中国大陆体育器械发明专利的竞争情报分析——基于专利地图技术方法

明 宇，司虎克

1.Nanchang University，Nanchang 330031，China；2.Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China.

“专利情报分析可以用于揭示企业技术模式或新产品开发战略，揭示企业智囊团的组成及其研究方向，最终把专利信息转化为具有总揽全局及预测功能的竞争情报，为企业的技术、产品及服务开发中的决策提供参考，以获得超越竞争对手的有利武器。所谓专利地图，是指将一次、二次、三次专利情报以及各种与专利相关的数据和信息，以统计分析的方法加以缜密和精细的剖析整理，从而制成各种可分析、可解读的图表信息”［2］。目前对中国大陆体育器械发明专利的竞争情报分析鲜有研究。本研究以2007—2011年在中华人民共和国国家知识产权局申请的体育器械发明专利为研究对象，运用专利地图技术，对中国大陆体育器械发明专利的发展阶段、竞争对手确认、竞争对手特点、竞争对手研究领域的发展动态、技术热点和研发组织的结构等进行对比分析。以期为我国在体育器械发明专利研发中“知己知彼”，为保障中国大陆企（事）业在体育器械发明专利的市场竞争中居于优势地位提供参考依据。

1 数据来源及处理

以中华人民共和国国家知识产权局官方网站为数据库来源，对在我国申请的体育器械发明专利信息进行了检索。在IPC分类检索中选择：1）专利类型：发明专利；2）主分类号：A63B；3）申请日：分别对2007、2008、2009、2010、2011年体育器械发明专利进行检索，以获取研究所需样本。

2 概况

自1992年国务院将体育产业列入第三产业以来，随着《1995年至2010年中国体育产业发展纲要》、《全民健身计划》、《奥运争光计划》等政策性文件的出台，同时北京奥运会带来的契机，中国大陆体育器械专利基本技术问题逐步得以解决，体育器械市场不确定性因素逐渐消除，中国大陆体育器械专利研发蓬勃发展。2011年在中华人民共和国国家知识产权局申请的体育器械发明专利中申请量、专利申请人、职务发明量分别是2007年的1.93倍、1.91倍和2.39倍（表1）。从专利技术生命周期成长期的表现判断：“成长阶段研发成果已经诞生，并继续往纵向和横向转移、延伸，其技术应用逐渐扩展、逐渐遍及相关领域，技术的吸引力显现，从而导致介入企业多，专利申请数量开始快速增加”［7］。中国大陆体育器械专利研发处于技术生命周期的生长期，在体育器械发明专利技术领域的研发尚有巨大潜力。

表1 中国大陆体育器械专利概况一览表Table 1 Sports Equipment Patent Survey in Mainland China

3 发明专利申请人的对比分析

3.1 发明专利申请量的对比分析

“专利的申请量不仅反映了地区的科技原始创新能力，而且能折射出这些成果的市场应用潜能，因为，几乎每个发明专利者出发点均是专利的市场化，涉及技术变革与扩散”［8］。随着我国经济发展、全民健身运动的全面推广，体育用品和体育运动已逐渐融入人们的日常生活，形成了一个开放的巨大体育器械市场。从中国大陆体育器械发明专利申请数量的发展看，2007—2011年共计申请体育器械发明专利1 663项，虽然2011年申请量有所下滑，但总体呈上升趋势。除2007年申请量占同期发明专利申请总量的41.51%，低于竞争对手外；2008-2011年中国大陆体育器械发明专利申请量分别占同期发明专利申请总量的54.23%、58.42%、69.89%、79.26%。中 国 大 陆 体育器械研发能力有了长足的发展，同时隐射出中国大陆体育器械市场需求的增长。中国大陆体育器械发明专利竞争市场中，各竞争主体主要目标是通过技术壁垒来维护本国企业利益。2007—2011年共有40多个国家（地区）在中华人民共和国知识产权局申请了体育器械发明专利1 006项，申请量排在第一位的美国355项，其次是中国台湾234项，第三位的日本181项，上述三个国家（地区）的申请量占竞争对手申请总量的76.54%。美国、中国台湾、日本成为现阶段中国大陆体育器械发明专利申请的主要竞争对手。在市场需求的拉动下，中国大陆体育器械发明专利的市场竞争日益激烈，形成了一个不断变化的竞争群体，美国的申请量在2008年超越中国台湾，此后在竞争对手中保持着较大的优势；2007-2011年日本的申请总量落后于中国台湾，但两者之间的差距逐渐缩小，至2011年日本的申请量已超越中国台湾。从发展趋势上分析，美国、日本依旧是中国大陆体育器械发明专利有力的竞争对手，中国台湾则在竞争中呈衰退趋势（表2）。

表2 2007—2011年体育器械发明申请量分布一览表Table 2 Amount of Sports Equipment Patent of Invention in 2007—2011

3.2 申请类型对比研究

“自从进入工业化大生产时期以来，由职务发明而产生的专利无论在数量还是在质量上相对于非职务发明专利都占据着主导地位。随着国际技术竞争的加剧，投入规模越来越大，研发深度不断增加，职务发明在技术创新中的作用越来越大”［10］。体育器械发明专利也概莫能外。2007—2011年间中国大陆在体育器械发明专利申请中的职务发明所占比例逐年增加，2011年职务发明所占比例比2007年增长了31.12%。但与日本、美国仍有较大的差距；与其他竞争对手相比在年度所占比例及增幅的平均值（34.10%）也存在差距（表3）。中国大陆职务发明在权利归属模式上奉行的是“雇主所有主义”原则，由于职务发明的所有权自动转移给了企业，导致职工本人丧失对职务发明的控制和管理权，不仅很多极具经济价值和市场价值的专利被束之高阁或者被不恰当的实施和转让，而且损害了发明者的利益［15］。发明者主体地位的缺失制约了我国体育器械发明专利职务发明的发展。

3.3 职务发明专利申请人的构成对比研究

2007—2011年间我国体育器械发明专利中的职务发明可以分为以下三类：企业、高校、其他部门。其中企业在职务发明中占得比例最大，其次是高校，最后为其他部门（表4）。“当一项发明只是停留在样品阶段，则与技术创新无关，只有当发明被投入生产和市场中去，并占有了一定的市场，这时发明才成了技术创新的初始阶段。从这个意义上讲，技术创新与经济效益的提高相联系，推动技术创新的是企业家，而不是发明者和革新者”［1］。2007—2011年中国大陆企业的体育器械发明专利职务发明共计542项，占中国大陆整个体育器械发明专利申请总量32.59%。竞争对手职务发明构成与中国大陆基本相同，除中国台湾的远东科技大学、财团法人交大思源基金会；中国香港的香港理工大学；韩国延世大学校产学协力团；美国康奈尔大学，竞争对手的体育器械发明专利申请人中企业职务发明计756项，占竞争对手整个体育器械发明专利申请总量的75.15%。中国大陆企业体育器械发明专利的产出量及在大陆研发中所占比重均低于竞争对手，其自主研发能力与竞争对手存在较大的差距。

表3 2007—2011年体育器械发明专利职务发明一览表Table 3 Service Invention of Sports Equipment Patent in 2007—2011

表4 2007—2011年中国大陆体育器械职务发明专利构成一览表Table 4Service Invention’s Composition of Sports Equipment Patent in Mainland China in 2007—2011

4 IPC分析

国际 专 利 分 类 （International Patent Classification，IPC）是世界知识产权组织制定的一种专利技术分类系统，包括部、大类、小类、主组和分组五级［13］。

4.1 主分类分析

专利主IPC分类的分布，反映了专利技术的集中点，也暗示了当前技术的发展方向［5］。自1995年《全民健身计划纲要》的颁布到2009年10月1日《全民健身条例》的实施，使体育用品生产企业得到蓬勃发展，而且促使体育娱乐业从无到有、从小到大。当年从南到北的一股旋风将台球引入了普通群众的生活，此后保龄球、高尔夫球、跆拳道馆、武术馆、击剑馆、射击场、健身房等相继问世，成为大众现代生活的一部分［14］。市场需求的日益多样化，促进了中国大陆体育器械发明专利研发领域的不断拓展。

4.1.1 中国大陆IPC主分类分析

为满足日益增长的体育器械的需求市场，中国大陆在体育器械发明专利研发中的广度与深度均有了较大提高。2007-2011年间中国大陆在体育器械发明专利主IPC共计161项分组，主要集中在以下主组中：1）训练设备（69／00）；2）特别适合于调节心血管系统和训练运动的敏捷性或协调性的训练器械（22／00）；3）带有或不带有测量装置，靠克服反向力而发育或增强人体的肌肉或关节的训练器械（21／00）；4）特别适合于人体的特定部位的训练器械（23／00）；5）其 他 辅 助 设 备、其 他 运 动 游 戏 （71／00，67／00）；6）球类比赛用的其他设备（63／00，59／00）；7）跳跃用器械（5／00）；8）不包括在1／00至25／00各组中的训练器械（26／00）。通过频次统计，上述主组所含分组占整个2007—2011年中国大陆体育器械发明专利IPC分组总数的74.50%（表5）。

4.1.2 与竞争对手的IPC主分类的对比分析

“维尔金斯分析国际间技术转移的障碍时认为：来自技术输出国的障碍包括技术保密、专利权、政策考虑等；来自技术输入国的障碍包括需求、资本、自然资源、劳动成本、技术、规模、基础结构、文化、轻重缓急等”［1］。中国大陆在体育器械发明专利的竞争对手在IPC主分类上与中国大陆并不完全相同。从研究的范围而言，2007—2011竞争对手研发涉及130项IPC主分类，竞争对手研究领域的广度不及中国大陆。从研究内容而言，中国大陆体育器械发明专利与竞争对手之间存在以下三种竞争关系：第一：中国大陆在 A63B（63／00、5／00、59／00、26／00）4项主组的研究频次明显高于竞争对手；第二：中国大陆与竞争对手研发领域的交织点集中在 A63B（22／00、69／00、21／00、23／00、71／00、67／00）6项主组中，中国大陆的研究频次略高于竞争对手；第三：竞争对手在高尔夫球棍（53／00）、实芯球，弹子（37／00）、在 A63B1／00至 A63B23／00各组中训练器械用的电气或电子控制器（24／00）、网球、羽毛球或类似的球拍（49／00）4项主组的研究频次明显高于中国大陆（表6）。总体而言，中国大陆在研究的广度上优于竞争对手。

表5 2007—2011年中国大陆主分类一览表（前10名）Table 5 Main Classification in Mainland China in 2007—2011（n＝1 663，Top 10）

表6 2007—2011年竞争对手主分类一览表（前10名）Table 6 Main Classification in Competitor in 2007—2011（n＝1 006，Top 10）

4.1.3 IPC分类时间演进分析

4.1.3.1 国内IPC分类时间演进分析

“通过对IPC分类随年份变化的考察，统计各年份IPC分类出现的频度，可以清晰地反映出该领域相关技术的演变”［9］。2007-2010年间中国大陆主要体育器械发明专利申请IPC虽然有波动，中国大陆体育器械发明专利中研发重点的格局没有重大改变，各研究领域呈上升趋势。2011年随着申请量的下滑，除训练设备（69／00）在申请数量上有所增加外，其他各IPC较2010年均有下降，其中特别适合于调节心血管系统和训练运动的敏捷性或协调性的训练器械（22／00）下降幅度达72.84%，在2011年申请数量落后于带有或不带有测量装置，靠克服反向力而发育或增强人体的肌肉或关节的训练器械（21／00）、特别适合于人体的特定部位的训练器械（23／00）、其他辅助设备（71／00）；在2007—2011年申请总量也落后于训练设备（69／00，表7）。

表7 2007—2011年中国大陆体育器械发明专利研究领域的时间演进一览表Table 7 Invention’s Time Evolution of Sports Equipment Patent in Mainland China in 2007—2011

4.1.3.2 竞争对手IPC分类时间演进

竞争对手在其优势研发领域表现在实芯球，弹子（37／00）IPC数量的上升，高尔夫球棍（53／00）在2011年申请数量中陡然下滑，首次大幅度落后于37／00；在与中国大陆相交聚的研究领域，2007—2010年受中国大陆在相关研究领域增长的影响，竞争对手除67／00IPC数量上升外，其余5项IPC呈震荡式小幅下滑趋势；竞争对手的37／00在中国大陆体育器械发明专利申请中发展势头迅猛。（表8）“专利技术种群数量的不规则变动同非密度制约因素有关”［3］。从中国大陆体育器械发明专利的各IPC演进的变化，在一定程度上体现出中国大陆体育器械市场需求存在一定波动性，反映了竞争对手在中国大陆体育器械发明专利研究领域的变化趋势。

表8 2007—2011年竞争对手体育器械发明专利研究领域的时间演进一览表Table 8 Invention’s Time Evolution of Sports Equipment Patent in Competitor in 2007—2011

4.2 分类号分析

“当一个专利对应了多个IPC号码时且这些IPC号属于不同技术领域，称为IPC共生现象［17］。”“IPC共生现象一方面揭示了不同技术领域的关联，反映专利的交叉性技术应用，除第一位IPC号与其他IPC号的关系之外，IPC号的共生频率可反映不同专利之间的内在关联，也就是不同专利的技术领域关联，对于研究相关专利之间的技术网络构图，发现共生频率高的技术或共生频率极低的技术冷点，对于探索新的研发方向具有重要意义；另一方面，它是知识产出部门（注：主分类项）与知识溢出接受部门（注：不同技术领域的分类项）联系的反映，通过IPC研究技术之间的流向路径，知识的迁移途径也有重要意义。同一专利的不同的IPC往往揭示了跨部门的知识溢出［16］。”

4.2.1 专利共生对比研究

“创新是指新技术、新发明在生产中的首次应用，或是引进一种生产要素或生产条件的新组合，或是在生产体系中建立一种新的生产函数或供应函数［4］”。发明专利相对于实用新型专利、外观设计专利而言，更能反映一个国家的技术创新水平。纵观体育技术创新的发展历史与其他技术的融合有着极为密切的联系。2007—2011年中国大陆在体育器械发明专利知识溢出接受部门涉及A-H8个部的55项IPC大类，共计246类分组。竞争对手的体育器械发明专利知识溢出接受部门涉及A-H8个部的48项IPC大类，共计187类分组。在体育器械发明专利与其他领域具体的技术融合方面，中国大陆与竞争对手也不尽相同，中国大陆在8个部中有19项分类号的大类竞争对手未涉，而竞争对手在除H部外7个部的12项大类中国大陆未涉及。中国大陆知识溢出接受部门的数量超过了竞争对手，但是由于知识产出部门多于竞争对手，通过分组类型数量与主分类项总量之比，可以发现中国大陆的比值为0.148，竞争对手的比值为0.187，2007—2011年间中国大陆体育器械发明专利平均每项主分类与其他技术共生融合程度低于竞争对手（表9、表10）。

表9 中国大陆专利共生流径一览表Table 9 Route of Patent Symbiosis in Mainland China

表10 竞争对手专利共生流径一览表Table 10 Route of Patent Symbiosis in Competitors

4.2.2 技术热点的对比研究

通过建立主分类号与分类号之间关系矩阵，借鉴Ucinet 6.0统计软件中心度的统计（注：中心度越高，说明与其他技术之间的关联度越高），2007—2011年间中国大陆在体育器械发明专利IPC技术网络构中的研究热点集中于：1）照明装置或其系统的功能特征或零部件（F21V）；2）高分子化合物的组合物（C08L）；3）涉及到光源的构成的与小类F21L，F21S和F21V相结合的引得分类表（F21Y）；4）弹力、重力、惯性或类似的发动机，不包含在其他类目中的机械动力产生装置或机构，或不包含在其他类目中的能源利用（F03G）；5）使用无机物或非高分子有机物作为配料（C08K）5项小类之中。同期竞争对手在体育器械发明专利IPC技术网络构中的研究热点除C08L、C08K与中国大陆相同外，主要集中于：1）层状产品，即由扁平的或非扁平的薄层产品设计（B32B）；2）涉及特殊制品、与小类B29C联合使用的引得表（B29L）；3）加工；配料的一般工艺过程（C08J）；4）塑料的成型或连接，塑性状态物质的一般成型，已成型产品的后处理（B29C）4项小类之中（表10、表11）。中国大陆在体育器械发明专利的发展阶段，其体育器械发明专利研发的不足也显现了出来。“我国体育专利主要集中在实用新型和外观设计专利，体育发明专利特化系数较低，体育技术创新结构尚不完善［12］”。我国处于体育产业发展的快速成长期，体育器械开发的科技创新能力还不强，对竞争对手IPC的竞争情报分析，一方面，是为了寻求创新点、规避体育科技创新与知识产权保护之间的矛盾，另一方面，是对竞争对手专利共生技术领域的借鉴和启发。

表11 中国大陆热点技术一览表（前10名）Table 11 Main Research Fields in Mainland China （Top 10）

表12 竞争对手热点技术一览表（前10名）Table 12 Main Research Fields in Competitors （Top 10）

5 主要竞争企（事）业的对比分析

近年来中国大陆体育产业发展迅速，但同时也存在着体育企业不多，规模不大，缺乏龙头企业，竞争力不强；体育产业发展不平衡，结构不完善等问题［6］。

5.1 研发团队组织结构的对比研究

《体育事业发展“十二五”规划》发展目标中明确指出，“扩大规模，优化结构，提高质量和效益，增强体育产业创新能力，推动建立和完善具有中国特色的体育产业体系，促进体育产业快速发展。”体育器械发明在中国大陆发展历史较短，主要研发企（事）业的组织结构尚不完善。除哈尔滨师范大学外，2007—2011年体育器械发明专利申请的中国大陆企（事）业第一发明人均未超过4人，其中有3家企业第一发明人只有1位，难以形成研发团队核心层，从参研人员数量上看，高校参研人数较多，而企业参研人数均未超过9人，中国企业体育器械专利研发高绩效团队尚未形成。美国、日本及中国台湾的主要竞争企业第一发明人及参研人数远远高于中国大陆企业，2007—2011年间中国大陆主要研发企（事）业第一发明人总数仅为耐克国际有限公司（简称“耐克”）的66.00%，参研总人数也仅比耐克公司的多1.97%。高绩效的科研团队结构具有“核心＋外围成员”的结构特征［11］。通过分析发现，第一发明人在研发中的合作频繁，是研发团队核心层构成的主要成员，中国大陆企（事）业的研发团队核心层规模较小，外围成员人数过少，“小作坊”式团队较为普遍，知识冗余量较高，与竞争对手在体育器械的研发和创新能力上存在差距（表13、表14）。

表13 中国大陆企（事）业单位体育器械研发团队结构一览表（前10名）Table 13 Team’s Structure of Sports Equipment Patent in Mainland China’s Enterprise and Institution （Top 10）

表14 竞争对手体育器械研发团队结构一览表（前10名）Table 14 Team’s Structure of Sports Equipment Patent in Competitors’Enterprise （Top 10）

5.2 主要申请的企（事）业IPC的对比研究

2007—2011年中国大陆体育器械发明专利申请量排在前10位的由4所高校和6家企业构成，其中高校的申请数为152项，企业申请量为90项，共计242项分组。研究领域涉及带有或不带有测量装置，靠克服反向力而发育或增强人体的肌肉或关节的训练器械（21／00）、训练设备（69／00）、特别适合于人体的特定部位的训练器械（23／00）等22类242项主组，占2007—2011年中国大陆体育器械发明申请总量的14.56%；专利共生领域集中在F、G、A、H部共计16类48项主组，其中在F部照明装置与其他物品在结构上的组合等（F21V33／00）、照明装置内或上面电路元件的设置（F21V23／00）、点状光源（F21Y101／00），G部与其他设备组合的摄影、放映或观看用的装置或设备（G03B29／00）较多。中国大陆企（事）业分类项数／主分类项数之比为0.310，分类项频次／主分类项频次之比为0.198（表15）。

美国和日本企业是中国大陆在体育器械职务发明申请中的主要竞争对手，另外，中国台湾的乔山健康科技股份有限公司（简称“乔山”）2007—2011年体育器械发明专利的申请量排在主要竞争企业的第三位。主要竞争企业研究领域涉及20类336项主组，占2007—2011年竞争对手体育器械发明专利总量的33.40%，其专利申请产出量高出中国大陆企（事）业28.00%。高尔夫球棍（53／00）、实芯球，弹子（37／00）分别占竞争对手在各自主组的60.32%、91.93%，这两项专利技术的研发主要集中在美国企业及日本的住胶体育用品株式会社（简称“住胶”）、普利司通运动株式会社（简称“普利司通”）、美津浓株式会社（简称“美津浓”），美国、日本在这两项技术研发中集群优势明显。同时主要竞争企业在体育器械发明专利中与B、H、F、C、A、G部42类85项的知识交融共生，分类项数／主分类项数之比为1.024，分类项频次／主分类项频次之比为0.265（表16）。

2007—2011年中国大陆企（事）业在体育器械发明专利申请中，研究领域略广于主要竞争企业。但在专利申请量的产出、与共生技术交叉研究的领域及次数低于竞争对手。

表15 中国大陆体育器械职务发明申请人一览表（前10名）Table 15 Sports Equipment Patent’s Applicant of Service Invention in Mainland China （Top 10）

表16 竞争对手体育器械职务发明申请人一览表（前10名）Table 16 Sports Equipment Patent’s Applicant of Service Invention in Competitors （Top 10）

6 结论

中国大陆体育器械发明专利研发处在发展期，有着强大的市场需求和研发潜力。近年来，中国大陆在体育器械发明专利的申请数量、研发领域有了长足的发展。与此同时，中国大陆体育器械发明专利的申请尚未完成量变到质变的转变，许多研发领域明显滞后于竞争对手，企业自主创新能力与竞争对手有着较大的差距；体育器械发明专利研发过程中投入不足，产出过少，高绩效、大规模的研发团队较少，与其他技术的交叉研究不及竞争对手。中国大陆在体育器械发明专利研发中要发扬“朝闻夕改”精神，在借鉴竞争对手在研究领域、组织结构的基础上，进一步拓展研究领域，加大体育器械发明专门人才的培育，构建高绩效研发团队，只有“量”和“质”的同步发展，才能真正形成技术壁垒，以此保障中国大陆在激烈的体育器械发明专利竞争中处于有利的地位。

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