基于专利地图的企业专利布局设计研究

1、第卷第期年月工程设计学报收稿日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（）；科技部创新方法工作专项（）；河北省青年基金资助项目（）作者简介：贾丽臻（），女，河北沧州人，硕士生，从事及专利信息提取研究，：通信联系人：张换高（），男，天津人，副教授，从事、产品平台设计与创新研究，：基于专利地图的企业专利布局设计研究贾丽臻，张换高，张鹏，檀润华，杨雯丹（河北工业大学机械工程学院，天津）摘要：合理的专利布局设计能够使企业全面掌握行业内的技术实力，准确识别竞争对手，抢占技术制高点专利地图可以将相关专利信息系统化、直观化、图形化，为了解行业动向、指引研发方向，从而进行专利布局提供依据从专利布局角度出发并结合

2、专利地图知识，将企业专利布局设计流程简化为种模型，即专利数据采集模型、企业发展状态模型、竞争对手定位模型和技术潜力发展模型，通过对每一种模型的制作和分析，使企业明确自身的发展状态、竞争者的威胁以及行业技术发展潜力，从而有效地进行专利布局设计，提高竞争力最后以金刚石工具行业中的某企业为例进行验证关键词：专利地图；专利布局设计；技术发展潜力；金刚石工具中图分类号：；文献标志码：文章编号：（），（，）：，：；专利文献是集技术信息、法律信息和经济信息于一体的信息资源，它包含了世界上最全面、最新的技术情报根据世界知识产权组织（）的统计，有效地运用专利信息，可以缩短研发时间，节省研发经费，的研发成果可以在

3、专利文献中得到因此，专利文献中包含的信息对于企业来说尤为重要通过对行业内相关专利的分析研究，某一个企业可以掌握竞争对手的专利格局、研发动向、技术保护的重点等情报，对其充分了解主要竞争对手、掌握技术情报、促进技术创新有所帮助，也为其合理规避专利壁垒和制定研发战略提供依据专利地图与专利布局专利文献蕴含丰富的信息，如何充分准确地分析、获取相关信息是企业制定和实施专利战略的前提专利分析是对专利文献或信息进行筛选、整理、加工及分析，并利用统计学方法和某些技术手段，使之转化为可供利用的、具有总览全局及预测功能信息的一种分析方法专利分析可以为企业制定技术研发策略、跟踪竞争对手等提供有用的技术情报信息，从而使

4、企业在激烈的市场竞争中占有有利的竞争地位目前专利分析方法主要有定量分析方法、定性分析方法、拟定量分析方法和专利地图法）定量分析法又称为统计分析法，它主要是对专利文献所具备的外部特征进行统计分析，即对专利的产品名称、申请人、申请日期、申请国家、分类类别等特征进行计量，考察专利申请数量随时间的变化情况、专利主要技术领域的分布情况及专利的引用与被引用等情况利用这种分析方法可以很好地分析和预测技术的发展趋势，判断竞争对手的技术研发动态）定性分析法也称为技术分析法，是对专利的技术内容如专利涉及的技术主题、专利发明人、专利分类号等进行归纳、综合、分析的一种方法定性分析一般用来获取企业的技术研发动向、研发重

5、点、专利的特定权利状况等方面的信息）拟定量分析方法通过上述分析，可以看出定量分析方法和定性分析方法具有不同的特性，通常情况下需要将两者结合，这种方法即拟定量分析方法）专利地图法是一种专利分析研究方法和表现形式，通过对专利文献中信息的深度挖掘与缜密剖析，将蕴涵在专利数据内的大量错综复杂的信息制成各种可分析、解读、以图表形式直观反映出来的专利情报专利地图在专利分析整个过程中起到承上启下的重要作用承上主要指将专利检索到的重要信息，经过整理、加工、综合和归纳，以数据的形式融入各种图表形式中，以供定量分析和定性分析使用；启下则指通过对专利数据分析绘出的专利地图进行对比、研究和分析之后作出相应的判断和技术

6、预测，得到技术的研发动向、发展趋势等重要信息，从而为企业专利布局服务正如战略家需要军事地图、旅游者需要旅游地图、勘探者需要地质地图，知识产权战略的决策者需要的就是专利地图因此，本文采用基于专利地图的方法对文献中的信息进行深入直观的分析专利地图是专利分析的有效手段，其最终落脚点则是引导企业进行专利布局，为企业提供研发方向专利布局有两方面的含义：一方面为专利分布（），体现为已有专利的分布属性，如时间分布、区域分布和相关性分布等，其功效主要反映专利分布的客观存在状态；另一方面为专利组合（），体现为对已有专利不同分布属性的组合分析，如创新能力分析、申请人技术实力分析和专利投资组合分析等，其功效为综合分

7、析多个已有专利的分布图表得出所需的专利战略根据相关专利地图的分析，企业可以了解自身和竞争对手的发展状况以及所处的产业生命周期，制定适合自身发展的专利布局战略，以此增强市场竞争力，掌握未来竞争的主动权基于专利地图的企业专利布局设计流程根据专利地图的功能，可以将专利地图分为三大类一是专利管理地图，其主要功效是识别竞争对手、竞争对手的发展情况、研发产品的专利发展趋势、研发力量分布；二是专利技术地图，其主要功效是识别真正的技术领先者、哪些企业最具潜力、研发产品的核心技术和功效；三是专利权利地图，主要应用在诉讼中，是针对单个专利的微观分析地图目前多数文献是从管理和技术两个层面，运用专利地图分析方法对企业

8、的发展状况及发展机会进行分析，本文未从专利地图的功能分类角度出发，而是从企业了解自身技术实力的过程角度，提出更加系统连贯的分析流程本文将该流程简化为种模型，如图所示，继而通过对每个模型的深入分析，引 导企业专利布局设计图基于专利地图的专利布局设计流程工程设计学报第卷专利数据采集模型专利数据的采集是专利分析的基础为保证专利检索和分析的质量，就要围绕所分析的研究主题认真选取检索词，并制定相应的检索策略，同时不断对检索结果进行筛选，直到符合要求为止本模型中介绍种准确采集专利的方法）利用相关软件或网站进行研究领域关键词的检索）通过上述关键词检索的结果，分析出该研究领域涉及的技术类别，再利用进行检索）通

9、过上述关键词检索的结果，找到相关发明人（或专利权人），再以此作为关键词进行检索通过上述方法，得到全面可靠的技术情报信息，确定分析范围，以保证后续分析的准确性企业发展状态模型所谓“知己知彼，百战不殆”，军事上是这样，在企业的商战中亦是如此对于一个企业来说，首先要能正确认清自身在行业中的实力状况本文在企业发展状态模型中，采用如下专利分析指标进行纵向和横向的分析）纵向分析：该企业在整个行业中的技术实力企业专利申请量同一技术领域、相同时间段、不同企业的专利申请量该指标可以反映不同企业的技术实力专利相对产出率该企业在该领域申请的专利数量占整个领域专利数量的百分比该指标反映企业在某一技术领域中的相对地位）

10、横向分析：该企业自身发展活跃度历年专利申请量该企业每年申请的专利数量该指标通过申请量曲线的斜率变化情况反映企业的发展活跃度基于“”矩阵的思想，以横向即企业自身发展趋势为横坐标，以纵向即企业在该技术领域中的相对实力为纵坐标，建立如图所示企业技术发展状态模型该模型将企业目前所处的发展状态分成个阶段，企业可以针对其所处的不同阶段采取不同的专利布局策略领先阶段：企业应继续加强核心技术的研发投入，巩固核心技术的领先地位；增加外围专利的申请，形成技术壁垒，增强技术实力危机阶段：企业虽然具有相对较强的实力，但是自身的发展力正在下滑，需要寻找滑坡原因，改变 现状图企业发展状态模型上升阶段：企业实力相对较弱，但

11、是自身的发展力正在增强，需要加大研发投入，缩短与领先企业的差距；采取抢先申请战略，对领先企业进行专利规避，寻找技术空白点，加速发展问题阶段：企业的实力相对较弱，且自身的发展比较迟缓，处于衰退阶段，采取跟随型专利战略，进行专利战略联盟，以交叉许可、专利共享等方式提高研发力认真分析行业主导核心技术的专利资料，找到专利技术存在的问题或有待改善之处，在比较分析的基础上找到适合提高自身企业实力的创新点，将有限的资源应用在创新成果的实现上，不至于在新一轮的市场竞争中被淘汰竞争对手定位模型在激烈的市场竞争中，一个企业若想取得永久性发展不能仅局限于对自身发展状况的了解，对竞争对手的分析也是不能忽略的分析竞争对

12、手的竞争力可以取长补短同时增强自身的危机意识，加快企业更好更快地发展）简要识别竞争对手通过某几个时间段的专利申请排行图，可以分析出竞争对手的如下几个方面：哪些企业为新进入者？其发展态势如何？哪些企业正在衰退？哪些企业为领先者？哪些企业与自身实力相当？）竞争对手威胁力分析在进行威胁力即定位分析时，涉及个专利指标：技术复杂度企业研发技术范围的大小计算方法：竞争对手专利涉及的种类本企业专利涉及的数量相对研发力竞争对手相对该企业的研发能力计算方法：某一具体时间段内，某一竞争对手的第期贾丽臻，等：基于专利地图的企业专利布局设计研究专利数量本企业的专利数量相对研发趋势竞争对手相对研发力的变化情况计算方法：

13、设各个时间段的相对研发力为，以，的大小变化衡量相对研发趋势基于以上指标，建立如图所示竞争对手定位 模型图竞争对手定位模型本模型按照竞争对手的威胁力不同，将竞争对手分为个类型即明星对手、金牛对手、后进对手和平民对手针对竞争对手类型的不同，采取不同的专利布局策略明星型竞争对手的技术实力最强，威胁最大本企业要认真研究该类对手的核心技术，进行专利规避，抢先进行外围专利的申请，以防其形成技术壁垒金牛型对手虽然技术比较单一，但是其研发力较强，威胁较大本企业要借鉴其研究的深度，在研究的广度上，寻找该类对手的技术空白点，抢先申请专利，占据主动权后进型对手其研发力相对较弱，但研究领域范围宽，有一定威胁这时本企业

14、要利用自身研发力较强的优势，在其超出本企业技术范围的领域中抢先发展，进行专利网战略，以防在新一轮市场竞争中被对手包围平民型对手的研发实力较弱，研究领域小，威胁较弱技术潜力发展模型针对企业而言，从长远发展角度来看，专利分析的目的就是为企业发展寻求新的技术机会，进行专利布局，在未来的竞争中争取话语权本文主要利用技术雷达图和技术功效矩阵进行技术潜力的挖掘技术潜力发展模型如图 所示图技术潜力发展模型该模型中技术雷达图即该技术所涉及的各个技术领域研发进展雷达图，通过该图，企业可以直观定性地了解到该技术的研发重点及技术空白点技术功效图即技术功效矩阵，它定量反映出某一技术领域内该技术所能实现的技术功效与专利

15、申请数量的对应关系将两者结合，研发者可以挖掘出具有一定潜力的技术类别集合，找到研发点，增加研发投入，抢先占领市场从企业发展状态和竞争对手威胁力的差异角度出发，企业应采取如表所示的专利布局策略表专利布局策略企业自身竞争对手明星对手金牛对手后进对手平民对手领先阶段上升阶段进攻为主，防御为辅进攻为主危机阶段问题阶段跟随为主，改进为辅合作为主进攻：对竞争对手进行专利规避，申请外围专利；寻找技术空白点，抢先申请，形成专利壁垒防御：对本企业进行专利布局的分析，形成专利网，防止专利被竞争对手规避跟随：研究本领域核心技术的研究现状，保持技术的先进性改进：在研究核心技术的同时，寻找改进点和创新点合作：与相关企业

16、进行战略联盟，专利共享，共同进步技术潜力发展模型为企业提供两方面的技术情报信息一是纵观全局，找到本行业的技术稀疏区，抢先进行专利布局，增强自身技术实力；二是结合企业本身与某个竞争对手的实力对比情况，通过合理的专利布局设计，拉大（或缩小）两者的差距，从而全方位提高自身技术实力工程设计学报第卷工程实例金刚石工具是指用结合剂把金刚石（一般指人造金刚石）固结成一定形状、结构、尺寸，并用于加工的工具产品金刚石具有坚硬性，故制成的工具特别适合加工硬脆材料尤其非金属材料，也可以用于加工有色金属、合金、木材等，目前已广泛应用于建筑、石油、地质、机械、陶瓷、汽车等行业近多年来，中国生产金刚石工具的企业逐渐增多且

17、规模日益增大，面临如此激烈的市场竞争，企业若想掌握主动权，就必须了解整个行业的发展专利布局情况，寻找契机，增强核心竞争力本文专利数据的采集和分析主要依托于“国家知识产权局”和大为软件，以金刚石工具为技术领域，以企业为研究对象，企业为竞争对手，研究时间为年企业发展状态分析表为国内以金刚石工具为技术领域的各个企业的专利申请量情况及各企业的专利相对产出率（主要研究排名前位的企业，各个企业以，等字母表示）表各企业的专利产出率企业专利申请量件相对产出率畅畅畅畅畅畅畅畅畅畅畅畅畅合计由表可以看出，公司的专利申请量为件，相对专利产出率为畅，说明公司在该技术领域内技术实力优势明显；通过图（公司历年专利申请量）

18、可以看出公司专利申请趋势整体为增长状态，即企业发展活跃度较高通过以上图表分析，根据企业发展状态模型评价为：公司在该技 术领域中处于领先地位图企业历年专利申请量竞争对手定位分析）行业内竞争对手的识别表为各时间段企业专利申请量排行图，以此为依据分析行业内竞争状况，研究时间为年表企业专利申请量排行年年年名次企业名称专利数量件名次企业名称专利数量件名次企业名称专利数量件合计合计合计从表可以看出：企业在年专利数量为，年企业的专利数量为该技术领域内的首位，凸显其技术实力；在年作为新进入该领域的企业专利数量增长显著，对企业构成了较大的威胁；从企业到企业的专利申请量在年期间要比第期贾丽臻，等：基于专利地图的企

19、业专利布局设计研究 工程设计学报 第 卷 年数量高出几倍 ， 说明该技术领域在 年 到 年市场竞争开始加剧 通过上述分析得出 ： 在 年新进入者 为 ， ， ， 和， 其中 企业对本企业威胁最大 因此本文以 企业为例进行竞争对手威胁分析 ）竞争对手 的威胁力分析 关于专利复杂度 ， 以 为研究对象 ， 通过专 利分析可知 ， ， 及整个行业的 种类情况如表 所示 企业名称 行业 种类 ， ， 表 种类分布情况 注 ： 每行 种类从左往右专利数量递减 理领域 ； 电学领域 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 作业 、 运输领域 ； 化学 、 冶金领域 ； 固定 建筑领域 ； 机械工程 、照明 、

20、加热领域 ； 物 以看出 ， 该技术领域的研发重点集中在 （应用超高压方法 ， 例如用于生成金刚石 ； 其设备 ， 例 如塑模 、 挤压模 ）领域 、 （以抗磨部件为特 征的 ， 例如金刚石镶嵌 ）领域和 （具有圆 锯条或圆锯盘的 ）领域 专利申请数量最多的技术 领域 ， 其发展空间较小 ， 且发展难度大 ； 专利申请数 量较少的技术领域 ， 其发展空间较大 ， 但发展前景不 明确 ， 发展潜力还有待观察 因此 ， 通过对技术雷达 图的分析 ， 研发人员应选择专利申请数量处在中游 的技术领域 ）技术功效矩阵分析 本文以 为技术潜力领域进行研究 通过该技术领域的技术 功效矩阵分析如表 所示 专利

21、数量 件 组 件 基体 锯齿 刀头 专用锯片 其他 经济 提高 提高 加工 消除 排屑 锋利 外形 适应 性 寿命 效率 质量 噪音 散热 性 美观 性 图 金刚石工具主 技术构成分析 由此可以看出 ， 企业专利涉及的技术领域比 多， 技术发展广度大于 企业 关于 相对 的研发力和研发趋势 ， 如表 所示 年 年 年 畅 畅 畅 年 畅 畅 表 企业 ， 的相对研发状况 表 领域技术功效矩阵 研发状况 的专利申请量 件 的专利申请量 件 相对研发力 相对研发趋势 技术潜力发展分析 从上表中可知 ， 在研发力方面 ， 目前 企业稍 逊色于 企业 ， 但是其相对研发趋势的系数一直大 于 ， 即 企

22、业一直紧随 企业之后存在超越 企 业的可能性 根据竞争对手定位模型的评价可以看 出 企业为 企业的明星对手 ）技术类别 分析 首先对金刚石工具领域的技术类别进行分析 ， 如图 所示 图 中黑点位置表示专利申请数量 从该图可 从上表可以看出 ： 该技术领域的核心技术主要 集中在刀头的研究上 ， 其功效稀疏区为刀头的外形 美观性和适应性上 ， 因此 企业应加大对该领域的 研发投入以抢占市场 ； 基体与锯齿的专利数量排在 中游 ， 可发现其功效空白点为加工质量 、 消除噪音 、 外形美观和适应性 ， 对于 企业应先对这些空白点 进行分析 ， 判断其可研发性 ， 在排屑散热功效上也应 加大研发投入 ；

23、 专用锯片和其他方面也有功效空白 点， 首先也应该先进行可行性分析 ， 降低其研发 风险 结合以上分析 ， 对 公司进行专利布局设计 第期 贾丽臻 ， 等： 基于专利地图的企业专利布局设计研究 通过企业发展状态模型的分析可知 ： 处于领先阶段 的 企业应继续加强核心技术的研发投入 ， 巩固核 心技术的领先地位 ； 增加外围专利的申请 ， 形成技术 壁垒 ， 增强技术实力 通过竞争对手定位模型的分析 可知 ： 企业为 企业的明星对手 ， 该对手的技术 实力最强 ， 威胁最大 ； 本企业要认真研究该类对手的 核心技术 ， 进行专利规避 ， 抢先进行外围专利的申 请， 以防其形成技术壁垒 通过技术潜

24、力发展模型的 分析 ， 找出金刚石工具这一领域的技术稀疏区和空 白点 ， 企业应以此为主要分析和研发方向 ， 加强 其研发资源投入 ， 加快专利的申请 ， 防止在新一轮的 市场竞争中被其他企业超越 ， 处于被动局面 ： ， ， ： ， ， （ ） ： 张娴 ， 高利丹 ， 唐川 ， 等 专利地图分析方法及应用研究 ， ， ， 王晋刚 专利地图引导企业专利战略 中国专利与发 明， （） ： ， （） ： 情报科学 ， ，（） ： ，（） ： 情报杂志 ， （） ： 结论 本文提出了基于专利地图的专利分析及布局流 程， 并以金刚石工具技术领域内的企业专利布局分 析过程验证了本研究的可行性 ， 其分析过程全面 、 快 速， 对该技术领域的未来发展将产生一定的深远影 响 对于一个企业来说 ， 其竞争力的强弱很大程度上 决定于专利战略的制定 ， 而专利布局分析是企业进 行专利战略中不可或缺的环节 ， 专利地图是专利分 析的重要工具 ， 因此如何对专利文献进行全面 、 准确 地分析 ， 充分发挥专利地图的功效是专利布局设计 人员应该深入研究的问题 参考文献 ： 黄远辉 基于专利地图的混合动力电动汽车竞争情报研 究 现代情报 ， ， （） ： 张红芹 ， 鲍志彦 基于专利地图的竞争对手识别研究 ， 巴金 电动汽车的专利分析研究 长春 ： 吉林大学管 理学院 ， ： ， ：