基于专利分析的中国重点钢铁企业技术竞争力研究

高小强 田 丽

(重庆大学经济与工商管理学院，重庆 400044)



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基于专利分析的中国重点钢铁企业技术竞争力研究

高小强 田 丽

(重庆大学经济与工商管理学院，重庆 400044)

为了把握我国钢铁企业技术竞争力现状，从德温特专利数据库中检索73家国内重点钢铁企业的专利，选取其中专利申请数在300件以上的16家企业作为研究对象，从历年专利申请数、专利被引情况、高被引专利、IPC分类号4个方面对16家钢铁企业的技术竞争力进行了研究，结果表明：宝钢、鞍钢和武钢具有雄厚的专利技术竞争力。用德温特手工代码共现分析法识别出钢铁领域2008-2013年专利技术的研究热点为合金钢和低碳技术等，研究结果可为企业明确自身所处的专利技术竞争地位以及确定未来技术研发方向提供参考。

钢铁企业；专利；技术竞争力；被引频次；IPC分类号；共现分析

钢铁制造业是我国传统产业之一，我国钢铁制造业在保持高速发展的同时，也面临着产能过剩，产品结构不合理、同质化严重、附加值较低等诸多问题。在此背景下，未来我国钢铁企业除了面向市场调整结构外，通过提高技术创新能力、增强竞争力也是其生存和发展的一个重要选择，而准确把握技术竞争力的基本格局和竞争位势是增强技术竞争力的前提。

本文研究我国重点钢铁企业的专利技术竞争力，比较不同钢铁企业的研发重点，专利技术优势和劣势，识别钢铁行业技术研究热点，为企业的技术战略布局提供参考，为钢铁企业确定未来技术研发提供参考。

1 相关研究评述

关于企业技术竞争力，有学者认为它是企业在技术竞争中取得优势的能力[1]，有学者认为它是企业自身特有的、不会轻易地被其他竞争者模仿的技术资源集合[2]，前者称之为能力学派，后者为资源学派。在研究企业技术竞争力时，资源学派认为企业拥有的技术资源的数量、质量以及利用效率是企业技术竞争力的来源，认为技术资源是决定企业能否取得竞争优势的主要因素。

专利文献是技术信息最有效的载体之一，其所提供的信息有许多都是竞争者为了获得知识产权，不得不向公众透露的，而不会在其他技术文献中报道的关键信息[3-4]。专利文献除了包含大量的信息外，还有容易获得、格式统一等优点，使其便于分析[5]。因此，许多学者认为专利是研究企业技术竞争力的重要信息资源，可以对其进行深入挖掘来分析和评价企业的技术竞争力。

陈良兴等从专利文献中抽取专利数量指标和专利质量指标，构建了评价企业技术创新能力的指标体系，并利用密切值法评价模型，对通信企业在3G技术领域的技术创新能力进行了评价[6]。周磊等从专利直接引用和专利共被引两方面研究了专利引用行为对中国市场上RFID相关技术领域企业的技术竞争力的影响[7]。李姝影等通过对公司层面的专利组合指标进行因子分析和主成分分析，得到专利申请质量、专利合作申请活动和专利技术活动质量3个主成分，并通过主成分综合模型和三维的专利组合分析图对比OCT领域“医学诊断技术与系统”技术领域企业的技术竞争力[8]。

目前，对钢铁企业技术竞争力研究的文献比较少。丁江涛针对我国钢铁工业发展存在的问题，提出了提升我国钢铁企业技术竞争力的对策[9]。张东丽等认为技术竞争力由技术可竞争性竞争力和技术独特竞争力两个模块组成，基于交叉分析理论，用专利的IPC分类作交叉分析的矩阵集合的来源域，通过分析企业之间交叉的技术领域和独有的技术领域，对钢铁企业的技术竞争性竞争力和技术独特竞争力进行了分析评价[10]。本文通过专利地图相关方法对钢铁企业历年专利申请情况、专利被引情况、高被引专利、IPC分类号4个方面进行研究，并且通过对16家钢铁企业2008-2013年的专利进行德温特手工代码共现分析来识别钢铁技术研究热点。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

2.1.1 德温特世界专利创新索引数据库(DII，Derwent Innovation Index)

德温特世界专利创新索引数据库是世界上最大的专利文献数据库，由德温特世界专利索引数据库(DWPI)和德温特专利引文索引数据库(DPCI)整合形成，于1948年在英国创建。在德温特数据库中，不仅可以根据专利号、专利权人代码、专利权人等字段进行专利检索，还可以通过被引专利号、被引专利权人、被引专利权人代码字段进行被引专利检索[11]。

2.1.2 企业专利检索策略的制定

鉴于近年我国钢铁行业存在较多的企业重组合并现象，如宝钢重组韶钢和新疆八一钢铁，武汉钢铁重组柳州钢铁等，考虑到专利申请过程中，申请人书写的不规范，在检索企业专利时，必须要制定正确的检索策略，来确保检索到的数据尽可能准确、完整。

德温特数据库中收录的每份专利文献的每个专利权人都有指定的专利权人代码。专利权人代码由4个字母组成，通常以专利权人名称为基础确定，分标准代码和非标准代码[12]。标准代码独一无二，一个代码只表示一家企业，而非标准代码通常是根据专利权人名称第一个词的前4个字母确定，因此往往会存在不相关的几个企业代码相同的情况。经过试检索发现，大部分中国钢铁企业在德温特数据库中的专利权人代码为非标准代码，因此，采用专利权人名称检索会更准确。

以首钢集团专利检索策略为例，我们在德温特数据库中的高级检索中提供的专利权人名称列表中，以shougang、shou gang 、shou steel、shou iron、shousteel、shouiron、capital steel、capital iron、capitalsteel、capitaliron进行检索，查找出属于首钢集团的公司名称，并以类似的检索方法，分别查找出属于贵阳特殊钢有限责任公司、贵阳钢厂、贵阳水城钢铁、山西长治钢铁、新疆伊犁钢铁、通化钢铁等被首钢集团重组的企业在德温特数据库中的名称。最后确定首钢集团专利检索式为AN=(anchuan shougang robot co ltd or beijing shougang or…or hebei capital steel qianan steel)or AC=(shgg)not AN=(capital steel sup*)，被首钢重组企业的专利检索式为AN=(changzhi steel forging or changzhi steel group or guiyang special steel co ltd or…or tonghua iron steel)，将两个检索式用布尔逻辑OR进行连接，就可以得到首钢集团实际所拥有(控制)的专利数。其它钢铁企业的检索式构建与此类似。

2.1.3 研究对象的选取

2014年9月18日，冶金工业规划研究院以2013年的数据为基础发布了2014中国73家重点钢铁企业综合竞争力测评结果[13]。我们在德温特数据库中分别检索这73家钢铁企业在1985-2013年间所申请的专利数，数据截止日期为2014年12月7号，选取专利申请数在300件以上的16家企业为本文的研究对象。表1列出了这16家钢铁企业的专利申请情况，第四列的百分比为某企业的专利申请数占73家重点企业专利申请总数的比重。从表1中可以看出，这16家钢铁企业所申请的专利数量已占73家钢铁企业申请专利总数的95.3%，其中宝钢和鞍钢两家企业专利申请数量合计占73家企业专利申请数量的50.35%，表明重点钢铁企业之间技术水平存在较大差距，大部分专利技术掌握在少数企业手中。

表1 中国16家重点钢铁企业1985-2013年的专利申请数量

2.2 研究方法

本文以专利地图为主要分析工具，使用的主要软件有：Bibexcel、Vosviewer。在研究16家钢铁企业技术竞争力时，采用专利地图的历年专利申请情况分析、专利被引情况分析、高被引专利分析等方法；在识别钢铁行业技术研究热点时，使用德温特手工代码共现的专利地图分析方法。

3 16家钢铁企业专利技术竞争力分析

3.1 历年专利申请情况

由于鞍钢、山东钢铁、河北钢铁和渤海钢铁都是近年经过企业联合重组而成立的新企业，如鞍钢是由鞍山钢铁和攀枝花钢铁(简称“攀钢”)于2010年联合重组而成。所以，为了数据的完整和可比性，以表2的形式来描述16家钢铁企业从2004-2013年每年的专利申请数量(由于专利公开具有一定的滞后性，2013年的专利申请数据不完整，仅作参考)，表2中用阴影背景突出重组合并前的企业名称，并将其排列于重组合并后新企业名称的前面，在重组合并年之前，将重组合并前各企业专利申请数简单加总作为新企业专利数，在重组合并年之后仅考虑新成立企业的专利申请数量。

表2 16家钢铁企业2004-2013年专利申请情况

表2(续)

注：*标识的数值为重组合并年之前各成员企业专利数的简单加总值。

从表2中数据可以看出，16家钢铁企业的专利申请数量差距较大，宝钢专利量始终排名第一。经过分析，宝钢比较重视“蓝领创新”，在90年代就制定了奖励职工创新的办法，现在宝钢平均每天产生专利6.2件，48%由一线职工创造，除此之外，宝钢还有完善的技术人才培养和激励机制[14]。通过表2，还可以发现16家钢铁企业在2004-2007年期间每年的专利申请量较少，除了宝钢外，其它钢铁企业专利年申请量均未超过100件。而在2008年，这些企业的专利申请量呈爆发式增长，宝钢专利申请量破千件，攀钢、鞍山钢铁和武钢的专利申请均超过200件。其原因可能是2008年我国开始实施国家知识产权战略，国务院当年发布并实施的 《国家知识产权战略纲要》 明确提出推动企业成为知识产权创造和运用的主体，激发了企业申请专利的积极性。2010年，攀钢和鞍山钢铁联合重组成立的鞍钢集团成为宝钢最强劲的国内竞争对手，天津钢铁、天津钢管、天津天铁冶金和天津冶金联合重组成立渤海钢铁，申请专利98件。2013年，山东钢铁、马钢、河北钢铁、包钢专利申请数增幅较大，分别为159%、180%、150%、160%，宝钢、鞍钢、武钢专利申请数排名前三，分别为2 585件、2 083件和1 272件。

3.2 专利被引分析

专利被引情况是反映专利权人专利质量高低的一个重要依据，通常认为专利质量越高，专利被引频次就越多[15]。专利被引分自引和他引两种情况，自引证率高，表明专利权人的技术自成体系，研发能够连续展开，且技术更新系统化高；他引证率高，表明专利技术质量高，可以带动领域或行业技术的发展[16]。将被引和自引结合起来，可以揭示出被专利数量所蕴含的企业间的相对竞争态势。

图1是16家重点钢铁企业专利申请和专利被引情况，从中可以看出，专利被引频次与专利申请数呈正相关，宝钢、鞍钢和武钢专利申请数和专利被引频次相对较高，其他13家企业与宝钢、鞍钢和武钢相比差距较大，体现出宝钢、鞍钢和武钢雄厚的技术实力。为了更清楚地显现这13家企业的专利申请和专利被引情况，剔除宝钢、鞍钢和武钢3家企业的数据后绘制图2。

图3为16家重点钢铁企业的引证矩阵(横轴数值为总引证率，纵轴数值为自引证率)，总引证率为某一企业专利被引频次与该企业专利申请数的比值，自引证率为某一企业专利被自身引用的次数与该企业专利被引频次的比值。结合图1、图2和图3发现，华菱虽然专利申请数最少，但总引证率最高，自引证率较低，仅比包钢和重庆钢铁高，表明华菱有可能在某一领域具有核心技术，同时该企业的技术也为其他企业关注或借鉴。由图3可知，新兴铸管自引证率最高，而专利总引证率较低，仅比包钢、北京建龙和太钢高，这说明新兴铸管的专利技术没有被其他企业所借鉴和参考，总引证率低可能是企业专利质量相对不高，也可能是该企业在开展与其他企业不同的技术研究。深入分析发现，新兴铸管生产的主要产品为铸管，对铸管的相

图1 16家钢铁企业专利申请和专利被引情况

图2 13家钢铁企业专利申请和专利被引情况

图3 16家钢铁企业专利引证矩阵分析

关技术研究较多，其离心球墨铸铁管生产技术达到国内领先水平，表明其技术自成体系。

3.3 高被引专利分析

企业某一专利被引证次数越多，表明该专利的价值和影响力越大，很可能为企业在某一技术领域的基础或核心专利，包含着生产或改善某种产品的重要技术信息[17]。通过分析企业的高被引专利，并将其与企业相关产品联系起来，可以了解企业技术竞争力的优势所在。

表3为13家重点钢铁企业最高被引专利的主要信息以及与专利所对应技术相关的产品类型，由于篇幅有限，且南京钢铁、包钢和新兴铸管专利最高被引频次较低，所以在这里不进行分析。其中值得注意的是，宝钢超高强度钢板为宝钢的高端产品，超高强钢是目前实现汽车轻量化的最佳材料技术解决方案。河北钢铁子公司舞阳钢铁(简称“舞钢”)在大厚度高性能钢板的工艺技术国内领先，舞钢开发的钢结构用大厚度高性能钢板新品种，代替了进口产品，国内造船用的大厚度、高性能钢板90%以上来自河北钢铁。此外，鞍钢和武钢分别在转炉冶炼生产硼钢的方法、炼焦煤细分方法以及在配煤中的应用方面有系统的研究，首钢的船板钢制造技术国内领先。

表3 高被引专利相关信息列表

表3(续)

3.4 IPC分布结构分析

IPC(International Patent Classification，国际专利分类)是一个在世界范围内惟一通用的专利分类体系。IPC代码用来代表技术的层次结构，目前的第8版IPC分类体系将技术分为70 000多个分组[18]。IPC分布结构分析，是指根据IPC代码所对应技术领域专利数量的多少，进行统计和频次排序分析，有助于研究各国家地区或专利权人等技术实体的技术分布，分析其发明创造活动最为活跃的技术领域。

利用德温特数据库中自带的分析检索结果功能，对16家重点钢铁企业的专利以国际专利分类代码(IPC)进行排序，并选取排名前三的IPC分类号，绘制成表4。统计分析表4，可得知，有8家企业排名前三的IPC分类号既有C21D-008/02，又有B21B-037/74。C21D-008/02所代表的专利主要是关于钢板或钢条制造过程的研究，B21B-037/74则是关于加热或冷却轧辊和产品过程中温度控制的研究，宝钢在这两个技术领域的实力最强，其次分别是鞍钢、武钢和首钢。另外，在宝钢的专利中，C22C-033/04占有量也较多，有239件，此类专利主要是研究熔化过程的技术，太钢、山东钢铁、河北钢铁和包钢对此类技术也有一定的研究。C21C-007/10所代表的专利主要是对真空处理技术的研究，在16家钢铁企业中，鞍钢在此方面的技术研究最多，其次是太钢。C04B-035/66、C21C-005/28和B22D-013/10分别在武钢、首钢和新兴铸管的专利中占有量较多，这3类技术的研究领域分别为：不定性耐火材料或耐火泥浆；转炉炼钢；离心铸造设备的配件(如模具、炉衬)。

表4 16家钢铁企业排名前三的IPC分类号

表4(续)

注：*用来标识C21D-008/02，**用来标识B21B-037/74。

4 钢铁行业专利技术热点识别

共现分析是科学计量学中的一种重要的研究方法，将其应用于专利的分析可以起到识别研究热点，揭示技术发展态势、描绘产业技术网络结构等作用。共现分析可分为共引分析、共词分析与共类分析3类，德温特手工代码共现分析属于共类分析，是一种比较实用的专利地图分析方法[19]。

由表1可以看出，16家重点钢铁企业专利申请总数占73家重点钢铁企业专利申请总数的90%以上，表明16家企业掌握了大部分技术。为了反映近年来钢铁技术的研究热点，以16家重点钢铁企业在2008-2013年申请的34 791件专利为基础，用Bibexcel提取出德温特手工代码字段，统计所有手工代码出现的频次以及手工代码两两之间共现的次数，构建共现矩阵，并将矩阵导入Vosviewer软件进行可视化显示(见图4)。

图4 16家重点钢铁企业的德温特手工代码共现图

图4中，每个节点密度的大小由颜色的不同来进行区分，缺省颜色是红色和蓝色，颜色越接近于红色，标识字体越大，表示其密度越大，为技术研究热点。反之，其密度越小，则颜色越接近于蓝色。图4中“M27-B04”与“M27-A04”、“M27-B04M”和“M27-A04M”研究领域相同，从图中可以看出，钢铁行业2008-2013年技术研究热点主要是“M27-A04”(合金钢)，“M27-A04M”(含汞、镁、锰或含钼的合金钢)，“M27-C02”(含碳量在0.03%～0.3%的低碳技术)，“M27-B04N”(含镍、铌或贵金属的合金钢)，“M24-D01A1”(轧制)。

5 结 论

本文通过对国内16家重点钢铁企业的专利申请趋势、专利引证、高被引专利、IPC分类号的分析，研究了这16家企业的专利技术竞争情况，并通过德温特手工代码共现分析法识别了钢铁领域的研究热点，主要结论如下：

(1)宝钢重视“蓝领创新”，并有完善的技术人才培养和激励机制，申请专利数历年最高，其他企业与其差距较大。2008年我国实施知识产权战略之后，钢铁企业专利申请件数明显增多。通过重组合并而成立的鞍钢、山东钢铁、河北钢铁以及渤海钢铁在专利申请量上有较大的提升。

(2)专利被引频次与专利申请数呈正相关关系，宝钢、鞍钢和武钢专利申请数和专利被引频次相对较高，体现其雄厚的技术实力。新兴铸管重点研发铸管技术，专利自引证率高，总引证率低，其技术自成体系。

(3)宝钢对其作为高端产品的超高强度钢板的制造技术有系统的研究与开发，鞍钢和武钢分别在转炉冶炼生产硼钢的方法、炼焦煤细分方法以及在配煤中的应用方面有系统的研究，河北钢铁的大厚度高性能钢板工艺技术、首钢的船板钢制造技术国内领先。16家钢铁企业对于钢板或钢条制造工艺技术，加热或冷却轧辊和产品过程中温度控制技术研究较多，宝钢除了这两类技术之外，对钢铁熔化过程的技术研究也较多，鞍钢和太钢对真空处理技术研究相对较多。钢铁行业2008-2013年专利的研究热点为低碳技术、轧制技术和合金钢。

根据以上研究结论，本文提出以下建议以提升我国钢铁企业未来的专利技术竞争力：①重视技术创新，建立和完善技术人才培养与激励机制；②结合当前钢铁工业的产能和结构调整，通过重组合并，优势互补，增强企业技术竞争力；③对于技术竞争者少、技术自成体系的企业，应密切关注市场动态，根据市场需求及时调整技术方向和策略。

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(本文责任编辑：郭沫含)

Study on Technology Competitiveness of Key Steel Enterprises in China based on Patent Analysis

Gao Xiaoqiang Tian Li

(School of Economics and Business Administration，Chongqing University，Chongqing 400044，China)

In order to understand the competitive status in technology of steel enterprises in China,the patents of 73 key iron and steel companies in China are retrieved from Derwent Derwent Innovation Index(DII)and sixteen key steel enterprises of them are regarded as our research object.Each of the sixteen enterprises applied more than 300 patents from 1985 to 2013.Number of patent applications per year,patent citation,highly cited patents,IPC classification number is used to investigate the competitiveness in technology of sixteen steel companies.Results showed that Baosteel,Anshan Iron and Steel Group,and Wuhan Iron and Steel Group are strong in patent and technological competitiveness.With Derwent manual code for co-occurrence analysis,alloy steel and low carbon technology are identified as research and development focus in China’s patented iron and steel technology from 2008 to 2013.The results can be used to clear their patented technology for enterprise competitive position and determine the direction of future technology development.

steel enterprises;patent;technology competitiveness;citation frequency;IPC classification number;co-occurrence analysis

2015-12-28

高小强(1963-)，男，教授，工学博士，研究方向：冶金系统工程与信息工程、科学计量学等，发表论文60多篇。

10．3969/j．issn．1008-0821．2016．03．021

G255.53

A

1008-0821(2016)03-0121-08