基于德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

苗盈

摘? 要：利用德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)從時(shí)間、地域、技術(shù)領(lǐng)域、專利權(quán)人等多個(gè)角度對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。具體分析了鋼結(jié)構(gòu)專利的申請(qǐng)趨勢(shì)，對(duì)比了國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)，探析了全球?qū)＠植己椭饕獙＠麢?quán)人的情況，為促進(jìn)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù);鋼鐵冶金;建筑結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU391? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0005-03

Abstract： Based on Derwent Innovations Index， the current situation of steel structure industry is analyzed from the perspectives of time， region， technical field and patentee. The trend of applying for steel structure patents， the emphases of steel structure technology at home and abroad， the global patent distribution and the situation of major patentees are analyzed， in order to provide technical reference for promoting the technical research and industrial development of steel structure in China.

Keywords： steel structure; Derwent Innovations Index; iron and steel metallurgy; building construction

引言

鋼結(jié)構(gòu)是由特定的鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成[1]，各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接[2]。鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)是消耗鋼材較大的產(chǎn)業(yè)之一[3]。德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)隸屬科睿唯安（Clarivate Analytics）公司，收錄了全世界自1963年以來的二千多萬件專利，提供了較為綜合、全面的專利信息[4]。為了解鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域近年來的技術(shù)分布和發(fā)展現(xiàn)狀，本文基于德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)1990-2019年這三十年來鋼結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外專利情況進(jìn)行了檢索和分析，有助于把握鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和未來發(fā)展方向。

1 鋼結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)時(shí)間分布

1990-2019年這30年期間，鋼結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)量為477，272件，其歷年專利申請(qǐng)量分布如圖1所示。從變化趨勢(shì)來看，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展可以分為2個(gè)階段。

第1階段為緩慢發(fā)展期（1990-2006年），這一時(shí)期的鋼結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)量保持在一個(gè)相對(duì)較低的水平，專利數(shù)量從1990年的954件緩慢增長(zhǎng)到2006年的4，258件。這一階段的研究和應(yīng)用領(lǐng)域主要為鋼鐵冶金和建筑結(jié)構(gòu)。

第2階段為快速發(fā)展期（2007-2019年），這一時(shí)期鋼結(jié)構(gòu)專利數(shù)量急劇上升，從2007年的8，508件快速增長(zhǎng)到2019年的56，052件，其中2018年的申請(qǐng)量達(dá)到62，347件。說明這一時(shí)期有越來越多的企業(yè)和科研院所投入到鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研發(fā)中，鋼結(jié)構(gòu)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，技術(shù)吸引力凸顯。這一階段的研究和應(yīng)用領(lǐng)域主要為建筑結(jié)構(gòu)、水利工程、橋梁建設(shè)等。

2 鋼結(jié)構(gòu)專利國(guó)家/地區(qū)分布

一個(gè)專利可以在多個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行申請(qǐng)，也就是說，同一個(gè)專利可能具有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的專利號(hào)。因此，某一國(guó)家或地區(qū)的專利申請(qǐng)量，一方面體現(xiàn)了該國(guó)家或地區(qū)的技術(shù)發(fā)展程度，另一方面也體現(xiàn)了該國(guó)家或地區(qū)在本行業(yè)中的市場(chǎng)地位。為了解各個(gè)國(guó)家或地區(qū)在鋼結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)地位，根據(jù)專利代碼對(duì)不同國(guó)家和地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如圖2所示。從圖中可以看出，在中國(guó)申請(qǐng)的鋼結(jié)構(gòu)專利數(shù)量多達(dá)393，000件，占據(jù)絕對(duì)多數(shù)。其次為日本，專利數(shù)量為46，716件。美國(guó)和韓國(guó)緊隨其后，專利數(shù)量分別為20，863件和19，059件。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要集中在亞洲地區(qū)的中、日、韓三國(guó)，美國(guó)、德國(guó)等歐美國(guó)家也有一定數(shù)量的專利，但是相對(duì)較少。

進(jìn)一步分析專利申請(qǐng)量排名前2位的國(guó)家，申請(qǐng)趨勢(shì)如圖3所示。從圖中可以看出，中國(guó)在2006年之前鋼結(jié)構(gòu)方面的專利申請(qǐng)量較少，其中1991年和1992年申請(qǐng)量?jī)H為19件。2006年之后，申請(qǐng)量迅速上升，2018年申請(qǐng)量高達(dá)58，655件，占全球?qū)＠谋壤_(dá)到94.1%，說明中國(guó)越來越重視鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研發(fā)。

日本從1990年到1999年專利申請(qǐng)量保持較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，這一時(shí)期日本鋼結(jié)構(gòu)專利占全球的比例在54.4%到72.0%之間，說明日本在鋼結(jié)構(gòu)方面起步較早，在早期就已經(jīng)形成了雄厚的技術(shù)積累。1999年之后專利量出現(xiàn)波動(dòng)，2007年專利量為2，326件，是近30年的最高值，但是整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，并且占全球?qū)＠壤眲∠陆?，?019年僅占全球?qū)＠?.0%。

3 鋼結(jié)構(gòu)專利技術(shù)領(lǐng)域分布

鋼結(jié)構(gòu)的上游產(chǎn)業(yè)為鋼鐵、焊材和設(shè)備制造業(yè)，下游產(chǎn)業(yè)為房屋建筑、橋梁基建等。德溫特分類代碼M27（Ferrous alloys - including alloy production and composition）表示鐵基合金的生產(chǎn)和成分，M24（Metallurgy of iron and steel）表示鋼鐵冶金，P55（Soldering， welding metal）表示焊接，對(duì)應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)上游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域;Q43（General building constructions）表示一般建筑結(jié)構(gòu)，Q41（Road， rail， bridge construction）表示公路、鐵路、橋梁建設(shè)，對(duì)應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)下游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。如圖4所示為鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)近30年的專利申請(qǐng)趨勢(shì)。從圖中可以看出，在上世紀(jì)90年代初期，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究重點(diǎn)為鐵基合金、鋼鐵冶煉、焊接等上游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)，并呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著鋼結(jié)構(gòu)上游產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，2010年以后鋼結(jié)構(gòu)下游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

4 鋼結(jié)構(gòu)專利權(quán)人分布

鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域全球排名前十的專利權(quán)人如表1所示，從表中可以看出，鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域申請(qǐng)專利最多的公司為日本的新日鐵和JFE公司，這兩家公司在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)、日本的神戶制鋼和韓國(guó)的浦項(xiàng)鋼鐵，分別位列第3～5名。全球?qū)＠暾?qǐng)量的前十位中有五位來自日本，占前十位專利總量的69.1%，可見在全球鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)日本具有極強(qiáng)的技術(shù)水平，主要技術(shù)為鋼結(jié)構(gòu)上游產(chǎn)業(yè)中的鋼鐵冶煉。中國(guó)緊隨其后，在前十位中占據(jù)四位，占前十位專利總量的25.2%，主要技術(shù)為鋼結(jié)構(gòu)下游產(chǎn)業(yè)中的電力行業(yè)和建筑行業(yè)。

5 結(jié)論

全球鋼結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)量整體呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。中國(guó)雖然起步相對(duì)較晚但是發(fā)展迅速，專利申請(qǐng)量位居全球首位，研究熱點(diǎn)為建筑鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)等鋼結(jié)構(gòu)下游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù);日本起步較早，專利申請(qǐng)量位居全球第二，研究熱點(diǎn)為鋼鐵冶煉等鋼結(jié)構(gòu)上游產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)。鋼鐵冶煉是鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的基石，我國(guó)鋼鐵行業(yè)還需增強(qiáng)在金屬冶煉方面的核心競(jìng)爭(zhēng)力，開發(fā)高技術(shù)含量的鋼鐵品種，拓寬我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈。

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