基于Innography专利数据库平台的青贮加工技术态势分析

王满生,王延周,邓 欣,戴求仲,2

(1.中国农业科学院麻类研究所,湖南 长沙 410205； 2.湖南省畜牧兽医研究所动物营养与饲养技术研究室,湖南 长沙 410131)

基于Innography专利数据库平台的青贮加工技术态势分析

王满生1,王延周1,邓 欣1,戴求仲1,2

(1.中国农业科学院麻类研究所,湖南 长沙 410205； 2.湖南省畜牧兽医研究所动物营养与饲养技术研究室,湖南 长沙 410131)

随着我国畜牧业的快速发展,“人畜争粮”的局面日益凸显,而青贮加工技术的发展可拓展畜禽饲料来源,有望有效缓解这一状况。为了更好地了解和掌握青贮加工技术研究的发展态势,我们将利用Innography数据库这一专利检索与分析平台,通过对世界范围内的青贮加工技术领域的专利进行了申请年度分析、竞争对手分析、发明人分析、关键技术领域分析以及核心专利分析,从而整体展现青贮加工技术领域发展现状及趋势,以期为同行提供一定的参考。

畜禽饲料；青贮；专利；分析；Innography数据库

随着草食家畜饲养规模的不断扩大,极大地推动着草食畜牧业的发展,进而为优质饲草料的生产提供了良好的发展机遇和广阔的市场空间[1]。由于青贮饲料可最大限度地保存青鲜饲草的营养,适口性好,已日渐成了草食家畜日粮中重要且不可或缺的一部分[2]。基于此,相关研发人员应大胆创新,争取逐步抢占青贮加工技术领域的制高点,更深层次地去掌握和应用青贮加工技术,最终使其更好地服务于畜牧业,进而解决人畜争粮等问题。

随着社会经济的加速发展,专利已广泛延伸到各行各业中。因为专利不仅会影响企业或公司的市场行为,还会影响企业的利润成本；不仅可影响技术研发策略,还可影响技术路线的选择。因此,只有通过以专利来提升企业或公司的核心竞争力,才可不断增强专利融入经济发展的能力[3-4]。

19世纪末至20世纪初人们就开始了对青贮饲料的研究,不过仅局限于青贮中乳酸菌的传统分离鉴定、添加剂的筛选及应用[5]；而近些年来,人们的研究开始转向青贮过程中营养物质、腐败菌等的分析以及新技术对青贮的影响等方面[6-9]。通过近十几年来的研究,青贮相关研究的发展已经突飞猛进,因此,通过专利分析的方式跟踪青贮加工技术的发展状态和趋势显得尤为重要。

1 数据与方法

参照单美玉等[3]方法,采用Innography专利检索分析数据库进行青贮加工技术态势分析。截止至2017-05-15,检索到青贮加工技术相关专利10 463件,由2807个组织机构、9 815个发明人完成,涉及11个IPC小组,专利申请共在60个国家和组织内实施。

在分析方法上,主要采用专利情报分析中常见的图表分析方法的定性分析和定量分析。而在分析工具的选取上,则综合应用Innography分析模块和MS Excel等进行统计分析[3]。

2 结果

2.1专利申请年度分析

从1998年开始,截至2017-05-15,全球共申请青贮加工技术领域专利10 463件。从Innography专利检索平台收录的青贮加工技术专利申请的年度分布情况见图1。一般地,专利从申请到公开需要18个月到3年的时间,因此2016年和2017年的专利数量的数据仅作参考。

图1 青贮加工技术专利逐年申请情况

进入21世纪以来,在农业产业结构不断调整和奶业生产快速发展的背景下,青贮饲料质量深受业界关注,用于制作青贮饲料的专用青贮作物品种的育成和广泛应用,使青贮饲料的品质有了大幅提高。且随着社会经济的巨大繁荣以及随之而来的农业机械化的快速发展,青贮饲料生产制作发生了质的变化,摆脱了多种限制因素,使得生产能力和质量水平大幅提高。因此,2000年开始,尤其是近十年来,青贮加工技术专利的申请数量呈现出快速增长的态势。

青贮加工技术按照年度主要国家优先申请专利情况见图2。从图2中可以看出,青贮加工技术领域的专利从2004年开始被大量申请,其中美国在2014年授权专利数量剧增,这可能与美国农户2013年种植玉米面积有关,当年种植面积达3 942万公顷,创77年之最[10]。其中中国是专利申请数量最多的国家,这主要得益于中国经济的巨大繁荣以及随之而来的农业机械化进程的加速推进。例如,1998年,中国专利授权量为2件,2015年到达最大授权量140件。中国专利的申请量在2016年达到最高峰,申请量为286件。从图中可看出,2009年以来,中国专利的申请量和授权量均呈现突飞猛进地增长,这说明近几年来中国对青贮加工技术的研发与应用力度取得了重大进展。

图2 主要国家优先申请专利情况

2.2竞争对手实力分析

行业中排在前20位的机构其专利申请与收入情况见图3,其中横坐标包括专利数量、专利所跨的技术分类及专利引证：纵坐标为公司的年收入、在全球的分支机构以及专利诉讼量,通过以百分比的统计计算为基础,进行了主要竞争对手实力分析。

图3 主要竞争对手实力分析

从图3中可看出,美国杜邦公司和希乐克公司的技术实力较强,处于技术领先地位,而德国巴斯夫集团和美国陶氏化学集团具有较强的经济综合实力。从图3中还可看出,美国、德国和荷兰是青贮加工技术主要的专利申请国家,排在前3位的机构分别是美国的杜邦公司(479件)、美国的希乐克公司(411件)和德国的巴斯夫集团(130件)。其中美国的杜邦公司是美国大型化学公司,作为公司投资生物科技战略的一部分,1997年收购了先锋种子国际公司的部分股份,同年又收购了国际蛋白质技术公司并于2002年组建了杜邦农业与营养等五个业务集团,使其成为了世界上最大的种子公司、最为公认的种子品牌和在北美和其它关键市场上的领导者,也是世界上杂交玉米种子最大的发展和销售公司；美国希乐克公司是一家致力于研究可再生能源利用的大型企业,在纤维素原料的预处理方法及工艺方面做了许多原创性的工作；德国的巴斯夫集团是全球最大的化工企业,其1997年各业务部门的销售额所占比例如下：保健及营养20%；染料及整理剂23%；化学品16%；塑料及纤维26%；石油及天然气11%；其他4%。另外从图中也可看出,国内的中国农业大学在青贮加工技术领域表现出一定的经济和技术实力,这也说明我国在这一领域正在加大研发力度。

排在前20位主要公司或机构的专利数量和年收入表见表1 。

表1 排在前20位主要公司的专利申请情况

2.3全球专利发明人国家分布

全球发明人国家分布情况见表2。

从表2中可以看出,青贮加工技术专利申请的发明人国家大部分都分布在19个国家。其中,美国的发明人申请专利数量最多,达2 292件；其次为中国,申请数量紧随其后,为1 819件；德国排在第三位,申请专利1 737件。由此可见,目前青贮加工技术的研发主要集中在美国、中国和德国这三个国家。

表2 全球发明人国家分布情况

2.4专利在全球研发分布

我们检索到的10 463项专利,其主要遍布在全球18个国家或组织中,专利在全球研发分布情况见表3。

表3 专利在全球研发分布情况

从表3中可看出,各国在中国申请的专利数量总和与中国发明人申请的专利数量相比,有些许增多,但幅度不大。这说明,虽然各个国家都加强了在中国专利的保护,但对中国在该领域的发展还未形成严重的技术壁垒。另外,美国比较注重专利在全球的保护,美国发明人共申请专利2 292件,而美国专利的申请量则为1 615件,这表明美国至少有677件专利是在其它国家申请的,这使得美国在相关领域形成了较好的技术保护。

世界各国或组织在中国布局的有关青贮加工技术领域的专利数量情况见表4。

表4 在中国布局专利的主要发明人

从表4中可看出,除了本国外,美国和德国在中国布局的专利数量相对较多,这说明美国和德国比较注重在中国的专利保护。从另一方面来讲,这就会给我国在相应技术领域带来一定的技术壁垒。

2.5主要专利发明人分析

青贮加工技术领域专利申请的主要发明人见图4和表5。

图4 主要发明人专利申请情况

由图4和表5可见，10 463件专利中,总共有共有发明人9 815人,从排名前19位的发明人来看,其中39%的专利集中在前6位发明人手中,且主要集中在美国、德国和荷兰,但大部分发明人均来自美国,这说明美国在青贮加工技术领域的研究占据着主导地位。

表5 主要发明人专利申请情况

2.6专利技术图景和核心专利分析

专利强度[11]是Innography数据库独创的专利评价指标,是Innography数据库的核心功能之一,是来自于加州大学伯克利分校及乔治梅森大学的最新研究成果。其作用主要是帮助用户快速而有效地寻找相关领域的核心专利。

以青贮加工技术在专利引证、专利权、专利数量、专利分类号、专利引证、专利诉讼6大因素百分比的统计计算为基础进行专利强度分析,通过文本聚类分析,见图5。

图5 青贮加工技术主要技术聚类

从图5中可以判断其关键技术主要分布在青贮窖(silo)、饲料(animal feeds)、原料(raw material)、打捆(bale)以及乳酸(lactic acid)等类别。

通过对主要竞争者技术领域分布的图景分析[12]见图6。

图6 主要竞争者技术领域分布的专利图景

由图6可见，各竞争对手的专利申请布局技术领域。例如,美国杜邦公司在玉米及转基因作物领域布局有大量专利,在饲料领域也有少量专利布局；美国希乐克公司的专利主要布局则主要在废弃生物质资源的再生与利用技术领域。结合图5的主要技术聚类可知,青贮加工技术领域的许多其他关键技术还都掌握在一些非主要竞争者手里。

通过Innography的专利强度分析,找到关于青贮加工技术的核心专利330件(即专利强度大于或等于70的申请专利)。其主要技术领域分布见图7。

图7 青贮加工技术领域核心专利主要技术分布

由图7可见，青贮加工技术的核心专利大部分集中在农作物秸秆打捆、动物饲喂及相关设备领域(132件)；接下来就是植物表型修饰、杀虫剂、作物收割及机械的技术领域的专利较多；而其他领域如饲料等则相对较少。这说明在青贮加工技术领域还存在一些值得科研人员去深入研究和发展的空白方向或偏门方向。

掌握有核心专利的主要竞争对手见图8 。

从图8中可看出,青贮加工技术领域的大部分核心专利仍被美国的一些大公司或集团所掌握,其中美国的希乐克公司不管是在经济综合实力还是技术研发实力,均占据着领导者地位,相比而言,杜邦公司虽是技术领导者,但经济实力表现得有些弱势。综合图8和图3 分析可知,有些机构虽具有较强的经济实力,但掌握的核心专利却偏少,如美国的巴斯夫公司和陶氏化学公司；而国内的中国农业大学虽有一定的技术研发实力,但掌握的核心专利非常少。此外,虽然有些机构经济实力稍弱,但在青贮加工技术领域却掌握着较多的核心专利,如美国的富美实公司,日本的奥林巴斯公司等,还有美国高校田纳西大学在青贮饲料加工技术方面有着较强的技术研发实力。

图8 掌握核心专利的主要竞争对手

3 结论

3.1青贮加工技术处于飞速发展阶段,我国表现不俗

进入21世纪,尤其是近几年以来,中国在农业产业结构不断调整和奶业生产快速发展的大背景下,青贮饲料的质量深受相关业界的关注,而且用于制作青贮饲料的专用青贮作物品种的育成和广泛应用,使青贮饲料的品质得到了大幅度提高。另外,随着我国社会经济的巨大繁荣以及随之而来的农业机械化进程的快速推进,青贮饲料生产制作发生了巨大变化,生产能力和质量水平有了质的飞跃。因此,2000年开始,青贮加工技术专利的申请量呈现出快速增长的态势。

3.2美国杜邦、希乐克公司和德国巴斯夫公司引领技术前沿

美国杜邦、美国希乐克公司、德国巴斯夫、荷兰Lely公司、瑞士先正达和美国陶氏化学在青贮加工技术领域的研究方面均是领导者,除了美国希乐克公司,其他几个公司在商业化上也都是实力雄厚的公司或集团。例如,荷兰Lely公司通过推出新型连续打捆系统,获得了巨大的商业价值,因为该打捆系统可使牧民的生产效率达到每小时打捆牧草110～130捆,更重要的是该设备能够在打捆作业时降低牧草营养成分损失,还能够在保证青贮饲料时牧草的水分和空气被及时抽出,最终提高了饲料质量。德国克拉斯农机公司和瑞士布赫工业集团虽然研究实力稍显弱势,但却是世界一流的农机制造商,在牧草机械等农业机械领域商业产业化中却动作非凡,年收入都是在几十亿美元以上。相比较而言,我国在青贮加工技术领域的著名公司或研究机构还较少,也没有取得相应的经济效益。

3.3专利申请机构均偏重于世界范围内的专利保护

从专利发明人国家来看,美国、中国和德国占据着主导优势,其次是英国、法国和日本等国家；而从专利的发布国家来看,除了中国、美国和德国,其他发达国家的专利数量也较多,这说明各国从开始研究青贮加工技术,就慢慢重视自己的研究成果在世界范围内的专利保护,并逐渐形成自己的垄断地位。

另外,从世界各国在中国布局专利的情况来看,美国和德国等发达国家也加强了在中国专利的保护,这与我国在这一领域表现出来的快速发展是离不开的。

3.4核心技术发展不平衡,牧草加工机械仍是热门

通过分析核心专利,发现核心专利主要集中在牧草收割打捆或饲喂及相关机械方面,而饲料及相应酶制剂等技术的核心专利相对较少。由此可见,青贮加工技术的发展还处在发展过程中,国内的研究机构应及时加大关键技术的研究力度,争取在饲料、酶制剂、饲用原料等领域研发出自己的首创,力争抢占世界青贮加工技术这一大领域的市场。

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(责任编辑：梅竹)

AnalysisonthedevelopmenttrendofsilageprocessingtechnologybasedonpatentdatabaseplatformofInnography

WANG Man-sheng1，WANG Yan-zhou1，DENG Xin1,DAI Qiu-zhong1,2

(1.Institute of Bast Fiber Crops,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changsha 410205,China；2.Department of Animal Nutrition and Feeding Technology,Hunan Institute of Animal Science and Veterinary Medicine,Changsha 410131,China)

With the rapid development of animal husbandry in China,the situation of 'human and livestock fighting for food' is appeared.Meanwhile,the development of silage processing technology could expand the feed source of livestock and poultry,so it is considered to be applied to alleviate the situation effectively.In order to better understand and grasp the development status of silage processing technology,We applied Innography patent retrieval analysis database to analyze the applied years,competitors,inventors,key technologies and core patents of silage processing technology in the world,and showed the present situation and development trend of silage processing technology,which could provide a good technical reference for peers.

feed；ensiling;patent;analysis;Innography database platform

2017-05-16；

2017-07-19

中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IBFC02)；中国农业科学院基本科研业务费专项(Y2017LM11、Y2017ZK15)。

王满生(1987-),男,博士,助理研究员,主要从事农产品深加工与饲料加工。

戴求仲(1969-),男,博士,研究员,主要从事动物饲料资源开发与利用等研究。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.08.009

S816.9

：A

：1003-6202(2017)08-0034-06