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[其它] 我国木工家具机械化技术创新进展研究 ——基于2000—2022 年木工家具机械领域专利数据

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发表于 2025-1-20 07:46:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘 要:从专利数据分析视角研究木工家具机械领域的技术创新进展,统计了2000—2022年我国木工家具机械化技术领域申请专利情况,从专利申请趋势、板式家具和实木家具的主要木工机械发展情况、申请人类型、省(区)分布等方面对木工家具机械化技术进行了分析,得出我国木工家具机械生产领域分布不均匀、技术发展不平衡、板式家具和实木家具机械专利申请量在不同时期侧重程度不同等结论,并提出要加强区域协调与合作、有关部门鼓励木工家具机械化专利多方向发展、企业与科研院校加大对基础研究的科研投入、我国企业、个体研发者、高等院校、科研院所要加大对木工机床,切削工艺以及制材的专利技术的交叉许可等建议,以期提升我国木工家具机械整体水平。
关键词:木工家具; 机械化; 专利分析; 申请趋势; IPC技术

[size=1em]木材作为一种可再生资源,因其具有美观、耐用、可塑性强、易保养等优点,成为家具生产的理想材料之一。木工机械是木制家具生产过程中不可或缺的重要加工工具。虽然我国木工家具机械技术已较为完善,但与美国、德国等相比还有待提高。

[size=1em]《中国制造2025》为我国木工家具机械技术制定了目标,指明了方向,有利于推动我国木工家具机械化发展[1-2]。2023年上半年,我国木工家具机械及相关配件进出口总额为149.2 亿美元,其中,进口额为6.71 亿美元;出口额为142.5 亿美元。木工刀具进出口总额为6 670 万美元,同比增长-11.17%。其中,进口额为553 万美元,同比下降3.09%;出口额为6 118 万美元,同比下降11.84%。可以看出,我国木工家具机械进口量逐渐减少,而出口量逐渐增加,说明我国木工家具机械已经形成了较为完整的产品线,包括木材加工机械、板材机械、木工配套机械等,且多数产品能满足国内外的市场需求。

[size=1em]我国木工家具机械仍然面临着许多问题:一是技术水平不高,与欧美等发达国家相比,我国木工家具机械的技术水平还有待提高,尤其是在高端产品研发和创新能力方面需要进一步加强;二是环保和能耗压力较大,木工家具机械生产过程中存在的废气、废水、废弃物等污染问题,已引起高度关注,其能耗较高问题也亟待解决;三是质量和效率有待提升,产品结构仍需优化,木工家具机械产品结构单一,多数产品还是以传统的机械驱动为主,缺乏机电一体化和智能化等高新技术。

[size=1em]专利是世界上最大技术信息源。专利信息分析过程是通过使用各种定量或定性的分析方法,对大量杂乱、孤立的专利信息进行分析,研究专利信息之间的相互关联性,挖掘深藏在大量信息中的客观事实。通过对木工家具机械化技术的专利优势和劣势进行分析研究,可为木工家具机械领域做出趋势预测,相关企业也可充分利用有利于木工家具机械化发展的生产与贸易环境,提高木制品加工的质量与效率,促进我国木工家具机械化技术的发展[3-5]。

1 数据来源与专利检索1.1 数据来源

[size=1em]本文所用数据主要来自于INCOPAT专利检索系统,该网站包含我国及世界专利检索功能、专利下载功能、专利检测功能、专利分析功能、专利定制及自定义专利库功能,现以检索网站模式对公众服务。对INCOPAT专利数据库给出的有关木工家具机械的数据进行分析,将关键词和逻辑关系词结合组建检索式,在INCOPAT专利数据库中获得专利信息数据。由于实用新型和外观设计专利申请一般需要18个月,发明专利一般需要3年,专利录入数据库也有一定延迟[6],只采用了2023年之前的数据。另外,由于2000年以前专利转移数据非常少,本文主要采用2000—2022年的统计数据作为研究样本。由于INCOPAT专利数据库中2000—2001年的实木家具专利申请量、板式家具专利申请量、木工家具授权量的数据较少,故这三项选择了2002—2022年的数据。

1.2 专利检索

[size=1em]木工家具机械化是对木工产业综合机械化设备的推广与应用,并涉及木材生产、加工、制造过程中的技术研究。木工家具机械化可以提高生产效率,降低成本,提高产品质量和生产安全,是木工家具机械向数控化、智能化、高效化发展的一种表现,这些优势使得木工家具机械成为现代木工行业中必不可少的一部分。

[size=1em]木工家具机械分为板式家具木工机械与实木家具木工机械。实木家具是由实木制成的家具,每件家具都是以天然木材为主要原料制成;而板式家具则以刨花板、中密度纤维板或胶合板等人造板材为原料制造,且表面通常需要进行涂饰或贴面处理。

[size=1em]实木家具的木工机械设备主要包括刨床、铣床、钻床、锯床、平板磨床等。板式家具的木工机械设备主要包括封边机、钻孔机、涂装自动线、数控木材切割机、木材干燥窑、压胶机、砂光机、抛光机、钻孔机、铰孔机等。将木工机械化设备领域设计成检索要素表,如表1所示。

[size=0.8em]表1 木工家具机械化设备简要检索表
Tab.1 Brief search table for woodworking mechanization equipment

2 木工家具机械化设备专利分析2.1 木工家具专利申请趋势分析

[size=1em]图1为我国木工家具机械设备专利申请数量变化。从图1可以看出,2000—2022年我国木工家具机械化设备的专利申请数量逐年上升,根据专利申请数量变化趋势可分为4个发展阶段:1)2000—2004年为萌芽阶段。科研人员申请专利意识不强,专利申请量基本稳定不变,平均每年专利申请量在24件;2)2005—2013年缓慢成长阶段。科研人员对专利的认识逐渐深入,对专利逐渐开始重视,专利申请量增长速度较慢并且波动较大,木工家具机械化技术水平发展相对缓慢,平均每年申请量在79件,但比第一阶段要高出很多;3)2014—2019年为快速发展阶段。科研人员对专利的申请十分重视,专利申请量增长速度最快,2019年专利申请量达到324件,在最近20年中达到最大值;4)2020—2022年为稳定阶段,专利申请数量高位平稳。

[size=0.8em]图1 我国木工家具机械设备专利申请趋势
Fig.1 Trend of patent application for woodworking machinery equipment in China

[size=1em]表2为木工家具机械申请专利类型分析。由表可知,木工家具机械专利技术总申请量为3 131件,其中实用新型专利申请量为2 336件,占申请总量的74.61%,占比最大;发明专利申请量为538件,占申请总量的17.18%;外观设计专利257件,占申请总量的8.21%。对比可知,实用新型专利申请量明显多于外观设计专利,说明我国比较看重实用新型技术的发展,例如固定装置、双截面板材封边装置、钩头调节机构等。由于外观不是影响木工家具机械设备加工与生产效率的主要因素,因而其相关专利的申请量最低。

[size=0.8em]表2 木工家具机械申请专利类型分析
Tab.2 Analysis of patent types applied for woodworking machinery

2.2 实木家具专利申请情况与发展趋势

[size=1em]图2为实木家具木工机械专利申请数量变化。由图2可知,2002—2022年间,实木家具木工机械发展趋势可分为3个阶段:1)2002—2010年为波动阶段。实木家具木工机械的申请量变化波动较大,不稳定,平均数量约为18件;2)2011—2017年为快速增长阶段。实木家具专利申请量稳定快速增长,平均数量为41件;3)2018—2022年为大范围波动阶段,专利申请数量最高与最低相差达35件,平均数量为52件。总体来看,2002—2022年我国实木家具木工机械专利申请趋势呈增长的态势。

[size=0.8em]图2 实木家具木工机械专利申请趋势
Fig.2 Application trend of solid wood furniture and woodworking machinery

[size=1em]实木家具主要的木工机械包括钻床、刨床、锯床、铣床、砂光机、开榫机与上料机。表3为实木家具主要木工机械专利申请量。20世纪70年代初,钻床主要采用普通继电器控制,80年代后期,数控技术逐渐开始在深孔钻床上得到应用。随着社会的进步,钻削技术逐渐成熟,2002—2022年间,钻床的专利申请趋势比较平稳,除了2016年到达的峰值14件,其他年份的申请量都在10件以下。现阶段,智能钻削与振动钻削的研究在钻床技术研究中占重要位置[7]。同时,政府也要建立智能钻削等智能装备类的技术标准,以推动智能制造技术的发展。2022年,马炳强[8]发明了一种加工效率高的卧式木工钻床,仅需对工件进行一次装夹,然后通过5组钻包总成即可对工件的四角一面同时完成钻孔操作。

[size=0.8em]表3 实木家具主要木工机械专利申请量趋势
Tab.3 Trends in patent applications for major woodworking machinery in solid wood furniture

[size=1em]刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。早期刨床多为手工操作,主要是手持刨铁,在木材表面刨切,工作效率低下,且经常会出现误差和表面粗糙等问题。后来出现了脚踏式刨床,操作更为便利,也提高了工作效率。工业革命以后出现了电动刨床,通过电动机驱动,且可以调节转速和加工角度。2002—2022年刨床类的专利申请量处于波动状态,但专利申请总量领先其他的专利,是实木家具木工机械专利中申请数量最多的技术。2022年,周培刚等[9]发明了一种带有刻度尺的木工平刨床,只需要将待加工的木材放置在工作台上即可从刻度尺上读取木材的厚度,节省了人工取尺测量的时间。

[size=1em]锯床类的专利申请数量仅次于刨床,2002—2022年间,其专利的申请量呈现出逐渐增长的趋势。2022年,刘忠文[10]发明了一种可以切割圆形的实木家具加工用锯床,满足了木工在实木家具加工的设备需求,使用时更为方便,还减少了切割设备的空间占用。

[size=1em]铣床主要指用铣刀对木材工件多种表面进行加工的机床铣床。美国人E.惠特尼于1818年创制了最早的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽,美国人J.R.布朗于1862年创制了第一台万能铣床,是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。70年代以后,微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用。如今,铣床大多已实现了数控化。2002—2022年间,铣床类木工机械专利申请量有波动,但整体保持增长的趋势。2022年,顾华等[11]发明了一种木工用单轴立式精密铣床,在加工过程中可以清理碎屑,保证工人的安全性和机械装置的可靠性;为解决欧式木窗上料及定位方式加工效率低和定位精度差的问题,曲文[12]设计了一种双端复合精铣自动上料及定位装置。

[size=1em]砂光机是一种用于对木制材料进行砂光处理的机械设备。1760年砂纸发明,主要通过人工对木材进行打磨,效率很低。1982年,我国的牡丹江木工机械厂推出了BSG系列宽带砂光机,并逐步拓展成各系列的砂光机产品。2002—2022年间,砂光机类木工机械专利的申请量也保持着增长趋势。如今,苏福马BSG系列宽带砂光机可用于各类人造板的定厚和抛光加工,最高加工精度可达0.05 m。2022年,王昭先等[13]发明了一种带有缓冲机构的砂光机,在承压板和立板之间安装弹簧,不但可以对不同厚度的产品进行打磨,并且可以使得滑动稳定,还可以使得承压板升降时得以进行缓冲稳定。

[size=1em]开榫机是加工木制品榫头(阳榫)的木工机床。上料机是将木材进料的机床,上料机与开榫机类的专利申请数量都相对较少,并且在2014年以后才开始出现相关专利,发展相对较晚。

2.3 板式家具专利申请情况与发展趋势

[size=1em]图3为板式家具木工机械专利申请数量变化。由图3可看出,根据申请数量变化趋势,板式家具木工机械发展可分3个阶段:1)2002—2009年为稳定阶段。板式家具木工机械申请量比较稳定,平均数量在9件;2)2010—2018年为波动阶段。申请数量每年都有较大波动,但数量较前一阶段增长较多,平均数量在37件;3)2019—2022年快速增长阶段。板式家具专利申请数量稳定增长,在2020年到达最大值134件。总体来看,我国板式家具木工机械专利申请趋势呈增长态势。

[size=0.8em]图3 板式家具木工机械申请趋势
Fig.3 Trend of application for panel furniture woodworking machinery

[size=1em]板式家具主要的木工机械有开料锯、推台锯、拼缝机、热压机、封边机、排钻与计算机数控加工中心(CNC)。表4为板式家具主要木工机械专利申请量。开料锯是用于切割板材的专业工具。1808年,英国发明了钢铁材料圆锯片[14],并成功使用蒸汽机带动圆锯片切割木材。沈阳带锯机械有限公司发明了MJZ3212A型1 250 mm自动跑车木工带锯,自动化程度较高[15]。然而,2002—2022年间开料锯的专利申请量很少,只有7件。2022年,刘勇等[16]发明了一种电子开料锯板材夹紧机构,可以将操作台板上的木板进行前后夹持固定,且根据木板尺寸调节夹紧机构位置,实现对不同尺度的木板进行夹紧。

[size=0.8em]表4 板式家具主要木工机械专利申请量趋势
Tab.4 Trend of patent applications for main woodworking machinery in panel furniture

[size=1em]推台锯是一种常用于家具加工行业的锯床,也被称为长条锯,最早于1906年由德国人威尔海姆·欧登多发明[17]。20世纪70年代,国内有了第一台推台锯。目前,青岛永强木工机械、马氏木工机械、南兴木工机械等企业均独立研发出了新型裁板锯。2002—2022年间,推台锯的专利申请量处于波动状态。2022年,王锋等[18]发明了一种带有滚轮保持架结构的精密推台锯,不仅能确保木材切割精准性,防止出现歪扭,提高木材切割品质,还可对切割过程中产生的废屑进行统一收集,从而确保加工区域的洁净度。

[size=1em]封边机是用于给木制板材的边缘贴上封边条,强化板材边缘的一种机械设备。最早在20世纪初出现了手动封边机,所有工序需手动完成。随着技术进步,半自动封边机出现,可根据要求自动将封边带切断,再经过人工贴合,效率大大提高,已能满足当时市场需求。如今,封边机也向智能化、数字化方向发展,通过数控智能仿真系统控制,并可实现直线与曲线从下料到封边的所有工序。在板式家具木工机械专利申请量中,封边机类的专利申请量最多,有520件。2002—2018年处于较大波动期,平均数量是13件;2018—2022年处于增长期,平均数量为62件。2022年,莫真学[19]发明了一种板材封边机刮刀装置,不仅便于对用于板材竖直方向限位的限位挡盘进行精准调整,且便于对用于板材水平方向限位的限位挡盘进行精准调整。

[size=1em]排钻是具有多个钻头且可协同工作的多孔木工加工机械,最早是手工钻,后来逐渐发展成为多排钻将传统的手工排钻动作转换成机械动作,由机械自动完成。到现在已发展成为钻孔中心,分为六面钻、五面钻等。六面钻是指钻孔加工中心可以在工件的六个面进行加工,包括顶面、底面、前面、后面、左侧和右侧。这种类型的加工中心通常具有较高的精度和效率。五面钻是指在工件的五个面上进行加工,包括顶面、底面、前面、后面和左侧或右侧。周宇豪等[20]发明了一种双工位六面钻,能够利用活板和卡板对底座和箱体的两端进行隔离,同时利用隔板极大的减弱噪音通过风筒一和风筒二向外传出后的强度,进而降低六面钻设备周边的噪音污染,保护工作人员的健康。2002—2022年间,前10年排钻类专利申请量基本为0,后10年申请量有着较大波动。

[size=1em]通过实木家具专利申请趋势与板式家具专利申请趋势对比可以看出,2002—2016年间,实木家具呈现缓慢增长的趋势,而板式家具则处于先稳定后波动的趋势,这个阶段实木家具的专利申请量优于板式家具,实木家具木工机械化技术的发展更好。2017—2022年间,虽然实木家具专利申请趋势与板式家具专利申请趋势都是增长的趋势,但实木家具专利申请趋势处于波动增长,而板式家具专利申请趋势是直线增长,板式家具木工机械化技术的发展相较实木家具更优。随着板式家具与实木家具的机械技术专利的数量在逐年增长,政府也需要增加一些新的专利生产标准来适应木工机械技术的创新,推动木工机械技术的智能化发展。

2.4 木工家具专利授权趋势分析

[size=1em]图4为我国木工家具机械设备专利授权趋势。由图4可看出,我国木工家具机械设备在2002—2022年间可分为两个阶段:1)2002—2016年属于缓慢增长阶段,增长相对较慢,并且专利授权数量较少,平均64件;2)2017—2022年属于快速增长阶段,专利授权数量较多,平均248件,直到2022年有最大值332件。2015—2016年,《中国制造2025》 《工业转型升级规划》 《促进高等学校科技成果转移转化行动计划》[21]等一系列政策陆续出台,促进了我国木工机械行业的发展。国际市场的机遇也促使企业增加投资和扩大生产规模,我国的木工机械产品开始逐渐走向国际市场,出口额不断增加,推动了整个行业的发展速度。

[size=0.8em]图4 我国木工家具机械设备专利授权趋势
Fig.4 Trend of patent authorization for woodworking furniture machinery and equipment in China

2.5 专利申请人类型分析

[size=1em]表5为2000—2022年间我国木工家具机械化主要专利申请人类型分布。企业的专利申请量是4 158件,占总量的82.94%;个体研究者的专利申请量是716件,占比14.28%;大专院校的专利申请量是95件,占比1.90%;科研单位的专利申请量是12件,占比0.24%;机关团体的专利申请量为5件,占比0.10%。说明企业相对更重视木工家具机械化技术的研究,个体研究者次之(通过进一步了解发现,个体研究者大多为木工企业早期技术创始人),大专院校与科研单位的研发力度相差不大,机关团体对木工家具机械化技术研究力度最小,也更加说明了木工家具机械化技术的研究更偏向商业应用而不是基础研究。由此看来,企业、高校院所在注重商业应用的同时,也要加大对基础研究的科研投入,加大对智能控制、互联网软件系统等新技术的研发和相关人才的培养。

[size=0.8em]表5 木工家具机械化专利申请人类型
Tab.5 Type of patent applicant for woodworking mechanization


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 楼主| 发表于 2025-1-20 07:47:49 | 显示全部楼层

[size=1em]表6为不同企业申请专利的数量,如果企业拥有大量专利,说明企业的技术活跃程度很高。由此可以看出,专利申请数量排名靠前的企业中,佛山市顺德区新马木工家具机械有限公司拥有专利数量最高,为118件,占申请总量的22.6%;南兴装备股份有限公司拥有92件专利,占申请总量的17.6%,其余的企业专利拥有数量相差不大。说明在以上公司中,佛山市顺德区新马木工家具机械有限公司的技术活跃程度最高[22],而青岛永强木工机械公司技术活跃程度最低。

[size=0.8em]表6 不同企业木工家具机械专利申请量
Tab.6 Number of patent applications for woodworking machinery from different enterprises

2.6 专利区域分布分析

[size=1em]2.6.1 国家和地区专利申请量分析

[size=1em]图5显示了在2000—2022年间木工家具机械技术领域中,不同国家、组织的专利申请量分布情况。我国木工家具机械专利的申请量为4 990例,占比为91.06%,位居世界第一位;美国、德国次之;日本、法国、英国、欧洲申请量相差不大,数量相对较少。从图5数据看,我国是最大的木工家具机械加工市场,对实木家具需求量大,这带动了我国木工家具机械化技术发展。为促进我国木工家具机械产业发展,国家实行产业政策及财政税收政策支持装备制造业发展,使木工家具机械行业具备良好发展环境,国家一直采用鼓励木材加工机床进出口政策,支持国内木工家具机械行业发展,对出口木材加工机床实行17%的出口全额退税,对进口木材加工机床征收最惠国10%、普通30%的进口关税。上述财税政策可降低进口国外品牌对国内产品的冲击,促进我国板式家具机械设备出口,提高企业规模和盈利水平。然而,我国木工家具机械化发展仍有许多不足之处,比如无序竞争,下游需求减少,国际贸易失序等问题,需通过加快现代化技术应用,加强科技创新去改变这一现状,保障我国木工家具机械化可持续发展[23]。

[size=0.8em]图5 木工家具机械专利国家、组织统计分析
Fig.5 Statistical analysis of woodworking furniture machinery patents by country and organization

[size=1em]2.6.2 省市区专利申请量分析

[size=1em]图6为2000—2022年间木工家具机械专利技术在我国部分省级行政区域分布情况。申请木工家具机械专利较多的省份是山东、广东、江苏、浙江和福建,因为这些省分别位于东部沿海地区,拥有较为发达的制造业基础和较为完善的产业链和配套能力,木材供应和制造业集聚效应使得申请木工家具机械专利更为活跃。中西部地区木工家具机械制造企业则寥寥无几[24]。木工家具机械专利分布的影响因素不仅有资源分布与制造业基础,还有对外贸易的影响,东部沿海地区作为我国对外贸易的发达地区,对外贸易依存度始终保持较高水平[25-26],尤其是实木家具贸易,占据了大部分对外贸易。未来,要抓住这些优势,加大东部沿海地区实木家具贸易的发展,进一步加大出口规模。同时,也要加强区域协调与合作,提升我国木工家具机械技术的整体水平[27-28]。

[size=0.8em]图6 我国木工家具机械专利部分省市区统计分析
Fig.6 China's woodworking furniture machinery patents in some provinces and municipalities statistical analysis

2.7 IPC技术分析

[size=1em]2.7.1 IPC技术构成分析

[size=1em]IPC号通常是指国际专利分类表(IPC)中的专利分类号,用于标识发明专利所属技术领域和主题,是由世界知识产权组织(WIPO)制定的一种国际标准,用于对专利和发明进行分类。IPC号由数字和字母组成,通过IPC号可快速了解发明专利主题和类别,确定专利申请是否符合授权要求。表7为木工家具机械的技术要素。如表7所示,B27表示木材或类似材料的加工或保存;一般钉钉机或钉U形钉机类专利,数量有6 624件,占比73.89%;B23表示机床类专利,数量有1 491件,占比16.63%;B65表示输送;包装,贮存;搬运薄的或细丝状材料类专利,数量有464件,占比5.18%;B24表示磨削,抛光类专利,数量有386件,占比4.31%。根据IPC分类号分析,有关木工机床类的专利的申请量最多,占比达到80.28%;第二是木材制材方面的专利申请量占比达到14.55%;最后是运输与储存方面的专利申请量只占到5.17%,说明了木工机床的发展在整个木工家具机械化技术中占主导地位。

[size=0.8em]表7 IPC分类号含义及数量表
Tab.7 IPC classification number meaning and quantity table

[size=1em]2.7.2 IPC省(区)分布分析

[size=1em]表8是2000—2022年木工家具机械化各技术方向专利在我国部分省(区)的数量分布情况。广东的木工家具机械技术专利有1 667项,其中有474项是B27C类,202项B27B类。山东的木工家具机械技术专利有1 135项,其中有283项是B27C类,193项B27B类。广东和山东都位于东部沿海地区,东部沿海地区的木材供应和制造业集聚,并且木材资源很多,使得这里的木工家具机械技术更加完善,科研投入力度也比较大。相比而言,黑龙江、河南、辽宁、四川、广西等省(区)的木工家具机械技术远少于山东与广东。

[size=0.8em]表8 我国木工家具机械化技术专利部分省(区)分布分析
Tab.8 China's woodworking furniture mechanization technology patent part of the provinces (regions)

[size=1em]2.7.3 IPC申请趋势分析

[size=1em]图7为2000—2022年木工家具机械化在不同技术方向专利申请量分布情况和发展趋势。由图7可知,IPC号为B27B,B27G,B23D,F16P与B26D类的技术申请量发展稳定,并在2017年达到较高申请量。这是因为在2017年一系列支持制造业的政策出台,包括制造业创新中心建设:推进国家智能制造示范区、制造业创新中心建设,鼓励木工机床产业进行技术研发和创新;“双创”平台培育三年行动计划:工信部印发的这一计划,提出通过创业创新要素数字化、系统集成化,形成在线化、共享化、市场化的“双创”资源池,为木工机床产业提供研发和生产资源。同时,2017年全球建筑、家具需求量的增加,使木工机床产量与类型大幅增加。B26D、B23D、B24B这三类技术则属于木工家具机械化的切削工艺技术,与木工机床技术相比,专利申请量较少,企业的技术创新较低,且市场需求量相较于木工机床技术要少很多。

[size=0.8em]图7 我国木工家具机械化技术IPC小类申请趋势
Fig.7 The trend of IPC sub category application for Chinese woodworking mechanization technology

2.8 IPC运营情况分析

[size=1em]专利的许可与转让是知识产权最基础、最重要的利用方式。通过IPC分类号来分析2000—2022年专利转让量与许可量排名前10的情况如表9所示,包括了B27B、B27N、B27C和B23Q。专利转让与许可量最多的是B27B类,转让数量是300件,许可数量是7件;其次是B27G类,转让数量是296件,B27B类和B27C类的专利均与木工机床技术有关,B27F类与B27N类的专利均与木材制材技术有关,B23D类与B23K类的专利均与加工过程中的技术手段有关。说明木工机床类技术在该领域较为先进,相同类别专利转让量比专利许可量多。我国高等院校、企业、个体研发者等比较注重木工家具机械专利的对外转让,木工家具机械专利的对外许可相对欠缺。

[size=0.8em]表9 专利转让&许可数量分析
Tab.9 Analysis of patent transfer and license quantity

[size=1em]专利许可方式分为独占许可、非独占许可、空白许可等。表10为专利转让与许可的数量表。由表10可知,排名前10的许可人中有3家企业、6位个体研究者、1所高等院校,专利许可对象均为实体企业,专利呈现出许可人向被许可人之间的单相流动趋势,这反映出木工家具机械领域拥有许多具有商业潜力的技术和发明。将这些技术通过专利许可给企业,可实现技术转移,促进科研成果商业化的应用。对其中许可量前三的专利许可人进行进一步分析,发现许可数量最多的许可人是王凯,为常州豪凯机械有限公司法人,该公司主要生产地板制造机械和精密塑机等业务;许可数量并列第二的是姚永和和萧浩强,分别为南通跃通数控设备有限公司和佛山市昊扬木工机械制造有限公司的法人,公司经营范围均为数控木工家具机械产品、普通木工家具机械产品生产和销售。可以看出,个体研究者均是企业技术创始人,他们更注重木工家具机械化技术的对企业的许可,有助于实现专利技术的产业化。

[size=0.8em]表10 专利许可人和被许可人排名情况
Tab.10 Ranking of patent licensors and licenses

[size=1em]排名前10的被许可人均为企业,涉及被许可的公司其主要业务与木工家具机械产品技术、配件、加工制造有关,业务主要是数控木工家具机械产品、普通木工家具机械产品生产等。其中,南京佛格电气有限公司专业从事赫斯曼连接器压力、温度、液位、流量等工业自动化仪器仪表;南京度德自动化有限公司主要致力于液压流体的压力、流量、液位、温度的测量与控制;安徽瓦尔科电子有限公司是一家以从事电气机械和器材制造业为主的企业;衢州市晨龙五金有限责任公司进行各种冲压件加工,五金机械加工,电器设备元件制造等。然而,我国木工机械专利许可数量依然较少,应进一步重视科研院所和企业之间的合作,促进科研院所将有产业化前景专利技术向企业转让许可,高校和科研院所与企业之间合作有助于构建产学研合作的良好生态系统,企业可从高校和科研院所获取创新技术,同时高校和科研院所也可以从企业的反馈中更加了解市场,从而更好地指导研究方向。

3 结论

[size=1em]通过上述木工家具机械化技术领域申请专利情况分析,可得到以下结论:

[size=1em]1)不同时期的板式家具与实木家具专利申请情况不同,但我国木工家具机械专利申请量在逐年增加。2002—2016年间,实木家具的专利申请量高于板式家具专利申请量。2017—2022年间,板式家具专利申请量高于实木家具专利申请量。但在2002—2022年间,实木家具与板式家具的专利申请量均为上升趋势,我国木工家具机械专利申请量逐年增加,我国木工家具机械化水平逐年提高。

[size=1em]2)我国木工家具机械生产领域分布不均匀,生产领域主要分布在山东、广东两个沿海地区,沿海地区木材供应和制造业集聚,木材资源多,使得这一地区的木工家具机械技术更加完善。我国木工机械及生产领域分布不均制约了木工机械智能化实施和智能水平提高。

[size=1em]3)我国木工家具机械化技术发展不平衡,木工刨床、铣床、锯等木工机床方面专利申请数量较多,技术发展更加成熟;而磨削、抛光等切削工艺方面的专利申请量较少,技术发展相对缓慢。

[size=1em]4)木工家具机械化技术的研究更偏向于商业应用,对于基础研究不够注重。企业的专利申请量占比82.94%,大专院校专利申请量占比1.90%,企业与科研院校专利申请量相差较大,木工家具企业对机械化技术商业应用重视程度远大于对基础研究的重视程度。

[size=1em]根据分析我国木工家具机械技术领域的现状和存在问题,为进一步提升专利技术水平,加快产业智能化发展进程,提出如下建议:

[size=1em]1)加强区域协调与合作。鼓励各地区间,尤其是广东等东部沿海地区与陕西、山西等木工家具机械技术相对较低城市进行木工家具机械技术合作交流,带动木工家具机械技术较低地区发展,共同解决智能加工与装配、节能减排、自动化生产和柔性生产等技术难题。

[size=1em]2)有关部门鼓励木工家具机械化专利多方向发展。不应只顾木工机床(B27B、B27C等)方面,还要兼顾B23D、B23K等切削工艺与B27F、B27N等木材制材方面的技术研究,全面发展木工机械专利技术各个研究方向,提高成果在业内的影响力,提升木工机械产业的核心竞争力,为木工机械产业高速发展提供动力源泉。

[size=1em]3)企业、科研院校要加大对基础研究的科研投入,加大对智能控制互联网、软件系统等新技术的研发和相关人才的培养。科研院校要注重学生对木工机械专业课程的教学,加深学生对木工机械专业知识的理解及应用。企业注重对员工软件使用的培养,加大员工对木工机械技术的研究力度。企业还需要将高校培养出的人才引进公司,为公司提供产业应用,促进木工机械化技术快速发展,同时木工机械化技术的快速发展也为基础研究提出新问题新方向,基础研究和产业应用双向迭代,相互促进。

[size=1em]4)我国企业、个体研发者、高等院校、科研院所要加大对木工机床,切削工艺以及制材专利技术的交叉许可。通过对专利技术互相授权使用,避免法律纠纷,促进技术交流和合作,促进我国木工机械化技术的全面发展。

[size=1em]参考文献

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[size=1.8em]Research of Woodworking Mechanization Technology Innovation Progress in China
——Based on Patent Analysis of Woodworking Mechanization Area During 2000-2022
[size=1em]JIANG Guo-bin1,2,3
(1.Science and Technology Department, Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,P.R.China;2.Provincial and Ministerial Construction Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,P.R.China;3.Jiangsu Provincial Co-Innovation Center for Efficient Utilization of Forestry Resources, Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,P.R.China)

[size=1em]Abstract: This article studied the woodworking mechanization technology innovation progress based on patent analysis,summarized the patent applications in the field of woodworking furniture mechanization technology in China from 2000 to 2022, and analyzed the mechanization technology of woodworking furniture from the perspectives of patent application trends, main woodworking machinery development of panel furniture and solid wood furniture, applicant types, and national and provincial distribution.It was found that the distribution of woodworking furniture machinery production in China was uneven, and the development of woodworking furniture mechanization technology was also uneven.Meanwhile, patent applications for panel furniture and solid wood furniture in different periods varied with degrees of emphasis.And put forward to strengthen regional coordination and cooperation, the relevant departments to encourage woodworking furniture mechanisation patent multi-directional development, enterprises and research institutions to increase the investment in basic research, China's enterprises, individual researchers, colleges and universities, research institutes to increase the woodworking machine tools, cutting process and wood production of patented technology cross-licensing and other recommendations, in order to improve the overall level of woodworking furniture machinery in China.

[size=1em]Key words: Woodworking furniture; Mechanization; Patent analysis; Application trends; IPC technology


[size=1em]中图分类号:TS642;TS396

[size=1em]文献标识码:A

[size=1em]文章编号:1001-5299(2024)12-0068-11

[size=1em]DOI: 10.19531/j.issn1001-5299.202412012

[size=1em]基金项目:江苏省政策引导类计划(软科学研究)项目(BR2021058);江苏省高等学校科研管理研究会重点项目(JSB02001);江苏省高等学校知识产权研究会项目(2024ZSCQ-Y08)

[size=1em]作者简介:蒋国斌,男,副研究员,博士,研究方向为高校科技成果、林业专利技术,E-mail: jgb_23@163.com

[size=1em]收稿日期:2024-04-02



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