專利資源正在成為企業最重要的資源。通過對專利情報進行細致、嚴密、綜合、相關的分析,幫助企業洞察技術、業務和競爭發展情況,并可據此提出相應的研發戰略和經營策略。專利組合、專利聯盟越來越成為企業競爭的重要戰略。Wagner等在Bronwyn研究的基礎上進一步用系統觀點提出專利組合理論,認為單個專利為主導的時代已經過去,在新的專利世界中整體(專利組合)的價值將遠遠大于局部(單個專利)價值之和,不斷擴張的專利申請活動正是企業普遍實施專利組合戰略的必然結果。
由于體制結構等原因,我國家電行業以仿制國外同類產品和組裝加工為主起步,科研資源較為分散,創新力量薄弱。在實際的研究和生產過程中,各企業為了各自的市場經濟利益,重復開發、相互封鎖等行為屢見不鮮,極大地浪費了有限的資源,在一定程度上拖延了整個行業的進步。為了能與國外壟斷型企業競爭,行業企業必須建立更為廣泛的技術合作體系,以協同研發實現資源共享和共同進步,構建專利聯盟以實現成員之間的聯合研發和各自成果的交叉許可,共建專利池以防御專利侵略。
因此本文研究構建一個企業協同專利分析平臺,用相應的專利分析方法和工具對平臺專利數據庫中的專利信息進行一般和組合分析,發現關聯專利,促進相關企業之間的專利資源共享和專利合作,促進企業專利聯盟和專利池的構建。
1 企業協同專利分析平臺體系結構
企業協同專利分析平臺主要由專利信息的采集、分析和服務幾個方面組成。專利信息主要來源于相關企業的提供和對有關網站的自動搜索。在專利采集過程中引入本體的概念,以實現更全更準的搜索;然后用專利分析方法和工具對采集的專利信息進行分析并制成專利地圖為企業提供專利情報,并進行基于技術分類庫的企業內或企業間的專利組合分析;最后將分析結果主動推送給擁有相關專利的企業,促進專利聯盟的構建。平臺的體系結構如圖1所示(陰影部分為主要研究內容)。企業協同專利分析平臺可分成以下2個部分:
1)基于Agent的專利分析工具。提供自動的、智能的專利分析,幫助減輕人的工作強度,提高專利分析的效率。專利信息的特點是量大、內容復雜、定義混亂,需要采用一定的分析方法和工具,主要的基本分析方法有:
(1)統計分析。對已經獲得的信息進行分析和識別,利用數理統計方法進行統計、匯總,建立分析與識別模型。通過繪制專利地圖來了解專利的過去和現在,同時分析未來的趨勢。一般利用在線分析軟件進行統計分析。
(2)關聯分析。主要包括行業技術群分析(關于某行業或某產品的N個專利中有M個技術關鍵詞,技術關鍵詞之間的強弱關系和關聯度)、技術關鍵主題詞和發明人之間的關聯分析、企業之間的關聯分析(競爭對手和合作伙伴關系)以及專利的引用分析等。一般利用數據挖掘軟件進行關聯分析。
本平臺在基本分析方法的基礎上結合Agent技術建立各種專利分析工具,主要包括:行業技術群分析、專利的趨勢分析、專利失效分析、專利預警分析和專利組合分析等。
2)企業協同專利分析平臺庫的構建。幫助平臺更好地進行專利搜索、專利分類和專利分析,解決基于Agent的專利分析工具本身所不能解決的問題,如專利本體庫的構建、技術分類庫的構建,同時促進專利聯盟和專利池的構建等。
圖1 企業協同專利分析平臺的體系結構圖
2 專利本體庫的構建
本體是領域知識的形式化說明,通常由概念、概念之間的關系、公理和規則組成。領域本體針對特定應用領域,抽象領域知識的結構和內容,包括各種領域知識的類型、術語和概念,并對領域知識的結構和內容加以約束,形成描述特定領域中具體知識的基礎。領域本體包含許多概念之間的語義聯系,例如同義詞、反義詞、從屬類別(is-a)、組成部分等關系。
建立專利信息本體庫是因為在現在的專利信息庫中,很多產品的術語描述不統一,有些產品只是為了達到專利審查要求的新穎性和創新性,故意使用另外一種術語表達,如現在熱門的環保電視和健康電視其實都是同一種類的產品,因此可以用“關聯本體”的概念解決這種概念的多種描述問題,通過建立映射關系,把同一個概念的各種不同描述統一起來。例如,將“數字電視接收器”作為本體的標簽(本位本體),“數字電視接收設備”、“數字電視接收裝置”就作為關聯本體。利用關聯本體,不需對原來的專利數據庫進行數據結構的調整,只要利用某種映射函數就能建立專利本體庫。
專利本體庫的構建過程大致分為5個階段:(1)目標和范圍確定;(2)本體的分析與表示;(3)本體的建立與實現;(4)本體使用評價;(5)本體維護。專利本體的建立與實現是其中的瓶頸,其工作量巨大,并且經常在變化,這需要最精通有關產品的專業人員在長期的應用過程中建立和完善。本文采用Protégé建立初始專利本體庫,并由不同的企業用戶和系統維護人員不斷相互合作補充和完善該專利本體庫。圖2是基于專利本體庫的專利檢索過程。
圖2 基于本體的專利檢索過程
用戶向系統提交檢索關鍵詞以后,系統將關鍵詞提交到專利本體庫,找到其對應的本體術語列表,這一步的工作實際上是語義檢索,包括①同義擴展檢索:如上文所闡述的,表達同一個產品可能有不同的術語,同義擴展就是把同一個產品的所有表示(本體術語)檢索出來;②語義外延和語義蘊含:語言外延就是把有滿足檢索條件的本體術語列出,語義蘊含就是檢索其下位術語。通過語義檢索,得到關鍵詞的所有本體術語列表;然后用所有列表中本體術語在所需要檢索的專利數據庫里進行精確匹配檢索,再將檢索出來的專利信息通過用戶自定義的規則庫進行過濾;最后得到的檢索結果不但全面,而且滿足客戶的需求。
3 技術分類庫的構建
在本文的專利組合分析中,技術分類是一個關鍵步驟。本文研究的企業內部和企業間的專利組合概念是建立在技術層面上的,是同一產品的不同技術或部件方面的相關企業專利的組合。例如關于電視機方面的專利,包括顯示屏、圖像、搜臺、外殼等不同部件和技術的專利。這些專利往往分屬于不同的企業,將這些專利中的某些專利組合起來就形成了企業內部或企業間的專利組合。企業內部的專利組合分析可以幫助進行專利組合授權,企業間的專利組合分析可以支持構建專利聯盟或專利池(Patent Pool)。
專利組合有兩大競爭優勢:(1)與專利組合的規模特征有關,即利用組合中專利的相互關聯性,形成一個完整的、保護范圍更大的“超級專利”;(2)與專利組合的多樣化特征有關,內部單個專利的差異帶來的多樣化可有效地降低創新不確定性帶來的風險,即“不確定性保險能力”。無論是關聯性和多樣性,這兩者都跟技術分類有關。
目前國際上公認的專利技術分類方法是國際知識產權組織(world intellectual property organization,WIPO)的IPC(international patent classification)。一個完整的IPC分類號由代表部、大類、小類、主組和分組的數字符號構成。如H04N5/60,其中H代表電學部,04代表大類,字符N代表小類,5(一般是1至3個數字)代表主組,斜杠后面的兩位數字60(一般是2至4個數字)代表分組。IPC分類會階段性地調整、增加,是不斷更新的。雖然它比較全面,涵蓋廣,但是同一技術主題,或者是同族的專利經常被分入IPC分類表中不同的位置,這些位置有時會相差很遠,相關專利被分入不同的“部”、“類”和“組”是常有的事。如電視的專利為H04N,其關于圖像的專利在1、3、5、9等幾個組中都有提及,列出一部分如表1所示。
表1 電視圖像專利分類的分散化
所以光靠IPC分類不能真正滿足廣大企業從產品技術角度出發的要求,于是將IPC技術分類與企業和客戶關心的產品或部件技術分類對應起來,形成一種易于多數企業員工理解的技術概念表示方法,盡可能地符合有需求的人的習慣,將產品的技術分類和IPC分類關聯對應,例如將專利IPC分類和企業的產品樹或物料清單(bill of material,BOM)表結構等關聯起來。產品的專利技術分類需要企業相關人員協同提供產品和部件的技術關鍵詞和技術分類條目(可能是多級的目錄)、分類號,提供相關的技術資料,等等,例如企業的產品樹或BOM表結構等;然后共同建立和逐漸完善基于產品的專利技術分類數據庫,以此來更加準確地反映產品構成技術的專利分類。如數字電視按產品類型可以分為數字電視顯示器、數字電視機頂盒、一體化數字電視接收機等。數字電視機頂盒中的有線電視機頂盒的主要技術有信道解碼、信源解碼、上行數據的調制編碼、嵌入式CPU(central processing unit)、MPEG(moving picture experts group)-2解壓縮、機頂盒軟件、顯示控制和加解擾技術等。將這些分類技術和IPC分類技術編碼建立一個對應表,最終形成一個比較完整的基于產品的專利技術分類庫。
根據產品的專利技術分類數據庫尋找相同或不同技術分類間的專利進行組合配對,進行各種組合分析,尋求最佳專利組合。同時,在這個交叉配對的過程中,可以發現許多前面未曾注意到的研究領域或專利申請可能,從而進一步申請相關專利,或者開展新的技術研究,發現新的技術熱點,從而為企業研發新產品、擴大市場打下基礎。
4 系統原型及應用
本文主要以數字電視為背景,根據上文所述的平臺體系結構構建了基于企業協同的專利分析平臺系統。平臺的主要內容包括專利的新聞資料,專利信息的查詢、分析和定制服務,專利分庫(本體庫、技術分類庫)的建設,以及專利論壇,供企業交流使用,如圖3所示。
圖3 專利分析平臺的內容框架
平臺的目標是支持專利信息服務。專利的查詢是基于本體概念上的,如圖4就是輸入數字電視接收機的查詢結果界面。系統根據關鍵字和關聯本體進行查詢,找到相關的數字接收設備等關聯本體,將所有相關的結果顯示給用戶。如果用戶覺得還有相關的關聯本體的話,系統提供接口讓用戶自己輸入本體資源,添加關聯本體,實現本體庫的自組織建設。
圖4 中國專利信息查詢服務
對于平臺上分庫的建設,如企業專利信息的上傳、本體庫和技術分類庫的構建都需要企業的協同。但是企業用戶為了企業自身的利益未必同意將自己最近的隱秘專利信息與人分享,這就需要平臺建立激勵機制來鼓勵企業提供專利信息,這是一個循序漸進的過程。另外,平臺選擇保密協議,例如企業暫時不想將其提供的某些專利公開,那么在分析的時候只針對這個企業使用這項專利進行相關的專利分析,而給其他企業的分析結果中不包含這項專利。通過激勵機制和保密機制來使越來越多的企業主動愿意提供更多的專利、技術信息。
5 結語
為了更好的發揮專利資源在企業中的效應,構建了一個企業協同專利分析平臺原型,通過本體庫的構建和完善來支持更準、更全的專利信息搜索,通過激勵機制和保密機制來鼓勵企業上傳還未完全公開或企業私有的專利信息。平臺還利用產品的技術分類和IPC分類的關聯對應,形成比較完整的基于產品的專利技術分類庫,將不同企業的專利組合進行分析,發現關聯專利,從而促進企業之間的專利合作和專利資源共享,促進企業專利聯盟和專利池的構建。
由于本體庫、技術分類庫的完善都需要企業用戶的協同,如何更好的使企業不斷地加入進來,協同合作,為創造更多的共同價值而努力,這是一個長期的過程,也是未來進一步的研究方向。另外,系統也只是在初步的構架中,需要在實際應用中不斷完善和改進。
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