一、全球專利申請量回落,中韓引領近年增長
截止到2016年12月,全球關于船舶建造的專利申請累計36423件,涉及23458個專利族。其中,近二十年以來,隨著造船模式向設計制造一體化轉變,新技術不斷出現,專利申請量達到17651件,涉及11586個專利族,接近全部專利量的一半。
圖1近二十年全球造船技術專利申請趨勢
從2013年以來的專利申請數據看,隨著全球船舶市場的持續不景氣,船舶建造相關專利申請已經開始回落。船舶建造專利申請量在世界范圍內的緩慢增長趨勢一方面說明由于受到全球產能過剩的影響,導致造船市場對于研發和專利投入降低,另一方面說明隨著船舶建造技術向現代造船模式轉變,船廠更加注重專利質量導致申請量有所下降。
結合船舶建造技術的發展來看,近二十年來,隨著電子計算機技術在造船CAD和CAM方面的應用不斷擴大和深入,造船精度控制技術和船舶工程管理技術日臻完善,從而使得造船的社會技術“集成”機制充分發揮作用,正向著“空間分道、時間有序”的殼舾涂一體化(IHOP)狀態,即造船業的CIMS方向發展,進而成為“信息密集型”產業,即現代化造船模式。
近二十年來,全球造船技術主要集中在中日韓三國。其中,日本每年的專利申請量保持在近百件左右,隨著全球專利申請量的增加,其占比明顯下降。韓國自2006年開始,專利申請量增長迅速,2012年達到1536件,占當年總申請量的百分之七十。我國在近十年的專利平均增長率達到23%,據不完全統計,2014年的專利申請量已經達到559件。
圖2近二十年全球造船技術專利主要國家
如上圖所示,韓國和中國由于近年來重點發展高技術船舶和海洋工程裝備產業,技術研發活躍,專利申請量增長明顯,且上升勢頭強勁;相比之下,日本在這一領域的專利申請比例明顯降低。
二、歐洲技術流出明顯,日韓強化在華布局
隨著國際船市進入新一輪調整周期,全球造船業競爭格局更加激烈。全球船舶建造技術的專利申請大量集中在日本、韓國、中國和美國。此外,德國、英國、俄羅斯、法國等歐洲國家也占有較大比例。世界知識產權組織和歐洲專利局已經成為跨國企業尋求全球和地區性知識產權保護的重要途徑。
圖3全球專利申請目標國分析
值得關注的是,近二十年中,我國已超越日本和美國,躋身全球造船技術的第二大專利申請目標國。一方面充分說明我國的造船產業規模和市場潛力巨大,另一方面也預示著今后我國造船企業面臨的知識產權挑戰和風險將進一步加劇。
表1全球專利申請專利流向分析
在此基礎上,聚焦近二十年的專利,將主要國家本土發明人的專利量(專利來源國)與本國專利申請受理量(專利目標國)進行對比發現,造船大國中日韓三國的專利申請以流入為主,法國、英國和荷蘭等國的專利申請呈現出流出為主的顯著特征。此外,美國、俄羅斯和德國等也都屬于專利流入國。
圖4中國專利申請來源國分析
我國近二十年的專利申請中,除本國申請人提交的2879件專利以外,國外申請人主要來自韓國、日本、美國、法國和德國。其中,韓國申請人主要是三星重工和現代重工;日本的申請人包括日立造船、雅馬哈公司和三菱重工等;法國代表企業是GTT公司;德國代表企業是西門子公司。
三、韓企注重本國申請,日企推行國際化布局
在船舶建造領域,專利申請量排名前三的公司是韓國三星重工(1440件)、現代重工(1151件)和日本三菱重工(860件)。在排名前十五的申請人中,韓國占據四家,日本占據七席。
圖5全球專利主要申請人分析
以三星重工為首的韓國企業在船舶建造領域的專利主要集中在近5~10年,是本領域快速發展的新勢力。通過分析其近十年的專利申請國家可知,除三星重工有較多比例的日本申請外,現代重工和大宇造船國際化布局仍未大規模開展,目前專利申請絕大部分仍布局在國內。
圖6韓國主要船企專利布局分析
以三菱重工、石川島播磨為代表的日本企業,雖然專利申請量比韓國企業少,但專利申請呈現多元化格局,除本國申請外,每年都有一定數量的PCT申請和美國、韓國等其他國家申請,海外市場的專利布局比例高于韓國企業。
圖7日本主要船企專利布局分析
四、專利技術彰顯船舶建造技術發展途徑
目前,全球造船技術正朝著設計智能化、產品智能化、管理精細化和信息集成化等方向發展,日韓造船強國正在瞄準構建智能船廠的目標邁進。
對近二十年全球船舶建造專利按照技術類別進行分析,專利主要集中在船只設計、建造、保養、改裝、重新裝配、修理或測定性能的方法和船體結構,以及焊接設備或工藝、船體或水翼的流體動力學特征或流體靜力學特征、電弧焊接或電弧切割、載荷處理裝置以其為特征的船只、適合于專門用途的船舶或類似的浮動結構和直接作用在水上的推進部件在船上的配置等分支。
值得注意的是,有近百件專利涉及船塢或碼頭修建方法,船塢或碼頭施工用具或其他建筑輔助設備或其應用;以及分段結構等材料的現場堆放處理。
表2船舶建造專利IPC分類
在此基礎上,對船舶建造專利進行去重獲得的11575個專利族進行文本聚類可知,大量的專利集中在船體分段(hull/block/shipbody)的受力分析(longitudinal direction/longitudinal axis),以及雙層船體結構(double hull)設計;鋼板(steel plate)的不銹鋼(stainless steel)切割、對焊(butt welding)技術以及焊槍(welding gun);建造(ship building)中的總段(complete cross section)技術;自動焊(automatic welding)技術;傳動裝置(drive shaft)的安裝(installation height)技術、反向旋轉(reverse rotation)技術和滑塊(sliding block)。
圖8全球船舶建造專利聚類分析