基于专利分析的中国电梯产业比较研究

余 萍,吴 静

(江苏省科学技术情报研究所,江苏 南京 210042)

0 引言

改革开放以来,中国电梯产业经过30多年的快速发展,已进入成熟期[1],成为全球电梯产量、出口量、保有量最多的国家。中国电梯产业的技术水平与产品质量同步提升。电梯产业的快速发展与成长,部分得益于经济全球化和中国城镇化的不断推进,更得益于产业技术创新带来的强大驱动力。

作为传统装备制造中的重要组成部分,国内关于电梯产业的文献研究尤其是专利信息研究十分有限。李向阳等[2]综述了中国电梯产业发展的3次重大技术创新,即驱动控制技术从交流调压调速升级为交流变压变频调速控制、无机房电梯从单一企业产品上升至整个产业创新平台、电梯产业与物联网技术的深度融合。张东平等[3]在分析重庆电梯制造业现状的基础上,结合产业特点,提出了从加强宣传、加大培训、深化合作、整合资源等方面提高重庆电梯制造企业的市场竞争力。陈菁[4]在分析了欧盟电梯安全技术法规与标准发展趋势后,指出欧盟电梯标准已涉及各类电梯的设计与制造、安装、维护及使用的标准系统,电梯的安全性、可持续性和连通性是今后一段时间内欧盟电梯标准工作最重要的3个方面。这些极少的研究中不仅缺乏对中国电梯产业整体发展的把握和分析,也缺乏对最新技术态势的研究。

本文对近10年国内电梯产业进行专利分析,从专利申请趋势、技术分布和区域竞争态势等角度,挖掘我国电梯产业发展的技术热点和未来发展方向,以期为我国电梯行业发展提供信息支撑。

1 电梯产业发展现状

在当前经济大环境和房地产市场背景下,叠加原料和用工成本的上升,中国电梯行业正面临着严峻挑战。电梯行业在一定程度上发展受限,企业利润空间被压缩。国家统计局统计数据显示,截至2023年10月,全国电梯、自动扶梯及升降机产量累计为127.9万台,相比2022年同期的120.0万台,增长近8万台,同比增长6.18%。与前几年迅猛发展的态势相比,中国电梯产业发展增速开始下降。

1.1 政策环境

近年来,国务院出台了一系列稳定房地产的优化政策。安徽省发改委发文支持住房公积金用于租赁住房、加装电梯和自住住房改造。广东、福建、江西等地在“十四五”节能减排实施方案中均明确提到,要推进重点用能设备节能增效或实施公共机构既有建筑如电梯等设备设施的节能改造。上海提出了加强设施适老化与无障碍改造,加快建设过街天桥无障碍电梯等建设,推进既有多层住宅加装电梯工作等政策文件。

1.2 电梯产业链

我国电梯产品主要有升降梯(垂直电梯)、自动扶梯以及自动人行道等3种类型。完整的电梯产品主要由机械系统和电气系统组成,其中:机械系统包括曳引驱动系统、轿厢和门机系统、重量平衡系统、导向系统、机械安全保护系统;电气系统包括电力拖动系统、电气控制系统、电气安全保护系统,如图1所示。

图1 电梯技术分类

1.3 行业发展格局

国内电梯行业聚集效应明显,电梯整机及零部件的制造基地主要集中在长三角、珠三角和京津冀地区。目前,除高端电梯外,其余电梯零部件已基本实现国产化。江苏苏州、浙江湖州、广东中山是我国三大电梯制造业集群产业基地,发展各具特色,规模均超百亿元大关[5-6]。苏州吴江的产业规模全国领先,集群企业技术创新能力突出,这2年成功引进了多家电梯整机企业,部分整机企业总部直接迁入吴江,带动了相关配套企业同步快速发展。浙江湖州已形成以整机制造业为龙头,电梯配套件、安装、维保、物流为配套的完整产业链。苏州与湖州目前正在协同推进长三角智能物流装备先进制造业集群创建。中山是国内首个产值超百亿元的电梯生产基地,区内集聚蒂升电梯、日本三菱等行业巨头,建有国家级电梯检测平台。

2 电梯产业专利分析

2.1 数据来源及设计依据

本文专利数据来源于incoPat专利数据库,该数据库收录全球120个国家或地区自1782年以来的1亿余件专利数据。由于专利申请存在18个月不等的公开滞后,因此,本文以 2013—2022 年近10年的相关专利申请量为分析对象。

本文以电梯产业为研究对象,结合“电梯”的同义词、下位词等,制定检索策略为:TIAB=(电梯 OR 自动扶梯 OR 自动人行道) AND AD=[2013 TO 2022] NOT IPC=(A61 OR B08 OR E04 OR F24 OR G06Q OR E02 OR G09 OR F21 OR A47 OR A01 OR A63 OR A41 OR G03 OR A45 OR A62 OR C10 OR A42 OR A44 OR B44 OR A43 OR B43 OR D06 OR F42 OR D03 OR C12 OR B42 OR A21 OR B41 OR B09 OR E21)。检索范围为国内,检索结果如下:数据库中电梯技术专利共87 177件,其中,中国大陆发明申请26 933件,发明授权10 252件,实用新型47 690件。具体分析过程中涉及申请人或者技术领域等,可通过进一步叠加限定范围,得到合适的专利范围分析结果。

2.2 专利申请趋势

专利申请量作为技术发展应用的重要指标,反映各创新主体对知识产权的保护需求。电梯作为一项发展已较为成熟的技术,专利申请量及公开量基本保持稳步增长态势,2019年出现波动,2020年企稳向好,但申请量在2021年又有下降,如图2所示。其中,2022年专利申请量有所回落的一个原因是专利申请公开存在18个月不等的滞后性,即2022年申请的部分专利至今还未公开。说明该领域仍然是大家关注的焦点,持续的发展将提高我国申请人在电梯技术领域的竞争实力。

图2 国内专利申请及公开趋势

2.3 区域分析

就区域竞争力来说,申请排名前5的省市依次是江苏、浙江、广东、上海和山东。其中:江苏专利申请18 255件,占中国专利申请的21%;浙江专利申请12 368件,占中国专利申请的14%;广东专利申请11 981件,占中国专利申请的14%。三省在该领域专利数量遥遥领先,是最具有竞争实力的地区,这与三省的企业比较集中有关。

江苏省在电梯产业的专利保护主要集中在:B66B11/02(轿厢(控制出入轿厢的门、厅门或其他装置入B66B13/00)),B66B5/02(在不正常运行状态时响应的),B66B11/04(驱动机构),B66B7/02(导轨,导向件),在这几个技术方向的专利申请量均高于其他省份。广东省在电梯产业的专利保护主要集中在:B66B5/00(升降机中检测、故障纠正或安全装置的应用),B66B1/34(零件),在这两个技术领域专利数量高于其他省份,具有竞争优势。浙江省也对B66B5/00和B66B11/02这两个技术领域关注度较高,有一定的专利申请量(见图3)。

图3 TOP10省市主要技术领域专利分布

2.4 主要技术领域

主要省份在各电梯零部件制造领域的专利分布情况,如图4所示,横坐标表示技术领域,纵坐标表示省份,圆圈大小表示专利数量。可以看出,我国电梯技术领域专利主要集中在电梯导轨、电梯控制、电梯轿厢、电梯系统、电梯电缆这5个方面。其中,江苏省在电梯导轨、电梯轿厢、电梯电缆这3个领域占据领先地位,广东省在电梯控制领域占据优势,浙江省的强项是电梯系统方面。

图4 电梯技术聚类主题省市分布

2.5 技术热点

通过IPC分类号可以进一步细分发现技术的集中点,从而更加深入了解我国电梯技术领域的研究热点。从电梯专利申请中的技术类别分布来看,B66B5/00(升降机中检测、故障纠正或安全装置的应用)和B66B11/02(轿厢(控制出入轿厢的门、厅门或其他装置入B66B13/00)是目前电梯技术领域最主要的两类技术分类,分别占专利总数量的19.47%和14.94%,如表1所示。其次是B66B5/02(在不正常运行状态时响应的)、B66B1/34(零件)、B66B11/04(驱动机构)、B66B7/02(导轨;导向件),分别占专利总数量的8.92%、8.24%、5.82%、5.30%。B66B13/30(厢门或厅门的结构特征)、B66B5/28(用于轿厢、罐笼或箕斗的缓冲停止器)、B66B11/00(在楼房、其他建筑物内或与之配合的电梯的主要部件)、B66B3/00(用于显示或以信号表示升降机运行状况的装置的应用)这4个技术领域分布相对较少,专利数量分别为3 000多件,共占电梯专利申请总数量的16.27%。这表明国内电梯技术的研究主要聚焦于升降机、轿厢、厅门、安全保护系统、驱动机构、导向系统等技术领域。

表1 国内电梯领域专利数量前10的热点技术

2.6 主要申请人

作为一项发展相对比较成熟的技术,企业是电梯技术领域主要的创新力量,对申请人进行分析从而更加深入了解该领域整体竞争态势。国内专利申请数量排名前 10 的申请人中有9家均为外企或者中外合资企业,仅有1家为国企控股企业,其中日企有5家,如图5所示。可以看出电梯整梯领域对于技术水平要求更高,国外企业处于领先地位,其中日本在该领域拥有绝对的技术优势,而国内企业研发方向以电梯零部件制造为主。该领域全国专利类型中实用新型占比54.7%,而排名前 10 申请人的专利类型主要为发明专利,除了西继迅达(许昌)电梯有限公司和广州广日电梯工业有限公司实用新型占比较大。可以看出,国外传统高科技公司科研水平较高,研发能力更强,专利布局数量大范围广质量高,新型的中小微企业在专利申请数量上不占优势。

图5 电梯产业国内主要专利申请人分析

3 电梯产业高质量发展的建议

当前,正是经济持续恢复向好、产业转型升级的关键时期,针对当前环境下中国电梯产业高质量发展存在的问题及突破方向,本文提出以下几点建议。

(1)发展方向方面,抢抓电梯产业新蓝海。当前,随着城市化进程加快,轨道交通、公共设施建设等城镇基础设施建设力度加强,对电梯的市场需求也随之增长;国家全面推进城镇老旧小区改造、旧楼加装电梯也为电梯产业带来了新的契机。从市场需求的角度来看,电梯维保将是一个新的发展方向。国内电梯行业80%以上的收入来源于新机销售与安装,旧机的维修保养收入不足20%,电梯维保既是电梯制造企业的责任,也是难得的发展机遇。

(2)产业布局方面,强化科技创新拉长产业链。加快实现从一个配件到一个产业链条转变,这种转变不是要求企业做大做全,而是在产品上做专做强,告别单打独斗,在国内国际双循环中找到自身“差异化发展”的方向。鼓励中小企业走“专业化、精细化、特色化和创新型”的发展道路。

(3)生产方式方面,以数改智转为契机,从传统的人工制造为主向智能制造转变。建议开启智能化发展步伐,提前谋划机器人替代、机器手代替手、设备网络化等智能项目建设。这一方面,可以实现工厂的降本增效;另一方面,也在倒逼普通工人向技术人才转变。

(4)发展战略方面,从重视知识产权到知识产权和标准建设并重转变。制定标准可以帮助企业树立行业领导品牌的形象,可以为企业保护自我发展争取到一个很好的壁垒。建立引导企业设置标准化组织机构,有计划地培养专职的标准化管理人员,鼓励企业主动参与国家、地方和行业电梯标准制定工作。

4 结语

本文从电梯的产业现状和发展格局入手,从专利角度分析我国电梯产业的专利申请趋势、区域发展情况、主要技术领域、主要申请人等,得出以下结论:

我国的电梯发展经过前30多年的快速发展,目前发展速度放缓,正面临着新的结构调整与产业升级;国内电梯技术的研究主要聚焦于升降机、轿厢、厅门、安全保护系统、驱动机构、导向系统等技术领域;江苏、浙江、广东在电梯产业发展和专利布局方面都走在全国前列,其中,江苏电梯企业在轿厢、驱动机构和导轨、导向件等技术领域专利布局优势明显,浙江和广东均在升降机中检测、故障纠正或安全装置的应用方面作了较全面专利布局;从创新主体来看,日本企业在我国电梯产业中拥有绝对技术优势,国内大部分电梯企业仍以零部件的研发制造为主。中国电梯产业的健康有序发展,需要加强对整个行业形势的分析判断,需要抢抓市场机遇,更需要及时调整产业布局、生产方式和发展策略。