특허 분석을 통한 항만물류시스템의 기술경쟁력 평가와 핵심기술 도출 = Patent-Based Analysis of Port Logistics Systems: Technological Competitiveness and Core Technologies

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 IP5(한국, 미국, 중국, 일본, 유럽)에 등록된 특허 데이터를 활용해 항만물류시스템의 기술경쟁력을 정량적으로 분석하고, 핵심기술의 진화 경로를 규명하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 항만물류 체계를 입출항 지원, 하역 및 이송, 보관, 내륙운송, 정보 및 관리의 5대 하위 시스템으로 세분화하였으며, 2014~2018년(1기간)과 2019~2023년(2기간)의 시계열 비교를 통해 R&D 전략 및 기술 구조 변화를 포착하였다. 분석 방법으로는 특허 건수, 기술력지수(TS), 인용도지수(CPP), 시장확보지수(PFS)를 활용한 다각적 지표 분석과 특허분류체계 중 CPC 코드 기반의 동시출현 네트워크 분석을 통합적으로 수행하였다.
주요 분석 결과는 첫째, 글로벌 항만물류 기술 경쟁은 ‘제조 기반의 양적 우위(아시아)’와 ‘플랫폼 기반의 질적 선도(서구권)’라는 이원적 구조로 고착화되고 있음이 확인되었다. 한국과 중국은 보관 및 하역·이송 시스템 등 하드웨어(HW) 영역에서 압도적인 점유율을 보이고 있으며, 일본 역시 하역·이송, 보관, 입출항 지원 등 전통적 HW 분야를 중심으로 인용도지수(CPP), 시장확보지수(PFS)를 안정적으로 유지하며 점진적 고도화 경로를 보이고 있다. 반면, 미국과 유럽은 운영 시스템 및 데이터 플랫폼 등 소프트웨어(SW) 고부가가치 영역에서 높은 인용도지수(CPP), 시장확보지수(PFS)를 기록하며 기술 표준을 주도하고 있다. 둘째, 중국의 비약적인 질적 성장이 포착되었다. 중국은 정부의 정책적 지원을 바탕으로 특허 건수의 폭발적 증가뿐만 아니라 2기간 들어 인용도지수(CPP)와 기술력지수(TS) 지표에서도 상위권에 진입하며 단순 추격자를 넘어 선도자로 부상하고 있다. 셋째, 한국은 대형 조선사를 중심으로 HW 제조 분야에서 견고한 경쟁력을 유지하고 있으나, 시장 확장성을 나타내는 시장확보지수(PFS) 지표와 SW 기반 기술의 질적 축적이 서구권 대비 미흡하여 기술 주도권 유지에 도전을 받고 있다.
또한, CPC 코드 기반의 동시출현 네트워크 분석을 통해 항만물류 기술이 과거의 ‘전통적 기계 장치’ 중심에서 ‘디지털·친환경 융합’ 구조로 급격히 전환되고 있음을 실증하였다. 1기간의 기술 네트워크가 하드웨어 중심이었다면, 2기간에는 데이터 처리(G06Q), 인공지능(G06N), 기후변화 대응(Y02) 및 에너지 저장(F17C) 기술이 새로운 핵심 허브로 부상하였으며, 이를 통해 미래 항만 경쟁력의 핵심이 ‘HW(장비)-SW(데이터/AI)-Green(에너지)’의 3중 융합 기술에 있음을 도출하였다.
본 연구는 이러한 분석 결과를 바탕으로 한국 항만물류 산업이 하드웨어 제조 우위를 유지하는 동시에 소프트웨어 및 친환경 솔루션 역량을 내재화하는 ‘양손잡이 전략’을 추진해야 함을 제언한다. 본 연구는 특허 데이터를 기반으로 항만물류 기술 경쟁 지형을 입체적으로 진단하고, 국내 산업의 구조적 한계 극복을 위한 전략적 방향성을 제시했다는 점에서 학술적·정책적 의의를 지닌다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to quantitatively analyze the technological competitiveness of port logistics systems using patent data registered in the IP5 (Korea, USA, China, Japan, and Europe), and to identify the evolutionary pathways of core technologies.
To this end, the port logistics system was subdivided into five major subsystems: navigation aids systems, handling and transfer systems, storage systems, inland transport systems, and port management information systems. A time-series comparison between 2014–2018 (Period 1) and 2019–2023 (Period 2) was conducted to capture changes in R&D strategies and technological structures. The analytical framework integrated a multi-indicator patent analysis—based on patent counts, Technology Strength (TS), Citation per Patent (CPP), and Patent Family Size (PFS)—with a CPC-based co-occurrence network analysis.
The main findings are as follows. First, global competition in port logistics technologies has become entrenched in a dual structure characterized by “manufacturing-based quantitative dominance (Asia)” and “platform-based qualitative leadership (the West).” Korea and China exhibit overwhelming shares in hardware (HW) domains such as storage systems and handling and transfer systems, while Japan maintains stable levels of CPP and PFS in traditional HW fields, including handling and transfer systems, storage systems, and navigation aids systems, following a gradual technological upgrading trajectory. In contrast, the United States and Europe record high CPP and PFS values in high value-added software (SW) domains, such as operating systems and data platforms, thereby leading technological standardization.
Second, a rapid qualitative leap by China was identified. Backed by strong government policy support, China has not only experienced an explosive increase in patent counts but has also entered the upper ranks in CPP and TS indicators during Period 2, signaling its transition from a follower to an emerging technological leader.
Third, Korea maintains solid competitiveness in the HW manufacturing domain, led by major shipbuilding companies. However, it faces growing challenges in sustaining technological leadership due to relatively weak performance in the PFS indicator, reflecting limited market scalability, and insufficient qualitative accumulation of SW-based technologies—particularly in port management information systems—compared to Western counterparts.
Furthermore, the CPC-based co-occurrence network analysis demonstrates a rapid transformation of port logistics technologies from traditional mechanical devices toward a digital–green convergence structure. While the technological network in Period 1 was hardware-centered, new core hubs emerged in Period 2, including data processing (G06Q), artificial intelligence (G06N), climate change mitigation (Y02), and energy storage (F17C). These findings indicate that future port competitiveness will hinge on the convergence of HW (equipment)–SW (data/AI)– Green (energy) technologies.
Based on these results, this study suggests that Korea’s port logistics industry should pursue an “ambidextrous strategy” that maintains its hardware manufacturing advantages while internalizing software and eco-friendly solution capabilities. By providing a multidimensional diagnosis of the technological competitive landscape and strategic directions to overcome structural limitations of the domestic industry, this study holds both academic and policy significance.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 방법 및 내용 4
• II. 이론적 배경 6
• 1. 항만물류시스템 6
• 가. 입출항 지원 시스템 6
• 나. 하역 및 이송 시스템 6
• 다. 보관 시스템 7
• 라. 내륙운송 시스템 7
• 마. 정보 및 관리 시스템 7
• 2. 항만 경쟁력 평가 8
• 3. 기술경쟁력 평가를 위한 특허 지표 9
• 4. 항만 기술 특허 연구 11
• III. 연구 설계 14
• 1. 특허 데이터 및 특허분류체계 수집 15
• 2. 특허 지표를 이용한 기술경쟁력 평가 21
• 3. 동시출현 네트워크 분석을 통한 핵심기술 도출 23
• IV. 특허 지표를 이용한 기술경쟁력 평가 25
• 1. 입출항 지원 시스템 25
• 2. 하역 및 이송 시스템 31
• 3. 보관 시스템 37
• 4. 내륙운송 시스템 43
• 5. 정보 및 관리 시스템 49
• 6. 토의 55
• V. 동시출현 네트워크 분석을 통한 핵심기술 도출 58
• 1. 입출항 지원 시스템 58
• 2. 하역 및 이송 시스템 62
• 3. 보관 시스템 66
• 4. 내륙운송 시스템 70
• 5. 정보 및 관리 시스템 74
• 6. 토의 78
• Ⅵ. 결론 81
• 1. 연구의 요약 81
• 2. 연구의 의의 및 한계 84
• 참고문헌 86