農機裝備產業鏈高質量發展研究
——基于信息化專利視角

王新迪， 唐 恒， 程 龍， 趙思遠

(1.南京工程學院，江蘇南京 211167； 2.江蘇大學，江蘇鎮江 212013)

伴隨著新一輪科技革命和產業變革，我國農機裝備產業發展正面臨百年未有之大變局。尤其在中美貿易摩擦、新冠肺炎疫情對全球產業鏈供應鏈造成的嚴重沖擊下，加速推進我國農機裝備產業鏈高質量發展已迫在眉睫。近年來，中央政治局會議、中央經濟工作會議以及中央財經委員會議均對進一步提升我國產業鏈現代化水平、打造現代產業體系提出了具體要求。《“十四五”全國農業機械化發展規劃》也明確指出：“著力補短板、強弱項、促協調，做大做強農業機械化產業群產業鏈，加快推進農業機械化向全程全面高質高效發展”。面對新形勢與新目標，總體而言，我國農機裝備在部分關鍵核心技術、重要零部件、材料方面仍然受制于人，制造工藝、重大裝備等與發達國家還有較大差距，部分高端機具主要依賴進口，農機裝備產業鏈高質量發展面臨嚴峻挑戰。尤其在世界農機強國普遍利用前期科學基礎、技術壁壘、標準制定話語權等主導了全球產業鏈供應鏈格局的背景下，后發國家改變已形成的全球產業鏈供應鏈格局具有較大難度。要解決我國農機工業“大而不強”的問題，推動農機裝備產業鏈實現自主可控發展，必須準確把握新發展形勢下的機遇與挑戰，基于我國現實國情，轉變發展思維。

信息技術具有很強的滲透、溢出、帶動和引領等效應，以信息化技術為核心的第四次工業革命被認為是推動農業工業化轉型的重要機遇，有助于推動實現可持續和智能的工業化農業[1]。同時，越來越多的研究調查了信息化技術在工業化國家和發展中國家農機裝備中的運用和影響[2]。部分學者認為，在巨大的客觀技術差距下，按部就班的“追趕策略”將導致我國農機創新體系建設“一步落后，步步落后”，在全球農機工業強國紛紛開展新一代農機創新體系建設的起跑時刻，打造以信息技術為核心承載的自主可控的農機創新體系，將為我國農機裝備制造業實現“彎道超車”提供可能[3]。與此同時，在2022年中央一號文件《“十四五”全國農業機械化發展規劃》等重要政策文件中均明確強調要促進信息技術與農機農藝融合應用。當前，我國農機裝備產業雖取得了長足發展，但在農機與信息技術融合發展方面還存在區域及結構發展不平衡、企業和農民認可度不高、基礎研究與關鍵技術研究薄弱、農機作業信息系統管理水平不高且缺乏統一標準等問題[4]。要把握信息化技術帶來的“彎道”趕超機遇，推進農機裝備制造的換代升級，盡快實現高端農機裝備技術的自主化和國產化[5]。為此，本研究擬圍繞信息化技術如何支撐我國農機裝備產業鏈高質量發展展開探索性研究。首先，在分析國內外相關研究實踐的基礎上，提出農機裝備產業鏈高質量發展的實施路徑，為信息化技術有機嵌入農機裝備產業鏈高質量發展提供理論框架支撐；其次，進一步基于專利大數據案例剖析，分析信息化技術在支撐我國農機裝備產業鏈高質量發展方面存在的關鍵問題；最后，結合問題分析，進而提出相應的應對建議，以此為我國推進農機裝備與信息化技術融合發展提供參考。

1 農機裝備產業鏈高質量發展的理論探討與實施路徑

1.1 農機裝備產業鏈高質量發展的理論探討

產業鏈高質量發展提出的背景在于，雙循環發展格局下，我國產業鏈供應鏈體系存在著諸多風險，主要表現為斷鏈風險多、外遷壓力大、自主可控能力弱、能源資源對外依存度高，以及產業發展環境亟待優化等問題[6]。為此，國家把產業鏈現代化和供應鏈安全問題放在重要的戰略位置。在此背景下，產業鏈供應鏈現代化的突出特征在于產業鏈內各個環節的回旋余地大，在產業鏈供應鏈的布局上兼具全球視野與本土深耕，具備完備的面向內循環體系下的本土產業鏈供應鏈布局體系[6]。首先，理論層面而言，產業鏈具有基于價值動因和創新的內部演進動力機制和基于環境的外部演進動力機制，風險的有效規避、技術創新知識和專業化分工協作是影響產業鏈演進動力的內部因素，產業鏈主體的區位分布、產業鏈的技術進步和產業政策則是影響產業鏈演進動力的外部因素[7]。其次，在實踐層面，圍繞產業鏈現代化和產業發展，盡管上至國家戰略、下至大企業與龍頭企業國家均提出了相關任務要求，但就實際發展來看，一是，在經濟規模體量、自主科技創新能力方面，我國與美國相比仍然處于劣勢地位，產業鏈供應鏈脆弱的不確定風險將長期存在[8]。早在2018年，美國時任總統特朗普簽署總統備忘錄，將對從中國進口的約600億美元商品大規模征收關稅，其中一項就包括農機裝備，并限制中國企業對美投資并購。二是，由于過去我國深度參與全球產業鏈供應鏈體系，在自主可控的本土創新網絡與創新鏈打造方面，支撐我國產業鏈供應鏈的技術鏈自主知識產權還很缺乏[6]。因此，制定促進和維護產業鏈創新鏈協同創新、保護產業鏈安全、維護產業鏈技術創新和商業模式創新等知識產權管理的基本原則、保護標準、法律法規、執法措施和爭端解決機制十分必要[9]。一項基于人工智能專利比較中美兩國創新水平的研究發現，雖然我國的專利在總量上已經超過美國成為全球第一，但專利國際化水平不高，專利合作條約(patent cooperation treaty，PCT)專利數量遠遠落后于美國；專利分布也不太合理，主要集中在應用層，基礎層和技術層存在短板；而美國人工智能相關專利國際化水平高、分布合理，基礎層發展扎實，技術層發展平穩，基礎層和技術層的基礎研發能力可以支撐應用層的長期發展[10]。三是，從政府政策到微觀企業層面我國尚存在與自主創新相兼容的體制機制障礙問題[8]。比如，農機裝備網絡協同制造模式服務元素嵌入不足、協同效率低，導致我國農機裝備的國際比較優勢不強[11]。

綜合上述理論與實踐發展現狀分析，本研究認為，要實現產業鏈高質量發展，風險、知識產權與體制機制是其中的關鍵影響要素。尤其在上述因素當中，知識產權具備技術、經濟與法律多維屬性，其在信息導航以及支撐創新驅動制造業轉型發展中具備先天制度優勢。在推動產業鏈高質量發展方面，知識產權因素能夠有機銜接與支撐產業鏈發展過程中的風險治理與體制機制建設，是農機裝備產業鏈高質量發展的關鍵一環。

1.2 農機裝備產業鏈高質量發展的實施路徑

基于農機裝備產業鏈高質量發展的理論探討，本研究從風險治理、知識產權治理與平臺治理3個方面構建了我國農機裝備產業鏈高質量發展的實施路徑。

1.2.1 風險識別與治理 風險控制是決定農機裝備產業鏈自主可控發展的關鍵所在，是農機裝備產業鏈高質量發展的基礎。產業鏈供應鏈具有動態化、多樣化、網絡化、復雜性等特點，有效的風險分析與識別能夠辨明農機裝備產業鏈供應鏈現代化建設的主要矛盾點與發力點，發現產業鏈供應鏈中的長板弱項，產業優勢基礎、驅動力量差異，進而開展針對性的防控治理。基于我國農機裝備產業鏈發展理論與實踐現狀及需求，風險識別與治理環節應重點把握“兩個意識”和“一個核心”。對于“兩個意識”，一是我國應繼續秉持國際視野，強化憂患意識，及時準確掌握全球農機裝備產業鏈發展的最新動態，識別我國農機裝備產業鏈高質量發展可能面臨的各類外部風險點，為我國農機裝備產業資源投入、技術研發、知識產權布局以及市場開拓等提供方向性指引，做到有備無患。二是考慮本土市場的互動效應、市場規模的誘致效應、本土市場規模的終端需求效應會對本土產業升級產生更重要的積極影響[12]。我國應強化以我為主，以本土要素結構、需求規模為基礎，根據本土農耕特點，開展精準風險分析識別研究，并基于風險點精準研發適合本土市場需求的關鍵技術，而非一味地瞄準全球技術前沿。同時，要充分利用“四化”“大智移云”等新一輪信息化技術革命，找準時機，彎道超車。對于“一個核心”，面對既有全球農機裝備產業鏈發展格局以及新一輪信息化技術主導下的全球農機裝備產業鏈價值鏈重塑過程，應深刻把握產業鏈供應鏈與創新鏈的平衡發展在產業鏈高質量發展中的核心作用，認識創新鏈的現代化是產業鏈供應鏈現代化的關鍵支撐，將創新鏈打造成為風險治理關鍵抓手。

1.2.2 高價值專利培育與布局 知識產權制度是激勵創新、提升產業鏈韌性的重要基礎[13]。而從風險識別與治理角度看，無論是從國內外風險的來源還是風險的防控，知識產權都是其中的重要因素。知識產權在平衡產業鏈供應鏈與創新鏈進而提升產業鏈發展韌性、加速產業價值鏈攀升方面具備先天制度優勢，尤其高價值知識產權在優化產業鏈上價值鏈、企業鏈和創新鏈的對接機制以及強化產業鏈上下游之間的成本分擔和利益共享方面具有重要影響[14-16]。為打造我國農機裝備產業鏈供應鏈的核心競爭優勢，我國需要借助知識產權制度優勢強化高價值專利的培育與布局，實現對農機裝備產業鏈關鍵環節、關鍵鏈條的控制力、影響力。對于高價值專利培育與布局，應重點把握3點，一是要充分借助計算機技術以及大數據導航優勢，基于專利、論文、圖書、項目、行業報告等多元信息，通過動態監視、萃取與分析技術、市場、人才等多元信息，開展關鍵技術識別研究，探索“卡脖子”技術短板甄選機制。二是要結合技術研發的重點方向，重點開展相關技術主題下區域農機裝備產業專利布局分析，明晰知識產權資源布局現狀。三是要發揮農機裝備產業鏈龍頭企業引領作用，通過強化高質量開放式創新，組建專利聯盟、專利池，實施專利開放許可等舉措，帶動技術在產業鏈的擴散發展，激發產業鏈上下游關聯領域的高價值專利申請。

1.2.3 協同平臺體系搭建 在復雜而嚴峻的國內外形勢下，我國農機裝備科技創新已經進入由改造仿制到自主創新的快速轉型期。在現有產業鏈發展基礎下，要攻破產業鏈短板弱項，應發揮新型舉國體制的優勢，強化多方協同，搭建“產學研用金”多方機構深度融合的農機裝備產業鏈發展新生態。應以企業為主體，以產業合作聯盟為依托，以市場化應用為導向，搭建各具特色的農機裝備產業鏈協同平臺，實現學科、技術、人才、數據、信息等各類資源在平臺有組織地流動與整合，為我國農機裝備產業鏈高質量發展提供堅實的體制機制保障。對于協同平臺體系搭建，應重點把握3個方面內容，一是，依據產業鏈不同環節發展目標，協同平臺體系可從協同創新平臺、協同制造平臺與協同管理服務平臺3個方面重點搭建。其中，協同創新平臺是基礎，是加速產業鏈創新知識共享與整合、連接產業鏈與創新鏈的重要載體；協同制造平臺是核心，是產業鏈創新知識轉化與價值實現的重要橋梁；而協同管理服務平臺是關鍵支撐，是保障協同創新平臺與協同制造平臺有效運作，并推動實現產業鏈創新價值增值的關鍵一環。二是，在各類協同平臺搭建過程中，要充分利用新一代信息技術在各類協同平臺運行過程中知識共享、技術共享、資源共享、信息共享等方面的優勢，不斷提升協同平臺在關聯農機裝備產業鏈不同鏈條之間的作用。三是，要充分認識知識產權大數據在知識、技術、人才、市場等集成信息導航方面的重要作用，將知識產權創造、運用、管理、保護與服務全鏈條有機融入到協同創新平臺、協同制造平臺與協同管理服務平臺打造過程當中，實現以知識產權保護為關鍵主線的農機裝備產業鏈協同高質量發展之路。

2 農機裝備產業鏈高質量發展：基于農機信息化專利的大數據分析

從上文分析可知，信息化技術與農機裝備產業鏈高質量發展的各關鍵實施環節均存在密切關聯，同時，知識產權治理在協同其他環節進而推動農機裝備產業鏈高質量發展方面具有關鍵性作用。為此，本研究進一步以農機裝備信息化專利為核心載體，運用大數據分析方法深入探究了信息化技術在支撐我國農機裝備產業鏈高質量發展方面的狀況。

2.1 數據采集與描述性統計分析

戰略性新興產業是引領國家未來發展的重要力量，是重大突破性技術的主要載體，是信息化技術支撐我國農機裝備產業鏈高質量發展的重要孵化器。為此，本研究選取戰略性新興產業作為農機裝備信息化專利大數據分析的主要載體，將《國際專利分類與國民經濟行業分類參照關系表(2018)》和《戰略性新興產業分類與國際專利分類參照關系表(2021)(試行)》作為核心檢索工具，提取了農機裝備信息化專利數據，并以專利數據為核心挖掘重要的關聯信息，通過重點考察高價值專利、頭部企業與頂尖科技人才布局，就我國農機裝備產業鏈高質量發展狀況進行剖析。為強化可對比性，本研究共篩選了包括中國、美國、日本、歐盟(德國)4個地區共39 780件農機裝備信息化專利申請數據(剔除外觀設計專利申請)，具體數據統計見表1。

在全球農機裝備信息化專利申請數量方面，中國占比最高，達25.42%；其次是日本、美國和歐盟(德國)，分別占比19.54%、18.11%和9.56%。進一步結合表1可知，在新一代信息技術產業(1)內部布局結構方面，國內外存在顯著差異。我國布局較多的領域集中在電子核心產業(1.2)，新興軟件和新型信息技術服務(1.3)專利布局也已具備一定規模，而在下一代信息網絡產業(1.1)、人工智能(1.5)與互聯網與云計算、大數據服務(1.4)3類戰略性新興產業專利布局與美國仍存在一定差距，尤其是人工智能產業差距顯著。在專利布局的關聯類型方面，除人工智能產業與互聯網與云計算、大數據服務產業外，我國新一代信息技術產業內其他二層分類產業的外部關聯專利占比均展現出一定優勢，反映出目前我國農機裝備在信息化專利技術布局方面較為重視與其他關聯產業的協同，農機裝備產業鏈的創新生態在不斷優化。

2.2 農機裝備信息化專利大數據結構化分析

2.2.1 國際視角下的農機裝備信息化專利布局分析 在表1描述性統計的基礎上，圖1～圖4分別就中國、美國、日本和歐盟(德國)(簡稱“歐德”)農機裝備信息化專利技術的具體關聯結構展開對比分析。從圖中可知，其一，不同國家農機裝備信息化專利技術布局在新一代信息技術產業內部(即戰略性新興產業1.1～1.5之間)以及新一代信息技術產業內外部(即戰略性新興產業1～9之間)均存在復雜的關聯關系，表明農機裝備信息化專利技術發展具備較強的產業融合及基礎共性技術特征，在技術研發與專利布局過程中需要密切關注技術本身的協同性要求，為未來技術的多領域市場化應用奠定堅實保障。

其二，不同國家農機裝備信息化專利技術布局內、外部關聯結構存在一定差異。從表2和表3來看，在內部關聯結構方面，考慮下一代信息網絡產業(1.1)的基礎性，中國、美國、日本和歐德之間的差異不是很明顯，戰略性新興產業1.2～1.5與1.1之間的關聯專利布局均較多。尤其，各國聚焦1.1與1.4、1.5之間的內部關聯專利布局最多，且其中美國顯現出一定優勢，其在下一代信息網絡產業與人工智能以及與互聯網與云計算、大數據服務方面均布局了相當數量的專利。

在外部關聯結構方面，橫向比較發現，中國、美國、日本和歐德4個國家和地區農機裝備信息化專利均重點布局的產業技術領域包括智能制造裝備產業(2.1)、衛星及應用產業(2.3)、生物農業及相關產業(4.3)、其他生物業(4.5)、高效節能產業(7.1)、數字創意技術設備制造(8.1)和新技術與創新創業服務(9.1)。縱向比較發現，我國農機裝備信息化專利技術布局主要集中在生物農業及相關產業(4.3)、太陽能產業(6.3)、高效節能產業(7.1)、先進環保產業(7.2)、資源循環利用產業(7.3)和數字創意技術設備制造(8.1)6個產業技術領域，尤其是4.3和7.1這2個領域，優勢顯著。美國相關專利布局主要集中在航空裝備產業(2.2)、衛星及應用產業(2.3)、海洋工程裝備產業(2.5)、風能產業(6.2)、數字文化創意活動(8.2)、數字創意與融合服務(8.4)、新技術與創新創業服務(9.1)、其他相關服務(9.2)8個產業技術領域，尤其是2.3、2.5、8.4、9.1、9.2等5個產業技術領域，優勢顯著。日本相關專利布局主要集中在智能制造裝備產業(2.1)、先進鋼鐵材料(3.1)、先進有色金屬材料(3.2)、先進石化化工新材料(3.3)、先進無機非金屬材料(3.4)、前沿新材料(3.6)、生物質能產業(4.4)、新能源汽車裝置與配件制造(5.2)、智能電網產業(6.5)，尤其是2.1、3.2、3.3、3.4等4個產業技術領域，優勢顯著。歐盟(德國)相關專利布局主要集中在軌道交通裝備產業(2.4)、高性能纖維及制品和復合材料(3.5)、新材料相關服務(3.7)、生物醫藥產業(4.1)、生物醫學工程產業(4.2)、其他生物業(4.5)、新能源汽車整車制造(5.1)、新能源汽車相關設施制造(5.3)、新能源汽車相關服務(5.4)、核電產業(6.1)、生物質能及其他新能源產業(6.4)、設計服務(8.3)12個產業技術領域，尤其是4.1、4.2、4.5等3個產業技術領域，優勢顯著。進一步結合農機裝備產業技術創新特性來看，其一，從制造端到服務端，信息化專利技術布局與全球農機裝備產業鏈發展均密切關聯；其二，我國在節能環保產業領域建立了一定的比較優勢，但在戰略價值較高的基礎性行業，比如新材料技術(日本占據優勢)、新能源技術(歐德占據優勢)與信息化服務技術(美國占據優勢)領域，我國農機裝備信息化專利布局尚存在較大提升空間。

表2 國內外農機裝備信息化專利技術布局內部關聯分布

表3 國內外農機裝備信息化專利技術布局外部關聯分布

2.2.2 國內視角下的農機裝備產業龍頭企業發展分析 我國傳統農機企業小散弱，綜合實力與競爭力不強[17]。頭部企業發展是產業鏈高質量發展的關鍵，在引領產業鏈高質量協同創新、高價值專利申請布局以及產業鏈不同協同平臺搭建方面都具備重要影響。充分發揮本土龍頭企業在農機裝備產業鏈高質量發展中的作用，對于有效把握“兩個意識”和“一個核心”，打通我國農機裝備產業鏈高質量發展實施路徑具有重要意義。為此，本研究基于農機裝備信息化專利數據進一步匹配得到頭部企業(包括世界500強企業、中國500強企業、中國民營企業500強、中央企業、獨角獸和上市公司6類)數據，并重點從國內視角就我國農機裝備產業龍頭企業發展展開分析。

圖5展示了國內市場頭部企業的總體情況，從圖5可知，在全國層面頭部企業共7 260家，其中農機裝備相關頭部企業649家(8.94%)，與信息化相關的農機裝備頭部企業561家，占農機裝備頭部企業總量的86.44%，反映出農機裝備頭部企業對“信息化+農機”的整體關注度較高。在本土頭部企業擁有量方面，全國總體層面以及農機裝備、信息化農機裝備分別占比14.26%、16.33%和16.58%，占比均較低，國際龍頭企業占據主導地位，而本土龍頭企業在推動信息化農機裝備產業鏈高質量發展方面基礎還相對較弱。

圖6進一步展示了與信息化相關的本土農機裝備頭部企業的地區分布，從圖中可知，除了整體層面基礎較為薄弱以外，與信息化相關的本土農機裝備頭部企業的地區分布也較為不均衡，主要集中在沿海經濟較強的地區，廣東(20.44%)、北京(12.59%)、江蘇(10.22%)、浙江(10.04%)、山東(6.75%)、上海(5.29%)6個地區總占比達65.33%。

圖7和圖8以信息化相關的本土農機裝備頭部企業分布為基礎，進一步結合相應的高價值專利與頂尖科技人才(包括院士以及獲得國家科技獎、中國青年科技獎和中國專利獎的科技人員)布局展開對比分析。從圖中可知，相較頭部企業地區分布，頭部企業在頂尖科技人才以及高價值專利的地區分布方面更加不均衡。頂尖科技人才方面，北京(27.68%)、廣東(24.66%)、山東(6.13%)、浙江(5.78%)和湖南(5.24%)5個地區總占比達69.49%；而高價值專利分布方面，北京(55.92%)和廣東(23.38%)2個地區的占比就達到了79.30%。

3 結論及討論

綜合上述分析結果可知，首先，無論是從國家全局角度還是在具體實施路徑層面，信息化技術對于我國農機裝備產業鏈高質量發展都具備重要的戰略與應用價值。信息化技術所帶來的顛覆式變革不僅能夠加速農機裝備實現技術升級，推動農機裝備向高性能、多功能和智能化發展，而且能夠有效支撐農機裝備在區域層面的智能化管理，實現農機裝備作業質量和效率的全面提升，從而為我國農機裝備產業鏈實現自主可控發展提供重大機遇。其次，結合現有的理論與實踐發展現狀分析發現，要實現產業鏈高質量發展，風險、知識產權與體制機制是關鍵影響要素，應從風險治理、知識產權治理與平臺治理3個方面系統構建我國農機裝備產業鏈高質量發展的實施路徑。第三，我國在農機裝備信息化專利總量方面占據一定優勢，且信息化專利技術布局較為重視與其他關聯產業的協同，農機裝備產業鏈的創新生態在不斷優化。第四，當前，我國在節能環保產業領域建立了一定的比較優勢，但在新材料技術、新能源技術與信息化服務技術等戰略價值較高的基礎性行業，我國農機裝備信息化專利布局尚存在較大提升空間。國際視角下的農機裝備信息化專利布局分析是指引我國農機裝備與信息化技術融合發展的重要技術手段，通過準確識別自身在農機裝備信息化專利技術布局方面的優勢與不足，有利于強化我國農機裝備產業鏈風險防控效率，進而開展針對性的高價值專利培育與布局，推動農機裝備產業鏈“補短板”與“鍛長板”，疏通我國農機裝備產業鏈高質量發展技術路線。第五，我國與信息化相關的本土農機裝備頭部企業還存在數量規模不高、數量結構不合理、高質量創新不足以及頂尖科技人才支撐不夠等突出問題，嚴重制約了其在農機裝備產業鏈高質量發展中引領性作用的發揮。新形勢下，必須充分認識信息化變革趨勢以及龍頭企業在深耕國內市場方面的優勢，基于農機裝備產業鏈高質量發展實施路徑，準確解析其發展不足，通過政府政策干預和集中發展策略，加速科技人才流動，提升其農機裝備相關信息化技術水平與高價值專利培育能力，撬動其在影響產業鏈發展方面的潛力，加速推動我國農機裝備產業鏈實現自主可控發展。