高小強 田 麗

(重慶大學經濟與工商管理學院，重慶 400044)

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基于專利分析的中國重點鋼鐵企業(yè)技術競爭力研究

高小強 田 麗

(重慶大學經濟與工商管理學院，重慶 400044)

為了把握我國鋼鐵企業(yè)技術競爭力現(xiàn)狀，從德溫特專利數(shù)據(jù)庫中檢索73家國內重點鋼鐵企業(yè)的專利，選取其中專利申請數(shù)在300件以上的16家企業(yè)作為研究對象，從歷年專利申請數(shù)、專利被引情況、高被引專利、IPC分類號4個方面對16家鋼鐵企業(yè)的技術競爭力進行了研究，結果表明：寶鋼、鞍鋼和武鋼具有雄厚的專利技術競爭力。用德溫特手工代碼共現(xiàn)分析法識別出鋼鐵領域2008-2013年專利技術的研究熱點為合金鋼和低碳技術等，研究結果可為企業(yè)明確自身所處的專利技術競爭地位以及確定未來技術研發(fā)方向提供參考。

鋼鐵企業(yè)；專利；技術競爭力；被引頻次；IPC分類號；共現(xiàn)分析

鋼鐵制造業(yè)是我國傳統(tǒng)產業(yè)之一，我國鋼鐵制造業(yè)在保持高速發(fā)展的同時，也面臨著產能過剩，產品結構不合理、同質化嚴重、附加值較低等諸多問題。在此背景下，未來我國鋼鐵企業(yè)除了面向市場調整結構外，通過提高技術創(chuàng)新能力、增強競爭力也是其生存和發(fā)展的一個重要選擇，而準確把握技術競爭力的基本格局和競爭位勢是增強技術競爭力的前提。

本文研究我國重點鋼鐵企業(yè)的專利技術競爭力，比較不同鋼鐵企業(yè)的研發(fā)重點，專利技術優(yōu)勢和劣勢，識別鋼鐵行業(yè)技術研究熱點，為企業(yè)的技術戰(zhàn)略布局提供參考，為鋼鐵企業(yè)確定未來技術研發(fā)提供參考。

1 相關研究評述

關于企業(yè)技術競爭力，有學者認為它是企業(yè)在技術競爭中取得優(yōu)勢的能力[1]，有學者認為它是企業(yè)自身特有的、不會輕易地被其他競爭者模仿的技術資源集合[2]，前者稱之為能力學派，后者為資源學派。在研究企業(yè)技術競爭力時，資源學派認為企業(yè)擁有的技術資源的數(shù)量、質量以及利用效率是企業(yè)技術競爭力的來源，認為技術資源是決定企業(yè)能否取得競爭優(yōu)勢的主要因素。

專利文獻是技術信息最有效的載體之一，其所提供的信息有許多都是競爭者為了獲得知識產權，不得不向公眾透露的，而不會在其他技術文獻中報道的關鍵信息[3-4]。專利文獻除了包含大量的信息外，還有容易獲得、格式統(tǒng)一等優(yōu)點，使其便于分析[5]。因此，許多學者認為專利是研究企業(yè)技術競爭力的重要信息資源，可以對其進行深入挖掘來分析和評價企業(yè)的技術競爭力。

陳良興等從專利文獻中抽取專利數(shù)量指標和專利質量指標，構建了評價企業(yè)技術創(chuàng)新能力的指標體系，并利用密切值法評價模型，對通信企業(yè)在3G技術領域的技術創(chuàng)新能力進行了評價[6]。周磊等從專利直接引用和專利共被引兩方面研究了專利引用行為對中國市場上RFID相關技術領域企業(yè)的技術競爭力的影響[7]。李姝影等通過對公司層面的專利組合指標進行因子分析和主成分分析，得到專利申請質量、專利合作申請活動和專利技術活動質量3個主成分，并通過主成分綜合模型和三維的專利組合分析圖對比OCT領域“醫(yī)學診斷技術與系統(tǒng)”技術領域企業(yè)的技術競爭力[8]。

目前，對鋼鐵企業(yè)技術競爭力研究的文獻比較少。丁江濤針對我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展存在的問題，提出了提升我國鋼鐵企業(yè)技術競爭力的對策[9]。張東麗等認為技術競爭力由技術可競爭性競爭力和技術獨特競爭力兩個模塊組成，基于交叉分析理論，用專利的IPC分類作交叉分析的矩陣集合的來源域，通過分析企業(yè)之間交叉的技術領域和獨有的技術領域，對鋼鐵企業(yè)的技術競爭性競爭力和技術獨特競爭力進行了分析評價[10]。本文通過專利地圖相關方法對鋼鐵企業(yè)歷年專利申請情況、專利被引情況、高被引專利、IPC分類號4個方面進行研究，并且通過對16家鋼鐵企業(yè)2008-2013年的專利進行德溫特手工代碼共現(xiàn)分析來識別鋼鐵技術研究熱點。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 德溫特世界專利創(chuàng)新索引數(shù)據(jù)庫(DII，Derwent Innovation Index)

德溫特世界專利創(chuàng)新索引數(shù)據(jù)庫是世界上最大的專利文獻數(shù)據(jù)庫，由德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(DWPI)和德溫特專利引文索引數(shù)據(jù)庫(DPCI)整合形成，于1948年在英國創(chuàng)建。在德溫特數(shù)據(jù)庫中，不僅可以根據(jù)專利號、專利權人代碼、專利權人等字段進行專利檢索，還可以通過被引專利號、被引專利權人、被引專利權人代碼字段進行被引專利檢索[11]。

2.1.2 企業(yè)專利檢索策略的制定

鑒于近年我國鋼鐵行業(yè)存在較多的企業(yè)重組合并現(xiàn)象，如寶鋼重組韶鋼和新疆八一鋼鐵，武漢鋼鐵重組柳州鋼鐵等，考慮到專利申請過程中，申請人書寫的不規(guī)范，在檢索企業(yè)專利時，必須要制定正確的檢索策略，來確保檢索到的數(shù)據(jù)盡可能準確、完整。

德溫特數(shù)據(jù)庫中收錄的每份專利文獻的每個專利權人都有指定的專利權人代碼。專利權人代碼由4個字母組成，通常以專利權人名稱為基礎確定，分標準代碼和非標準代碼[12]。標準代碼獨一無二，一個代碼只表示一家企業(yè)，而非標準代碼通常是根據(jù)專利權人名稱第一個詞的前4個字母確定，因此往往會存在不相關的幾個企業(yè)代碼相同的情況。經過試檢索發(fā)現(xiàn)，大部分中國鋼鐵企業(yè)在德溫特數(shù)據(jù)庫中的專利權人代碼為非標準代碼，因此，采用專利權人名稱檢索會更準確。

以首鋼集團專利檢索策略為例，我們在德溫特數(shù)據(jù)庫中的高級檢索中提供的專利權人名稱列表中，以shougang、shou gang 、shou steel、shou iron、shousteel、shouiron、capital steel、capital iron、capitalsteel、capitaliron進行檢索，查找出屬于首鋼集團的公司名稱，并以類似的檢索方法，分別查找出屬于貴陽特殊鋼有限責任公司、貴陽鋼廠、貴陽水城鋼鐵、山西長治鋼鐵、新疆伊犁鋼鐵、通化鋼鐵等被首鋼集團重組的企業(yè)在德溫特數(shù)據(jù)庫中的名稱。最后確定首鋼集團專利檢索式為AN=(anchuan shougang robot co ltd or beijing shougang or…or hebei capital steel qianan steel)or AC=(shgg)not AN=(capital steel sup*)，被首鋼重組企業(yè)的專利檢索式為AN=(changzhi steel forging or changzhi steel group or guiyang special steel co ltd or…or tonghua iron steel)，將兩個檢索式用布爾邏輯OR進行連接，就可以得到首鋼集團實際所擁有(控制)的專利數(shù)。其它鋼鐵企業(yè)的檢索式構建與此類似。

2.1.3 研究對象的選取

2014年9月18日，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院以2013年的數(shù)據(jù)為基礎發(fā)布了2014中國73家重點鋼鐵企業(yè)綜合競爭力測評結果[13]。我們在德溫特數(shù)據(jù)庫中分別檢索這73家鋼鐵企業(yè)在1985-2013年間所申請的專利數(shù)，數(shù)據(jù)截止日期為2014年12月7號，選取專利申請數(shù)在300件以上的16家企業(yè)為本文的研究對象。表1列出了這16家鋼鐵企業(yè)的專利申請情況，第四列的百分比為某企業(yè)的專利申請數(shù)占73家重點企業(yè)專利申請總數(shù)的比重。從表1中可以看出，這16家鋼鐵企業(yè)所申請的專利數(shù)量已占73家鋼鐵企業(yè)申請專利總數(shù)的95.3%，其中寶鋼和鞍鋼兩家企業(yè)專利申請數(shù)量合計占73家企業(yè)專利申請數(shù)量的50.35%，表明重點鋼鐵企業(yè)之間技術水平存在較大差距，大部分專利技術掌握在少數(shù)企業(yè)手中。

表1 中國16家重點鋼鐵企業(yè)1985-2013年的專利申請數(shù)量

2.2 研究方法

本文以專利地圖為主要分析工具，使用的主要軟件有：Bibexcel、Vosviewer。在研究16家鋼鐵企業(yè)技術競爭力時，采用專利地圖的歷年專利申請情況分析、專利被引情況分析、高被引專利分析等方法；在識別鋼鐵行業(yè)技術研究熱點時，使用德溫特手工代碼共現(xiàn)的專利地圖分析方法。

3 16家鋼鐵企業(yè)專利技術競爭力分析

3.1 歷年專利申請情況

由于鞍鋼、山東鋼鐵、河北鋼鐵和渤海鋼鐵都是近年經過企業(yè)聯(lián)合重組而成立的新企業(yè)，如鞍鋼是由鞍山鋼鐵和攀枝花鋼鐵(簡稱“攀鋼”)于2010年聯(lián)合重組而成。所以，為了數(shù)據(jù)的完整和可比性，以表2的形式來描述16家鋼鐵企業(yè)從2004-2013年每年的專利申請數(shù)量(由于專利公開具有一定的滯后性，2013年的專利申請數(shù)據(jù)不完整，僅作參考)，表2中用陰影背景突出重組合并前的企業(yè)名稱，并將其排列于重組合并后新企業(yè)名稱的前面，在重組合并年之前，將重組合并前各企業(yè)專利申請數(shù)簡單加總作為新企業(yè)專利數(shù)，在重組合并年之后僅考慮新成立企業(yè)的專利申請數(shù)量。

表2 16家鋼鐵企業(yè)2004-2013年專利申請情況

表2(續(xù))

注：*標識的數(shù)值為重組合并年之前各成員企業(yè)專利數(shù)的簡單加總值。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，16家鋼鐵企業(yè)的專利申請數(shù)量差距較大，寶鋼專利量始終排名第一。經過分析，寶鋼比較重視“藍領創(chuàng)新”，在90年代就制定了獎勵職工創(chuàng)新的辦法，現(xiàn)在寶鋼平均每天產生專利6.2件，48%由一線職工創(chuàng)造，除此之外，寶鋼還有完善的技術人才培養(yǎng)和激勵機制[14]。通過表2，還可以發(fā)現(xiàn)16家鋼鐵企業(yè)在2004-2007年期間每年的專利申請量較少，除了寶鋼外，其它鋼鐵企業(yè)專利年申請量均未超過100件。而在2008年，這些企業(yè)的專利申請量呈爆發(fā)式增長，寶鋼專利申請量破千件，攀鋼、鞍山鋼鐵和武鋼的專利申請均超過200件。其原因可能是2008年我國開始實施國家知識產權戰(zhàn)略，國務院當年發(fā)布并實施的 《國家知識產權戰(zhàn)略綱要》 明確提出推動企業(yè)成為知識產權創(chuàng)造和運用的主體，激發(fā)了企業(yè)申請專利的積極性。2010年，攀鋼和鞍山鋼鐵聯(lián)合重組成立的鞍鋼集團成為寶鋼最強勁的國內競爭對手，天津鋼鐵、天津鋼管、天津天鐵冶金和天津冶金聯(lián)合重組成立渤海鋼鐵，申請專利98件。2013年，山東鋼鐵、馬鋼、河北鋼鐵、包鋼專利申請數(shù)增幅較大，分別為159%、180%、150%、160%，寶鋼、鞍鋼、武鋼專利申請數(shù)排名前三，分別為2 585件、2 083件和1 272件。

3.2 專利被引分析

專利被引情況是反映專利權人專利質量高低的一個重要依據(jù)，通常認為專利質量越高，專利被引頻次就越多[15]。專利被引分自引和他引兩種情況，自引證率高，表明專利權人的技術自成體系，研發(fā)能夠連續(xù)展開，且技術更新系統(tǒng)化高；他引證率高，表明專利技術質量高，可以帶動領域或行業(yè)技術的發(fā)展[16]。將被引和自引結合起來，可以揭示出被專利數(shù)量所蘊含的企業(yè)間的相對競爭態(tài)勢。

圖1是16家重點鋼鐵企業(yè)專利申請和專利被引情況，從中可以看出，專利被引頻次與專利申請數(shù)呈正相關，寶鋼、鞍鋼和武鋼專利申請數(shù)和專利被引頻次相對較高，其他13家企業(yè)與寶鋼、鞍鋼和武鋼相比差距較大，體現(xiàn)出寶鋼、鞍鋼和武鋼雄厚的技術實力。為了更清楚地顯現(xiàn)這13家企業(yè)的專利申請和專利被引情況，剔除寶鋼、鞍鋼和武鋼3家企業(yè)的數(shù)據(jù)后繪制圖2。

圖3為16家重點鋼鐵企業(yè)的引證矩陣(橫軸數(shù)值為總引證率，縱軸數(shù)值為自引證率)，總引證率為某一企業(yè)專利被引頻次與該企業(yè)專利申請數(shù)的比值，自引證率為某一企業(yè)專利被自身引用的次數(shù)與該企業(yè)專利被引頻次的比值。結合圖1、圖2和圖3發(fā)現(xiàn)，華菱雖然專利申請數(shù)最少，但總引證率最高，自引證率較低，僅比包鋼和重慶鋼鐵高，表明華菱有可能在某一領域具有核心技術，同時該企業(yè)的技術也為其他企業(yè)關注或借鑒。由圖3可知，新興鑄管自引證率最高，而專利總引證率較低，僅比包鋼、北京建龍和太鋼高，這說明新興鑄管的專利技術沒有被其他企業(yè)所借鑒和參考，總引證率低可能是企業(yè)專利質量相對不高，也可能是該企業(yè)在開展與其他企業(yè)不同的技術研究。深入分析發(fā)現(xiàn)，新興鑄管生產的主要產品為鑄管，對鑄管的相

圖1 16家鋼鐵企業(yè)專利申請和專利被引情況

圖2 13家鋼鐵企業(yè)專利申請和專利被引情況

圖3 16家鋼鐵企業(yè)專利引證矩陣分析

關技術研究較多，其離心球墨鑄鐵管生產技術達到國內領先水平，表明其技術自成體系。

3.3 高被引專利分析

企業(yè)某一專利被引證次數(shù)越多，表明該專利的價值和影響力越大，很可能為企業(yè)在某一技術領域的基礎或核心專利，包含著生產或改善某種產品的重要技術信息[17]。通過分析企業(yè)的高被引專利，并將其與企業(yè)相關產品聯(lián)系起來，可以了解企業(yè)技術競爭力的優(yōu)勢所在。

表3為13家重點鋼鐵企業(yè)最高被引專利的主要信息以及與專利所對應技術相關的產品類型，由于篇幅有限，且南京鋼鐵、包鋼和新興鑄管專利最高被引頻次較低，所以在這里不進行分析。其中值得注意的是，寶鋼超高強度鋼板為寶鋼的高端產品，超高強鋼是目前實現(xiàn)汽車輕量化的最佳材料技術解決方案。河北鋼鐵子公司舞陽鋼鐵(簡稱“舞鋼”)在大厚度高性能鋼板的工藝技術國內領先，舞鋼開發(fā)的鋼結構用大厚度高性能鋼板新品種，代替了進口產品，國內造船用的大厚度、高性能鋼板90%以上來自河北鋼鐵。此外，鞍鋼和武鋼分別在轉爐冶煉生產硼鋼的方法、煉焦煤細分方法以及在配煤中的應用方面有系統(tǒng)的研究，首鋼的船板鋼制造技術國內領先。

表3 高被引專利相關信息列表

表3(續(xù))

3.4 IPC分布結構分析

IPC(International Patent Classification，國際專利分類)是一個在世界范圍內惟一通用的專利分類體系。IPC代碼用來代表技術的層次結構，目前的第8版IPC分類體系將技術分為70 000多個分組[18]。IPC分布結構分析，是指根據(jù)IPC代碼所對應技術領域專利數(shù)量的多少，進行統(tǒng)計和頻次排序分析，有助于研究各國家地區(qū)或專利權人等技術實體的技術分布，分析其發(fā)明創(chuàng)造活動最為活躍的技術領域。

利用德溫特數(shù)據(jù)庫中自帶的分析檢索結果功能，對16家重點鋼鐵企業(yè)的專利以國際專利分類代碼(IPC)進行排序，并選取排名前三的IPC分類號，繪制成表4。統(tǒng)計分析表4，可得知，有8家企業(yè)排名前三的IPC分類號既有C21D-008/02，又有B21B-037/74。C21D-008/02所代表的專利主要是關于鋼板或鋼條制造過程的研究，B21B-037/74則是關于加熱或冷卻軋輥和產品過程中溫度控制的研究，寶鋼在這兩個技術領域的實力最強，其次分別是鞍鋼、武鋼和首鋼。另外，在寶鋼的專利中，C22C-033/04占有量也較多，有239件，此類專利主要是研究熔化過程的技術，太鋼、山東鋼鐵、河北鋼鐵和包鋼對此類技術也有一定的研究。C21C-007/10所代表的專利主要是對真空處理技術的研究，在16家鋼鐵企業(yè)中，鞍鋼在此方面的技術研究最多，其次是太鋼。C04B-035/66、C21C-005/28和B22D-013/10分別在武鋼、首鋼和新興鑄管的專利中占有量較多，這3類技術的研究領域分別為：不定性耐火材料或耐火泥漿；轉爐煉鋼；離心鑄造設備的配件(如模具、爐襯)。

表4 16家鋼鐵企業(yè)排名前三的IPC分類號

表4(續(xù))

注：*用來標識C21D-008/02，**用來標識B21B-037/74。

4 鋼鐵行業(yè)專利技術熱點識別

共現(xiàn)分析是科學計量學中的一種重要的研究方法，將其應用于專利的分析可以起到識別研究熱點，揭示技術發(fā)展態(tài)勢、描繪產業(yè)技術網絡結構等作用。共現(xiàn)分析可分為共引分析、共詞分析與共類分析3類，德溫特手工代碼共現(xiàn)分析屬于共類分析，是一種比較實用的專利地圖分析方法[19]。

由表1可以看出，16家重點鋼鐵企業(yè)專利申請總數(shù)占73家重點鋼鐵企業(yè)專利申請總數(shù)的90%以上，表明16家企業(yè)掌握了大部分技術。為了反映近年來鋼鐵技術的研究熱點，以16家重點鋼鐵企業(yè)在2008-2013年申請的34 791件專利為基礎，用Bibexcel提取出德溫特手工代碼字段，統(tǒng)計所有手工代碼出現(xiàn)的頻次以及手工代碼兩兩之間共現(xiàn)的次數(shù)，構建共現(xiàn)矩陣，并將矩陣導入Vosviewer軟件進行可視化顯示(見圖4)。

圖4 16家重點鋼鐵企業(yè)的德溫特手工代碼共現(xiàn)圖

圖4中，每個節(jié)點密度的大小由顏色的不同來進行區(qū)分，缺省顏色是紅色和藍色，顏色越接近于紅色，標識字體越大，表示其密度越大，為技術研究熱點。反之，其密度越小，則顏色越接近于藍色。圖4中“M27-B04”與“M27-A04”、“M27-B04M”和“M27-A04M”研究領域相同，從圖中可以看出，鋼鐵行業(yè)2008-2013年技術研究熱點主要是“M27-A04”(合金鋼)，“M27-A04M”(含汞、鎂、錳或含鉬的合金鋼)，“M27-C02”(含碳量在0.03%～0.3%的低碳技術)，“M27-B04N”(含鎳、鈮或貴金屬的合金鋼)，“M24-D01A1”(軋制)。

5 結 論

本文通過對國內16家重點鋼鐵企業(yè)的專利申請趨勢、專利引證、高被引專利、IPC分類號的分析，研究了這16家企業(yè)的專利技術競爭情況，并通過德溫特手工代碼共現(xiàn)分析法識別了鋼鐵領域的研究熱點，主要結論如下：

(1)寶鋼重視“藍領創(chuàng)新”，并有完善的技術人才培養(yǎng)和激勵機制，申請專利數(shù)歷年最高，其他企業(yè)與其差距較大。2008年我國實施知識產權戰(zhàn)略之后，鋼鐵企業(yè)專利申請件數(shù)明顯增多。通過重組合并而成立的鞍鋼、山東鋼鐵、河北鋼鐵以及渤海鋼鐵在專利申請量上有較大的提升。

(2)專利被引頻次與專利申請數(shù)呈正相關關系，寶鋼、鞍鋼和武鋼專利申請數(shù)和專利被引頻次相對較高，體現(xiàn)其雄厚的技術實力。新興鑄管重點研發(fā)鑄管技術，專利自引證率高，總引證率低，其技術自成體系。

(3)寶鋼對其作為高端產品的超高強度鋼板的制造技術有系統(tǒng)的研究與開發(fā)，鞍鋼和武鋼分別在轉爐冶煉生產硼鋼的方法、煉焦煤細分方法以及在配煤中的應用方面有系統(tǒng)的研究，河北鋼鐵的大厚度高性能鋼板工藝技術、首鋼的船板鋼制造技術國內領先。16家鋼鐵企業(yè)對于鋼板或鋼條制造工藝技術，加熱或冷卻軋輥和產品過程中溫度控制技術研究較多，寶鋼除了這兩類技術之外，對鋼鐵熔化過程的技術研究也較多，鞍鋼和太鋼對真空處理技術研究相對較多。鋼鐵行業(yè)2008-2013年專利的研究熱點為低碳技術、軋制技術和合金鋼。

根據(jù)以上研究結論，本文提出以下建議以提升我國鋼鐵企業(yè)未來的專利技術競爭力：①重視技術創(chuàng)新，建立和完善技術人才培養(yǎng)與激勵機制；②結合當前鋼鐵工業(yè)的產能和結構調整，通過重組合并，優(yōu)勢互補，增強企業(yè)技術競爭力；③對于技術競爭者少、技術自成體系的企業(yè)，應密切關注市場動態(tài)，根據(jù)市場需求及時調整技術方向和策略。

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(本文責任編輯：郭沫含)

Study on Technology Competitiveness of Key Steel Enterprises in China based on Patent Analysis

Gao Xiaoqiang Tian Li

(School of Economics and Business Administration，Chongqing University，Chongqing 400044，China)

In order to understand the competitive status in technology of steel enterprises in China,the patents of 73 key iron and steel companies in China are retrieved from Derwent Derwent Innovation Index(DII)and sixteen key steel enterprises of them are regarded as our research object.Each of the sixteen enterprises applied more than 300 patents from 1985 to 2013.Number of patent applications per year,patent citation,highly cited patents,IPC classification number is used to investigate the competitiveness in technology of sixteen steel companies.Results showed that Baosteel,Anshan Iron and Steel Group,and Wuhan Iron and Steel Group are strong in patent and technological competitiveness.With Derwent manual code for co-occurrence analysis,alloy steel and low carbon technology are identified as research and development focus in China’s patented iron and steel technology from 2008 to 2013.The results can be used to clear their patented technology for enterprise competitive position and determine the direction of future technology development.

steel enterprises;patent;technology competitiveness;citation frequency;IPC classification number;co-occurrence analysis

2015-12-28

高小強(1963-)，男，教授，工學博士，研究方向：冶金系統(tǒng)工程與信息工程、科學計量學等，發(fā)表論文60多篇。

10．3969/j．issn．1008-0821．2016．03．021

G255.53

A

1008-0821(2016)03-0121-08