基于專利數(shù)據(jù)挖掘的我國煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢分析

高 杰, 龍 華, 邵玉斌, 杜慶治

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

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基于專利數(shù)據(jù)挖掘的我國煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢分析

高 杰, 龍 華*, 邵玉斌, 杜慶治

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

在對2001～2015年我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利進行檢索統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，從基本統(tǒng)計分析、深度挖掘分析兩方面分析了我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利的整體態(tài)勢、區(qū)域分布、競爭主體、競爭領(lǐng)域4大因素。結(jié)果表明：最近幾年，我國煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，專利申請數(shù)量普遍增多，相關(guān)的技術(shù)發(fā)展迅速且絕對多數(shù)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長期；我國煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很強的區(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，且不同類型的專利申請人在專利申請類型、專利申請數(shù)量方面差異很大；煙草的調(diào)味或加香技術(shù)、無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)新難度相對較小，可拓展、創(chuàng)新的空間比較大，屬于重?zé)狳c技術(shù)領(lǐng)域。

煙草產(chǎn)業(yè)；專利分析；競爭格局；數(shù)據(jù)挖掘

煙草產(chǎn)業(yè)是我國重要的經(jīng)濟支柱性產(chǎn)業(yè)，同時，也是帶動農(nóng)民致富增收的重要途徑[1]。煙草產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展與我國部分省市的經(jīng)濟穩(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，我國煙草產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出產(chǎn)銷量大，但綜合實力欠缺的態(tài)勢，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，綜合實力較弱；②缺乏全球性的跨國公司及市場占有率較高的高端品牌產(chǎn)品，國外市場份額占有率小，缺乏國際競爭力[2]。

專利文獻是商業(yè)經(jīng)營、科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展最重要的信息來源之一，專利信息數(shù)量龐大，價值突顯，來源廣泛[3]。在市場經(jīng)濟條件下，專利信息是企業(yè)生存發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的重要資源，能最大化地保護企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟效益[4-5]；同時，基于專利的情報分析[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)動向等信息，可有效為企業(yè)、高校、政府部門、研究機構(gòu)的知識產(chǎn)權(quán)布局、技術(shù)研發(fā)等提供參考依據(jù)[8]。

綜上所述，考慮到我國煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及專利分析方法的具體應(yīng)用，開展國內(nèi)煙草產(chǎn)業(yè)的專利分析研究，對我國煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、人才引進以及核心競爭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，對我國煙草產(chǎn)業(yè)的專利數(shù)據(jù)進行了分析。該研究分析了2001～2015年我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)的實用新型專利和發(fā)明專利(不包括港澳臺的專利數(shù)據(jù))。該研究將佰騰數(shù)據(jù)庫作為專利的檢索數(shù)據(jù)庫，并借助佰騰網(wǎng)的專利分析平臺[9]以及Excel、SPSS等軟件對所檢索的專利進行數(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)專利，首先對煙草產(chǎn)業(yè)進行技術(shù)邊界界定?？紤]到技術(shù)邊界界定的實際操作性以及該研究側(cè)重點，結(jié)合相關(guān)文獻[10-12]以及學(xué)術(shù)研究共識，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分類號+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*))”，在專利數(shù)據(jù)庫中進行專利檢索，并將最終的檢索結(jié)果確定為樣本數(shù)據(jù)為8 019項。

2　煙草產(chǎn)業(yè)專利分析

2.1專利整體態(tài)勢專利的法律狀態(tài)及專利類型能有效反映專利結(jié)構(gòu)以及專利技術(shù)的發(fā)展、更新程度。目前，煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專利中授權(quán)的多為實用新型專利(3 734項)，專利結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化；授權(quán)的發(fā)明專利(1 891項)只占發(fā)明專利總量的43.22%，近57%的發(fā)明專利處于發(fā)明公開、實質(zhì)審查狀態(tài)，這有效說明了最近的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，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個階段(圖2)：第一階段是2001～2005年，在此階段涉及的專利申請人少，每年的專利申請量不足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，在此階段專利申請量及專利申請人較前一個階段都有了較大的增幅，其中，2009年專利申請量達到131項，技術(shù)方向基本明確，屬于技術(shù)成長期；第三階段是2011～2014年，在此階段專利申請量漲勢明顯，大量的專利申請人涉足該技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)創(chuàng)新取得了重大進展，技術(shù)方向明確，屬于技術(shù)發(fā)展期；第四階段是2015年，此階段專利申請量、專利申請人皆有所下降，可能與我國最近相關(guān)的控?zé)熣呒笆袌鲂枨蠼档偷扔嘘P(guān)，具體原因有待進一步分析。

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

2.2專利區(qū)域分布圖3從專利區(qū)域分布的角度對我國煙草產(chǎn)業(yè)的技術(shù)區(qū)域分布進行了分析。從圖3可以看出，我國煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與當(dāng)?shù)厮诘臒煵萜髽I(yè)及研究機構(gòu)存在很大的關(guān)聯(lián)性，煙草產(chǎn)業(yè)的相關(guān)專利主要集中在廣東、云南、河南、湖北、山東、湖南等省份。廣東作為沿海地區(qū)，在電子煙專利技術(shù)申請方面占據(jù)絕對優(yōu)勢；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)專利的申請則多依托當(dāng)?shù)氐闹袩煿I(yè)有限責(zé)任公司的引領(lǐng)和推動，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　煙草專利數(shù)量區(qū)域分布Fig.3　Regional distribution of tobacco patent quantity

2.3競爭主體專利申請人的專利占有量及局部范圍內(nèi)專利申請人的專利集中度能有效地反映競爭主體的競爭實力以及當(dāng)前產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的競爭格局。煙草專利申請人深度分析見表1。從表1可以看出，不同類型的專利申請人在專利申請類型、專利申請數(shù)量方面差異很大；企業(yè)類型的專利申請人在發(fā)明專利申請數(shù)量、專利申請總量方面都占據(jù)絕對優(yōu)勢，但是相較于高校及研究機構(gòu)類型的專利申請人，其發(fā)明專利的占有比例明顯偏低，專利結(jié)構(gòu)不合理，有待進一步優(yōu)化；個人類型的專利申請人相對來說，技術(shù)創(chuàng)新能力不足，綜合競爭力較差，整體上處于劣勢。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)團隊的規(guī)模都比較大，但人均發(fā)明專利占有量整體偏低，研發(fā)效率有待提高。根據(jù)表1～2中的數(shù)據(jù)，通過簡單計算，Top10、Top50的專利申請人分別占專利總申請量的25.12%、52.46%，說明目前煙草產(chǎn)業(yè)的專利集中度比較高，存在技術(shù)壟斷的風(fēng)險。

表1　煙草專利申請人深度分析

表2　Top10煙草專利申請人分析

采用K-means算法對表2中的數(shù)據(jù)進行聚類分析，結(jié)果見圖4。結(jié)合表2、圖4可以得出，在我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，中國煙草總公司鄭州煙草研究院和豪尼機械制造股份公司是發(fā)明專利申請總量最多、研發(fā)團隊規(guī)模最大的專利權(quán)人，兩者申請的發(fā)明專利涵蓋煙草產(chǎn)業(yè)的各個核心技術(shù)領(lǐng)域，專利布局較為合理，且專利授權(quán)率較高，被引證的專利數(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，其專利擁有量占電子煙技術(shù)領(lǐng)域的25.92%；相比以上2大類，各省份的中煙工業(yè)有限責(zé)任公司之間差異性較小，專利規(guī)模和人均發(fā)明專利占有量比較接近，其專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專利申請人聚類分析Fig.4　Cluster analysis of Top10 patent applicants

2.4競爭領(lǐng)域該研究基于IPC小組分類方法，選取發(fā)明專利申請量Top10的技術(shù)領(lǐng)域進行專利系數(shù)的測算[13-14]，計算公式如下：

r=a/A;β=a/(a+b)

式中，a為發(fā)明專利數(shù)量；b為實用新型專利數(shù)量；A為最近5年內(nèi)發(fā)明專利的累計數(shù)量；r表示技術(shù)生長率，其值越趨于1，表示該技術(shù)處于生長階段；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，計算得到我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利技術(shù)領(lǐng)域分析結(jié)果(表3)。從表3可以看出：①A24F47/00領(lǐng)域近年來發(fā)展速度很快，r′達到了0.648，且該技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利中最大的小組份額；但就β′計算結(jié)果來看，其技術(shù)整體獨立性較強，整體而言該技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新難度較以往相對增大，整體發(fā)展?jié)摿^前期有所下降；②從專利系數(shù)測算結(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)域的專利系數(shù)測算結(jié)果表明最近3年的平均技術(shù)生長率都比較高，基本達到0.35左右，且技術(shù)成熟系數(shù)較大，平均值達到0.7，說明以上技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長期，技術(shù)創(chuàng)新難度相對較小，可拓展空間較大。由此可以預(yù)測：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煙草產(chǎn)業(yè)的重?zé)狳c技術(shù)領(lǐng)域。

表3　我國煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利技術(shù)領(lǐng)域分析

3　結(jié)論與建議

該研究采用“IPC分類號+技術(shù)邊界+人工篩查”的檢索方法對我國2001～2015年煙草產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利的專利整體態(tài)勢、區(qū)域分布、競爭主體、競爭領(lǐng)域等進行分析，結(jié)合我國具體國情，得出以下結(jié)論和建議。

(1)最近幾年，我國煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，專利申請數(shù)量普遍增多，相關(guān)的技術(shù)發(fā)展迅速。整體而言，絕對多數(shù)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的成長期，例如：煙草(煙絲)的調(diào)味或加香技術(shù)、無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)新難度相對較小，可拓展、創(chuàng)新的空間比較大，屬于重?zé)狳c技術(shù)領(lǐng)域。

(2)我國煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很強的區(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，其主要與當(dāng)?shù)責(zé)煵萜髽I(yè)及研究機構(gòu)存在很大的相關(guān)性；且不同類型的專利申請人在專利申請類型、專利申請數(shù)量方面差異很大。因此，不同區(qū)域、不同類型的相關(guān)企業(yè)及研究機構(gòu)應(yīng)多加強合作交流，打破區(qū)域、技術(shù)隔閡，有效實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

(3)目前，我國煙草相關(guān)的企業(yè)在專利信息資源管理、利用及整合等方面仍存在很多不足，企業(yè)普遍只關(guān)注專利的申請，而忽視了專利的運營及其本身的情報價值挖掘。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①前期專利申請布局規(guī)劃不合理；②專利授權(quán)后產(chǎn)業(yè)化進程慢且效率低；③企業(yè)間缺乏專利池的構(gòu)建；④基于專利分析在尋求發(fā)展商機、規(guī)避專利糾紛、制定競爭策略、失效專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目(2014RA051)；2013年云南省科技廳基金項目(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