任 妮，孫藝偉，李 果，陸學文

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院信息服務中心，江蘇南京 210014）

設施畜牧業(yè)是在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展之后，采用先進設施和飼養(yǎng)技術為畜禽創(chuàng)造適宜的生活環(huán)境，并保證飼料營養(yǎng)，使分散的畜禽養(yǎng)殖轉變成規(guī)?；S養(yǎng)殖[1]。作為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系中的主要組成部分，畜禽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況直接關系著我國的經(jīng)濟發(fā)展情況。目前我國畜禽產(chǎn)業(yè)正處于加快轉型的重要時期，先進的技術與裝備能夠加速實現(xiàn)設施畜牧產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的目標。

基于專利計量的技術發(fā)展態(tài)勢分析借助于情報研究的思路、工具與方法，可以深入、全面地展示某一技術領域的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、前沿分布、發(fā)展態(tài)勢等，被廣泛應用于化學、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、冶金、建筑、計算機、生物、能源等數(shù)十個學科領域[2-9]。例如，Hyun 等[10]利用專利文獻對納米技術融合軌跡的發(fā)展趨勢和分類模式進行了研究，Leydesdorff 等[11]利用專利地圖技術分析了光伏電池技術的研究動態(tài)，郭美榮等[12]利用專利分析方法圍繞植物工廠技術展開態(tài)勢分析研究。本文旨在以國內(nèi)外專利數(shù)據(jù)為分析對象，綜合利用專利計量分析、社會網(wǎng)絡分析、專利地圖等技術方法，全面形象地展現(xiàn)相關技術的發(fā)展脈絡，并針對國內(nèi)相關技術研發(fā)的優(yōu)劣勢提出發(fā)展策略和建議，為該領域管理人員和科技人員提供情報支撐。

1 數(shù)據(jù)源及方法工具

本文選擇DI 和Incopat 數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源。首先，通過調(diào)研分析確定檢索關鍵詞及分類號，確定技術分類體系（圖1）及檢索式。其次，利用Incopat 數(shù)據(jù)庫進行檢索調(diào)試，最終檢索日期是2017 年8 月15 日，共獲得專利數(shù)據(jù)為54 505 條。最后，通過主題識別處理，確定相關專利的公開號，導入TI 數(shù)據(jù)庫進行檢索、同族專利合并，然后下載數(shù)據(jù)，最終得到設施畜牧領域相關專利共計40 256 項。

本文主要采用專利信息計量、專利地圖和社會網(wǎng)絡關系等研究方法，主要利用DDA、DI、Excel、Ucinet、Tableau 等工具進行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析及可視化展示。

2 設施畜牧技術發(fā)展趨勢分析

分析某個領域的時間發(fā)展趨勢可以了解該領域的技術發(fā)展態(tài)勢和動向[13]。如圖2 所示，設施畜牧技術最早出現(xiàn)于1888 年，至今可以分為4 個發(fā)展階段。

第一階段是萌芽期（1888—1974 年）。1974 年之前，全球設施畜牧技術的專利總量為7 379 項，平均每年申請85 項，平均年增長量為2 項，該階段專利申請數(shù)量非常少且發(fā)展呈現(xiàn)小幅波動增長狀態(tài)。

第二階段是波動發(fā)展期（1975—2006 年）。1975—2006 年，隨著經(jīng)濟發(fā)展和需求的拉動，全球畜禽業(yè)發(fā)展速度加快，全球設施畜牧技術的專利總量為13 926 項，平均每年申請435 項，平均年增長量為12 項，該階段專利申請量時高時低，總體呈現(xiàn)明顯的波動式增長狀態(tài)。

第三階段是平穩(wěn)發(fā)展期（2007—2010 年）。2007—2010 年，中國進入現(xiàn)代化畜禽業(yè)發(fā)展階段，全球設施畜牧技術的專利總量為3 199 項，平均每年申請800 項，平均年增長量為165 項，該階段專利申請量增長速度明顯加快且保持穩(wěn)定勁頭。

第四階段是快速發(fā)展期（2011 年至今）。2011—2016 年，同樣受中國現(xiàn)代畜禽業(yè)快速發(fā)展的影響，全球設施畜牧技術的專利總量為19 195 項，平均每年申請2 533 項，平均年增長量為525 項，該階段專利申請量增長速度迅猛。

圖1 全球設施畜牧領域的技術主題分類圖

圖2 全球設施畜牧領域專利申請的時間發(fā)展趨勢圖

3 設施畜牧技術重點研發(fā)力量分析

3.1 國家分析

3.1.1 技術原創(chuàng)國和市場國情況分析 了解目前設施畜牧領域技術在全球的原創(chuàng)國和市場國分布情況，有助于國內(nèi)科研機構和企業(yè)了解該技術分布密集區(qū)和空白區(qū)[14]，從而利于進一步市場開發(fā)。

3.1.1.1 申請量分析 由圖3 可以看出，技術輸出地以東南亞、北美洲和歐洲地區(qū)最強，這些地區(qū)的技術投入、創(chuàng)新水平和活躍程度等方面占據(jù)優(yōu)勢。技術原創(chuàng)國共有70 個，可見該技術領域得到了很多國家的重視。排在前五位的國家分別是中國、美國、德國、日本和英國。其中，位于榜首的中國擁有14 961 項專利，占全球總申請量的36.5%，是全球設施畜牧技術的最大輸出國。

由圖4 可以看出，技術受理地與輸出地高度相似，非洲、中西亞、以及南美洲部分國家尚未成為受重視的技術輸出和保護地。技術申請國共有71 個，可見很多國家在該技術領域進行了市場布局。排在前五位分別是中國、美國、日本、英國和韓國。其中，位于榜首的中國擁有14 860 項專利，占全球總申請量的36.9%，其設施畜牧市場受到全球的關注。

3.1.1.2 影響力分析 圖5 為全球設施畜牧領域影響力TOP13 的技術原創(chuàng)國對比情況。以美國為代表的北美地區(qū)專利被引頻次最高，該地區(qū)的原創(chuàng)技術具有很強的創(chuàng)新性和影響力。各專利原創(chuàng)國的總被引頻次差距非常大，表明設在各地區(qū)輸出的技術影響力之間差距懸殊，美國遠高于其他原創(chuàng)國。各專利原創(chuàng)國項均被引頻次的差距同樣非常大，表明在各地區(qū)輸出的技術質量和價值差距懸殊，排名前三的分別是世界知識產(chǎn)權組織、歐洲專利局和荷蘭。

圖6 為全球設施畜牧領域影響力TOP11 的技術市場國對比情況。同樣以美國為代表的北美地區(qū)專利被引頻次最高。各專利市場國總被引頻次的差距小于原創(chuàng)國，美國仍排名第一。各專利市場國項均被引頻次的差距也非常大，排名前三位的分別是澳大利亞、歐洲專利局和加拿大。我國的專利申請量遙遙領先，專利質量及影響力卻明顯很低。

3.1.2 重點國家的技術構成分析 技術構成分析可以了解不同研究對象的技術布局情況[15]。本文綜合考慮技術原創(chuàng)國及市場國的專利數(shù)量及總被引頻次指標情況，選擇了9 個重點國家構建國家-技術矩陣圖（圖7）。

總體來看，各國家的設施畜牧技術布局差異性不大，重點集中在“籠舍技術”、“飼喂技術”和“環(huán)境控制技術”三大類別，且各國在該領域的研究覆蓋面都比較廣泛。具體來看，“擠奶技術”申請量最多的是荷蘭，且遠高于其他國家，這與荷蘭的奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達相匹配?！皳斓凹夹g”、“家禽的飼喂與飲水聯(lián)合技術”、“家禽的其他技術”和“馴服技術”申請量最多的均是美國，可見美國的家禽養(yǎng)殖技術非常發(fā)達，在家畜馴服技術方面占有優(yōu)勢。日本在“撿蛋技術”方面的申請量與美國接近，其家禽養(yǎng)殖技術也相對發(fā)達。除此以外，我國在其他技術方向的專利申請量都遠高于其他國家。

圖3 全球設施畜牧領域技術原創(chuàng)國的專利申請分布地圖（單位：項）

圖4 全球設施畜牧領域技術市場國的專利申請分布地圖（單位：項）

圖5 全球設施畜牧領域影響力Top13 的技術原創(chuàng)國情況對比圖

圖6 全球設施畜牧領域影響力Top11 的技術市場國情況對比圖

3.2 申請人分析 申請人作為市場主體反映了主流技術掌握在哪些參與者手中[16]。全球設施畜牧專利涉及的申請人數(shù)量共有21 644 個，其中20.5% 來自我國。前100 位申請人中公司占比達到47%，其次是科研機構和個人，占比分別達到21%和20%；占比最少的為大學，僅12%。

3.2.1 申請人的申請量和影響力分析

3.2.1.1 申請量分析 本文選取了專利申請量不少于100 項的13 個申請人作為分析對象（圖8）。13 個申請人的申請量差距較大，我國專利申請人的產(chǎn)出數(shù)量占具優(yōu)勢。專利申請數(shù)量排在前三位的分別是VAN DER LELY NV C、MU YUAN BREED CO LTD 和TETRA LAVAL Group，表明他們在該領域的技術投入和創(chuàng)新成果較多。且排名前五的申請人均為設施畜牧相關的企業(yè)，說明在設施畜牧技術領域企業(yè)是重要的研發(fā)投入群體。

圖7 設施畜牧領域9 個重點國家的技術布局圖

圖8 全球設施畜牧領域高申請量申請人情況對比（單位：項）

3.2.1.2 影響力分析 本文選取了專利總被引頻次不少于300 次的13 個申請人作為分析對象（圖9）。13 個申請人之間的影響力及專利質量差距非常大，我國沒有申請人進入高影響力申請人行列。VAN DER LELY NV C、MAASLAND NV 和TETRA LAVAL Group 的總被引頻次排名前三位，結合申請量可知，3 個申請人在設施畜牧技術領域處于絕對領先的地位，影響力非常高。PROLION BV、TEXAS IND INC 和EMBREX INC 3個申請人的項均被引頻次排名前三位，且他們專利數(shù)量較少，其專利質量非常高。

4.2.2 重點申請人技術構成分析 本文依據(jù)專利申請量及總被引頻次選取8 個重點申請人，并對其在主要技術分支的申請量分布情況進行統(tǒng)計（圖10）?？梢钥闯?，有部分申請人的技術分布存在共同之處，是相關申請人尋求潛在合作對象或者開展技術追蹤的潛在競爭者。

圖9 全球設施畜牧領域影響力Top13 的申請人情況對比圖（單位：次）

圖10 設施畜牧領域8 個重點申請人的技術布局圖（單位：項）

具體來看，VAN DER LELY NV C、TETRA LAVAL GROUP 以及MAASLAND NV 3 個申請人的主要技術分布領域相似，都包含“家畜房舍”、“家畜飼喂飲水”、“環(huán)境控制技術”、“擠奶技術”、“動物標記技術”和“馴服技術”，且“擠奶技術”、“房舍裝置技術”的專利數(shù)量都排在各自技術分支的前兩位，表明3 個公司在設施畜牧技術領域有著相似的市場布局，存在著一定的競爭或者合作關系；對于我國的MU YUAN BREED CO LTD 和QINGDAO TIANRUI ANIMAL HUSBANDRY SCI 來說，前者專利申請主要分布在“家畜房舍”、“家畜飼喂飲水”和“廢棄物處理技術”3個方面，后者則主要分布在“家禽籠舍”、“家禽飼喂飲水”和“廢棄物處理技術”3 個方面，這一差異是由2家公司的養(yǎng)殖類型不同造成；CTB INC 的專利申請主要分布在“家禽飼喂技術”以及“家畜飼喂技術”2 個方面，飼喂技術研究是該公司的業(yè)務重點；GEA Group 的專利申請主要分布在“擠奶技術”和“房舍裝置技術”，擠奶機械設備研發(fā)是該公司的重點方向；EMBREX INC 的專利申請僅包含“家禽其他技術”以及“撿蛋技術”。

4.3 發(fā)明人分析 全球設施畜牧業(yè)專利共涉及發(fā)明人35 901 人，其中我國占比達到38.2%。

4.3.1 發(fā)明人的申請量和影響力分析

4.3.1.1 申請量分析 本文選取專利申請量不少于100項的8 個發(fā)明人作為分析對象（圖11）。8 個申請人中共有6 個來自我國，排名前四位的分別是QU Tiangui、QIN Yinglin、QIAN Ying、Van Den Berg Karel，4 人的專利研發(fā)量都在200 項以上，是該領域專利申請的主要力量。

圖11 全球設施畜牧領域高研發(fā)力發(fā)明人情況圖（單位：項）

圖12 設施畜牧領域影響力Top9 的發(fā)明人情況對比圖（單位：次）

4.3.1.2 發(fā)明人影響力分析 本文選取專利總被引頻次不少于300 次的9 個發(fā)明人作為分析對象（圖12）?？梢钥闯觯蛟O施畜牧領域高影響力發(fā)明人之間的差距較大，我國沒有發(fā)明人進入高影響力申請人行列。從總被引頻次看，Van Den Berg Karel 和Cornelis Lely Van Der 的總被引頻次遠高于其他發(fā)明人，且發(fā)明數(shù)量也較多，表明他們是該領域綜合實力最強的發(fā)明人。從項均被引頻次看，Lely Edwin Van Der、Bom Cornelis Johannes Gerardus、Holladay John H 3 人最高，表明其專利技術含量非常高，受到該領域眾多發(fā)明人的關注。

4.3.2 重點發(fā)明人技術構成分析 本文根據(jù)專利研發(fā)量及總被引頻次選取8 個重點發(fā)明人，并對他們在主要技術分支的研發(fā)量分布情況進行了統(tǒng)計（圖13）。

可以看出，主要發(fā)明人的技術研發(fā)既有共同之處，也存在著一些差異，相同技術分布的發(fā)明人可以尋求合作以研發(fā)更加高質量的專利。其中，QU TIANGUI 專利發(fā)明量位居第一，其專利分布領域也非常廣，數(shù)量較多的有“家禽籠舍”、“家禽飼喂飲水”和“廢棄物處理技術”3 個分支；QIN Yinglin 和QIAN Ying 2 個發(fā)明人專利申請的技術分布領域完全一樣，主要包括“家畜房舍”、“家畜飼喂技術”以及“廢棄物處理技術”，且各分支數(shù)量相近，聯(lián)系其所屬的機構，推測2 人存在較為穩(wěn)定的研發(fā)合作關系；此外，Van Den Berg Karel和cornelis Lely Van Der 的專利技術分布領域也非常相似，其專利都主要分布在“擠奶技術”和“房舍裝置技術”方面，不同的是，前者在“家畜飼喂技術”、“家畜其他技術”、“家畜飲水技術”和“幼畜哺乳設備”領域進行了更多研發(fā)，而后者在“清潔刷洗技術”以及“馴服技術”方面有更多研發(fā)；Eldon Hostetler 的專利申請主要分布在“家禽飼喂飲水”以及“家畜飼喂飲水”方面，表明該發(fā)明人長期致力于動物飼喂飲水技術的研發(fā)；Lely Ary Van Der 的專利申請主要分布在“擠奶技術”、“房舍裝置技術”和“動物標記技術”；Holladay John H 的專利則主要分布在“家禽其他技術”和“撿蛋技術”。

4.3.3 發(fā)明人合作分析 本文以設施畜牧技術領域相關專利發(fā)明排名前100 的發(fā)明人為研究對象，以發(fā)明人之間的共現(xiàn)頻次為指標構建了發(fā)明人之間的合作關系網(wǎng)絡（圖14）?？梢钥闯鰣D中有3 個較大的發(fā)明人合作網(wǎng)絡，分別屬于牧原食品股份有限公司、福建省農(nóng)業(yè)科學院和中國農(nóng)業(yè)科學院3 個申請人，表明這3 個機構有規(guī)模較大且相對穩(wěn)定的研發(fā)人員團隊，且團隊內(nèi)部合作都非常充分。

5 全球技術研發(fā)熱點演進分析

本文利用TI 數(shù)據(jù)庫的ThemeScape 地形圖工具制作了該領域重點技術分布圖，并利用全球設施畜牧專利申請的4 個發(fā)展階段進行時間切片（圖15）。可以看出，全球設施畜牧技術可以劃分為11 個主題，分別是籠舍技術、飼喂飲水技術、擠奶技術、環(huán)境控制技術、孵化技術、剪毛技術、發(fā)酵床技術、動物標記技術、拴系技術、動物清潔刷洗技術、產(chǎn)床技術等。

圖13 設施畜牧領域8 個重點發(fā)明人的技術布局圖（單位：項）

圖14 設施畜牧領域主要發(fā)明人合作圖

圖15 全球設施畜牧領域不同發(fā)展階段的技術主題分布圖

具體來看，萌芽期的全球設施畜牧領域專利申請數(shù)量不多，主要集中在擠奶技術、環(huán)境控制技術（空氣流通、空氣調(diào)節(jié)、豬場門板等）、畜禽的飼喂技術等，在拴系、洗刷、籠舍、孵化、標記等技術方向有零星分布。波動發(fā)展期專利數(shù)量有了一定量增加，主要的技術主題分布范圍擴大，集中在擠奶技術、環(huán)境控制技術（空氣流通、空氣調(diào)節(jié)、豬場門板等）、飼喂技術、剪毛技術、家禽籠舍技術、拴系技術等方向，零星分布在標記、孵化、產(chǎn)床、畜禽飲水、洗刷等技術方向。平穩(wěn)發(fā)展期因時間較短，專利文獻數(shù)量較少，但集中度較為明顯，主要集中在擠奶技術、空氣流通技術、家禽飼喂技術、圈欄門板技術等方向，零星分布在籠舍、孵化、標識等技術方向?？焖侔l(fā)展期專利數(shù)量增長迅速，覆蓋范圍快速擴大，幾乎覆蓋了所有技術主題，明顯新增的有無線監(jiān)測技術、廢棄物處理技術、產(chǎn)床技術、發(fā)酵床技術、飼喂飲水聯(lián)合技術等，重點分布在環(huán)境控制技術、飼喂技術以及籠舍技術3 個主題領域，但是在拴系技術、擠奶技術方面專利數(shù)量有所減少?？傮w來說，隨著時間發(fā)展，設施畜牧技術領域的專利呈現(xiàn)出由數(shù)量少、集中度高向數(shù)量多、集中度低發(fā)展的趨勢。

6 結 語

本文利用專利計量的方法對全球設施畜牧技術的發(fā)展態(tài)勢進行了分析，主要結論：①全球設施畜牧技術的發(fā)展可以分為萌芽期、波動發(fā)展期、平穩(wěn)發(fā)展期、快速發(fā)展期4 個階段。②全球設施畜牧的技術輸出國和市場國均主要分布在東南亞、北美洲和歐洲等地區(qū)，而非洲、中西亞以及南美洲部分地區(qū)尚未成為受重視的技術輸出和保護地。③設施畜牧領域重點國家的技術布局重點集中在“籠舍技術”、“飼喂技術”和“環(huán)境控制技術”。④設施畜牧領域專利申請最活躍的群體是企業(yè)。⑤全球設施畜牧業(yè)專利申請人以及發(fā)明人之間的專利數(shù)量及影響力差距較大。⑥全球在該領域的技術分布在11 個主題，整體專利呈現(xiàn)出由數(shù)量少、集中度高向數(shù)量多、集中度低發(fā)展的趨勢。糞尿廢棄物處理技術、無線監(jiān)測技術、發(fā)酵床技術是該領域的最新研究熱點。⑦我國在設施畜牧領域的專利數(shù)量遙居全球首位，但質量及影響力卻明顯很低。

針對以上分析結果，建議我國相關管理和科技工作從以下視角進行調(diào)整布局：①加大政策支持與研究力度；②注重提高專利影響力和質量。在確保研發(fā)力的基礎上，應注重引導對專利質量和影響力的重視，加速專利成果的產(chǎn)業(yè)化。③加強與國際的合作與學習交流，注重該領域國外成熟技術的引進與轉化，可縮短研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本。④聚焦研發(fā)力量和方向，目前我國的研發(fā)方向過于分散，應集中力量加強核心技術攻關。⑤重視專利地國際布局。引導加強海外專利保護力度，尤其是歐美、東亞等關鍵市場。