专利视角下我国木材加工企业创新能力浅析

第50卷第1期2023年3月福建林业科技
JourofFujianForestrySciandTech
Vol 50 No 1
Mar ,2023
doi:10.13428/j.cnki.fjlk.2023.01.023
专利视角下我国木材加工企业创新能力浅析
蒋国斌1,2,谭 涛3,卢兵友2,张宜生4,董 文2,高 飞5
(1 南京林业大学,江苏南京210037;2 中国农村技术开发中心,北京100045;
3 南京农业大学,江苏南京210095;4 中国林业科学研究院木材工业研究所,北京100091;
5 浙江农林大学,浙江杭州311300)
摘要:为深入了解我国木材加工产业创新水平,以1985—2020年间木材加工企业和发明专利为对象,采用机器学习和数据挖掘、问卷调查和实地考察等方法,分析我国木材加工企业创新的现状特征和存在问题。针对产业创新升级过程中存在的创新主体散状化、创新导向应对式、创新链条“纺锤状”以及创新模式孤岛化等问题,从主攻方向、错位竞争、率先突破和跨界联合等方面探讨提升创新能力的发展路径;并从创新主体、创新要素、产学研融合和科技金融等方面提出提升创新能力的对策建议。
关键词:木材;加工企业;创新能力
中图分类号:S781;TS6   文献标识码:A   文章编号:1002-7351(2023)01-0128-07
AnalysisonInnovationAbilityofChineseWoodProcessingEnterprisesBasedonPatent
JIANGGuobin1,2,TANTao3,LUBingyou2,ZHANGYisheng4,DONGWen2,GAOFei5
(1 NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,Jiangsu,China;2 ChinaRuralTechnologyDevelopmentCe
nter,Beijing100045,China;3 NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,Jiangsu,China;
4 ResearchInstituteofWoodIndustry,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China;
5 ZhejiangA&FUniversity,Hangzhou311300,Zhejiang,China)
Abstract:InordertounderstandinnovationlevelofChinesewoodprocessingindustrydeeply,woodprocessingenterprisesandinven tionpatentsfrom1985to2020wereselectedasobject,thepaperanalyzedcurrentsituation,characteristicsandproblemsofwoodprocessingenterprisesinnovationbyusingmethodsofmachinelearning,datamining,questionnairesurveyandfieldinvestigation Inviewoftheproblemsexistingintheprocessofindustrialinnovationandup
grading,suchasthedecentralizationofinnovationsub jects,theresponseofinnovationorientation,the″spindle″ofinnovationchainandtheisolationofinnovationmodels,itdiscussedin novationabilitydevelopmentpathfromaspectsofattackdirection,dislocationcompetition,firstbreakthroughandcross bordercooper ation,andproposedcountermeasuresandsuggestionsfrominnovationsubject,innovationelements,industryuniversityresearchinte grationandscienceandtechnologyfinance
Keywords:wood;processingenterprise;innovationability
  木材加工产业是我国林业行业中市场化最全、开放度最高且产业链最长的产业之一,涉及材料、化工、装备等多个学科领域,包含人造板、木门窗、地板、家具等多种类别产品[1-2]。目前,我国已经成为全球最
大的木材加工基地,也是世界上最主要的木制品出口国和木材进口国,拥有各类木材加工和家具制造企业
20余万家,与世界上100多个国家和地区有贸易往来[3-5]。据统计,目前我国木材加工产业年产值达3万亿元,约占林业产业总产值的30%以上,并保持两位数快速增长的良好发展态势。对标全球木材加工行
业,我国木材加工产业生产规模虽然比较大,但综合竞争力不强,处于全球产业链的中低端[6-7]。特别是我国企业整体创新水平弱,知名企业影响力不足,木材加工处理、人造板和木地板生产及装备等产业领域关键核心技术基本被德国、日本、美国、北欧等发达国家企业控制,加上中美贸易战对木材加工产业的不利 收稿日期:2022-07-07;修回日期:2022-08-19
 基金项目:科技部农村中心战略研究项目(我国木材加工企业创新能力研究,CRTDC2018005);江苏省软科学研究项目(林产化学与材料国际创新高地支撑江苏林产工业高质量发展对策和路径研究,BR2020097)
 第一作者:蒋国斌(1982—),男,南京林业大学副研究员,农学博士,从事农林科技管理工作。E mail:jgb_23@163 com。
第1期蒋国斌,等:专利视角下我国木材加工企业创新能力浅析
影响,亟待进行产业转型升级,提升创新引领能力[8-9
]。因此,开展木材加工企业创新能力研究,对推进木
材行业转型升级和高质量发展具有先行示范意义。
1 
对象和方法
以木材加工领域企业为对象,采用计算机深度学习和数据挖掘、规模以上企业问卷调查及代表性企业实地考察访谈等多种方法,具体为:①通过模块化理论和机器深度学习方法,重点运用K-Means聚类方法和CNN分类模型算法,对中国林业专利数据库中1985—2020年间木材加工领域的3 2万件授权发明专利,重点对企业为第一专利权人的1 5万件发明专利数据进行挖掘分析;②对国内木材加工行业较具代表性的300家规模以上企业进行调查,重点以80家创新活跃企业(其中包括选取的28家上市企业)为样本开展问卷调查分析(表1);③选取其中10家典型创新企业进行现场考察和深入访谈(表2)。其中开展调查分析的主要指标为企业产值、研发投入、研发机构、研发人员、研发平台、产学研合作、研发项目、发明专利和科技奖励等[10
]。
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结果与分析
2 1 
我国木材加工企业创新现状和特征
2 1 1 创新已成为龙头企业发展的重要助力 我国木材加工行业市场化程度较高,
呈现出垄断竞争的格局。一是木材加工企业创新能力整体偏弱,实力不均衡,绝大部分还停留在传统加工层面。从调查数据看,20余万家企业中真正有创新活动的企业不足100家,占比不足0 05%。二是龙头企业创新氛围已初步形成,创新成为其发展的重要助力。80家创新活跃企业调查数据显示,从企业性质看,高新技术企业占比60%;从企业研发机构和人员看,设有专门研发部门的企业占比70%,企业专职研究人员数平均为5 5人;从企业研发投入看,研发投入占销售额比重超过1%的企业占70%,比重超过2%的企业占45%,比重
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超过5%的企业占12%;从企业新产品销售额看,新产品占销售额比重超过5%的企业占95%,比重超过
10%的企业占68%,比重超过20%的企业占30%。可以看出,企业创新活动有效促进其产值增加,研发投入占销售额比重和新产品占销售额比重2个指标与企业产值呈现出显著的正相关性。
2 1 2 公共财政支持是企业创新能力提升的重要保障 在公共财政支持下,企业与科研良性互动局面已然形成。一是财政项目支持有效提升了企业创新能力。从调查数据看,80家创新活跃企业中承担和参加
国家、省市级科研项目的企业有30家,获得省级和市级创新专项资金支持的企业有40家,拥有省级以上研究平台的企业有22家,这些获得公共财政支持的企业产值显著高于未获支持的企业。二是产学研合作有效促进企业发展。调查显示,65%的创新活跃企业与国内主要林业科研院所有科研合作,且多数企业合作时间较长。对10家典型创新企业深入调查发现,近10a来这些企业与科研机构密切合作,企业均由二次创新迈入集成创新阶段,部分企业拥有自主研发能力。如,欧派家居集团股份有限公司、索菲亚家居有限公司、圣象集团有限公司、浙江世友木业有限公司、久盛地板有限公司等均已与科研机构共建了研究院。
2 1 3 “两带、四心、多点”创新格局集聚显现 木材加工行业创新格局与我国木材加工产业集布局及科研资源分布高度重合,发达地区创新集聚效应较为明显。从专利申请人数据看,1985—2020年间我国
在木材加工领域的创新主体约为6800个,其中企业约6400个,比重高达94%,这些创新主体的地理分布呈现出“两带、四心、多点”的特点,与我国木材加工行业生产、科研、贸易资源的配置相吻合。具体来说,“两带”即沿海区域和长江经济带,集聚了全国63%的创新主体;“四心”即沪宁杭、京津、广深、成渝,是创新主体最为集中的核心区域,集中了全国40%的创新主体和70%的上市企业;“多点”即哈尔滨、南宁、昆明、西安、青岛和厦门等城市,也是创新主体高度集聚区,约占全国8%的创新主体。其中,创新主体数量最多的是浙江省湖州市,目前有木材加工和家具制造企业约700家,年产值超过500亿元,有全国6%的创新主体。实地考察表明,这与当地的产业规划布局和创新支持政策密切相关。
2 1 4 “产品、功能、材料”创新路径逐渐明晰 纵观整个发展历程,我国木材加工产业正在经历由“产品”“功能”向“材料”迈进的创新发展路径。这既是行业转型发展的内生要求,更是企业应对高质量产品
消费升级、资源约束与循环利用等多重外部压力采取的创新举措。通过专利关键词分析发现,木材加工行业创新历程大体可分为3个阶段:第一阶段为1985—2004年,该时期的创新主要围绕具体产品和制造方法展开,频率较高的关键词有刨花板、胶合板、纤维板等;第二阶段为2005—2015年,创新主要集中在产品新功能方面,如功能型胶粘剂、阻燃板、生态复合板等;第三阶段为2016—2020年,创新主要是新材料和新装备的发明,如木材加工装备、定制家具、智能制造等。其中2
018—2020年企业发明专利申请数量集中爆发,共申请了0 7万件发明专利,占历年企业申请总量的50%。对28家上市企业的专利核心关键词分析发现,德华兔宝宝装饰新材股份有限公司、索菲亚家居股份有限公司、大亚人造板集团股份有限公司和圣象集团有限公司等4家企业研发最具优势特。德华兔宝宝装饰新材股份有限公司偏重于生态板的研发,索菲亚家居股份有限公司偏重于定制家具的智能制造技术的研发,大亚人造板集团股份有限公司偏重于人造板的研发,圣象集团有限公司偏重于木质地板的研发。从28家上市企业主营方向和规模来看,基于新型复合材料的定制家具市场表现强劲,有10家企业市值实现翻番,排在前2位的高端制造企业:欧派家居集团股份有限公司、索菲亚家居股份有限公司2020年产值分别突破140、80亿元。
2 1 5 “引进、集成、自主”创新步伐有序迈进 我国木材加工行业市场化程度较高。近30a来,企业创新经历了“引进、集成、自主”3个阶段,目前基本处于集成创新阶段,并在局部形成了自主创新能力。对
10家典型创新型企业实地调查发现,企业积极参加国家重点研发计划,与科研机构合作设立研究院,加速了创新步伐,专利拥有量都达到一定水平。如,拥有专利数:德华兔宝宝装饰新材股份有限公司274件、圣
象集团有限公司246件、久盛地板有限公司204件、浙江升华云峰新材股份有限公司132件,为自主品牌形成奠定了良好基础。
2 2 我国木材加工企业创新存在的问题
与发达国家相比,我国木材加工企业创新活动积极但创新质量不高。从专利数据分析看,发明专利集中在产业链中端即木材加工环节,主要是产品功能改进和生产技术提升;关键核心技术,如前端的木材加
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工处理方法与装备、中后端的先进制造装备等均被国外企业所垄断。在当前经济高质量发展大背景下,木材加工行业转型从要素驱动转为创新驱动面临着较大挑战[11-13]。产业创新升级过程中存在创新主体散状化、创新导向应对式、创新链条“纺锤状”以及创新模式孤岛化等问题,突出表现为4个“不适应”。
2 2 1 “散状化”的创新主体不适应重大技术研发需求 一是企业规模“散”。目前市场上没有完全意义上的行业龙头,上市企业中只有欧派家居市值过百亿,30家上市企业年平均产值低于30亿元,1500家规
模以上企业年平均产值仅为2000亿元,“散状化”的企业使得创新能力不集聚。二是创新投入“散”。调研发现,研发投入方面,企业研发总投入总体偏低,年平均只有不到40亿元,研发人员80%以上为
本科学历;生产装备方面,单纯使用国产生产线的企业为20%,单纯或大部分使用国外生产线的企业约为80%,企业创新重点不突出。三是创新方向“散”。从专利数据分析看,目前企业创新还是以解决当下市场需求为主,集中在产品功能改进和加工技术提升层面,对未来引领性的重大技术突破,如智能制造、新材料、节能环保等涉足较少;同时企业创新内涵不足,上市企业专利中发明专利比重仅为15%,除德华兔宝宝装饰新材股份有限公司等4家企业之外,其它企业90%以上为实用新型和外观设计专利。企业创新仍呈现“点状式”分布,无法形成“合力”。
2 2 2 “应对式”的创新行为不适应关键核心技术突破 目前我国木材加工企业创新行为主要是应对当前市场需求变化带来的自身需求,缺乏统筹的创新规划与前瞻的创新设计。调研发现,70%的企业均在自
动装备、新型材料和企业信息化等技术上有迫切需求,但这些共性技术不是一家或几家企业能完全解决的。纵观木材加工产业创新发展3个阶段,始终都面临着先进制造装备、高效加工、绿生产、新型材料等技术瓶颈。原因一方面是木材加工产业领域之间的共性创新结点没有打通,缺乏行业整体共通性与全局性的创新,企业规模不大且仅专注个别技术领域,仅有德华兔宝宝装饰新材股份有限公司、索菲亚家居股份有限公司和江山欧派门业股份有限公司等少数企业涉足3个以上技术领域;另一方面是目前创新体系建设仍然不到位,科研机构与企业的一体化创新机制没有形成,对合力突破共性核心关键技术的协同创新机制仍需要进一步完善。
2 2 3 “纺锤状”的创新链条不适应行业整体创新需要 我国木材加工行业创新价值链呈“纺锤状”。木材加工产业链大致可分为前端处理、中间加工、后端集成等3个环节。其中,后端集成环节附加值最高,而
目前企业创新却呈现中间多、两头少的情况。从专利数据看,一方面约51%的发明专利集中于中间加工环节如人造板,后端高附加值环节只占25%,前端的木材处理环节则占24%;另一方面60%以上的企业聚集在中间加工环节,其中人造板占27%,相关技术装备占33%,而高创新度和高附加值的后端集成环节如新材料、家具制品等占比不到20%。这种“纺锤状”的创新价值链条使得我国企业长期沉淀在价值链低端,在国际分工上处于不利地位;另外则是装备、材料、信息化等共性核心技术创新能力不强,在国际市场上仍然依靠低端产品参与竞争,难以实现技术创新带来的价值增值。调研发现,目前处于产业链中端的德华兔宝宝装饰新材股份有限公司、浙江升华云峰新材股份有限公司等企业逐步开始向后端集成加工整合的趋势。
2 2 4 “孤岛式”的创新模式不适应全球中心角转换 作为全球最大的木材加工中心和集散地,我国木材加工企业更像一座座“孤岛”。突出表现为企业之间创新联系缺乏、企业与科研机构间、企业与不同
学科间交叉融合相对缺少。从专利数据看,首先是企业发明专利彼此之间关键词高度重合,说明企业创新存在分散封闭、交叉重复的创新“孤岛”现象;其次是科研机构与企业的专利关键词大半不匹配,表明
两者之间的创新方向存在较大差异,创新产业和市场需求之间“相对孤立”;再则是企业发明专利大都围绕产业链中间环节的板材展开,而木材加工涉及装备、化工、材料、信息等多个学科的复合交叉,企业创新与学科交叉融合“相对孤独”。以上诸多“孤岛化”现象,使得企业长期滞留在引进与集成创新阶段,难以融入国际创新体系当中。
3 讨论和建议
3 1 我国木材加工企业创新能力提升发展路径
我国木材加工产业要实现从全球加工中心到创新中心的跨越,需要着力破解高技术含量和高附加值
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“两高”脱节的发展瓶颈,以提升企业创新能力为主要抓手,着力实现木材加工企业向“两高”深化发展[14-15]。“中国制造2025”战略提出,用先进复合材料、新一代信息技术和传统制造技术深度融合,是实现我国木材加工企业产品增值和产业转型升级的重要突破口[16]。
1)主攻方向:聚焦战略新兴领域。新旧动能转换要求产业结构优化升级,以战略新兴产业集聚发展是创新的主旋律。目前,企业在供给侧需要解决资源高效利用、高节能低排放与废弃材料利用等重大技术
难题,在需求侧则要向市场提供个性化、功能化与柔性化的功能型新材料、新产品,这就需要向战略新兴产业的智能制造、节能环保、新材料3大方向突破转型[17-18]。木材加工涵盖多个领域,涉及多个学科,产业要向绿、智能、科技转型,需要着重培育战略新兴产业集。
2)错位竞争:规避国外技术壁垒。目前木材加工产业关键节点的核心技术基本被国外企业牢牢控制,如木材加工处理方法及装备被日本和德国垄断,人造板生产技术及装备掌握在日本、德国、芬兰手中,
木地板生产技术及装备被日本、北欧、美国和韩国控制,就连地板锁扣技术也被瑞典、比利时和德国所独占[19-22]。调研发现,目前国内有48%的企业使用德国装备。同时从专利数据看,我国木材加工领域发明专利申请量排名前十的均为科研单位,企业专利总体数量较多但极为分散,其创新能力提升仍需政府规划、统筹引领,扬长避短、选好方向、发挥优势,通过产学研深度交融合力突破。
3)率先突破:新型材料创新集。在当前产品贸易全球化、核心技术垄断化、加工生产区域化的新形势下,要充分凸显我国全球木材加工中心的枢纽地位,培育具有国际领先优势的创新产业集[23]。未来
企业创新方向的选择,需要综合考量是否具备充足的市场需求、领先的技术优势、活跃的创新体等要素。调研发现,在当前木材及木制品“大进大出、两头在外”的格局下,我国以12%的木材消耗量支撑着70%的国内市场,目前急需在新型材料、替代材料和循环利用上取得突破。从专利数据看,目前新
型木塑复合材料领域处于技术发展阶段,2018—2020年专利数量迅速增加,我国占据了该领域全球75%的专利,除东北林业大学、南京林业大学等高校外,该领域大部分创新主体是企业。重点培育以高性能新型复合材料为核心的产业创新集,同时加快在替代材料如竹材等高效利用上取得突破,占领全球技术制高点并形成竞争优势。
4)跨界联合:学科领域交叉融合。全球化背景下的消费升级、资源约束与政策压力推动我国木材加工行业向数字、智能与绿全面变革。企业创新迫切需要从速度到质量、从规模到效益、从跟踪到引领的
重大转型,企业创新能力的提升需要跨行业、跨学科、跨界交叉融合、协同发展[24]。针对目前木材加工行业的重点方向,在智能制造领域整合木材加工机械与通信互联、人工智能等前瞻技术,在绿集约生产领域融合降噪、除尘与高效减排等环保技术以及化学气相沉积、高速切削等绿加工技术,在新型材料领域融合纳米改性加工、高分子复合和废弃物材料综合利用等前沿技术。同时需要明晰突破关键核心技术过程中基础研究和应用研究的主体以及其边界,形成以企业为主、联合科研院校集智攻关、团结协作的创新机制。
3 2 我国木材加工企业创新能力提升对策建议
3 2 1 构建创新型龙头企业为主体的新兴产业集 着眼全球先进制造加工中心这一定位,凸显上市企业和龙头企业的创新主体地位,引导和支持企业重点向新型材料、绿加工、智能制造等新兴产业
方向转
型[25-26]。首先是强化科技项目的方向引导性,通过设计行之有效的创新利益分配机制,充分激发企业创新潜力,形成共性技术服务能力,迅速为产业集聚科技创新资源,在“十四五”期间力图突破关键核心技术。其次是突出企业的创新主体地位,围绕关键核心技术建立分工明确的创新协作机制,提高产业专家和企业家在重大项目专家咨询组中的比例,打通科技成果向市场转化的“最后一公里”,打造新兴产业创新集。再则是充分激发龙头企业自有研发平台的创新能力,在重大科技计划项目实施上进一步提升企业参与度并鼓励企业牵头产业化前景好的项目,继续加强对企业创新和产业化平台支持,鼓励并支持有条件的企业独立或联合科研院校建立国家工程中心、科技成果产业化基地。
3 2 2 建立促进科技创新要素向企业集聚的政策体系 立足当前木材加工领域企业科技创新水平有所提升,但主体作用效应尚未完全建立显现的现状和趋势,探索建立新型创新要素集聚和动态流动的机制体

本文发布于:2024-09-20 15:42:26,感谢您对本站的认可!

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