基于专利视角的战略性新兴产业协同创新*

王海军， 成 佳， 邹日崧

(1. 沈阳工业大学 管理学院， 沈阳 110870； 2. 清华大学 经济管理学院， 北京 100084)

在我国经济发展进入新常态的背景下，战略性新兴产业的发展仍处于上升趋势，产业投资不断升温且结构调整持续优化升级，逐渐成为支撑宏观经济平稳运行的重要力量。然而，一些制约国家和地区发展的关键性问题，如政策改革措施落实不到位、新兴产业监管方式缺乏创新、不能及时适应经济发展新旧动能快速转换等问题仍然存在。为解决以上问题，国务院制定了加快战略性新兴产业发展新方案，涉及的领域包括新一代信息技术、量子通讯、大数据、云计算、机器人与智能制造、高端制造以及高新材料和新能源汽车等行业[1]。经查阅资料发现，2017年战略性新兴产业27个重点行业营业收入同比增长14.2%，增速较2016年同期提高2.8个百分点；上市公司营业收入总额达3.59万亿元，同比增长20.1%，比2016年同期上升1.9个百分点；其中，东北地区2017年上市公司营业收入占比为2.66%，同比有所回升，但上升缓慢。战略性新兴产业行业景气指数为155.2(见图1)，企业家信心指数为148.3[2]，相较2016年同期的低谷均大幅回升。

战略性新兴产业的发展不仅依靠技术创新与产品创新，更需要组织间的协同创新[3]。目前，研究者主要从关键动力[4]、多维协同程度[5]、协作模式[6]、产业互动[7]、组织模块化[8]等多角度分析了协同创新发展的主要影响因素及提升协同创新能力等问题。纵观以上研究，尽管也有以专利为视角剖析区域产业产学研协同创新发展的研究[9]，但是针对战略性新兴产业利用专利合作网络进行产学研协同创新深度融合、充分整合外界科技资源等方面的研究有待进一步挖掘。

图1 近年来我国战略性新兴产业行业景气指数(分地区)

本文以沈阳市为例，利用专利合作网络工具，探究其战略性新兴产业产学研协同创新的运行机理及专利合作情况，以期为沈阳市战略性新兴产业协同创新发展提供决策支持，进而寻求产业发展长效机制。

一、文献综述

1. 战略性新兴产业的协同创新理论

战略性新兴产业的启动、发展及价值主要依靠创新体现[10]，尤其是以企业为主体的协同创新更有助于推动战略性新兴产业发展[11]。Chesbrough[12]提出，开放式创新范式聚焦于企业，注重识别和利用外部知识和资源，并认识到外部思想、知识和创新带来的价值影响着企业知识环境的深度。进一步地，陈劲和阳银娟[13]认为，相对于开放式创新，协同创新是一项更为复杂的创新组织方式。周正[14]分析了影响协同创新的内外因素，完善了创新动力机制。另外，易明[15]从关系和互动角度研究了协同创新的治理机制问题。进一步地，杨耀武和张仁开[16]构建了产业、技术和区域一体化的产业集群协同创新框架模型。基于以上研究，本文将结合专利数据统计和专利合作分析，以协同创新为主导，对知识技术密集型产业——战略性新兴产业进行产学研协同创新能力分析。

2. 产学研协同创新模式下的专利合作网络

专利是技术创新的重要计量工具，不仅是技术产业化的基础，更是知识创新的具体表现，能够同时表征知识创新和技术创新[17]，具有信息丰富且完备、数据涵盖时间长、信息真实可靠等特征[18]。其中的量化指标包括专利申请数量、技术分类和专利授权数量等，同样也是测量地区创新活动的优先指标。合作申请专利数据集可有效反映出组织之间创新知识的共享和流动，个人、高校、科研机构、企业等组织在这种共享和交流过程中，形成了一种具有松散耦合特质的创新合作网络[19]。

专利合作网络则是组织协同创新的具体表现形式之一[20]。专利合作网络的概念最早是由社会网络分析演化而来，其本质是将专利作为表征变量，用以可视化描述组织间的合作关系及疏密程度[21]。有相关文献将基于合作发明专利的不同机构间的合作情况称为创新者网络或组织创新网络[22-24]，专利视角下的战略性新兴产业创新网络中的组织节点包括个人、高校、科研机构和企业。这些组织节点之间的专利合作关系就构成了网络中的各种联结，无数节点连线形成的网络就构成了专利合作网络，可对网络的结构和特征及各节点在网络中的地位和影响力进行定量分析。另外，根据专利申请者在不同IPC上的合作频次，还能推测跨组织的技术关联、未来合作方向及其他相关领域的合作潜力[25]。借助专利合作网络还能辅助企业解决外部合作伙伴的选择问题，有利于评估、判断企业的科技创新能力和协同创新重点。专利合作网络内的各节点模块(中心企业+高校，中心企业+研究机构，中心企业+企业合作伙伴等)之间互不干涉，但又形成技术互补。

二、沈阳市战略性新兴产业的选取

1. 沈阳市战略性新兴产业背景

沈阳作为国家级创新城市，在高端装备制造业方面具有明显的竞争优势。但近年来，受制于经济发展态势疲软，沈阳市科技创新投入增长缓慢，创新资源外流风险提升，创新环境对新兴产业成长极为不利。当前，沈阳市正结合其制定的《沈阳市“中国制造2025”实施方案》中确立的“244”新型工业体系，重点推进机器人及智能装备、高端装备制造业、航空、轨道交通装备等优势产业率先发展，加快建立具有沈阳特色和国际竞争优势的战略性新兴产业体系。进一步地，沈阳市将建设“以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系”，实施优势企业倍增计划，加快市场开拓，强化企业间配套合作，进而使产学研协同创新不断拓展和深化。

2. 沈阳市战略性新兴产业的选择依据

根据产业典型性、产业可选择性及产业专利信息可获得性等原则，选取沈阳市高端装备制造业和智能机器人产业为研究对象，能够体现沈阳市战略性新兴产业协同创新发展现状，并结合沈阳市经济、技术和发明创造等实际情况为沈阳市战略性新兴产业协同创新发展提供支持。

3. 数据来源

本文针对沈阳市战略性新兴产业协同创新现状及专利合作网络可视化结果进行分析，专利数据来源于国家知识产权局，选择专利类型为发明专利，剔除了未经实质审查、质量不达标等不符合发明专利条件以及筛选过程中发现的少量三者合作、企业与个人合作等专利。经过数据检索→筛选→二次检索→数据清洗，形成N×N的邻接对称矩阵，再将对称矩阵在网络分析软件UCINET中进行可视化处理，最终形成专利合作网络图，如图2所示。其中，专利合作网络图中线的粗细表示合作强度，线越粗表明企业与外部伙伴的合作关系越紧密、合作强度越高。

三、沈阳市战略性新兴产业协同创新可视化分析

通过对沈阳市战略性新兴产业的调研发现，这些产业会利用创新主体间社会化网络的紧密联系来激发创新活力[26-28]，进而对企业前沿技术研发、产品创新等产生积极的影响，其中以专利合作最为典型[29-30]。专利合作是科学合作在专利领域的体现，其反映的是不同主体之间知识交流和资源共享的情况，使得研究视角和维度得以进一步拓展，除了基本的产学研协同创新统计研究外，还可以从不同角度，如申请人、法律状态、被引量和专利寿命等方面综合全面地对专利质量、产出情况及合作关系进行科学的统计分析。

图2 高端装备制造业专利合作网络

目前，沈阳市重点产业和企业的发展面临技术、市场和政策的动态变化和其他多种不确定性因素的威胁，迫切需要引入新方法、新措施提升产业创新柔性，以拓展产业的协同创新空间。本文从不同角度构建了企业、高校、科研机构和供应商的协同创新模式体系框架，如表1所示[31-32]，从全球化程度、外包程度、产业标准主导、沟通平台状态、战略联盟程度等[33]角度分析沈阳市战略性新兴产业各维度的发展情况。

表1 沈阳市战略性新兴产业指标分析

高端装备制造业的全球化程度及战略联盟程度较高，由于技术资金等方面的限制，高端装备制造业更多地是以国际合作、外商投资的形式存在，而沈阳市在全球化发展过程中也逐渐过渡到这种形式。智能机器人在外包和产业标准主导方面具有较高层次，从而导致智能机器人产业的关键零部件更多地依赖进口，关键技术受制于国外，如电气部分、关键芯片和传感器等国内质量还不能保证，并且在沟通平台指标中机器人产业在管理水平和人才配备方面比较弱。通过分析沈阳市战略性新兴产业各项指标，可以进一步了解合作专利的主要特征，判断合作专利的应用价值。

1. 高端装备制造业

经专利系统检索沈阳市高端装备制造业2007—2017年的专利数据，可得到4 283件发明专利，其中有932件采取了产学研合作申请模式。专利分类号为G05B(一般的控制或调节系统、功能单元、监视或测试装置)的有160件，占专利合作申请总量的77%。从图2中可以看出，沈阳计算技术研究所有限公司+中国科学院(产+研)、沈阳飞机工业(集团)有限公司+北京航空航天大学(产+学)、中国航空工业集团公司+沈阳飞机设计研究所(产+研)，这三组在G05B领域的产学研合作频率较高，合作强度较大。在产研方面，沈阳计算技术研究所与中国科学院拥有3个国家级研发平台、3个省级创新平台及多个学会、期刊等创新平台；中国航空工业集团公司和沈阳飞机设计研究所共同研发航空先进技术，并且构建具有航空工业特色的运营管理体系(AVIC Operation System)，系统化、标准化地推进航空工业的管理创新。产学方面，沈飞与北航将合作专利项目技术应用到实际当中，解决了某型号低压涡轮盘的加工变形难题，有效地规避了零件的返修风险，降低了零件制造成本。

经调研，沈阳市先进装备制造产业主要集中在铁西区，在该地区形成了以沈阳机床、沈阳鼓风机、北方重工、特变电工等一批重点企业为代表的先进装备制造企业群[34]。挖掘专利数据发现，沈计所、沈飞所、中国航空工业集团公司，中科院及沈阳航空航天大学、东北大学在专利分类号为G05B领域的合作专利申请数量较多，在控制装置设备、飞机零配件、高精度控制系统和机床设备等方面都有高质量的发明专利。结合专利合作网络图进一步发现，沈阳市在高端装备制造业具有较强实力，其拥有的中德装备园是全国最具代表性的创新主体之一[35]，促使沈阳市高端装备制造业企业同研究所和高校的合作程度逐步加深。

2. 机器人产业

表2列出了机器人产业关键技术分布情况及沈阳市机器人在各个分类中的占比情况。可以看出，沈阳市机器人在控制技术中自动化方面的专利数量较多，占比24%，元器件中机床零件或附件的数量次之，说明在这两个方面专利开发的创新能力水平较高。进一步对专利数据挖掘发现，IPC分类号为B23Q(机床零部件或附件)、B25J(机械手)、B23P(金属其他加工及组合加工)、H02G(成型与连接)的专利无论在数量上还是在质量上都处于较高水平。如图3所示，假设合作密度按1：4的比例计算，合作密度为10以上的合伙人包括中科院国有资产经营有限公司+沈阳新松机器人有限公司(简称“新松”)等3个组合，主要分布在B25J和H02G领域；合作密度为5～10的合伙人包括辽宁省电力有限公司鞍山供电公司+中科院沈阳自动化研究所等32个组合；合作密度为1～5的合伙人为241个组合。

表2 机器人产业关键技术布局及专利IPC分布

资料参考：《机器人技术手册》[36]。*IPC分类号请参照《国际专利分类表》。

图3 智能机器人产业专利合作网络

从图3可以发现，新松与中科院在专利分类号为B25J(机械手；装有操纵装置的容器)的研究中合作较为密切。经调研，新松的核心业务主要包括：先进制造技术装备、先进机器人制造技术、能源自动化装备等。同时，企业围绕自身的核心业务，建成了自己的产业发展基地——新松产业园，积极与外部机构进行知识交互，形成了极强的综合竞争优势和差异化竞争优势。进一步研究发现，在培养专业人才过程中，东北大学与中国科学院沈阳自动化研究所(简称“沈自所”)设立联合培养研究生项目，采取东北大学、沈自所双导师模式，联合培养的研究生在东北大学进行课程学习，在沈自所进行学位论文课题研究。双导师共同指导，不仅提升了学生综合素质、专业能力，而且使学生有针对性地结合职务需要进行学习，实现企业、高校、学生三方共赢。

四、结论与建议

战略性新兴产业已成为科学技术研发和产业演化变革的重要产业载体，因而在实施创新驱动发展战略和转变经济发展方式上都亟需运作机制和经营绩效的提升。围绕我国战略性新兴产业面临的政策改革、法规体系建设、经济发展动能快速转换等问题，本文基于专利视角，结合专利合作创新理论分析了战略性新兴产业的协同创新情况，具体研究了沈阳市高端装备制造业和智能机器人产业产学研合作专利情况，并利用专利合作网络对产业的协同创新布局进行可视化分析。

研究发现：

(1) 从机构的合作模式来看，在专利合作网络中产、学、研的合作模式明显不均。企业+科研院所、企业+企业明显多于企业+高校、科研院所+高校，而且企业+企业占据很大的比例，合作对象不具备广泛性。

(2) 合作专利质量有待提升，合作专利的被引率和转化率并不高，且同源专利族中独立申请的专利价值高于合作申请的专利价值。

(3) 从战略性新兴产业发展现状来看，自主创新投入强度不高，专利服务体系还需要进一步完善。

针对以上结论提出如下建议：

(1) 提升战略性新兴产业专利技术转移效率，积极与外部伙伴广泛合作。沈阳市在提升专利技术转移效率上主要应从以下几个方面努力：

其一，提升专利技术价值和经济价值，充分利用孵化时间达到可转化的质量要求。沈阳市机器人在控制技术中自动化方面的专利数量较多，但是其他零部件的专利数量明显较少。在专利挖掘过程中发现，大部分同族专利的引用次数和被引次数超过该专利，专利技术价值难以体现。

其二，结合“互联网+”业态特征，推进技术快速升级，保证较高的专利质量。

其三，提升专利合作网络稳定性。以上举例的产业专利合作网络中，不仅需要强化与已有合作对象的合作关系，而且需要扩展更多技术领域的其他合作伙伴，进而推动技术实施的长期稳定发展。

(2) 提升产学研协同创新能力，保证合作专利质量。沈阳市战略性新兴产业创新驱动发展需要体制机制创新和对市场环境的掌控，鼓励战略性新兴产业重点企业、高校及科研院所共同建立协同创新战略联盟，实施开放式创新，促进资源共享、提升专利质量。例如，新松机器人与辽河石油勘探局合作申请的专利200810012726.1、101429856A(一种液压钳)被美国的三个专利所引用(US9194195B2、US9657538B2、US9611707B2)，相比同类未进行产学研合作的专利，其被引用情况及专利质量具有优势地位。

(3) 加大创新投入力度，完善专利服务体系。沈阳市需要鼓励实施内外部资金相结合的投入方式，对战略性新兴产业发展提供支持，保证科技成果有效进行产业化，而不是停留在样机生产阶段。并且，要进一步完善战略性新兴产业专利服务体系，通过政策引导和提升产学研合作水平，提高专利利用率，制定有利于战略性新兴产业创新驱动发展的顶层规划和政策体系，以形成合力支持战略性新兴产业的专利合作创新发展。