基于专利分析的南通市智能制造装备创新发展路径研究

摘要：文章统计分析了截至2023年12月31日的国内智能制造产业领域的近200万条有效专利数据，剖析了南通智能制造装备技术与产业的发展现状，从技术创新能力和产业结构、企业创新和协同创新、专利运营实力、智能制造能力等方面对南通市智能制造装备产业进行定位分析，并与苏州、南京、佛山等对标地市的创新能力、产业结构、协同创新、专利运营管理、产业政策等进行对比分析，针对存在的问题提出产业创新发展的路径。

关键词：智能制造装备；专利分析；创新发展；路径研究；南通

中图分类号：G306.3 文献标志码：A

0 引言

预计2025年，全球智能制造装备行业市场规模有望达到1.4万亿美元，年复合增长率约8%。目前，全球智能制造装备市场的主要消费地区包括亚太地区、欧洲和北美［1］，其中，亚太地区是全球最大的智能制造装备市场，占据了市场的50%以上。2023年，我国智能制造装备市场规模达到3.2万亿元，预计2024年市场规模将进一步增长至3.6万亿元。目前，我国智能制造装备实现产业规模快速增长，但我国与发达国家相比存在差距，企业规模小、竞争力弱、产业基础薄弱，缺乏行业内的支持等［2］。

《江苏省智能制造发展指数报告（2022版）》［3］显示，2022年全省“三级及以上”高成熟度规上企业占比提升，省内企业转型升级成效明显，南通处于第二梯队。江苏以高端化、智能化、绿色化、服务化、融合化为发展方向，致力于打造智能制造装备产业集群，其中南京、苏州、无锡、常州等地成效显著。虽然南通智能制造装备产业发展已经取得一定成绩，但仍有产业整体集聚度还不高、产业链配套不完善、企业整体规模偏小、产品技术水平有待提升、智力支撑不足等问题。

1 数据检索及处理

本文研究分析的对象为智能制造装备产业，主要为南通市产业发展提供政策支持，产业技术分解主要依据2018版《战略性新兴产业分类》。选择的智慧芽全球数据库能够满足专利数据需求，“噪声”数据在可控范围之内。对研究对象采用“分总”的方式进行检索，即先在二级分支的范围内进行检索，并以关键词等相关检索要素作为补充，考虑到仅采用关键词进行检索，数据量较大，为有效去除检索结果所包含的“噪声”，在检索过程中还采用IPC分类号，利用分类号进一步限定检索范围，使检索到的数据在全面的基础上进一步准确。总体来说，检索以关键词表达为主，以分类号为辅，尽量做到检索数据的全面准确。数据检索截止时间为2023年12月31日。本文中，针对技术和专利技术首次申请国分析时对同族专利进行了合并统计；本文中，专利所属的国家或地区是以专利申请的首次申请优先权国别来确定的；本文中，“有效”专利是指到检索截止日为止，专利权处于有效状态的专利申请。

2 南通市智能制造装备产业定位分析

2.1 技术创新能力和产业结构定位

江苏在智能制造装备领域的整体技术创新能力强［4］，属于全国第一梯队，紧随其后的是广东、浙江、山东、安徽、河南等。南通市位列全国26位，在江苏省内位列第6位，说明南通市智能制造装备产业技术创新在全国属于前列，但在省内只属于中等水平。

各个省市和地市有各自侧重点，南通智能制造装备相关专利集中分布在机床及部件、连续搬运设备制造、变压器、整流器和电感器制造等领域［5］，均属于国内和省内热点领域，和东莞、佛山、徐州类似。南通在江苏省和全国范围内都有相对优势的领域，如深海石油钻探设备制造，纺织专用设备制造，变压器、整流器和电感器制造，金属切削机床制造，建筑材料生产专用机械制造等；都有相对劣势的领域，如增材制造装备制造，矿山机械制造，其他农、林、牧、渔业机械制造，生产专用车辆制造，供应用仪器仪表制造等。

2.2 企业创新和协同创新定位

江苏在智能制造装备领域的整体技术创新能力强，属于全国第一梯队，协同创新水平仅次于北京，紧随其后的是广东、山东、浙江、上海，主要是因为江苏的经济和工业水平较高，科研院所资源丰富，更利于协同创新的推进，如图1所示。

南通智能制造装备产业共有创新主体4471家，其中企业4464家，高校科研院所7家；有专利的企业3731家、高新技术企业1827家、专精特新企业292家、上市企业27家，但是未有引领集聚效应的龙头企业，企业整体创新实力还偏弱［6］。南通在江苏省内的协同创新水平相对较高，但与南京相比还有较大差距，这和本地科研院所资源有很大关系，如表1所示。南通市企业创新主体分布在各个领域，其中，工业机器人制造，建筑材料生产专用机械制造，炼油、化工生产专用设备制造，纺织专用设备制造，金属切削机床制造等领域企业分布较多。

2.3 专利运营实力定位

从图2中可以看出，浙江、江苏、广东位列省市排名前3位。南通已经位列全国地市第33位，和协同创新一样，已在30名之外，相比专利量排名全国第26位，专利运营还需加强。从表2中可以看出，南通在质押、海关备案的专利运营方面成效显著，但在专利诉讼、专利保全、专利许可等方面弱势明显，是未来需重点关注的专利运营方向。南通没有优势明显的运营领域。

2.4 南通市各县市区智能制造能力定位分析

依据《智能制造水平评价指标体系及指数计算方法》（GB/T 42757—2023）［7］、《智能制造能力成熟度模型》（GB/T 39116—2020）［8］，结合南通市智能制造发展的实际情况，从供给能力、支撑能力、应用水平和综合成效4个维度构建指标体系，对南通市不同县市区智能制造发展情况进行了综合评价。通过建立南通智能制造装备企业成熟度得分模型，根据企业选项赋分并进行加权计算，得到单个企业的智能制造成熟度得分。

从表3中看出，南通智能制造装备企业的智能制造成熟度仍处于二级规范级。从得分来看，海门区、南通市经济技术开发区和崇川区明显领先于其他区县，已经快到第三等级，是南通市智能制造成熟度相对较高的区县。从智能制造水平和智能制造装备相关专利量排名来看，得分最高的海门区和南通市经济技术开发区拥有的专利量反而是最少的，可见区域的智能制造装备相关专利量和智能制造成熟度并没有直接关联。

3 南通市智能制造装备产业对标地市分析

3.1 创新能力和产业结构对标

表4展现了对标地市专利类型分布，可以看出，苏州、南京及佛山的实用新型和外观专利均远高于南通，其中苏州是南通的数倍之多。从发明专利来看，南通的发明申请和授权量只比佛山高一点，相比苏州和南京差距较大，南通智能制造装备相关发明授权率仅次于南京，说明南通虽然在智能制造装备产业领域创新能力整体不及其他3市，但发明专利质量还是处于较高水平。

经检索分析，苏州在智能制造装备大部分细分领域都处于领先，即使不是第一，也和第一差距较小，反映苏州在智能制造装备产业结构上相对完善，没有明显的短板。相比之下，佛山在木竹材加工机械制造，食品、酒、饮料及茶生产专用设备制造两个细分领域处于领先位置，南通只在石油钻采专用设备制造领域取得领先，而南通在29个细分领域的专利量处于4个地市最低水平，说明南通智能制造装备产业结构相比一线水平的苏州、南京差距较大，即使是和南通相差不大的佛山，在产业结构上仍处于劣势，尚未形成具有较强竞争力的特色产业结构。

3.2 创新实力和协同创新对标

从表5可以看出，南京无论是协同创新专利量还是占比都遥遥领先，这主要是由于南京丰富的科教资源决定的。相比之下，虽然南通协同创新专利量不多，但是协同创新专利占比仅次于南京，领先于佛山和苏州，可见南通在智能制造装备领域的协同创新频率较低，但密度和成效较高，未来还需加大协同创新的力度，加快关键技术突破和产业化进程。

3.3 专利运营和管理能力对标

表6显示，南通智能制造装备产业整体运营次数低于其他3市，运营占比也远低于南京和佛山，其中诉讼、转让、许可、质押、保全5方面均处于末位，反映南通相比其他3市的专利运营水平和成果均差距较大，应当重点对标佛山和南京做好专利运营工作。佛山专利授权率和期限届满占比最高，未缴年费、撤回和驳回专利占比最低，反映佛山专利质量整体较高且专利管理能力更好，南通除了撤回专利占比最高，其他均处于中庸水平，反映南通专利管理能力一般，应对标佛山学习专利管理经验。

表7展现了对标地市智能制造装备发明专利当前法律状态分布，可以看出，佛山发明专利授权率最高、未缴年费失效的发明专利占比苏州最高、实审中发明专利占比南京最高、撤回发明专利占比南通最高、发明专利期限届满占比佛山最高、主动放弃发明专利占比苏州最高。相比之下，佛山发明专利授权率和期限届满占比最高，未缴年费和撤回发明专利占比最低，反映佛山专利质量整体较高且专利管理能力更好。南通除了撤回发明专利占比最高，其他均处于中庸水平，反映南通专利管理能力一般，应对标佛山学习专利管理经验。

3.4 产业政策对标

南通主要是“十四五”规划、智转数改等关联政策中提到重点发展高端装备和智能装备，最接近的政策是《南通市“十四五”制造业高质量发展规划》，并未针对智能制造装备或细分产业出台规划扶持政策；苏州2018年就出台了《关于加强智能制造生态体系建设的若干措施》，支持智能装备和核心零部件研发和首购首试，之后相继出台了《关于加快推进先进制造业集群发展的实施意见》《苏州市智能制造三年行动计划（2020—2022年）》《关于推进制造业智能化改造和数字化转型的若干措施》《苏州市制造业智能化改造数字化转型2023年实施方案》《加快建设制造强市行动方案》等一系列针对制造业和智能制造相关政策，相比南通的政策，更贴合智能制造装备产业的发展；南京相比其他3市更早支持智能制造装备产业发展，2016年就出台了《南京市企业智能制造装备升级实施方案》，之后制定了一系列相关政策，于2022年9月出台《南京市打造千亿级智能制造装备创新型产业集群行动计划》，是4市中唯一针对智能制造装备产业的政策，从10个方面打造千亿产业；佛山仅次于南京，出台了《佛山市加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级实施方案》《促进佛山信息装备先进制造业产业园发展扶持办法》等一系列政策，相比南通更贴合智能制造装备产业的发展。相比之下，4市的产业政策支持力度依次为南京、佛山、苏州、南通，南通应汲取其他3市产业政策优势，针对智能制造装备或者细分领域出台相关政策，聚焦性扶持产业发展。

4 南通市智能制造装备产业发展路径研究

4.1 产业结构优化路径

4.1.1 强化产业链优势

南通智能制造装备产业各个细分领域都有涉及，其中纺织专用设备制造，变压器、整流器和电感器制造，金属切削机床制造，建筑材料生产专用机械制造，橡胶加工专用设备制造，液压动力机械及元件制造，微特电机及组件制造等属于南通智能制造装备产业链优势领域，企业和知识产权分布较广，且产业化程度较高。南通应综合运用政策、经济等多方面资源手段（如科技、金融、人才、土地等），继续引导中天科技、国盛智科、亚威变压器、神马电力、海安戎克纺织、振华重工等龙头企业开展关键技术研发，通过研发创新、专利布局、技术合作等手段巩固区域产业优势，如纺织专用设备制造领域的津田驹工、必佳乐司、立达公司等。同时，加强布局产业链未来热点领域，如工业机器人、工业自动控制系统装置制造等，保持细分技术结构的比例，力争形成具有产业特色和未来竞争力的智能制造装备产业高地。

4.1.2 弥补产业链劣势

增材制造装备制造、生产专用车辆制造、供应用仪器仪表制造、机械化农业及园艺机具制造、服务消费机器人制造等领域相对薄弱，相比国内外差距较大。建议南通一方面通过政策引导和资金扶持，加强对该领域的技术研发和技术合作支持力度，加大对发明专利和国外专利授权的奖励力度，尤其是增材制造装备制造、矿山机械制造、机械化农业及园艺机具制造等关键热点技术的专利；另一方面积极引进相关龙头企业，针对细分领域分别考虑和国内外龙头企业合作，比如增材制造装备制造领域的惠普公司、精工公司、理光公司等，通过产业巨头带动产业链快速扩散，引导智能制造装备产业向高效转化、节能环保、低成本发展，同时以《南通市“十四五”制造业高质量发展规划》为基础，制定具备吸引力的招商政策，加快产业龙头企业的引进和落地，从薄弱环节完善产业链，推进全产业链属地化建设。

4.1.3 延伸产业链应用

智能制造装备主要应用场景是制造业，且我国已经成为世界工厂，江苏作为制造业大省，智能制造装备应用前景广泛。南通应紧抓产业和政策机遇，以《南通市制造业智能化改造和数字化转型三年行动计划（2022—2024年）》为抓手，大力推进智能制造装备的本地化应用，在南通本地形成产业闭环。同时，针对南通优势领域（纺织专用设备制造，变压器、整流器和电感器制造，金属切削机床制造，建筑材料生产专用机械制造，橡胶加工专用设备制造，液压动力机械及元件制造，微特电机及组件制造等）的产品进行江苏省乃至全国推广，进一步推进南通智能制造装备产业全链布局。

4.2 技术创新能力提升路径

4.2.1 区域领先产业环节的技术提升路径

南通积极响应国家智能制造政策体系，凭借区位优势着力布局智能制造装备产业发展，形成在国内有地位、今后有发展优势的智能制造装备产品群。虽然南通智能制造装备产业在纺织专用设备制造，变压器、整流器和电感器制造，金属切削机床制造，建筑材料生产专用机械制造，橡胶加工专用设备制造等细分领域有一定专利总量优势，但缺乏专利集中优势，对处于产业优势但知识产权相对薄弱的企业进行技术提升、专利挖掘、导航、布局，增加企业知识产权储备，提高产业专利控制力，进一步优化资源配置，提高资源利用率和产业竞争力。在南通已有智能制造装备相关企业的基础上，推进智能制造装备知识产权联盟建设，促进智能制造装备相关技术集成创新、成果产业化，加强创新主体间的合作关系，强强联合，尤其重视吸纳产业链内强势高校院所，引导企业通过技术合作引进加快技术创新能力的提升，比如建筑材料生产专用机械领域的东南大学、纺织专用设备领域的东华大学等。

4.2.2 区域薄弱产业环节的技术加强路径

针对南通智能制造装备产业薄弱环节，一方面，应引导企业重视专利信息等技术科技情报的运用，配合市场发展需要建立智能制造装备行业或技术主题专利情报数据库，通过有效利用专利数据库进行专利数据查询、检索、特定主题技术动态监视和简单的分析等，即时了解国内外本行业或技术主题的技术进展和专利保护情况，提高技术创新起点，增加知识产权储备，增强核心竞争力。另一方面，找准未来研发热点，如增材制造装备制造、矿山机械制造、机械化农业及园艺机具制造等，考虑从相关细分领域优势学科的高校引进相关技术，通过协同创新加强技术研发，实现弯道超车；如增材制造装备制造领域的西安交通大学、机械化农业及园艺机具制造领域的中国农业大学等。有条件可以从博世、日立、西门子等国际巨头企业引进相关技术，必要时可资助部分企业实施技术转让许可，进一步加强薄弱产业环节的技术储备。

4.2.3 产业技术创新人才引进培育路径

南通智力支撑不足作为南通智能制造装备产业的关键问题之一，人才引进培育是产业技术创新的核心要素。南通应针对产业优劣势、是否未来热点技术对接重点高校，一方面对接高校专家教授，比如工业机器人领域的华南理工大学（张铁、邹焱飚、肖南峰等），做好人才团队合作引进工作；另一方面对接高校相应专业，和二级学院建立长期产学研合作，针对细分领域优势学科的高校学院给予政策支持，比如人才补贴、住房补贴等，促进优质高校毕业人才来南通就业发展，为南通智能制造装备产业提供智力支撑。

4.3 专利布局运营路径

4.3.1 专利分析布局路径

目前，全球智能制造装备产业正处于成长期［9］，伴随着全球人口结构变化、市场需求不断扩大，未来智能制造装备将迎来新一阶段的专利布局和应用。智能制造装备产业发展已经到了关键点，南通应紧抓时代机遇，一方面加大创新主体的创新实力，针对领域优劣势、是否未来热点推进不同的专利布局模式，针对优势和未来热点，重点推行储备式布局，以期强化优势和应对未来产业竞争；针对特殊作业机器人制造，石油钻采专用设备制造，冶金专用设备制造、炼油、化工生产专用设备制造等均势领域推行对抗式布局，旨在鼓励创新主体参与市场竞争，以抢占技术和市场为主；针对服务消费机器人制造、拖拉机制造、供应用仪器仪表制造、生产专用车辆制造等劣势领域以保护式布局为主，围绕企业自身的技术或产品方案布局专利。另一方面是联合资深的代理所、相关企业和高校，开展专利分析协同布局，针对智能制造装备关键技术做好专利微导航、专利预审、专利预警等知识产权分析工作，重点分析细分领域的核心专利，尤其关注全产业链布局的三菱、日立、博世、西门子等国际龙头企业，创新主体应做好专利规避设计，防止专利侵权，在高水平技术成果的基础上进行专利布局，共同组建智能制造装备高价值专利池，为未来专利成果转化和运营奠定基础。

4.3.2 专利市场运营路径

南通相比南京、苏州和佛山的专利运营水平和成果均差距较大，在质押、海关备案的专利运营方面成效显著，但在专利诉讼、专利保全、专利许可等方面弱势明显，是未来需重点关注的专利运营方向。南通应重点学习佛山（《佛山市知识产权局促进知识产权高质量发展资助办法》《佛山市知识产权质押融资风险补偿专项资金管理办法》《佛山市国家知识产权强市建设示范城市工作方案（2022—2025年）》）和南京（《南京市国家知识产权保护示范区建设方案》《南京市国家知识产权强市建设示范城市工作方案（2022—2025年）》《南京市“十四五”知识产权发展规划》《南京市知识产权质押融资奖励实施细则》《南京市知识产权证券化融资奖励实施细则》《南京市知识产权人才培训基地管理试行办法》）优势知识产权政策，出台专利管理和运营相关扶持政策，鼓励支持创新主体运用现有专利资源，从整体生产经营策略出发，开展转让许可、质押融资、投资入股等，实现专利资本化。同时，开展精准化专利供需匹配，通过发布会、网上展示、成果推介、路演等线上线下结合方式，广泛开展专利技术对接活动，积极参与省科技厅、教育厅和知识产权局组织的专利（成果）拍卖季或者专利转化对接等专场活动，提高专利对接精准度和签约率。考虑到南通智能制造装备产业细分领域较多，针对领域优劣势、是否未来热点推行不同的专利运营策略，如纺织专用设备制造、金属切削机床制造等优势领域推行专利运营示范政策，以优势领域龙头企业的进行专利运营示范，带动其他创新主体开展专利运营活动；工业机器人制造、塑料加工专用设备制造、金属成形机床制造等均势领域推行专利运营激励政策，以政策激励推动专利运营；增材制造装备制造、矿山机械制造、机械化农业及园艺机具制造等劣势领域推行专利管理及产业化政策，以政策鼓励创新主体专利高效管理和成果转化。

4.3.3 产业政策配套路径

随着美国、德国、日本等发达国家纷纷实施以重振制造业为核心的“再工业化”战略［10］，中国及各省市相继出台智能制造装备相关政策，地方政策更是呈现井喷态势。南通应紧跟产业政策趋势，学习《南京市打造千亿级智能制造装备创新型产业集群行动计划》《佛山市加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级实施方案》《促进佛山信息装备先进制造业产业园发展扶持办法》等对标优势地市政策，以《南通市“十四五”制造业高质量发展规划》为基础，建立完整的智能制造装备产业体系，就产业结构优化、重点企业培育、协同创新、高价值专利培育、创新人才引进培育、创新能力提升等方面进行重点规划扶持，建立一系列配套专项计划和保障措施，构建以知识产权为保障的现代智能制造装备产业体系，引领南通智能制造装备产业高端化高质量发展。

参考文献

［1］张容磊.我国智能制造装备产业发展分析［J］.智能制造，2020（8）：17-24.

［2］俞朝杰.试论智能制造装备产业的现存问题及发展思路［J］.内燃机与配件，2020（9）：207-208.

［3］中国电子技术标准化研究院华东分院.江苏省智能制造发展指数报告（2022版）［EB/OL］.（2023-05-17）［2024-07-03］.https：//www.c3mep.cn.

［4］王暑雯，闾安琪，郑熙，等.江苏智能制造产业集聚的影响机制与创新发展路径研究［J］.中国商论，2022（17）：156-160.

［5］刘双，张小丹，葛健康.南通智能制造装备技术与产业创新生态体系建设研究［J］.当代县域经济，2024（6）：26-28.

［6］刘双，张小丹，姜银方.南通智能制造装备技术与产业广域泛在比较研究［J］.兰州职业技术学院学报，2024（2）：16-19.

［7］全国信息技术标准化技术委员会.智能制造水平评价指标体系及指数计算方法：GB/T 42757—2023［S］.北京：中国标准出版社，2023.

［8］中华人民共和国工业和信息化部.智能制造能力成熟度模型：GB/T 39116—2020［S］.北京：中国标准出版社，2020.

［9］胡祝银.中国智能制造装备产业国际竞争力及提升研究［D］.武汉：武汉大学，2022.

［10］谢兵兵，尹峰.增强智能制造装备供给提升智能制造发展核心能力［J］.智能制造，2022（1）：26-27.

（编辑 姚 鑫编辑）

Research on the innovation and development path of intelligent manufacturing equipment

in Nantong city based on patent analysis

ZHANG Xiaodan， WU Peng， ZHOU Jiaju， CAI Ziyue

（Nantong Intellectual Property Protection Center， Nantong 226399， China）

Abstract： The article statistically analyzed nearly two million valid patent data in the domestic intelligent manufacturing industry as of December 31， 2023， and analyzed the current development status of Nantong’s intelligent manufacturing equipment technology and industry. It positioned and analyzed Nantong’s intelligent manufacturing equipment industry from the aspects of technological innovation capability and industrial structure， enterprise innovation and collaborative innovation， patent operation strength， and intelligent manufacturing capability， and compared and analyzed it with benchmark cities such as Suzhou， Nanjing， and Foshan in terms of innovation capability， industrial structure， collaborative innovation， patent operation management， and industrial policies. Based on the existing problems， it proposed a path for industrial innovation and development.

Key words： intelligent manufacturing equipment; patent analysis; innovation-driven development; path research; Nantong

基金项目：2023年南通市创新环境（软科学）研究计划一般项目；项目名称：南通市智能制造装备技术与产业发展研究；项目编号：20230545029。

作者简介：张小丹（1980— ），女，高级工程师，硕士研究生；研究方向：知识产权综合运用，专利预审，产业创新管理。