高 杰, 龍 華, 邵玉斌, 杜慶治

昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院，云南昆明 650000)

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基于專(zhuān)利數(shù)據(jù)挖掘的我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

高 杰, 龍 華*, 邵玉斌, 杜慶治

昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院，云南昆明 650000)

在對(duì)2001～2015年我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行檢索統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，從基本統(tǒng)計(jì)分析、深度挖掘分析兩方面分析了我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)利的整體態(tài)勢(shì)、區(qū)域分布、競(jìng)爭(zhēng)主體、競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域4大因素。結(jié)果表明：最近幾年，我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量普遍增多，相關(guān)的技術(shù)發(fā)展迅速且絕對(duì)多數(shù)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長(zhǎng)期；我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很強(qiáng)的區(qū)域局限性，呈現(xiàn)出局部區(qū)域集中度高、區(qū)域發(fā)展程度及分布不均的特點(diǎn)，且不同類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人在專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型、專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量方面差異很大；煙草的調(diào)味或加香技術(shù)、無(wú)煙氣的煙草制品及其制備方法、口含型煙草制品及其制備方法等技術(shù)創(chuàng)新難度相對(duì)較小，可拓展、創(chuàng)新的空間比較大，屬于重?zé)狳c(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

煙草產(chǎn)業(yè)；專(zhuān)利分析；競(jìng)爭(zhēng)格局；數(shù)據(jù)挖掘

煙草產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，也是帶動(dòng)農(nóng)民致富增收的重要途徑[1]。煙草產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展與我國(guó)部分省市的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、繁榮密切相關(guān)，尤其是云南、湖南等煙草生產(chǎn)大省。目前，我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出產(chǎn)銷(xiāo)量大，但綜合實(shí)力欠缺的態(tài)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下兩方面：①整體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)集中度低，綜合實(shí)力較弱；②缺乏全球性的跨國(guó)公司及市場(chǎng)占有率較高的高端品牌產(chǎn)品，國(guó)外市場(chǎng)份額占有率小，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[2]。

專(zhuān)利文獻(xiàn)是商業(yè)經(jīng)營(yíng)、科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展最重要的信息來(lái)源之一，專(zhuān)利信息數(shù)量龐大，價(jià)值突顯，來(lái)源廣泛[3]。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，專(zhuān)利信息是企業(yè)生存發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的重要資源，能最大化地保護(hù)企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益[4-5]；同時(shí)，基于專(zhuān)利的情報(bào)分析[6-7]能有助于發(fā)現(xiàn)某一產(chǎn)業(yè)的技術(shù)前沿、研發(fā)動(dòng)向等信息，可有效為企業(yè)、高校、政府部門(mén)、研究機(jī)構(gòu)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局、技術(shù)研發(fā)等提供參考依據(jù)[8]。

綜上所述，考慮到我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及專(zhuān)利分析方法的具體應(yīng)用，開(kāi)展國(guó)內(nèi)煙草產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利分析研究，對(duì)我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、人才引進(jìn)以及核心競(jìng)爭(zhēng)力的培育具有重要意義。

1　技術(shù)方案

該研究采用定性、定量的分析方法，對(duì)我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。該研究分析了2001～2015年我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)的實(shí)用新型專(zhuān)利和發(fā)明專(zhuān)利(不包括港澳臺(tái)的專(zhuān)利數(shù)據(jù))。該研究將佰騰數(shù)據(jù)庫(kù)作為專(zhuān)利的檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，并借助佰騰網(wǎng)的專(zhuān)利分析平臺(tái)[9]以及Excel、SPSS等軟件對(duì)所檢索的專(zhuān)利進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析。

為較全面、準(zhǔn)確高效地檢索出煙草產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專(zhuān)利，首先對(duì)煙草產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)邊界界定?？紤]到技術(shù)邊界界定的實(shí)際操作性以及該研究側(cè)重點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[10-12]以及學(xué)術(shù)研究共識(shí)，確立了技術(shù)邊界(圖1)。其次，根據(jù)圖1中技術(shù)邊界界定的結(jié)果，采用“IPC分類(lèi)號(hào)+技術(shù)邊界+人工篩查”的檢索策略，具體為：“ic2:((A24*)or(A01*)or(C12*)or(G01*)or(G06*)or(C05*)or(B65*)or(C07*)or(C11*)or(A61*)or(C08*)or(H04*)or(B01*)or(C02*))andti:((煙苗*)or(煙株*)or(煙葉*)or(煙草*)or(煙絲*)or(煙油*)or(煙液*)or(電子煙*)or(卷煙*)or(電子霧化器*))”，在專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行專(zhuān)利檢索，并將最終的檢索結(jié)果確定為樣本數(shù)據(jù)為8 019項(xiàng)。

2　煙草產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利分析

2.1專(zhuān)利整體態(tài)勢(shì)專(zhuān)利的法律狀態(tài)及專(zhuān)利類(lèi)型能有效反映專(zhuān)利結(jié)構(gòu)以及專(zhuān)利技術(shù)的發(fā)展、更新程度。目前，煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專(zhuān)利中授權(quán)的多為實(shí)用新型專(zhuān)利(3 734項(xiàng))，專(zhuān)利結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化；授權(quán)的發(fā)明專(zhuān)利(1 891項(xiàng))只占發(fā)明專(zhuān)利總量的43.22%，近57%的發(fā)明專(zhuān)利處于發(fā)明公開(kāi)、實(shí)質(zhì)審查狀態(tài)，這有效說(shuō)明了最近的1～3年是煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新的高潮期，煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新性、可拓展性強(qiáng)，技術(shù)發(fā)展空間大。

圖1　煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)邊界Fig.1　Tobacco industry technical boundary

煙草產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展大致可以分為4個(gè)階段(圖2)：第一階段是2001～2005年，在此階段涉及的專(zhuān)利申請(qǐng)人少，每年的專(zhuān)利申請(qǐng)量不足20件，技術(shù)發(fā)展不穩(wěn)定，屬于技術(shù)萌芽階段；第二階段是2006～2010年，在此階段專(zhuān)利申請(qǐng)量及專(zhuān)利申請(qǐng)人較前一個(gè)階段都有了較大的增幅，其中，2009年專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)到131項(xiàng)，技術(shù)方向基本明確，屬于技術(shù)成長(zhǎng)期；第三階段是2011～2014年，在此階段專(zhuān)利申請(qǐng)量漲勢(shì)明顯，大量的專(zhuān)利申請(qǐng)人涉足該技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)創(chuàng)新取得了重大進(jìn)展，技術(shù)方向明確，屬于技術(shù)發(fā)展期；第四階段是2015年，此階段專(zhuān)利申請(qǐng)量、專(zhuān)利申請(qǐng)人皆有所下降，可能與我國(guó)最近相關(guān)的控?zé)熣呒笆袌?chǎng)需求降低等有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步分析。

圖2　煙草專(zhuān)利技術(shù)生命周期Fig.2　Tobocco patent technology life cycle

2.2專(zhuān)利區(qū)域分布圖3從專(zhuān)利區(qū)域分布的角度對(duì)我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的技術(shù)區(qū)域分布進(jìn)行了分析。從圖3可以看出，我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與當(dāng)?shù)厮诘臒煵萜髽I(yè)及研究機(jī)構(gòu)存在很大的關(guān)聯(lián)性，煙草產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專(zhuān)利主要集中在廣東、云南、河南、湖北、山東、湖南等省份。廣東作為沿海地區(qū)，在電子煙專(zhuān)利技術(shù)申請(qǐng)方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；相比沿海地區(qū)，地理位置欠佳的內(nèi)地省份的煙草技術(shù)發(fā)展和相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)則多依托當(dāng)?shù)氐闹袩煿I(yè)有限責(zé)任公司的引領(lǐng)和推動(dòng)，例如云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司等。

圖3　煙草專(zhuān)利數(shù)量區(qū)域分布Fig.3　Regional distribution of tobacco patent quantity

2.3競(jìng)爭(zhēng)主體專(zhuān)利申請(qǐng)人的專(zhuān)利占有量及局部范圍內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)人的專(zhuān)利集中度能有效地反映競(jìng)爭(zhēng)主體的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力以及當(dāng)前產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局。煙草專(zhuān)利申請(qǐng)人深度分析見(jiàn)表1。從表1可以看出，不同類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人在專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型、專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量方面差異很大；企業(yè)類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人在發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量、專(zhuān)利申請(qǐng)總量方面都占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是相較于高校及研究機(jī)構(gòu)類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人，其發(fā)明專(zhuān)利的占有比例明顯偏低，專(zhuān)利結(jié)構(gòu)不合理，有待進(jìn)一步優(yōu)化；個(gè)人類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人相對(duì)來(lái)說(shuō)，技術(shù)創(chuàng)新能力不足，綜合競(jìng)爭(zhēng)力較差，整體上處于劣勢(shì)。從表2中可以看出，排在Top10的企業(yè)基本都是各省的中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模都比較大，但人均發(fā)明專(zhuān)利占有量整體偏低，研發(fā)效率有待提高。根據(jù)表1～2中的數(shù)據(jù)，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，Top10、Top50的專(zhuān)利申請(qǐng)人分別占專(zhuān)利總申請(qǐng)量的25.12%、52.46%，說(shuō)明目前煙草產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利集中度比較高，存在技術(shù)壟斷的風(fēng)險(xiǎn)。

表1　煙草專(zhuān)利申請(qǐng)人深度分析

表2　Top10煙草專(zhuān)利申請(qǐng)人分析

采用K-means算法對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。結(jié)合表2、圖4可以得出，在我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院和豪尼機(jī)械制造股份公司是發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)總量最多、研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模最大的專(zhuān)利權(quán)人，兩者申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利涵蓋煙草產(chǎn)業(yè)的各個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域，專(zhuān)利布局較為合理，且專(zhuān)利授權(quán)率較高，被引證的專(zhuān)利數(shù)量較多；劉秋明、惠州市吉瑞科技有限公司以及深圳市合元科技有限公司主要涉及電子煙相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，具體包括電子煙煙液(煙油)制備及調(diào)香方法、霧化器發(fā)熱裝置、電子煙的電池組件及相關(guān)裝置等，其專(zhuān)利擁有量占電子煙技術(shù)領(lǐng)域的25.92%；相比以上2大類(lèi)，各省份的中煙工業(yè)有限責(zé)任公司之間差異性較小，專(zhuān)利規(guī)模和人均發(fā)明專(zhuān)利占有量比較接近，其專(zhuān)利主要涉及煙草薄片的制備、煙葉漿料的處理、煙葉成絲的制備以及煙用香料的制備等領(lǐng)域。

圖4　Top10專(zhuān)利申請(qǐng)人聚類(lèi)分析Fig.4　Cluster analysis of Top10 patent applicants

2.4競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域該研究基于IPC小組分類(lèi)方法，選取發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量Top10的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行專(zhuān)利系數(shù)的測(cè)算[13-14]，計(jì)算公式如下：

r=a/A;β=a/(a+b)

式中，a為發(fā)明專(zhuān)利數(shù)量；b為實(shí)用新型專(zhuān)利數(shù)量；A為最近5年內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利的累計(jì)數(shù)量；r表示技術(shù)生長(zhǎng)率，其值越趨于1，表示該技術(shù)處于生長(zhǎng)階段；β為技術(shù)成熟系數(shù)，其值越趨于0，表示該技術(shù)處于成熟期。

利用以上方法，計(jì)算得到我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域分析結(jié)果(表3)。從表3可以看出：①A24F47/00領(lǐng)域近年來(lái)發(fā)展速度很快，r′達(dá)到了0.648，且該技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利中最大的小組份額；但就β′計(jì)算結(jié)果來(lái)看，其技術(shù)整體獨(dú)立性較強(qiáng)，整體而言該技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新難度較以往相對(duì)增大，整體發(fā)展?jié)摿^前期有所下降；②從專(zhuān)利系數(shù)測(cè)算結(jié)果分析，A24B3/12、A24B15/24技術(shù)領(lǐng)域的r′、β′數(shù)值較大，新技術(shù)特征明顯；③相較于A24B3/12、A24B15/24技術(shù)領(lǐng)域，Top10中其他技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利系數(shù)測(cè)算結(jié)果表明最近3年的平均技術(shù)生長(zhǎng)率都比較高，基本達(dá)到0.35左右，且技術(shù)成熟系數(shù)較大，平均值達(dá)到0.7，說(shuō)明以上技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長(zhǎng)期，技術(shù)創(chuàng)新難度相對(duì)較小，可拓展空間較大。由此可以預(yù)測(cè)：煙草薄片及相關(guān)處理方法、電子煙油(煙液)的制備方法、煙草加料香精的制備方法以及口含型煙草制品及其制備方法等是未來(lái)煙草產(chǎn)業(yè)的重?zé)狳c(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

表3　我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域分析

3　結(jié)論與建議

該研究采用“IPC分類(lèi)號(hào)+技術(shù)邊界+人工篩查”的檢索方法對(duì)我國(guó)2001～2015年煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)利的專(zhuān)利整體態(tài)勢(shì)、區(qū)域分布、競(jìng)爭(zhēng)主體、競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域等進(jìn)行分析，結(jié)合我國(guó)具體國(guó)情，得出以下結(jié)論和建議。

(1)最近幾年，我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量普遍增多，相關(guān)的技術(shù)發(fā)展迅速。整體而言，絕對(duì)多數(shù)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長(zhǎng)期，例如：煙草(煙絲)的調(diào)味或加香技術(shù)、無(wú)煙氣的煙草制品及其制備方法、煙草加料香精的制備方法等技術(shù)創(chuàng)新難度相對(duì)較小，可拓展、創(chuàng)新的空間比較大，屬于重?zé)狳c(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

(2)我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很強(qiáng)的區(qū)域局限性，呈現(xiàn)出局部區(qū)域集中度高、區(qū)域發(fā)展程度及分布不均的特點(diǎn)，其主要與當(dāng)?shù)責(zé)煵萜髽I(yè)及研究機(jī)構(gòu)存在很大的相關(guān)性；且不同類(lèi)型的專(zhuān)利申請(qǐng)人在專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型、專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量方面差異很大。因此，不同區(qū)域、不同類(lèi)型的相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)應(yīng)多加強(qiáng)合作交流，打破區(qū)域、技術(shù)隔閡，有效實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

(3)目前，我國(guó)煙草相關(guān)的企業(yè)在專(zhuān)利信息資源管理、利用及整合等方面仍存在很多不足，企業(yè)普遍只關(guān)注專(zhuān)利的申請(qǐng)，而忽視了專(zhuān)利的運(yùn)營(yíng)及其本身的情報(bào)價(jià)值挖掘。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①前期專(zhuān)利申請(qǐng)布局規(guī)劃不合理；②專(zhuān)利授權(quán)后產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程慢且效率低；③企業(yè)間缺乏專(zhuān)利池的構(gòu)建；④基于專(zhuān)利分析在尋求發(fā)展商機(jī)、規(guī)避專(zhuān)利糾紛、制定競(jìng)爭(zhēng)策略、失效專(zhuān)利的信息挖掘及二次創(chuàng)新等方面的應(yīng)用還不夠深入、普遍。

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AnalysisonTobaccoIndustryDevelopmentTrendinChinaBasedonPatentDataMining

GAOJie,LONGHua*,SHAOYu-binetal

FacultyofInformationEngineeringandAutomation,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650000)

ThroughretrievalstatisticsoftobaccoindustryrelatedpatentsinChinaduring2001-2015,fourfactorsincludingoverallsituation,regionaldistribution,maincompetitionsubject,competitionfieldwereanalyzedbybasicstatisticalanalysisanddeepanalysis.TheresultsshowedthattobaccoindustryinChinakeepsagoodmomentumofdevelopment,thenumberofapplicationsofpatentsisincreasingandtherelatedtechnologyisgrowingrapidly,furthermore,mostofwhichareatastageoftechnologicaldevelopment;thedevelopmentoftobaccoindustryinChinahasastrongregionallimitations,showingahighconcentrationinalocalareaandcharacteristicsofunevenregionaldevelopmentanddistribution,what’smore,typesandnumberofpatentapplicationarewidelyaccordingtotheapplicants;theinnovationoftechnologyonflavoring,perfuming,smoke-freetobaccoproductsandbuccaltobaccoproductsarelessdifficultthanothers,whichleadstoarelativelylargerinnovativespace,andmakesitahottechnologyarea.

Tobaccoindustry;Patentanalysis;Competitivelandscape;Datamining

2014年云南省科技廳基金項(xiàng)目(2014RA051)；2013年云南省科技廳基金項(xiàng)目(2013FZ010)。

高杰(1991- )，男，安徽潛山人，碩士研究生，研究方向：信息處理。*通訊作者，教授，碩士生導(dǎo)師，從事信息處理研究。

2016-07-04

S126

A

0517-6611(2016)26-0240-04