基于專利分析的南通市智能制造裝備創新發展路徑研究

摘要：文章統計分析了截至2023年12月31日的國內智能制造產業領域的近200萬條有效專利數據，剖析了南通智能制造裝備技術與產業的發展現狀，從技術創新能力和產業結構、企業創新和協同創新、專利運營實力、智能制造能力等方面對南通市智能制造裝備產業進行定位分析，并與蘇州、南京、佛山等對標地市的創新能力、產業結構、協同創新、專利運營管理、產業政策等進行對比分析，針對存在的問題提出產業創新發展的路徑。

關鍵詞：智能制造裝備；專利分析；創新發展；路徑研究；南通

中圖分類號：G306.3 文獻標志碼：A

0 引言

預計2025年，全球智能制造裝備行業市場規模有望達到1.4萬億美元，年復合增長率約8%。目前，全球智能制造裝備市場的主要消費地區包括亞太地區、歐洲和北美［1］，其中，亞太地區是全球最大的智能制造裝備市場，占據了市場的50%以上。2023年，我國智能制造裝備市場規模達到3.2萬億元，預計2024年市場規模將進一步增長至3.6萬億元。目前，我國智能制造裝備實現產業規模快速增長，但我國與發達國家相比存在差距，企業規模小、競爭力弱、產業基礎薄弱，缺乏行業內的支持等［2］。

《江蘇省智能制造發展指數報告（2022版）》［3］顯示，2022年全省“三級及以上”高成熟度規上企業占比提升，省內企業轉型升級成效明顯，南通處于第二梯隊。江蘇以高端化、智能化、綠色化、服務化、融合化為發展方向，致力于打造智能制造裝備產業集群，其中南京、蘇州、無錫、常州等地成效顯著。雖然南通智能制造裝備產業發展已經取得一定成績，但仍有產業整體集聚度還不高、產業鏈配套不完善、企業整體規模偏小、產品技術水平有待提升、智力支撐不足等問題。

1 數據檢索及處理

本文研究分析的對象為智能制造裝備產業，主要為南通市產業發展提供政策支持，產業技術分解主要依據2018版《戰略性新興產業分類》。選擇的智慧芽全球數據庫能夠滿足專利數據需求，“噪聲”數據在可控范圍之內。對研究對象采用“分總”的方式進行檢索，即先在二級分支的范圍內進行檢索，并以關鍵詞等相關檢索要素作為補充，考慮到僅采用關鍵詞進行檢索，數據量較大，為有效去除檢索結果所包含的“噪聲”，在檢索過程中還采用IPC分類號，利用分類號進一步限定檢索范圍，使檢索到的數據在全面的基礎上進一步準確。總體來說，檢索以關鍵詞表達為主，以分類號為輔，盡量做到檢索數據的全面準確。數據檢索截止時間為2023年12月31日。本文中，針對技術和專利技術首次申請國分析時對同族專利進行了合并統計；本文中，專利所屬的國家或地區是以專利申請的首次申請優先權國別來確定的；本文中，“有效”專利是指到檢索截止日為止，專利權處于有效狀態的專利申請。

2 南通市智能制造裝備產業定位分析

2.1 技術創新能力和產業結構定位

江蘇在智能制造裝備領域的整體技術創新能力強［4］，屬于全國第一梯隊，緊隨其后的是廣東、浙江、山東、安徽、河南等。南通市位列全國26位，在江蘇省內位列第6位，說明南通市智能制造裝備產業技術創新在全國屬于前列，但在省內只屬于中等水平。

各個省市和地市有各自側重點，南通智能制造裝備相關專利集中分布在機床及部件、連續搬運設備制造、變壓器、整流器和電感器制造等領域［5］，均屬于國內和省內熱點領域，和東莞、佛山、徐州類似。南通在江蘇省和全國范圍內都有相對優勢的領域，如深海石油鉆探設備制造，紡織專用設備制造，變壓器、整流器和電感器制造，金屬切削機床制造，建筑材料生產專用機械制造等；都有相對劣勢的領域，如增材制造裝備制造，礦山機械制造，其他農、林、牧、漁業機械制造，生產專用車輛制造，供應用儀器儀表制造等。

2.2 企業創新和協同創新定位

江蘇在智能制造裝備領域的整體技術創新能力強，屬于全國第一梯隊，協同創新水平僅次于北京，緊隨其后的是廣東、山東、浙江、上海，主要是因為江蘇的經濟和工業水平較高，科研院所資源豐富，更利于協同創新的推進，如圖1所示。

南通智能制造裝備產業共有創新主體4471家，其中企業4464家，高校科研院所7家；有專利的企業3731家、高新技術企業1827家、專精特新企業292家、上市企業27家，但是未有引領集聚效應的龍頭企業，企業整體創新實力還偏弱［6］。南通在江蘇省內的協同創新水平相對較高，但與南京相比還有較大差距，這和本地科研院所資源有很大關系，如表1所示。南通市企業創新主體分布在各個領域，其中，工業機器人制造，建筑材料生產專用機械制造，煉油、化工生產專用設備制造，紡織專用設備制造，金屬切削機床制造等領域企業分布較多。

2.3 專利運營實力定位

從圖2中可以看出，浙江、江蘇、廣東位列省市排名前3位。南通已經位列全國地市第33位，和協同創新一樣，已在30名之外，相比專利量排名全國第26位，專利運營還需加強。從表2中可以看出，南通在質押、海關備案的專利運營方面成效顯著，但在專利訴訟、專利保全、專利許可等方面弱勢明顯，是未來需重點關注的專利運營方向。南通沒有優勢明顯的運營領域。

2.4 南通市各縣市區智能制造能力定位分析

依據《智能制造水平評價指標體系及指數計算方法》（GB/T 42757—2023）［7］、《智能制造能力成熟度模型》（GB/T 39116—2020）［8］，結合南通市智能制造發展的實際情況，從供給能力、支撐能力、應用水平和綜合成效4個維度構建指標體系，對南通市不同縣市區智能制造發展情況進行了綜合評價。通過建立南通智能制造裝備企業成熟度得分模型，根據企業選項賦分并進行加權計算，得到單個企業的智能制造成熟度得分。

從表3中看出，南通智能制造裝備企業的智能制造成熟度仍處于二級規范級。從得分來看，海門區、南通市經濟技術開發區和崇川區明顯領先于其他區縣，已經快到第三等級，是南通市智能制造成熟度相對較高的區縣。從智能制造水平和智能制造裝備相關專利量排名來看，得分最高的海門區和南通市經濟技術開發區擁有的專利量反而是最少的，可見區域的智能制造裝備相關專利量和智能制造成熟度并沒有直接關聯。

3 南通市智能制造裝備產業對標地市分析

3.1 創新能力和產業結構對標

表4展現了對標地市專利類型分布，可以看出，蘇州、南京及佛山的實用新型和外觀專利均遠高于南通，其中蘇州是南通的數倍之多。從發明專利來看，南通的發明申請和授權量只比佛山高一點，相比蘇州和南京差距較大，南通智能制造裝備相關發明授權率僅次于南京，說明南通雖然在智能制造裝備產業領域創新能力整體不及其他3市，但發明專利質量還是處于較高水平。

經檢索分析，蘇州在智能制造裝備大部分細分領域都處于領先，即使不是第一，也和第一差距較小，反映蘇州在智能制造裝備產業結構上相對完善，沒有明顯的短板。相比之下，佛山在木竹材加工機械制造，食品、酒、飲料及茶生產專用設備制造兩個細分領域處于領先位置，南通只在石油鉆采專用設備制造領域取得領先，而南通在29個細分領域的專利量處于4個地市最低水平，說明南通智能制造裝備產業結構相比一線水平的蘇州、南京差距較大，即使是和南通相差不大的佛山，在產業結構上仍處于劣勢，尚未形成具有較強競爭力的特色產業結構。

3.2 創新實力和協同創新對標

從表5可以看出，南京無論是協同創新專利量還是占比都遙遙領先，這主要是由于南京豐富的科教資源決定的。相比之下，雖然南通協同創新專利量不多，但是協同創新專利占比僅次于南京，領先于佛山和蘇州，可見南通在智能制造裝備領域的協同創新頻率較低，但密度和成效較高，未來還需加大協同創新的力度，加快關鍵技術突破和產業化進程。

3.3 專利運營和管理能力對標

表6顯示，南通智能制造裝備產業整體運營次數低于其他3市，運營占比也遠低于南京和佛山，其中訴訟、轉讓、許可、質押、保全5方面均處于末位，反映南通相比其他3市的專利運營水平和成果均差距較大，應當重點對標佛山和南京做好專利運營工作。佛山專利授權率和期限屆滿占比最高，未繳年費、撤回和駁回專利占比最低，反映佛山專利質量整體較高且專利管理能力更好，南通除了撤回專利占比最高，其他均處于中庸水平，反映南通專利管理能力一般，應對標佛山學習專利管理經驗。

表7展現了對標地市智能制造裝備發明專利當前法律狀態分布，可以看出，佛山發明專利授權率最高、未繳年費失效的發明專利占比蘇州最高、實審中發明專利占比南京最高、撤回發明專利占比南通最高、發明專利期限屆滿占比佛山最高、主動放棄發明專利占比蘇州最高。相比之下，佛山發明專利授權率和期限屆滿占比最高，未繳年費和撤回發明專利占比最低，反映佛山專利質量整體較高且專利管理能力更好。南通除了撤回發明專利占比最高，其他均處于中庸水平，反映南通專利管理能力一般，應對標佛山學習專利管理經驗。

3.4 產業政策對標

南通主要是“十四五”規劃、智轉數改等關聯政策中提到重點發展高端裝備和智能裝備，最接近的政策是《南通市“十四五”制造業高質量發展規劃》，并未針對智能制造裝備或細分產業出臺規劃扶持政策；蘇州2018年就出臺了《關于加強智能制造生態體系建設的若干措施》，支持智能裝備和核心零部件研發和首購首試，之后相繼出臺了《關于加快推進先進制造業集群發展的實施意見》《蘇州市智能制造三年行動計劃（2020—2022年）》《關于推進制造業智能化改造和數字化轉型的若干措施》《蘇州市制造業智能化改造數字化轉型2023年實施方案》《加快建設制造強市行動方案》等一系列針對制造業和智能制造相關政策，相比南通的政策，更貼合智能制造裝備產業的發展；南京相比其他3市更早支持智能制造裝備產業發展，2016年就出臺了《南京市企業智能制造裝備升級實施方案》，之后制定了一系列相關政策，于2022年9月出臺《南京市打造千億級智能制造裝備創新型產業集群行動計劃》，是4市中唯一針對智能制造裝備產業的政策，從10個方面打造千億產業；佛山僅次于南京，出臺了《佛山市加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級實施方案》《促進佛山信息裝備先進制造業產業園發展扶持辦法》等一系列政策，相比南通更貼合智能制造裝備產業的發展。相比之下，4市的產業政策支持力度依次為南京、佛山、蘇州、南通，南通應汲取其他3市產業政策優勢，針對智能制造裝備或者細分領域出臺相關政策，聚焦性扶持產業發展。

4 南通市智能制造裝備產業發展路徑研究

4.1 產業結構優化路徑

4.1.1 強化產業鏈優勢

南通智能制造裝備產業各個細分領域都有涉及，其中紡織專用設備制造，變壓器、整流器和電感器制造，金屬切削機床制造，建筑材料生產專用機械制造，橡膠加工專用設備制造，液壓動力機械及元件制造，微特電機及組件制造等屬于南通智能制造裝備產業鏈優勢領域，企業和知識產權分布較廣，且產業化程度較高。南通應綜合運用政策、經濟等多方面資源手段（如科技、金融、人才、土地等），繼續引導中天科技、國盛智科、亞威變壓器、神馬電力、海安戎克紡織、振華重工等龍頭企業開展關鍵技術研發，通過研發創新、專利布局、技術合作等手段鞏固區域產業優勢，如紡織專用設備制造領域的津田駒工、必佳樂司、立達公司等。同時，加強布局產業鏈未來熱點領域，如工業機器人、工業自動控制系統裝置制造等，保持細分技術結構的比例，力爭形成具有產業特色和未來競爭力的智能制造裝備產業高地。

4.1.2 彌補產業鏈劣勢

增材制造裝備制造、生產專用車輛制造、供應用儀器儀表制造、機械化農業及園藝機具制造、服務消費機器人制造等領域相對薄弱，相比國內外差距較大。建議南通一方面通過政策引導和資金扶持，加強對該領域的技術研發和技術合作支持力度，加大對發明專利和國外專利授權的獎勵力度，尤其是增材制造裝備制造、礦山機械制造、機械化農業及園藝機具制造等關鍵熱點技術的專利；另一方面積極引進相關龍頭企業，針對細分領域分別考慮和國內外龍頭企業合作，比如增材制造裝備制造領域的惠普公司、精工公司、理光公司等，通過產業巨頭帶動產業鏈快速擴散，引導智能制造裝備產業向高效轉化、節能環保、低成本發展，同時以《南通市“十四五”制造業高質量發展規劃》為基礎，制定具備吸引力的招商政策，加快產業龍頭企業的引進和落地，從薄弱環節完善產業鏈，推進全產業鏈屬地化建設。

4.1.3 延伸產業鏈應用

智能制造裝備主要應用場景是制造業，且我國已經成為世界工廠，江蘇作為制造業大省，智能制造裝備應用前景廣泛。南通應緊抓產業和政策機遇，以《南通市制造業智能化改造和數字化轉型三年行動計劃（2022—2024年）》為抓手，大力推進智能制造裝備的本地化應用，在南通本地形成產業閉環。同時，針對南通優勢領域（紡織專用設備制造，變壓器、整流器和電感器制造，金屬切削機床制造，建筑材料生產專用機械制造，橡膠加工專用設備制造，液壓動力機械及元件制造，微特電機及組件制造等）的產品進行江蘇省乃至全國推廣，進一步推進南通智能制造裝備產業全鏈布局。

4.2 技術創新能力提升路徑

4.2.1 區域領先產業環節的技術提升路徑

南通積極響應國家智能制造政策體系，憑借區位優勢著力布局智能制造裝備產業發展，形成在國內有地位、今后有發展優勢的智能制造裝備產品群。雖然南通智能制造裝備產業在紡織專用設備制造，變壓器、整流器和電感器制造，金屬切削機床制造，建筑材料生產專用機械制造，橡膠加工專用設備制造等細分領域有一定專利總量優勢，但缺乏專利集中優勢，對處于產業優勢但知識產權相對薄弱的企業進行技術提升、專利挖掘、導航、布局，增加企業知識產權儲備，提高產業專利控制力，進一步優化資源配置，提高資源利用率和產業競爭力。在南通已有智能制造裝備相關企業的基礎上，推進智能制造裝備知識產權聯盟建設，促進智能制造裝備相關技術集成創新、成果產業化，加強創新主體間的合作關系，強強聯合，尤其重視吸納產業鏈內強勢高校院所，引導企業通過技術合作引進加快技術創新能力的提升，比如建筑材料生產專用機械領域的東南大學、紡織專用設備領域的東華大學等。

4.2.2 區域薄弱產業環節的技術加強路徑

針對南通智能制造裝備產業薄弱環節，一方面，應引導企業重視專利信息等技術科技情報的運用，配合市場發展需要建立智能制造裝備行業或技術主題專利情報數據庫，通過有效利用專利數據庫進行專利數據查詢、檢索、特定主題技術動態監視和簡單的分析等，即時了解國內外本行業或技術主題的技術進展和專利保護情況，提高技術創新起點，增加知識產權儲備，增強核心競爭力。另一方面，找準未來研發熱點，如增材制造裝備制造、礦山機械制造、機械化農業及園藝機具制造等，考慮從相關細分領域優勢學科的高校引進相關技術，通過協同創新加強技術研發，實現彎道超車；如增材制造裝備制造領域的西安交通大學、機械化農業及園藝機具制造領域的中國農業大學等。有條件可以從博世、日立、西門子等國際巨頭企業引進相關技術，必要時可資助部分企業實施技術轉讓許可，進一步加強薄弱產業環節的技術儲備。

4.2.3 產業技術創新人才引進培育路徑

南通智力支撐不足作為南通智能制造裝備產業的關鍵問題之一，人才引進培育是產業技術創新的核心要素。南通應針對產業優劣勢、是否未來熱點技術對接重點高校，一方面對接高校專家教授，比如工業機器人領域的華南理工大學（張鐵、鄒焱飚、肖南峰等），做好人才團隊合作引進工作；另一方面對接高校相應專業，和二級學院建立長期產學研合作，針對細分領域優勢學科的高校學院給予政策支持，比如人才補貼、住房補貼等，促進優質高校畢業人才來南通就業發展，為南通智能制造裝備產業提供智力支撐。

4.3 專利布局運營路徑

4.3.1 專利分析布局路徑

目前，全球智能制造裝備產業正處于成長期［9］，伴隨著全球人口結構變化、市場需求不斷擴大，未來智能制造裝備將迎來新一階段的專利布局和應用。智能制造裝備產業發展已經到了關鍵點，南通應緊抓時代機遇，一方面加大創新主體的創新實力，針對領域優劣勢、是否未來熱點推進不同的專利布局模式，針對優勢和未來熱點，重點推行儲備式布局，以期強化優勢和應對未來產業競爭；針對特殊作業機器人制造，石油鉆采專用設備制造，冶金專用設備制造、煉油、化工生產專用設備制造等均勢領域推行對抗式布局，旨在鼓勵創新主體參與市場競爭，以搶占技術和市場為主；針對服務消費機器人制造、拖拉機制造、供應用儀器儀表制造、生產專用車輛制造等劣勢領域以保護式布局為主，圍繞企業自身的技術或產品方案布局專利。另一方面是聯合資深的代理所、相關企業和高校，開展專利分析協同布局，針對智能制造裝備關鍵技術做好專利微導航、專利預審、專利預警等知識產權分析工作，重點分析細分領域的核心專利，尤其關注全產業鏈布局的三菱、日立、博世、西門子等國際龍頭企業，創新主體應做好專利規避設計，防止專利侵權，在高水平技術成果的基礎上進行專利布局，共同組建智能制造裝備高價值專利池，為未來專利成果轉化和運營奠定基礎。

4.3.2 專利市場運營路徑

南通相比南京、蘇州和佛山的專利運營水平和成果均差距較大，在質押、海關備案的專利運營方面成效顯著，但在專利訴訟、專利保全、專利許可等方面弱勢明顯，是未來需重點關注的專利運營方向。南通應重點學習佛山（《佛山市知識產權局促進知識產權高質量發展資助辦法》《佛山市知識產權質押融資風險補償專項資金管理辦法》《佛山市國家知識產權強市建設示范城市工作方案（2022—2025年）》）和南京（《南京市國家知識產權保護示范區建設方案》《南京市國家知識產權強市建設示范城市工作方案（2022—2025年）》《南京市“十四五”知識產權發展規劃》《南京市知識產權質押融資獎勵實施細則》《南京市知識產權證券化融資獎勵實施細則》《南京市知識產權人才培訓基地管理試行辦法》）優勢知識產權政策，出臺專利管理和運營相關扶持政策，鼓勵支持創新主體運用現有專利資源，從整體生產經營策略出發，開展轉讓許可、質押融資、投資入股等，實現專利資本化。同時，開展精準化專利供需匹配，通過發布會、網上展示、成果推介、路演等線上線下結合方式，廣泛開展專利技術對接活動，積極參與省科技廳、教育廳和知識產權局組織的專利（成果）拍賣季或者專利轉化對接等專場活動，提高專利對接精準度和簽約率。考慮到南通智能制造裝備產業細分領域較多，針對領域優劣勢、是否未來熱點推行不同的專利運營策略，如紡織專用設備制造、金屬切削機床制造等優勢領域推行專利運營示范政策，以優勢領域龍頭企業的進行專利運營示范，帶動其他創新主體開展專利運營活動；工業機器人制造、塑料加工專用設備制造、金屬成形機床制造等均勢領域推行專利運營激勵政策，以政策激勵推動專利運營；增材制造裝備制造、礦山機械制造、機械化農業及園藝機具制造等劣勢領域推行專利管理及產業化政策，以政策鼓勵創新主體專利高效管理和成果轉化。

4.3.3 產業政策配套路徑

隨著美國、德國、日本等發達國家紛紛實施以重振制造業為核心的“再工業化”戰略［10］，中國及各省市相繼出臺智能制造裝備相關政策，地方政策更是呈現井噴態勢。南通應緊跟產業政策趨勢，學習《南京市打造千億級智能制造裝備創新型產業集群行動計劃》《佛山市加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級實施方案》《促進佛山信息裝備先進制造業產業園發展扶持辦法》等對標優勢地市政策，以《南通市“十四五”制造業高質量發展規劃》為基礎，建立完整的智能制造裝備產業體系，就產業結構優化、重點企業培育、協同創新、高價值專利培育、創新人才引進培育、創新能力提升等方面進行重點規劃扶持，建立一系列配套專項計劃和保障措施，構建以知識產權為保障的現代智能制造裝備產業體系，引領南通智能制造裝備產業高端化高質量發展。

參考文獻

［1］張容磊.我國智能制造裝備產業發展分析［J］.智能制造，2020（8）：17-24.

［2］俞朝杰.試論智能制造裝備產業的現存問題及發展思路［J］.內燃機與配件，2020（9）：207-208.

［3］中國電子技術標準化研究院華東分院.江蘇省智能制造發展指數報告（2022版）［EB/OL］.（2023-05-17）［2024-07-03］.https：//www.c3mep.cn.

［4］王暑雯，閭安琪，鄭熙，等.江蘇智能制造產業集聚的影響機制與創新發展路徑研究［J］.中國商論，2022（17）：156-160.

［5］劉雙，張小丹，葛健康.南通智能制造裝備技術與產業創新生態體系建設研究［J］.當代縣域經濟，2024（6）：26-28.

［6］劉雙，張小丹，姜銀方.南通智能制造裝備技術與產業廣域泛在比較研究［J］.蘭州職業技術學院學報，2024（2）：16-19.

［7］全國信息技術標準化技術委員會.智能制造水平評價指標體系及指數計算方法：GB/T 42757—2023［S］.北京：中國標準出版社，2023.

［8］中華人民共和國工業和信息化部.智能制造能力成熟度模型：GB/T 39116—2020［S］.北京：中國標準出版社，2020.

［9］胡祝銀.中國智能制造裝備產業國際競爭力及提升研究［D］.武漢：武漢大學，2022.

［10］謝兵兵，尹峰.增強智能制造裝備供給提升智能制造發展核心能力［J］.智能制造，2022（1）：26-27.

（編輯 姚 鑫編輯）

Research on the innovation and development path of intelligent manufacturing equipment

in Nantong city based on patent analysis

ZHANG Xiaodan， WU Peng， ZHOU Jiaju， CAI Ziyue

（Nantong Intellectual Property Protection Center， Nantong 226399， China）

Abstract： The article statistically analyzed nearly two million valid patent data in the domestic intelligent manufacturing industry as of December 31， 2023， and analyzed the current development status of Nantong’s intelligent manufacturing equipment technology and industry. It positioned and analyzed Nantong’s intelligent manufacturing equipment industry from the aspects of technological innovation capability and industrial structure， enterprise innovation and collaborative innovation， patent operation strength， and intelligent manufacturing capability， and compared and analyzed it with benchmark cities such as Suzhou， Nanjing， and Foshan in terms of innovation capability， industrial structure， collaborative innovation， patent operation management， and industrial policies. Based on the existing problems， it proposed a path for industrial innovation and development.

Key words： intelligent manufacturing equipment; patent analysis; innovation-driven development; path research; Nantong

基金項目：2023年南通市創新環境（軟科學）研究計劃一般項目；項目名稱：南通市智能制造裝備技術與產業發展研究；項目編號：20230545029。

作者簡介：張小丹（1980— ），女，高級工程師，碩士研究生；研究方向：知識產權綜合運用，專利預審，產業創新管理。