经济研究第 25 号工作文件飞机和飞机的突破性创新知识产权制度 ， 1900 - 1975david c. mowery2015 年 11 月 1900 - 1975 年飞机和知识产权制度的突破性创新mr. david c. mowery1abstract:现代商用飞机是复杂的产品 ， 融合了从先进材料到软件和电子的各种技术。虽然商用飞机肯定是一种变革性的创新 ， 事实上 ， 今天的商用飞机是渐进式创新和改进过程的结果可以追溯到一个多世纪前。这些改进和增量中的许多创新源于军方资助的政府支持的研发项目服务或政府研究实验室。商用飞机的采用包括美国在内的许多工业经济体的创新也是受政府对航空运输监管的影响。本文提供了技术创新的历史表征和记录1900 - 1975 年间美国商用飞机的进展。它确定了支持创新和技术采用 ， 并检查“突破性创新 ” 对全球商用飞机产业的整体演变。本文还评估了专利在这些重要创新中的作用。关键字:果冻代码:免责声明创新、飞机、知识产权o3 、 o34 、 o380 、 n7本文表达的观点是作者的观点 ， 不一定反映世界知识产权组织或其成员国的意见。acknowledgements本文建立在为世界知识分子进行的未发表的背景工作的基础上。2015 年房地产报告 - 突破性创新和经济增长。作者感谢 jochen streb 对本文早期草稿的评论和反馈论文 ， 以及《世界知识产权报告》研讨会的参与者（ wipr ） 2015 年 2 月 5 日至 6 日在瑞士日内瓦举行。1william a. & betty h. hasler haas 商学院新企业发展荣誉教授,加州大学伯克利分校 ， 美利坚合众国 ， 通讯作者 ：莫威里 （ at ） 哈斯 （ dot ） 伯克利 （ dot ） edu 。1 i.introduction现代商用飞机是复杂的产品 ， 融合了从先进材料到软件和电子的各种技术。虽然商用飞机肯定是一种变革性的创新 ， 事实上 ， 今天的商用飞机是渐进式创新和改进过程的结果可以追溯到一个多世纪前。这些改进和增量中的许多创新源于军方资助的政府支持的研发项目服务或政府研究实验室。商用飞机的采用包括美国在内的许多工业经济体的创新也是受政府对航空运输监管的影响。尽管最初转让给莱特兄弟的专利涵盖了飞机设计 ， 是第一次世界大战前诉讼的焦点 ， 压力来自美国武装部队的专利池形成了一个管理许可的专利池these and other patents. the manufacturers 'aircraft association operated from 1917 until1975 年 ， 当美国司法部谈判其灭亡时。尽管有这个专利池 ， 但几乎没有证据表明正式的知识产权对 # 年的创新步伐或市场结构的演变产生了重大影响the global commercial aircraft industry. the progressive exit of producers of airframes and自 20 世纪 60 年代以来的发动机 ， 以及总部设在美国以外的公司缺乏进入在此期间 ， 各州或欧洲似乎与专利或other formal ip instruments. instead, the progressive consolidation of the global commercial飞机工业反映了军用和商用飞机之间不断变化的关系技术以及商业领域新产品开发的风险和成本不断上升飞机。事实上 ， 美国和欧洲主要生产商广泛使用 “战略“与其他国家的公司结盟 ” 反映了这些老牌生产商在挖掘新产品开发的新资金来源以及这种联盟的能力以促进商用飞机和发动机进入市场。与其他高制药等技术部门 ， 公司之间的飞机工业合作确实如此似乎不是涵盖其他公司知识产权的许可证的工具。本文首先概述了创新的特点和记录1920 - 75 年期间商用飞机的技术进步 ， 反映了商用飞机 “工业 ” 在第一次世界大战之前几乎不存在。我遵循这个讨论总结了支持创新和技术采用的来源美国商用飞机行业 ， 在全球大部分客机市场上占据主导地位1920 - 75 年。考察 “突破 ” 的起源和影响的一节跨越 1903 - 75 年期间的 “创新 ” (从而包括莱特兄弟的开创性创新及其复杂的专利历史) 是下一个 ， 然后是对专利在这些重要创新中的作用以及全球商用飞机产业。讨论了商用飞机的国际扩散下一节 ， 然后是结束语。ii.商用飞机创新的特点商用飞机的创新与中国的技术发展之间的联系广泛的其他行业反映了这样一个事实 ， 即给定的飞机或发动机设计集成了许多复杂的子系统 ， 涉及电子 ， 液压和材料technologies. the interaction of these individually complex systems or components is对飞机设计的性能至关重要 ， 但通常很难预测。相当大因此 ， 技术不确定性遍及新机身或发动机的开发设计 ， 使系统集成和设计阶段对引入successful new product. as i note below, such technical uncertainty has played a2 在引进包括第一架喷气式飞机在内的几项 “突破性创新 ” 方面发挥了关键作用 -动力商业客机。市场和商用飞机技术的动态特征有助于飞机创新设计阶段的长度。为了适应尽可能广泛的购买者群体 ， 主要公司生产数十架 “纸飞机 ”在决定启动设计开发之前。前波音副总裁john steiner 引用试图在不同的airlines requirements. all commercial programs go through a similar process and the工程师必须与许多航空公司合作 ， 而不仅仅是少数最有可能的航空公司成为发射客户。 (steiner ， 1982)在波音 727 (一个由斯坦纳领导的项目) 的设计中 ， 这个过程花了两个和a half years and produced at least nine separate designs for the aircraft. the design波音 767 的定义阶段持续了将近六年。一旦生产商决定引入新的飞机设计 ， 然而 ， 进入市场的速度是至关重要的。产品设计在这个行业中的重要性的另一个原因是飞机设计制作时间非常长。波音 727 生产了 20 年 ，dc - 8 的制造从 1957 年延长到 1972 年 ， 波音 747 已经已经制造了 45 年。虽然这些飞机的生产时间很长 ，他们的设计在主要方面进行了修改 ， 尤其是通过将机身 “拉伸 ” 到容纳更多乘客 ， 或用新发动机改装机身。其他在给定的机身设计或发动机的整个使用寿命中进行增量修改。这种变化在很大程度上依赖于从密切监测运营情况中获得的信息引入飞机后的经验。此监视功能的重要性和产品支持 (备件供应和现场服务) 的建立或存在对市场至关重要的全球营销和产品支持组织acceptance of a new aircraft design. the cost and time required to build up such a global产品支持网络是进入现代大型 (大于100 名乘客 ） 商用飞机行业。进入壁垒的另一个来源是新产品开发的高成本和不断增长的成本。开发成本以年均近 20% 在 1930 - 70 年间 ， 大大高于年的平均年增长率飞机重量为 8.5 ％ 。 1930 年代道格拉斯 dc - 3 的开发成本约为$3 million (miller and sawers, 1968). the dc - 8, introduced in 1958, cost nearly $112 million开发 ， 同时开发波音 747 ， 其生产始于早期1970 年代 ， 耗资近 20 亿美元。开发成本继续增长到 20 美元以上最新一代的商用飞机 ， 如波音 787 和空客 380 。开发成本的这种增长意味着成本的增加部分引进新飞机是在最大不确定性阶段发生的市场前景和技术可行性。机身生产成本行为的最后一个维度是可变成本的降低 ， 作为累积生产量的函数 - 众所周知的学习曲线 ， 首次记录在第二次世界大战期间制造机身。在整个过程中降低成本机身的生产历史是戏剧性的 - 大多数估计表明产量翻了一番降低单位成本多达 20% 。这种降低成本的潜力累积生产量的函数为伸展机身提供了另一个动机设计 ， 因为伸展的机身可以从运动中获得进一步降低成本的好处沿着学习曲线往下走。三、 1925 - 75 年商用飞机技术进步记录3 a.商用飞机技术进步的措施由于美国商业航空运输业是技术的主要受益者商用飞机的进展 ， 创新的累积效应的一个指数商用飞机是航空运输生产率的增长。全要素生产率在 1948 - 66 年间 ， 美国航空运输的年均增长率为 8% ，在此期间 ， 增长率几乎高于美国其他任何行业 (kendrick ， 1961) 。fraumeni 和 jorgenson (1980) 同样得出结论 ， 全要素生产率增长在 1948 - 76 年间 ， 美国的航空运输仅超过了电信。这种高生产率增长的记录不仅仅反映了商用飞机的创新一个人。空中交通管制的改进 ， 地面导航设备的创新 ，机场扩建和现代化以及国内和国内整体的其他改进国际航空运输基础设施 ， 其中许多是由政府资助的（ 在美国 ， 联邦航空管理局 ） 非常重要。商用飞机技术进步的其他指标仅侧重于飞机性能。可用于新飞机的飞机性能的一种度量在相对较长的时间段内的设计是乘客容量 (座位) 乘以巡航速度, as * vc。图 1 - 3 描绘了使用此方法的飞机性能的演变分别为整个 1925 - 1975 年、 1925 - 40 年和 1945 - 75 年。使用单独的数字来描绘了第二次世界大战前后这一技术进步衡量标准的变化 (在商用飞机行业基本上停止运营) 反映了显著的as * v 的增长c- 图 1 中的 1920 年代和 1930 年代几乎无法辨认 ， 因为the dramatic magnitude of the increase in this measure across five decades. figures 3 – 6 for同期显示了巡航速度的趋势 ， 突显了20 世纪 50 年代初喷气发动机的引入使巡航速度成为可能 ，作为商用喷气式飞机平均巡航速度的相对稳定性喷气发动机的引入。自20 世纪 50 年代更多地依赖于客运量的增长 ， 而不是速度的提高。客运能力的增长需要的不仅仅是商用飞机的技术进步仅此一项 ， 就像数百家商业公司的登机和下机的后勤工作一样乘客对机场基础设施和其他组件提出了新的要求美国和其他国家的商业航空运输系统。商用飞机性能的另一个衡量标准不太完整 ， 但仍在揭示is trends in direct operating costs per seat - mile for the 1925 – 75 period (figure 7). the data图 7 中突出显示了 dc - 3 使运营成本急剧下降成为可能 ，1930 年代引入。座位里程成本的另一个显着下降 ， 可归因于改善燃油经济性和扩大的载客量 ， 随着广泛的 -车身运输 (波音 747 、洛克希德 l - 1011 和麦克唐纳道格拉斯 dc - 10)采用高旁通涡轮风扇发动机 (有关高旁通涡轮风扇的讨论 ， 请参见下文引擎作为 “突破性创新 ”) 。根据 rosenberg 等人 (1978) 的说法 ， 每在 1933 年引入单体机身和1970 年推出的 747 ， 而 as * vc在同一时期上升了 20 倍期。商用飞机技术进步经济效益的又一衡量标准估计与改善商用飞机性能相关的资源节约（ mowery ， 1985 ） 。与技术进步相关的 “社会