基于专利分析的装配式建筑技术研究与发展分析

段鹿杰

（山东科技大学，山东 青岛 266590）

进入21世纪以来，随着社会经济发展由追求速度向着追求质量转变，我国产业现代化的改革就显得尤为重要，对于建筑行业来讲亦是如此。装配式建筑指的是采用预制构件在工地装配而成的建筑。当前阶段，多个省市针对装配式建筑出台了一系列的扶持政策和激励措施，更有地方政府对装配式建筑未来的发展方向提出了明确的要求，做出了明确的规划。究其原因是因为，大力发展装配式建筑不仅符合绿色建筑的要求，而且对于推动我国社会供给侧改革以及应对新一轮的产业变革具有重要意义。装配式建筑技术在建筑行业中的广泛应用，不仅大大缩短了建筑的建造周期，降低了对生态环境的破坏，同时也提升了建筑施工的安全和质量，是新时代产业改革背景下，建筑行业发展的一次重大突破。

专利技术则是客观、真实反映一个国家和地区在技术领域内发展水平与创新水平的重要指标，同时也是一个国家文化自信的具体体现。从本质上来讲，专利是一种特殊的文献资料，其主要包含了丰富的技术创新等内容。是解决相关领域内技术问题的重要依据，有着可靠性强、准确性高以及含有新知识等诸多优点。文章针对装配式建筑技术的专利展开分析。

1 装配式建筑技术专利研究的意义

装配式建筑的应用是我国制造行业向着智能化、生态化迈进的必经之路。大力发展装配式建筑技术不仅符合绿色建筑的要求，同时也是贯彻落实“低碳”“可持续化发展”理念的重要措施。近年来，得益于国家政策的大力支持，装配式建筑在建筑行业内的应用取得了很大的进步，在未来也必将会有更多的主体参与至装配式建筑发展中来。在这种大的发展背景下，相关的企业或者机构只有不断加快技术创新，对装配式建筑技术的未来发展态势和热点行业有一个全面的认知，才能够做到及时调整自身的发展方向，提升自身的综合竞争力。

文章以CNKI专利数据库中2000～2019年的装配式建筑相关专利技术数据为基础，对其进行了定量与定性分析，通过对20年来装配式建筑产业技术发展状况的梳理，并对其目前的研究与开发重点进行剖析，以期对其今后的发展方向有一个较为完整的认识，为今后在装配式建筑技术的革新与发展，提供一定的思想与方法参考。

2 研究方法与数据

2.1 数据来源

文章从CNKI发明专利数据库中选取了公开号为2000～2019年间的专利相关信息。为了确保专利数据的科学性和全面性，分别以“装配式建筑”和“装配式构件”为关键词在中国知识产权网中进行了检索，数据检索时间跨度为2000～2019年。

2.2 研究思路与方法

在得到专利数据之后，从定量统计分析和定性技术分析两个方面对其进行了分析，并得出了专利技术的发展现状及趋势。其中采用定量统计分析主要是针对专利数据的历年申请动向、技术生命周期、区域分布、专利申请时间等内容进行了研究。而采用定性技术分析则主要针对专利技术的研究热点进行了分析。使用OpenRefine对专利名称的队列和字段进行处理，以此来实现对数据中存在的冗余信息进行处理，并通过聚类功能来对数据中的相似单元格值进行处理。对数据进行清理之后，再使用R语言对数据进行可视化分析。

3 装配式建筑技术定量与定性统计分析

3.1 定量分析

针对2019年及以前年份的专利申请动向进行了分析。从分析结果可以看出，自2000年以来，我国装配式建筑技术有关的专利申请数量呈现出了逐年上涨的发展趋势，在数量上可以将其划分为3个不同的阶段：第一阶段为2000～2003年，该阶段内我国申请的装配式专利技术数量较少；第二阶段为2004～2011年，该阶段内我国装配式建筑技术在国内的发展处于萌芽期，虽然每年的专利申请量都会增加，但整体幅度较小；第三阶段为2012～2019年，该阶段内装配式建筑技术专利申请数量呈现出了较快的发展趋势，并且在2016年达到了专利数量的最高值，有597件之多。通常来讲，专利技术整个生命周期内可以划分为形成期、成长期、成熟期以及衰退期四个不同的阶段，专利技术生命周期如下图1所示。通常来讲，专利技术全生命周期反映的是该专利技术的整体发展走势，图中横坐标为专利权人数量随着时间的变化趋势，纵坐标为专利数量随着时间的变化情况。依据各个阶段内专利的数量以及发展特征可以看出，目前我国装配式建筑技术发展仍处于成长阶段。

图1 装配式建筑技术专利技术全生命周期图

专利技术的地域分布情况可以专利权人所在地为指标进行数量统计。为了便于对该指标进行统计，在文章中主要选取了专利人所在省份作为数据，将所有的专利所属省份字段利用R语言进行可视化分析，得出了专利权人地域分布图。可以看出，我国专利数量排名靠前的省市中，在国内装配式建筑技术方面有着较强的创新能力和研发能力，而在这之中，湖南省拥有全国15%的装配式房屋技术，拥有最多的装配式房屋技术专利。进一步对专利技术分布区域进行分析可以看出，我国东部地区装配式建筑技术专利要比西部地区多，且沿海地区要比内陆地区多，并且已经形成了区域化的发展趋势，而这种发展状况也为省际之间的专利研发和项目合作交流提供了基础条件。

为了更加清晰的展示各个节点之间的关系，采用R语言对专利数据进行可视化处理，得到了专利权人申请专利数量的排名，其中北京工业大学、沈阳建筑大学和东南大学专利申请数量最多。在这之中，沈阳建筑大学为拥有装配式建筑专利最多的企业，这也说明其具有较强的研发能力。而以北京工业大学为中心可以看出，申请人和其他发明人之间的合作较为紧密，以东南大学为中心，可以看出申请人和其他申请人之间的合作较为紧密，这说明这些企业和某一发明人之间有着较好的合作关系。

3.2 定性分析

运用IPC分类方法对现有的专利文件进行分类，可以更直观、更清晰地了解到目前的技术发展趋势。根据2000～2019年期间，世界上排名前十位的装配式建筑技术专利申请数量和分类号所对应的技术主题进行分析，其结果见下表1。

从表格中的数据来看，E04B1方向装配式建筑技术专利的数量要比其他方面的专利技术多得多，所占比例达到45.95%，所以，这项专利也就成当前世界上装配式建筑领域的研究热点。而E04B2、E04C2、E04G21三个领域内专利总和也达到了995件，占样本比例为46.32%，由此可以看出，三个领域同样是装配式建筑技术研究的热点领域。除此之外，其他技术领域内的专利数量相对较少，这是目前国内外对该问题研究比较薄弱的一个方面。

4 研发态势分析

4.1 时间态势分析

从时间节点上来说，在全球，装配式建筑技术行业的年度专利申请数据显示出如下发展趋势：2013年是一个重大的变化节点，之前装配式建筑技术的总体数量较少，且波动较小。而在2013年之后，装配式建筑技术专利的申请数量呈现出了逐年上升的发展趋势，尤其是在2015～2016年间，一直保持着很高的水准。总体而言，将组装式施工技术视为目前建筑业工业转型的重要方式，行业对其发展前景充分看好，因此其发展速度也较快。

4.2 专利申请人分析

通过对装配式建筑专利数据的申请人分析，可以发现，在全球专利占有存量前十位的机构和个人中，我国占据了8个名额，数量最多。这说明我国在该行业中保持着绝对的优势，装配式建筑技术专利数量遥遥领先国外。在这8个席位当中，其中，沈阳建筑大学、北京理工大学以及东南大学，都有一位学生以个体的名义登上了前十名。从这里可以看到，在人才、技术和资金等方面，我国具有比较大的优势，而这些高校企业是引导继续前进的主要力量。

5 国内装配式建筑技术发展建议

5.1 强化技术创新保护，加快专利创新管理

技术创新是社会进步的源动力，是产业变革的基础。专利作为技术创新的一种表现形式，只有对专利数据进行深入的挖掘和分析，才能够加快转配饰建筑技术的创新发展。为此，就必须要对尚未申请专利的已有核心技术展开专利保护，与此同时，还要对已有专利技术展开周边专利的申请，要及时对技术创新展开审查，以避免被侵权的风险。此外，还应该始终对装配式建筑技术的热点领域和发展趋势保持高度的重视，加强对其的研究，促进专利之间的相互授权，从而在专利技术的创新、保护和应用方面，形成竞争优势。

5.2 实施产教结合，促进企业自主创新

加强产学研结合，是促进我国迈向创新型国家的一项重要措施。对此各个企业应以国家政策为依托，充分发挥出高校、科研院所的技术优势来加大产学研合作，形成合力来解决装配式建筑技术创新和生产过程中遇到的难点，打破了知识分享的障碍，高效地将科技成果转换为生产力，并持续促进行业技术的创新发展。从另外一个角度来看，尽管在装饰建筑技术的专利数量上具有显著的优势，但是大多数的核心专利都还没有达到具备竞争力的程度，所以，必须要有效整合每一位参与者的资源，科学合理地利用创新资源，营造出一个良好的竞争环境，这样才可以促进行业的创新成果迅速转化。

6 结语

综上所述，随着社会发展理念的转变和建筑行业工业化进程的不断深入，装配式建筑技术得益于其拥有的提升生产效率、降低环境污染以及节约建筑成本等诸多优点，它已被越来越多地用于建设工程中，并将是今后国内建设工程建设的一个重要发展趋势。而为了顺应这种发展趋势，强化对装配式建筑技术创新意识，对专利技术之间的相关关系进行分析和探讨具有重要的意义，不仅能够找出装配式建筑技术未来的研发方向，同时也能够为分析该领域内的研发热点提供支撑，确保我国装配式建筑技术研发的常态化发展。