基于專利分析的中國電梯產業比較研究

余 萍,吳 靜

(江蘇省科學技術情報研究所,江蘇 南京 210042)

0 引言

改革開放以來,中國電梯產業經過30多年的快速發展,已進入成熟期[1],成為全球電梯產量、出口量、保有量最多的國家。中國電梯產業的技術水平與產品質量同步提升。電梯產業的快速發展與成長,部分得益于經濟全球化和中國城鎮化的不斷推進,更得益于產業技術創新帶來的強大驅動力。

作為傳統裝備制造中的重要組成部分,國內關于電梯產業的文獻研究尤其是專利信息研究十分有限。李向陽等[2]綜述了中國電梯產業發展的3次重大技術創新,即驅動控制技術從交流調壓調速升級為交流變壓變頻調速控制、無機房電梯從單一企業產品上升至整個產業創新平臺、電梯產業與物聯網技術的深度融合。張東平等[3]在分析重慶電梯制造業現狀的基礎上,結合產業特點,提出了從加強宣傳、加大培訓、深化合作、整合資源等方面提高重慶電梯制造企業的市場競爭力。陳菁[4]在分析了歐盟電梯安全技術法規與標準發展趨勢后,指出歐盟電梯標準已涉及各類電梯的設計與制造、安裝、維護及使用的標準系統,電梯的安全性、可持續性和連通性是今后一段時間內歐盟電梯標準工作最重要的3個方面。這些極少的研究中不僅缺乏對中國電梯產業整體發展的把握和分析,也缺乏對最新技術態勢的研究。

本文對近10年國內電梯產業進行專利分析,從專利申請趨勢、技術分布和區域競爭態勢等角度,挖掘我國電梯產業發展的技術熱點和未來發展方向,以期為我國電梯行業發展提供信息支撐。

1 電梯產業發展現狀

在當前經濟大環境和房地產市場背景下,疊加原料和用工成本的上升,中國電梯行業正面臨著嚴峻挑戰。電梯行業在一定程度上發展受限,企業利潤空間被壓縮。國家統計局統計數據顯示,截至2023年10月,全國電梯、自動扶梯及升降機產量累計為127.9萬臺,相比2022年同期的120.0萬臺,增長近8萬臺,同比增長6.18%。與前幾年迅猛發展的態勢相比,中國電梯產業發展增速開始下降。

1.1 政策環境

近年來,國務院出臺了一系列穩定房地產的優化政策。安徽省發改委發文支持住房公積金用于租賃住房、加裝電梯和自住住房改造。廣東、福建、江西等地在“十四五”節能減排實施方案中均明確提到,要推進重點用能設備節能增效或實施公共機構既有建筑如電梯等設備設施的節能改造。上海提出了加強設施適老化與無障礙改造,加快建設過街天橋無障礙電梯等建設,推進既有多層住宅加裝電梯工作等政策文件。

1.2 電梯產業鏈

我國電梯產品主要有升降梯(垂直電梯)、自動扶梯以及自動人行道等3種類型。完整的電梯產品主要由機械系統和電氣系統組成,其中:機械系統包括曳引驅動系統、轎廂和門機系統、重量平衡系統、導向系統、機械安全保護系統;電氣系統包括電力拖動系統、電氣控制系統、電氣安全保護系統,如圖1所示。

圖1 電梯技術分類

1.3 行業發展格局

國內電梯行業聚集效應明顯,電梯整機及零部件的制造基地主要集中在長三角、珠三角和京津冀地區。目前,除高端電梯外,其余電梯零部件已基本實現國產化。江蘇蘇州、浙江湖州、廣東中山是我國三大電梯制造業集群產業基地,發展各具特色,規模均超百億元大關[5-6]。蘇州吳江的產業規模全國領先,集群企業技術創新能力突出,這2年成功引進了多家電梯整機企業,部分整機企業總部直接遷入吳江,帶動了相關配套企業同步快速發展。浙江湖州已形成以整機制造業為龍頭,電梯配套件、安裝、維保、物流為配套的完整產業鏈。蘇州與湖州目前正在協同推進長三角智能物流裝備先進制造業集群創建。中山是國內首個產值超百億元的電梯生產基地,區內集聚蒂升電梯、日本三菱等行業巨頭,建有國家級電梯檢測平臺。

2 電梯產業專利分析

2.1 數據來源及設計依據

本文專利數據來源于incoPat專利數據庫,該數據庫收錄全球120個國家或地區自1782年以來的1億余件專利數據。由于專利申請存在18個月不等的公開滯后,因此,本文以 2013—2022 年近10年的相關專利申請量為分析對象。

本文以電梯產業為研究對象,結合“電梯”的同義詞、下位詞等,制定檢索策略為:TIAB=(電梯 OR 自動扶梯 OR 自動人行道) AND AD=[2013 TO 2022] NOT IPC=(A61 OR B08 OR E04 OR F24 OR G06Q OR E02 OR G09 OR F21 OR A47 OR A01 OR A63 OR A41 OR G03 OR A45 OR A62 OR C10 OR A42 OR A44 OR B44 OR A43 OR B43 OR D06 OR F42 OR D03 OR C12 OR B42 OR A21 OR B41 OR B09 OR E21)。檢索范圍為國內,檢索結果如下:數據庫中電梯技術專利共87 177件,其中,中國大陸發明申請26 933件,發明授權10 252件,實用新型47 690件。具體分析過程中涉及申請人或者技術領域等,可通過進一步疊加限定范圍,得到合適的專利范圍分析結果。

2.2 專利申請趨勢

專利申請量作為技術發展應用的重要指標,反映各創新主體對知識產權的保護需求。電梯作為一項發展已較為成熟的技術,專利申請量及公開量基本保持穩步增長態勢,2019年出現波動,2020年企穩向好,但申請量在2021年又有下降,如圖2所示。其中,2022年專利申請量有所回落的一個原因是專利申請公開存在18個月不等的滯后性,即2022年申請的部分專利至今還未公開。說明該領域仍然是大家關注的焦點,持續的發展將提高我國申請人在電梯技術領域的競爭實力。

圖2 國內專利申請及公開趨勢

2.3 區域分析

就區域競爭力來說,申請排名前5的省市依次是江蘇、浙江、廣東、上海和山東。其中:江蘇專利申請18 255件,占中國專利申請的21%;浙江專利申請12 368件,占中國專利申請的14%;廣東專利申請11 981件,占中國專利申請的14%。三省在該領域專利數量遙遙領先,是最具有競爭實力的地區,這與三省的企業比較集中有關。

江蘇省在電梯產業的專利保護主要集中在:B66B11/02(轎廂(控制出入轎廂的門、廳門或其他裝置入B66B13/00)),B66B5/02(在不正常運行狀態時響應的),B66B11/04(驅動機構),B66B7/02(導軌,導向件),在這幾個技術方向的專利申請量均高于其他省份。廣東省在電梯產業的專利保護主要集中在:B66B5/00(升降機中檢測、故障糾正或安全裝置的應用),B66B1/34(零件),在這兩個技術領域專利數量高于其他省份,具有競爭優勢。浙江省也對B66B5/00和B66B11/02這兩個技術領域關注度較高,有一定的專利申請量(見圖3)。

圖3 TOP10省市主要技術領域專利分布

2.4 主要技術領域

主要省份在各電梯零部件制造領域的專利分布情況,如圖4所示,橫坐標表示技術領域,縱坐標表示省份,圓圈大小表示專利數量。可以看出,我國電梯技術領域專利主要集中在電梯導軌、電梯控制、電梯轎廂、電梯系統、電梯電纜這5個方面。其中,江蘇省在電梯導軌、電梯轎廂、電梯電纜這3個領域占據領先地位,廣東省在電梯控制領域占據優勢,浙江省的強項是電梯系統方面。

圖4 電梯技術聚類主題省市分布

2.5 技術熱點

通過IPC分類號可以進一步細分發現技術的集中點,從而更加深入了解我國電梯技術領域的研究熱點。從電梯專利申請中的技術類別分布來看,B66B5/00(升降機中檢測、故障糾正或安全裝置的應用)和B66B11/02(轎廂(控制出入轎廂的門、廳門或其他裝置入B66B13/00)是目前電梯技術領域最主要的兩類技術分類,分別占專利總數量的19.47%和14.94%,如表1所示。其次是B66B5/02(在不正常運行狀態時響應的)、B66B1/34(零件)、B66B11/04(驅動機構)、B66B7/02(導軌;導向件),分別占專利總數量的8.92%、8.24%、5.82%、5.30%。B66B13/30(廂門或廳門的結構特征)、B66B5/28(用于轎廂、罐籠或箕斗的緩沖停止器)、B66B11/00(在樓房、其他建筑物內或與之配合的電梯的主要部件)、B66B3/00(用于顯示或以信號表示升降機運行狀況的裝置的應用)這4個技術領域分布相對較少,專利數量分別為3 000多件,共占電梯專利申請總數量的16.27%。這表明國內電梯技術的研究主要聚焦于升降機、轎廂、廳門、安全保護系統、驅動機構、導向系統等技術領域。

表1 國內電梯領域專利數量前10的熱點技術

2.6 主要申請人

作為一項發展相對比較成熟的技術,企業是電梯技術領域主要的創新力量,對申請人進行分析從而更加深入了解該領域整體競爭態勢。國內專利申請數量排名前 10 的申請人中有9家均為外企或者中外合資企業,僅有1家為國企控股企業,其中日企有5家,如圖5所示。可以看出電梯整梯領域對于技術水平要求更高,國外企業處于領先地位,其中日本在該領域擁有絕對的技術優勢,而國內企業研發方向以電梯零部件制造為主。該領域全國專利類型中實用新型占比54.7%,而排名前 10 申請人的專利類型主要為發明專利,除了西繼迅達(許昌)電梯有限公司和廣州廣日電梯工業有限公司實用新型占比較大。可以看出,國外傳統高科技公司科研水平較高,研發能力更強,專利布局數量大范圍廣質量高,新型的中小微企業在專利申請數量上不占優勢。

圖5 電梯產業國內主要專利申請人分析

3 電梯產業高質量發展的建議

當前,正是經濟持續恢復向好、產業轉型升級的關鍵時期,針對當前環境下中國電梯產業高質量發展存在的問題及突破方向,本文提出以下幾點建議。

(1)發展方向方面,搶抓電梯產業新藍海。當前,隨著城市化進程加快,軌道交通、公共設施建設等城鎮基礎設施建設力度加強,對電梯的市場需求也隨之增長;國家全面推進城鎮老舊小區改造、舊樓加裝電梯也為電梯產業帶來了新的契機。從市場需求的角度來看,電梯維保將是一個新的發展方向。國內電梯行業80%以上的收入來源于新機銷售與安裝,舊機的維修保養收入不足20%,電梯維保既是電梯制造企業的責任,也是難得的發展機遇。

(2)產業布局方面,強化科技創新拉長產業鏈。加快實現從一個配件到一個產業鏈條轉變,這種轉變不是要求企業做大做全,而是在產品上做專做強,告別單打獨斗,在國內國際雙循環中找到自身“差異化發展”的方向。鼓勵中小企業走“專業化、精細化、特色化和創新型”的發展道路。

(3)生產方式方面,以數改智轉為契機,從傳統的人工制造為主向智能制造轉變。建議開啟智能化發展步伐,提前謀劃機器人替代、機器手代替手、設備網絡化等智能項目建設。這一方面,可以實現工廠的降本增效;另一方面,也在倒逼普通工人向技術人才轉變。

(4)發展戰略方面,從重視知識產權到知識產權和標準建設并重轉變。制定標準可以幫助企業樹立行業領導品牌的形象,可以為企業保護自我發展爭取到一個很好的壁壘。建立引導企業設置標準化組織機構,有計劃地培養專職的標準化管理人員,鼓勵企業主動參與國家、地方和行業電梯標準制定工作。

4 結語

本文從電梯的產業現狀和發展格局入手,從專利角度分析我國電梯產業的專利申請趨勢、區域發展情況、主要技術領域、主要申請人等,得出以下結論:

我國的電梯發展經過前30多年的快速發展,目前發展速度放緩,正面臨著新的結構調整與產業升級;國內電梯技術的研究主要聚焦于升降機、轎廂、廳門、安全保護系統、驅動機構、導向系統等技術領域;江蘇、浙江、廣東在電梯產業發展和專利布局方面都走在全國前列,其中,江蘇電梯企業在轎廂、驅動機構和導軌、導向件等技術領域專利布局優勢明顯,浙江和廣東均在升降機中檢測、故障糾正或安全裝置的應用方面作了較全面專利布局;從創新主體來看,日本企業在我國電梯產業中擁有絕對技術優勢,國內大部分電梯企業仍以零部件的研發制造為主。中國電梯產業的健康有序發展,需要加強對整個行業形勢的分析判斷,需要搶抓市場機遇,更需要及時調整產業布局、生產方式和發展策略。