Le performance tecnologiche nell'industria avionica. Evidenze empiriche e patent analysis.

Per poter fare ciò si è realizzato un database contenente i brevetti che
più verosimilmente appartengono a questo settore. La ricerca dei
brevetti in questione, effettuata tramite il database dell'United States
Patent and Trademark Office, accessibile su Worl Wide Web
all'indirizzo www.uspto.gov, è stata realizzata utilizzando particolari
query basate su specifiche key words. Le key words utilizzate sono
state individuate tramite un database contenenti i prodotti avionici di
12 diverse categorie. Il database così realizzato contiene 4182 brevetti
avionici registrati tra il 1976 ed il 1999, e consente di effettuare
confronti tra le performance tecnologiche sia a livello di nazione sia di
singola impresa.
PAROLE CHIAVE: Patent Analysis, Citation Analisys, Innovazione,
Ricerca e Sviluppo, Avionica.
1CAP. 1: IL BREVETTO ED IL SISTEMA DI
CLASSIFICAZIONE.
1.1 Il ruolo del brevetto nel sistema economico.
Secondo l’accezione più comune il brevetto può essere definito come
una sorta di contratto che lo Stato stipula con l’inventore di un nuovo
ritrovato e che consiste nel concedergli, come premio per la sua
attività innovativa, un monopolio temporaneo di sfruttamento sul
prodotto o procedimento oggetto del brevetto; da ciò ne deriva il
diritto esclusivo di realizzarlo, di disporne e farne oggetto di
commercio, nonché di vietare a terzi di produrlo, utilizzarlo, venderlo
od importarlo. In cambio però l’inventore deve fornire la descrizione
completa dell’invenzione in modo tale che tutti gli interessati possano
conoscerne appieno i contenuti ed eventualmente, grazie anche a
questa informazione, innovare rispetto ad essa. Inoltre la conoscenza
del contenuto del brevetto sarà utile a chiunque voglia utilizzarlo alla
scadenza del monopolio che l’inventore aveva ottenuto. Formalmente
il brevetto appare come un documento che descrive il contenuto di
un’invenzione della quale si intende proteggere l’utilizzazione finale. I
limiti di questa protezione sono di tipo temporale (il brevetto scade
dopo un certo periodo) e territoriale (il territorio dello stato che lo ha
concesso e/o quello in cui è esteso ed esplica la sua validità). Negli
Usa
1
 la durata di questo diritto è di 20 anni dalla data in cui
l’applicazione è stata introdotta nel paese, oppure, in determinati casi,
dietro il pagamento di un’apposita tassa, dalla data in cui
                                          
1
 Il sistema brevettuale da noi considerato è quello statunitense, punto di riferimento per i confronti
internazionali
2un'applicazione ad essa correlata era stata precedentemente introdotta.
La funzione di un brevetto è quella di proteggere l'inventore
dall'essere imitato e quindi di fornire un incentivo alla ricerca ed allo
sviluppo. I brevetti rappresentano una particolare soluzione al
problema derivante dal fatto che la conoscenza è, per certi aspetti, un
bene pubblico, attribuendo quindi all'inventore un monopolio
sull'invenzione stessa.
Il diritto incluso nel brevetto può essere concesso all’impresa,
università od agenzia per la quale l’inventore ha lavorato, ma può
essere altresì venduto o concesso in licenza d’uso ad altri soggetti.
Per quanto riguarda le invenzioni che possono essere brevettate si fa
riferimento a qualsiasi nuovo ed utile processo, congegno,
composizione chimica o qualsiasi miglioramento degli stessi. Quindi
un’invenzione per essere brevettata deve possedere i requisiti
dell’utilità e novità che possono variare nel tempo e tra paesi diversi, a
seconda di quella che è la legislazione in materia. Tali requisiti, che
sono verificati dagli esaminatori dell’ufficio brevetti nel momento in
cui è richiesta la registrazione, rappresentano gli elementi principali
sulla base dei quali è presa la decisione di concedere il brevetto. Infatti
non tutte le invenzioni, per le quali è stata fatta richiesta di
registrazione del brevetto, riescono ad ottenerla, e la misura della
percentuale delle invenzioni che la ottengono (Granting Rate), ovvero
di quelle che superano con successo l’esame dell’ufficio brevetti, può
essere considerata un utile strumento per capire come varia, a livello
internazionale, la qualità media delle invenzioni oggetto dei brevetti
(Griliches 1990). I dati mostrano come negli Usa nel 1980 su 104000
invenzioni per le quali era stato chiesto il brevetto 65000 lo ottennero
prima del 1984, 1400 prima della fine del 1988 e altre 300 prima del
31992, evidenziando quindi un Granting Rate che si aggirava intorno al
70%, in altre parole, due applicazioni su tre ottennero il brevetto. Il
Granting Rate varia vistosamente tra i paesi e nel tempo. Sino alla
metà degli anni ‘70 in Francia si assestava intorno al 90%, nel Regno
Unito 80%, e solo 35% in Germania, mentre negli Usa esso è variato
dal 58% nel 1965 al 72% del 1967. Questa variabilità, che può essere
attribuita a diversi fattori legati sia a problematiche di tipo tecnico-
economiche che a differenze nelle procedure e nelle risorse dei vari
Uffici Brevetti, è quindi indice della diversa qualità delle invenzioni
oggetto dei brevetti emessi dai diversi paesi.
Il documento contenente il brevetto, reso pubblico dopo la
registrazione, racchiude una serie d’informazioni che possono essere
utilizzate per effettuare analisi economico-tecnologiche. Nella pagina
iniziale del documento (Front Page) emesso dall’ufficio brevetti degli
Usa troviamo una serie d’informazioni che si possono facilmente
osservare nella riproduzione qui riportata
2
.
                                          
2
 La qualità non è delle migliori essendo una riproduzione del documento originale ottenuto
tramite downloading dal sito dell’United States Patent and Trademark Office(www.uspto.gov)
4
5Per prima cosa troviamo il numero di serie del brevetto[11] , a fianco
del quale vi è la data di emissione[45]  e successivamente il titolo dello
stesso[54] , che in questi ultimi anni è risultato sempre più completo ed
esaustivo. E' utile sottolineare come il numero di serie del brevetto sia
rappresentato da una combinazione di cifre e lettere: in particolare, i
brevetti con le sole cifre sono gli Utility Patent, mentre per i design
patent abbiamo il numero preceduto dalla sigla D e allo stesso modo
RE per i Reissue Patent. Al di sotto di questo troviamo il nome
dell’inventore e l’indicazione della sua nazionalità[75] , informazioni
che vengono utilizzate per costruire serie statistiche sull’attività
innovativa dei diversi paesi. Di estrema importanza per ogni tipo di
analisi è il nome dell'assegnatario del brevetto[73]  che, quando esiste,
consiste nell’impresa, università od agenzia governativa che possiede
il diritto oggetto del brevetto. I brevetti senza assegnatario sono
generalmente di minore importanza, per lo più di rilevanza locale
(Narin 1994). E’ utile qui ricordare che il 39% dei circa 62000 brevetti
registrati nel 1984 all’USPTO (United States Patent and Trademark
Office) era assegnato ad inventori non residenti, percentuale che è
cresciuta notevolmente dal 19% dei primi anni ’60 al 48% del 1988. Il
73% dei brevetti assegnati ad inventori statunitensi (residenti)
apparteneva ad imprese americane, il 2% ad agenzie governative ed il
restante 25% a singoli inventori. Per quanto concerne quelli assegnati
ad inventori non residenti, la frazione appartenuta ad imprese è
cresciuta dal 64% degli anni ’60 all’82% del 1988.
Un'altra informazione che troviamo nel brevetto è la Foreign
Application Priority Date[30] , che si riferisce alla possibilità che un
brevetto possa essere registrato dopo un anno dalla sua precedente
6applicazione straniera. Questa informazione può essere utilizzata per
stabilire un legame tra il brevetto statunitense e quello straniero
precursore. Al di sotto di queste informazioni possiamo notare la
classe originale nella quale il brevetto è stato classificato[52] , poi una
serie di classi che rappresentano altre possibili aree d’applicazione
dell’invenzione. Infatti il sistema di classificazione statunitense è
Technically based, ossia i brevetti vengono assegnati ad una
determinata classe e sottoclasse che rappresenta una particolare
tecnologia. Tale sistema di classificazione può essere utile solo per
alcuni propositi, incontrando problematiche non di poco conto in
analisi tecnico-economiche. Un altro aspetto molto importante di
questo sistema di classificazione risiede nel fatto che è dinamico,
ovvero, a secondo dell’emergere di nuove aree tecnologiche non
comprese nelle sottoclassi esistenti, ne crea di nuove, e quando queste
diventano troppo vaste si dà luogo ad una riclassificazione tramite la
suddivisione o creazione ex-novo di classi. Per esempio, tra il 1984 ed
il 1985, una classe farmaceutica molto vasta, la 424, è stata divisa in
due classi: la 424 e la 514.
Ogni anno, quando la classificazione brevettuale è aggiornata, i
brevetti precedentemente registrati sono riclassificati in
corrispondenza della nuova collocazione. Il brevetto contiene anche
un altro tipo di classificazione, la IPC (International Patent Class)
[51] , utilizzata per uniformare il sistema di classificazione dei vari
uffici brevetti internazionali. Al di sotto di queste informazioni
troviamo una serie di citazioni[56] relative a precedenti brevetti o ad
altre pubblicazioni scientifiche alle quali il brevetto può essere
7collegato, ed a conclusione l'Abstract, una sintetica descrizione
dell’invenzione che è racchiusa nel brevetto.
Si capisce quindi come da questo particolare documento si possano
inferire diverse notizie oltre alle semplici statistiche relative al numero
di brevetti ottenuti in un determinato periodo e da una determinata
impresa. Infatti si può studiare la distribuzione geografica di alcune
invenzioni, analizzare il pattern delle citazioni e la rete di relazione da
esse derivanti, ma si può utilizzare anche la dettagliata descrizione
presente nell’Abstract del brevetto come base per un’analisi tecnica
dell’area tecnologica in questione.
Le statistiche in questione e più in generale relative al Patent Counting
sono pubblicate per gli Usa dall'Office of Documentation (già Office
of Technology Assessment and Forecast) presso l’USPTO. Le serie
statistiche più importanti sono pubblicate nel compendio biennale
“Science Indicators” pubblicato dal National Science Foundation.
Inoltre sono disponibili presso l’USPTO particolari statistiche
realizzate ad hoc su supporto CD-Rom o direttamente on-line.
Infatti, è innegabile come uno stimolo fondamentale alle ricerche
brevettuali derivi dalla disponibilità di database sempre più forniti ed
accessibili a costi ragionevoli. I brevetti per gli altri paesi sono raccolti
dall’Iternational Patent Documentation Center di Vienna e sono
pubblicati annualmente nel World Property Annual. Il testo integrale
del brevetto e numerose altre informazioni sono disponibili anche on-
line, fornite da diversi siti in questo specializzati.
81.2 Il sistema di classificazione dei brevetti.
Un problema fondamentale che deve essere rilevato prima di
intraprendere analisi di tipo tecnico economiche è relativo alla
classificazione del brevetto. Dobbiamo stabilire infatti come si
possano trattare i dati relativi ai brevetti, basati su classificazioni
tecniche, in raggruppamenti indicativi dal punto di vista economico.
Il sistema di classificazione dell’Ufficio brevetti si sviluppa su una
serie di classi e sottoclassi che rispondono all’esigenza principale di
avere una facilitazione nella ricerca della Prior Art. Quindi il risultante
sistema è per lo più basato su principi tecnologici e funzionali, ed è
difficilmente collegabile al concetto economico di prodotto o di
settore industriale. Può così accadere che in una data sottoclasse, ad
esempio quella concernente i distributori per liquidi, vengano inclusi
brevetti relativi sia a pistole ad acqua sia a contenitori per acqua santa.
Prima però di procedere ad ogni tentativo di riclassificazione
dobbiamo risolvere un dilemma di fondo. Bisogna cioè decidere se
assegnare l’invenzione all’industria nella quale essa ha avuto origine o
in quella dove più presumibilmente sarà utilizzato il prodotto o
processo derivante da questa, in altre parole il settore di destinazione
(Griliches 1990). Se si considera, ad esempio, il caso di un brevetto su
un nuovo fertilizzante inventato nei laboratori di un'impresa chimica,
in seguito ad un progetto di ricerca su nuovi compositi per
l’agricoltura, si possono presentare diverse alternative di
classificazione industriale. Se siamo interessati allo studio dei
rendimenti degli investimenti in ricerca e sviluppo, includeremo il
brevetto tra quelli dell’industria chimica, da dove provengono appunto
9gli investimenti effettuati in ricerca (industria di provenienza).
Dall’altro lato se vogliamo indagare l’impatto del cambiamento
tecnologico sul tasso di investimento o sulla vendita di nuove
apparecchiature, dovremmo includere il brevetto tra quelli
dell’industria relativa agli equipaggiamenti agricoli (industria di
produzione). E ancora, se vogliamo conoscere gli effetti derivanti dal
nuovo brevetto sulla produttività agricola, dovremmo ovviamente
includere il brevetto nel settore agricolo (industria utilizzatrice). Di
conseguenza queste differenze si riflettono sulle diverse strategie di
classificazione adottate da molti ricercatori.
Un tentativo di realizzare una corrispondenza tra nozione economica
di settore e classificazione brevettuale è quello di Schmookler, che
riesce ad attribuire i brevetti ad una determinata industria attraverso un
processo di riclassificazione. Infatti, analizzando un gruppo di
sottoclassi, si campiona da questa una serie di brevetti e si verifica se
possono appartenere all’industria in esame. Il passo successivo è
quello di aggregare, per ogni sottoclasse che realmente può far parte
del settore in esame, il numero totale dei brevetti in modo tale da
realizzare serie storiche per i beni capitali di una certa rilevanza.
Questo tipo di classificazione, che si concentra solo sulle invenzioni
per i beni capitali e su industrie ben definite, non insiste sulla
completezza od inclusività, semplificando di molto l’analisi e facendo
leva sul terzo tipo di classificazione individuato, quello relativo
all’industria utilizzatrice della nuova invenzione.
Per studiare il problema relativo alla classificazione, nella metà degli
anni ‘70, viene istituita presso l’ufficio brevetti un unità apposita di
ricerca, l’Office of Technology Assessmnet and Forecast (OTAF).
10
Uno dei primi studi effettuato dall’OTAF è relativo alla realizzazione
di statistiche brevettuali basate sulle classificazioni a due e tre cifre
utilizzate dal SIC (Standard Industrial Classification), che corrisponde
all’incirca alla classificazione usata dalla National Science Foundation
(NSF) per l’analisi e lo studio delle problematiche relative alla ricerca
e sviluppo in diverse aree tecnologiche.
Attraverso lo sviluppo di una serie di corrispondenze tra le classi e
sottoclassi del sistema brevettuale e lo Standard Industrial
Classification (SIC) si è riusciti nel tentativo di attribuire le categorie
brevettuali a determinati settori industriali. Il limite di questa
riclassificazione risiede nelle sovrapposizioni che si possono creare
qualora una sottoclasse, che non è associabile ad un singolo settore
individuato dal SIC, sia attribuita a tutti i settori ad essa relativi. Il
principio utilizzato per associare il brevetto ad un determinato settore
si basa, in questo caso, sul secondo concetto che abbiamo proposto,
quello cioè dell’industria rilevante. In altre parole il brevetto è
associato a quell’industria che presumibilmente realizzerà
l’invenzione o utilizzerà il nuovo processo di produzione individuato
nel brevetto. In base a quanto detto il brevetto citato precedentemente
(Cfr. esempio relativo industria chimica) sarebbe stato incluso, con la
classificazione dell’OTAF, nel settore relativo alla produzione di
equipaggiamenti per l’agricoltura.
Questo tipo di classificazione redatto dall’OTAF ha ricevuto
numerose critiche, dovute soprattutto all’arbitrarietà dell’assegnazione
di alcune sottoclassi ed alle problematiche che possono sorgere dal
duplice conteggio di alcune di loro. Un esempio delle distorsioni che
si possono creare utilizzando questa classificazione sono visibili nella
11
crescita repentina dei brevetti ottenuti nell’industria aeronautica
giapponese intorno alla seconda metà degli anni ‘70, crescita alquanto
singolare dato l’arretrato stato in cui tale settore versava. Questa
straordinario sviluppo era il risultato della collocazione della classe
brevettuale relativa ai motori (engines) sia nell’industria
automobilistica che aeronautica. La maggior parte dei brevetti
Giapponesi relativi ai motori era però appartenente al settore
automobilistico, quindi si era creata una forte presenza della categoria
“engines” nel settore aeronautico, mostrando una crescita dei brevetti
del settore che non corrispondeva poi alla realtà. Quindi una
classificazione costruita per effettuare analisi economiche sul
progresso tecnologico, in base al confronto tra diverse industrie,
conteneva informazioni non certamente univoche sulla storia
brevettuale di alcune industrie.
Come risposta alle numerose critiche nel 1985 la classificazione
dell’OTAF viene rielaborata e si cerca di correggere gli errori più
evidenti, come nel caso dell’industria aeronautica e chimica, tramite
una suddivisione delle sottoclassi più problematiche ed una riduzione
del loro peso sull’importanza dell’intera classificazione. Questa e le
successive rivisitazioni della classificazione OTAF non riescono però
ad evitare quello che in definitiva è un problema di fondo che trova le
sue radici nella non corrispondenza tra definizione economica di
prodotto e classificazione tecnica.
Una possibile soluzione al problema potrebbe essere quella di
attribuire il brevetto già in sede di classificazione da parte del Patent
Examiner ad una o più industrie codificate dal SIC, basata sull’uso
potenziale del brevetto.
12
Questo è ciò che già viene effettuato nel sistema brevettuale canadese
ad opera del Canadian Patent Office. Da tale classificazione si
potrebbe prendere un campione di brevetti che è anche classificato
dall'USPTO e creare una sorta di corrispondenze tra classificazione
americana e canadese per arrivare a quella auspicata concordanza con
le industrie del SIC (Griliches 1990).
Un approccio alternativo allo studio condotto dall’OTAF è quello
elaborato dal NBER (National Bureau of Economic Research), che
classifica i brevetti sulla base dell’attività principale dell’impressa di
appartenenza. Infatti, partendo dai brevetti di una determinata
impresa, li attribuisce ad una particolare industria sulla base
dell’attività principale dell’impresa di appartenenza (Scherer 1965).
Questo tipo di classificazione può essere utile per effettuare analisi a
livello di impresa, in modo da mettere in relazione gli investimenti in
ricerca e sviluppo ed i ritorni economici ad essi associati.
Al contrario, la catalogazione dell’NBER, si dimostra meno adatta per
analisi a livello di industrie, sia per l’esistenza di imprese
conglomerate che hanno un raggio d’azione molto eterogeneo e quindi
includono molte attività rilevanti, sia perché gli effetti della ricerca e
sviluppo possono andare al di là di quella che è l’industria di origine.
Un altro problema di non secondaria importanza è quello relativo
all’assegnazione del brevetto all’impresa realizzatrice. Infatti la
sempre più spinta diversificazione di molte imprese e le varie fusioni
creano dei problemi di natura tecnica nell’utilizzare i brevetti anche a
livello di impresa. Difatti, ciò che è evidenziato nel documento del
brevetto è il nome dell’organizzazione assegnataria, e questa può
essere una sussidiaria o una divisione dell’impresa madre, oppure
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l’impresa può cambiare il suo nome o essere fusa con altre. A questo
si deve aggiungere che l’ufficio brevetti non utilizza un codice
univoco per ogni impresa, ad eccezione di quelle con un maggior
numero di brevetti (Top Patenting Company), e quindi il numero
aggregato di brevetti di una determinata organizzazione può essere
alquanto incompleto.
Un ulteriore tentativo di riclassificazione è quello di Scherer che
conduce l’esame di circa 15000 brevetti emessi dal Giugno 1976 a
Marzo 1977, appartenenti alle 443 imprese americane più importanti,
come riportato dal Federal Trade Commission Lines of Business nel
1974 (Scherer 1982). Vi sono alcuni aspetti da rilevare in questo
studio di riclassificazione dei brevetti.
Da una parte ogni brevetto è stato esaminato individualmente,
classificato in invenzione di prodotto o processo ed assegnato al
massimo a tre industrie di “utilizzo” o a due categorie d’uso generale.
Inoltre il brevetto è stato assegnato ad un’industria d’origine in base
alle informazioni ottenibili dalla localizzazione degli inventori in
accordo con la particolare struttura dell’impresa come risultava dalla
Lines of Business Structure. Quindi questo secondo aspetto dello
studio metteva in rilievo l’industria d’origine ad un livello più
dettagliato d’impresa, quello relativo al livello di divisione, in modo
tale da poter così confrontare più significativamente questi dati con
quelli relativi alle spese di ricerca e sviluppo.