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中国重型燃气轮机专利研发与市场脱节

作者:未知     来源:未知    2014-06-16 14:00:07

   

 

  图1 全球专利申请趋势及技术构成

  

 

  图2 中国专利申请人构成

  

 

  图3 中国专利年申请量

  编者按 大数据时代,对纷繁专利信息的分析、加工、组合,可以帮助我们更好地了解前沿技术领域已经发生了什么、正在发生什么和将要发生什么,为企业充分研究市场和竞争对手、规避技术研发中的专利风险、找到自己的研发方向和突破口,提供有价值的参考,助力企业转型升级。国家知识产权局组织编写的工业机器人、燃气轮机、浏览器、卫星导航等《产业专利分析报告》,分别从专利总体态势、重点技术领域的竞争态势、重点技术演进路线图等方面对国内外专利进行了分析。今日起,本报开设“开展专利分析,把握产业走向”专栏,采访了《报告》的撰写人员,希望为读者揭示相关产业的最新发展趋势和专利竞争态势,以资借鉴。

  作为继蒸汽轮机、内燃机之后的新一代动力装置,燃气轮机集新技术、新材料、新工艺于一身,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。发达国家将其列为“保证国防安全、能源安全、保持工业竞争力的战略产业”。当今世界工业强国是如何谋划燃气轮机产业发展的,通用电气、西门子等跨国巨头又是如何在技术上精益求精、通过专利布局构建保护网的,我国企业从中能得到哪些启示?国家知识产权局

  专利局不久前出版了《燃气轮机专利分析报告》,本报记者摘其精华呈现给读者——

  全球: 少数强国的“竞技场”

  燃气轮机是以空气为介质,靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能动力机械。具有体积小、功率大、启动快、寿命长的特点,广泛用于轮船、舰艇、电站等高端装备上。

  “截至2013年5月30日,全球关于重型燃气轮机的专利申请共计48197项。”《报告》将全球专利申请趋势分为五个主要阶段,从图1可见,从上世纪80年代后期开始,燃气轮机的全球专利申请量一路上涨。“特别是从1994年起,受计算机技术、新材料、新工艺的普及推广以及90年代全球经济高速增长的影响,全球专利申请量进入了一个高速增长阶段,平均年增长率达到18%,在2009年至2011年期间一直保持年均2700多项的高点。”

  从专利申请国别角度进行分析,美国凭借深厚的科研实力和高度发达的机械加工制造水平,成为燃气轮机技术世界领先的国家,以通用电气、联合工艺和西屋电气为代表的美国企业所生产的燃气轮机享誉全球。在美国申请的专利数量占据了全球总申请量的24.7%。日本实施了引进、消化、再吸收的战略,从1994年进入高速增长阶段后,年均申请量甚至超越了一直处于领先地位的美国。

  “大部分重型燃气轮机技术还是被少数工业强国拥有,它们依托强大的技术优势在每一次的技术演进中占据有利位置,进而对日美欧等主要市场进行专利布局。”可以说,由于研发难度大,技术、工艺要求高,这一领域是少数强者的“竞技场”。

  “目前,燃气轮机正朝着大功率、高效率、低排放、燃料多样化及长寿命方向发展。”《报告》分析,其发展趋势集中体现在:提高压比和涡轮初温,提高整机性能;拓宽燃料适应性,实现多种能源高效、低碳利用;采用新型燃烧技术,降低污染物排放,满足环保要求;采用先进循环和先进设计技术,部件及整机效率不断提高;研制新型高温材料,采用先进冷却技术,提高热端部件的性能和可靠性。

  从重型燃气轮机的各技术分支来看,透平技术方面的专利申请量位居首位(图1),其次是燃烧室、压气机。90%以上的专利申请是关于透平和燃烧室的。“这两个技术分支都涉及热部件,而且结构复杂,无论是从形状、结构,还是从材料、涂层方面来说都存在较大的提升空间,因此成为技术研究和专利申请的热点。”国家知识产权局专利局机械发明审查部审查员董喜俊强调。

  中国: 研发与市场脱节

  从国内来看,我国在重型燃气轮机行业的专利申请进入了高速增长期。如图3所示,从2009年开始中国专利年申请量快速增长至700件以上,呈现“增速加快”的发展态势。国外申请人通用电气、阿尔斯通、三菱重工和西门子的申请数量逐年增多并呈稳步上升趋势,成为申请的主力。截至2013年5月30日,重型燃气轮机领域的中国专利申请总量为6586件。

  对专利申请类型进行分析可以发现,在中国进行专利布局时,国外创新主体大多以国际专利PCT进入为主,同时配合极少量实用新型专利申请。而国内创新主体的申请则以非PCT发明专利申请为主,实用新型专利申请为辅,且只有极少量的PCT发明专利申请。“说明国外主体专利申请的质量较高,国内主体的水平有所欠缺。”董喜俊说。

  同时,在失效的申请中,视撤和因费用终止的申请占据了主要地位,《报告》建议:“申请人应多关注技术创新及专利的市场应用性,尽量减少技术含量和创新水平低的专利。”

  “通过专利检索发现,我国四大气轮机厂的专利申请数量一直很少。这是由于他们与外方合资,主要从事组装业务,几乎没有从事研发活动。而外方不但坚持不转让技术,甚至连关键的部件也不在中国生产。”董喜俊表示,虽然目前燃气轮机国产化率接近70%,但是研究表明,我国燃气轮机产业的整体技术水平落后发达国家二三十年,几乎全部核心技术被国外企业所占据,而且还形成了较严密的专利保护网络。“一方面原因是国内研发起步时间较晚,另一方面更重要的原因是专利技术壁垒难以突破。”

  “在国内,作为市场主体的公司和企业申请量并不占优势。”《报告》指出,在重型燃气轮机领域的中国专利申请中,申请量最多的为美国通用电气,以总量1792件远远超过位居第二的西门子,国外申请人申请数量较多的均为公司和企业;国内申请人申请数量最多的是北京航空航天大学和中国科学院工程热物理研究所,进一步印证了“国内申请人存在研发与市场脱节的现象”。

  策略:充分借鉴,掌握核心技术

  面对国际燃气轮机市场激烈竞争和国外高度垄断的形势,我国对自主燃机产业的发展非常重视,国家发改委和科技部早就将我国燃气轮机产业发展的思路和对策纳入“十一五”及长期发展规划中,重型燃气轮机是国家优先发展的10项重大技术装备之一。《报告》建议,国内企业应该充分把握国家的政策鼓励和引导扶持契机,多方位展开技术研发创新,“重点突破燃气轮机热端部件的材料、涂层、熔模铸造等技术难点,并进一步争取国家的资金支持”。

  近些年,我国虽然采取“以市场换技术”的政策引进当代先进F/E级技术,但对于热端部件制造,外方坚持不转让任何技术,因此,对于叶片、喷嘴等热端部件的核心技术,国内企业和研发机构应当“多借鉴国外几大巨头的专利公开信息,在其基础上有选择地进行创新,争取早日掌握核心技术,提高我国燃气轮机叶片的水平”。

  《报告》指出,国外企业已经建立了严格完善的知识产权保护体系,国内企业在研发过程中,要注意有针对性地进行规避研发,并在研发的各阶段结合自身实际需求积极开展专利分析并进行专利申请,根据技术创新程度,选择“核心专利和外围专利同时申请、先外围专利后核心专利或者先核心专利后外围专利申请”的专利网构建策略。企业取得知识产权后,要加大投入,促进产业化。

  《报告》还建议我国企业可以借鉴国外企业研发团队建设经验。例如,我国企业可以借鉴西门子“引进高技术人才、充分发挥集体智慧”的叶片领域研发团队的运作模式,结合企业自身定位和发展,与该领域的优秀技术人才或团队合作共同研发,形成“企业+个人团队”的研发模式,围绕进入市场的产品形成系列知识产权。

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