基于k_means聚類算法的專利地圖制作方法研究

1、第30卷第2期2009年3月科研管理Science Research Manage ment Vol .30,No .2March,2009收稿日期:2008-06-03;修回日期:2009-01-06.基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目:專利戰(zhàn)略導(dǎo)向的企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制,基金編號(hào):70472060,起止時(shí)間:2005年1月-2007年12月。作者簡(jiǎn)介:邱洪華(1978-,男(漢,廣西梧州人,華中科技大學(xué)管理學(xué)院中德知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究所博士研究生,研究方向:企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與專利戰(zhàn)略。文章編號(hào):1000-2995(200902-007-0070基于k -means 聚類算法的專利地圖制作方法研究邱洪華,余

2、翔(華中科技大學(xué)管理學(xué)院,湖北武漢430076摘要:利用專利文獻(xiàn),制作專利地圖是有效監(jiān)測(cè)和了解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的重要手段之一,因此最近幾年以來,關(guān)于專利地圖的研究在知識(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。本文分析了專利地圖在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,歸納了專利地圖的功能,剖析了當(dāng)前專利地圖制作方法的不足,利用了專利文獻(xiàn)中的結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目,通過k -means 聚類算法,形成語義網(wǎng)絡(luò),并最終制作完成可視化專利地圖。而根據(jù)該專利地圖,可以清晰而直觀的看出所研究目標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展路徑。關(guān)鍵詞:專利地圖;k -means 聚類算法;專利中圖分類號(hào):D923142文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1引言隨著技術(shù)更快更復(fù)雜的發(fā)

3、展,有效監(jiān)測(cè)和了解技術(shù)發(fā)展方向變得越來越重要。因此,無論是學(xué)術(shù)界和實(shí)務(wù)界都已經(jīng)著手如何跟蹤技術(shù)發(fā)展方向的研究,并提出了很多相關(guān)的方法。而利用專利文獻(xiàn)來制作專利地圖,從專利地圖的視角去探索技術(shù)的動(dòng)態(tài)發(fā)展就是其中的一種方法。而且,專利地圖是整體專利分析的一個(gè)可視化表達(dá),其有利于更容易而有效地理解復(fù)雜和不同的專利信息1。111專利地圖的功能近年來,日本、韓國(guó)等亞太國(guó)家以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)在高科技產(chǎn)業(yè)專利地圖布局上取得了突破性進(jìn)展。日本與韓國(guó)政府相繼于1999年展開大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)技術(shù)專利地圖分析,以此作為擬定技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和輔導(dǎo)企業(yè)升級(jí)的重要決策依據(jù)。專利資訊揭露了科技發(fā)展的重要趨勢(shì),如能充分運(yùn)用,不僅可協(xié)助

4、企業(yè)進(jìn)行有效的研發(fā)管理,而且有利于政府制定產(chǎn)業(yè)科技策略。從整體上看,專利地圖的功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1進(jìn)行專利管理的功能。通過制作專利地圖,可以獲悉特定技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手各項(xiàng)專利技術(shù)實(shí)力進(jìn)行分析、剖析,并預(yù)測(cè)專利技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。從而確定哪些可以成為技術(shù)合作伙伴,發(fā)現(xiàn)主要競(jìng)爭(zhēng)者的技術(shù)貿(mào)易活動(dòng),明確自己的專利活動(dòng)中哪些有用信息已經(jīng)或者可能泄露給競(jìng)爭(zhēng)者,并最終確定企業(yè)專利戰(zhàn)略部署和戰(zhàn)略地位。(2挖掘?qū)＠夹g(shù)的功能。專利地圖的制作過程就是對(duì)某特定技術(shù)進(jìn)行全面檢索,從而對(duì)競(jìng)爭(zhēng)公司的專利技術(shù)進(jìn)行地毯式搜索和分析,有助于技術(shù)人員得到新的思路、產(chǎn)生新的創(chuàng)意,從而發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)方

5、向和技術(shù)手段,并運(yùn)用專利挖洞技術(shù),實(shí)現(xiàn)專利的紙上發(fā)明。(3專利侵權(quán)判斷的功能。通過專利地圖,可以明確專利權(quán)利要求的范圍,分解專利權(quán)利要求的第2期邱洪華,余翔:基于k-means聚類算法的專利地圖制作方法研究71構(gòu)成要件,分解對(duì)照專利的權(quán)利要求,從而確定是否侵權(quán)。如果產(chǎn)品可能侵權(quán),則可以指導(dǎo)如何通過增加或減少權(quán)利要求,進(jìn)行專利的回避設(shè)計(jì)。(4技術(shù)貿(mào)易談判的功能。一張科學(xué)的專利地圖,在顯示自己、競(jìng)爭(zhēng)者或合作者的弱點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)的同時(shí),如果競(jìng)爭(zhēng)者沒有相同的信息,能夠幫助企業(yè)在專利技術(shù)許可貿(mào)易中取得談判的主動(dòng)權(quán),成為討價(jià)還價(jià)的工具。(5政府的專利決策功能。專利地圖有助于政府在重大技術(shù)項(xiàng)目上做出決策和進(jìn)行宏觀

6、管理,以及幫助企業(yè)估計(jì)產(chǎn)量和內(nèi)部科研質(zhì)量的功能。112專利地圖的研究現(xiàn)狀11211專利地圖在國(guó)外的研究現(xiàn)狀專利地圖在20世紀(jì)60年代起源于日本專利辦公室,主要是為了加快審批速度。日本的第一份專利地圖是日本專利辦公室在1968年出版的。這份專利地圖是關(guān)于航空微米測(cè)量技術(shù)在其它產(chǎn)品的功能、特征和設(shè)計(jì)原理等應(yīng)用領(lǐng)域上的擴(kuò)充使用。專利地圖一方面能顯示出技術(shù)功能性的擴(kuò)展方式,另一方面也能顯示出其在應(yīng)用方面的擴(kuò)展方式,并能通過專利隨時(shí)間的變化關(guān)系找出它們之間的聯(lián)系。隨后,專利地圖主要發(fā)展軌跡和專利地圖方法的應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)移到工業(yè),尤其是一些較大的以技術(shù)為基礎(chǔ)的公司。與此同時(shí),專利地圖的應(yīng)用目的和專門的研究方法

7、也更豐富多樣。時(shí)至今日,為了企業(yè)的科技發(fā)展戰(zhàn)略、開發(fā)新的商機(jī)和進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)專利信息的使用,在過去的二十年以來,日本政府就收集和分析了每一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利信息來制作專利地圖,并將這些地圖免費(fèi)放在網(wǎng)上2。而在最近幾年,專利地圖在韓國(guó)也得到了很好的發(fā)展,他們?cè)趯＠貓D的研究和利用上主要是借鑒日本經(jīng)驗(yàn)。韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織從2000年開始,在所有的工業(yè)領(lǐng)域制作和推廣專利地圖3。目前的技術(shù)發(fā)展有必要進(jìn)行專利信息的檢索,以此避免沒有必要的投資,同時(shí)也可以獲得技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的構(gòu)思和理念以及包含在這些專利信息當(dāng)中的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。自從1997年以來,日本專利局提出了超過50種類型的專利表達(dá)形式并制作了涉及很多技術(shù)領(lǐng)域

8、的超過200張的專利地圖4。韓國(guó)、美國(guó)等很多國(guó)家也制作了不同領(lǐng)域的專利地圖56。同時(shí),關(guān)于智能分析專利方面的研究也得到了發(fā)展。用于專利地圖科學(xué)性分析和技術(shù)信息(包括論文和專利的神經(jīng)系統(tǒng)方法(the neural methods以及幫助使用者執(zhí)行分析這些大量信息的復(fù)雜過程的神經(jīng)系統(tǒng)方法也都有所涉及7。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)(machine learning technol2 ogy在美國(guó)被應(yīng)用于文本的分類,目的就是自動(dòng)區(qū)分與生物技術(shù)相關(guān)的和不相關(guān)的專利6。從2000年以后,專利地圖工具(patent map2 p ing t ools有了一個(gè)更加顯著的發(fā)展,并影響到各個(gè)領(lǐng)域的信息檢索(inf or mat

9、i on searching、信息智能(inf or mati on intelligence和技術(shù)監(jiān)視(techno2 l ogical watch等等89。并且在2003年的芝加哥的P I U G年度會(huì)議上取得了突破性的進(jìn)展,對(duì)于分析和可視化工具(analysis and visualizati on t ools以及他們?cè)趯＠畔?patent inf or mati on方面的應(yīng)用給予了相當(dāng)?shù)闹匾?0。專利地圖確實(shí)需要能夠?qū)ζ溥M(jìn)行可視化分析的一類工具,也可稱為“空間(維度分析技術(shù)”(di m ensi onal analy2 sis techniques。他們的目的就是為了建立一個(gè)二維

10、或者三維的具有很高維度性的數(shù)據(jù)表示(一維是詞語表述,一維是相應(yīng)的專利事件,一維是專利發(fā)明人。在各個(gè)專利著錄項(xiàng)之間,它們之間綜合而復(fù)雜的關(guān)聯(lián)信息就不僅是有用的,而且還是可視化的,并通過這樣一種關(guān)聯(lián)信息,可以得到專利技術(shù)變化的趨勢(shì)圖。正因如此,專利地圖甚至可以成為專利文獻(xiàn)公開的關(guān)鍵,而技術(shù)管理人員不得不做出快速而可靠的決策。繪制專利地圖有助于尋找之前不為他人所知悉的技術(shù),從而挖掘技術(shù)空白點(diǎn)11。11212專利地圖在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀(1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)來源。為了更好地了解專利地圖在中國(guó)的研究現(xiàn)狀,本文在中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)的“中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫”中進(jìn)行相關(guān)研究成果的檢索。檢索表達(dá)式為:“檢索項(xiàng)”選擇“關(guān)鍵

11、詞”,“檢索詞”中輸入“專利地圖”,時(shí)間范圍選擇從“1980-2008”,“更新欄”選擇“全部數(shù)據(jù)”,期刊范圍選擇“全部期刊”,“匹配”欄選擇“精確”。該表達(dá)的含義為:從72科研管理2009年1980年開始到檢索日這一期間內(nèi),在中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫收錄的所有雜志所發(fā)表的,“關(guān)鍵詞”中包含有“專利地圖”的所有論文。(2從研究成果的形式上看專利地圖在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀。通過對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)對(duì)專利地圖進(jìn)行研究的成果如表1所示。從表1可以看出,從時(shí)間的角度上看,從2003年開始國(guó)內(nèi)才逐漸有相關(guān)的研究成果發(fā)表。這主要說明了與國(guó)外相比,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于專利地圖的研究起步比較晚。而從成果數(shù)量的角度上看,目前國(guó)

12、內(nèi)在專利地圖研究方面,總共有34篇學(xué)術(shù)論文發(fā)表,其中直接研究成果18篇(即直接研究專利地圖的內(nèi)容、制作方法、價(jià)值、意義等,而間接研究成果16篇(即文章主旨并非研究專利地圖,但其研究的內(nèi)容或者方法涉及專利地圖。而且從成果的年度發(fā)展趨勢(shì)來看,從2003年到現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)對(duì)于專利地圖的研究從整體上是不斷增多的。通過對(duì)文獻(xiàn)的作者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,可以判斷某一研究領(lǐng)域受到學(xué)者關(guān)注的程度及年度變化趨勢(shì)。因此從表1中可以看出,從2003年開始有學(xué)者開始關(guān)注專利地圖的研究,而且從整體趨勢(shì)上看,在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界有越來越多的學(xué)者參與到專利地圖的研究當(dāng)中。也因此可以認(rèn)為,國(guó)內(nèi)有越來越多的人開始認(rèn)識(shí)到專利地圖的重要價(jià)值和意義。表

13、1國(guó)內(nèi)關(guān)于專利地圖研究成果的統(tǒng)計(jì)Table1Research litera tures st a tisti c about the pa ten t map i n Ch i n a相關(guān)論文/篇作者數(shù)量/人直接研究間接研究總數(shù)(以第一作者計(jì) 20032243200426872005415420065163200746101020081011總數(shù)18163428注:(1由于時(shí)間和數(shù)據(jù)庫更新速度方面的原因,2008年的統(tǒng)計(jì)為不完全統(tǒng)計(jì),該年度的成果只是參考數(shù),而不是絕對(duì)數(shù)。(2表中“作者數(shù)量”一欄,為了避免重復(fù)統(tǒng)計(jì),并考慮學(xué)術(shù)習(xí)慣,對(duì)同一篇論文有兩位或者兩位以上的合作作者的,僅以第一作者計(jì)。(3

14、從研究成果的內(nèi)容上看專利地圖在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀。通過對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行逐一研究可以發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)對(duì)于專利地圖進(jìn)行直接研究最早的是華中科技大學(xué)管理學(xué)院的劉平和吳新銀等人,他們通過研究日本、韓國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的專利地圖相關(guān)理論和實(shí)務(wù),介紹了專利地圖的定義、分類及作用12,探討了專利技術(shù)圖、專利管理圖等專利地圖制作方法和步驟1315;同時(shí),他們還對(duì)專利地圖在研發(fā)管理上的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究16。從內(nèi)容上來看,在專利地圖的制作方面,他們的方法是首先對(duì)某一技術(shù)領(lǐng)域的專利進(jìn)行全面檢索,然后利用專利文獻(xiàn)中的專利申請(qǐng)量、專利申請(qǐng)時(shí)間、專利申請(qǐng)人、技術(shù)功效、專利I PC分類以及摘要等內(nèi)容,制作諸如專利申請(qǐng)年度趨勢(shì)圖、技

15、術(shù)生命周期圖、競(jìng)爭(zhēng)公司I PC分類表以及技術(shù)/功效矩陣表等專利圖表。通過這些圖表,可以直觀地看出自身和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的專利技術(shù)現(xiàn)狀及所處的位置。而繼劉平和吳新銀之后,越來越多的學(xué)者從不同的角度對(duì)專利地圖開展研究1727,或者間接地將專利地圖的方法運(yùn)用到相關(guān)研究當(dāng)中去2833?？梢灶A(yù)見,隨著中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略不斷往縱深推進(jìn)以及中國(guó)企業(yè)的自主創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷成熟,專利地圖的理論和應(yīng)用的研究,無論是對(duì)于學(xué)術(shù)界還是在實(shí)務(wù)界,都將有廣闊的發(fā)展空間。11213目前專利地圖研究的不足制作專利地圖,常常需要利用那些包含大量分析項(xiàng)目的專利文獻(xiàn)。這些專利文獻(xiàn)包含了結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目(structured ite

16、m s和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目(un2 structured ite m s,其中結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目指的就是在每一件專利文獻(xiàn)中,其語義和格式都是統(tǒng)一的項(xiàng)目,比如專利申請(qǐng)?zhí)枴⑸暾?qǐng)日、或者發(fā)明者。而非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目表達(dá)隨意的文本信息,這些信息在每一件專利文獻(xiàn)中的長(zhǎng)度和內(nèi)容都是不同的,比如說權(quán)利要求、摘要、發(fā)明的說明書。通過前者所得到的可視化分析就是所謂的專利圖表(patent graphs,而通過后者所得到的可視化分析就是所謂的專利地圖(patent map s,雖然從廣義的角度上來看,專利地圖包括上述的兩種情況34。專利文獻(xiàn)通常都比較長(zhǎng),并且有大量的技術(shù)和法律術(shù)語,因此,對(duì)于非專業(yè)人士來講,要解讀和分析起來非常困第2

17、期邱洪華,余翔:基于k-means聚類算法的專利地圖制作方法研究73難35。而用可視化的方法來分析專利信息以及表述分析結(jié)果就顯得尤為重要。通過以上對(duì)專利地圖在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行歸納后可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過一些國(guó)家專利行政部門和理論界學(xué)者的努力,目前專利地圖的應(yīng)用及其制作方法已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。尤其是近幾年來,利用專利文獻(xiàn)去研究專利地圖的方法受到了廣泛的關(guān)注和利用。但是,由于相關(guān)研究從整體上看還處于尚未成熟的起步階段,因此目前學(xué)術(shù)界所提出的一些專利地圖的制作的方法存在著一定局限。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,其一,專利地圖可視化方法僅局限于他們專利信息的表述,并不有效地歸納更多的專利信息;其二,在每一件專利

18、文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目之間,大多數(shù)的專利地圖制作方法只是考慮了其中的一個(gè)方面。因此,提出更加完整的和平衡的可視化專利地圖制作方法是非常有必要的。113本文研究的框架以及所解決的問題本文研究將利用每一個(gè)專利文獻(xiàn)中著錄項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目(專利申請(qǐng)日和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目(關(guān)鍵詞,通過K-means聚類算法和語義網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用,提出了一個(gè)研究和制作專利地圖的具體步驟,最終制作出一張可視化的專利地圖,從而可以清晰而直觀的看出所研究目標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。正是由于本文在研究專利地圖的時(shí)候,不僅僅考慮了結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目,同時(shí)也考慮了非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目,因此可以保持利用專利文獻(xiàn)來分析技術(shù)特征的平衡。2k-means聚

19、類算法的可視化專利地圖制作過程211專利文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞矩陣的形成首先,確定研究目標(biāo),將其定位于一個(gè)特定的技術(shù)領(lǐng)域。然后選擇關(guān)鍵詞來檢索相關(guān)的專利文獻(xiàn)。之后,為了進(jìn)一步研究的需要,而重新定義一個(gè)關(guān)鍵詞列表。因此會(huì)得到一系列的專利文獻(xiàn)和一個(gè)關(guān)鍵詞表。接下來,在每一條專利文獻(xiàn)的文本范圍之內(nèi),逐一核對(duì)每一個(gè)關(guān)鍵詞是否在該專利文獻(xiàn)中存在。而為了記錄這一步驟的結(jié)果,需要形成一個(gè)以關(guān)鍵詞(1n為縱軸并以專利文獻(xiàn)(1m為橫軸的矩陣。因此,如果第j個(gè)關(guān)鍵詞在第i個(gè)專利文獻(xiàn)中存在,矩陣中該點(diǎn)(i,j就用1來表示,但是,如果不存在,矩陣中該點(diǎn)(i,j就用0來表示,如圖1所示。至此,專利文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的矩陣就形成 。圖1

20、根據(jù)一個(gè)專利文獻(xiàn)的文本范圍內(nèi)是否包含有關(guān)鍵詞而用“0”或者“1”來表示的矩陣F i g11A ma tr i x of wh i ch ele m en ts are f illed w ith0or1ac2 cord i n g to whether a keyword ex ists w ith i n texts of a pa ten t docu2 m en t212通過k-means聚類算法對(duì)矩陣進(jìn)行聚類分組在上述所形成的矩陣中,每一個(gè)關(guān)鍵詞的“0”或者“1”之間的值,就充當(dāng)每一個(gè)專利文獻(xiàn)的一個(gè)特征值。然后通過k-means聚類算法對(duì)專利文獻(xiàn)進(jìn)行聚類,關(guān)鍵詞的值就被用來把專利文獻(xiàn)分

21、成“k”組(見圖2 。圖2利用已有的矩陣并通過k-m ean s聚類算法對(duì)專利文獻(xiàn)進(jìn)行聚類F i g121C luster i n g pa ten t docu m en ts by the k-m ean s cluster i n g a lgor ith m usi n g the com pleted ma tr i x213研究每一組專利文獻(xiàn)所包含的關(guān)鍵詞利用聚類后的專利文獻(xiàn),可以研究每一組專利文獻(xiàn)有什么關(guān)鍵詞。例如,假設(shè)專利文獻(xiàn)“A”和“B”屬于組1。而根據(jù)圖1的矩陣,專利文獻(xiàn)“A”有關(guān)鍵詞“a”和“c”,而專利文獻(xiàn)“B”有關(guān)鍵詞“b”和“c”。然后,組1包含“a”、“b”和“c

22、”三個(gè)關(guān)鍵詞。如此類推,可以研究每一組的關(guān)鍵詞(見圖3。74科研管理2009年 圖3研究聚類后的專利文獻(xiàn)的每一組關(guān)鍵詞F i g 13I nvesti ga ti n g keywords for each group after cluster i n g pa ten t docu m en ts214利用關(guān)鍵詞形成語義網(wǎng)絡(luò)利用每一組的關(guān)鍵詞列表,可以制作一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。在圖3中,組1有關(guān)鍵詞“a ”、“b ”和“c ”,而組2有關(guān)鍵詞“c ”和“d ”,從而可以看出兩組共有關(guān)鍵詞“c ”。因此,兩組之間的關(guān)系可以用三個(gè)節(jié)點(diǎn)來表示:(a,b ,(c 和(d 。本文認(rèn)為,共同節(jié)點(diǎn)的級(jí)別高于其他

23、的節(jié)點(diǎn),因此可以劃出從(c 指向(a,b 和(d 的箭頭。通過這樣的方法,可以制作一個(gè)包含一個(gè)或者更多關(guān)鍵詞的語義網(wǎng)絡(luò)(如圖4所示。 圖4利用每一組關(guān)鍵詞列表而形成語義網(wǎng)絡(luò)F i g 14For m i n g se man ti c networks usi n g lists of keywords foreach group實(shí)際上,語義網(wǎng)絡(luò)是基于前面所述的“通過K -means 聚類算法對(duì)專利文獻(xiàn)進(jìn)行聚類”以及“分析聚類后的專利文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞”等步驟的基礎(chǔ)上而形成。因此,語義網(wǎng)絡(luò)就是由k -means 聚類算法所設(shè)定的組的數(shù)量來決定,因此會(huì)有很多個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。有很多可執(zhí)行程序可以完成k -m

24、eans 聚類算法。利用其中任何一個(gè)程序,都可以很容易地對(duì)逐漸增加的組的數(shù)量進(jìn)行反復(fù)的聚類。而對(duì)于每一次聚類結(jié)果,都會(huì)重復(fù)“研究每一組關(guān)鍵詞”和“形成一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)”這兩個(gè)步驟。最后,在“n ”次循環(huán)后,得到“n ”個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。然而,因?yàn)楸狙芯坎⒉豢紤]當(dāng)組的數(shù)量只有一個(gè)的情況,所以只有選擇包含很多語義網(wǎng)絡(luò)的一組。通常會(huì)選擇最能說明關(guān)鍵詞關(guān)系的一組。實(shí)際上,這是一個(gè)手工操作的過程。但是通常的情況是,隨著選擇語義網(wǎng)絡(luò)中的組的數(shù)量的增加,就可以更好地解釋語義網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵詞之間的關(guān)系。但是,組的數(shù)量太多,也會(huì)導(dǎo)致很難形成一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò),因此必須要找到合適的組的構(gòu)成。215專利申請(qǐng)日信息和語義網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合通過上述

25、的步驟,本文陳述了如何利用目標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利文獻(xiàn)中的“非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目”形成一個(gè)關(guān)鍵詞的語義網(wǎng)絡(luò)。接下來,本文將介紹在語義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,如何利用“結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目”來完成一張專利地圖。假設(shè)最終形成了如圖5所示的語義網(wǎng)絡(luò)。首先,必須要研究語義網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(node 的申請(qǐng)日期(filing date 。而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)日就是在包含該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵詞的各個(gè)專利文獻(xiàn)中最早的申請(qǐng)日。例如,在圖中,節(jié)點(diǎn)2包含“a ”和“b ”兩個(gè)關(guān)鍵詞。而且,如果“a ”屬于專利文獻(xiàn)“A ”,“b ”屬于專利文獻(xiàn)“B ”。因此,節(jié)點(diǎn)2的申請(qǐng)日就是專利文獻(xiàn)“A ”和“B ”之間的最早的申請(qǐng)日。依此,節(jié)點(diǎn)2的申請(qǐng)日就是“1997-

26、11-27”。依次類推,節(jié)點(diǎn)3的申請(qǐng)日就是“2000-08-18”。通過這樣的方法,可以得到一個(gè)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有其申請(qǐng)日信息的關(guān)鍵詞語義網(wǎng)絡(luò)。圖5利用申請(qǐng)日信息而形成一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)Fi g 15For m i n g a se manti c network with fili n g date i n for mati on第 2期 邱洪華 ,余 : 基于 k - means聚類算法的專利地圖制作方法研究 翔 75 專利地圖的最終形成 經(jīng)過上述的幾個(gè)步驟之后 , 在專利文獻(xiàn)范圍 之內(nèi) ,本文所研究的語義網(wǎng)絡(luò)具備了結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目 和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)方面的特征 。最后 , 本文利 用已經(jīng)完成的語義網(wǎng)絡(luò)

27、,根據(jù)專利文獻(xiàn)的申請(qǐng)日 、 語義網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新整理 , 最終完成一張專 利地圖的制作 ,如圖 6 所示 。 F ig1 6 Form in g a pa ten t map on the ba sis of a seman tic network w ith f ilin g da te in forma tion 本文提出了一種制作專利地圖的可視化新方 法 。與第一部分中關(guān)于專利地圖研究現(xiàn)狀中所提 及的其他方法相比 , 本文的研究考慮了專利文獻(xiàn) 的結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目和非結(jié)構(gòu)化項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)方面 。因此 , 該方法為分析專利信息提供了一個(gè)平衡的方法 。 而且 ,本文的研究利用了關(guān)鍵詞和專利申請(qǐng)日 ,通

28、過 k - means聚類算法 , 形成語義網(wǎng)絡(luò)的具體步 驟 ,并最終形成專利地圖的過程 。通過這樣一個(gè) 過程 ,本文認(rèn)為一張專利地圖將會(huì)顯得更加智能 化 ,并具有實(shí)用性 。除此之外 ,因?yàn)楸疚挠迷敱M而 直觀的方法解釋了制作專利地圖的過程 , 從而使 得一個(gè)非專業(yè)人員通過深入理解之后也可以制作 一張專利地圖 。 同時(shí) ,通過這種方法制作的專利地圖 ,可以完 整全面地了解目標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利的發(fā)展過程 和狀態(tài) ,有助于人們關(guān)注目標(biāo)技術(shù)發(fā)展方向 ,發(fā)現(xiàn) 更多發(fā)明創(chuàng)新的構(gòu)思 , 判斷下一技術(shù)創(chuàng)新的專利 申請(qǐng) ,避免不必要的多余投資 。 盡管本文的研究具有一定的創(chuàng)新性 ,但是也同 樣存在著不足之處 ,

29、有待將來進(jìn)行進(jìn)一步的研究 : 216 第一 ,本文利用 k - m eans聚類算法 , 研究了 專利地圖的制作方法 , 從而可以很直觀的看出目 標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展路徑和演進(jìn)方向 。該方法在專 利信息內(nèi)容方面 ,利用了專利申請(qǐng)日和關(guān)鍵詞 ,但 是對(duì)于諸如專利申請(qǐng)人和 IPC 等等其他專利著錄 項(xiàng)信息并沒有得到體現(xiàn)或者利用 。因此 , 本文所 介紹的專利地圖的制作方法與前文“ 專利地圖研 究現(xiàn)狀 ” 中所述的專利地圖制作其他方法在側(cè)重 點(diǎn)和功能方面有所不同 , 因此在實(shí)際應(yīng)用的過程 中 ,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行取舍 , 或者取其一 , 或 者全選 。 第二 ,本文主要是從理論上詳盡地探討了專 利地圖

30、的制作方法和過程 , 未來的研究可以從實(shí) 證方面去進(jìn)一步檢驗(yàn)該方法的科學(xué)性以及運(yùn)用的 有效性 。 圖 6 基于具有申請(qǐng)日信息的語義網(wǎng)絡(luò)而形成專利地圖 參考文獻(xiàn) : 1 W IPO. PatentMap with Exercises ( related EB /OL . www. wipo. org / s / en / activities/meetings/ china _most_03 /w ipo _ me ip _bis_ge_03_16. pdf . 2 N ew s E stab lishm en t of Paten t D istribu tion and Technology

31、 . Tran sfer M arkets EB /OL . http: / /www. jpo. go. jp / tousie / pdf / chap ter3. pdf . 3 News The Publication and D istribution of Patent Map s ( PM . for Cellular Phones EB /OL . http: / /www. kipo. go. kr/ eht2 Practical U se of Patent Map for Each Technology Field EB / OL . www. ap ic. jiii o

32、r jp /p _f / text/ text/5 - 04. pdf . . . 5 J. H. Ryoo ( KIP I and I G Kim ( KIPO . Workshop H . . East MeetsW est In V ienna 2005 EB /OL . www. european patentoffice. org/ workshop _h. pdf . ep idos/ conf / jp info /2005 / _ pdf / report _ tiSom model ( 2002 EB /OL . acl ldc. upenn. edu /W / . Info

33、rmat 2004 EB /OL . http: / /www. researchinformation. 3 研究結(jié)論與展望 m l/ eStaPublic. htm l . 4 Japan Institute of Invention and Innovation. Guide Book for W hat patent analysis can tell about companies in Korea, Far 6 David B. and Peter C. . Machine Learning for Patent Classifi2 cation EB /OL . www. sta

34、nford. edu /. 7 J. C. Lam irel, S A. Shehabi, M. Hoffmann and C. Fran2 . W 03 /W 03 - 2002. pdf . 8 Boulakia C. Patent mapp ing EB /OL . ScienceCareers org; . 9 Rees P. . Patent p ictures it patently good news Research . s . work: experim ent of multi - view point analysis with the Mul2 ment/p revio

35、us_issues/ articles/1190 /patent_mapp ing . 2001. http: / / sciencecareers sciencemag org/ career_develop 2 . . cois Intelligent patent analysis through the use of a neural net2 . 76 info / rijanfeb04patents htm l . . 科 研 管 理 2009 年 23 王興旺 ,孫濟(jì)慶 . 國(guó)內(nèi)外專利地圖技術(shù)應(yīng)用比較研究 J . 10 Porter AL, Cunningham S W. Tec

36、h m ining exp loiting new . technologiesfor competitive advantage M . New York: John W iley & Sons, 2005: 302. 11 Susan Mendelsohn. Patterns formed by a single shot of malt EB /OL . Information World Review. http: / /www. iw r co. . uk /2082879. 12 吳新銀 ,劉平 . 專利地圖研究初探 J . 研究與發(fā)展管理 , 2003 ( 5 : 88

37、- 92. 13 劉平 ,張靜 , 戚昌文 . 專利技術(shù)圖制作方法實(shí)證分析 J . 情報(bào)雜志 , 2007 ( 8 : 113 - 119. 24 葉繼濤 . 技術(shù)預(yù)見與專利地圖關(guān)聯(lián)研究 J . 科技與經(jīng)濟(jì) , 2007 ( 6 : 3 - 6. 25 張嫻 ,高利丹 ,唐川 ,肖國(guó)華 . 專利地圖分析方法及應(yīng)用研 究 J . 情報(bào)雜志 , 2007 ( 11 : 22 - 25. 26 肖國(guó)華 ,熊樹明 , ,張嫻 . 專利地圖設(shè)計(jì)制作及影響因素分 析 J . 情報(bào)理論與實(shí)踐 , 2007 ( 3 : 372 - 377. 27 張帆 ,肖國(guó)華 , 張嫻 . 專利地圖典型應(yīng)用研究 J . 科

38、技管 理研究 , 2008 ( 2 : 190 - 193. 28 余翔 , 詹愛嵐 . 移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)專利分析及我國(guó)對(duì)策研究 J . 知識(shí)產(chǎn)權(quán) , 2004 ( 3 : 20 - 26. 29 方曙 ,張嫻 , 肖國(guó)華 . 專利情報(bào)分析方法及應(yīng)用研究 J . 科研管理 , 2006 ( 6 : 109 - 117. 14 劉平 ,張靜 ,戚昌文 . 專利技術(shù)圖制作及應(yīng)用例析 J . 管 理學(xué)報(bào) , 2005 ( 5 : 555 - 558. 15 劉平 ,吳新銀 , 戚昌文 . 激光信息存貯技術(shù)專利管理圖分 圖書情報(bào)知識(shí) , 2007 ( 4 : 64 - 69. 30 王磊 ,武士華 , 王

39、松俊 . 專利情報(bào)分析的利用 J . 預(yù)防醫(yī) 析 J . 電子知識(shí)產(chǎn)權(quán) , 2004 ( 3 : 28 - 32. 16 劉平 ,吳新銀 , 戚昌文 . 專利地圖在企業(yè)研發(fā)管理上的應(yīng) 學(xué)情報(bào)雜志 , 2006 ( 3 : 307 - 308. 31 張方文 , 楊瑾瑾 , 于文 吉 . 我國(guó)竹 材領(lǐng)域 專利分 析研究 J . 竹子研究匯刊 , 2007 ( 4 : 1 - 5. 32 吳欣望 . 論企業(yè)對(duì)專利信息的利用 J . 科學(xué)學(xué)與科學(xué)技 用 J . 研究與發(fā)展管理 , 2005 ( 2 : 47 - 52. 17 譚思明 . 基于專利地圖技術(shù)的中 、 美微流控專利競(jìng)爭(zhēng)情報(bào) 研究 J .

40、情報(bào)雜志 , 2005 ( 5 : 33 - 35. 18 楊光 . 專利地圖初探 J . 晉圖學(xué)刊 , 2005 ( 6 : 4 - 6. 19 翟東升 ,王明吉 . 基于專利地圖理論的專利分析系統(tǒng)研究 J . 情報(bào)雜志 , 2006 ( 3 : 5 - 9. 20 翟東升 ,周娟 ,王明吉 . 基于多 Agent 的專利地圖研究 J . 術(shù)管理 , 2004 ( 5 : 65 - 67. 33 曹琴仙 ,于淼 . 基于內(nèi)容分析法的專利文獻(xiàn)應(yīng)用研究 J . 現(xiàn)代情報(bào) , 2007 ( 12 : 147 - 150. 34 S J. L iu. A Route to a Strategic Intelligence of Industrial . Competitiveness C . The first A sia - Pacific conference on