基于德温特专利数据库的钢结构现状分析

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　　摘  要：利用德温特专利数据库从时间、地域、技术领域、专利权人等多个角度对钢结构行业的现状进行了分析。具体分析了钢结构专利的申请趋势，对比了国内外钢结构技术的侧重点，探析了全球专利分布和主要专利权人的情况，为促进我国钢结构的技术研发和产业发展提供技术参考。
　　关键词：钢结构;德温特专利数据库;钢铁冶金;建筑结构
　　中图分类号：TU391         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）08-0005-03
　　Abstract： Based on Derwent Innovations Index， the current situation of steel structure industry is analyzed from the perspectives of time， region， technical field and patentee. The trend of applying for steel structure patents， the emphases of steel structure technology at home and abroad， the global patent distribution and the situation of major patentees are analyzed， in order to provide technical reference for promoting the technical research and industrial development of steel structure in China.
　　Keywords： steel structure; Derwent Innovations Index; iron and steel metallurgy; building construction
　　引言
　　鋼结构是由特定的钢制材料组成的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成[1]，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接[2]。钢结构是主要的建筑结构类型之一，钢结构行业是消耗钢材较大的产业之一[3]。德温特专利数据库隶属科睿唯安（Clarivate Analytics）公司，收录了全世界自1963年以来的二千多万件专利，提供了较为综合、全面的专利信息[4]。为了解钢结构领域近年来的技术分布和发展现状，本文基于德温特专利数据库对1990-2019年这三十年来钢结构的国内外专利情况进行了检索和分析，有助于把握钢结构领域的研究热点和未来发展方向。
　　1 钢结构专利申请时间分布
　　1990-2019年这30年期间，钢结构专利申请量为477，272件，其历年专利申请量分布如图1所示。从变化趋势来看，钢结构技术的发展可以分为2个阶段。
　　第1阶段为缓慢发展期（1990-2006年），这一时期的钢结构专利申请量保持在一个相对较低的水平，专利数量从1990年的954件缓慢增长到2006年的4，258件。这一阶段的研究和应用领域主要为钢铁冶金和建筑结构。
　　第2阶段为快速发展期（2007-2019年），这一时期钢结构专利数量急剧上升，从2007年的8，508件快速增长到2019年的56，052件，其中2018年的申请量达到62，347件。说明这一时期有越来越多的企业和科研院所投入到钢结构技术的研发中，钢结构的市场不断扩大，技术吸引力凸显。这一阶段的研究和应用领域主要为建筑结构、水利工程、桥梁建设等。
　　2 钢结构专利国家/地区分布
　　一个专利可以在多个国家和地区进行申请，也就是说，同一个专利可能具有多个国家和地区的专利号。因此，某一国家或地区的专利申请量，一方面体现了该国家或地区的技术发展程度，另一方面也体现了该国家或地区在本行业中的市场地位。为了解各个国家或地区在钢结构方面的技术实力和市场地位，根据专利代码对不同国家和地区的钢结构专利申请量进行了统计，如图2所示。从图中可以看出，在中国申请的钢结构专利数量多达393，000件，占据绝对多数。其次为日本，专利数量为46，716件。美国和韩国紧随其后，专利数量分别为20，863件和19，059件。由此可见，钢结构技术的研究热点主要集中在亚洲地区的中、日、韩三国，美国、德国等欧美国家也有一定数量的专利，但是相对较少。
　　进一步分析专利申请量排名前2位的国家，申请趋势如图3所示。从图中可以看出，中国在2006年之前钢结构方面的专利申请量较少，其中1991年和1992年申请量仅为19件。2006年之后，申请量迅速上升，2018年申请量高达58，655件，占全球专利的比例达到94.1%，说明中国越来越重视钢结构技术的研发。
　　日本从1990年到1999年专利申请量保持较快的增长趋势，这一时期日本钢结构专利占全球的比例在54.4%到72.0%之间，说明日本在钢结构方面起步较早，在早期就已经形成了雄厚的技术积累。1999年之后专利量出现波动，2007年专利量为2，326件，是近30年的最高值，但是整体呈现下降的趋势，并且占全球专利比例急剧下降，到2019年仅占全球专利的2.0%。
　　3 钢结构专利技术领域分布
　　钢结构的上游产业为钢铁、焊材和设备制造业，下游产业为房屋建筑、桥梁基建等。德温特分类代码M27（Ferrous alloys - including alloy production and composition）表示铁基合金的生产和成分，M24（Metallurgy of iron and steel）表示钢铁冶金，P55（Soldering， welding metal）表示焊接，对应钢结构上游产业的相关技术领域;Q43（General building constructions）表示一般建筑结构，Q41（Road， rail， bridge construction）表示公路、铁路、桥梁建设，对应钢结构下游产业的相关技术领域。如图4所示为钢结构相关技术近30年的专利申请趋势。从图中可以看出，在上世纪90年代初期，钢结构技术的研究重点为铁基合金、钢铁冶炼、焊接等上游产业的相关技术，并呈现稳步增长的趋势。随着钢结构上游产业技术的发展，2010年以后钢结构下游产业的相关技术呈现爆炸式增长的趋势。
　　4 钢结构专利权人分布
　　钢结构领域全球排名前十的专利权人如表1所示，从表中可以看出，钢结构领域申请专利最多的公司为日本的新日铁和JFE公司，这两家公司在钢结构领域具有明显优势。中国的国家电网、日本的神户制钢和韩国的浦项钢铁，分别位列第3～5名。全球专利申请量的前十位中有五位来自日本，占前十位专利总量的69.1%，可见在全球钢结构领域内日本具有极强的技术水平，主要技术为钢结构上游产业中的钢铁冶炼。中国紧随其后，在前十位中占据四位，占前十位专利总量的25.2%，主要技术为钢结构下游产业中的电力行业和建筑行业。
　　5 结论
　　全球钢结构专利申请量整体呈现快速增长的趋势。中国虽然起步相对较晚但是发展迅速，专利申请量位居全球首位，研究热点为建筑钢结构、桥梁钢结构等钢结构下游产业的相关技术;日本起步较早，专利申请量位居全球第二，研究热点为钢铁冶炼等钢结构上游产业的相关技术。钢铁冶炼是钢结构发展的基石，我国钢铁行业还需增强在金属冶炼方面的核心竞争力，开发高技术含量的钢铁品种，拓宽我国钢结构行业的产业链。
　　参考文献：
　　[1]何建中.钢结构用钢及钢结构产品的发展与应用[J].包钢科技，2018，44（03）：1-8，12.
　　[2]段斌，孙少忠.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J].焊接技术，2012，41（05）：1-7.
　　[3]姜继兴.我国建筑钢结构产业发展现状的思考[J].中国工程咨询，2013（08）：39-40.
　　[4]房梦雅，王青华，徐来，等.基于德温特专利数据库近10年组织工程支架、技术、假体领域的专利分析[J].中国组织工程研究，2019，23（18）：2894-2899.
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