基于专利信息的地方创新发展态势分析——以镇江市为例

邱悦文 唐 恒 邵泽宇

（1.江苏大学科技信息研究所 镇江 212013；2.江苏省知识产权研究中心 镇江 212013）

1 引言

我国经济已从高速增长转向高质量发展阶段，正处于经济增长转型关键期，经济增长动力转换成为当前我国经济发展最紧迫任条[1]。创新是高质量发展阶段增长新动力[2]。我国经济发展需更多措施推动创新，以知识产权政策来激励创新，以知识产权指标来体现创新[3]。发明专利是知识产权领域一项重要指标，与技术进步和创新能力关系最为密切[4]。因此，研究发明专利能够有效帮助国家或者地区明确自身创新优势与不足。发明专利往往要经过实质审查，其创新价值远高于实用新型与外观设计，聚焦发明专利的精细化分析，能够去除实用新型、外观设计产生的创新泡沫，对国家或者地区实现自身精准定位帮助更大。

纵观前人研究，专利分析法研究对象往往是某一技术领域，如楼旭明利用专利信息结合技术进化法则分析了我国无人机领域专利发展趋势[5]；刘勤从专利授权年度趋势、专利布局、技术研究热点、核心专利挖掘等维度进行专利信息分析，研究了我国农机装备领域与国际的差距[6]；曹晨等从专利申请态势、区域竞争力、研发机构实力、热点研究领域等角度揭示全球光纤激光器产业技术研究进展[7]等。仅有少量研究是以专利为对象，研究国家或地区创新态势，如冯会平对唐山市专利申请量和授权量等数据进行了归类统计，分析了唐山市的专利现状[8]；丁志刚介绍了近10年山西省企业专利申请及授权状况，以及山西省高新技术企业专利授权情况，针对山西省企业专利发展现状提出了对策[9]；王晓辉通过研究河南省战略性新兴产业的发明专利状况，衡量河南省的创新能力[10]等。

聚焦于某一技术领域通常只能对该技术领域的发展有所展现与启示，只能局部展现地方创新发展态势，并不全面，将专利范围扩大到某个地区或者国家，进行深度分析，更能展示国家或者地区创新发展态势。但以专利整体为研究对象，往往会夸大创新对经济发展推动作用，而针对发明专利深入分析，则能够客观展现国家或地区创新趋势[11]。

因此，针对前人研究不足，本文以发明专利为研究对象，从发明专利申请授权、发明专利申请人、重点技术领域、法律状态、发明质量等多维度建立对区域创新发展态势的分析流程，以镇江市为例开展实证分析。

镇江市位于经济最发达长三角地区，其地区生产总值常年位居江苏省倒数第四位[12]。为了早日实现经济跨越发展，于2010年颁布了知识产权战略纲要，意图通过实施知识产权战略，加大自主创新能力建设来推动经济发展，已取得一定成效，但跟其他城市相比还有差距。笔者利用Incopat数据库编制科学的检索式获取全面而又准确的目标专利，对镇江市发明专利的申请授权与申请人分析揭示其创新总体活跃度和当前所处的发展阶段; 对创新主体的发明专利法律状态、质量分析剖析各创新主体的研发与市场化的能力;对专利文本可视化分析揭示镇江市不同产业领域的分支和研究热点; 对发明专利内容进行深入研究揭示镇江市创新发展态势，旨在为镇江市能够充分借助知识产权，扬起经济高质量的风帆提供参考。

2 研究设计

2.1 分析思路

专利信息分析也称为专利情报研究，以专利文献和专利信息为研究对象。专利信息分析是深入挖掘专利内在价值，展现地区或者产业的创新发展态势的重要分析方法[13]。专利作为一种重要的创新产出，能够反映知识流动，以及创新活动[14]。国内外大量学者研究表明[15-19]，专利数据是研究国家或者地区创新发展态势的主要和有效信息来源。

程恩富提出了知识产权优势理论[20]，他提到，针对比较优势和竞争优势理论的缺陷，应大力培育和发展“第三种优势”，即“知识产权优势”。所谓知识产权优势，是指通过逐步拥有以自主核心技术和自主品牌为主要内容的自主知识产权的经济优势。基于知识产权优势理论，在实际应用中，分析知识产权优势，重点是分析专利优势，而发明专利质量相对较高，聚焦于发明专利的分析能够更加深入地了解当前镇江市知识产权发展的真实水平。纵观前人研究，常用专利分析维度有：总体申请授权趋势、差异申请人类型、法律运营状态及运营、技术领域分布情况、发明质量等[21-23]，这些维度用来分析专利所蕴含的技术领域的创新发展态势及其未来发展。尽管我们的数据是地区而非具体某个产业的发明专利数据，但我们可以借鉴分析产业创新发展态势的维度，来分析地区的创新发展趋势，利用这五个维度，全方位揭示当前镇江市的技术创新发展态势，更好支持镇江市形成知识产权优势，提升核心竞争力，进而促进当地经济高质量发展。

根据以上分析和讨论，本文的分析思路如图1所示。

图1 基于专利信息的地方创新发展态势分析思路

2.2 数据来源

本文中的研究样本数据来源于Incopat专利数据库，Incopat专利数据库由北京合享智慧科技有限公司开发，收录了全世界范围的海量专利信息，与传统数据库相比，该数据库功能更加全面、强大。以申请人地市作为主要的检索限制条件，专利类型选择“发明”，以2008年1月1日-2019年12月31日为时间范围，检索实施时间为2020年3月12日。经过合并申请号等人工筛查，共得镇江市18 310件已授权的发明专利，对其进行进一步分析。

3 统计结果与分析

3.1 申请与授权情况

衡量国家或者地区的创新力通常采用专利申请与授权量作为分析指标，但真正反映国家或地区核心竞争能力的只有发明专利[24]。通过分析镇江市每年发明专利申请的授权情况，可以很好地观测镇江市创新总体发展水平。镇江市发明专利的申请与授权趋势并不一致。2008-2012年，镇江市发明的申请量和授权量呈现一直增长的趋势，分别年均增长72.36%、38.20%，专利申请量的增长速率近乎专利授权量的2倍；2013-2015年，发明申请量与授权量开始同步下降；2016年，发明申请量大幅度上升至2017年底，开始下降；2016年，发明授权量开始小幅度上升，从2016年底开始下降。镇江市发明的申请量峰值是2017年的14 604项，镇江市发明的授权量峰值是2013年的3 031项。镇江市发明申请量在2015年申请项仅为5 675件，原因可能是镇江造纸及纸制品业、木材加工等传统产业在经济高质量发展的大背景下，产业升级较为缓慢，企业创新投入不足；2017年专利申请大幅度增长，主要增长领域在高分子材料、新能源与节能环保领域，原因可能是镇江市发布《中国制造2025镇江行动纲要》，布局九大关键领域的重点研发计划有效激励了企业发明的创造积极性（见图2）。

图2 2008—2019年镇江市发明专利申请、授权数量折线图

发明专利授权率这个指标可以观测地区研发投入资金力度与技术创新能力匹配度，通过发明专利授权率这一指标，能够直观反映镇江市技术创新能力状况。镇江市年均发明专利授权率为32.57%，高于江苏省均值26.01%，虽然发明专利授权率排在了苏南地区第二位，仅次于南京市（41.77%）之后，但是发明授权总量排在苏南地区末位（见图3）。激发地区创新能力，还需要政策进一步引导。

图3 2008-2019年苏南地区发明专利授权情况

纵观苏南地区的地市数据，镇江市发明专利申请年均增长率很高，申请量、授权量年均增速都逼近苏州市（见表1），但申请、授权总量不大。且查询2019年镇江统计年鉴得，全市GDP较上年仅增长3.1个百分点，低于2019年江苏省GDP增长率 (6%），经济增长率未与发明授权增长率同步。如何释放创新活力带来的经济增长动能，通过创新来带动经济高质量发展，迫在眉睫。镇江市人均GDP在江苏排名第5，与无锡市、苏州市、南京市、常州市还有一定差距，知识产权优势，尤其专利优势尚未体现。

表1 2008-2019年苏南地区发明申请、授权年均增长率

进一步分析镇江市发明专利申请主要的技术领域得知，镇江市发明专利申请的主要领域在通用设备制造业、化学原料与化学制品制造业、电气机械和器材制造业、仪器仪表制造业、专业设备制造业、金属制品业、计算机、通信和其他电子设备制造业、汽车制造业、医药制造业等领域，见图4。

图4 2008-2019年江苏省苏南地区发明申请行业情况

3.2 专利申请人情况

通过对专利申请人类型进行分析，可以分析出一个国家或者地区的创新主体的分布情况，能够识别创新主力军，进而帮助政府针对不同创新主体进行专利扶持力度的调节，达到创新资源合理配置的效果。笔者统计发现，镇江市个人发明申请总量达到5 500项，但是授权量仅为519项，说明在“大众创业、万众创新”[25]的时代背景下，镇江市公众申请发明专利积极性很高，但是发明申请的质量不高，很难被授权。这从侧面说明，要想提升全市创新氛围，镇江市应该大力开展知识产权相关宣传工作，例如知识产权讲座等，使得创新思想深入人心，同时也使得公众能够更加科学有效地保护自己的智力成果。进一步统计，企业发明申请量累计50 537项，占发明申请的65.49%，企业专利申请的高占比在一定程度上保证了镇江市成果转化效率，起到促进经济效益增长作用；但企业发明授权量累计8 915项，仅占发明授权总量的51.94%，而大专院校的发明申请占发明申请总量的24.16%，但是发明授权量占到发明授权总量的42.38%。镇江市大专院校发明授权率38.94%，说明，第一，镇江市不同于其他城市，它的创新主力军在于大专院校，而不在于企业。第二，镇江市大专院校专利管理体制建设较完备，科研质量与科研活跃度强。第三，企业的发明申请质量偏低，专利培育不能仅依赖研发人员，而应该是研发人员、企业专利工程师以及专利代理人等共同合作的结果。另外，科研机构和机关团体发明专利申请量、授权量占据发明专利总量比例较低，这是镇江市科研单位较少现状所决定的。

图5 2008-2019年镇江市不同类型的单位和个人发明专利申请情况

3.3 法律及运营状态分析

3.3.1 有效性分析

研究发明专利有效性情况，可以很好地了解当前镇江市发明专利维持的真实情况，从而帮助镇江市更好地进行专利布局，有针对性地提升创新的质量。截止到2019年底，镇江市有效专利件数13 223项、已失效专利件数3 629项，失效专利数量占专利总量21.53%。图6为2008-2019年镇江市申请人授权发明失效数量，从图6可以看出，排名在前五的是2所大专院校和3家公司。发明专利失效除技术升级情况外，主要原因是专利转化率低，部分研发人员忽视企业与市场之间平衡，不愿意投入精力到风险高、成本大、预期成果未知的转化工作中；还可能是维持费用高，学校科研经费紧张，一般高校规定以学校为名义申请的发明专利，前3年年费，每年由学校统一缴纳，此后，转为个人承担[26]。因此，镇江市政府应着重分析这些专利的价值，并出台相应的维持费补贴政策进行知识产权保护。

图6 2008-2019年镇江市申请人授权发明失效数量

截至2019年12月31日，有效发明专利总数位居全省前三的分别是南京（65 502件）、苏州（61 025件）、无锡（30 417件），占江苏省总有效发明总数的66.49%，而镇江市的有效发明专利总数排在第5位。

从发明专利维持时间来看，通常维持时间越长，技术水平和经济价值也就越高。镇江的有效发明专利平均维持时间为5.96年，低于江苏省有效发明专利平均维持时间的6.33年。但镇江市万人有效发明数从2008年的3.58项增长到2019年的45.48项，可见，要想实现经济高质量发展，镇江自主创新能力仍有较大提升空间。

从万人有效发明专利拥有量（见表2）来看，镇江、苏州、无锡、南京、常州，即苏南地区2019年底万人有效发明专利拥有量较2018年底，都有所增加。苏北、苏中地区的万人有效发明专利拥有量均呈现出负增长的趋势。虽然较全省来看，镇江市较苏北、苏中地区都强，但是在苏南地区排名第三位，较苏南地区其他城市的差距还较大，存在优化空间。

表2 江苏省各地市万人口发明专利拥有量增量

镇江的万人有效发明专利拥有量低于南京、苏州，主要原因如下：一是镇江与南京、苏州相比，大学数量不多、虽然有江苏大学这样专利实力较强的学校，但寡不敌众。二是镇江市产业结构偏重。电子元件、酿醋、机械等传统产业工艺成熟，创新空间较小，高新技术企业普遍规模小，专利大户较少。三是镇江高校与地方企业合作不充分，由于镇江当前重点发展领域在智能装备产业、航空航天产业，这些领域地方高校不具有较强的学科优势，镇江很多当地企业选择去上海、北京等地去寻求合作，如果当地企业选择与本地高校合作，共同研发，形成的发明申请与授权量都会相应增加，而镇江市常住人口数又比较稳定，这就可以提升镇江的万人有效发明专利拥有量。四是发明专利申请、维持的成本较高，而镇江市的经济发展水平较低，镇江市对发明授权的奖励都是一次性的，后期维持成本由发明人个人承担，这就会导致发明人可能因为维持成本过高而放弃发明专利，这都会导致有效发明专利总量不高。

截止到2019年底，江苏省共有54 876家企业拥有有效发明专利，平均一家企业拥有有效专利为4.3件。其中排名在前10位的10家企业，南京占了5家，苏州占了3家，无锡和徐州各1家，镇江市没有上榜。这说明镇江市缺乏创新龙头企业。

3.3.2 转让趋势分析

专利转移与扩散能正向影响一个国家或地区创新能力，是国家或地区获得持续发展动力要素之一。这种创新溢出会正向影响一个国家或者地区的经济。创新资源具有一定流动性，任何一个国家或地区都难以长期保持技术领先，通过研究专利转让数量变化的趋势能够有效反映专利运营情况，而专利运营情况可以衡量一个国家或地区的创新绩效，揭示地方创新发展水平[27-29]。自2012年来，镇江发明转让件数不断攀升，发明转让占运营总数占比也呈现稳步上涨态势，进一步统计得，镇江发明转让总量是许可总量4.7倍，是质押总量18倍，且镇江发明转让中，价值度星级为10的发明专利达272件，远高于许可与质押发明总量中价值度星级为10的发明专利数，这充分显示了转让作为专利运营主要模式地位。在2019年，专利转让件数达到了846件，同比增长23%。进一步对2019年镇江地区转让人区县分布进行分析，2019年专利转让交易较为活跃的区县与2018年基本保持一致，排名靠前的分别是京口区、润州区、句容市、扬中市、丹阳市。2019年专利交易转让最活跃的京口区，转让件数和受让件数均最多，主要来自于江苏大学。但可以看到，专利转让件数虽然总体呈现上升趋势，2020年骤然下降可能由于新冠肺炎导致经济活动受到一定的阻碍，但是总量不大，且主要集中在高校，镇江市企业的创新活力还有待提高。

图7 2008-2019年镇江市授权发明转让情况

3.4 技术领域分布情况

对镇江发明专利的技术领域进行统计，发现镇江的发明专利在各领域均有分布，但主要集中在C部（化学、冶金领域）和B部（作业运输），分别占总量的23.67%和18.35%。说明镇江市产业结构仍然以化学化工、电气、农业机械、工程机械、眼镜等传统制造业为主，新材料产业、节能环保装备等新兴产业的创新活力尚未得到很好激发，为了加速镇江创新的脚步，应当促进传统制造业向高端制造业的升级。

利用Python对2008-2019镇江发明专利文本的标题与摘要进行提取，通过jieba中文分词模块对发明专利文本的标题摘要进行分词处理，统计高频词，生成词云图（见图8），可以看到，目前，高端装备制造和新材料是镇江战略性重点发展产业，从词云图的关键词来看，智能电气、船舶海工、航空航天产业、高性能、先进高分子材料产业，初见端倪。碳纤维及其复合材料生产能力已位于全国地级市首位，镇江战略性新兴产业发展已呈现较强发展势头，但与其他苏南城市相比，镇江新兴产业产值占工业总产值比重仍偏低，且还未能形成具有区域影响力和竞争力的优势新兴产业。因此，从发展速度和整体规模，镇江新兴产业与周边城市相比都存在较大差距。为了加快镇江经济高质量发展，镇江市应因地制宜，大力支持新兴产业的发展。

图8 2008-2019年镇江发明专利词云可视化

3.5 发明质量情况分析

从发明申请单位来看，江苏大学（13 596）、江苏科技大学（4 173）、江苏农林职业技术学院（837）这三个单位申请的发明数量最多。排前20名里镇江市高新技术企业占据半壁江山，其中前三位分别为金东纸业股份有限公司（282）、江苏恒神股份有限公司（249）、镇江雅迅软件有限责任公司（201），但发明申请总量来看，远远不及四所高校，因此，为了促进传统产业升级，新兴产业发展，镇江市应积极构建市场为导向、企业为主体、产学研相结合的技术创新体系，加快解决企业技术需求，突破产业重大关键和共性技术，全面提升区域自主创新能力，推动科技资源集聚，促进全市经济社会发展。

本文借鉴基于大数据分析的Incopat专利评价模型，该模型从技术、经济、法律层面，融合多项一级指标（如技术稳定性、保护范围等），通过设定指标权重、计算顺序等参数，将专利分为1-10分，分数越高则说明专利质量越高[30]。将发明申请人按照发明专利总数进行排序，选取排名前3的高校和企业，以及镇江市高校发明数、镇江市企业发明数、镇江市发明数为研究对象，分别计算其发明专利在1-10分的占比情况，制成表3。可以看到，镇江市企业授权专利占5分的很明显，能够达到10分的少之又少。这说明镇江市专利整体竞争实力有待提高，企业创新能力还有很大提升空间。同时，可以看到江苏大学、江苏科技大学等高校有大量高质量的科技成果，这本来可以成为一个优势，但事实上镇江大部分企业寻求外地合作，原因是镇江目前产业方向是航天航空产业、新一代信息技术产业、生物医药等，而镇江高校申请的发明专利与之匹配度不高。因此想要全面提升镇江的创新水平，必须推动镇江市高校和企业进一步对口合作。

表3 发明申请人价值度占比情况表

4 结论及建议

本文聚焦镇江市发明专利，从发明专利申请授权、发明专利申请人、重点技术领域、法律状态及运营、发明质量等多维度对镇江市的创新发展态势进行全面、系统剖析，发现镇江市在创新驱动发展的过程中，主要存在以下几个问题：

（1）高校专利转化率低

专利转化是技术实现产品化、产业化的重要环节，也是实现专利价值的必经之路。专利的有效转化，不仅仅促进技术创新成果为企业、生产力服条的有效途径，而且是形成良性创新机制的重要环节。镇江高校专利资源十分丰富，但是转化率并不高，江苏大学2019年专利转让数量为154项，占其有效发明专利总数3 977项的3.8%，专利转化率低于全国的10%。镇江高校专利不仅转化率低，而且基本在外地转化。例如江苏大学“一种低比转数离心泵叶轮设计方法”（专利号：ZL 2004 1 0014937.0），该发明先后转让给南京蓝深制泵集团股份有限公司、上海凯泉泵业（集团）有限公司、浙江利欧股份有限公司等32家企业，近三年累计新增销售额50.4亿元、利润6.1亿元，创收外汇4 129万美元[31]，没有实现就地转化。同时，由于高校没有对应地方企业的学科优势，镇江企业大量寻求南京、上海等地合作，高校大量高科技成果被束之高阁，没有产生经济效益。

（2）企业创新主体地位有待加强

企业发明专利申请量在发明人类型中排名第一位，但其发明授权率远不如大专院校，例如江苏大学等。企业聚集创新资源的能力较为欠缺，企业研发机构在人才、费用、硬件设备等方面水平都亟待提高。镇江市科技产业园区目前规模较小，独立自主品牌尚未形成，像苏州纳米、南京软件、泰州医药等独具地方技术领先地位的特色产业集群也尚未形成。且企业知识成果转化与研发速度较慢，众多科技成果在产业化、市场化过程中存在困难多、周期长、风险大的问题，总体数量处于较小的状态。许多科技型企业实力较弱，新兴产业需要再助力，镇江市提出重点建设的“十二条产业链”，需要因势利导，具体产业链具体分析，如何分类指导、有力推进，需要镇江市进一步下功夫打造自主品牌，提升核心竞争力，发挥知识产权优势。

（3）产业创新活力不足

培育技术领先、成长性突出、规模庞大的企业对产业内其他企业具有明显的示范和带动作用，进而产生规模效应，拉动整个区域创新水平。镇江高新技术企业数为930家，与苏州、南京、无锡相比，还存在较大的差距。且镇江市目前主导产业仍然集中在化工、机械等传统制造业上，高端制造业和高科技企业较少，市企业和工业百亿级企业数量远远低于同级相邻城市。高新、优质企业的匮乏在较大程度上影响了镇江产业高质量转型的动力和速度。而且镇江企业发明专利授权率偏低且高质量专利总数较少，在“既抓数量，又重质量”方面表现欠佳，其创新质量还存在较大上升空间、镇江市传统制造业仍然占据镇江市发明专利的大半江山，例如眼镜产业等，这些产业的产值已经比较稳定，而高新技术产业，科技型企业的经济潜力较大，但是其目前占比较小，需要继续扩大规模，精细化发展。

根据上述问题，笔者提出以下建议：

（1）建立科技成果推广披露体系

积极在江苏大学、江苏科技大学、镇江市高等专科学校等高校建立科技成果推广披露体系。高校及时披露最新专利成果是专利市场有效运行的前提，且披露的信息要符合可靠性、相关性、可理解性、谨慎性、及时性的特点，确保披露信息高质量地展现在企业面前。镇江市科技局还应当按照不同行业建立科技成果共享平台，通过项目需求匹配以及用户的搜索行为匹配等进行定向推送科技信息，提供相关科技企业的信息接受程度，并积极组织企业与高校接洽，同时，高校应给予发明持有人充分的自主权，使发明人拥有更强的转化意愿。从而帮助高校提高专利转化率，进一步促进产业升级。且在专业人才方面，镇江医疗器械、健康产业、眼镜光学、低碳产业、航空产业发展迅速，但是对口的专业人才存在很大缺口。政府应大力培育地方对口专业人才，鼓励高校设立镇江市具有核心竞争力产业的专业，来促进镇江产业快速发展。例如，镇江市高等专科学校联合丹阳眼镜行业设立了眼视光专业，培养产业核心人才，促进产业高质量发展。高校应以优势学科和领军人才为依托，积极申报镇江产业发展紧缺专业。

（2） 提升企业创新质量

第一，政府应该严厉打击企业为了争取更多的专利奖励而一味追求数量忽略质量的行为，促进营造企业良好创新氛围，帮助企业提高发明专利的申请质量。同时政府也应该规范专利审查制度，科学规范的制度流程可以有效筛选高价值的专利。第二，政府应该重点加强对高新技术企业的培育，帮助其成为规模庞大、技术领先的企业，进而通过其示范作用和带头作用产生规模效应，拉动整个区域创新水平。尤其是小微科技型企业，由于刚刚起步，其规模较小，如果政府不颁布优惠税收等利于小微科技型企业的成长的政策，那么小微科技型企业很容易在初创期就因为抗风险能力不强而被市场击垮。第三，政府还应该大力发展高端制造业和高科技企业，淘汰传统高污染化工企业，促进传统制造业如机械行业的全面升级，进而加快镇江产业高质量转型的速度，形成知识产权优势，并将这种优势转化为经济增长新动能。

（3）积极创建知识产权强市

知识产权是科技创新的不竭源泉，而技术专利、产品品牌又是知识产权的重中之重。镇江市应该大力培育知识产权，升级其发展环境。第一，创造一批核心自主知识产权。围绕智能电气、船舶海工、航空航天产业、高性能、先进高分子材料等优势产业，建立知识产权战略联盟，攻克一批关键核心技术，形成一批国内领先的自主知识产权。第二，提升全市知识产权氛围。通过开展各项知识产权论坛与座谈会，使得知识产权观念深入人心，人人都能成为发明家。政府也要采取有力措施去鼓励个人发明创造，鼓励企业大力研发高质量专利，打击高校为了评职称而只申请发明专利却不转化的现象，将产学研合作与知识产权工作有机结合。第三，提升知识产权服条水平。加强对镇江市“十二大产业链”深度分析，识别重点与薄弱领域。加强知识产权执法力度，严厉打击侵权和假冒伪劣行为，依法保护知识产权和权利人的合法利益。通过这些有效措施，让镇江市真正变成一座名副其实的知识产权强市。