專利視角下煤炭特色高校科技創(chuàng)新研究

張新紅

(河南理工大學(xué) 圖書館,河南 焦作 454000)

0 引言

煤炭特色高校源于煤炭工業(yè),與其興衰發(fā)展和國家相關(guān)政策休戚相關(guān),在經(jīng)歷了煤炭工業(yè)跌宕起伏和教育體制改革后,我國煤炭特色高校除了中國礦業(yè)大學(xué)均更名為帶有理工、工程或科技字眼的校名,并在發(fā)展理念、專業(yè)設(shè)置、人才培養(yǎng)、內(nèi)涵式發(fā)展以及知識生產(chǎn)與創(chuàng)新等[1-6]方面,積極探索“雙一流”背景下建設(shè)與轉(zhuǎn)型的發(fā)展策略。

科技創(chuàng)新是煤炭行業(yè)升級與轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本動力,專利作為科技創(chuàng)新的重要載體,能夠客觀地反映創(chuàng)新主體的科技創(chuàng)新水平、能力和特點(diǎn)[7-9]。目前,基于專利數(shù)據(jù)的煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新研究主要集中在以下幾個方面:國內(nèi)外煤炭行業(yè)、具體技術(shù)領(lǐng)域的專利布局與發(fā)展態(tài)勢分析[10-12],我國煤炭企業(yè)的專利培育、研發(fā)熱點(diǎn)、技術(shù)創(chuàng)新力評價以及合作與協(xié)同創(chuàng)新等[12-17],鮮有煤炭行業(yè)特色高校科技創(chuàng)新活動研究。因此,以中國礦業(yè)大學(xué)等14所煤炭高校為研究對象,通過專利計(jì)量分析,探究煤炭高校科技創(chuàng)新的時間演化與發(fā)展特征,并提出相應(yīng)的發(fā)展對策。

1 數(shù)據(jù)來源與研究思路

數(shù)據(jù)來源于壹專利檢索分析數(shù)據(jù)庫。專利類型包括發(fā)明、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)3類,專利申請時間為1985年4月1日—2019年12月31日(檢索日期是2022年1月1日),由于海外專利申請數(shù)量少,因此將檢索范圍初定為中國大陸。

2 煤炭高校專利數(shù)據(jù)分析

2.1 煤炭高校專利發(fā)展概況

我國14所煤炭高校在1985年4月1日—2019年12月31日間申請的專利共計(jì)79 904件,授權(quán)專利55 927件,總體發(fā)展趨勢和各個煤炭高校年度申請趨勢如圖1—2所示。

圖1 煤炭特色高校專利申請總體數(shù)量年度趨勢

圖2 煤炭特色高校專利申請年度趨勢

1985年,安徽理工大學(xué)、山東科技大學(xué)和黑龍江科技大學(xué)率先申請了切割器、電動機(jī)及繼電器的發(fā)明與實(shí)用新型專利,隨后其他煤炭高校陸續(xù)有專利申請,但總量較小;2005年開始,所有的煤炭高校都有專利申請,數(shù)量從初步萌芽階段進(jìn)入緩慢發(fā)展階段;2009年開始進(jìn)入快速穩(wěn)定增長階段,2011年由于山東科技大學(xué)的專利申請數(shù)量增長突出,使得總體申請趨勢出現(xiàn)了小高峰。2015年中國礦業(yè)大學(xué)的申請總量率先達(dá)到頂峰,其他煤炭高校的峰值陸續(xù)到達(dá),總體趨勢于2017年達(dá)到高峰,由于高校專利資助政策的調(diào)整,而后煤炭高校專利申請量整體下降。從整體上看,發(fā)明專利申請數(shù)量穩(wěn)步持續(xù)增長,實(shí)用新型專利申請數(shù)量起伏較大,專利授權(quán)量發(fā)展趨勢與申請趨勢發(fā)展走向一致。

煤炭高校整體上發(fā)明專利申請的比例都很高,尤其是太原理工大學(xué),高達(dá)95.3%;外觀設(shè)計(jì)的比例都很低,實(shí)用新型專利除了太原理工大學(xué),其他煤炭高校差別不是很大,均在20%～50%,如圖3所示。

圖3 煤炭特色高校專利類型分布

2.2 煤炭高校科技創(chuàng)新發(fā)展演化

2.2.1 煤炭高校授權(quán)專利技術(shù)分布

對14所煤炭高校的授權(quán)專利按IPC分類統(tǒng)計(jì)如圖4所示。除了山西大同大學(xué)和華北理工大學(xué),幾乎所有煤炭高校大部分專利都主要集中在E部和G部傳統(tǒng)特色行業(yè)。除此之外,華北理工大學(xué)和河北工程大學(xué)醫(yī)學(xué)部類專利授權(quán)相對較多;河南理工大學(xué)和華北科技學(xué)院在電學(xué)部類表現(xiàn)突出;太原理工大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)、湖南科技大學(xué)和河南理工大學(xué)在化學(xué)、材料部類表現(xiàn)突出;中國礦業(yè)大學(xué)、太原理工大學(xué)、安徽理工大學(xué)和山東科技大學(xué)在作業(yè)、運(yùn)輸部類申請較多;而紡織、造紙部類各高校都鮮有涉及,表現(xiàn)出各自發(fā)展過程中的學(xué)科特點(diǎn)與優(yōu)勢。

圖4 煤炭特色高校專利技術(shù)行業(yè)分布

2.2.2 煤炭高校技術(shù)創(chuàng)新演化路線

煤炭高校因煤而生,一直承擔(dān)著煤炭行業(yè)的知識生產(chǎn)、人才培養(yǎng)、技能培訓(xùn)和科技攻關(guān)等主要任務(wù),1985—2019年間煤炭高校授權(quán)專利的前10個技術(shù)構(gòu)成基本上體現(xiàn)了煤炭高校的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展線路(見表1)。1985—1989年,授權(quán)專利主要集中在采礦中的掘進(jìn)、測量、提升牽引和液壓機(jī)械、電氣設(shè)備,涉及的學(xué)科是傳統(tǒng)的采礦和機(jī)電專業(yè);此后專利授權(quán)的范圍伴隨著煤炭高校學(xué)科和專業(yè)的拓寬、學(xué)科領(lǐng)域不斷交叉滲透、安全意識的提升和煤炭產(chǎn)業(yè)的升級,專利授權(quán)的學(xué)科范圍不斷增加。1990—1994年,在傳統(tǒng)的研究領(lǐng)域外,有煤礦警報和煤炭加工方面的專利授權(quán);1995—1999年,煤礦粉塵的治理與防護(hù)、材料加工和個人保健方面的專利明顯增加;2000—2004年,有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)方面的專利比例較大,煤炭瓦斯從治理到開采、煤氣化技術(shù)等方面的專利體現(xiàn)了對煤礦瓦斯處理和煤炭加工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和提升;2005—2009年,煤炭高校在煤礦安全、煤層氣利用、材料加工、瓦斯抽采等方面發(fā)展迅速;2010—2014年,在煤層氣開采與運(yùn)輸儲存、采礦方法與裝置、密封與封隔、煤礦安全、“兩高三低”復(fù)雜地質(zhì)條件下瓦斯高效抽采等綠色煤炭技術(shù),數(shù)字化技術(shù)、醫(yī)學(xué)診斷、醫(yī)療器材和藥學(xué),催化劑和活化劑等材料制備、電路與電機(jī)技術(shù)等更多領(lǐng)域內(nèi)都有專利授權(quán);2015—2019年,煤礦安全、煤層氣開采、滲透性研究、密封與封隔等方面的專利授權(quán)數(shù)量提升較多,建筑構(gòu)件、計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體和電容器、機(jī)電控制與保護(hù)和醫(yī)學(xué)診斷測量等方面的技術(shù)受到了更多的關(guān)注與發(fā)展。

表1 1985—2019年煤炭高校排名前10授權(quán)專利技術(shù)領(lǐng)域(IPC大類)

總體來看,雖然煤炭高校都在積極主動地拓展自己的學(xué)科領(lǐng)域,尤其是化學(xué)和材料專業(yè),加大了服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和發(fā)展的投入,朝著綜合性高校發(fā)展的方向努力,但是煤炭高校與其母體行業(yè)仍然存在著密切的依存關(guān)系[18]。從數(shù)量上看,煤炭高校在采礦、機(jī)械和電氣傳統(tǒng)學(xué)科的授權(quán)專利數(shù)量占總量的比例,隨著其學(xué)科發(fā)展整體上從有所降低到強(qiáng)勢回升,所占比例從51%提升到65%,傳統(tǒng)學(xué)科具有舉足輕重的地位;從分類來看,專利數(shù)量較多的分類涉及更多的學(xué)科領(lǐng)域,交叉學(xué)科和跨學(xué)科合作研究數(shù)量增多,煤炭高校的科技創(chuàng)新活動整體上穩(wěn)步快速發(fā)展。

2.2.3 煤炭高校專利有效量分析

維護(hù)穩(wěn)定的有效專利量比授權(quán)量更能準(zhǔn)確、全面地反映創(chuàng)新主體的累積創(chuàng)新能力[7]。截至2019年12月31日,14所煤炭高校有效專利總量為21 454件,其中,發(fā)明專利占72%,實(shí)用新型專利占27%,外觀設(shè)計(jì)為1%,有效專利主要集中在2013—2019年,占到總量的98%。

煤炭高校有效專利存量最多的技術(shù)領(lǐng)域體現(xiàn)了其創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢,14所煤炭高校有效專利按IPC大類排序,排名前10的技術(shù)領(lǐng)域依次為測量(G01)、采礦(E21)、計(jì)算(G06)、物理或化學(xué)方法或裝置(B01)、發(fā)電、變電與配電(H02)、基本電氣元件(H01)、電通信技術(shù)(H04)、運(yùn)輸與儲存(B65)、廢水與水的處理(C02)和無機(jī)化學(xué)(C01)10個大類,共有專利14 530件,占有效專利總量的68%,尤其在測量、采礦、計(jì)算和機(jī)械4個領(lǐng)域更為突出,超過了總量的3/4。

2.3 煤炭高校技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)分析

合作創(chuàng)新能夠顯著提升專利質(zhì)量,校校合作、校研合作、校企專利合作創(chuàng)新對專利質(zhì)量均具有顯著的正向影響[19],煤炭行業(yè)發(fā)展中關(guān)鍵技術(shù)和重大問題的解決都需要高校之間、高校與企業(yè)之間的深度合作。煤炭高校從1986年開始合作申請專利,1985—2019年,14所煤炭高校合作申請專利共計(jì)5 491件,2000年以前共有59件,僅占總量的1%,因此,用2000—2019年20年的5 432件合作申請專利來代表煤炭高校合作創(chuàng)新的整體情況。

2009年以前,煤炭高校與其他主體合作申請專利數(shù)量較少,2009年開始進(jìn)入一個緩慢增長期,在經(jīng)歷了2015年的小幅下降后又進(jìn)入一個快速增長期。將20年間煤炭高校創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)格局演化分為4個時段,煤炭高校創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)如表2所示,其中,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)代表合作者關(guān)系節(jié)點(diǎn)數(shù)即網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)代表煤炭高校與其他主體的合作數(shù)量,網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系總強(qiáng)度則表示煤炭高校與其他各主體發(fā)生合作的頻次之和。2000—2019年煤炭高校創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)均有很大增幅,參與煤炭高校創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的主體2005—2009年增幅最大,各個創(chuàng)新主體之間的合作次數(shù)穩(wěn)定增長,總強(qiáng)度不斷增加。

表2 2000—2019年煤炭高校專利合作網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)

2000—2004年,除了山西大同大學(xué),其他13所煤炭高校的合作申請專利數(shù)量都在逐年增長,參與創(chuàng)新合作的主體數(shù)量、合作頻次和網(wǎng)絡(luò)密度都大幅增長。創(chuàng)新合作參與主體34個,涉及29個專利,煤炭高校有5所,僅有太原理工大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)(北京)3所高校的合作單位或?qū)＠麛?shù)量超過3個,總體上合作主體數(shù)量少、結(jié)構(gòu)松散,主要集中在太原理工大學(xué);2005—2009年合作專利有117個,由于參與主體數(shù)量迅速增長到80個導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)密度有所下降,煤炭高校9所,其中中國礦業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)、山東科技大學(xué)、河北理工大學(xué)和安徽理工大學(xué)專利合作數(shù)量發(fā)展很快,以中國礦業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)和太原理工大學(xué)為集中點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)依然比較松散;2010—2014年,參與主體雖然增加不多,但是主體之間的聯(lián)系愈加密切,合作穩(wěn)定,合作專利數(shù)量激增,網(wǎng)絡(luò)密度增長迅速,13所煤炭高校的合作專利數(shù)量都有大幅增長,合作創(chuàng)新活躍,中國礦業(yè)大學(xué)遙遙領(lǐng)先,具有絕對優(yōu)勢,太原理工大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)(北京)處于第2梯隊(duì),山東科技大學(xué)緊跟其后;2015—2019年與前5年相比,參與合作創(chuàng)新主體數(shù)量變化不大,但主體之間的合作關(guān)系更加穩(wěn)定、活躍和緊密,中國礦業(yè)大學(xué)以562件專利仍處于絕對優(yōu)勢地位,數(shù)量大約是第2梯隊(duì)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)和太原理工大學(xué)總量的兩倍,山東科技大學(xué)、西安科技大學(xué)和河南理工大學(xué)合作專利數(shù)量增幅都較大,13所煤炭高校總體上整體網(wǎng)絡(luò)密度快速增大,合作關(guān)系愈加密切。

3 結(jié)論

整體上14所煤炭高校的專利產(chǎn)出數(shù)量和質(zhì)量都在不斷提高,為煤炭工業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型提供了創(chuàng)新技術(shù)和研究基礎(chǔ),是我國煤炭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的核心主體[9]。總體來看,煤炭高校的技術(shù)創(chuàng)新具有以下4個特點(diǎn)。

一是科技創(chuàng)新地礦特色鮮明。煤炭高校地礦類的專利申請一直都保持在50%以上,加上與之相關(guān)的機(jī)械、電氣、環(huán)境和通信等方面比例更高。雖然所有的煤炭高校都試圖“去行業(yè)化”,向綜合性、多學(xué)科方向發(fā)展,但仍具有鮮明的煤炭行業(yè)特色,因此,煤炭特色高校要以優(yōu)勢特色學(xué)科群建設(shè)為核心,整合資源優(yōu)勢,在新工科、新文科和新醫(yī)科建設(shè)背景下促進(jìn)學(xué)科交叉與融合創(chuàng)新,堅(jiān)持行業(yè)特色“一流學(xué)科”與擴(kuò)大發(fā)展空間并行。

二是專利產(chǎn)出量受專利資助和獎勵政策影響大。1999—2007年,中國大陸多數(shù)省份、自治區(qū)、直轄市甚至市縣都建立起相應(yīng)的專利資助政策或相關(guān)制度,2017年左右,許多地方開始調(diào)整專利資助政策,逐步減少了資助項(xiàng)目、比例和總額,煤炭高校專利申請數(shù)量總體上受專利資助政策和專利獎勵制度影響較大。以河南理工大學(xué)為例,該校從2005年開始實(shí)施目標(biāo)考核制度,對專利(包括實(shí)用新型專利在內(nèi))的申請和授權(quán)資助給予業(yè)績點(diǎn)獎勵,專利申請量快速持續(xù)增長,2017年由于省級和校級專利資助與獎勵力度大幅降低,專利申請數(shù)量也大幅削減。國家規(guī)定將于2025年以前全部取消對專利授權(quán)的各類財(cái)政性資助,煤炭高校的專利申請數(shù)量仍然會持續(xù)走低,應(yīng)該盡快完善專利價值評估體系、優(yōu)化校內(nèi)專利獎勵辦法、提高成果轉(zhuǎn)化中發(fā)明人的收益份額等方式,激發(fā)高校創(chuàng)新活力,讓專利申請逐漸回歸技術(shù)創(chuàng)新本身。

三是煤炭高校之間以及與科研院所的協(xié)同創(chuàng)新不足。2000—2019年,煤炭行業(yè)高校合作申請專利共5 432件,與企業(yè)、科研院所和煤炭高校合作申請專利分別為5 041件、538件和460件,煤炭高校與企業(yè)聯(lián)合申請專利比例高達(dá)93%,而與科研院所、煤炭高校之間的合作申請專利比例差別不大,約為10%,比例很低。煤炭高校之間、煤炭高校與科研院所的研究人員存在著密切的親緣關(guān)系、業(yè)緣關(guān)系和其他特殊關(guān)系,具有良好的合作基礎(chǔ)和很大的合作空間,比如河南理工大學(xué)和太原理工大學(xué)具有天然的地緣關(guān)系,河南理工大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)(北京)存在著特殊的歷史關(guān)系。因此,提高煤炭行業(yè)高校、煤炭高校與科研院所的協(xié)同創(chuàng)新程度,平臺、數(shù)據(jù)、設(shè)備和人員等資源的共享與交流,攻關(guān)煤炭行業(yè)中的重大、關(guān)鍵性技術(shù)難題,能夠推動煤炭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和煤炭高校的利益共贏。

四是專利信息服務(wù)直接影響著煤炭高校專利質(zhì)量。以太原理工大學(xué)為例,該校是我國首批高校知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)中心聯(lián)盟理事會單位之一,中國知識產(chǎn)權(quán)信息聯(lián)盟副理事長單位,入選第二批高校國家知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)中心,圖書館知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)可以追溯到1998年,非常注重建章立制、人員能力提升和軟硬件等各方面的投入。太原理工大學(xué)的專利申請數(shù)量穩(wěn)步增長,發(fā)明專利申請高達(dá)95.3%,發(fā)明專利授權(quán)量63%,有效專利比率為47%,在14所煤炭高校中均處于首位。因此,煤炭高校亟待加強(qiáng)專利信息服務(wù)支撐力,加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)能力的資金、人才、制度和管理建設(shè),針對專利的查新、撰寫、申請、預(yù)警、布局和導(dǎo)航,專利權(quán)的轉(zhuǎn)化與保護(hù)等方面的信息需求,給用戶提供個性化、精準(zhǔn)化的知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)和決策咨詢,為煤炭高校的科技創(chuàng)新保駕護(hù)航。