面向企业技术创新的专利技术信息挖掘与分析研究

收稿日期：2020-07-07

基金项目：国家社会科学基金重点项目“面向企业技术创新的专利大数据挖掘与分析研究”（项目编号：16ATQ008）;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“高校图书馆专利信息服务能力评价体系与提升策略研究”（项目编号：JKR012022003）。

作者简介：赵阳（1993-），女，馆员，硕士，研究方向：专利情报分析、信息计量。

摘  要：[目的/意义]探索适用于企业技术创新的专利技术信息挖掘方法，提高企业对专利信息的利用效率。[方法/过程]剖析企业技术创新的内涵及专利信息在企业技术创新中发挥的作用和价值，从企业技术创新的流程和需求入手，确定每个创新阶段需要挖掘的专利技术信息内容，以此选择基于专利检索、专利定量分析和定性分析的专利技术信息挖掘方法。[结果/结论]提出了面向企业技术创新的专利技术信息分析框架，基本可以满足企业技术创新对专利技术信息的需求，可供企业参考。

关键词：企业技术创新;技术创新流程;专利技术信息挖掘;分析框架

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2020.12.009

〔中图分类号〕G203;G255.53  〔文献标识码〕A  〔文章编号〕1008-0821（2020）12-0084-06

Research on Patent Technology Information Mining and

Analysis for Enterprise Technology Innovation

Zhao Yang

（Library，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Abstract：[Objectives/Significance]To explore patent technology information mining methods applicable to enterprise technology innovation，and improve the utilization efficiency of patent information by enterprises.[Methods/Procedure]Deeply analyzed the connotation of enterprise technology innovation and the role and value of patent information in enterprise technology innovation.It started with the process and demand of enterprise technology innovation，which determined the content of patent technology information to be tapped in each stage of innovation，and thus selected technical information mining methods such as patent retrieval，patent quantitative analysis and qualitative analysis.[Results/Conclusion]A patent technology information analysis framework was proposed，which could basically meet the needs of enterprise technology innovation，and can provide reference for enterprises.

Key words：enterprise technology innovation;technological innovation process;patented technical information mining;analysis framework

企業是技术创新的主体，并有将技术成果转换为专利的内在要求，因此专利是最主要的技术创新产出。尽管发明不一定都是技术创新，但绝大多数发明申请了专利，并且最关键、最核心的技术将获得专利授权，因此专利是企业技术创新中的重要情报源。专利技术信息是专利信息的核心部分，也是企业技术创新中最关注的内容，通过剖析企业技术创新的流程和各阶段对专利技术信息的需求，可以帮助企业制定面向技术创新的专利技术信息挖掘与分析方法。

1  企业技术创新理论基础

技术创新是一个充满风险和不确定的过程，专利作为企业技术创新的一大信息保障，可以为企业尽可能地消除不确定性。不确定性不仅由于信息缺乏造成，更可能因为所拥有的信息与所需信息之间的差距造成，因此，研究企业技术创新的内涵和过程，最终是要揭示企业技术创新的一般规律，从而确定各技术创新阶段企业对专利技术信息的需求。

1.1  企业技术创新的内涵

技术创新是一个非常宽泛的概念，目前，理论界广泛认同和使用的概念是企业通过利用创新知识和新的技术、工艺、生产方式、经营模式等，不断提高产品质量或者直接开发新的产品、提供新的服务，最终达到逐步占领市场并获得市场价值的目的[2]。技术创新是企业提高经济效益并增强市场竞争力的内在源泉，从概念中可以提炼出技术创新的几个特点：第一，强调技术创新的主体是企业;第二，从新技术的研发到产品的市场化和商业化是一个系统的过程;第三，检验技术创新成效的标准是企业商业利益的获取及技术的市场占有和实现程度。

1.2  企业技术创新的流程

企业技术创新是一个将知识、物质和技术转化为具有价值的产品的过程，涉及技术预测、市场调查和需求预测、新技术评估和决策、研究开发、设计和制造、过程管理、产品功能完善到市场营销等一系列活动。在技术创新过程中，以上活动紧密联系又有循环交叉。企业技术创新的过程模型大致有以下几种[3]：

1）技术推动模型。技术本身是要不断发展的，随着技术的改进或者现实的迫切需求，最终会引起技术的重大变革和突破。技术本身是企业创新的推动力，由技术发展引发的企业技术创新是一种线性过程。该过程始于研发，经过生产、制造、销售最终将某产品导入市场，如图1所示。

2）需求拉动模型。企业技术创新的成果最终要转换成具有市场价值的商品，在创新过程中只注重研发投入而忽视市场导向，很可能产品不能经受住市场的考验，企业的技术创新就毫无意义。因此，在需求拉动模型中，强调市场变化是技术创新的直接来源，市场需求是技术变革的机会，激发企业寻求新的技术突破方案，模型如图2所示。

3）技术市场交互作用模型。一项技术创新，既来自技术发展的推动，也来自市场对其的需求。技术与市场的交互作用模型强调技术创新过程中技术和市场两个因素的有机结合，作用于产品生命周期和技术变革的不同阶段，模型示例如图3所示。

4）一体化模型。一体化模型强调技术创新过程不是一个职能到另一个职能的序列过程，而是同时涉及创新构思产生、产品研发、设计制造和市场营销的并行过程，要求企业研发部门、设计部门、职能部门、销售部门等在企业创新过程中一致行动，实现职能一体化，如图4所示。

企业技术创新过程模型，不论是从技术推动或市场拉动，还是强调技术和市场的一体化作用，都反映出技术和市场在企业创新过程中的重要作用。综合企业技术创新过程模型，提炼出企业技术创新各阶段内容，如图5所示。

2  企业技术创新对专利技术信息的需求分析

从国家科委和国家统计局联合对2 932家大中型企业技术创新信息来源构成的调研结果来看，大中型企业技术创新的信息与构想主要来自企业外部，其中“用户信息”是最主要来源。但随着国内知识产权意识的不断提高，从专利等文献资料中获取直观、可靠、超前的创新信息与构想得到了大中型企业越来越多的关注[5]。

专利是衡量科技创新的有力工具，在很大程度上能够反映一个行业或企业的研发能力和技术创新活动。企业对专利信息的需求主要集中在技术方面，在信息时代，获取相关领域的技术信息是企业进行技术创新活动的重要环节之一，在技术研发过程中积极利用专利技术信息，是一种节约成本、提高创新效率的有效方法。

2.1  项目产生到创意确定阶段

企业通过分析外部坏境和内部资源，针对市场需求结合技术基础进行技术研发项目的选题，因此在该阶段，企业需要最大限度地掌握技术背景信息、技术状态信息，抓住技术空白和机会，对企业的主要技术研发方向展开深度的技术信息挖掘。通过检索和收集某一技术领域的专利文献，企业可以全面了解该领域的技术分布现状和发展趋势，判断该技术属于“朝阳技术”还是“夕阳技术”，是否值得投资研发。企业还可以在已经取得的成果和各种解决方案中寻找技术冷热点和技术空白点，挖掘潜在商机，帮助自身开发具有市场价值的产品，又可不侵犯他人权益。

2.2  基础调研到产品试验阶段

一旦技术研发项目已经确定，企业就要开始进行研发投入，根据详细的开发计划调配资源，开展研发活动。虽然技术选题已经确定，但是在研发过程中仍然需要严密跟踪相关技术变化，及时掌握相关技术申请的情况，避免企业损失;另一方面，若已存在技术或产品，可根据企业自身能力选择专利权转让或合作开发，减少企业的研发投入。专利文献的收集过程就是企业对现有技术的收集，根据企业内外部环境进行风险分析和适当的专利引进，寻找技术合作者和核心發明团体，了解自己与竞争对手的技术差距，跟踪竞争对手的竞争策略和发展战略，以有力的研发优势和防御机制保障技术创新的顺利布局和进行。

2.3  产品上市到市场拓展阶段

当一项技术发明转换成新产品后，如果不能顺利进入市场，就不能为企业带来经济效益，反而造成企业的资源浪费。因此，在技术创新的过程中，企业自始至终需要关注市场变化，特别在产品研发成功后，需要通过市场调查、宣传销售等市场活动将其成功推出。在此阶段可以通过持续监视技术变化和竞争对手动态，跟踪技术的法律状态，评估专利的价值，从技术贸易战略角度出发进行市场拓展分析、侵权分析等，以获取最大的商业利益。

2.4  产品维护到服务升级阶段

产品的顺利上市并不意味着企业技术创新活动的终止，企业在原有基础上还需要根据市场需求不断完善产品性能，提高产品技术含量。此时关注专利信息可帮助企业完成自我定位，锁定潜在竞争对手，在了解技术发展方向、发展趋势的基础上作出及时的战略调整，灵活应对市场需求的改变，巩固技术和产品的市场份额。

在企业技术创新的实践过程中，以上4个阶段的划分不一定十分明确，每个阶段的创新活动循序渐进，在交叉反馈和螺旋上升的状态中得以推动、深入和发展。因此，企业技术创新的各个阶段具有强烈的联系但又相互区别，它们对专利技术信息的需求也会发生阶段性的变化和交叉。在技术选题到实施研发的过程中，企业对专利技术信息的需求比较集中，在产品推出到技术升级的过程中，专利技术信息可以满足企业对技术领域持续监测的要求，但企业对专利法律信息和经济信息的需求更加突出，表1总结了企业技术创新各流程对专利技术信息的需求。

3  面向企业技术创新的专利技术信息挖掘与分析

专利技术信息挖掘方法多种多样，但在企业技术创新的各阶段中，对专利技术信息侧重不同，因此需要厘清技术信息挖掘方法的应用场景，完善面向企业技术创新流程的专利技术信息分析框架，为企业提供针对性的指导。

3.1  面向企业技术创新的专利技术信息挖掘方法

企业技术创新需要全面的技术信息作为支撑，而专利信息的深度挖掘和分析，特别是有针对性地挖掘技术信息，可以为企业技术创新提供技术情报，消除企业对技术信息的不确定性。常用的专利信息挖掘方法有数据趋势分析、构成分析、排序分析、关联分析、聚类分析、文本分析等，本文从基于专利检索、专利定量分析和定性分析3个角度，将现有技术信息挖掘方法进行归纳整理，提取了主要面向企业技术创新的专利技术信息挖掘方法。

专利检索[6]是专利技术信息挖掘和分析的基础，通过组合利用关键词、IPC等技术信息和技术方案检索方法，检索某一技术主题或技术领域下的一组专利文献，将孤立的专利信息组织起来，形成为企业技术创新所用的专利集群，帮助企业获取技术全貌，识别相关技术，并判别技术的发展背景，与现有技术进行比较，从而辨别技术创新的新颖性和可行性。

专利定量分析通过量与量之间的变化来反映专利之间的关系，它不仅能将零碎的信息转化为系统的、完整的、有价值的信息，还能帮助分析和预测技术发展趋势，科学地评价一定时空范围内企业的技术研发重点和技术创新的价值[7]。在专利定量分析中，技术生命周期分析[8]可以从专利数值指标中反映出技术发展阶段的划分和技术成熟程度，从而明确企业是否有必要进行技术创新以及进行技术创新所采取的策略;技术构成分析[9]通过组合“技术”“时间”“空间”等信息，从不同侧面反映技术领域分布情况;技术主体分析[10]应用于企业合作研发、合作模式、技术集群的研究以及核心发明人和专利权人的识别上，依据研究领域分布和企业规模比较可有效锁定技术竞争对手，进一步用于分析和跟踪竞争对手的技术研发策略，保障企业自身的竞争优势;专利引文分析[11]反映了技术领域发展的规律，同时也体现了不同技术领域的交叉和渗透，帮助企业了解技术的继承和累积情况，是确定基础技术和核心技术的有效方法。

专利定性分析是从专利的技术内容或专利的“质”来挖掘专利技术信息，可以获得更加全面和潜在的技术信息。专利定性分析综合使用数据挖掘、自然语言处理及机器学习等领域的知识和技术对非结构化的专利文本进行专利特征抽取、主题标引、分类与聚类等挖掘研究，从而识别专利的技术主题，并挖掘出替代性或共性技术[12]。技术冷热点分析[13]通过观察关键词网络的疏密程度，或者分析技术主题和技术功能效果之间的关系，挖掘出技术布局的热点和冷点，其中技术冷点是企业技术创新的可能突破口和研发方向;技术主题聚类分析[14]首先提取专利文献的技术主题词，依据各主题词的共现和聚类，披露了专利技术的核心内容和主要技术分类，反映技术集中和离散程度;技术路线分析[15]依据专利文献的相互引证关系，以时间线索或技术分支线索勾勒技术发展的历史延续，在此过程中获取基础专利、判断核心专利，进而预测专利技术发展趋势。

表2列举了各种专利技术信息挖掘方法及其在企业技术创新过程中的作用，以便企业根据不同需求和目标确定不同分析方法。

3.2  面向企业技术创新的专利技术信息挖掘工具

“工欲善其事，必先利其器。”在专利技术信息挖掘和分析的过程中，好的工具是必不可少的。专利挖掘工具的主要作用在于对准确的数据进行科学分析，提供可视化的分析结果展示，它为专利技术信息挖掘提供了技术保障，影响了挖掘和分析的效率及准确性。

个人或机构开发的免费工具主要有Soopat、Citespace、Patentics、佰腾等。此外，各专利局的官方专利数据库和专利检索平台一般包含基础分析和高级分析模块，基础分析模块包含专利信息统计中最基础的外部特征数据统计排序和图表展现，直观反映某技术领域的研发重点、技术分类、专利申请人和发明人等专利技术信息;高级分析模块主要包括基础分析中的核心统计表和其他具有实际意义的二维或三维关联统计图表，可对变量进行组合分析。

目前国内外多家公司开发了商业专利挖掘工具，功能各具特色。国内主流的商用专利分析工具主要有PIAS专利信息分析系统、智慧芽、Incopat、东方灵盾中外专利检索与战略分析平台等;国外商业专利分析工具主要有德温特创新平台（DI）、Aureka、Innography、STN AnaVist、Vantage-Point等。商用专利挖掘工具在免费工具的基础分析和高级分析模块基础上，加入更多分析功能，如DI可对专利文本和引文数据进行多角度的数据挖掘和可视化的全景分析;Aureka可通过Theme Space绘制技术地图;Innography具有独特的专利强度指标，可从海量专利数据中快速有效地筛选出核心专利。

3.3  面向企业技术创新的专利技术信息分析框架

从企业技术创新流程出发，通过确定各阶段企业对专利技术信息的需求，选择相应的专利技术信息挖掘方法和工具，有助于企業高效、精确地进行专利分析，节约研发经费和时间的投入。图6总结了面向企业技术创新流程的专利技术信息挖掘重点和内容，提供了相应的挖掘方法，构建了面向企业技术创新的专利技术信息分析框架。

4  结  语

企业技术创新是一个从项目产生、创意确定、

基础调研、产品试验到产品上市、市场拓展、产品维护、服务升级的过程，该过程充满不确定性，迫切需要相应信息支撑研发和决策，本文提出的基于专利检索、专利定量分析和专利定性分析的专利技术信息挖掘方法，基本可以满足企业技术创新各环节对专利技术信息的需求。企业应充分利用专利情报资源，参考面向企业技术创新的专利技术信息分析框架，实施有针对性的、适应创新过程的专利技术信息挖掘，从而提高技术创新效率，增强市场竞争能力，为生产和经营决策提供参考。

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（责任编辑：孙国雷）