基于社会网络分析的渔业专利分析——以中国水产科学研究院为例

金武，王书磊,刘晓萌，夏晔，刘建伟*

(1. 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，江苏 无锡 214081；2. 中国水产科学研究院，北京 100141)

渔业专利是科研院所知识产权的重要组成部分之一，也是渔业科学技术和经济活动中产生的渔业领域核心竞争力的重要资源，对促进中国渔业发展和制定发展战略，助力渔业研究及应用的创新发展具有重要作用[1]。已经报道的渔业专利领域的研究主要集中在遗传育种[2-3]、渔业机械[4]、渔业装备[5]等领域及中国水产科学研究院部分专利的情况分析[6-9]，尚无从中国水产科学研究院整体角度和较长时间跨度分析的相关研究。

创新活动通常是复杂的智力活动，进行创新活动的科研人员之间怎样进行互动决定了创新活动的产出量[10-11]。利用社会网络分析(social network analysis, SNA)进一步理解此类创新活动并进行可视化分析是一个可行的方法。中国水产科学研究院是中国水产科研领域的权威机构[12]，其发表的专利能够较好地反应中国渔业领域专利的创造、运用和技术布局[13]。本研究以中国水产科学研究院各类专利为代表，针对渔业专利存在相对转化率较低的问题[13-14]，为渔业专利申请、布局及知识产权保护提供决策依据，同时为发展中国水产科学研究院各个学科建设、提高科研成果管理水平和促进成果转化提供参考。

1 数据来源及研究方法

1.1 数据采集

根据中国知网专利数据库进行申请人为“中国水产科学研究院”模糊搜索结果，截至2019年8月7日，该数据库收录专利申请日覆盖2007年11月1日—2019年1月11日，中国水产科学研究院(不含北戴河中心实验站、营口增殖实验站、长岛增殖实验站及下营增殖实验站)各类专利合计6 592项。其中2007年和2019年专利数据库收录不全，这两部分数据做剔除处理。经过数据清洗，包括删除重复数据、补充缺失值和数据统一化等操作后[13]，5 563项专利数据集作为样本数据用于后续分析，专利申请日覆盖2008年1月1日—2018年12月31日。该数据集包括专利申请人、专利发明人、申请号、公开号、申请日期、邮编、地址、专利代理机构、代理人、国省代码、摘要、主权项、主分类号、专利分类号、申请周期、法律公告日及法律授权共计17项信息。

1.2 研究方法与工具

社会网络分析包括一系列系统分析和绘制个人或研究小组之间联系的方法[15-17]，常作为一种手段来了解合作过程的内部运作[18]。社会网络分析按照世界知识产权组织专利分析流程[10]，采用Gephi软件(V0.9.2，https://gephi.org/)进行分析[19-20]。专利摘要的文本挖掘采用R[21]统计软件中提供的中文词频分析包jiebaR，并采用R统计软件中的pheatmap包[22]对词频权重作图。

2 中国水产科学研究院专利分析结果

2.1 总体情况

截至2018年12月，中国水产科学研究院申请5 563项专利，其中发明专利3 328项，实用新型2 216项，外观设计19项。专利申请项数总体呈上升趋势，在2017年达到峰值795项。

表1 中国水产科学研究院专利申请量Tab.1 Numbers of patent application of Chinese Academy of Fishery Science

按照一般定义，专利的法律状态大致可分为不稳定状态、相对稳定状态和稳定状态3类[23]，其各自包括若干具体状态。

表2 专利的法律状态Tab.2 Patent legal status

截至2018年12月，处于不稳定状态的专利1 149 项；处于相对稳定状态的专利3 663项；处于稳定状态的专利751项。稳定状态的专利中，专利权放弃87项，专利权放弃原因中95%为未缴年费。2008年至2018年2月全院专利累计转让85项。全国有83家单位或个人与中国水产科学研究院合作申请专利489项。东海水产研究所、黄海水产研究所和南海水产研究所为专利申请量排名前3名，其中黄海水产研究所申请发明专利项数最多，东海水产研究所申请实用新型专利项数最多。

2.2 专利摘要词频分析

通过对5 563项专利的摘要进行词频前10位分析，发现中国水产科学研究院在专利申请内容方面以养殖技术、养殖装置和营养与饲料等方向为主(专利中单词出现频率越高，方格颜色越深)，和中国水产科学研究院学科研究主要内容重合度较高。专利申请方向以养殖技术为主，养殖对象以鱼类为主。

2.3 科研团队社会网络分析

根据经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development，OECD)的报道，知识流动是区域创新系统的组织关联表现形式，知识流动有益于区域内知识主体学习和外部知识获取，并依靠自身知识和外部知识的结合实现知识创新[24]。高校科研院所之间以强化技术创新为目的的合作对于创新具有重要作用[25]。用来度量创新活动和多个单位之间的合作与互动的指标之一就是专利的数目[26]。

图1 中国水产科学研究院专利申请量排名Fig.1 Ranking of patent numbers of branch of Chinese Academy Fishery Science

图2 专利摘要词频分析图中仅包括词频排序前10名。Fig.2 Word frequency analysis of patent abstractsOnly top 10 words frequency were plotted.

对合作申请专利小于30项的专利申请人进行过滤后，得到专利发明人社交网络图(图3)。可视节点为272个，占总数的7.53%。网络可视边为1 343条，占总数的5.92%。表明专利申请人中大多数人与其他科研人员或其他单位科研人员合作申请专利的数目仍很有限。

2.4 专利申请人社会网络分析

专利申请人，即发明人所属机构之间的社交网络分析如图4所示，中国水产科学研究院及院属各研究机构作为与政府、企业、机构合作的重要节点分列于图的四周。中国水产科学研究院与中国海洋大学、上海海洋大学、集美大学及通威股份有限公司等单位合作非常紧密。

2.5 发明人专利申请量排名

在中国水产科学研究院全部科研人员中，与其他科研人员合作申请专利次数排名前20名的如图5所示。其中，大多数科研人员为高级职称，反映出高级职称科研人员在全院创新研究中起到了重要的作用。

3 结论与建议

3.1 专利申请量波动原因

随着中国科研经费投入量的不断加大[27-28]，除2014年、2015年外，中国水产科学研究院专利申请总量大致呈上升趋势。但处于不稳定状态的专利比例仍偏小(21%)，即专利的储备量规模偏小。一方面随着一部分专利进入相对稳定状态，同时由于新申请专利总量减少，最终反应为申请总量减少。另一方面，由于“十二五”期间科研项目的陆续结题验收，以往大部分项目的经费缺乏滚动支持(如：2014年和2015年)，这些项目在前期理论基础研究的过程中产生的专利随着科研项目的验收而终止，专利后期维护由于缺乏经费来源而放弃专利[2,29]，经费问题占放弃专利原因的95%以上[13,30-31]。建议根据专利发明人以往专利交易额、专利转化量等信息，设立一定比例的专利技术转化专项资金，鼓励科研人员申请技术先进、市场需求度高的专利并由成果转化部门负责对专利维护、转让流程及专项资金管理进行具体落实。

图3 中国水产科学研究院专利发明人社交网络分析图与其他发明人合作申请专利越多圆圈越大且色调越冷。Fig.3 Social network analysis of patent inventors of Chinese Academy Fishery ScienceThe more cooperation with other names, the larger and cooler of hue circle of the scientists.

图4 中国水产科学研究院专利申请人社交网络分析各专利申请人合作申请专利越多，线条越粗。图中仅包括频率5次以上的合作。Fig.4 Social network analysis of patent applicants of Chinese Academy Fishery ScienceThe more cooperation between applicants, the wider lines connected with them. Only more than 5 frequency of the cooperation were plotted.

图5 中国水产科学研究院科研人员合作申请专利排名前20名Fig.5 Top 20 scientists with more cooperation of Chinese Academy Fishery Science

3.2 专利转化率仍偏低

以往的科学研究主要以论文为导向，围绕提高水产品产量开展研究[13-14]，但专利转化中相关的工艺、参数等仍偏少[30]，且部分专利在转化过程中仍需投入成本进行工艺完善，造成专利受让方收益减少。渔业专利专业性强，专利代理员未必能完全了解专业领域的细节[32]，专利发明人也普遍缺乏专利保护的覆盖范围意识[33]，由此导致专利保护覆盖范围小，容易被规避[34]，间接降低了专利转化率。为了适应现代渔业的发展需求，建议在提升产量的同时更注重生态保护、绿色发展和水产品品质方面的技术研发和专利布局。构建以政府或政府主导的专利组织为指导，行业协会、企业、高校和科研院所共同参与的产学研一体化的体系，制定合理而高效的专利权管理战略，对专利进行合理部署，并不断完善政策支持，落实相关的奖励制度，提升企业、高校和科研院所自身核心竞争力[34]。

3.3 个体与组织合作分析

中国水产科学研究院专利申请人、发明人之间与不同团队的成员、不同团队及不同单位之间的合作，是进行创新性研究活动重要特点之一。建议科研人员与渔业领域内的其他核心专利权人进一步加强联系，实现知识共享和专利合作，构建专利知识网，在其中实现外部知识输入和内部知识输出，并利用网络交叉与重叠关系寻求关键知识源[35]。此外，尽可能与水产养殖领域有潜在发展优势但尚处在边缘位置的科研人员取得联系，着重拓展非冗余链接及自身领域范围，实现领域交叉融合[35]，为在未来研究中占据领先位置提供战略依据。