（管理科学与工程专业论文）专利地图技术及其应用研究.pdf

摘要 摘要 近年来，跨国公司已经向中国企业伸出了专利大棒，矛头直指华为、联想、 广州吉利汽车等国内技术较先进的企业。这一切无不告诉我们外国公司正在应用 专利战略，企图以此来瓜分和占领中国市场，制约我国企业的发展。 专利地图作为一种搜集、整理和利用专利信息的重要工具，其在专利战略中 发挥着不可忽视的作用。如何借鉴发达国家和地区成功制作和利用专利地图的经 验，结合我国实际情况，采用先进的聚类理论和算法进行专利文本聚类，研究出 适合我国企业的专利分析系统，制作专利地图，并以之指导我国企业制定切实有 效的专利战略，提高我国企业核心竞争力，是相当迫切和重要的问题。 本文首先探讨了国内外专利地图的应用和研究现状。然后，本文以专利管理 图和专利技术图为分类，研究了相关专利地图的制作与运用方法。接着，本文对 专利信息源以及专利的文本聚类进行了分析，通过i n t e r n e t 上现有的专利信息 数据库，进行比较分析，确定专利信息源：通过对聚类理论的阐述，采用关键词 抽取，运用算法分析，通过在m a t l a b 中引用自组织神经网络对专利文本进行聚 类，并进行实证研究。进而，重点研究了基于专利地图的专利分析系统的机制以 及专利分析系统的框架，通过对专利分析系统的作用阐述，然后进行专利分析系 统机制的研究，通过建立专利分析系统来进行专利地图的制作，最后进行专利分 析系统的框架设计。 最后，本文以“我国集成电路信息存贮技术领域专利战略”作为实证研究， 通过检索我国集成电路信息存贮技术领域申请的发明专利，制作成专利管理图并 对该领域的发明专利进行了分析。 关键词：专利地图 专利分析文本聚类集成电路 a b 吐瑚e t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，m u l t i n a t i o n a lc o m p a n i e sc h a l l e n g et h e m p a n i e si no u rc o u n i 啦a n da i m c d t os o m eh i g ht e c h n o l o g yc o m p a n i e s ，s u c h 鹅h u a w e i ，l e n o v o ，6 e e i ya u l o m o b 订ec o m p a n i e s a i i o ft h o s ea r et e l l i n gu sm a tt l l ef o r e i g nc o m p 姐i e sa r ei i s i n g p a t e n ts t m t e g yi od e a lw “ho u r c o m p a n i e sf o ri n c r e a s i n gt h e i rs h a e so fc h j n am a f k e ta n dr e s t r i c l i n gt h ed e v e l o p m e n to fo u r c o m p a n i e s 。 p a t e n tm a p ，粘a ni m p o n a i l l l 0 0 li nc o l l e c t i n g ，卵哪i n 舀u t i i 证i n gt h ep a t e n ti n f o n n a t i o n ，p l a y s a ni m p o r t a n im l ei np a i e n ts i 姐t e g yo fe n 审r i s e i “sv e r yu 学n ta n di m p o r c a n tf o ru st ol e a mt h e s u c c e s s f u le x p c e n c c s0 nm k i n ga n du 删z i n gp a t 锄tm a pf r o md e v e l o p e dc o u n t r i e sa n dr e 西o n s w bc a nu s ea d v a n c e dc l u s t e r i n gt h e o r i e sa n da r i t l l m e t i ct od ot e x td u s t e f i l l go fp a t e h t ，柚a l y z em e p a t e n ta n a l y s i ss y s t e mt o 啪k e 粕du m i z cp a t c n tm a p f i tf b r0 u r 。o u n t r y sc o m p a n i e s 蛐du i i1 0 g i l i d eo u rc o m p a n i e st om a k e 矾e m c d v cp a i e n ts 妇i e g yf o r 咖r o v i n gc o r c 唧t i t i o n f i f s t ，w ei n 仃o d u c ct h ec i k s0 fu t n j z i n gp a 肥n tm 8 pi i ld o m e s t i c 柏df o f c i g n u n i a n d r c g i o n s s e c o n d i y w ei n t r o d u c et h em e t i o da n d 劬c t i o no fm a i np a t 明tm a ni d c i u d i n gt l l em a i n p a t c n im 卸a g e m e n tm a pa n dp a t e mr c h l o 斟m a p t h i r d l y w el 墨ys t r e 醛o n m e 糟s e a r c ho n p a t e n i n f 0 咖a t i 咖u r 柚dt e x tc i 璐i e i i n go fp a t c n lt h m l _ g hc 0 则咖柚d 如凼i z i n gp a t e t i n f o 皿a t i o n 出【协b a so ni n t e 巾e t w eg c tc l l ep a t e n ti i i f o m m o n u r c e ，皿d 也e nt h m u g h e x p l a n a t i o no fd u s t e r i n gt l l r i e s 卸dc o m b i n i n g l 细l g 明i z i n gm a pw i t h 山em 筒r “蝎7 0 p r o g r a m ，w eu 辩k e yw o r d sd r 删i n g 锄da r i l h m e t i c 如a l y s i si od o 魄td 啦把血g f b u n h l y ，w e m a i d l yp u tf o n v a r do u r 湘m 删o r ko fp a l e m 如a l y s i ss y s i c n l w 毫p u tf o n a r dt h cf u l l c t i o f p 如n ta n a l y s i ss y s t e m ，卸a l y 笳l h e 珊e c h 蜘i s mo fp a t c n t 柚a l y s i ss y s t c l 玎，s e tu pp 啦n t 蛐“y s i s s y s i e mt dm a 】( ep a t e n tm a p ，a n da c i 聃td c s i g nt b e 伽皿m r ko f p a c e n t 蛐a l y s i ss y s t c m i nt 1 1 ee n d ，w em a k e 卸c 耶【p i r i c a l 釉a i y s i s t h 帕u g h 辩舡c h i n gl h ei n v t i 蚰p a t e n 信妯t h e f e l do f i l l t e g f a t e dc i 栅i “l o n 如m a t i o nm e m o f yt e c h n o i q g y j no u ro o u n t f y w em a k et h ep a i c n t m a n a g e 眦n tm a p 卸d 扭a i y s 鹤t h e m k i c yw o r d s ：p a t e n tm 叩； p a 咖ta n a l y s i s ； i e x tc i u s 姐i g ；i c n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：至圈盔日期：翟型：箩 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 鹕：皿聊摊：研醐：幽 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 选题背景及意义 随着经济全球化和贸易自由化进程的加快，贸易保护措施正发生着重大变 化，传统的关税和限额壁垒逐渐降低，而不易监测、隐蔽性更强、透明度更低的 保护性措施贸易技术性壁垒c r c c h i i i c a lb a r r i c r s t o t n d e ，简称t b l ) 日益增多， 影响和作用日益增大，已经逐渐成为非关税壁垒的主要形式。从2 0 世纪7 0 年代开 始一直发展到9 0 年代，1 1 玎给国际贸易造成的障碍逐年都有大幅的增加。进入2 1 世纪后，国际贸易中的技术性贸易壁垒更难捉摸，保护的手段更难防范、保护的 程度更加难以估计，并在很大程度上阻碍或影响了各国和地区之间贸易和投资的 迅速发展。耵玎具有针对性、可操作性及限制性强和影响深远、扩散效应明显、 涵盖范围广泛等特点使我国的出口贸易受到极大阻碍。据国家知识产权局局长 王景川在成都举行的中国科学技术协会2 0 0 2 年学术年会上介绍，当前世界贸易壁 垒的8 0 来源于贸易技术壁垒。近年来，我国有6 0 的出口企业不同程度地遭到 了国外技术性贸易壁垒，对我国出口直接与间接的影响超过4 5 0 亿美元，占我国 出口总额的2 5 。我国遭受技术壁垒的出口产品的品种越来越多，不仅涉及初级 产品，还有中间产品和制成品，并从有形商品开始扩展到金融、信息等服务贸易 以及投资、知识产权和环境保护等各个领域。出口产品面对的技术门槛也越来越 高，同时，设置贸易技术壁垒国家和地区越来越多，问题相当严重。中国加入 w t 。以来，美国、日本等围绕知识产权对中国企业提起诉讼的案件接连不断i ”l 。 在这种严峻的形势下我国需要尽快做到要使我国的出口商品能符合或有效 规避国外名目繁多的技术标准、技术法规和合格评定的要求，以顺利扩大出口贸 易。这样，建立有效的1 1 b t 预警机制就显得十分必要与迫切。 知识经济、科技水平的发展，经济全球化的加快，国家阃的关税壁垒、行政 壁垒逐渐消融，而以知识产权为重要组成部分的技术壁垒却节节升高、延长，专 利竞争已成为国际间科技竞争和经济竞争的战略制高点。 中国企业在知识产权领域遭遇的跨国纠纷不断，d v d 、温州打火机、彩电 等一系列专利事件【3 1 ，伴随这些专利战而来在数码相机领域、电信领域、软件 领域，跨国公司已向中国提出了专利权问题，矛头直指华为、联想等国内技术较 为先进、发展较成功的企业可以预见，中国企业面临的专利战将涉及越来越多 为先进、发展较成功的企业可以预见，中国企业面临的专利战将涉及越来越多 北京工业大学管理学硕士学位论文 的领域和企业，甚至传统农业、加工制造业也不例外。真是一波未平，一波又起。 2 0 0 2 年，6 c 联盟( 时代华纳、日立、i b m 、松下、三菱、东芝) 联合诉中国 d v d 机生产厂商侵权，致使中国企业每生产一台d v d 机就要付4 5 美元专利许可 费，目前已经付了3 0 亿元，在对方专利权失效以前，还将陆续付出2 0 0 亿元人民 币之巨。而中国摩托车企业最近两年时常经受日本摩托车行业协会的专利权发 难，也丢失了大片海外市场。现在，中国家电、制药、机电、电池等行业的企业 老总们不得不花上很多的精力来处理专利权纠纷。最近又有消息说，索尼、三洋、 富士、理光、三星等十几家日本和韩国企业将向中国企业征收数字相机专利使用 费。根据国家专利局截至2 0 0 3 年加月公布的数据，外国数码相机厂商在中国注册 的专利数已经达至2 9 1 1 件，而中国内地企业只有9 7 件，显然，这又是一场难以取 胜的战争【l 。 来自美国国际贸易委员会的一项数据也表明了这种趋势。这个委员会从1 9 9 3 年到2 0 0 0 年受理的涉及3 3 7 条款的1 3 7 件知识产权侵权案中，台湾占到了4 1 件，而 最新的数字已经有了变化，从2 0 0 2 到2 0 0 3 年，中国内地公司已经取代台湾公司， 成为亚洲受到专利权打击最多的企业群体【6 l 。 专利作为技术创新的重要标志和体现，在很大程度上代表着一个国家或企业 的技术水平和潜在的技术竞争力。从市场经济的角度看，专利就是一定时空范围 内的受法律保护的技术垄断。未来的国际市场竞争主要是技术创新的竞争。因此， 作为技术创新主要体现和动力的专利技术显得尤为重要，专利保护则成为全球 化背景下企业竞争的一个制高点。建设数据采集和分析平台，建立有效的专利分 析系统是婀员警机制中很重要的部分。所谓专利分析，即企业通过专利信息的 收集和整理，了解同一领域、不同国家、地区和企业的专利状况，并进行专利信 息分析，这样做不仅可以发现竞争对手、预防技术壁垒，同时还可以了解同业者 的发展方向和技术重点，并在同业者现有专利基础上进行改进，形成自己的专利 产品，迅速抢占一些专利空白地带。而作为收集、整理、利用专利技术信息的专 利地图( p a c e n tm a p ，以下简称p m ) 将在专利分析中扮演着举足轻重的角色。 1 2 国内外研究现状 1 4 2 1 年，意大利佛罗伦萨州授予f i i i p p 0b m n e i l c s c h i 川的驳船起重机齿轮发 明以专利权，这是最早的专利之一。不久，1 4 4 9 年，英国政府向u t y n 锄的约翰 2 第l 章绪论 授予了彩色玻璃生产工序专利，期限为2 0 年( g 蛆g l l n b l a c k m a n ，1 9 9 5 ) 川。 自这些早期的专利权之后，专利授予量逐步增加。 为了满足因技术进步而创造出的新市场的需求，专利分析就被开发成了一种 帮助企业预期技术变化的工具。最初，专利分析的发展比较缓慢。在第二次世界 大战结束后，塞德尔( s e i d e l ) 【8 】首先正式地明确表述了专利索引分析的概念 ( s e i d e l ，1 9 4 9 ) 。专利索引是指在专利首页中提及的以相似科学思想为基础的以 前的专利。塞德尔这一提议的基本假设是，最初的专利会被以后的专利广泛引用， 塞德尔的这一提议指出了重要技术的发展过程。 然而，直到1 9 8 1 年才有研究证明塞德尔的这一假设是正确的。研究表明， 除了革新性的技术创新，研发出的新产品的专利会为其后的一系列的专利引用 ( c a r l ) c n t e re ta 1 ，1 9 8 1 ) 【8 】q 两年之后，另外一项研究成果更进一步证明了塞德 尔假设的正确性。这一研究发现，专利被引用的广泛性与专家对这些专利所保护 的技术重要性和内在价值的判断之间存在高度相关( c a r p e n t e r n a r i n ，1 9 8 3 ) 。 1 9 9 1 年的一项研究也证明了这一分析方法的正确性。1 9 9 1 年的该项研究发现， 针对卤化银7 7 项专利的技术重要性，柯达实验室前2 0 名研究专家的排序( 舢b e n e ta 1 ，1 9 9 1 ) 与这些专利被后来的专利所引用的次数之间存在明显的统计相关性 【9 l 。 近年来，专利分析技术的主要发展趋势是把文本数据挖掘技术、信息可视化 技术引入专利分析中。 文本数据挖掘技术主要应用聚类、分类、关联等数据挖掘算法用于海量专利 文献的特征分析中，希望找出其中隐含的规律。例如，通过对贸易对象国其行业 的专利活动的挖掘分析，了解某技术领域可能形成的技术标准、技术标准的可能 变化、竞争对手的技术资源情况、整体的技术发展趋势及实施贸易技术壁垒的可 能性等。 m i c h a e l 研究了文本挖掘在专利分析中的应用1 1 0 】。作者指出当文本挖掘工具 与专利文献数据库结合起来使用，能够有效提高知识产权律师、研究人员和分析 人员工作效率。r o n e nf e l d m a i l 于1 9 9 8 年研究了文本中知识发现方法1 1 1 】；s n r i t a n o 于2 0 0 1 年研究了文档中包含的知识管理问题：文本挖掘中聚类的方法【12 】； i h w i t t e n 研究了重复使用i n f e r r i gh i e r a r c h i e s 算法来获取层次性短语，提出了适 应性文本挖掘方法【1 3 1 ：c n g h o n gk e 和其同事研究了使用自组织映射神经网 3 北京工业大学管理学硕士学位论文 络的方法来处理文本挖掘中的不同语言信息【1 4 】。 在国内，暴海龙、朱东华【1 5 16 】等同志研究了专利分析方法、专利文献中的知 识挖掘及技术监测问题，郭炜强、戴天、文贵华f 1 7 l 等同志研究了基于领域知识的 专利自动分类问题，马慧民，张爽，叶春吲1 8 】同志从专利技术产业化角度研究评 估指标体系筛选问题，张娴、鄢小燕、叶建忠、王璐瑶1 1 9 】同志对因特网专利信息 资源类型进行了研究，许玲玲l 捌同志研究利用专利分析监测竞争对手。在专利信 息的统计分析方面，国内其他学者如赵玉莲【2 1 1 、刘焕成【捌、邹雪梅、刘琪【川、 赵英莉【吲、王秀山【2 6 】、包昌火【2 7 】等从不同的角度对统计结果进行解释。 信息可视化技术主要应用于专利分析结果的表达与结果的解释，主要研究成 果是专利图( p a 把n t m a p ，p m ) 理论。该理论最早由苏联和日本等国家发起研究， 至目前已被发达国家广泛使用，p m 理论是通过对专利情报进行加工，将加工结 果用直观的图形进行考察理解而建立的理论。 专利地图作为一种专利信息分析的方法，在日本战后的一段时间内就已经发 展起来了。分析专利信息的各种方法同样在西方其他国家也得到了发展。但是， 这些方法的系统性和在应用范围的广度方面，西方国家在程度上较日本要低。 到8 0 年代初期，专利地图在韩国和我国的台湾地区开始得到较为充分研究和应 用。近年来，台湾、日本及韩国等亚太国家在高科技产业专利布局上有突破性进 展。日本与韩国政府相继于1 9 9 9 年展开大规模产业技术专利地图分析，以作为 技术发展策略拟定与企业升级辅导的重要决策支持i 弼2 9 】。 1 2 1 专利地图在日本 专利地图在1 9 世纪6 0 年代起源于日本专利办公室，主要是为了加快审批 速度。日本的第一份专利地图是日本专利办公室在1 9 6 8 年出版的。这份地图是 关于航空微米测量技术在其他产品的功能、特征和设计原理等应用领域上的扩充 使用。专利地图一方面能显示出技术功能性的扩展方式，另一方面也能显示出其 在应用方面的扩展方式，并能通过专利随时间的变化关系找出它们之间的联系。 渐渐地，专利地图主要发展轨迹和专利地图方法论的应用逐渐转移到工业，尤 其一些较大的以技术为基础的公司。与此同时，专利地图应用目的和专门的研究 方法也更宽。时至今日，为了企业的科技发展战略、开发新的商机和进一步促进 对专利信息的使用，从过去的二十年以来，日本政府就收集和分析每一个技术领 域的专利信息来制作专利地图，并将这些地图免费放在网上。如：仅在能量相关 4 第1 章鳍论 技术领域，从1 9 9 7 1 9 9 9 年，日本专利办公室( j p o ) 就制作了可充电池、太阳能 的应用、太阳能电池三个方面的专利地图供企业无偿使用。在通讯领域，专利地 图更是涉及红外线传感和应用、图像识别技术等十五个方面【删。 1 2 2 专利地图在韩国 专利地图在韩国近几年得到很好的发展，他们在专利地图的研究和利用上主 要是借鉴日本经验。韩国政府为了协助企业利用专利信息，在许多技术领域收集 专利信息并制作成专利地图放在官方网站上，供企业免费下载。如在移动电话上， 韩国政府为了使移动电话成为一个主要的出口项目，韩国专门为移动电话专利地 图的制作立项，在该项目中，从1 9 8 3 年以来的申请与移动电话相关的专利案例 和使用款式在各个特征上都被进行了分析和安排。这份专利地图最终在1 9 9 9 年 的1 0 月2 0 号出版。并且移动电话的专利地图将被无偿地提供给电信业的制造商、 电信公司、大学、科研机构以及其他相关的组织。由于这个典型项目的激励，韩 国知识产权组织已从2 0 0 0 年开始，在所有的工业领域制作和推广专利地图。 1 2 3 专利地图在中国台湾地区 我国的台湾地区，起初由于不重视专利地图在研发等过程中的重要作用，被 迫交了不少学费。政府与业者曾一度呼吁，应早日制作台湾“专利地图”，透过同 业间策略联盟及交叉授权，建构台湾智能财产权“保护网”，找出台湾专利的“处 女地”及“地雷区”。如，网罩的蚀刻制程技术，在1 9 7 4 年由美国的b m c 公司提 出，后来大日本印刷( d n p 、公司向b m c 购买专利权后并将其发扬光大。日本相 继有日本网版( d n s ) 、凸版印刷、东芝等四家企业投入生产，并陆续推出l c d p a n e l 生产技术，但却一直拒绝向台湾进行相关技术转移。为使蚀刻技术的研究者能够 避免日本设置的专利陷阱，台湾学者专门针对其制作了专利地图【3 1 l 。在最近十几 年，专利地图在台湾得到了充分的应用和研究，目前台湾许多研究所和大学都有 很多研究人员专门从事专利地图制作和应用的研究工作。如：工业技术研究院下 属的每个研究所都有自己的专利地图研究专家。在实际制作和应用上，台湾现有 许多专门进行专利地图应用的培训机构，通过系统教学，以提高科研人员的专利 地图制作水平。如：行政院国家科学委员会主办的，工业技术研究工业材料研究 所亚太智慧财产权发展基金会( a p i p = a ) 执行的，专利地图与专利分析人才培训班。 此外，台湾还定期举行各种专利地图在产业上应用的实务研讨会。以提高专利地 北京工业大学臂理学硕士学位论文 图的制作和应用水平。如：e p a t e m s 技术联盟公司举办的“专利分析技术在产业 上的应用实务研讨会”。 1 2 4 专利地图在中国大陆 在2 0 0 2 年前，国内企业对专利地图的应用很少，据报道，目前乐凯公司为 对付国外公司设计的专利陷阱而专门制作过专利地图。其他较大的跨国或国内大 的公司可能也涉及到这一领域，但都处于秘密状态，外人一般不知道，也无从学 习它的经验。另外，据“中国技术创新信息网”报道，国内首家为光电子“度身打 造”的知识产权信息中心“武汉光谷知识产权信息中心”对外免费开放，此举 是通过“专利地图”的形式来确定企业的“专利路径”。这可谓政府有关部门对企业 专利工作的一大支持。 吴新银【2 8 l 对专利地图的研究过程中，分析了专利地图在我国的研究和应用情 况，指出国内对专利地图的应用，“尚未具体到对检索出的专利信息进行分析整 理和制作真正意义上的专利地图”，只是“提供专利的检索途径”。企业如果没有 掌握对专利信息的分析和处理手段，就不可能行之有效地利用专利信息。在思科 诉华为专利案后，专利地图在中国开始被重视。国内各协会、大型企业开始纷纷 制作专利地图，但所制作的专利地图过于简单，对企业进行专利预警起不到指导 作用，同时关于集成电路领域的专利地图并没有进行专门研究与制作。现在国内 对专利地图研究较深入的则是华中理工大学的戚昌文、刘平【3 2 l ，但也仅限于手工 制作专利地图的研究与分析。 1 3 本文的主要研究内容及研究方法 1 3 1 主要研究内容 本文主要研究了基于专利地图的专利分析系统的研究，通过对专利地图理论 的阐述，专利信息源的锁定及专利文本聚类分析，来探讨专利分析系统的建立， 并对集成电路信息存贮技术进行实证分析，制作成专利管理图。 论文的第一章引言部分主要阐述选题的背景和意义、国内外研究现状，对论 文的主要研究内容和基本框架进行简要说明。 第二章p m 理论、模型与方法。本章首先概述了专利地图理论思想及其在技 术性贸易壁垒预警中的作用，而后介绍了专利地图模型( 专利管理图和专利技术 图) ，最后本章介绍了专利分析的方法。 6 第1 章绪论 第三章专利信息源及专利文本聚类。这一章是本文的核心部分之一。通过第 二章的介绍，我们在对专利地图深入了解的基础上，本章主要是探讨制作专利地 图所需要的专利信息源，进而通过算法分析，实现专利信息的文本聚类。 第四章基于p m 的专利分析系统的研究。这一章也是本文的核心内容，它从 理论上详细地介绍了所要研究的主要问题，探讨专利分析系统的作用、机制以及 专利分析系统的框架，通过对专利分析系统的作用阐述，然后进行专利分析系统 机制的研究，通过建立专利分析系统来进行专利地图制作，最后进行专利分析系 统框架设计。 第五章专利地图在集成电路产业中的应用研究。从实证的角度分析，专利地 图在集成电路产业中的应用。主要以集成电路信息存贮技术领域进行专利管理图 的制作。最后对所得到的专利地图进行分析，并进行了总结与对策分析，希望能 具有一定的借鉴意义。 最后是总结。主要是把整篇文章的内容进行一定的回顾，并在此基础上又对 专利分析系统今后进一步的发展和应用提出了预测和估计。 1 3 2 采用的研究方法 本文的研究准备从理论与实证两方面，探讨p m 模型在专利分析系统中的应 用研究。理论方面主要是专利地图的理论阐述，发现和锁定专利信息源，对专利 信息进行文本聚类，为后面的实证研究提供理论指导和依据，建立基于p m 模型 的专利分析系统。实证研究主要是利用i n 工e r n 】玎网上六大免费专利信息数据 库，检索集成电路行业专利数据，并通过专利信息分析方法进行分析，制成专利 地图，为集成电路行业企业避免专利纠纷提供指导。通过理论和实证研究得出集 成电路行业专利管理图，从而构建出适用性强的专利分析系统，这也是本文研究 的目的所在。 在本文的研究中，我们主要是通过p m 模型的探讨，进行专利信息的文本聚 类，从而建立专利分析系统，对集成电路行业的专利数据进行分析研究，但是其 研究的理论方法和最后构建的专利分析系统同样适用于其他行业专利数据的分 析。选择集成电路行业进行研究的主要原因是现在国内集成电路行业发展迅速， 市场前景一片大好，但国内企业基本上都是“借鸡生蛋”，没有形成自己的核心技 术，而形成专利技术垄断的国外企业岂会放过这块“肥肉”，专利战一触而发，通 过研究可给正面临专利战的国内企业进行专利指导。 北京工业大学管理学硕士学位论文 第2 章p m 理论、模型与方法 2 1p m 理论 2 1 1p m 综述 专利地图是将专利信息进行图表化归纳，使其具有类似地图指向功能的形象 称呼。在理论上专利地图有着多种定义，笔者认为，如下定义较为全面地概括了 专利地图之要义，即专利地图“系指将依一次、二次、三次等专利资讯，及由各 种与专利相关之资料讯息，以统计分析之方法，加以缜密及精细之剖析整理制成 各种可分析、解读之图表讯息【3 3 州。采用计算机技术后，p a t e n tm a p 可重新概括 定义为专利信息图形化处理和专利数据的系统管理方法。具体地说，将专利情报 的技术内容用关键词等数据化处理后再进行加工、分析，或者将各种专利著录项 用数据形式分类、整理，将其结果以图表形式一目了然地展现，易于综合把握多 件专利的内容。 专利地图在专利信息利用中起到承上启下的重要作用，承上是指将检索到的 专利信息，经过整理、加工、综合和归纳，以数据的形式归入一张图表中，可供 定量分析和定性分析之用；启下是指通过对专利地图的对比、分析和研究，可做 出预测和判断，从而得到可利用的技术水平、动态、发展趋势等情报，为企业制 定经营战略、专利战略、选定开发目标等服务。可见专利地图作为一种搜集、整 理和利用专利信息的工具对企业有重要意义跚4 q 。 专利地图一般分为专利管理图和专利技术图f 3 ”8 】。专利管理图专利管理图为 针对竞争公司的动向、产品开发趋势、市场参与和人才投入的情形等几个方面， 以专利资料库作检索得到的结果，通常包括历年专利动向图、技术生命周期图、 各国专利占有比例图、公司专利平均年龄图、专利排行榜表、专利引用族谱表、 口c ( 国际专利分类) 分析图等。在专利管理图的基础上，找出主要专利文献， 并对这些主要专利文献进一步的解读，得到这些专利文献的技术目的，采用的技 术手段及所要达到的技术功效，就可以开始专利技术图的制作。专利技术图则是 针对某个技术分析其扩散状况、技术开发的方向、研发主题的选定、挖洞技术的 可行性，通常包括专利技术分布鸟瞰表、专利技术领域累计图、专利技术，功效 矩阵表、主要公司技术分布分析表等。专利技术图一旦制作完成，就可根据专利 技术图中揭示的若干专利信息进行技术创新或回避设计，以及对自己开发的技术 8 第2 荦p m 理论、模型与方法 进行侵权判断。 国内企业对专利地图的应用很少，其他较大的跨国公司可能涉及到这一领 域，但都处于秘密状态，外人一般不知道，也无从学习它的经验。要知道，在实 践中，各公司制作各种类型的专利地图采用的图表或方法也不尽一致。此外，随 着技术手段的不断完善，专利地图还是一个完善发展的工具。但专利地图的基本 制作思路不会变，即用简单的图表揭示抽象的复杂的专利信息。正如我国台湾学 者车惠中【3 9 删所说：专利地图是创新研发过程的习惯。专利地图是一种选择而 不是一种规则。”企业惟有在创新研发过程中，选择专利地图、习惯性的制作和 利用专利地图，专利地图的作用才能真正得到发挥。 2 1 2 p m 作用 2 1 2 1 通过专利分析制成专利地图，指导企业通过自主研发部署专利 专利地图可以指导企业调整研发方向，以防止企业在技术贸易壁垒陷阱中走 弯路。例如，日本特许厅每年有1 0 的财政预算用于专利文献的深加工【4 ”。相 关数据库产品可以减少日本企业制作专利地图、发现欧美竞争对手专利部署状况 以及发展新技术路线的成本。基于专利分析的技术发展路线图能够展示技术发展 的脉络，指导企业选择专利部署路线。此外，在核心专利周围部署改进专利、下 游专利也可以帮企业获得核心专利权人的交互授权。 2 1 2 2 通过专利地图用技术标准排斥外国当事人的专利 专利分析报告还可以指导相关部门用国家标准、行业标准排斥国外当事人在 我国部署的专利在技术贸易壁垒中在国内市场抢得主动权。美国每年花费7 亿 多美元用于研究和制定技术标准。这些标准大都捆绑了大量的美国专利。相反， 中国每年仅仅用8 0 0 0 多万人民币研究和制定技术标准。由于我国每年要签发约 4 0 0 0 个技术标准，因此每个标准能够获得的研究和制定费用仅约2 万元。目前， 我国已经开始在一些重大领域投巨资研究和制定技术标准。在制定上述技术标准 的过程中，专利分析活动可以帮助职能部门甄别和捆绑我国企业的专利，尤其是 核心专利。在必须捆绑国外专利的情况下，专利分析报告可以帮助职能部门在欧 美日权利人部署的专利中进行选择，从而设定最终技术标准的形态【4 2 】。 2 1 2 _ 3 通过专利地图，了解国外对手埋放了哪些专利地雷 在专利“授权人一栏隐匿真实身份，这是国外公司惯用的竞争策略。例如， 很多西方大厂往往用1 0 0 多个名称充当本企业拥有的专利的授权人，有些公司甚 9 北京工业大学管理学硕士学位论文 至用3 0 0 多个名称给自己的技术申报专利。例如，a v e n t i s 拥有2 9 万多项专利， 其中仅仅约1 的专利在授权人中包含a v e n t i s 这个词。通过专利分析，我们可以 把西万大厂用其他名字秘密部署的专利地雷都挖出来，了解其真正的实力，防止 被其所伤。这需要我国专利分析机构通过市场调研和文献检索制作庞大的“挂满 专利之果的企业名称树”系统。这项专利分析活动除了能帮助我国企业挖掘国外 竞争对手埋藏的专利地雷以外，对于找准竞争对手的专利空档，实施遏制或者杀 伤战略也非常有用。 2 1 2 4 通过专利地图，实施技术搭便车活动 在美国、日本等国提起的发明专利申请中，一部分并未同时在我国专利局提 起专利申请。相关文献记载的技术方案实际上可以在我国自由实施。在西药、数 码相机、计算机、汽车、伞具、玩具等很多领域，我国已经有大量的企业在使用 国外的专利文献。实际上，专利文献的用处远不止这些。例如，对国外技术方案 加以改进，我国当事人可以获得新的专利，封锁外国上游技术在市场上变现的下 游技术路线等a 通过专利地图，我国可以把国外权利人在专利部署中的漏洞清晰 地展示给国内企业，帮它们用尽国外技术资源，在技术贸易壁垒中取得先机。 2 1 2 5 通过专利地图，规避经营风险 专利地图可以帮助企业预先设计低风险的市场部署。企业可以在相关专利不 受保护的国家设立生产工厂，并把公司的绝大部分经营收益合法地转移到这些地 区，雨由大量的中小进口商在专利受保护的地区分销相关产品，最后受到打击的 可能仅仅是部分进口商，而不是企业本身。另外，在技术移转后，用获得的授权 生产的产品仍然可能侵害其他专利。实际上，只要企业曾经用可靠的专利分析报 告划定相关专利技术所在的专利地图，上述结果就不会发生。i l 之所以和 n l o m s o n 组建全世界最大的电视机跨国生产企业，一个重要的动机就是分散生产 和销售地区，规避各国专利壁垒、技术壁垒、贸易壁垒。加入、明的后，我国专 业化的专利分析机构可以为我国出口企业规避经营风险提供各种高质量的专利 地图。 2 1 2 6 通过专利地图，帮助国内企业在反诉侵权指控时把对手的专利权利要求 无效掉 在中外法院受理的专利侵权案件中，在1 9 9 3 年2 0 0 0 年美国国际贸易委员会 受理的3 3 7 个案件中，绝大多数的被告都会反诉对方专利无效。针对侵权诉讼， 1 0 第2 章p m 理论、模型与方法 反诉相关专利无效的策略获得了成功每年我国还有大量的专利被漏检的外国专 利文献、漏检的外国期刊论文等否认新颖性。其实根据创造性要求、实用性要求、 书面描述要求、可实施性要求、实旋例要求等“专利性要件犍出的专利无效请求 也有很大的胜算。英美一些专利分析公司往往对专利文献，甚至非专利文献进行 深加工，以帮助企业更顺利地打赢无效案件。 2 2 p m 模型 2 。2 1 专利管理图 2 2 1 1 历年专利动向图 历年专利件数动向图常用折线图表示。该图统计的专利可包含所有国家，也 可具体针对某一特定国家进行统计。通过统计某段时闻内某项技术专利申请的数 量，可看出研发完成的时间、提出专利申请的时间和某几段时间内专利申请数量 的变化。并可推断出该技术在各时期内研发投入的情形。 2 2 1 2 技术生命周期图 技术生命周期图常用折线图表示，由专利数量与申请人数( 或发明人) 在各时 期的增减情况，可了解技术所处的阶段：起步阶段、发展阶段、技术成熟阶段、 衰退阶段、再发展阶段。技术生命周期图可协助企业评估此时或未来是否应积极 投入研发。通常在技术起步阶段：专利数量和申请人( 或发明人) 数均较少，此阶 段技术尚处于实验开发阶段，未商品化：技术发展阶段：专利数量大幅提升，申 请人( 或发明人) 亦增加，此阶段表示第一代商品问市，多为产品导向专利；技术 成熟阶段：专利数量继续增加，申请人( 或发明人) 数量维持不变，此阶段以占 有市场为目的商品为主，以商品改良设计型专利为主；技术衰退阶段：专利数量 维持不变，经市场淘汰，仅少数优势厂商生存，商品型态固定，小幅改良型专利 为主，技术无进展；技术再发展阶段：专利数量开始增加，申请人( 或发明人) 数 量亦有所增长，此阶段通常有新的技术发展方向出现。通常在技术的生命周期处 于发展阶段时，可加大研发投入，处在技术衰退期应减少研发投入。 2 2 1 3 各国专利占有( 或申请) 比例图 各国专利占有比例图常用饼图表示。反映的是各国专利分别所占的份额。由 各国专利占有比例图可轻易发现，哪些国家为该领域的主要竞争国，及该竞争国 的实力如何。 北京工业大学管理学硕士学位论文 2 2 1 4 竞争公司专利排行榜图 竞争公司专利排行榜消长图常用表格或雷达图表示，反映的是分野年前后一 段时间内各个竞争公司的专利数量排名顺序。分野年为该技术有重大突破或技术 应用范围扩增等的重要年份。竞争公司专利排行榜表可看出一段时l _ j j j 内竞争公司 实力的演变情况。 2 2 1 5 公司专利平均年龄图 公司专利平均年龄图常用长条图来表示，反映的是各竞争公司专利平均年 龄。公司专利平均年龄图的主要作用是通过各公司专利平均年龄的大小，预测其 专利未来可构成的威胁时问长短。年龄愈小的专利有较长的时问禁止其它公司使 用该项技术。同样对其它公司而言，则有较长的时间侵害其专利的风险，受其限 制的时间较长。通常刚投入此技术领域的公司其专利平均年龄较长，长期以来一 直投入者则年龄多属中等。 2 2 - 1 6 公司发明阵容比较图 公司发明阵容比较图常用折线图或长条图表示。根据发明人出现在专利文献 上的时间可将发明人分为原发明人和新发明人。公司发明阵容比较图主要作用是 通过公司发明阵容的新老比较，察看公司近期在该技术上投入的人力和物力情 况。公司原发明人数较多，新发明人数相对较少，表示该公司后期投入不是很强， 公司引进人才较少。反之，如果公司原发明人数较多，而新发明人数也很多，则 表示该公司持续投入，引进人才较多。 2 。2 。1 7 重要专利相互引用族谱图 重要专利引用族谱图常用表格表示。重要专利引用族谱图主要作用是通过公 司之间专利相互引用关系发现其在技术研发上的主从关系。即通过各公司专利的 引证、被引证、自我引证程度高低可看出各公司在技术研发上是否为领先创新、 积极投入，或仅为消极跟随、受制于人的地位。被引证的程度愈高，表示其技术 的创新主导程度愈大自我引证则表示公司依靠原有技术继续研发的情形，若程 度愈大，则表示该公司较不重视技术上的创新突破，仅依原有技术进行改良。由 专利被引证次数的高低，可窥探哪些是重要专利。被引证次数高的专利通常为基 础专利，且无先前专利可引用。 2 2 1 8i p c 分析图 i p c ( 国际专利分类) 分析图常用长条图表示，反映的是某技术领域该部( 类 1 2 第2 苹p m 理论、模型与方法 或组) 专利数量的多少。通过对某一技术领域的专利( 或申请的专利) 按国际专 利分类号进行统计，可得知该技术主要集中在哪些部类，以及各部类专利在该技 术领域中所占的比重，可了解各类技术研发投入程度与取得专利保护的情形，还 有助于判断哪些技术类别为技术密集区域，哪些为空白区域。此外，对主要竞争 公司的专利( 或申请的专利) 做p c 分析还可发现这些公司的热点申请领域， 这些热点领域通常为研发投入较大的领域，且公司往往在该领域有一定的优势。 2 2 1 9 公司定位综合分析图 公司定位综合分析图通常以表格形式表示。公司定位综合分析主要根据该技 术领域的公司是否拥有自己的专利，是否引用别人的专利，是否引用自己的专利， 是否参考其他公司的技术四个指标确定。根据不同的技术来源，公司最后被定位 为进攻性，自主开发型，防御型，跟随型，过渡型五个类型中的一种。其主要目 的是通过定位综合分析可发现谁是技术的领导者，谁是技术的追随者。通常进攻 性和自主开发型的公司是技术的领导者，而防御型、跟随型为技术的追随者。此 外，通过定位分析，也可找出自己的主要竞争对手，特别是相同类型的公司。 2 2 2 专利技术图 2 2 2 1 专利分析摘要表 专利分析摘要表通常是针对某一特定技术领域的主要专利文献而为，其由技 术人员将专利文献中的重要专利信息解读出来，填在表中。该表通常包含如下信 息：专利号、专利名称、发明人、申请人、申请日、公开日、发明目的、技术手 段及技术效果等。由于这些解读出来的重要信息主要为发明目的、技术手段及技 术效果，因此其可对某项技术领域有详尽完整地把握，从而掌握关键技术与发展 趋势。此外，它还可为后一阶段的技术分布图和技术功效矩阵做准备。 2 2 2 2 专利技术分布乌瞰图 专利技术分布鸟瞰图可用件数v s 技术类别表、技术类别年代分布表和件数 v s 功效类别表、技术功效年代分布表等图表来表示。件数v s 技术类别表：先 将一项技术根据其主要技术组成部分进行细分，如分为夹紧部分、密封部分、控 制部分、机构部分等，再将各技术组成部分的专利数量统计出来，填入表中。其 主要作用是可以看出该项技术的专利主要集中在哪些部分内，目前的科研投入主 要集中在哪些技术方面。 如果再将技术类别按年代进行排列，可 导到技术类别年代分布表。由专利技 北京工业大学臂理学硕士学位论文 曼! ! 曼皇苎! ! 暑! ! ! 皇皇鼍! 皇詈! 皇苎! 曼! 曼! 曼皇皇! 曼詈苎鼍! 曼曼詈苎烹! 曼皇! ! ! 皇皇曼苎皇! ! 皇苎! 术类别年代分布表可清楚看出最近几年的科研投入主要集中在哪些技术类别上， 技术发展的趋势如何等。特别是能清楚了解技术发展趋势。 件数v s 功效类别：先根据技术主要要解决的问题对技术进行细分，如提高 产品质量、降低成本、减少污染等，再将各部分专利数量统计出来，填入表中。 该表主要作用是可大致看出目前国内外的主要技术投入主要用来解决哪些技术 问题，以及其发展趋势等。 如果再将技术功效按年代进行排列，可得到技术功效年代分布表。由专利技 术功效年代分布表可清楚地看出目前该技术领域的专利主要集中用来解决哪些