基于專利視角的戰略性新興產業協同創新*

王海軍， 成 佳， 鄒日崧

(1. 沈陽工業大學 管理學院， 沈陽 110870； 2. 清華大學 經濟管理學院， 北京 100084)

在我國經濟發展進入新常態的背景下，戰略性新興產業的發展仍處于上升趨勢，產業投資不斷升溫且結構調整持續優化升級，逐漸成為支撐宏觀經濟平穩運行的重要力量。然而，一些制約國家和地區發展的關鍵性問題，如政策改革措施落實不到位、新興產業監管方式缺乏創新、不能及時適應經濟發展新舊動能快速轉換等問題仍然存在。為解決以上問題，國務院制定了加快戰略性新興產業發展新方案，涉及的領域包括新一代信息技術、量子通訊、大數據、云計算、機器人與智能制造、高端制造以及高新材料和新能源汽車等行業[1]。經查閱資料發現，2017年戰略性新興產業27個重點行業營業收入同比增長14.2%，增速較2016年同期提高2.8個百分點；上市公司營業收入總額達3.59萬億元，同比增長20.1%，比2016年同期上升1.9個百分點；其中，東北地區2017年上市公司營業收入占比為2.66%，同比有所回升，但上升緩慢。戰略性新興產業行業景氣指數為155.2(見圖1)，企業家信心指數為148.3[2]，相較2016年同期的低谷均大幅回升。

戰略性新興產業的發展不僅依靠技術創新與產品創新，更需要組織間的協同創新[3]。目前，研究者主要從關鍵動力[4]、多維協同程度[5]、協作模式[6]、產業互動[7]、組織模塊化[8]等多角度分析了協同創新發展的主要影響因素及提升協同創新能力等問題。縱觀以上研究，盡管也有以專利為視角剖析區域產業產學研協同創新發展的研究[9]，但是針對戰略性新興產業利用專利合作網絡進行產學研協同創新深度融合、充分整合外界科技資源等方面的研究有待進一步挖掘。

圖1 近年來我國戰略性新興產業行業景氣指數(分地區)

本文以沈陽市為例，利用專利合作網絡工具，探究其戰略性新興產業產學研協同創新的運行機理及專利合作情況，以期為沈陽市戰略性新興產業協同創新發展提供決策支持，進而尋求產業發展長效機制。

一、文獻綜述

1. 戰略性新興產業的協同創新理論

戰略性新興產業的啟動、發展及價值主要依靠創新體現[10]，尤其是以企業為主體的協同創新更有助于推動戰略性新興產業發展[11]。Chesbrough[12]提出，開放式創新范式聚焦于企業，注重識別和利用外部知識和資源，并認識到外部思想、知識和創新帶來的價值影響著企業知識環境的深度。進一步地，陳勁和陽銀娟[13]認為，相對于開放式創新，協同創新是一項更為復雜的創新組織方式。周正[14]分析了影響協同創新的內外因素，完善了創新動力機制。另外，易明[15]從關系和互動角度研究了協同創新的治理機制問題。進一步地，楊耀武和張仁開[16]構建了產業、技術和區域一體化的產業集群協同創新框架模型。基于以上研究，本文將結合專利數據統計和專利合作分析，以協同創新為主導，對知識技術密集型產業——戰略性新興產業進行產學研協同創新能力分析。

2. 產學研協同創新模式下的專利合作網絡

專利是技術創新的重要計量工具，不僅是技術產業化的基礎，更是知識創新的具體表現，能夠同時表征知識創新和技術創新[17]，具有信息豐富且完備、數據涵蓋時間長、信息真實可靠等特征[18]。其中的量化指標包括專利申請數量、技術分類和專利授權數量等，同樣也是測量地區創新活動的優先指標。合作申請專利數據集可有效反映出組織之間創新知識的共享和流動，個人、高校、科研機構、企業等組織在這種共享和交流過程中，形成了一種具有松散耦合特質的創新合作網絡[19]。

專利合作網絡則是組織協同創新的具體表現形式之一[20]。專利合作網絡的概念最早是由社會網絡分析演化而來，其本質是將專利作為表征變量，用以可視化描述組織間的合作關系及疏密程度[21]。有相關文獻將基于合作發明專利的不同機構間的合作情況稱為創新者網絡或組織創新網絡[22-24]，專利視角下的戰略性新興產業創新網絡中的組織節點包括個人、高校、科研機構和企業。這些組織節點之間的專利合作關系就構成了網絡中的各種聯結，無數節點連線形成的網絡就構成了專利合作網絡，可對網絡的結構和特征及各節點在網絡中的地位和影響力進行定量分析。另外，根據專利申請者在不同IPC上的合作頻次，還能推測跨組織的技術關聯、未來合作方向及其他相關領域的合作潛力[25]。借助專利合作網絡還能輔助企業解決外部合作伙伴的選擇問題，有利于評估、判斷企業的科技創新能力和協同創新重點。專利合作網絡內的各節點模塊(中心企業+高校，中心企業+研究機構，中心企業+企業合作伙伴等)之間互不干涉，但又形成技術互補。

二、沈陽市戰略性新興產業的選取

1. 沈陽市戰略性新興產業背景

沈陽作為國家級創新城市，在高端裝備制造業方面具有明顯的競爭優勢。但近年來，受制于經濟發展態勢疲軟，沈陽市科技創新投入增長緩慢，創新資源外流風險提升，創新環境對新興產業成長極為不利。當前，沈陽市正結合其制定的《沈陽市“中國制造2025”實施方案》中確立的“244”新型工業體系，重點推進機器人及智能裝備、高端裝備制造業、航空、軌道交通裝備等優勢產業率先發展，加快建立具有沈陽特色和國際競爭優勢的戰略性新興產業體系。進一步地，沈陽市將建設“以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創新體系”，實施優勢企業倍增計劃，加快市場開拓，強化企業間配套合作，進而使產學研協同創新不斷拓展和深化。

2. 沈陽市戰略性新興產業的選擇依據

根據產業典型性、產業可選擇性及產業專利信息可獲得性等原則，選取沈陽市高端裝備制造業和智能機器人產業為研究對象，能夠體現沈陽市戰略性新興產業協同創新發展現狀，并結合沈陽市經濟、技術和發明創造等實際情況為沈陽市戰略性新興產業協同創新發展提供支持。

3. 數據來源

本文針對沈陽市戰略性新興產業協同創新現狀及專利合作網絡可視化結果進行分析，專利數據來源于國家知識產權局，選擇專利類型為發明專利，剔除了未經實質審查、質量不達標等不符合發明專利條件以及篩選過程中發現的少量三者合作、企業與個人合作等專利。經過數據檢索→篩選→二次檢索→數據清洗，形成N×N的鄰接對稱矩陣，再將對稱矩陣在網絡分析軟件UCINET中進行可視化處理，最終形成專利合作網絡圖，如圖2所示。其中，專利合作網絡圖中線的粗細表示合作強度，線越粗表明企業與外部伙伴的合作關系越緊密、合作強度越高。

三、沈陽市戰略性新興產業協同創新可視化分析

通過對沈陽市戰略性新興產業的調研發現，這些產業會利用創新主體間社會化網絡的緊密聯系來激發創新活力[26-28]，進而對企業前沿技術研發、產品創新等產生積極的影響，其中以專利合作最為典型[29-30]。專利合作是科學合作在專利領域的體現，其反映的是不同主體之間知識交流和資源共享的情況，使得研究視角和維度得以進一步拓展，除了基本的產學研協同創新統計研究外，還可以從不同角度，如申請人、法律狀態、被引量和專利壽命等方面綜合全面地對專利質量、產出情況及合作關系進行科學的統計分析。

圖2 高端裝備制造業專利合作網絡

目前，沈陽市重點產業和企業的發展面臨技術、市場和政策的動態變化和其他多種不確定性因素的威脅，迫切需要引入新方法、新措施提升產業創新柔性，以拓展產業的協同創新空間。本文從不同角度構建了企業、高校、科研機構和供應商的協同創新模式體系框架，如表1所示[31-32]，從全球化程度、外包程度、產業標準主導、溝通平臺狀態、戰略聯盟程度等[33]角度分析沈陽市戰略性新興產業各維度的發展情況。

表1 沈陽市戰略性新興產業指標分析

高端裝備制造業的全球化程度及戰略聯盟程度較高，由于技術資金等方面的限制，高端裝備制造業更多地是以國際合作、外商投資的形式存在，而沈陽市在全球化發展過程中也逐漸過渡到這種形式。智能機器人在外包和產業標準主導方面具有較高層次，從而導致智能機器人產業的關鍵零部件更多地依賴進口，關鍵技術受制于國外，如電氣部分、關鍵芯片和傳感器等國內質量還不能保證，并且在溝通平臺指標中機器人產業在管理水平和人才配備方面比較弱。通過分析沈陽市戰略性新興產業各項指標，可以進一步了解合作專利的主要特征，判斷合作專利的應用價值。

1. 高端裝備制造業

經專利系統檢索沈陽市高端裝備制造業2007—2017年的專利數據，可得到4 283件發明專利，其中有932件采取了產學研合作申請模式。專利分類號為G05B(一般的控制或調節系統、功能單元、監視或測試裝置)的有160件，占專利合作申請總量的77%。從圖2中可以看出，沈陽計算技術研究所有限公司+中國科學院(產+研)、沈陽飛機工業(集團)有限公司+北京航空航天大學(產+學)、中國航空工業集團公司+沈陽飛機設計研究所(產+研)，這三組在G05B領域的產學研合作頻率較高，合作強度較大。在產研方面，沈陽計算技術研究所與中國科學院擁有3個國家級研發平臺、3個省級創新平臺及多個學會、期刊等創新平臺；中國航空工業集團公司和沈陽飛機設計研究所共同研發航空先進技術，并且構建具有航空工業特色的運營管理體系(AVIC Operation System)，系統化、標準化地推進航空工業的管理創新。產學方面，沈飛與北航將合作專利項目技術應用到實際當中，解決了某型號低壓渦輪盤的加工變形難題，有效地規避了零件的返修風險，降低了零件制造成本。

經調研，沈陽市先進裝備制造產業主要集中在鐵西區，在該地區形成了以沈陽機床、沈陽鼓風機、北方重工、特變電工等一批重點企業為代表的先進裝備制造企業群[34]。挖掘專利數據發現，沈計所、沈飛所、中國航空工業集團公司，中科院及沈陽航空航天大學、東北大學在專利分類號為G05B領域的合作專利申請數量較多，在控制裝置設備、飛機零配件、高精度控制系統和機床設備等方面都有高質量的發明專利。結合專利合作網絡圖進一步發現，沈陽市在高端裝備制造業具有較強實力，其擁有的中德裝備園是全國最具代表性的創新主體之一[35]，促使沈陽市高端裝備制造業企業同研究所和高校的合作程度逐步加深。

2. 機器人產業

表2列出了機器人產業關鍵技術分布情況及沈陽市機器人在各個分類中的占比情況。可以看出，沈陽市機器人在控制技術中自動化方面的專利數量較多，占比24%，元器件中機床零件或附件的數量次之，說明在這兩個方面專利開發的創新能力水平較高。進一步對專利數據挖掘發現，IPC分類號為B23Q(機床零部件或附件)、B25J(機械手)、B23P(金屬其他加工及組合加工)、H02G(成型與連接)的專利無論在數量上還是在質量上都處于較高水平。如圖3所示，假設合作密度按1：4的比例計算，合作密度為10以上的合伙人包括中科院國有資產經營有限公司+沈陽新松機器人有限公司(簡稱“新松”)等3個組合，主要分布在B25J和H02G領域；合作密度為5～10的合伙人包括遼寧省電力有限公司鞍山供電公司+中科院沈陽自動化研究所等32個組合；合作密度為1～5的合伙人為241個組合。

表2 機器人產業關鍵技術布局及專利IPC分布

資料參考：《機器人技術手冊》[36]。*IPC分類號請參照《國際專利分類表》。

圖3 智能機器人產業專利合作網絡

從圖3可以發現，新松與中科院在專利分類號為B25J(機械手；裝有操縱裝置的容器)的研究中合作較為密切。經調研，新松的核心業務主要包括：先進制造技術裝備、先進機器人制造技術、能源自動化裝備等。同時，企業圍繞自身的核心業務，建成了自己的產業發展基地——新松產業園，積極與外部機構進行知識交互，形成了極強的綜合競爭優勢和差異化競爭優勢。進一步研究發現，在培養專業人才過程中，東北大學與中國科學院沈陽自動化研究所(簡稱“沈自所”)設立聯合培養研究生項目，采取東北大學、沈自所雙導師模式，聯合培養的研究生在東北大學進行課程學習，在沈自所進行學位論文課題研究。雙導師共同指導，不僅提升了學生綜合素質、專業能力，而且使學生有針對性地結合職務需要進行學習，實現企業、高校、學生三方共贏。

四、結論與建議

戰略性新興產業已成為科學技術研發和產業演化變革的重要產業載體，因而在實施創新驅動發展戰略和轉變經濟發展方式上都亟需運作機制和經營績效的提升。圍繞我國戰略性新興產業面臨的政策改革、法規體系建設、經濟發展動能快速轉換等問題，本文基于專利視角，結合專利合作創新理論分析了戰略性新興產業的協同創新情況，具體研究了沈陽市高端裝備制造業和智能機器人產業產學研合作專利情況，并利用專利合作網絡對產業的協同創新布局進行可視化分析。

研究發現：

(1) 從機構的合作模式來看，在專利合作網絡中產、學、研的合作模式明顯不均。企業+科研院所、企業+企業明顯多于企業+高校、科研院所+高校，而且企業+企業占據很大的比例，合作對象不具備廣泛性。

(2) 合作專利質量有待提升，合作專利的被引率和轉化率并不高，且同源專利族中獨立申請的專利價值高于合作申請的專利價值。

(3) 從戰略性新興產業發展現狀來看，自主創新投入強度不高，專利服務體系還需要進一步完善。

針對以上結論提出如下建議：

(1) 提升戰略性新興產業專利技術轉移效率，積極與外部伙伴廣泛合作。沈陽市在提升專利技術轉移效率上主要應從以下幾個方面努力：

其一，提升專利技術價值和經濟價值，充分利用孵化時間達到可轉化的質量要求。沈陽市機器人在控制技術中自動化方面的專利數量較多，但是其他零部件的專利數量明顯較少。在專利挖掘過程中發現，大部分同族專利的引用次數和被引次數超過該專利，專利技術價值難以體現。

其二，結合“互聯網+”業態特征，推進技術快速升級，保證較高的專利質量。

其三，提升專利合作網絡穩定性。以上舉例的產業專利合作網絡中，不僅需要強化與已有合作對象的合作關系，而且需要擴展更多技術領域的其他合作伙伴，進而推動技術實施的長期穩定發展。

(2) 提升產學研協同創新能力，保證合作專利質量。沈陽市戰略性新興產業創新驅動發展需要體制機制創新和對市場環境的掌控，鼓勵戰略性新興產業重點企業、高校及科研院所共同建立協同創新戰略聯盟，實施開放式創新，促進資源共享、提升專利質量。例如，新松機器人與遼河石油勘探局合作申請的專利200810012726.1、101429856A(一種液壓鉗)被美國的三個專利所引用(US9194195B2、US9657538B2、US9611707B2)，相比同類未進行產學研合作的專利，其被引用情況及專利質量具有優勢地位。

(3) 加大創新投入力度，完善專利服務體系。沈陽市需要鼓勵實施內外部資金相結合的投入方式，對戰略性新興產業發展提供支持，保證科技成果有效進行產業化，而不是停留在樣機生產階段。并且，要進一步完善戰略性新興產業專利服務體系，通過政策引導和提升產學研合作水平，提高專利利用率，制定有利于戰略性新興產業創新驅動發展的頂層規劃和政策體系，以形成合力支持戰略性新興產業的專利合作創新發展。