基于知识图谱和专利地图（M&P）集成的产业技术战略实现机制研究

章昌平

【摘 要】以产业技术战略实现机制为目标，从科学与技术的关联性角度，通过对知识图谱和专利地图在科学研究和技术研发2个维度上的功能分析，设计基于知识图谱和专利地图集成的产业技术战略实现机制，充分挖掘学术文献和专利数据所包含的信息，将科学研究与技术研发结合起来，以更好地利用大数据分析和信息可视化技术对产业技术战略进行研究。

【关键词】知识图谱；专利地图；产业技术战略

【中图分类号】G306；G353.1【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）02-0001-03

0 引言

产业技术战略是国家创新体系中技术战略的重要组成部分，主要进行产业层次的技术选择活动，为产业内企业技术战略的制定和实施，促进企业创新提供中观、宏观的指导。产业技术战略对产业技术水平整体性的提高和增强该产业内企业的创新能力具有十分重要的意义。自党的十八大以来，创新成为我国转变经济发展方式的重要举措。党的十八大报告中指出要实施创新驱动发展战略；党的十八届三中全会《关于全面深化改革若干重大问题的决定》更是出现了50余次创新；在党的十八届五中全会上，创新成为五大发展理念之首，把创新摆在了国家发展全局的核心位置。在这样的背景下，提出通过知识图谱和专利地图的集成分析，促进科学研究和技术研发两大领域共同作用于产业技术战略，探讨产业技术战略实现机制，既在理论上丰富和发展了产业技术战略研究的内容，为其提供新的集成分析方法，也在实践上为产业技术战略的制定和实施提供工具，并实现科学研究与技术研发中上、下游知识创造的融合，为该领域的研究起到抛砖引玉的作用。

1 产业技术战略的构成和影响要素分析

目前，国内外学者对技术战略构成和影响要素并未形成统一的意见和指标。迈克尔·波特认为技术战略主要涉及3个基本问题，每个基本问题又进行不同的细分，分别是开发何种技术、是否在那些技术中寻求技术领导地位和颁发技术许可证的作用，这3个问题分别可以细分为技术依赖、技术壁垒、技术预测3个子项，技术标准的确立和技术专利权的影响[1]。纳雷安安则认为技术战略包含软件和硬件要素，重点是对技术的占有、开发、使用或放弃，企业和产业层次的技术环境影響技术战略的形成[2]。郝生宾认为技术战略的构成维度可以划分为技术资源的状况和技术能力的水平、技术预测、核心技术的选择、研究开发的投入强度、外部技术源、技术在产品和价值链中的应用、技术引入市场的时机和方式、技术应用的相关资源和技术创新的组织与管理[3]。而根据傅家俊、吴贵生和刘旭明等学者的研究，产业技术战略则由涵盖技术创新链中基础研究、应用研究、设计＼开发、制造和市场等环节，并在基础设施上实施，各环节及基础设施均对应有相应的战略措施[4]。

通过上述学者对产业技术战略构成和影响要素的分析，我们认为产业技术战略可以分为内、外部2个维度构成，其中外部因素构成产业技术战略的技术环境，包括产业技术机会环境和产业技术竞争环境，前者包括了产业发展的市场机会和技术市场能够提供的产业技术构成和来源及可能的技术研发联盟；内部因素则是产业对技术的选择模式、对技术发展现状的判断和未来机会的预测、研发投入的强度、技术创新的组织和管理等（见表1）。

2 知识图谱和专利地图融合集成的背景

2.1 知识图谱及其功能

知识图谱，英文为Mapping Knowledge Domains或Knowledge Map，中文也译为科学知识图谱、知识域可视化或知识领域映射地图。知识图谱综合了科学学、应用数学、图形学、科学计量学、信息科学、计算机科学等诸多学科的理论与方法，以科学知识为研究对象，在科学学研究范式和文献计量、引文分析、共现分析等方法和信息可视化技术的指导下，通过描述文献载体属性及知识资源属性，“挖掘、分析、绘制和显示知识及其相互关系”，是科学计量学和信息计量学的新发展和创新技术[5]。

知识图谱同时拥有“图”和“谱”的双重属性和特征：既是对科学知识可视化显示的图形，又是科学知识序列化排列的谱系。知识图谱能够通过可视化图谱的形式显示复杂的知识领域中知识元或知识群的属性、载体之间的“网络、结构、互动、交叉、演化或衍生等诸多复杂关系”，形象地展示知识构成的学科领域的结构、发展历程、演化趋势、前沿领域及多学科融合的状况[6]。利用知识图谱的原理、方法和工具对某个科学领域的文献进行分析，能够展示该学科或研究领域的主流人物群体、知识网络及一些知识关联的动态变化，揭示该领域的结构、前沿和演化，探明潜在的学科结构、学科分支情况及与相邻学科的关系；了解该领域不同历史阶段的发展特征和演化规律；掌握研究领域的主要合作情况和合作网络。这对我们系统地掌握科学研究领域的历史沿革、承继、演化和衍生等情况起到了十分重要的作用。知识图谱主要采用定量和定性分析相结合的方法，以定量为主，定性为辅，定量分析方法主要有引文分析法、共现分析法、多元统计分析法、词频分析法和社会网络分析法；定性分析则主要采用比较、分析和综合、归纳、历史研究法等对定量分析结果进行诠释。

2.2 专利地图及其功能

专利地图是一种专利情报研究的方法和表现形式。它将专利信息进行加工，制成各种可分析、解读的图表，使其具有类似地图的指向功能，从而透过对专利分析指标及其组合的可视化表现，直观地反映出蕴涵在大量专利数据内错综复杂的信息。专利地图是形象化表示后的有关专利信息的各种图形、表格、分布图等，以及其将专利信息形象化、地图化的一系列过程，也包含分析专利信息所采用的综合性方法[7]。

专利地图包括图标、树状图、分布图、网络图等多种样式，如专利空间和时间分布图、引文分析图、技术趋势图等。通过对专利地图的制作和应用，可以实现对特定技术领域的战略管理和计划功能、研发和技术推进功能、技术和权利管理功能等，对我们了解该技术领域的整体状态及技术变迁、识别技术活动和发展趋势、识别技术分支和技术关系、启发技术研发创意和发现新的技术领域、保护知识产权、发现专利聚合领域、制定专利投资组织方法等具有十分重要的作用[8-9]。专利地图制作包含多个步骤：确定专利分析的主题和目的、专利情报搜集、获取专利文献、专利信息分析和信息地图化、专利地图更新等。使用方法包括定性和定量相结合的方法，具体包括专利文献计量分析、文本挖掘、联合分析、形态分析、词频分析、知识图谱等。

2.3 基于知识图谱的专利地图应用

由于知识图谱的强大功能及知识图谱方法和工具的不断成熟，对知识图谱的应用也不断地深入和扩展。目前，已经有学者尝试利用知识图谱工具对专利文献进行分析，建立起基于知识图谱的专利地图，这使得科学分析方法在技术分析领域的实践成为可能。赵佳通过专利计量、知识图谱分析和社会网络分析方法的综合应用，利用知识图谱工具Citespace、社会网络分析工具Ucinet绘制了物联网领域的专利地图，分析了物联网关键技术、物联网关键技术的研发合作网络、物联网关键技术的技术前沿和研究趋势，并在此基础上提出我国物联网产业引导的对策[10]。邵黎明等学者则建立了基于专利文献和知识图谱的技术预测方法，以肺癌领域技术预测为例，对使用Google知识图谱和领域知识创建知识图谱分析专利文献，并引入社会网络分析对专利文献进行新兴技术的预测 [11]。

3 知識图谱和专利地图集成对产业技术战略的作用机制

3.1 知识图谱和专利地图集成的理论基础

通过对知识图谱和专利地图的应用领域进行分析和总结，我们发现知识图谱主要擅长在科学研究领域对学术文献进行分析，并以信息可视化的方式展示学科或研究领域的相关信息，而专利地图则擅长在技术研发领域对专利文献进行分析。虽然目前已经出现了利用知识图谱工具对专利文献进行分析的应用，但主要是通过绘制专利文献的知识图谱来展示技术领域的相关情报，而真正结合学术文献和专利信息进行技术战略分析方面的研究尚不多。目前，在相关研究和应用方面未能充分挖掘学术文献或专利信息所包含的情报，也未能将两大领域的分析结果相结合。知识图谱和专利地图的集成应用将在这方面提供一个新的视角和方法。两者从本质上来讲都是采用信息可视化的方法对科技信息分析结果进行形象化的揭示，如果能够集成两者的应用，并在产业技术战略中实现融合集成应用，从科学和技术两大领域分别揭示产业技术战略影响因素的判断指标状况，将会对我们制定和实施产业技术战略提供便捷、直观、科学的实现路径。

3.2 知识图谱和专利地图集成对产业技术战略的作用机制

结合上述对产业技术战略构成和影响因素的分析、知识图谱和专利地图功能的介绍、知识图谱和专利地图集成理论基础的探讨，我们将利用知识图谱和专利地图两大工具，从科学研究和技术研发两大领域为出发点，将学术文献和专利信息分析结合在一起，实现对产业技术战略的全面分析，从而在知识和技术2个方面全面揭示产业技术战略的技术环境要素和内部要素。知识图谱和专利地图集成对产业技术战略的作用机制如图1所示，即基于知识图谱和专利地图集成的产业技术战略分析方法。

4 结语

在产业技术战略制定和实施过程中，通过融合集成知识图谱和专利地图的分析方法，组织开展产业技术战略技术环境和内部因素的研究，对我们了解产业战略所需的各项内外部竞争情报具有十分重要的作用。本文介绍了知识图谱和专利地图的基本概念和功能，分析了知识图谱和专利地图集成的理论基础，并对基于知识图谱和专利地图集成的产业技术战略实现机制进行了初步的探讨。但由于篇幅所限，本文所建立的分析方法并未开展实际验证，今后可以以具体产业为实例对我国产业技术战略的知识图谱和专利地图集成分析进行实证验证，并对方法进行修正。

参 考 文 献

[1]迈克尔·波特.竞争优势[M].北京：华夏出版社，1997.

[2]纳雷安安.技术战略与创新：竞争优势的源泉[M]. 北京：电子工业出版社，2002.

[3]郝生宾.面向自主创新的企业技术战略作用机理及决策研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2009.

[4]刘旭明，王毅，吴贵生.我国产业技术战略研究[J].科研管理，2011，22（5）：13-19.

[5]陈悦，刘则渊.悄然兴起的科学知识图谱[J].科学学研究，2005，23（2）：149-154.

[6]刘则渊.科学知识图谱：方法与应用[M].北京：人民出版社，2008.

[7]肖国华.专利地图研究与应用[D].成都：四川大学，2006.

[8]王兴旺，孙济庆.国内外专利地图技术应用比较研究[J].情报杂志，2007（8）：113-115，119.

[9]蔡爽，黄鲁成.面向技术战略的专利分析方法述评[J].技术经济，2008（6）：36-39.

[10]赵佳.专利视阈下物联网领域知识图谱及产业引导政策研究[D].南京：南京邮电大学，2013.

[11]邵黎明，赵志耘，许端阳.基于专利文献和知识图谱的技术预测方法研究[J].科技管理研究，2015（14）：

134-140.

[责任编辑：邓进利]