提升大学生创业能力的多维技术功效模型构建

汪守霞，汪张林

(1.安徽工程大学 建筑工程学院，安徽 芜湖 241000；2.安徽工程大学 管理工程学院，安徽 芜湖 241000)

随着国家创新驱动发展战略持续不断地推进，越来越多的大学生为响应国家号召走上了创新创业之路。学术界充分肯定了大学生创新创业的积极意义，朱瑞峰等认为大学生创新创业在现代国家创新体系中具有战略性、基础性与源头性地位，对于推动我国经济转型升级、创新型国家确立有着不可替代的作用[1-3]。《波士顿银行研究报告》亦指出，若将麻省理工学院全体学生创立的企业当做一个独立主体，其所创造的商业价值与世界第24位经济体不相伯仲[4]。

尽管国家已充分认识到大学生创新创业的重要作用，并自上而下出台了一系列政策来推动大学生创新创业活动的发展，但是我国大学生创业成功率持续低迷却是不争的事实。据《2017年中国大学生就业报告》相关数据显示，即使在创业环境较好的浙江省，大学生创业成功率也仅有5%左右，因此如何提升大学生创业成功概率已成为学术界研究焦点之一。张武军[2]指出缺乏知识产权意识与知识，尤其是不会挖掘专利情报致使技术研发方向错误仍然是许多大学生创业失败的主要原因之一。邢素军[5]认为挖掘专利情报可帮助大学生创业者识别技术机会，确立正确的技术研发方向。

通过上文分析可知，深度分析专利信息，获取有价值的专利情报有助于大学生创业者获得成功，那么运用“专利分析工具”剖析和整合专利信息使之上升为有价值的专利情报，将是贯穿整个创业过程的关键步骤。专利技术功效矩阵不是对专利信息简单地统计分析，而是对专利名称、摘要与权利要求等信息进行深层次地挖掘与解读，以便发现某领域的技术空白点、热点、重点与突破点，并在此基础上预测技术发展方向[6]。因此，大学生创业者可利用专利技术功效矩阵确立正确的技术研发方向，使资源得到优化配置，从而在一定程度上促使大学生创新创业获得成功。

通过对“大学生创新创业”和“专利技术功效矩阵”这两方面文献梳理后发现，国内外学者主要从以下四个方面展开研究，分别是：①大学生创新创业的意义、现状、拟提高其成功概率措施以及专利技术功效矩阵的作用，这一部分在前文已有所阐述，在此不再一一赘述。②利用专利技术功效矩阵解决现实问题，如邱洪华[7]等利用专利技术功效矩阵找出中国银行业商业方法的技术创新策略与路径。彭文波[8]等认为专利技术功效矩阵具有研究深度大、维度广、信息量大与可读性强等优点，并利用该矩阵对中国矿风机的技术发展方向作出了科学预测。③提升制定专利技术功效矩阵的效率，如陈颖[9]等对专利文献的技术词和特证词的自动化提取展开了深入研究，以降低构建技术功效矩阵的难度和工作量。翟东升[10]等利用MapReduce模式处理海量专利数据，并且运用计算机机群解决了构建专利技术功效矩阵低效率问题。HE[11]等提出一种基于语义分析来高效构建技术功效矩阵的方法。④增加专利技术功效矩阵的分析维度，目前学者们对这一领域的研究较少，张浩[12]等的观点具有代表性，他们将时间维度引入到传统的二维技术功效矩阵之中，建立了三维技术功效分析模型，该模型更能精确地反映技术领域的研发现状，从而能够帮助决策者比较准确地找出技术机会，进而制定出较为合理的技术研发策略。

综上所述，传统二维、三维技术功效矩阵虽然能够区分技术重点、热点、空白点与突破点，但是却有以下两方面局限性：第一，当某一技术领域有多个技术重点与热点，且这些技术重点与热点的专利申请趋势相似、专利总量又相差无几时，该矩阵就很难区分各个技术重点与热点的“相对重要性”高低。由于大学生在创业之初，各种技术资源都非常有限，因而不可能向每个技术重点与热点均投入足量的技术资源，只能选择若干个“相对重要性”较高的技术重点或热点作为自身的技术研发方向。“相对重要性”较高的技术重点或热点一般代表着该领域的技术发展方向，但是传统的二维与三维技术功效矩阵却不能够协助大学生创业者精确地预测未来技术方向；第二，现有的技术功效矩阵不涵盖“地域因素”，因而无法反映该技术领域的未来市场竞争状况，大学生创业者就不能够依据该矩阵制定出科学合理的专利布局策略，从而在攫取较大市场份额与获得较高战略地位上存在一定的阻碍。因此，研究试图增加传统技术功效矩阵的分析维度以解决上述问题，来帮助大学生创业者确立正确的技术研发方向，制定出合理的专利布局策略，并最终促使大学生创业获得成功。

1 构建多维技术功效分析模型

为了帮助大学生创业者识别出“重要等级”较高的核心技术领域，研究将“高价值专利”引入到三维技术功效分析模型之中,这是由高价值专利的重要属性决定的。方曙[13]等认为专利文献的价值分布并不均衡，约5%～10%高价值专利占据了全体专利总值的一半。因此，如果为数众多的高价值专利集中于某个技术功效分支，那么可以断定该技术功效分支是各个技术主体重点关注的、急于攻克的核心技术领域，在该领域取得技术进步可以极大地提高产品性能。因而大学生创业者应优先选择高价值专利集中度较高的技术功效分支作为自身的研发方向。

为了精确地了解产品市场的技术竞争现状，进而在目标市场进行合理的专利布局，以协助大学生创业者获得较大市场份额、较高战略地位以及丰厚市场回报，研究将“专利地域信息”加入以上技术功效分析模型之中，构建了五维技术功效分析模型。

研究利用Origin 9.0建立五维技术功效分析模型如图1所示，横坐标表示技术维度，纵坐标表示专利功效维度，竖坐标表示时间维度，圆的大小表示某一技术分支在某一时间节点上的专利数量多少(技术分支是由技术与功效确定的)，圆的不同部分(用不同颜色区分)表示不同的专利受理局，三角形表示高价值专利(三角形右边标注的数字表示高价值专利的数量)。

根据图1可知，技术2和功效1构成的技术功效分支1以及技术2和功效4构成的技术功效分支2是技术重点，因为它们在每个时间节点的专利申请量都比较多；技术1和功效1构成的技术功效分支3以及技术3和功效1构成的技术功效分支4是技术热点，因为其申请量随着时间推移而大幅度上升；技术3和功效2构成的技术功效分支5是技术突破点，因为其研发的连续性不好，但在近期有所突破；其他技术分支为专利空白点，其申请量均为0。

通过对图1分析可知，技术功效分支1与2、技术功效分支3与4的专利申请趋势相似且专利总量相差无几，因此很难判定这些技术功效分支的“重要等级”高低。而通过研究图1中高价值专利的分布情况可以发现，大量高价值专利主要集中于技术功效分支1，少量高价值专利分布于技术功效分支4，而其他技术区域基本上没有布局高价值专利。这说明技术功效分支1的“重要等级”最高，技术功效分支4的“重要等级”次之，技术功效分支2、3和5的“重要等级”均比较低。所以应优先研究与分配大量研发资源于技术功效分支1，其次是技术功效分支4，最后才是技术功效分支2、3和5。需要注意的是：如果技术突破点中包含了数量较多的高价值专利，这说明该技术突破点很可能是未来技术的主要发展方向，各技术主体应在自身可承受的风险范围内于技术突破点投入适量的研发资源，争取取得技术上的突破性进展。同时也应在技术空白点加强基础研究为抢占未来技术市场做好充足准备。

最后，通过解读图1中的专利地域信息可知，该技术领域的所有专利分布于3个地区，分别为地域1、地域2和地域3，但是绝大部分专利主要分布在地域1，这说明地域1的技术市场竞争较为激烈，相关产品的侵权风险比较高；而其他两个地域的专利布局量较少，申请专利被授权的可能性较高，如果这两个地域的市场需求量较高，专利申请人应抢先布局大量专利以占领未来产品市场的战略制高点。

图1 五维技术功效分析模型

2 实证研究

大疆公司是由香港科技大学在读研究生汪滔创立的无人机企业，由飞控起家，然后逐步涉足于其他领域，如航拍、遥感测绘以及森林防火等等，并于近期涉足农用无人机喷洒药物领域。大疆仅用了10年时间便取得了较为丰硕的成果，占领了全球70%的市场份额，其中有80%的收入来自于海外市场。因而大疆公司可作为大学生创业获得成功的典型代表，分析大疆公司在农业喷药领域的专利信息不仅可以验证该多维技术功效分析模型的适用性，还可以总结大疆公司制定专利研发与布局策略的思路与方法，希望给大学生创业者带来一些启示，从而可以在一定程度上避免因技术研发方向错误和专利布局不合理而使创业陷入进退两难的困境。

2.1 数据来源与检索策略

研究选取“智慧芽(Patsnap)专利检索与分析平台”作为数据来源，该平台最大的优点是数据更新速度比较快，每周更新3～4次，且及时收录新专利，可以保证研究数据的真实性和有效性，具体的检索策略如表1所示，去噪后的专利总数为768件。

2.2 专利申请趋势分析

农用无人机喷药领域专利申请趋势如图2所示。由图2可知，农用无人机喷洒药物领域的专利申请开始于2009年，且2014年之前该领域的专利申请量较少，均不足40件/年，而自2014年以后，该领域的专利申请量呈现出井喷式发展趋势。这一方面说明了市场对喷洒农药无人机存在着巨大的潜在需求，另一方面亦说明了相关技术主体在某些技术分支上取得了一些突破。

表1 大疆农用无人机喷洒药物领域专利检索策略

图2 农用无人机喷药领域专利申请趋势

2.3 传统二维技术功效矩阵构建与分析

通过对喷药无人机768条专利文献的逐条解读，且在结合相关专家的意见之上，得出了14个技术特征与13个功效特征。其中技术特征分别为：GPRS、传感器、作业方法与相关算法、信息系统、喷洒装置(喷头、喷杆、压力泵、药箱、雾化装置等等)、图像数据处理、定位系统与技术(GPS、北斗、RTK)、拍摄装置、控制器、无人机结构、遥控装置、供药设备、供能设备与技术(太阳能、电池等)以及测试平台；而功效特征分别为：喷洒均匀、扩大喷洒范围、提高安全性、提升药效、提高效率、提高稳定性、提高续航能力、改善雾化效果、简化操作、精准施药、精准测试、节约药剂、降低成本。在此基础上，统计由技术特征和功效特征构成的所有技术分支的专利数量，并绘制出传统二维技术功效矩阵如表2所示。通过解读表2中的专利信息，综合考虑各技术功效分支的专利数量，可以发现，以下13个技术功效分支是各技术竞争主体关注的重点领域：利用“喷洒装置”为技术手段达到“喷洒均匀”“扩大喷洒范围”“提升安全性”“提高效率”“提高稳定性”“简化操作”之功效；利用“作业方法与相关算法”为技术手段达到“提高效率”“精准施药”之功效；运用“图像数据处理”技术达到“精准施药”之目的；通过改变“无人机结构”以实现“简化操作”“提高稳定性”“提高效率”“提升安全性”之功效。虽然以上13个技术功效分支较为重要，但是仅根据表2中的专利信息，还是很难判定哪些技术功效分支属于技术重点、热点或是突破点，更无法确定每个技术功效分支的“相对重要性”，而多维技术功效分析模型能够较好地解决该问题。

2.4 多维技术功效分析模型的绘制与分析

研究共设置4个时间节点，理由如下：通过对图2研究可知，在2009～2014年之间，喷洒农药无人机的专利申请量较少，申请总量只有60件，因而可把2009～2014作为一个时间节点。为方便起见，在图3中用2014年进行标注；在2015、2016年各设一个独立的时间节点；据图2可知，2018年专利申请量较少，只有35件，由于专利信息公开具有时间上的滞后性，因此2018年专利实际申请量应远大于35件，所以可以把2017年和2018年作为一个时间节点，用2017年表示。

研究采用IPScore(专利价值评估软件)来筛选高价值专利，IPScore从公司战略、财务指标、市场环境、技术状况和法律状态等维度来考察专利价值，其输出结果主要包括：客观结果、净现值分析、投资前景、财务前景和风险机遇。可以看出，IPScore具有分析内容全面、分析结果准确与客观等优点，因而利用IPScore能够较为准确地识别出农用喷药无人机领域的高价值专利。

研究用横坐标、纵坐标和竖坐标分别代表专利的技术特征、功效特征和时间节点，圆的大小代表专利数量，圆上的不同颜色代表不同的专利受理局，三角形代表重点专利且标注其数量，进而利用Origin9.0绘制出喷药无人机领域的五维技术功效分析模型如图3所示。(为了图3清晰美观，简化了一些技术维度与功效维度的标签名称，如“作业方法与相关算法”用“作业方法”代替，但并不影响读者对文章的理解)。

表2 喷药无人机领域的传统二维技术功效矩阵表

通过对图3中各个技术功效分支的专利申请趋势分析后发现，农用无人机喷药领域共有1个技术重点、11个技术热点、1个技术突破点，而其他技术功效分支的专利数量较少，因而其重要性也相对较低。其中运用“作业方法与相关算法”达到“精准施药”之功效是技术重点；利用改进“喷洒装置”的结构与功能以实现“喷洒均匀”“提升安全性”“提高效率”“提高稳定性”“简化操作”等功能，通过改变“无人机结构”能达到“简化操作”“提高稳定性”“提高效率”“提升安全性”之功效，凭借“作业方法与相关算法”等技术手段来“提高效率”，以及使用“图像数据处理”技术使农用无人机达到“精准施药”的目的，以上11个技术功效分支均是技术热点；利用“喷洒装置”来扩大农用无人机的“喷洒范围”是技术突破点。

通过解读技术热点、重点以及突破点中的高价值专利的分布情况后发现，高价值专利主要集中于以下3个技术功效分支，分别是“作业方法与相关算法”和“精准施药”构成的技术功效分支1，“作业方法与相关算法”和“提高效率”构成的技术功效分支2，“喷洒装置”和“扩大喷洒范围”构成的技术功效分支3，技术功效分支1、2、3分别拥有的高价值专利18件、11件、11件，因而可以判定这3个技术功效分支比较重要，代表了未来技术主要发展方向，在这3个领域取得技术突破能够增强自身的技术实力，可以避免因研发方向错误而失去占领市场的时机，因此专利申请人应把以上3个领域作为自身主要的技术研发方向。

通过研究图3中的地域信息可知，农用喷药无人机在3个地区布局了专利，分别是中国大陆地区、世界知识产权组织和中国台湾地区。其中专利申请人在中国大陆地区布局了大量专利，约占总体比重的98%，这说明中国市场对无人机需求量巨大，各技术主体非常重视中国市场，同时中国市场的技术竞争也异常激烈，专利侵权风险相对较高，而海外市场的专利申请量就比较少，那么可以判定海外市场的技术竞争并不那么激烈，是蓝海市场，相关的专利申请人可以采用PCT方式进行广泛的海外布局，为攫取最大的市场份额夯实基础。

图3 农用喷药无人机领域的五维技术功效分析模型

2.5 大疆喷药无人机领域专利信息分析

大疆公司在农用喷药无人机领域的专利申请现状如表3所示。大疆共申请了13件专利，并且在3个“重要等级”最高的技术功效分支均申请了比重较高的专利，其中在技术功效分支1、2、3分别申请了3、4、3件专利，可以发现，大疆公司的技术主攻方向与整个农用喷药无人机的技术发展方向呈现出一致性，这说明大疆能够精确地预测未来技术研发方向，这也是大疆公司一直在无人机市场屡获佳绩的原因。

通过表3中的专利地域布局信息分析可知，各个技术功效分支均在中国申请了大量专利，这说明在中国申请相关专利被授权的可能性较低，同时，中国市场竞争也特别激烈；而在海外申请相关专利，不仅被授权的概率较高，还可以为抢占未来海外市场打下坚实基础。与此同时，大疆的绝大部分市场来自于海外，因此，不同于其他专利申请人只拘迂国内的专利申请策略，大疆着眼于世界，利用PCT专利申请方式打通海外市场，共申请8件WIPO专利，占比61.5%，这种做法为以后占领全球农用喷药无人机市场铺平了道路。此外，由于农用喷药无人机领域的技术更新速度较快，对于一些非核心技术利用实用新型专利加以保护，如大疆申请了4件实用新型专利，这种专利布局策略不仅降低了维护成本，还能够快速获得授权，达到事半功倍的效果。

表3 大疆在农用喷药无人机领域的专利信息

3 研究结论与不足

研究将“高价值专利”与“地域”这两个分析维度引入到三维技术功效分析模型之中，构建了5维技术功效分析模型，并利用大疆公司作为实例，证明该模型的适用性。通过研究高价值专利在各个技术功效分支的分布状况，可以准确地判定各技术重点、热点与突破点的“重要等级”高低，把“重要等级”较高的技术功效分支优先作为自身技术研发方向，向其投入适量的技术研发资源，从而可以帮助大学生创业者避免因研发方向不正确而造成的创业失败。通过研究各技术功效分支的专利地域布局信息，能够准确地了解各技术功效分支在不同国家与地区的竞争现状、专利侵权概率高低以及专利被授权可能性大小，因而可以协助大学生创业者设计出科学合理的专利布局策略，为攫取最大市场份额打下坚实基础。与此同时，要善于用专利撬开全球产品市场，有些大学生在创业伊始只关注国内市场，因而只在国内布局专利，从而失去了进入海外市场的机会。大学生创业者应像大疆公司一样善于使用PCT方式赢得进入海外产品市场的合法地位，拓展企业的成长空间。重视申请实用新型专利。大学生创业者在创业早期所拥有的资源比较匮乏，而实用新型专利具有授权时间短、成本低等优势，因而可以用实用新型专利保护技术更迭速度快的非核心技术，以达到在降低成本的同时，保证产品的市场合法性。

此外，研究亦有不足之处，第一，由于大学生创新创业成功概率很低，大学生创业成功的典型案例更是少之又少，因此,可供研究分析的对象总体样本就比较少，而在做实证研究时只选择大疆公司一家专利数据作为分析研究对象，以验证该多维技术功效模型的科学性，具有一定的局限性；第二，该多维技术功效模型具有5个分析维度，分别是技术、功效、时间、地域、高价值专利，该模型可以比较科学地分析无人机产业的专利数据，但是不同产业之间可能具有明显差异性，若想利用该模型分析其他产业的专利数据，应根据分析对象的产业技术特点适当地调整部分分析维度以使分析结果更加科学合理。未来将研究更多行业与大学生创业企业的专利数据，从而制定出更加精准的多维专利技术功效模型。