù)的61.53%；實(shí)用新型專利3 590 件，占專利總數(shù)的34.69%；外觀設(shè)計(jì)專利375 件，占專利總數(shù)的3.62%；進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的發(fā)明專利的國(guó)際申請(qǐng)16 件，占專利總數(shù)的0.15%.

4.2.2 專利年度申請(qǐng)趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)于1985 年，該專利主要發(fā)明了一種具有人工智能的功率因數(shù)補(bǔ)償控制器，可與電容屏配套成為功率因數(shù)（或無(wú)功功率）自動(dòng)補(bǔ)償及改善供電質(zhì)量的設(shè)備。2000 年以前，年均申請(qǐng)量不超過(guò)5件。2001—2010 年，申請(qǐng)量緩慢上升。2011—2014 年，申請(qǐng)量增長(zhǎng)速度加快。2015—2017 年，申請(qǐng)量井噴式增長(zhǎng)，其中2017 年申請(qǐng)量高，達(dá)3 025 件，分析原因，步入21 世紀(jì)后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造技術(shù)人才得以應(yīng)用，因此，基于智能制造技術(shù)的專利申請(qǐng)量逐年提高。基于2013 年德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”概念以及2014年我國(guó)提出的“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略，智能制造技術(shù)廣泛受到重視，因此，基于智能制造技術(shù)的專利申請(qǐng)量劇增。智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)如圖4 所示。

4.2.3 專利地區(qū)分析

從與智能制造產(chǎn)業(yè)中游相關(guān)的專利申請(qǐng)地區(qū)分布來(lái)看，廣東在該領(lǐng)域申請(qǐng)專利1 426件，占全國(guó)專利總量的13.78%，其次是江蘇和北京，分別是1 356 件和1 227 件，位于第二和第三。另外，浙江、上海、山東、安徽、遼寧、四川、湖北、天津、陜西、湖南、福建、重慶、河南、河北、廣西、黑龍江和吉林在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量也超過(guò)了100 件。貴州在這方面的專利申請(qǐng)有所欠缺，只有43 件，在全國(guó)排第25 位。智能制造產(chǎn)業(yè)上游專利申請(qǐng)量在百件以上的地區(qū)分布如圖5所示。

圖4 智能制造產(chǎn)業(yè)中游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)圖

圖5 智能制造產(chǎn)業(yè)中游專利申請(qǐng)量百件以上的地區(qū)分布圖

4.2.4 主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分析

圍繞關(guān)鍵技術(shù)的專利申請(qǐng)，對(duì)智能制造中游專利進(jìn)行遴選，遴選擁有專利申請(qǐng)量Top10 的10 家機(jī)構(gòu)，具體如圖6所示。可以看出，在智能制造中游領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)機(jī)構(gòu)主要是高校，但是北京百度網(wǎng)訊科技有限公司和旗下百度在線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司在此領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭。

4.3 智能制造下游專利分析

本文數(shù)據(jù)分析來(lái)自INNOJOY 專利搜索引擎，對(duì)名稱或摘要含有相關(guān)關(guān)鍵詞的專利進(jìn)行了檢索（檢索關(guān)鍵詞及表達(dá)式如表1 所示），數(shù)據(jù)檢索日期截至2018-07，經(jīng)過(guò)檢索去噪去重，共找到相關(guān)專利申請(qǐng)5 169 件。本文采用INNOJOY專利在線分析系統(tǒng)和Excel 對(duì)這些專利申請(qǐng)的相關(guān)信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

圖6 智能制造中游領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量Top10 機(jī)構(gòu)

4.3.1 專利申請(qǐng)類型

按專利申請(qǐng)類型分，發(fā)明專利4 160 件，占專利總數(shù)的80.5%；實(shí)用新型專利989 件，占專利總數(shù)19.1%；外觀設(shè)計(jì)專利20 件，占專利總數(shù)的0.4%.

4.3.2 專利年度申請(qǐng)趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)下游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)如圖7 所示。國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)下游專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)于1985 年，共1件為實(shí)用新型專利，是湖南株洲市職工大學(xué)申請(qǐng)的原木自動(dòng)測(cè)積儀。1985—2000 年，年均申請(qǐng)量為2.4 件。2001—2010年，申請(qǐng)量緩慢上升，年均申請(qǐng)量為5.78 件。2011—2017年，申請(qǐng)量增長(zhǎng)速度飛速加快，年均申請(qǐng)量達(dá)到641.6 件，其中2017 年申請(qǐng)量高達(dá)1 210 件。

分析原因?yàn)椋S著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的部署和落實(shí)，智能制造在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

圖7 智能制造產(chǎn)業(yè)下游專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)圖

4.3.3 專利地區(qū)分析

從與智能制造產(chǎn)業(yè)下游相關(guān)的專利申請(qǐng)地區(qū)分布來(lái)看，江蘇在該領(lǐng)域申請(qǐng)專利900 件，占全國(guó)專利總量的17.4%，其次是廣東和浙江，分別是815 件和435 件，位于第二和第三，占據(jù)全國(guó)專利總量分別為15.8%和8.4%.另外，上海、山東、北京、安徽、遼寧、天津、湖北、四川、河南、福建、湖南、河北和重慶在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量也超過(guò)了100 件。其中，貴州為23 件，在全國(guó)排第24 位。智能制造產(chǎn)業(yè)下游專利申請(qǐng)量的地區(qū)分布如圖8 所示。

4.3.4 主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分析

圍繞關(guān)鍵技術(shù)的專利申請(qǐng)，對(duì)智能制造下游專利進(jìn)行遴選，遴選擁有專利申請(qǐng)量Top10 的10 家機(jī)構(gòu)，具體如圖9所示。可以看出，在智能制造下游領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)機(jī)構(gòu)主要是企業(yè)，其中，大連運(yùn)明自動(dòng)化技術(shù)有限公司申請(qǐng)專利數(shù)最多。

圖8 智能制造產(chǎn)業(yè)下游專利申請(qǐng)量地區(qū)分布圖

圖9 智能制造下游領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量Top10 機(jī)構(gòu)

5 貴州省智能制造產(chǎn)業(yè)招商對(duì)策建議

5.1 營(yíng)造寬松政策環(huán)境，增強(qiáng)園區(qū)招商引力

圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)問(wèn)題、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的難點(diǎn)問(wèn)題、企業(yè)普遍反映的熱點(diǎn)問(wèn)題，在省市級(jí)層面上制定移動(dòng)智能終端產(chǎn)業(yè)的專門政策，明確扶持重點(diǎn)、強(qiáng)化政策引導(dǎo)、為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。

5.2 發(fā)展軍民融合制造，建立軍民協(xié)作體系

出臺(tái)和完善相關(guān)政策支持軍民融合引領(lǐng)智能制造產(chǎn)業(yè)，建立智能制造再制造的軍民協(xié)作體系，利用好全省基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)企業(yè)，依托軍工基地，引進(jìn)企業(yè)發(fā)展軍民融合式智能制造產(chǎn)業(yè)，根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、利益共享的原則，在做好保密工作的前提下，做到軍民兼容，互相轉(zhuǎn)化，將智能制造的軍事技術(shù)轉(zhuǎn)化用于民間。

5.3 積極培養(yǎng)引進(jìn)人才，促進(jìn)才創(chuàng)新發(fā)展

借鑒貴陽(yáng)市引進(jìn)大數(shù)據(jù)人才的做法，制訂出臺(tái)支持移動(dòng)智能終端產(chǎn)業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)的專項(xiàng)政策，吸引產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才、高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；開展政校企合作培養(yǎng)人才。定向?qū)I(yè)人才培養(yǎng)、校企合作開發(fā)課程、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐落地能力、培訓(xùn)員工理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)教室建設(shè)、留住本地人才、吸引外地人才等工作。

5.4 探索逆向物流體系，鼓勵(lì)發(fā)展智能再制造

按照“分散回收、集中配送、利用規(guī)范”的原則，積極推進(jìn)逆向物流體系建設(shè)。由于智能制造產(chǎn)業(yè)拆解后零件多，存在回收數(shù)據(jù)、時(shí)間、質(zhì)量等方面的不確定性，導(dǎo)致拆卸中心的貨源不確定，回收智能制造經(jīng)拆卸的零部件所具有的不確定性，導(dǎo)致智能制造再制造生產(chǎn)供應(yīng)的不確定性，這就需要建立與制造、回收、拆解相銜接的再制造管理制度，鼓勵(lì)有資質(zhì)的再制造企業(yè)對(duì)廢舊智能制造及零部件產(chǎn)品進(jìn)行回收和再制造，探索符合當(dāng)?shù)氐哪嫦蛭锪黧w系。