基于Innorgraphy营造林机械的专利分析

黄春晓，马莹莹，马红丽

(1.华南农业大学知识产权信息服务中心，广东 广州 510640；2.广州研美园林工程设计有限公司，广东 广州510642)

人类发展历史就是刀耕火种的历史，也是农业发展的历史。以前农林不分家，因此人们对林业的研究包括营林管护的研究历史比较长。近些年来，由于木材供需矛盾日益突出，人类生存环境日益恶化，许多国家开始重视林业的培育和发展，营造林管护机械化逐渐提上日程。我国的营林机械经历了手工作业与半机械化作业阶段，近十年生产工具已转变为机械设备为主[1]，挖坑机和开沟机等大型机械开始占据市场的主体。在国外，20世纪70年代，日本提出林业经营中凡能进行机械作业的都要积极推行机械化[2]。俄罗斯把发展林业机械化、自动化作为发展国民经济的基本手段，2001年林业造林整地机械化程度已达93.7%。芬兰抚育间伐机械化程度也达80%以上[3]。营林机械的发展大大提高了造林速度和质量，俄罗斯、美国和加拿大等国平原地区整地作业已基本实现机械化。瑞典在20世纪90年代初，机械化整地比例就达78%。

在营造林机械领域的研究中，文献多为综述性分析，角度涉及的主要有以下几方面：①新时期我国营造林机械的作用及发展趋势；②通过对某地区的营造林发展现状调查，提出该地区的营造林机械发展建议；③通过对国外机械适用性的梳理文献[4-6]，对国外一些国家，如日本[7-8]、德国[9-10]林业机械现状进行阐述，但这些文献发表时间比较久远未能及时把握国外研究的现状。综上所述可以看出，目前针对营造林机械研究，尚未有文献从专利的角度进行梳理与分析。

专利既是创新的成果，又是扩展设计知识空间促进产品创新的重要知识来源。进行专利分析就是对专利说明书、专利公报中大量零碎的信息进行分析、加工、组合，并利用统计学方法和技巧使这些信息转化为具有总揽全局及预测功能的竞争情报，从而为企业的技术、产品及服务开发中的决策提供参考。专利分析不仅是企业争夺市场的前提，一份详实的专利分析报告更能为制订企业发展的技术策略，评估竞争对手提供有用的情报。某个领域的专利分析，能反映出一个国家、一个地区、一个企业的技术实力，因为专利依据的是技术的创新和更迭，人才的挖掘和储备。专利的申请更是体现了科学技术是第一生产力这一真理。无论是传统的农林业，还是新兴的产业，都需要一批能够挑大梁的专利技术，营造林机械更是如此。通过分析营造林机械领域的专利，可以了解该领域的技术发展状况、技术实力、技术分支以及掌握技术的企业和集团。

本文分析主要运用的工具为Innorgraphy专利分析平台，该平台具有丰富的数据模块，可以查询和获取全球 100 多个国家的同族专利、法律状态及专利原文。除此之外还包含来自 PACER(美国联邦法院电子备案系统)的全部专利诉讼数据，以及来自邓白氏及美国证券交易委员会的专利权人财务数据、美国商标注册信息、非专利文献。Innorgraphy包含了专利申请趋势分析、竞争对手分析、专利权受让分析、发明人统计、批量专利数据导入导出、专利全文下载等多种功能，可以制作包含柱状图、饼状图、树状图、气泡图、专利地图以及雷达图等多种详实的专利检索与分析报告。本文依据Innorgraphy国际高端专利检索分析系统，分析国外营造林机械领域的专利信息，获取营造林机械专利中蕴藏的知识及研发人员对营造林机械的创新，希望能够通过梳理国外营造林机械发展的状态、动态及发展趋势，掌握国外营造林领域技术方面龙头企业的大体情况，为我国企业有效地缩短研发时间获得有价值的设计方案。

1 Innorgraphy的分析项目

1.1 检索步骤

本文主要针对国外植树造林机械技术水平展开，且重点关注植树造林机械技术的机械化、自动化方面，铁锹、镐、锄等简单的人工造林工具以及林木运输、林木抚育、森林保护、森林采伐、蔬菜和作物的耕作与收获、水利工程、固定建筑等方面相关的机械设备不在本文研究范围。在正式进入Innorgraphy前，本文列出涉及植树造林机械的相关检索要素及需要排除的干扰词，列出检索式，根据检索式可以得到初步的检索结果，并对专利的种类、法律状态、专利强度、引证、诉讼等信息进行整理，统计出专利申请量、授权量、有效专利量、核心专利数量、涉案专利数量等数据。本文专利申请量、授权量根据种类代码(Kind Code)进行限定获得，专利同族去重依据 Inpadoc 同族规则进行处理。

1.2 主要申请人情况

通过统计整个营造林植树机械相关技术领域的主要申请人情况，可以帮助委托企业了解这一行业的主要技术企业都有哪些以及这些企业的技术实力，对2 360件国外申请专利进行申请人分析，初步得到该专利申请人的专利申请数量。国外专利申请量排名如图1所示，主要申请人专利申请量排名见表1。

图1 国外专利申请量排名

表1 国外主要申请人专利申请量排名

申请人专利申请量/件申请人所在国别Deere & Company(美国迪尔公司)79美国CNH Industrial N.v66英国Iseki & Co Ltd49日本AGCO Corporation32美国Kubota Corp24日本Yanmar Co.Ltd23日本Mo Och Domsjoe AB20瑞典VNII lesovodstva Mekh Lesnogo17俄罗斯NIPPON CHIKO Company Limited16日本Mitsubishi heavy Industries.Ltd15日本

从1972年开始，国外的申请量波浪式逐年增加，2016—2017年达到小顶峰，2018开始下滑，美国和日本所占的份额最多。本文对排名前五的公司，进入其公司主网站，收集了一些关于这五个公司的商业信息和基本介绍，并结合Innorgraphy图表数据进行了分析。

从图1和表1中可以看出，申请量最多的是 Deere & Company(美国迪尔公司)，该公司(John Deere)是全球著名的农机巨头，于1837年成立。它是一家由一个人的铁匠店发展为现今在全世界160多个国家销售、在全球拥有约37 000位员工的集团公司。1958年，Deere已经超过国际收割机公司，成为美国最大的农用机械制造公司，到1963年，它已成为该行业中世界最大的公司，其国外业务扩展到墨西哥、阿根延、法国和西班牙，公司年收入的20%来自于110个国家的销售商和7家国外工厂。1995年，迪尔公司在北京成立办事处。1997年，迪尔与佳木斯联合收割机厂建立了中国农机行业第一家合资企业—约翰·迪尔佳联收获机械有限公司，2000年初，迪尔公司相继在中国注册成立约翰迪尔(中国)投资有限公司、约翰迪尔(天津)国际贸易有限公司，进一步加大了在中国的投资力度。为了能够生产出中国农民用户有能力购买的高质量产品，迪尔公司于 2000年8月与天津拖拉机制造有限公司成立了约翰·迪尔天拖有限公司。2004年12月16日，约翰·迪尔佳联收获机械有限公司成为迪尔公司的全资公司。经过一百多年的发展，Deere在机械设备领域拥有研究团队、销售团队，有自己的公司刊物，设立了拖拉机博物馆，还为客户提供了技术方案支持，Deere生产和销售农业和林业设备，分公司在美国和加拿大居多。Deere的主营业务几乎涵盖了农用和林业生产上的所有机械设备类型，产品种类齐全，有系列化的农机产品，建立了专业化经销商网络，组建了完善的售后服务系统，可保障零部件的长期供应。Deere将其业务范围细分，包括了草地和花园，农业、林业、高尔夫草地及建筑，在林业领域内，Deere的产品囊括整个林业生产过程所需的大型设备，包括种植、修剪、伐木、收割、集材等。

在Deere的子公司中，具有发明专利的子公司达153家，说明这家企业重视自主研发，销售的众多机械设备中具有自主知识产权的占了多数。

Deere 公司专利申请柱状图如图2所示，从图2可以看出，公司的有效专利数量达15 211件之多，而新申请的专利(Active application)达5 386件，在本次检索主题范围下，检索到了79件专利，仅占Deere 公司有效专利总量的0.52%，说明营造林植树机械仅是Deere 公司的一个细小分支。而从申请的79件关于营造林植树机械领域专利的申请时间分析，从1970年开始至今，为专利的申请授权高发期，特别是2010年后，这一研究领域的专利申请数量持续增多，专利申请总趋势的变化，说明了这个领域受关注度的变化。

AGCO Corporation(爱科集团)，在营造林植树机械领域的专利申请量全球排名第四，申请量为32件。AGCO创立于1990年，总部位于美国佐治亚州德卢斯，全职雇员20 800人，是目前全球第三大农业耕种机械生产制造商。作为一家专业的农业机械公司，爱科的研发以农业机械创新为核心，从混合式联合收割机到基于遥测技术的跟踪系统。借助于挑战者、芬特、GSI(谷瑞)、麦赛福格森和维美德等知名品牌，爱科为世界各地的农民提供全套的农业生产解决方案，包括拖拉机、联合收割机、牧草与秸秆收获设备、播种与耕作设备、粮食储藏、蛋白质生产系统和零部件。AGCO成立30年，专利总量达13 539件。在分析中发现，13 539件专利中，不少专利是1990年之前申请授权的，AGCO公司专利申请年度分布如图3所示，而AGCO是1990年成立的，这是因为AGCO收购了很多公司，所以也有很多1990年前的专利。目前，AGCO年收入$9 352 000 000，市值$5 163 030 000，说明AGCO的发展后劲很强劲，会继续领跑农机领域。

图2 Deere 公司专利申请柱状图

图3 AGCO公司专利申请年度分布

Kubota Corporation(久保田株式会社)专利申请量为24件，全球排名第五，Kubota Corporation创立于1890年，总部位于日本大阪，全职雇员40 202人，是日本最大的农业机械制造商，长期以来在“水”、“土”、“环境”这些与人类生活息息相关的领域中，不断地开发符合时代要求的先进技术和产品。Kubota及其子公司在亚洲、北美洲、欧洲等制造和销售各种机械以及其他工业和消费产品，分为农业和工业机械部门、水和环境部门。其中与营造林植树机械领域相关的是农业部门，该部门提供农业设备、农业工具和辅助工具、户外电力设备、农业、建筑、工业机械和发电机的发动机和工程机械。Kubota的专利申请国主要集中在日本，其他的主要分布在中亚几个国家，欧洲有很少一部分。Kubota虽然成立百年，可是专利活动1970才开始，随后处于上升期，从2000年开始，专利申请与授权量下滑。通过分析Kubota专利涉及的IPC，可以了解到该公司在农业机械零部件方面投入了大量研发力量。Kubota公司专利的国际专利分类(IPC)饼状图如图4所示。

图4 Kubota公司专利IPC饼状图

CNH工业公司在营造林植树机械领域的专利申请量也较多，全球申请量排在第二。CNH是资本货物领域的全球领导者，通过其各种业务，设计、生产并销售农业和建筑设备、卡车、商用车、公共汽车和特种车辆，以及广泛的动力总成应用产品。CNH工业公司业务遍及全球所有主要市场，致力于通过合资企业扩大其在高增长市场的业务。CNH公司总的30 644件专利中，通过IPC分析，发现占专利总量最多的是压草机、割草与收割机、打谷联合机、播种机、挖泥机和打谷机的一些零部件，这些领域基本属于农业机械范畴。从申请的66件关于营造林植树机械领域专利的申请时间分析，自2000年开始至今，为专利的申请授权高发期，说明CNH近十年关于林业机械领域研发力度在加强。CNH公司专利IPC饼状图如图5所示。

ISEKI(井关农机株式会社)于1926年创立于日本，是日本领先的农业机械生产企业，集生产、销售、服务于一体的综合性农机制造商。在ISEKI的公司网站上介绍了其主营的机械范围，包括插秧机、联合收割机、植保机、烟草移植机、蔬菜移植机等。ISEKI理念是人与大地的和谐，强调节能与环保，在其研发的机械设备中渗透了不少环保理念，如减轻噪声、振动、燃料消耗，废气对环境带来的影响等，推进产品的循环利用。ISEKI的专利申请量主要集中在日本，所以技术力量也主要在日本。ISEKI的专利申请量与授权量在20世纪八九十年代达到一个峰值，进入2000年后呈下滑趋势，ISEK在造林植树机械领域的49件专利中，33件专利集中在20世纪八九十年代。

通过分析排名前五公司专利申请类别可以看出，营造林机械只是各公司农机业务中的一小部分，为了进一步说明这个问题，本文做了专利技术构成分析，见表2。在分析中可以看出，这五家企业技术侧重度的数值都比较低，说明企业对营造林机械的专利布局重视程度不够。但通过分析可以看出，在这些企业的发展进程中，拥有自主创新能力是企业获得长足发展的基本条件，利用自主知识产权技术，发展自己品牌的营造林机械，同时完善售后服务，才有可能在竞争激烈的市场中赢得一席之地。

图5 CNH公司专利IPC饼状图

表2 5家国外企业的专利技术构成分析

企业营林植树领域的技术分支项数技术侧重度技术宽度相对专利密度Deere & Company(美国迪尔公司)10.8011.1179CNH Industrial N.v52.2955.5513.2Iseki & Co Ltd21.0922.2224.5AGCO Corporation33.3133.3310.7Kubota Corp20.4122.2212

注：技术侧重度=某申请人在某领域的专利申请量/自身专利申请总量，用于测算某申请人在某领域的专利布局重视程度，指标值越大说明重视程度越高；技术宽度=某申请人专利申请涉及某领域的技术分支项数/该领域总的技术分支项数，指标值越大说明研发的技术分支越多，外围专利的控制能力越强；相对专利密度=某申请人在某领域的专利申请总量/该申请人涉及该领域的技术分支项数，用于测算专利申请的密集程度，指标植越大说明整体专利布局越密集。

1.3 竞争力气泡图分析

竞争力体现在一个公司的经济实力和研发能力上，了解申请人/公司/竞争对手的竞争力，有利于分析某个领域的竞争对手，这就需要竞争力气泡图，现将全球主要申请人进行竞争力差距分析，排名前十的公司竞争力气泡图如图6所示。

在专利申请人气泡图中，每个不同颜色的气泡代表不同的专利申请人，气泡大小代表申请人在营造林植树机械领域的专利申请数量。气泡越大，说明该申请人在所研究领域的专利申请量越多。气泡图的横轴综合了申请人的专利申请量、专利分类广度、专利引用情况，因此气泡越靠横轴右边，说明该申请人的技术实力越强。气泡图的纵轴综合了申请人的收入、公司所在地及公司诉讼情况，因此气泡越靠上，说明该专利申请人的经济实力越强。

图6 排名前十的公司竞争力气泡图

从气泡图可以看出，Deere(美国迪尔)与CNH工业公司处于气泡图四个象限中的第一象限，即右上方，说明这两个公司在该领域的技术实力与经济实力相对于其他竞争者处于明显领先的位置。技术实力紧随其后位于第三象限，有 ISEKI(井关农机株式会社)、AGCO Corporation(爱科集团)等。其中有两家公司illinols Tool works与Mitsubishi heavy Industries同处于第一象限，经济实力仅次于第二象限的两家公司，同时气泡并不算小，说明这两家公司经济实力雄厚，如果在这个领域的财政投入持续增加，后劲有可能很足，在未来很可能超越第一象限里的公司。

1.4 国外专利申请人(Location)技术来源国分析

专利技术来源国主要是统计专利的第一发明人来自于哪些国家和地区，通过来源国可以知道哪个国家在该研究领域具有技术优势，申请人集中在哪些国家，对于企业而言，就可以关注这些国家该技术领域的发展趋势，在这些技术强国寻求合作伙伴。专利申请量见表3。

这一技术领域，研发最活跃的是美国，其次是日本，从表3可以看出，美国与日本处在第一集团，申请量远远大于第二集团的冠军德国。这与前面分析的全球主要申请人专利申请量排名表的情况基本吻合，在全球主要申请人专利申请量排名表中，排名前十的公司日本就占了五个，排名前五的公司中美国占了两个，其中的Deer(迪尔公司)与AGCO(爱科公司)更是农业机械的巨头。从表3可以看出，前苏联虽然解体几十年，可是申请量依然高居第六位，说明前苏联的农林业机械具有一定的优势，解体后，这些申请人就分散在不同的国家，例如俄罗斯虽然未进入前十，但是专利数量也紧随其后。

表3 营造林植树机械领域相关技术专利来源国和地区

技术主要来源国和地区专利申请量美国(US)1 001日本(JP)895德国(DE)251瑞士(SE)198法国(FR)170前苏联(SU)165韩国(KR)158英国(GB)147加拿大(CA)120芬兰(FI)101

1.5 专利技术保护国和地区分析

专利保护具有地域性，行业重要的市场主体通常会在目标市场进行专利布局 以提高自身在目标市场的占有率以及竞争力。通过对专利技术保护国进行统计分析，能够宏观地反映出各个国家和地区、各个市场主体的技术水平以及专利布局情况，对于了解海外市场以及寻求区域合作有着重要的意义。

营造林植树机械领域主要在美国、日本进行专利申请。美国和日本的申请量为800多件，远超出排名第三的法国，说明日本和美国是这一领域的主要市场主体，同时也被全球竞争者所关注。

1.6 高强度专利分析

“专利强度(Patent Strength)”是Innorgraphy的核心功能之一，是专利价值判断的综合指标。专利强度受权利要求数量、引用与被引用次数、是否涉案、专利时间跨度、同族专利数量等因素的影响，其强度的高低可以综合反映该专利的文献价值大小。通过Innorgraphy的专利强度分析功能，可以快速从大量专利中筛选出核心专利，有助于判断该技术领域的研发重点。

一般情况下，保留强度≥30%的专利，全球公司的高强度专利有516件，高强度专利主要集中在 30%～100%之间，专利强度大于70%的仅74件，其中美国专利57件，占比达77%，加拿大专利6件，占比8.1%。从公司的分布来看，74件专利中，CNH公司仅占了11件，其他的都是零星分布，说明营造林植树机械领域的专利中高强度的较少，而且比较分散，并没有集中在专利数量排名前五的大公司中。全球营造林植树机械领域专利强度分布如图7所示，专利强度70%以上的部分高强度专利见表4。

图7 全球营造林植树机械领域专利强度分布

表4 营造林植树机械领域专利强度70%以上的部分高强度专利

专利号标题引用次数被引次数专利强度/%US20050155536Tandem gauge wheel assembly for planting unit253280US20050263050Agricultural tillage device461876US4350190Self propelled,off road vehicle83270US4408551Row planter223574US4574522Root control bag173983US4594951Regularizing device for the depth of a furrow182074US4769977Brush cutter184771US4781129Debris and soil shaver383284US4846084Leveling linkage for planter units232872

续表4

2 结束语

从排名前五的公司运营及专利技术构成、竞争力气泡图、专利申请人技术来源国、专利技术保护国和地区、高强度专利等方面的分析可以看出，美国与日本无论是在申请还是在技术应用方面都居于领先地位。在国外的大企业中Deere(美国迪尔)是这一领域的巨头，在中国也有公司，日本有两家公司进入排名前五，这两家公司的专利布局市场主要在日本，同时兼顾亚洲，如果国内企业想寻找技术合作伙伴，可以优先考虑Deere，其次是日本的两家公司。