機(jī)械加工領(lǐng)域創(chuàng)新能力的專利分析

摘 要：本文依托專利數(shù)據(jù)對機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力進(jìn)行對比和分析。首先，對機(jī)械加工、技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)新能力、專利分析四個概念進(jìn)行了闡述。其次，從R&D經(jīng)費(fèi)投入、R&D經(jīng)費(fèi)增速、R&D機(jī)構(gòu)、R&D高校、核心發(fā)明人、R&D人員全時當(dāng)量6個指標(biāo)入手，對四個省份在機(jī)械加工行業(yè)的創(chuàng)新投入進(jìn)行了對比。最后，依托三大專利的實際數(shù)量，對四個省份在機(jī)械加工行業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)出進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：廣東、浙江、山東在機(jī)械加工領(lǐng)域的專利數(shù)量明顯多于內(nèi)蒙古，內(nèi)蒙古需要盡快提升機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；創(chuàng)新能力；創(chuàng)新投入；創(chuàng)新產(chǎn)出；專利分析

機(jī)械行業(yè)是一個具有悠久歷史的行業(yè)，發(fā)端于農(nóng)耕社會，蓬勃發(fā)展于工業(yè)社會。時至今日，機(jī)械行業(yè)對社會生產(chǎn)和人民生活都具有舉足輕重的影響[1]。機(jī)械行業(yè)以機(jī)械制造為核心產(chǎn)業(yè)，又包括了與各種民用機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械制造業(yè)又以機(jī)械加工為主體，完成各種零件、組件、部件、機(jī)器的加工制造和裝配[2]。機(jī)械加工有傳統(tǒng)加工和特種加工等形式的區(qū)別。傳統(tǒng)加工包括切削加工、銑削加工、鉆削加工、研磨加工、拋光等等。特種加工包括超聲加工、電化學(xué)加工、激光加工、電火花加工、火焰加工等等[3]。無論是傳統(tǒng)加工還是特種加工，都是要針對毛坯型材進(jìn)行處理，以便得到預(yù)期的形狀尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸和位置尺寸，從而得到預(yù)期的機(jī)械零件[4]。機(jī)械加工生產(chǎn)效率的提升，得益于相關(guān)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新擴(kuò)散。可以說，機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力高低，不僅決定了這個行業(yè)的發(fā)展前景，也決定了一個國家未來的核心競爭力。進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代以來，大量的創(chuàng)新技術(shù)都被記錄和保護(hù)下來，其主要的形式就是專利[5]。因此從專利文件的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，就可以比較準(zhǔn)確地分析出機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和科技發(fā)展水平，這也是本文研究的切入點(diǎn)所在。

一、相關(guān)的概念界定

為了便于完成本文的研究工作，將對幾個相關(guān)的概念進(jìn)行闡述和界定，分別是機(jī)械加工、技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)新能力、專利分析。

（一）機(jī)械加工

機(jī)械加工是指通過一種機(jī)械設(shè)備對工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過程。機(jī)器的生產(chǎn)過程是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過程。對機(jī)器生產(chǎn)而言包括原材料的運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的加工和熱處理、產(chǎn)品的裝配，及調(diào)試、油漆和包裝等內(nèi)容。生產(chǎn)過程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，將生產(chǎn)過程看成一個具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)等，使其成為成品或者半成品的過程稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過程，機(jī)械制造工藝過程一般是指零件的機(jī)械加工工藝過程和機(jī)器的裝配工藝過程的總和，其他過程則稱為輔助過程，例如運(yùn)輸、保管、動力供應(yīng)、設(shè)備維修等。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的，一個工序由若干個工步組成。

（二）技術(shù)創(chuàng)新

技術(shù)創(chuàng)新是指生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，包括開發(fā)新技術(shù)，或者將已有的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。科學(xué)是技術(shù)之源，技術(shù)是產(chǎn)業(yè)之源，技術(shù)創(chuàng)新建立在科學(xué)道理的發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)之上，而產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主要建立在技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)之上。技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新有密切關(guān)系，又有所區(qū)別。技術(shù)的創(chuàng)新可能帶來但未必帶來產(chǎn)品的創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新可能需要但未必需要技術(shù)的創(chuàng)新。一般來說，運(yùn)用同樣的技術(shù)可以生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品可以采用不同的技術(shù)。產(chǎn)品創(chuàng)新側(cè)重于商業(yè)和設(shè)計行為，具有成果的特征，因而具有更外在的表現(xiàn)；技術(shù)創(chuàng)新具有過程的特征，往往表現(xiàn)得更加內(nèi)在。產(chǎn)品創(chuàng)新可能包含技術(shù)創(chuàng)新的成分，還可能包含商業(yè)創(chuàng)新和設(shè)計創(chuàng)新的成分。技術(shù)創(chuàng)新可能并不帶來產(chǎn)品的改變，而僅僅帶來成本的降低、效率的提高，例如改善生產(chǎn)工藝、優(yōu)化作業(yè)過程從而減少資源消費(fèi)、能源消耗、人工耗費(fèi)或者提高作業(yè)速度。另外，新技術(shù)的誕生，往往可以帶來全新的產(chǎn)品，技術(shù)研發(fā)往往對應(yīng)于產(chǎn)品或者著眼于產(chǎn)品創(chuàng)新；而新的產(chǎn)品構(gòu)想，往往需要新的技術(shù)才能實現(xiàn)。

（三） 創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是技術(shù)和各種實踐活動領(lǐng)域中不斷提供具有經(jīng)濟(jì)價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。創(chuàng)新能力按主體分，最常提及的有國家創(chuàng)新能力、區(qū)域創(chuàng)新能力、企業(yè)創(chuàng)新能力等，并且存在多個衡量創(chuàng)新能力的創(chuàng)新指數(shù)的排名。在本文中的創(chuàng)新能力，就是指機(jī)械加工行業(yè)所具有的創(chuàng)新能力，它可能通過一個機(jī)械加工企業(yè)展現(xiàn)出來，也可能通過一個區(qū)域的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出來。

（四）專利分析

專利數(shù)據(jù)雖不斷累積增多， 但人們并未很快意識到它能轉(zhuǎn)化為競爭情報的潛在價值。隨著技術(shù)發(fā)展不斷加快步伐， 技術(shù)對企業(yè)生存和競爭策略來說顯得越來越重要。技術(shù)進(jìn)步在很大程度上決定著市場的轉(zhuǎn)變， 新的領(lǐng)先技術(shù)快速催生出新的市場領(lǐng)域， 而舊的市場則很快被淘汰。面對技術(shù)的快速變化步伐， 在已往的戰(zhàn)略與競爭分析方法無法很好地預(yù)測其發(fā)展趨勢的情形下， 企業(yè)決策者們開始找尋摸索能夠有效地管理企業(yè)內(nèi)部技術(shù)源、監(jiān)控外部技術(shù)環(huán)境的新方法。正是在這種情況下， 人們發(fā)現(xiàn)專利作為發(fā)明創(chuàng)造其本身包含著技術(shù)創(chuàng)新價值， 分析大量的專利數(shù)據(jù)可以很好地把握技術(shù)動態(tài)、了解技術(shù)競爭力。

隨著世界技術(shù)競爭的日益激烈， 各國企業(yè)紛紛開展專利戰(zhàn)略研究， 而其核心正是專利分析（Patent Analysis）， 即對專利說明書、專利公報中大量零碎的專利信息進(jìn)行分析、加工、組合， 并利用統(tǒng)計學(xué)方法和技巧使這些信息轉(zhuǎn)化為具有總攬全局及預(yù)測功能的競爭情報， 從而為企業(yè)的技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)開發(fā)中的決策提供參考。專利分析不僅是企業(yè)爭奪專利的前提， 更能為企業(yè)發(fā)展其技術(shù)策略、評估競爭對手提供有用的情報。因此， 專利分析是企業(yè)戰(zhàn)略與競爭分析中一種獨(dú)特而實用的分析方法， 是企業(yè)競爭情報常用分析方法之一。

二、四個省份在機(jī)械加工領(lǐng)域中創(chuàng)新投入的對比

機(jī)械加工是一個基本的行業(yè)門類，在我國的各主要經(jīng)濟(jì)區(qū)都有設(shè)置。眾所周知，改革開放以后，我國各大經(jīng)濟(jì)區(qū)域發(fā)展并不平衡，東部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長和科技發(fā)展明顯領(lǐng)先于中西部地區(qū)。這一點(diǎn)在機(jī)械加工行業(yè)也有明確的體現(xiàn)。因此，在本文對機(jī)械加工領(lǐng)域創(chuàng)新能力的分析中，選擇了內(nèi)蒙古、山東、浙江、廣東四個省份進(jìn)行對比。從宏觀經(jīng)濟(jì)視角來看，廣東和浙江的經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于領(lǐng)先地位，山東次之，其后是內(nèi)蒙古。因為經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢的差異，四個省份在機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力也有所不同，下面就分別從創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出的視角來加以分析。

為了推動技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新成果產(chǎn)出，各省域必須加大R&D研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入力度。因此，在四個省份機(jī)械加工行業(yè)創(chuàng)新投入的對比中，R&D研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入總額和增長速度，是最重要的一項指標(biāo)。四個省份在這一指標(biāo)上的對比如圖1所示。

圖1中，對于R&D經(jīng)費(fèi)投入總額的對比，是以R&D經(jīng)費(fèi)占各省GDP的百分比來衡量的。從圖1中可以看出，廣東、浙江、山東三個省份的R&D經(jīng)費(fèi)投入都超過了省GDP的2%，這也表明了三個省份的R&D經(jīng)費(fèi)投入力度很大。當(dāng)然，因為廣東省GDP的絕對額度更大，所以它實際發(fā)生的R&D經(jīng)費(fèi)總額還是要明顯多于浙江和山東兩省的。相比于這三個省份，內(nèi)蒙古的R&D經(jīng)費(fèi)投入僅占省域GDP的0.7%，明顯偏低。再加之內(nèi)蒙古的GDP絕對額度低于這三個省份，那么內(nèi)蒙古實際發(fā)生的R&D經(jīng)費(fèi)總額會更低。

圖1中，另一個指標(biāo)是R&D經(jīng)費(fèi)的投入增速水平，如圖中的折線所示。從這個折線圖就更可以發(fā)現(xiàn)，浙江、廣東的R&D經(jīng)費(fèi)投入增速最快，山東的R&D經(jīng)費(fèi)投入增速稍遜，而內(nèi)蒙古的R&D經(jīng)費(fèi)投入增速明顯偏低了。可見，內(nèi)蒙古在機(jī)械加工領(lǐng)域所投入的R&D經(jīng)費(fèi)總額和R&D經(jīng)費(fèi)增速，在四個省份中都處于最低的水平。

進(jìn)一步比較四個省份在機(jī)械加工行業(yè)投入的R&D機(jī)構(gòu)、R&D高校、核心發(fā)明人、R&D人員全時當(dāng)量四個指標(biāo)，如圖2所示。

從圖2中可以看出，四個省份中，山東省在機(jī)械加工領(lǐng)域投入的R&D機(jī)構(gòu)、R&D高校數(shù)量最多，而廣東省在機(jī)械加工領(lǐng)域投入的核心發(fā)明人數(shù)量最多。相比之下，內(nèi)蒙古和浙江在上述三個指標(biāo)上的投入明顯偏少。但需要指出的是，浙江省近年來主要以發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)為主，加之地域面積小，其上述四個指標(biāo)偏低并不能說明其機(jī)械加工的實際水平。相比較而言，內(nèi)蒙古作為資源大省，所需的專業(yè)機(jī)械數(shù)量多，在機(jī)械加工方面的投入就明顯偏低了。

圖2中還給出了四個省份在機(jī)械加工領(lǐng)域投入的R&D人員全時當(dāng)量的對比，可以看出：廣東省在機(jī)械加工領(lǐng)域投入的R&D人員，工作時間更長，投入更充分；其次是山東省；再次是浙江省；相比于這三個省份，內(nèi)蒙古在機(jī)械加工領(lǐng)域投入的R&D人員，工作時間最短，投入度偏低。

三、四個省份基于專利數(shù)據(jù)的機(jī)械加工創(chuàng)新產(chǎn)出分析

根據(jù)投入產(chǎn)出模型理論，機(jī)械加工領(lǐng)域有了創(chuàng)新投入就會有創(chuàng)新產(chǎn)出。作為技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的代表，最有力的就是專利文件，包括發(fā)明專利、實用新型專利、外觀設(shè)計專利。這三項專利的數(shù)量，能在相當(dāng)程度上說明各個省份機(jī)械加工行業(yè)的產(chǎn)出情況。這里，我們通過四個省份在機(jī)械加工行業(yè)專利申請數(shù)量、有效專利數(shù)量、核心專利數(shù)量三項指標(biāo)的對比，分析四個省份的創(chuàng)新產(chǎn)出能力，結(jié)果如圖3所示。

從圖3中可以看出，廣東省在機(jī)械加工行業(yè)的專利申請數(shù)量最多，其次是浙江省和山東省；在有效專利和核心專利維度上，也是廣東省最多，其次是浙江省和山東省。相比于這三個省份，內(nèi)蒙古在機(jī)械加工領(lǐng)域的各項創(chuàng)新產(chǎn)出指標(biāo)，都明顯偏低。如果對應(yīng)于內(nèi)蒙古在機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新投入，其創(chuàng)新產(chǎn)出效率就更低了，這也反映出內(nèi)蒙古在機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力偏低。

結(jié)論

機(jī)械制造行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)械加工水平的高低則是衡量一個國家科技實力的重要標(biāo)尺。本文從專利數(shù)據(jù)分析的角度出發(fā)，借助投入產(chǎn)出模型理論，對四個省份機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力進(jìn)行對比分析。結(jié)果顯示，廣東、浙江、山東在機(jī)械加工行業(yè)的創(chuàng)新投入和產(chǎn)出都明顯優(yōu)于內(nèi)蒙古，內(nèi)蒙古在機(jī)械加工行業(yè)的創(chuàng)新投入不足，所獲得的三項專利的數(shù)量更是明顯偏低，也間接反映了內(nèi)蒙古機(jī)械加工領(lǐng)域的創(chuàng)新能力不足。

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