【论文】基于多维度专利指标分析的优势技术领域识别研究

摘要:

[目的/意义]通过多维度专利指标分析的方法识别创新主体的内部核心技术和优势技术领域,从而为投资研发方向和专利布局方案的制定及调整提供数据支撑。

[方法/过程]首先,通过RCI值和技术重心指数构建二维矩阵,识别创新主体内部的核心技术、边缘技术、活跃技术和潜在技术;其次,通过相对专利平均价值、相对专利地位两个维度识别某一技术领域在外部竞争环境中所处的优势地位、劣势地位及适中地位,并结合技术生命周期,提出投资研发方向和专利布局策略;最后,对内部核心技术和外部优劣势技术进行综合分析,评估创新主体现有的核心技术是否具备竞争优势,并提出新的优化和改进方案。同时选择基因组编辑三种主流的技术进行实证研究,分析比较了5个创新主体的核心技术和优势技术。

[结果/结论]研究结果发现,该文提出的识别模型具有科学性和实用性,能够很好地识别不同创新主体的内部核心技术和优劣势技术。

关键词:专利计量;专利分析;优势技术;核心技术

中图分类号:G350 文献标识码:A 文章编号:1002-1965(2020)01-0070-06

引用格式:汪庆,朱钦磊,杨芳.基于多维度专利指标分析的优势技术领域识别研究[J].情报杂志,2020,39(1):70-75.DOI:10.3969/j.issn.1002-1965.2020.01.010

前言

早在20世纪80年代国外就开始了专利优势技术领域的比较和识别研究,其研究从最初的单一指标,发展到现在多维度、多指标的分析比较,更加综合全面[1]。早在1983年,学者Soete和Wyatt提出利用技术优势指数RTA这一指标识别专利优势技术[2-3]。

此外,很多学者将Balassa提出的在贸易领域中进行优势比较的显示技术比较优势指数(RevealedTechnology Comparative Advantage, RTCA)运用到专利技术优势比较中。学者Brockhoff、Ernst利用多维度专利指标分析方法对专利优势技术进行系统研究,并提出了技术吸引力、相对专利地位(RPP)的概念。其中技术吸引力主要是通过专利的相对增长率(RGR)和相对发展增长率(RDGR)两个指标进行反映[4]。

国内关于专利优势技术识别的研究相对较少,研究内容主要包括理论层面和方法应用层面,部分学者探讨了专利竞争优势的理论来源,为专利技术竞争优势的识别提供了理论支撑[5];部分学者通过利用单一的指标或者多维度指标对优势技术领域进行比较研究[6]。

虽然国内外关于专利优势技术领域识别研究已经取得了一定进展,但是还存在一些缺陷:

a.在进行优势技术评估之时,缺乏对理论基础和专利优势技术内涵的梳理,大部分研究都是理所当然地在专利申请数量的基础上计算专利指标,很少从专利授权数量进行考察和评估。实际上专利申请数量和授权数量具有很大区别,因此在不同的研究目标下应该将二者区别开。

b.相关研究主要侧重在专利数量层面,因为无论是技术吸引力、相对专利地位,还是RTA、RTCA、RCI指标都是通过对专利数量的计算获得,很少考虑专利价值、专利强度、技术生命周期这些指标。

c.国内各学者所用的专利指标各不相同,而且一些指标虽然在理论上可行,但是在实际操作中并不实用,还可能导致评估结果出现误差。

d.相关研究多注重创新主体与竞争对手优势技术领域的对比分析,而很少评估创新主体内部的核心技术,且没有对比不同创新主体之间核心技术布局的差异,如是采用只有一个核心技术的单一化的专利发展战略,还是有多个核心技术的多元化的专利发展战略;也没有对单一化的专利发展战略和多元化的专利发展战略的竞争优势进行分析。

因此,本文在批判性地吸收前人研究成果的基础上,对专利优势技术的内涵进行梳理,并利用RCI值、技术重心指数识别创新主体内部核心技术,并评估不同创新主体核心技术布局策略;利用相对专利平均价值、相对专利地位识别外部竞争环境中的优劣势技术领域,并结合技术生命周期这一要素,为创新主体调整研发重点、制定专利发展战略,提出专利布局方案提供参考和借鉴。

1.专利优势技术与多维度专利指标分析方法

1.1专利优势技术内涵

专利,即专利权,是一种具有排他效力的垄断权,可以在特定的时间、空间和地域对技术进行独占。通过专利的排他权获得排他利益是专利权价值的核心和本质[7]。因此,创新主体可以通过专利权建立和保持技术领域的优势地位。但并不是所有的专利技术都会产生竞争优势。如果将专利作为一种无形资源,从资源的角度来看,国外学者Barney认为只有满足有价值、稀缺、不能完全模仿和难以替代这四个条件才会产生竞争优势[8]。而Peteraf认为,无形资源只有满足异质性、对竞争对手的事前和事后限制、不完全流动性这四个条件才可以产生竞争优势。

从经济学的角度来看,学者Langinier和Pitkethly认为,专利的市场竞争力取决于专利的长度、专利宽度和专利高度。专利的长度是指专利的维持时间,它决定了专利权人专利垄断权的持续时间;专利宽度是内生的,主要体现在专利的权利要求中,可以帮助专利权人抵御潜在技术模仿者的攻击;专利的高度,即专利的创新性要求,充分体现了专利的技术进步性。创新主体的专利竞争力与专利长度、宽度和高度相关。由此可见,专利技术需要满足以下几个条件才能具备竞争优势:

1.1.1专利是授权的、有效的专利从申请到授权,必须对专利的创造性、新颖性和实用性进行严格的审查,并不是所有申请的专利都能获得授权。可见,已授权专利相对于仅处于申请阶段的专利,更能准确地反映创新主体的技术竞争实力,《华尔街日报》、IEEE等在评估专利竞争实力的时候,均将专利的授权数量作为重要的评价指标[9]。根据我国专利法的相关规定,专利获得授权后,每年还需要缴纳一定的年费才能够获得保护权。如果没有续交年费,那么则视为自动放弃专利权,专利的垄断权和独占权也将失去法律效力。因此,有效专利的数量每年都在变化。一般来说,专利维持时间越长,专利技术竞争优势的持续时间也就越长。

1.1.2专利是有价值的、稀缺的专利技术竞争优势的获取必须建立在高价值专利的基础之上。毫无价值或者价值很低的专利并不能产生竞争优势。专利共分为三种类型,即发明专利、实用新型和外观设计。相对于其他两种专利类型而言,发明专利对创新性的要求更高,专利的质量和价值也更高。因此,在分析专利技术竞争优势的时候,应重点对发明专利进行分析,可以剔除一些质量不高的专利。而发明专利的价值则可以通过专利的长度、宽度和高度三个方面进行评估。

1. 1.3专利是具备相对优势的专利技术优势是相对于竞争对手而言所具备的优势。对于创新主体而言,只有在专利数量、专利价值等方面具备优势才能够产生竞争优势地位。因此在进行专利优势技术识别的时候,一定要将创新主体的专利与标杆机构进行对比分析,而不能只看绝对值,这样才会让分析的结果更加科学合理。

综上所述,本文在对专利数量相关指标进行测算时,主要以发明专利授权数量为基础进行,以更加准确地反映专利技术竞争实力;同时研究过程中,注重对各个专利指标进行标准化处理,以更好地反映创新主体和标杆机构的差距。

1.2多维度专利指标分析方法

目前很多国内学者将“patent ponfolio analysis冶(简称PPA)翻译成专利组合分析方法,这容易导致我们将创新主体的专利组合战略和这里的专利组合分析理论混为一谈。实际上,二者具有很大的区别。创新主体的专利组合是指一种关于某项关键技术特征的专利集合,这是一种为了防止竞争对手攻占该技术领域产品和市场的战略。而这里谈到的“PatentPonfolio Analysis“方法是一种从多个维度、多个专利指标进行分析的专利情报分析方法,因此本文将该方法翻译成多维度专利指标分析方法。德国学者Brockhoff首次提出了该方法,随后Holger Ernst等将其进行了系统的研究[10]。

相对于传统的基于专家或技术人员的主观分析方法和基于单一专利计量指标的方法而言,多维度专利指标分析方法更加立体、科学和客观。由于专利技术竞争实力是一个动态发展的过程,但创新主体出于惯性,可能多年来技术研发重心和专利发展战略一直保持不变。因此,利用多维度的专利指标分析方法识别创新主体内部的核心技术和外部优势技术可以分析目前的核心技术是否具有竞争优势以及目前的研发方向是否正确,从而方便创新主体及时进行专利战略和专利布局方案的调整,详细的研究思路如图1所示。

图1研究思路与框架

本文在批判性地吸收前人研究成果的基础上,结合研究目的及国内专利数据的特点,并在遵循科学性、合理性、实用性的原则上构建识别模型。

2.创新主体内部核心技术领域识别

国外学者Patel和Pavitt从技术份额(PatentShare, PS)和RTA两个维度分析了创新主体内部的技术优势[11]。本文在此基础上改进,用技术重心指数替换技术份额,用RCI指标替换RTA,构建创新主体内部核心技术识别模型。

2.1RCI指标

虽然评估专利技术优势指标有很多种,比如RTA、RTCA、RCI,但仔细分析后发现,这几个指标计算方法和原理都是一样的,主要区别在于计算对象和侧重点不同,RTA主要侧重专利申请数量,RTCA侧重发明专利申请数量,RCI则注重发明专利的授权数量和美国发明专利授权数量的计算。根据本文的研究目的,发明专利的授权数量更加能够体现专利技术的竞争优势。因此采用RCI这一指标,更加科学合理。

早在1997年,学者May在Science上发表相关文章,提出用RCI值来反映世界上主要国家的科学能力比较优势的大小[12-13],RCI值大于1的表示创新主体在该领域具有比较优势,且数值越大表示优势越大。RCI=(创新主体A在技术领域i的授权发明专利数量/该领域所有授权发明专利数量)/(创新主体A所有授权发明专利数量/所有创新主体在美获得的授权发明专利数量)。

2.2技术重心指数

技术份额是指创新主体在某技术领域的专利数量与该技术领域所有专利数量的比值。因为RCI值的分子部分就是技术份额,因此这里不再利用这一指标,而用技术重心指数代替。相对技术份额而言,技术重心指数是指创新主体在某技术领域的授权发明专利数量与其内部所有授权发明专利数量的比值,更能反映创新主体的研发重点和方向。技术重心指数越大说明其研发投入越大。这里对技术重心指数进行标准化处理,即将创新主体在某领域的技术重心指数除以其中的最大值,从而清晰地看出不同技术之间所占份额的差距。

识别创新主体内部核心技术主要是为了分析和比较不同创新主体专利的技术布局和发展战略。如果创新主体核心技术较多,说明其采取多元化的发展战略;如果创新主体的核心技术只有一个,说明其采取的是单一化的发展战略。我们以RCI值为横坐标,技术重心指数为纵坐标,可以将创新主体内部技术分为四种类型:

a.核心技术。核心技术的技术重心指数和RCI值比较高。

b.边缘技术。边缘技术的技术重心指数和RCI值均较低。

c.潜力技术。潜力技术是指技术重心指数较大,但RCI值较低,表示该技术较为受重视,但不具备竞争优势。

d.活跃技术。活跃技术的技术重心指数较低,而RCI值较高,表示该技术虽然投入力度较小,但是较为活跃,专利数量相对较多。

图2创新主体内部核心技术识别模型

3.创新主体外部优势技术的识别

识别创新主体外部优势技术就是分析该技术领域在外部竞争环境中是处于优势地位、劣势地位还是优势不明显的适中地位。通过分析比较,可以对某一技术领域进行准确的定位,同时还能了解其与竞争对手的差距。通过相对专利平均价值、相对专利位置构建二维矩阵,识别外部优势技术,并结合技术生命周期,综合评估和选择投资研发方向及专利布局方案。

3.1相对专利平均价值

相对专利平均价值可以通过专利长度、宽度和高度的平均值计算得到,并将其除以所选标杆机构的专利平均价值的最大值,进行标准化处理,得到相对专利平均价值(为0~1之间的数值),具体计算方法如下:

一是专利长度。针对全球大部分国家而言,专利获得授权后,需要缴纳年费才能获得保护权[14]。研究发现,德国和法国大约50%专利的维持时间不超过10年,维持到完整法律保护期的专利则更少,法国仅11%,德国仅7%[15]。因此,可以说只有当专利权人认为专利所产生的价值大于所缴纳的年费时,才会继续维持,可见专利维持时间反映了专利的长度,并与专利的技术价值和经济价值成正比[16-17]。本文用授权发明专利的平均维持时间来反映专利的长度。

二是专利宽度。专利的平均权利要求数反映了专利的宽度。研究表明,专利权利要求数越多,其覆盖的技术范围越广,专利价值也就越高[18]。

三是专利高度。三方同族专利(Triadic Patent Families)是OECD组织提出的用于表征创新能力的重要指标,是指来自于欧洲专利局、日本专利局、美国专利与商标局保护的专利。由于在这几个国家申请专利程序较为复杂、费用较高,因此只有专利的创新水平较高并且专利价值较高时才会在这几个地区进行申请并获得授权。可以说三方授权发明专利的占比从一定程度上反映了专利的高度[19]。

3.2相对专利地位

相对专利地位(Relative Patent Position, RPP)主要用创新主体授权发明专利数量除以该领域授权发明专利数量最大值来表示,以此来显示创新主体与最强竞争对手专利的差距和相对位置。

3.3技术生命周期

国内外部分学者通过专利相对增长率、专利增长率相对发展速度构建技术吸引力指标进行专利优势的分析[20]。该方法在理论上具有可行性,但在实际操作中发现,由于专利的申请或者授权数量的统计具有一定的滞后性,同时针对某一个创新主体而言,并不会在每一年都会申请某一领域的专利,就会出现有些年度专利申请或者授权数量为0的情况,这会导致专利增长率为负数或者0的情况,从而影响了最终的决策判断。

所以,这里不用相对技术吸引力这一指标,而用技术的生命周期这一更加科学合理的指标进行综合考虑。通过技术生命周期图,我们可以清楚地看到某项技术随着时间推移的变化情况和发展趋势,从而为创新主体的决策提供更有力的支撑。技术生命周期分为四个阶段,即导入期、成长期、成熟期和衰退期[21]。我们可以通过国内学者常用的曲线图法来测算创新主体在某技术领域所处的技术生命周期[18-19]。我们可以从专利申请的积累数量和申请时间两个指标构建曲线图,见图3。

图3技术生命周期的曲线

3.4优势技术识别模型的构建

图4创新主体外部优势技术识别模型

如图4所示,以相对专利地位为横坐标,相对专利平均价值为纵坐标构建二维矩阵,同时综合考虑技术生命周期,可以将创新主体在某技术领域所处的位置分为三种,优势地位、劣势地位、适中地位。

a.优势地位。优势地位包括如下情形:相对专利地位较高、相对专利平均价值处于中等或者较高;相对专利地位中等、相对专利平均价值较高;针对优势地位的技术,如果处于衰退期,则应该不投入或者减少投入;如果处于非衰退期,则可以加大投入力度,同时采取攻击型的专利布局策略,抢占市场先机。

b.适中地位。适中地位专利优势不明显,共包括三种情形,第一种相对专利地位较高、相对专利平均价值较低;第二种相对专利地位中等、相对专利平均价值为中;第三种相对专利地位较低、相对专利平均价值较高。针对适中地位的技术领域,如果处于衰退期,则应该不投入或者选择放弃;如果处于非衰退期,则可以选择性地进行投入,专利布局方面采取攻击型和防御型相结合的策略。

c.劣势地位。如果相对专利地位较低或为中等,相对专利平均价值较低或为中等,则表明该技术处于劣势地位。针对劣势地位的技术领域,如果处于衰退期,则应该选择放弃;如果处于非衰退期,则可以保持现状或者适当增加投入,同时应该采取防御型的专利布局策略,以防竞争对手的攻击。

4.综合分析

综合分析创新主体内部的核心技术布局和外部优劣势技术可以帮助我们实现以下目的:

a.可以了解自身的核心技术布局以及行业内领先同行的核心技术布局,从而方便进行对比分析;

b.可以帮助我们了解行业内与创新主体具有相似技术布局的机构,同时也可以识别那些与创新主体差异较为明显的机构,从而为我们识别竞争对手和合作伙伴提供依据;

c.可以帮助我们分析到底是多元化还是单一化的专利发展战略更有利于专利优势的提升,从而帮助我们找到自身的局限性和存在的问题。

d.可以为自身的专利发展战略、发展规划、专利布局方案的制定提供指导和借鉴。

5.实证研究

下面以 3 种主流的基因组编辑技术,

即技术领域 a(CRISPR,Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,规律性重复短回文序列簇)、

技术领域 b(ZFNs,Zinc Finger Nucleases,即锌指核酸酶)、

技术领域 c ( TALENs, Transcription Activator like Effector Nucleases,转录激活因子样效应物核酸酶)

为例进行实证研究,主要分析比较该领域 Top5 创新主体

A(Harvard College)、

B ( Caribou Biosciences, INC)、

C ( The Broad Institute Inc)、

D( The General Hospital Corporation)、

E( SangamoTherapeutics) 的内部核心技术和优势技术领域。

首先在Innojoy专利数据库中,按照题名和摘要中包含关键词CRISPR 、ZFNs or Zinc Finger Nuclease、TALENs ,申请日期为 2008 -2018 年已经授权的发明专利进行检索,并将申请人限定为这5个,经数据清洗和同族合并后,共收集专利数据106条。

5.1内部核心技术识别

计算创新主体A-E在技术领域a、b、c的RCI值和技术重心指数,并构建二维矩阵,识别其核心技术。通过表1和图5可以看出,创新主体A、C、D、E均只有一个核心技术,这几个创新主体采取的是单一化的专利发展战略,其中创新主体A的核心技术为b,其余4个创新主体核心技术均为a。创新主体B有2个核心技术,分别为技术领域a和b,说明其采取的是多元化的专利发展战略。

表1五个创新主体内部核心技术相关专利指标计算

图5五个创新主体内部核心技术布局图

5.2外部优势技术识别

计算创新主体A-E在技术领域a、b、c的相对专利地位、相对专利平均价值和技术生命周期,并构建二维矩阵,以识别其优劣势技术。从表2和图6可以看出,处于优势地位的有创新主体A的c技术领域、创新主体C的a技术领域、创新主体D的a技术领域、创新主体E的b技术领域,而这3种技术均处于非衰退期,因此可以加大研发投入,并采取攻击型的专利布局策略,以进一步凸显竞争优势。处于适中地位的有创新主体A的b技术领域、创新主体B的a技术领域、创新主体B的b技术领域,这部分技术可以选择性地进行投资,同时在专利布局上采取攻击型和防御型相结合的策略。处于劣势地位的有创新主体A的a技术领域、创新主体D的b技术领域、创新主体E的c技术领域,可以适当减少相关投入,甚至选择放弃。

表2五个创新主体外部优势技术相关专利指标计算

图6创新主体外部优劣势技术识别

5.3综合分析

通过前面的分析可知,在5个创新主体中,创新主体C、D、E的内部核心技术与外部优势技术一致,说明这3个创新主体的专利研发重点和专利发展战略的大方向是正确的,暂时不需要调整。而创新主体A和B的内部核心技术与外部优势技术不一致。针对创新主体A而言,其核心技术领域b处于适中地位,而且其目前的优势技术为c;而创新主体B虽然有2种核心技术,但是这种多元化的发展战略并没有为其带来竞争优势,相比之下其余4家创新主体因为坚持单一化的专利发展战略,均在某一领域占据了优势地位。所以,建议创新主体B调整专利发展战略,保留一个核心技术,从而利用有限的人力物力实现某个技术领域的突破,从而占据竞争有利地位。

6.结论

针对某一个创新主体而言,其外部竞争环境和专利竞争实力处于不断变化的过程中,因此我们需要对其进行长期的监测和评估,并以此为依据及时调整专利发展战略和研发方向,以获得最大利益。此外,根据波特的竞争理论,我们在分析外部竞争环境的时候,还应该重视替代品带来的威胁。所以,我们还应该重视对一些新兴的技术,特别是颠覆性技术的监测分析,以及时掌握技术发展前沿,在激烈的竞争中立于不败之地。

文章来源：《情报杂志》第39卷第1期 2020年1月

收稿日期:2019-05-29修回日期:2019-07-02

基金项目:国家知识产权局专利战略推进工程项目“医药生物技术专利布局研究”(编号:PS2018-012)研究成果之一。

作者简介:

汪庆(ORCID:0000-0003-3831-2141),女,1988年生,硕士,馆员,研究方向:专利分析与医学信息资源建设,中国医学科学院医学信息研究所;

朱钦磊(ORCID:0000-0001-6072-4471),男,1980年生,博士,中国医学科学院副研究员,研究方向:医学科研管理;

杨芳(ORCID:0000-0003-3831-2141),女,1973年生,国家电网有限公司信息通信分公司高级工程师,研究方向:企业知识产权应用研究及电力信息。

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