行业分析:全球石材开采领域专利分析
发布时间:2021-03-01 16:33:51 编辑:石材网
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石材行业发展概述
天然石材的开采、加工、贸易、使用是一项古老的活动,它贯穿于整个人类文明史。罗马帝国时期,罗马人是地中海的霸主,垄断着当地各种大理石的开采,矿山属皇帝所有。到公元15、16世纪,许多国家对开采本国石材以及进口国外石材有了需求,石材开采才又兴旺起来。随后,欧洲出现了工业革命,这一个革命促进了石材的开发与开采。
80年代后期,世界建筑行业发展迅速,促进了国际市场对天然石材的需求,从而促使了其生产的发展。80年代中期的世界天然石材产量是2,300万吨,1989年为3,000万吨,分别是1926年的15.3倍和20倍。而1979年至1989年10年间的世界石材产量增加了50%,年平均增长率是4.1%。自1990年以来,全球石材生产量和贸易额每年分别以7.3%和9.2%的速度增长,整个行业明显高于其他产业和全球经济的发展速度。
中国地大物博,矿产资源丰富,尤其是石材资源几乎遍布全国各个省区,石材工业就世界范围来说,是一个蓬勃发展的工业,拥有超过150亿美元的固定资本,年贸易额超过60亿美元,而且以每年10%的速度在增长。近十年来,我国石材工业发展迅速,不仅应用上更加广泛,而且在中国政策的拉动下,石材消费需求量加大,我国石材产业正迎来新一轮大发展,中国石材行业自2005年跃居世界第一大石材生产国、出口国、消费国之后,中国石材行业已经连续12年保持着高速增长,并占到了全球石材加工、生产量的近20%,目前年产量已超过千万吨,成为全球最大的石材生产大国。
石材开采技术关系到矿山荒料成材率、荒料生产成本、石材质量以及对自然环境的影响等等。目前国内外采用的石材荒料开采方法主要有:人工法、静态膨胀剂法、钻孔爆破法、机械切割法以及将上述方法组合使用的综合开法。
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石材开采领域全球专利态势分析
本节所涉及的专利来自商业数据库,检索日期为1963年至2017年12月31日,分析的专利以申请专利计算,检索结果为3035件专利。
2.1 专利类型分析

表2-1石材开采技术全球专利申请情况
2.2 全球专利申请态势分析

图2-1石材开采领域全球专利申请趋势
截至2017年12月31日,全球石材开采领域已经公开专利申请3035件,总体上,石材开采全球专利申请可分为3个阶段。
1969年以前:这一阶段以前,石材开采技术领域的专利申请比较少,属于专利技术的萌芽期,受限于当时的整体经济形势和技术发展水平,全球每年关于石材开采的专利申请不足50件,专利申请国主要是苏联,其次是美国、英国、德国、法国。

1985年到1993年:该阶段年申请量由最初不足50件上升到年申请量突破 100件,专利申请国主要是苏联、俄罗斯、日本、中国、美国。由于80年代后期,世界建筑行业发展迅速,促进了国际市场对天然石材的需求,从而促使了其生产的发展。80年代中期的世界天然石材产量是2,300万吨,1989年为3,000万吨,而1979年至1989年10年间的世界石材产量增加了50%,年平均增长率是4.1%;另外,80年代末90年代初金刚石刀具进入石材开采行业,石材工业发生了革命性变化。基于以上的经济因素和技术因素,关于石材开采的专利申请量出现爆发性增长。

1994年到2017年:前半阶段(1994年-2007年)的专利数量在专利高峰期后出现急剧减少的情况,原因是在20世纪90年代出现了苏联解体、海湾危机、科索沃危机、巴以暴力冲突、印巴克什米尔争端等事件,世界经济处于低走势,专利申请量大幅度减少;后半阶段(2008年-2017年),由于中国、俄罗斯等新兴石材国家的兴起,关于石材开采的专利申请量呈快速增长的趋势,该阶段的专利主要申请国是中国和俄罗斯,其专利申请量远远高于其他国家

2.3申请地域分析

图2-2石材开采领域全球专利申请地域分析
从图2-2中可以看出,俄罗斯、中国和苏联的专利申请量远远高于其他国家。其中苏联在解体前是世界上面积最大的国家,拥有着丰富的石材资源,其采石行业发展历史悠久,技术发展也相对成熟,在20世纪八九十年代苏联就已经在石材开采领域申请了大量的专利;苏联解体后,俄罗斯的国民经济逐渐由计划经济转向市场经济,伴随着大规模的经济建设,城市现代化势在必行,城市建设进程推动了石材行业的发展,另外,在石材开采技术上也逐渐引进金刚石串珠绳锯等先进的石材开采技术和设备,进一步推动石材行业的发展,如今,俄罗斯已成为全球最重要的石材市场之一;中国作为新兴的石材国家,拥有着丰富的石材资源,据统计,近十年来,我国石材工业发展迅速,不仅应用上更加广泛,而且在中国政策的拉动下,石材消费需求量加大,目前年产量已超过千万吨,成为全球最大的石材生产大国。
2.4技术构成分析

图2-3石材开采技术分布图
图2-3为全球石材开采领域专利申请的IPC分布图。其中E21C(采矿或采石)以绝对优势排在第一位,这主要是石材开采技术本身在IPC分类中就划分到E21C中,所以这个分类号中的专利占比很大;排在第二、三位的分类号分别是F42D(爆破)、B28D(加工石头或类似的材料),排名第二的技术分支专利申请量占排名第一位 E21C 技术约三分之一左右,可见本领域专利技术的高度集中。

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石材开采领域中国专利态势分析
3.1 中国专利申请态势

图3-1中国专利申请趋势图
在石材开采领域,在1985年-2017年底共有766件专利申请。在新中国成立以前,中国没有石材工业,新中国成立后,中国的石材工业才开始起步,相关的技术发展不成熟,大部分的技术、装备都是从意大利、日本等发达国家引进,因此在2008年以前,中国在石材开采领域的专利申请量很少,年申请量不足20件,是石材开采技术领域的萌芽期;从2009年至今,此阶段是是石材开采技术领域的快速发展期,在此阶段中国石材市场的繁荣和石材需求的增加,推动石材工程领域的科学研究、工具、设备制造等有了很大的发展,相关专利申请量呈快速增长趋势。
3.2 省市分布分析
图3-2所示为石材开采技术中国专利申请区域分布图,表3-1为各省市专利申请量数据表。

图3-2石材开采技术中国专利申请区域分布图

表3-1各省市专利申请量数据表
福建专利申请数量排名全国第一,申请量远远领先于其他省市,为113件,得益于众多的石材企业,比如泉州市海恩德机电科技发展有限公司、福建省新华都工程有限公司、福建省华隆机械有限公司等,众多科研院所及高校专利申请数量也不容忽。排名前五名的还有山东、浙江、北京、辽宁、四川、安徽、湖北、广东和湖南,其专利申请量都在30件以上。
3.3专利技术分布分析

图3-3 石材开采技术分布图
从图3-3可知,矿山爆破技术和岩石切割机、采石机的专利申请量远远高于其他技术,是该领域的核心技。矿山爆破把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离,并按工程要求爆破成一定的爆堆,破碎成一定的块度,为随后的铲装、运输工作创造条件,矿山爆破技术随着矿山工程的建设得到了迅速的发展,其专利申请量最多。专利申请量排第二的是岩石切割机、采石机,矿山采石机又叫锯石机、石材切割机,无需爆破,可直接在矿山上开采各种石材,广泛应用于各种矿山的开采,采石机本身所包含的零部件比较多,相关的专利申请量也比较多。

图3-4国内专利申请人类型分布图

图3-5国内申请人排名
从图3-4可以看出,我国专利申请人主要以企业为主,但其占比不足50%,可见我国的专利成果转化率不高。另外,图3-5是石材开采技术在我国的主要申请人排名情况,排名前三名的林波、林天华和武汉大学;排名前11名申请人中,大部分是高校与个人,这些申请人的专利大多没有进行成果转化,因此,这些申请人可以作为产学研合作的重点考虑对象。
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结论
石材开采技术全球专利申请呈波动增长,虽然前期增长缓慢,甚至出现负增长的情况,但是后期增长平稳,增长势头强劲;中国在该领域的起步比较晚,在2008年以前,相关的专利申请量比较少,但是最近几年,中国在该领域的专利申请量快速增长;预计未来几年,石材开采技术的全球和中国申请趋势将继续保持快速增长,石材开采行业发展方兴未艾。此外,在石材开采领域,专利创新的主体除了企业外,还有很大一部分是高校及科研机构,专利转化率还有待提高。因此,随着石材行业的发展,石材开采方面的技术、设备要求也越来越高,企业在加强技术研发的同时做好专利布局,还可以通过与高校、科研机构的产学研合作,增强自身综合竞争力,提高专利的成果转化率。
来源:石材范儿
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