基于专利信息的起重设备产业分析

方新磊 苗子羽 王勋

摘要：本文对起重设备产业的全球专利和中国专利技术进行研究，从专利信息角度揭示了起重设备产业的专利申请趋势、国别构成、技术领域分布、主要申请人等信息。

关键词：起重设备;专利技术;专利信息

中图分类号：G306文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）33-0131-08

1 引言

人类生产和生活活动中必然伴随着大量的物料搬运工作，而利用省力装置来实现提升，并同时解决搬运装卸、降低劳动强度、满足特殊工艺要求、提高效率兼顾安全、工业过程中的自动化等问题，因此起重机械设备也是人们日常生活中感知比较熟悉的机械设备之一。

起重机械是进行物料搬运及装卸作业的核心机械设备，它通过各工种机构的组合运动来实现物料垂直升降和水平移动，按照指定位置安置物料并空载复位，具有间歇性、变载荷、频繁正逆、周期循环等工作特点，常有完成各方向运动的工作机构、承受各种载荷的金属结构、动力及电气控制系统以及安全防护系统四大部分组成，典型构造特征包括起重能力、功能、使用场合及用途、动作组成、原理及构造、运行方式、支承方式、驱动方式、取物装置、操作方式等，广泛应用于物料的起重、输送、装卸和仓储等物料搬运场所，是实现工业过程机械化和自动化必不可少的重要环节[1]。

起重设备制造业已有几百年的发展历史，主要生产国为德国、美国、日本、法国、意大利等，世界市场主要集中在北美、欧洲和亚洲。欧洲作为工业化进程最早的地区，同时也是起重机的发源地，起重设备生产技术水平最高，最负盛名的生产企业有利勃海尔、德马克、森内博根、德国格鲁夫、波坦等;美国既是生产起重机的主要国家，又是最大的世界市场之一，年市场需求量达600亿美元，主要生产企业为马尼托瓦克公司，其特點是技术较先进、性能较好、可靠性较高;日本从20世纪70年代起成为工程起重机生产大国，其产品特点是技术水平、性能、可靠性仅次于欧美，40%的产品用于出口至欧美市场，已成为国际上制造起重机的主要国家之一，代表企业为多田野、加藤、神钢、日立、小松等。而中国经过改革开放40年的发展，，我国在充分吸收国外先进起重设备制造技术的基础上，开始消化国外技术，实现起重机械产品及关键零部件的国产化，起重设备行业的规模和水平有了大幅度提升，成为世界起重机械大国，但与国外一流起重机械企业相比还有一定的差距，主要体现在技术、性能以及环保等方面[2]。因此了解起重设备的技术创新状况、全球现有专利情况及发展趋势，对我国产业发展、市场的创新资源配置和企业专利布局具有积极的参考意义。

本文从起重机械设备的典型构造特征出发，对起重设备的整机、组装、工艺、配件、加工等与起重设备相关的专利进行分析和研究，重点开展了专利申请总体趋势分析、专利申请国别分布、专利申请的主要技术领域分布、专利申请的主要申请人等方面内容的分析，揭示了起重设备产业技术的发展阶段、未来发展方向等信息。

2 起重设备全球专利布局综合分析

2.1 起重设备全球专利申请发展趋势

图1是起重设备全球近20年的专利申请情况，从中可以看出，专利申请量整体呈上升趋势，2001年到2006年，专利申请量持续维持在4 800件左右，全球专利申请量保持缓步前进，这是因为从2000年到2006年，全球起重机行业处于年复合增长25%以上的高速成长期，这期间全球化的经济浪潮冲击着起重机行业，世界顶级起重机公司之间的兼并与联合，有关起重设备领域的新科技研发正处于积累阶段，2007年后专利申请进入快速增长阶段，此期间，随着电气控制的全电子、数字自动化、计算机及网络等技术的发展，起重设备的结构更加多元化，专利申请量也随着新技术、新材料、新结构和新工艺的发展不断快速增长，在2018年达到21 646件，是开始快速增长年份2007年的4倍，由于专利申请公开需一定时间，2019年和2020年的专利申请有一部分尚未公开，检索结果不能准确反映该年实际申请量。

从全球范围对起重设备产业专利申请趋势图进行分析，图2可以明显看出，中国专利申请趋势与其他国家和地区的专利申请趋势有明显区别，除中国外，其他国家近20年来，有关起重设备专利的申请量基本保持一定的申请量，并未出现大幅度的波动，这是因为国际起重设备制造业已有几百年的发展历史，其工程机械起步较早，有较多的技术积累，有成熟的完整的配套件体系，配套厂家能与主机厂合作开发，另外主机厂家有核心竞争的专有技术和研发实力，在起重设备的领域专利意识普遍较强，这可能就是国际上起重设备强国每年保持一定专利申请的原因[3]。

表1是起重设备专利申请量排名前10位，其中排名前10位的申请人中，有6家日本公司，体现了日本公司在此领域的专利意识和研发实力，3家中国公司，专利申请量排名靠前位于2～4名，体现了中国在起重设备领域发展较好，侧面反映了中国起重设备企业在全球具有一定的科技竞争力。同时，从申请人的性质角度分析，前10位的专利申请人都是公司企业，而没有出现研究所和大学，说明企业是全球从事起重设备技术研发工作的主体，在技术研发上占绝对优势。

2.2 起重设备全球专利布局分析

2.2.1 专利申请国别分布。图3是起重设备专利申请国别构成，通常专利的申请数量被认为是衡量区域创新能力和竞争力的主要指标，可以反映该地区对科技成果的原始创新能力，同时也是衡量一个国家或地区综合实力的重要标志[4]，从专利申请全球地域分布来看，起重设备技术的专利申请主要集中分布在中国、日本、美国、欧洲专利局、韩国、德国等国家和地区。

2.2.2 全球起重设备专利技术构成分析。图4按照国际专利分类表IPC对全球起重设备专利申请的主要技术主题进行了统计分析，专利申请数量最多的领域为B66C（起重机;用于起重机、绞盘、绞车或滑车的载荷吊挂元件或装置），技术重点主要涉及起重设备的载荷吊挂装置;第二位是B66D（绞盘;绞车;滑车，如滑轮组;起重机），技术重点主要为臂架型起重机的起升、回转、变幅和运行等工作机构，典型机种包括门座式起重机、塔式起重机、流动式起重机、浮式起重机、臂架式起重机、悬臂式起重机等;第三名是B66F（不包含在其他类目中的卷扬、提升、牵引或推动，如把提升力或推动力直接作用于载荷表面的装置），专利申请的技术重点为卷扬机构、绞盘等;前3技术主题的申请量明显高于后7位涉及的技术主题;后7位技术主题主要涉及输送或码垛机构、建筑施工、吊装、支撑等相关结构，铲斗、抓斗、挖斗等用于挖掘的起重设备，船舶用起重设备，液压系统，机械臂、安全机构等。从上可知，全球起重设备专利申请的技术重点集中在B66C载荷吊挂装置，下面对其进行具体分析，其中技术主题前10位排名如图5所示。