基于专利视角的安徽省创新合作网络研究

汪 凯，吴秋媛，李 更

（安徽省科学技术情报研究所，合肥 230091）

以合作创新引领区域协同发展是实现高质量发展的重要途径。专利作为科技创新的重要载体，涵盖了企业、高校、科研院所等各类创新主体的科技成果。以专利合作为切入点，分析特定区域的创新合作情况，可以为区域协调发展和进一步实施创新驱动发展战略提供数据支撑。

1 研究现状

目前，国内针对创新网络的研究大多以科研论文为研究对象，依托较为成熟的SCI以及国内的CNKI等数据库，进行作者或区域之间的合作网络分析[1,2]。专利合作网络研究中，现有文献一般围绕某一特定技术领域，分析主要申请人之间的专利合作情况[3-6]。由于国内专利数据库仅有第一申请人地址字段，研究区域间专利合作时，不可避免地会遇到多个专利申请人地址无法快速定位的困难。

为了解决这一问题，国内学者主要采用两种方法：（1）以城市中高频专利申请人的数据代替城市专利数据，开展相关分析，如张若凡等[7]基于粤港澳大湾区5年的专利数据，以合作频次> 10为条件选取高频申请者，构建区域合作网络。该方法由于大量低频申请人的专利被剔除，区域专利合作分析结果会失真。（2）分别检索各个城市作为第一申请人的专利合作数据，再进行二次清洗与筛选，得到相互间的合作情况。如唐恒等[8]以申请人区域代码分别检索京津冀三地的合作发明专利数据，再进行比对、筛选，得到三地相互之间的合作数据，进而研究京津冀专利合作特征。该方法较第一种方法优势明显，可以得到特定城市之间的合作专利数据，但不能分析出区域内与区域外的专利合作情况。

本文借助数据抓取及人工标引等方法，获得安徽省内各城市的合作专利数据，并开展专利合作网络研究。

2 数据检索与处理

本文基于Incopat数据库，对2016—2020年间第一申请人地址为安徽省的发明授权专利进行检索，并根据需要对申请人、IPC等著录项进行下载，用于后续分析处理。

为开展专利合作网络分析，需要获得合作专利的所有申请人地址。数据处理过程分为两个阶段：第一步，统一提取除第一申请人之外的所有专利申请人名称，通过网络数据采集工具“八爪鱼”，在Incopat数据库中以限定为第一申请人的形式进行检索（如：ap-first=“安徽八公山豆制品有限公司”），并批量提取出申请人省市信息，再结合字段匹配与人工标引，实现所有申请人省市字段的加工处理。第二步，把第一阶段的专利合作信息，转化为合作频数矩阵。对于同一件专利存在同城多名申请人时，本研究按城市内部合作一次处理；对于N个城市出现同城申请人时，本研究按各城市间合作一次，N个城市内部均合作一次处理（例如，同一专利申请单位有3个合肥市、2个芜湖市的，处理时认为合肥市、芜湖市内部分别合作1次，合肥与芜湖之间合作1次）。数据加工处理完毕后，根据需要开展相关分析。

3 合作专利总体概况

3.1 专利发展态势

2016—2020年，安徽省内创新主体共以第一申请人身份申请了441 782项中国发明专利。其中，申请人数量≥2的合作专利共计13 156项。从图1所示的专利申请趋势来看，2016年申请了1 958项合作专利，此后申请量逐年呈现出非常明显的线性增长趋势，年均增长400件左右。但由于专利审查制度，2020年还有大量发明专利申请尚未公开，因此检索到的数据有所下降。合作专利数量快速增长，除了源于近年来的科研投入明显增加外，双创政策激励下形成的良好创新生态环境也是一个重要因素。

图1 安徽省合作发明专利申请趋势

图2为2016—2020年安徽省内各城市合作发明专利情况，可以看出，第一申请人地址为合肥市的专利数量最多，达到了7 805件，占总量的59.3%，显示出合肥市在安徽省内的龙头效应。往后依次是芜湖市1 842件、马鞍山市838件，其他地市均低于500件，黄山市与池州市不足100件。

图2 2016—2020年安徽省内各城市合作发明专利申请情况

3.2 申请人构成

合作专利中，第一申请人为企业的有11 881件，占据90.3%，体现了企业在创新活动中的核心地位；大专院校有2 307件，科研单位有1 175件；此外个人作为第一申请人的合作专利有1 022件，占比7.8%，体现了省内科研人员个体的创新意愿与活力。

图3为2016—2020年安徽省合作发明专利的前20位申请人，企业占据了16席，其中合肥华凌股份有限公司排名第1，作为第一申请人共申请了1 003项合作发明专利，占总量的8.4%，除此之外，芜湖美的厨卫电器制造有限公司、芜湖美智空调设备有限公司、合肥晶弘电器有限公司、格力电器(合肥)有限公司均入选前20，分列3、6、12、14位，体现了安徽省特别是合肥市作为家电产业基地的龙头地位。

图3    2016—2020年安徽省合作发明专利的前20位申请人构成

共有2家科研院所进入前20，分别是中国科学院合肥物质科学研究院、合肥通用机械研究院。合肥工业大学申请合作专利384件，位列第4，安徽大学有103件，往后依次是安徽理工大学、安徽工业大学、安徽农业大学、中国科学技术大学等，但均不足100件。高校与科研院所的合作专利很大程度上代表了省内的产学研合作水平，从数据来看，安徽省高校在这方面还有一定的进步空间。

3.3 技术构成

表1为安徽省合作发明专利的技术领域分布，其中家电领域的F25D分类的专利数量最多，达到1 252件，占总量的9.5%，这与安徽省作为家电制造大省、家电品牌集中度居全国第一的现状相符。G06F、G01N、G06Q三个分类的专利数量虽然与第一位差距较大，但仍超过了500件。进一步分析各分类号的主要专利申请人，25D、F24F、F24H三个分类号的专利，主要是由美的集团内部机构进行合作研发；H01L、G09G两个分类号中，主要由京东方内部合作申请专利；而其它分类号，没有体现出明显的集聚效应，申请人较为分散。

表1 安徽省合作发明授权专利的技术领域分布

4 安徽省专利合作网络分析

本节以第一申请人地址为安徽，申请人≥2为条件，检索2016—2020年的安徽省已授权的合作发明专利，剔除个人申请专利后，最终筛选出2 735件专利，借助地址字段匹配与人工标引，得到专利申请城市数据，进行城市间的专利合作网络分析。

4.1 省内专利合作

安徽省各城市机构之间的专利合作总频数为1 326次，从表2 的合作频数矩阵来看，各城市更倾向于同城合作，同城合作频数达到1 126次，占比高达84.9%。其中合肥市内部发明授权专利合作频数为813次，大幅高于省内其他城市，是排名第二的马鞍山的5倍；其他城市内部发明授权专利合作频数均小于50次。

表2 安徽省内各城市间授权发明专利合作频数矩阵（单位：次）

在省内不同城市间专利合作中，没有城市表现得非常突出，合肥与芜湖之间的专利合作频数最高，但也仅有23次，其他省内城市之间的专利合作频数均不超过20。不同城市间的合作创新能有效促进知识流动，某城市与城市外合作创新的比例越高，越能吸引外地知识来源活动的创新推动本地产业结构调整，该城市的产业多样化发展趋势越能凸显。目前，省内城市专利合作行政边界效应明显，错位产业布局、横向联系不足、资源整合共享机制不完善等原因直接影响了省内城市间的专利合作。

4.2 省外专利合作

进一步分析安徽省16个地市与省外城市机构发明授权专利合作情况（见表3），结果表明，与省外的专利合作频数为2 056次，占总频数的60.8%。广东佛山和北京市位居前2，合作次数均大于500，远超其他外省城市。主要是位于广东佛山的美的集团股份有限公司和合肥美的电冰箱有限公司及合肥华凌股份有限公司、位于北京的京东方科技集团股份有限公司和合肥京东方光电科技有限公司共同申请的专利数较多。

表3 安徽省授权发明专利省外合作情况

续表

从地域位置来看，除佛山市和北京市，省外城市合作频数超过50的还有南京（87）和上海（78），长三角地区其他城市如常州、苏州、杭州、温州、徐州等均与安徽有专利合作关系，说明在长三角一体化进程中，各城市间的合作创新得到加强。从长三角地区合作专利覆盖城市来看，上海市和江苏省占据优势，而与浙江省的机构间合作相对较少。

4.3 合作网络分析

为了更好地实现安徽省内城市与其他城市合作专利的网络可视化，将影响中心性分析的城市内部专利合作频数清零，并运用Ucinet软件对专利合作关系进行可视化处理，得到图4。在安徽省16个城市的专利合作网络中，形成以合肥为核心，芜湖、马鞍山等其他城市为多节点的网络结构。

图4 安徽省发明授权专利合作城市网络

为了掌握各城市在专利合作中的地位，对上述合作数据开展网络中心性分析，计算每个城市节点的度中心性与特征向量中心性。度中心性反映某节点具有直接联系或相邻联接的数量和连接强度。而特征向量中心性与其临近节点的中心性得分的总和成正比，即与重要的节点连接的节点其特征向量中心性越高。

由表4可以看出，合肥的度中心性非常强，是第二名芜湖市的4.5倍，几乎是第2~16名城市之和的2倍，特征向量中心性也体现了这一点。合肥市处于第一层级，居于专利合作网络的核心位置。合肥市作为国家首批创新型试点城市，综合性国家科学中心建设加快，在创新方面优势明显，在专利合作中的地位举足轻重。同时，芜湖市在专利合作中虽与合肥市有一定差距，但遥遥领先于省内其他城市，处于第二层级。芜湖市的工业机器人、新能源汽车、农业装备、航空航天等产业已经成为省级战略性新兴产业聚集基地，作为首批国家知识产权示范城市，芜湖在专利合作中发挥了重要的作用。

表4 安徽省城市间合作网络中心度

5 结论和建议

本文借助Incopat数据库，基于2016—2020年间安徽省16个地市的发明授权专利数据，构建了专利合作网络，探讨了省内城市的创新合作情况，主要可得到如下研究结论：

（1）从合作模式来看，安徽省专利创新合作中企业与企业间合作占绝对优势，科研院所表现欠佳。在合作专利前20的机构中仅有中国科学院合肥物质科学研究院和合肥通用机械研究院两家科研院所。中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学作为安徽省内双一流高校，专利合作还有一定的进步空间，政府还需鼓励院校立足优势学科领域，依靠已有产学研组织，在基础研发和技术转化等领域不断加强创新合作，共同推动科研成果落地。

（2）从合作情况来看，城市内部合作频数远远大于城市之间的合作。合肥作为创新合作网络中的核心城市，研发企业资源丰富。为进一步增强合作网络的紧密性，一方面要发挥合肥龙头效应，带动周边城市机构进行知识交流，实现知识溢出；另一方面，应充分发挥各级政府的主导地位，积极打破行政制度壁垒，通过共享平台资源、加强科技人才交流实现成果合作转移转化。

（3）从合作趋向来看，省外城市中合作频数大于50的为佛山、北京、南京和上海，体现了安徽省与优势资源聚集地区的合作意愿。目前，安徽省积极参与长三角一体化，整合创新资源，协同打造“长三角科技创新共同体”。2020年1月，安徽省提出高质量推进“一圈五区”建设，推动区域协调发展。作为创新合作网络中的核心城市，合肥要立足自身定位，高质量建设长三角世界级城市群副中心，辐射带动全省发展，同时积极加强与长三角城市的创新合作，不断凸显安徽省在长三角地区创新协作中的地位。