国际体育用品技术演进、分布格局的动态研究——以足球及其相关专利技术为例<br/>

国际体育用品技术演进、分布格局的动态研究——以足球及其相关专利技术为例

2013-11-20王骏

成都体育学院学报 2013年8期

王骏

(上海外国语大学，上海 200083)

目前，我国已经成为名副其实的体育用品制造大国，在社会经济快速发展、国民收入不断增长的大背景下，体育用品制造企业迅速增加。但是，在近年来全球化进程加速、国际金融危机、国家产业结构调整、国外贸易保护主义、人民币升值、国际体育用品OEM向东南亚转移等一系列经济浪潮影响下，我国体育用品制造业逐渐显现出疲软态势。原有的劳动力成本低廉和自然资源丰富的比较优势日益衰退，在日益恶劣的竞争环境下，中国体育用品制造业要想生存和发展，就必须提升自己的核心竞争力，而技术创新则是企业核心竞争力的内在机制。

本研究即以提高体育用品制造企业的技术创新能力为根本目的，从国际视角出发，以足球及其相关技术领域为研究个案，借助专利分析这一有效途径，探究该领域中核心技术的演进路径和分布格局，为我国相关领域的技术创新提供必要的信息支持和一定的战略导向作用。

1 研究方法

1.1 专利地图

专利地图(Patent Map)是一种专利分析研究方法和表现形式，通过对专利文献的深度挖掘与缜密剖析，将蕴涵在专利数据内的复杂信息以视觉直观的图表形式反映出来［1］，专利地图是开展本研究最为有力的技术工具，其使用流程如下所示:

1.1.1 构建体育用品（足球）专利技术专题数据库

数据库构建过程分为以下3个步骤:

首先，选择信息源。结合研究主题，本研究的数据来源可划分为国外专利数据和国内专利数据两类。其中，国外专利数据选取ISI Web of knowledge系统中的德温特创新专利索引(DII，Derwent Innovations Index)，DII含德温特世界专利索引数据库(DWPI)和德温特专利引文数据库(DPCI)，是目前最优秀的专利数据库之一，具有收录专利全面、标引真确等优势。在国内专利数据库的选择上则以国家知识产权局出版社中外专利平台上的中国专利数据库为主。

其次，根据本研究需要，确定数据库检索策略以及进行检索的关键词和德温特手工代码，并依照关键词和手工代码制定相应的检索策略如下所示(见表1和表2):

表1 检索关键词、德温特手工代码一览表

第三，数据存储。在本研究中使用相应的数据存储工具，将最终确定的6924条记录以专利名称、关键词、摘要、申请日期、发明人、申请人、专利类型、IPC号、全文等字段存入自建数据库，将该数据库命名为体育用品(足球)专利技术专题数据库。

1.1.2 数据分析工具的选取

在国际专利分析方面，采用了Thomson公司提供的Thomson Data Analyzer分析软件、Thomson Innovation平台、英国 Proquest公司的 Innography和法国Questel.Orbit公司的ORBIT系统。国内专利分析软件主要采用中国国家知识产权局出版的专利信息分析系统。该系统集专利信息检索、管理与分析为一体的平台工具，其通过对专利信息进行加工处理，对技术发展趋势、申请人状况、专利保护地域等专利信息要素进行定性、定量分析研究的分析系统。

1.1.3 量化统计

使用既定分析工具自带的统计分析功能分别就与足球技术相关的专利在时间、空间、机构、技术特征等进行必要的统计分析。

1.2 专家访谈法

结合统计结果设计访谈提纲，走访该领域的部分专家学者，包括从事足球训练教学工作的体育教师、相关企业技术人员等，补充和完善本研究的部分内容。

2 体育用品(足球)专利技术演进、分布格局动态

2.1 足球及其相关技术状况

2.1.1 足球及相关技术的时空分布特征

(1)时间分布序列。专利技术时间序列上的研究可以有效的明确相关技术领域的发展历程和特点。检索结果显示最早有关足球的专利技术文献出现在上世纪60年代初期，直至2011年，足球及其相关专利共经历了50余年的发展历程。图1示出的是1962-2012年足球专利的申请与公开时间分布状态。任何技术的发展都存在着合乎逻辑的发展周期现象。结合图1数据和相关专家的建议，我们可以大致将足球专利技术发展划分为三个时期，即:发展萌芽期、发展储备期、发展迅速期以及一个延伸的未来状态。

尽管足球运动已经经历了数百年的发展历程，但是与足球有关的专利技术的发展却相对迟缓。从60年代初期出现足球相关专利开始到70年代初期的近十年间，足球及其相关专利成果一直以零星状态出现，申请量和公开量都十分有限，该时期是其技术形成的萌芽期，而相关科技真正的开始出现在上世纪70年代。在1970年的墨西哥世界杯，两个足球科技的关注点出现在世人面前。其一是国际通讯卫星技术在比赛中的应用;其二是该届世界杯ADIDAS公司提供的比赛用球。以世界杯用球为例，其球体完全是以皮革所制，但却拥有32块手缝的饰垫(12片黑色五角形和20片白色五角形)，这种区别于以往的较新式的饰垫结构以及更均匀的接缝分配产生了一个更圆、更完美的球体，其结构和创新的设计写下了足球的历史［2］，该段时期是足球及其相关技术的储备发展时期。

进入九十年代，以足球赛事运作和足球用品革新为代表的技术创新迈向了新的高潮。该时期，相关技术不断涌现，以足球本身的技术革新为例，从1994年的足球世界杯上，ADIDAS推出的第一颗以高科技和超高能量反弹白泡棉层为特色的正式比赛用球到1998年以“合成泡棉”为特色的“三色球”的出现，再到2006年德国世界杯用球采用了全新的异形拼块和无缝压合技术的“团队之星”的使用，科技的渗透正在逐渐与足球领域相融合，在材料、工艺、设计等多个方面实现了突破。该段时期，化学材料、计算机技术等高精尖技术迅速应用于足球行相关技术领域，足球专利出现了明显的快速增长态势，15年的时间，相关专利数量由50余件/年迅速增加到近700件/年，增长了10倍多，年均复合增长率约达到17.7%。究其原因，一是这一时期技术有了一定积累，发展较快;二是知识产权意识的增强使申请专利的积极性增高［3］。

(2)空间分布特征。优先权申请国反映了该国对足球及相关专利的重视程度，同时也反映了该技术领域的活跃区域［4］。图2是根据优先权申请国绘制的足球及相关专利空间分布图。

从图2中可以看出，足球及其相关技术的专利申请比较集中，美国排在第一位，日本次之，德国排名第三。其中，美国的专利量明显多于日本与德国，在专利拥有量上独占鳌头，这一方面是由于美国是目前国际上科技实力最强的国家，许多重要公司与研究机构的总部都设于美国，其申请专利时会优先考虑以美国为优先申请国;另一方面，一些小国家的高质量专利也会更看重美国专利，会以美国专利为优先申请，以表现自身技术的水平。此外，英、法等国既是科技实力较强的国家，也是足球领域的强国，其对足球科技的研究力度也非常大，专利数量也排名靠前;中国和韩国作为近年来技术迅速发展的国家，对足球的普及与发展也非常重视，其专利量也较多;此外，一些传统足球强国，如巴西、荷兰、西班牙等虽然在科技实力上并不是世界一流，但其对足球的重视也带动了足球专利的申请，排名也较为靠前。

2.1.2 全球专利申请机构分布

谈及运动制造，首先想到的就是NIKE和ADIDAS。这两家公司不论在市场推广宣传还是在专利技术申请上都是首屈一指的跨国公司。在足球技术领域亦是如此。特别是NIKE公司，其至今申请了约300项相关专利，在行业内处于绝对领先的地位;ADIDAS以46项足球专利申请量排名第二，虽然其数量落后于NIKE，但其从业历史更为悠久，特别是在足球球体的研究历史上，9届足球世界杯用球均出自于该公司的设计与制作。排名第三的是日本SONY公司，以其自身技术特长扩展足球领域，该公司将其视频、计算机技术完美的结合进足球运动中，开发了多款足球运动视频处理、球体的视频检测监控等技术专利。值得一提的是，中国的燕山大学排名也在足球及相关技术中占有重要一席，足球运动器材(如球门)以及训练设备等是其研发的主攻方向。

从机构国别看，美国和日本均有三家企业进入前十，德国有两家企业进入前十，与其专利量排在前列的现象符合(见表3)。

表3 足球领域主要专利机构一览表

此外，中国与荷兰各有一家机构进入前十。中国虽然专利申请量较多，但主要机构的申请量较少，显示出专利的申请机构较为分散，因此，没有形成中国重点突出机构，没有在世界上知名的企业。仅有的一家进入前十的是高等学府，偏重于足球的训练或辅助设施研究，不能形成产业，这也是中国与国外先进国家的巨大差别。

从机构产业角度看，NIKE、ADIDAS、PUMA均为知名运动企业，SONY、KONINK PHILIPS是具有计算机图像处理专长，SUMITOMO RUBBER和TORAY是材料领域的突出企业，SGG PATENTS和RUSSELL ASSET MANAGEMENT是商业运动与专利方面的企业，这些主要企业也反映了足球运动的主要科技领域。中国仅在研究训练辅助设备的燕山大学排名靠前，而在重点领域中没有一家机构进入前列，反映了中国在足球领域的发展重心与国外先进国家的差异。

2.1.3 体育用品（足球）技术的构成及其现状

(1)专利技术特征分布。

根据IPC分类号［5］以及足球运动自身特征，可将足球及其相关技术分成6大内容，分别是体育服饰、转播通讯技术、计算机电子技术、球体材料、球体制作工艺以及足球建筑和相关辅助设施等(见图4)。其中，运动服饰应用最广，专利量也最大;转播通讯和计算机电子技术是新兴科技的代表。也是专利申请的重点。传统技术中，建筑及辅助设备的研究相对较多，材料与球体制作工艺专利数量相当。通过图5、图6，可以看到与足球相关的技术专利发展趋势，其中运动服饰的研究一直处于重点地位。近年来，随着功能性面料等的研发，使运动服饰的专利申请量有着较明显的增长;但目前处于排名前列，并竞争激烈的仍是新兴技术的代表，转播通讯与计算机电子设备，这两者的专利申请量在上世纪90年代中开始迅速增长，超越了运动服饰排在前两位。传统技术集团的技术虽然在同时期内也有增长，但速度明显慢于新兴技术集团，专利量也始终偏低。

2.2 中、日、德足球及其相关技术水平对比分析

2.2.1 中、日、德技术发展历程对比

图7 中日德足球专利发展历程对比图

从图7可以看出，日、德两国无论是起步阶段还是发展高潮期的到来均早于中国。德国与日本在上世纪70年代就有相关足球专利申请，其中德国的发展比较稳定，几乎一直持续至今;而日本在上世界70-80年代中期有过中断，但之后有较大幅度的增长。中国由于专利制度始于1985年，直到1990年才有第一份足球专利的申请。

日本和德国均在上世纪90年代初期与中期分别进入高速发展期，足球专利申请量快速增加，在2005年左右达到顶峰;而中国专利在2005年左右才开始快速发展，最近3年内，保持了这种增长态势，而日本与德国在此期间较为恒定。

2.2.2 中、日、德技术空间布局对比

首先，发达国家是德、日关注的焦点，相比而言，中国的关注范围较窄，德国和日本对于发达国家(如美国)的关注度较高，其在美国的专利申请量均超过了10%，而中国仅有4.28%，这其中还包括了国外公司申请的专利，因此，中国本土企业对于国外发达国家的关注度明显低于德国和日本。

其次，根据区域差异，日、德、中三国所关注国家也不尽相同。德国地处欧洲，作为足球发展最为强势的大洲，德国在其本国的专利申请量仅占55%，其将许多研究延伸到了欧洲大陆的其它足球发达国家，以及美国，甚至是南美的巴西。因此，德国的研究者眼光最为长远，布局范围最广。

第三，日本和中国均为亚洲国家，而亚洲在国际足坛的成绩相对较低，这也造成日本和中国都对亚洲其它国家的关注度不够高的原因;但日本对于美国地区较为重视，其在本土申请专利的比例也比中国低了14%;而中国将多数的研究成果限制于国内，对于国际市场的布局范围小，使其在国际上的影响力也较小。

表4 中日德足球专利空间布局对比

2.2.3 中、日、德专利技术申请机构对比

无论是日本、德国还是中国，在足球专利研究中，本土机构仍是最主要的研究机构，因此，日本、德国和中国排名前三的机构都是各自国家的机构。但是日本、德国与中国有着明显的差异:日本和德国排名前三的均为产业型公司，其中不乏SONY、ADIDAS等国际知名企业，而中国排名前三的均为大学，其中除了上海交通大学外，并不是国内最为著名的高校。这也充分表明国内外不仅在研究主体上有巨大差异，同时，国内研究力量的薄弱也显而易见。

2.2.4 中、日、德技术领域对比

表5 中日足球专利技术领域对比

在技术领域分类中，中国和日本都以近年来新兴技术为主的通讯与电子技术为重点发展方向，两者都占据了各国将近一半的专利申请量。此外，体育服饰用品类都排在第三位，而比较基础的场地建筑、球体材料与工艺等专利都相对较少。而德国在技术构成中，重点发展体育服饰和用品，这与其拥有ADIDAS和PUMA这样的国际著名体育用品公司不无关系。由于其在服饰和体育用品类的投入较多，造成排在之后的通讯电子类专利数量比例也明显低于中国和日本。

2.2.5 中、日、德技术研发实力及效率对比

表6 中日德足球专利质量与研发实力对比

首先，日、德足球及其相关专利技术的影响力高、范围广;日本和德国的足球专利被引次数分别达到1 941次和2 992次，表明其足球专利受到全球研究者的认同，影响力大;此外，其IPC的数量也非常多，表明其采用的技术涉及多个领域，是多学科相结合的技术体现。

其次，日、德足球及其相关专利技术的研究效率较高;日本与德国的足球发明人数少于中国，但其创造的发明项数则多于中国，特别是德国，其609个发明人次申请了721项发明，人均申请1.184项专利。相对德国与日本，中国需要2人次以上才能产生一项足球专利。表明中国在发明效率上较低，在发明人员的实力上也低于日本与德国。

第三，中国足球专利技术角度集中，授权量略高;中国足球专利的研究广度虽然不高，但也表现出其集中度较高，其每项专利所涉及的技术领域相对较窄。但是中国在发明专利中的授权率较高，表现出较强的专利保护意识。

2.2.6 中、日、德技术研发热点对比

表7 中日德足球专利热点技术对比

从三个国家近些年研究方向看，都非常关注电子通讯技术。因此，三个国家对于该技术领域都有着较多的专利申请。此外，中国和德国都对于LED显示技术进行研究，对其在足球比赛中的应用都非常关注。但是，大方向虽然相同，可在每个方向内的细技术的选择性上，三个国家仍然有各自重点。如中国和德国都关注LED，但是德国重点是LED的制造与生产，中国只是LED显示屏的组合，两者的技术含量明显有差异。另外，三个国家也有各自的特长方向进行研究。