基于專利信息的區域科技創新能力評價研究*

趙婉琳 張曉陽 宋新平

（1. 江蘇大學科技信息研究所 鎮江 212013；2. 江蘇大學管理學院 鎮江 212013）

從工業時代到知識經濟時代，地區賴以生存的基礎不再是有形的產品而是信息和知識，利用特定環境中的物質資源和知識儲備，通過創造或改進方法形成新事物進而獲得一定的成效就是創新，其中以科技創新為主要特征的范式已成為提升國家競爭力的重要手段，近年來國家陸續出臺新的科技政策突出了科技創新對提升地區經濟發展的重要性。

科技創新主體為保護自身技術創新成果，通常將技術申請專利保護，由此專利便成為了科技創新產生和發展的重要知識資源之一。據世界知識產權組織（WIPO）統計，專利文獻可以反映90%～95%的技術研發成果，是產業、區域和國家的重要戰略性情報資源[1]。由于專利貫穿于技術研發、產品制造到商品化、產業化整個過程，因此部分學者也展開了專利與技術創新的關系研究。徐迎分析了利用專利信息測度技術創新的可靠性，從技術創新規模、質量、效率和環境維度構建專利指標體系[2]；唐恒采用灰色關聯分析法定量研究十個專利指標七年間全國面板數據，證實了專利與科技進步的較大關聯性[3]；胡文廣搜集全國31個省市區發明專利申請量、發明專利授權量和專利授權量數據，以灰色關聯分析法驗證了專利對于推動區域科技創新和經濟發展的作用[4]。上述學者的研究證實利用專利表征區域科技創新頗具可行性。

在專利測度區域科技創新的文獻調研中，楊淇蘥從專利類型、專利數量、專利密度指數角度選取評價指標，透過專利信息對比貴州與西部十二省區的科技創新能力[5]；林麗玫從專利生產與運營活動中挖掘有關科技創新能力情報，設計由專利研發能力、專利成果轉化能力和專利支持環境組成的，包含專利申請、授權和有效情況、戰略性新興產業發明專利情況、技術市場成交情況和專利代理機構情況等16個指標組成的評價體系[6]；朱強在遵循指標構建科學性、全面性、客觀性和可操作性原則的基礎上，構建了由專利申請類、授權類、價值類和效益類組成的，包含專利與發明專利申請量、授權量、有效量和對應的比重與增長率等17個指標組成的評價體系[7]?？偨Y已有研究成果，發現學者在開展區域科技創新研究時，在前期概念闡述或理論模型的構建上較為欠缺，致使評價指標體系缺乏從創新鏈條考量上的完備性?；诖?，本文在模型構建基礎上設計專利指標體系，著眼于創新過程視角對區域科技創新能力進行客觀評價。

1 基于專利信息的區域科技創新能力評價模型

1.1 模型構建

Porter教授于1985年構建了由基本活動和支持性活動組成的價值鏈模型，其中基本活動由進料、生產、發貨、銷售和售后服務構成，而企業基礎設施、人力資源、研究開發和采購為企業獲取利潤提供了輔助性支撐[8]。價值鏈模型作用是通過劃分每一戰略環節來確定企業創造價值的各項經營活動，使企業注重并培養價值鏈中關鍵戰略環節，以鞏固和發展企業在市場中的核心競爭力。

本文借鑒價值鏈模型構建基于專利信息的區域科技創新能力評價模型，圍繞專利要素，將科技創新流程作為區域實現基本價值活動的基礎，將創新基礎設施投入、人力資源管理、信息資源利用和信息技術支持作為區域獲取競爭優勢的輔助價值支撐。關于科技創新流程，周寄中認為科技創新由科學創新和技術創新構成，是基礎研究、應用研究、成果研發到商業化轉變的全過程[9]；陳鳳娣將科技創新歸納為從新知識產生、新技術研發、新產品生產到投入市場產生價值的系列動態過程[10]，因此將區域基本價值活動劃分為基礎研究、應用研究、研發制造、產業化、市場運作和服務六個階段，模型構建如圖1所示。

圖1 基于專利信息的區域科技創新價值鏈模型

1.2 模型解釋

圍繞專利信息構建區域科技創新價值鏈模型，目的是通過對科技創新每一環節的劃分來歸納影響區域科技創新能力提升的主要專利因素，使區域重視科技創新價值鏈中的重要環節，以維護和發展區域核心競爭優勢。為便于后期提取主要專利指標測度區域科技創新能力，對區域基本價值活動和輔助價值活動的具體實現方式進行歸納，如圖2所示。

圖2 基于專利信息的區域科技創新價值鏈模型解釋

在區域基本價值活動中，基礎研究是認識現象、揭示規律的理論性研究或實驗分析，以新知識、新原理或新方法為表現形式；應用研究是圍繞特定目的或目標的實際創造性研究，通常以科學論文、專著或專利為主要成果表現形式；研發制造是結合現有資源和技術的、以生產新產品為內容的研究活動；產業化是以行業需求為導向的系列化和品牌化經營方式；市場運作反映了技術或產品與市場組織、機制的交互作用；服務是為專利技術應用于市場提供的管理與支持。于區域而言，首先應鼓勵并支持科學探索與發現，重視對高校、科研院所等機構課題或項目的資金與制度扶持；其次要發揮企業作為產品研發主體作用，挖掘區域優勢產業，扶持高技術產業和戰略型新興產業發展，同時加大學研機構科技成果轉化力度；最后區域要為科技活動開展配備專業人員和專項資金，從行政、司法等角度為技術創新過程提供有力的管理與保護。

在區域輔助價值活動中，創新基礎設施投入包括技術創新機構、法律規章與戰略規劃及專項資金等；人力資源涉及研究與試驗發展人員、受高等教育人員和提供專利信息服務人員；信息資源包括與專利活動相關的各種經濟信息、政治信息和市場信息等；信息技術支持主要指專利信息平臺建設。對于區域而言，首先要設立知識產權專項制度和資金，明確政產學研機構職責，突出企業創新主體地位來增強專利實用價值；其次注重對專利信息服務部門人員的培訓、考核和激勵；最后應組合、分析與利用區域內外與專利活動相關的經濟、政治和市場資源，結合專利信息平臺獲取數據信息，利用信息分析工具提升科技信息利用價值。

2 基于專利信息的區域科技創新指標體系構建

2.1 專利指標維度設計

專利指標的代表性和科學性直接影響著區域科技創新評價效用，本文圍繞基于專利信息的區域科技創新價值鏈模型設計相應的專利指標測度體系，具體對應關系如圖3所示。

圖3 區域科技創新價值鏈模型與專利指標設計對應關系

基礎研究和應用研究是科技創新活動基礎，體現了專利創造能力；研發制造、產業化和市場運作是科技成果投入實際應用的表現，體現了專利運用能力；服務和區域輔助價值活動為科技創新實現長期效益提供了支撐，體現了專利支持環境。按照《國家知識產權戰略綱要》提出的激勵創造、有效運用、依法保護和科學管理方針，我國將知識產權工作劃分為創造、運用、保護和管理四個方面[11]，考慮到保護和管理貫穿于專利創造和運用過程中且指標主觀性較強，因此本文以含義較廣的“環境”指標加以替代，由此設計了專利創造、運用和環境指標，也說明了本研究專利指標設計維度的合理性。

2.2 具體專利指標選取

在細分專利指標的選取上，參照模型價值的具體實現方式，結合前期對專利測度區域科技創新能力的文獻調研，先初步選取評價區域科技創新能力的專利指標。以擬定的原始指標為依據設計專家調查問卷，選取20位來自江蘇省科學技術情報研究所、上海社科院、甘肅省知識產權事務中心和高校中從事區域創新、產業技術、專利情報分析、專利價值研究、文獻計量和科技評價方向的教授或研究員，依據專家反饋意見修正評價指標體系，最終構建基于專利信息的區域科技創新能力評價指標體系，如表1所示。

表1 基于專利信息的區域科技創新能力評價指標體系

2.3 評價指標解釋

專利創造能力是區域獲取競爭優勢的基礎，專利只有在量與質上得到提升，才能使科技創新成果得到長期運用，以專利數量和專利質量來表征專利創造能力。專利數量是專利產出規模指標，通過專利申請量和授權量這些基準性指標加以衡量，并突出發明專利在創造新產品或革新新技術上發揮的作用。專利質量是專利產出水平指標，專利權人對有價值專利進行續費即有效專利量可以體現專利質量，PCT國際申請能夠一定程度體現地區專利技術實力，而且依托組織人才、資金和技術優勢進行的職務發明創造專利，尤其以高技術產業為代表，專利質量普遍較高。

專利運用能力體現了專利創造后的技術成果轉化，也是產生市場價值的重要環節，以專利規模和專利效益表征專利運用能力。專利規模是專利應用普及化指標，考慮到不同地區人口和經濟發展水平的差異，以萬人發明專利擁有量和億元GDP發明專利擁有量進行衡量。專利效益是專利應用價值性指標，用技術市場成交合同數和成交額反映專利投入運用帶來的市場經濟效益，在市場價值的實現中突出高技術產業對區域科技發展的影響。

專利支持環境是為科技成果產生與運用各階段提供的管理與支持，以專利資源和專利保護表征專利支持環境。專利資源是促使專利產生的投入性指標，地區與科技創新相關的投入主要是研究與開發（R&D）人員數和研究與開發（R&D）經費，同樣取均量化指標來避免地區經濟發展水平不同帶來的差異。專利保護是維護專利穩定的行為性指標，主要涉及專利申請代理機構為技術申請專利提供的機構支持和司法上對假冒專利的查處。

3 區域科技創新能力評價實證研究

3.1 研究對象和數據來源

進行區域科技創新能力實證分析時，考慮到目前多以省市區為依據公開專利數據，且以省市區為單位進行科技創新評價可以為地區間溝通與合作提供方向，也為國家在宏觀政策的制定上提供參考，因此本文選取31個省市區為研究對象。由于青海和西藏在技術市場成交和高技術產業發明專利指標上數據的缺失，因此將研究對象確定為其余29個省市區。為評價最新一年國內29個省市區的科技創新能力，本研究搜集的16個專利指標數據以國家知識產權局專利統計年報2015年、中國統計年鑒2016年和中國科技統計年鑒2016年為主要來源，確保了數據的準確性和權威性。

3.2 熵值法計量

在代入專利指標數據進行實證分析之前，對本文構建的基于專利信息的區域科技創新能力評價指標體系進行效度檢驗，結果如表2所示。

表2 KMO和Bartlett球形檢驗

KMO取值界于0和1之間，一般認為KMO越接近于1則越適合作因子分析。觀察本文專利指標數據效度檢驗結果，發現KMO統計值為0.759，說明本研究指標體系的建立具有較高的有效性和準確度。

在檢驗專利指標效度之后，選用熵值法進行區域科技創新能力評價。作為一種客觀賦權法，熵值法通過信息熵大小反映各指標對整體貢獻程度，對綜合評價影響較高的指標被賦予較大權重，以指標權重計算的熵值能反映區域綜合科技創新狀況。首先統計國內29個省市區2015年16項專利評價科技創新能力指標數值，構建原始系統矩陣X：

對原始系統矩陣X進行標準化處理，得到最新P矩陣，并計算lnP矩陣：

由于本研究對象為29個省市區，因此K=1/ln(29)≈0.296974，將所得K值代入，求得各指標的貢獻量Ej和差異系數Dj:

由Dj得到因此依據差異系數得出各指標權值Wj：

為便于觀察各專利指標對提升區域科技創新能力的貢獻程度，依據熵值法計量結果，將16項專利指標的熵值和權重匯總為表3所示。

表3 專利指標的熵值和權重

依據表3中各指標權重大小，結合2015年指標原始數值，計算29個省市區綜合評價值，按數值大小進行排序，匯總為表4所示：

表4 各地區科技創新能力測度結果

從熵值法分析結果來看，各專利指標的重要性程度依次為 X5＞X11＞X7＞X8＞X10＞X4＞X6＞X2＞X1＞X16＞X15＞X3＞X12＞X9＞X13＞X14，依據各指標所占權重得出區域科技創新能力排名依次為廣東、江蘇、浙江、北京、山東、上海、安徽、四川、福建、湖北、河南、重慶、天津、湖南、陜西、遼寧、河北、黑龍江、江西、廣西、貴州、山西、海南、云南、吉林、新疆、甘肅、內蒙古和寧夏。

3.3 區域科技創新能力分析

3.3.1 綜合數值維度

由熵值法計算的區域科技創新能力來看，廣東省居科技創新能力第一位，排名前三的廣東省、江蘇省和浙江省綜合科技創新評價值高達132 725.956 5、127 310.569 8和 110 176.032 5，較大程度領先國內其他地區。借助聚類分析法對各地區科技創新能力進行區域劃分，結果如表5所示。

表5 地區科技創新能力聚類

觀察系統聚類結果，廣東、江蘇和浙江屬于科技創新能力強的第一類，其中廣東省在專利有效量、職務發明創造專利有效量和高技術產業發明專利申請量三項指標上居國內第一位，江蘇省在專利申請量、專利授權量、發明專利授權量、專利申請代理機構數量和查處假冒專利結案數量五項指標上居國內第一位，說明其創新動力的多元化。北京、山東和上海屬于科技創新能力較強的第二類，尤其以北京科技創新實力較為突出，在PCT國際申請量、每萬人發明專利擁有量、每億元GDP發明專利擁有量、技術市場成交合同數、技術市場成交額、萬人R&D人員數和R&D經費占地區生產總值比重七項指標上居國內第一位，這些指標多是均量化指標，說明北京科技研發力度大、技術人才眾多、領軍型企業優勢強大。第三梯隊所含省市區較多，地區科技發展處于追趕階段且科技創新能力普遍較弱，政府仍需以政策和資金手段不斷加以扶持。

3.3.2 指標權重維度

探討各指標對區域科技創新能力的影響程度，可以為提升區域科技創新能力提供新視角。對表3中專利指標權重進行排序統計，結果如表6所示。

表6 專利指標權重排名

按照各專利指標權重大小進行歸類，發現對區域科技創新能力影響最大的是專利創造質量和專利運用效益類指標，其次是專利運用規模和專利創造數量類指標，最后是專利資源與保護類指標。為此，首先區域應重視技術研發質量和實用價值，擴大區域內外技術交流與合作，不斷調整產業結構，發展戰略性新型產業或高科技產業；其次以政策扶持或資金資助引進技術研發人才，激活區域內科技創新活力和水平；最后著力于優化創新生態系統，建立起配套的專利申請、維權和服務機構，支持區域創新活動的開展。

4 討論與建議

本研究構建了基于專利信息的區域科技創新價值鏈模型，從理論上完善并優化了評價指標體系。從文獻調研結果看，已有區域科技創新能力評價研究思路主要從綜合指標和專利指標維度著手，其中由于專利指標在測度區域科技創新能力中的便易性和適用性，近幾年以專利作為獨特視角進行科技創新評價得到了較大程度的應用。然而學者們在選取專利指標時多從數量類、質量類或效益類著手，缺少理論依據和合理性驗證。本研究引入價值鏈模型來架構區域科技創新價值鏈模型，為維持區域科技競爭優勢，圍繞科技創新流程，將專利要素嵌入到區域科技創新模型構建中，且理論模型構建與專利指標設計相對應，使得確立的專利創造能力、專利運用能力和專利支持環境三個維度的指標更具合理性。

實證分析結果表明，國內各省市區科技創新能力差異化顯著，科技創新實力較強的第一梯隊和第二梯隊數量較少，而科技創新實力薄弱的第三梯隊區域數量偏多。其中廣東省在體現專利質量的專利有效量、職務發明創造專利和高技術產業發明專利量上獨具優勢，江蘇省在體現專利數量的專利申請、授權量指標和專利保護類指標上優勢顯著，北京在體現專利運用規模和與人口、GDP掛鉤的均量化指標上表現突出。對應于廣東省、江蘇省和北京在區域科技創新能力實證評價中的排名，說明重視專利申請是基礎，但尤其重要的是專利技術性和效用性。結合各專利指標對提升區域科技創新能力的貢獻程度，總結增強區域科技創新能力經驗。在科技發展進程中，首先應加強政產學研合作，注重企業為主體的自主創新能力，重視發明專利的激勵、扶持與考核和專利技術成果轉化，從而增強專利技術含量、提升市場價值；其次，將科技投入作為長遠性戰略投資，同時實施高層次人才引進計劃，提升區域整體科技研發效能；最后，應為技術研發和專利運用的系列過程提供配套設施與服務，促使區域科技創新得到長遠發展。

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