基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析方法及實證

武建龍，王宏起

（哈爾濱理工大學管理學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析方法及實證

武建龍，王宏起

（哈爾濱理工大學管理學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

專利分析是有效刻畫高新技術企業集群創新網絡結構的重要手段。在對高新技術企業集群創新網絡構成進行分析與界定的基礎上，運用專利統計與專利地圖方法，構建高新技術企業集群創新網絡結構分析思路與流程，并以哈爾濱裝備制造業集群為例系統闡述高新技術企業集群創新網絡結構具體分析過程，并給出哈爾濱裝備制造業集群創新網絡優化策略，旨在從專利視角為高新技術企業集群創新網絡科學構建與動態優化管理提供理論方法指導與實例參考。

創新網絡結構；分析方法；專利；高新技術企業集群；實證研究

21世紀的市場競爭，已不再是點與點、鏈與鏈間的競爭，更多的是網與網間的競爭。高新技術企業集群（簡稱集群）作為一種高效集約的創新型網絡組織形式，其創新的主要特點體現為群內企業、供應商、顧客以及其他機構間的互動、互補關聯實現知識的產生、傳遞和積累——網絡式創新（Steinle、Schiel，2002）。根據S-C-P范式（Bain，1959），集群創新網絡結構決定其創新行為以及績效，集群創新網絡結構科學構建與動態優化成為了高新技術企業集群創新能力持續提升的關鍵。

集群創新網絡相關研究歷來受國內外學者關注［1-2］，Messner（2000）探討了什么是網絡、如何認識網絡等問題，并指出了網絡治理對企業集群發展的重要作用［3］，許慶瑞（2003）指出龍頭企業網絡有利于知識的創造、擴散和應用，從而促進了企業集群中的創新［4］，Hendry（2006）認為在高技術集群創新過程中，企業與大學或其它研究機構的合作可采取委托研究、采用產品構思或技術、獲取建議和咨詢、利用設備條件、獲取科研人才和學生支持等合作方式［5］，Bathelt（2004）認為集群知識創造還需要建立全球的知識交流渠道［6］。總之，基于創新網絡形成企業集群動態競爭優勢已得到學術界認可［7］，然而對集群創新網絡的多主體、多層次耦合結構特征關注較少［8］，特別是集群創新網絡結構定量化系統分析鮮有涉及。

高新技術企業集群創新網絡定量化分析以獲得充分的技術創新活動信息為前提，而專利文獻是技術信息最有效的載體，囊括了全球90%以上的最新技術情報［9］，同時也是高新技術企業集群創新網絡運行效果的集中體現。因此，在對已有的集群相關專利文獻進行篩選、鑒定、整理的基礎上，繪制專利地圖，系統深入分析專利信息的技術關聯性與流動性［10］，是高新技術企業集群網絡結構實現定量化科學分析的重要途徑，可為高新技術企業集群創新網絡動態優化管理提供重要的理論方法指導和決策依據。

1 基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析框架

1.1 高新技術企業集群創新網絡構成

Hakansson（1987）認為，任何一個網絡包括三個基本變量：行為主體、資源以及活動的發生，其中“行為主體”指網絡分析中的 “結點”，“活動的發生”即“鏈接”［11］。高新技術企業集群是具有產業關聯的大量高新技術企業以及與其發展相關的企業和支撐機構在一定地域內的空間集聚體［12］，其中各類創新體及其關聯活動形成了高新技術企業集群創新獨具特色的創新網絡結構。

（1）高新技術企業集群創新體界定。高新技術企業集群的最大優勢來源于支撐其持續發展的各類創新體，主要包括企業、高校、科研院所。其中，企業是高新技術集群創新主體，集群企業由于具有不同的產業位勢而在集群創新網絡中的節點功能存在顯著的差異，通常有優勢企業、配套企業、競爭企業、互補企業之分；高校通常是高新技術企業集群的重要創新源，具有創新人才培養、知識技術創造以及新企業孵化等功能；科研機構是高新技術企業集群的重要技術源，滿足集群及其市場需求的持續技術創新與供給是其重要戰略使命。

（2）高新技術企業集群創新網絡結構框架。組成高新技術企業集群創新網絡節點的企業、高校、科研機構等創新體通過產品服務配套、技術關聯以及知識共享等方式實現結網［8］，形成了具有多主體、多層次和多關聯特征的高新技術企業集群創新網絡結構（見圖1）。根據創新體及其創新關聯活動類型，高新技術企業集群創新網絡可以分成相互耦合的四層網絡。

①主導產業創新網絡。高新技術企業集群持續發展通常依托于一個或少數幾個相關聯的主導產業，主導產業創新網絡是集群網絡自主創新能力的關鍵決定力量，其核心節點是一批極具創新能力的優勢企業，而圍繞這些優勢企業聚集了一批中小配套企業，主導產業網絡節點企業通過產品服務之間配套、互補以及競爭實現創新關聯。

圖1 高新技術企業集群創新網絡耦合模型

②產業配套創新網絡。高新技術企業集群技術復雜度高，產業技術創新鏈長，相關產業間的協同創新更有助于高新技術企業集群的共性關鍵技術創造與有效擴散。正如Porter（1998）所指出的“只有產業間良性互動，才能形成有效的集群效應”［1］，主導產業與相關及支持性產業的產業間產品配套和技術互補與共享形成了高新技術企業集群的產業配套創新網絡。

③產學研創新網絡。高校、科研院所處于創新鏈的前中端，是高新技術企業集群的重要知識技術創新源，尤其是我國高校、科研院所擁有大量的有待產品化、產業化的專利技術及其優勢創新資源，產學研創新網絡成為有效彌補集群創新戰略缺口和技術“短板”的重要手段。

④集群涉外創新網絡。高新技術企業集群面向全球競爭、跟進國際創新前沿成為融入全球價值鏈并獲得持續創新能力的重要前提與保證，因此與集群外跨國公司或其他集群競合互動創新成為其創新網絡的重要組成部分。通過集群 “守門人”（優勢企業、高水平研究型大學、國際水平的科研機構甚至“橋梁”專家等）與群外組織技術創新合作交流，促進集群對先進知識技術的消化吸收與群內擴散，并規避技術“鎖定”效應風險。

1.2 基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析思路

根據高新技術集群創新網絡結構特點，運用專利統計分析和專利地圖的信息轉換功能，從分析重點、分析方法及其對應關系角度提出基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析思路（見表1）。

表1 基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析思路

圖2 基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析流程

1.3 基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析流程

根據高新技術企業集群創新網絡結構框架及其基于專利的分析思路，集群創新網絡分析流程依次包括四個環節（見圖2）：首先，根據高新技術企業集群的業務范圍、所屬技術領域以及全球競爭戰略，選擇專利情報檢索范圍，形成專利情報分析數據庫；其次，根據確定的檢索主題進行專利情報檢索、整理和篩選，運用相關的輔助工具制作企業、高校、科研院所等網絡結點及其創新關聯活動的專利地圖；再次，基于專利地圖分析包含主導產業創新網絡、產業配套創新網絡、產學研創新網絡以及集群涉外創新網絡在內的集群創新網絡結構；最后，針對集群創新網絡結構存在的突出問題，給出相應的優化策略。

2 哈爾濱裝備制造業集群創新網絡結構案例

為了進一步闡述基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析方法及具體操作過程，選擇哈爾濱裝備制造業集群為例進行實證研究。哈爾濱市是我國大型機械裝備制造基地，隨著老工業基地振興和自主創新戰略大力實施，現已形成了以高新技術企業及產品為主的現代裝備制造業集群。本文選擇國家知識產權局專利情報庫為檢索庫，以涵蓋哈爾濱裝備制造業集群的500多家規模以上高新技術企業（年產品銷售收入在500萬元以上）、15所理工科高校以及130多所科研院為檢索對象，對2008年12月31日以前的相關發明和實用新型專利進行詳細檢索與加工整理，制作專利地圖，分析哈爾濱裝備制造業集群創新網絡結構，并提出優化策略。

2.1 基于專利的哈爾濱裝備制造業集群創新網絡結構分析

從高新技術企業集群網絡結構框架和現代裝備制造業特性入手，運用專利統計與專利地圖系統分析哈爾濱裝備制造業集群創新網絡結構特征與存在的突出問題。

表2 哈爾濱裝備制造業集群企業專利IPC分類統計

圖3 哈爾濱裝備制造業集群企業專利技術功效年代圖

（1）主導產業創新網絡。從專利IPC分類統計（見表2）看，哈爾濱裝備制造業集群已形成了以大型優勢企業為主導力量，量具刃具、汽輪機、發動機等裝備制造為產業特征的主導產業創新網絡，而處于同一領域且與優勢企業形成配套、互補與競爭關系的中小企業創新能力則相對偏弱。例如，哈爾濱汽輪機廠主導了F01D領域的技術發展，并通過輻射帶動作用與一批中小企業結成汽輪機產業網絡，輔機工程有限公司、高科技格林電力設備有限公司等中小企業在技術上主要依賴于哈爾濱汽輪機廠，并在除氧式凝汽器技術（F01D 25/00）上對哈爾濱汽輪機廠進行技術配套支持。技術功效年代圖（見圖3）從動態角度進一步展現了主導產業創新優勢演變過程，并可看出2007年和2008年有下降趨勢。

（2）產業配套創新網絡。哈爾濱裝備制造企業的F01D、B23、G01專利技術主要側重于大型裝備制造技術與精密儀器制造，而與其相關的跨產業配套技術有A01B、B25、B65等，涵蓋了機械制造、冶煉鍛造、電機修理、金屬表面處理、電子電氣、鋼結構和包裝運輸等多個行業。例如，圍繞哈爾濱汽輪機廠的核心技術（F01D、G01）初步形成了從鑄造到車、刨、鏜、銑、磨、鉆（B23、B25）一條龍的產業配套創新網絡雛形，汽輪機產業核心技術（F01D、G01）發展與一批相關配套產業技術創新活動進行協同，產生了一批高新技術企業、鐵道部車輛配件定點生產企業、綜合型集團公司、機械進出口公司等，產品廣泛應用于冶金、鍛造、礦山、水泥、船舶、電子、石油等諸多領域。總之，哈爾濱裝備制造業集群基于產品、技術的跨產業配套創新網絡趨于形成，然而集群企業跨產業創新合作關聯性差，配套產業技術“短板”效應明顯，相關配套技術仍然不能滿足集群主導產業需要。

（3）產學研創新網絡。哈爾濱市高校、科研院所擁有裝備制造業方面的專利數量是集群企業的2倍（見圖4），通過對集群內的企業、高校和科研院所三類創新體的專利領域分布對比發現，企業在F01D和B65方面實力較強，高校在B23、B25、F23、G01上實力雄厚，科研院所則在A01B領域具有顯著優勢，并且三類創新體擁有的專利技術既重疊又互補，這為產學研創新網絡的構建提供了可能性與必要性。目前，在企業科技實力較為薄弱的A01B農機領域，形成以哈爾濱東宇工程機械有限公司、東北農業大學、黑龍江省農業機械工程科學研究院為核心結點的產學研創新網絡。另外，作為鍋爐制造關鍵技術領域F23（燃燒設備，燃燒方法），圍繞哈爾濱鍋爐廠、哈爾濱工業大學以及哈爾濱電站設備成套設計研究所等形成了一個以企業資金為后盾，高校、研究所提供技術與人才支持的創新網絡。然而這樣的產學研網絡仍然屬于少量成功個案，產學研創新網絡層的功能缺失已造成了高校與科研院所專利技術的高產出與低轉化矛盾，通過專利法律狀態檢索沒有發現高校、科研院所的專利權向企業變更，而且在對哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學以及哈爾濱理工大學等專利大戶進行調研時也發現，高校專利權實施許可也不足10%。

圖4 集群企業、高校、科研院所專利分布對比

圖5 哈爾濱裝備制造業集群企業與跨國公司IPC分類對比

圖6 F02領域累積雷達圖

（4）集群涉外創新網絡。由圖5的IPC分類圖顯示，裝備制造產業的大型跨國公司技術開發主要集中于F01D、F02、G01領域，相比而言，哈爾濱裝備制造業集群企業的技術優勢不顯著。以裝備制造產業重點領域F02為例（見圖6），通用、西門子、日立三家跨國公司掌握著絕大多數的核心技術，哈爾濱裝備制造業集群企業專利申請量遠遠落后于這些跨國公司。目前，以哈電集團為首的大中型優勢核心企業通過對CE公司、Alstom公司、ABB公司、三菱重工等跨國公司的技術引進消化吸收，形成了具有自主知識產權電站成套設備主導產業，然而哈爾濱裝備制造業絕大多數技術領域仍然面臨著群內創新資源匱乏和群外跨國公司專利圍攻的雙重壓力。

2.2 哈爾濱裝備制造業集群創新網絡優化策略

針對哈爾濱裝備制造業集群創新網絡結構特點和存在的突出問題，提出相應的優化策略。

（1）發揮優勢企業創新主導作用。一批國有大中型制造企業成為哈爾濱裝備制造業集群主導產業網絡以及產業間配套網絡的核心結點，在集群創新網絡中處于主導地位，加強這些優勢企業的自主創新能力以及示范、輻射與帶動作用是哈爾濱裝備制造業集群創新網絡優化升級的關鍵。持續進行大型國有企業高新技術化改造和優勢企業扶持，鼓勵自主創新能力提升與自主知識產權創造，并圍繞這些優勢企業進行高新技術企業集中區規劃與建設 （如依托哈飛、東安、東輕發展“航空與汽車產業城”），強化優勢企業在行業共性與關鍵技術開發、產業間技術配套、產學研合作、以及與跨國公司創新互動的橋梁紐帶作用。

（2）提升配套產業創新能力。面對哈爾濱裝備制造業集群產業鏈“中間大，兩頭小”結構特征和配套產業技術實力偏弱問題，亟需改變國有大型企業“大而全，小而全”的產品或工藝創新戰略，重點掌握核心技術和強化特色創新優勢，將更多自己承擔的技術創新任務轉為向集群內其它企業購買或委托開發；積極扶持原材料與零部件、包裝運輸與服務企業以及集群企業間工藝、產品與服務的協同創新，加強影響行業發展的共性與關鍵技術的開發 （如工作母機開發、新材料合成與加工工藝等）與拓展性應用（如基于裝備制造技術發展農業機械產業），實現集群外部技術配套內部化；營造創新創業政策環境與文化氛圍，搭建科技金融平臺，引導風險投資、民營資本投向支持性產業與相關產業的創新活動。

（3）推動高校和科研院所專利產業化。專利技術的高產出與低轉化矛盾制約了高校、科研院所在哈爾濱裝備制造業集群網絡中的創新源作用的有效發揮。造成這一矛盾的原因很多，其中高校、科研院所研究開發的市場篩選機制及其產業化資源缺乏是關鍵。增加科技計劃中的產學研項目比重，鼓勵高校、科研院所承擔企業橫向項目，從而提升專利技術的適用性與技術成熟度；加強并完善重點實驗室、工程研究中心、研究實驗（中試）基地以及科技企業孵化器或大學科技園區等平臺的技術轉移與創新創業功能；建立健全專利技術價值評估、產業化利益保障以及誠信機制，疏導高校、科研院所專利技術的各類產業化路徑，鼓勵擁有專利的高校、科研院所以轉讓、許可等方式將專利成果推向集群企業。

（4）構建開放的集群創新網絡。高新技術企業集群各層創新網絡均存在跨群創新關聯，使得具有耗散結構（中間性組織結構）的集群創新網絡形成了一定的負熵流（吸納群外技術知識成果），以保持集群系統的創新活力。然而以哈爾濱志陽汽車電氣股份有限公司、哈飛汽車工業集團有限公司等為核心的哈爾濱汽車產業創新網絡當前實施的“完全封閉”的自主創新戰略有悖于技術創新全球化趨勢，陷入了“創新陷阱”。因此，緊跟國際技術創新前沿動態，準確定位創新特色優勢，通過外資引進、技術引進、創新合作、高級人才引進、國際市場開拓等途徑實現多層次、全方位的群內外創新合作，成為哈爾濱裝備制造業集群實現可持續發展的必然選擇。

3 結論

高新技術企業集群創新網絡結構很大程度上決定其創新行為與績效，而網絡結構的科學刻畫與系統分析則是高新技術企業集群創新網絡有效治理的重要前提。高新技術企業集群創新具有多主體、多層次和多關聯特征，其網絡結構由主導產業創新網絡、產業配套創新網絡、產學研創新網絡、創新人才以及集群涉外創新網絡等協同耦合而成。專利分析不僅滿足了集群創新網絡定量化分析的數據可獲得性、可比性以及系統全面性等要求，而且蘊含了技術創新多維關聯性信息，通過專利統計和專利地圖可以較好地反映高新技術企業集群創新網絡結構特點與薄弱環節，提高集群創新網絡治理的針對性。以哈爾濱現代裝備制造業集群創新網絡結構分析為例進行實證研究，進一步論述了基于專利的高新技術企業集群創新網絡結構分析方法及具體操作過程，并提出了集群創新網絡優化策略。總之，本研究可為高新技術企業集群創新網路結構的科學分析以及構建與動態優化管理提供重要的理論方法指導和決策支持。

［1］Michael E.Porter.Clusters and the new economics of competition［J］.Harvard Business Review,1998,76（6）:77-90

［2］王緝慈.創新的空間——企業集群與區域發展［M］.北京：北京大學出版社，2001.

［3］Dirk Messner and J?rg Meyer-Stamer.The impact of global and local governance on industrial upgrading［A］.Tools to Study the Dynamics of Clusters and Global Value Chains［C］.Duisburg,February 2000.

［4］許慶瑞，毛凱軍.論企業集群中的龍頭企業網絡和創新［J］.科研管理，2003，（4）：53-58.

［5］Chris Hendry and James Brown.Organizational networking in UK biotechnology clusters［J］.British Journal of Management, 2006,17（1）:55-73.

［6］Harald Bathelt,Anders Malmberg and Peter Maskell.Clusters and knowledge:local buzz,global pipelines and the process of knowledge creation［J］.Progress in Human Geography,2004,28（1）:31-56.

［7］蔡寧，楊閂柱.論企業集群競爭優勢基礎的轉變［J］.浙江大學學報，2003，（6）：42-48.

［8］李凱，李世杰.裝備制造業集群網絡結構研究與實證［J］.管理世界，2004，（12）：68-76.

［9］Liu S.J.,J.Shyu.Strategic planning for technology development with patent analysis ［J］.International journal of Technology Management,1997,13（5/6）:661-680.

［10］Alfred Chen,Rain Chen.Design patent map:an innovative measure for corporative design strategies［J］.Engineering Management Journal 2007,19,（3）:14-30.

［11］Hakansson H.Industrial technological development:a network approach［J］.Social Problems,1987,35:284-297.

［12］王宏起，王珊珊.高新技術企業集群綜合優勢發展路徑與演化規律研究［J］.科學學研究，2009，（7）：999-1004.

Research on Innovation Network Architecture of High Technology Enterprises Cluster based on Patent Analysis

Wu Jianlong,Wang Hongqi
（School of Management,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080，China）

Patent analysis is an important means to effectively illustrate high technology enterprises cluster innovation network architecture.On the basis of analysis and definition of high technology enterprises cluster innovation network architecture,the paper builds analysis thought and process of high technology enterprises cluster innovation network architecture,using patent statistics and patent map methods.This paper systematically illustrates concrete analysis process of high technology enterprises cluster innovation network architecture taking Harbin equipment manufacturing cluster as an example,and puts forwards corresponding optimization tactics.This paper offers theory method guidance and empirical reference for construction and dynamic optimization management of high technology enterprises cluster innovation network from the point of patent.

innovation network architecture;analysis method;patent;high technology enterprises cluster;empirical study

國家自然科學基金項目“高新技術企業R&D聯盟綜合優勢及其實現路徑與管理方法研究”資助（項目編號：70773033）。

2010-03-30

武建龍（1981-），男，黑龍江哈爾濱人，哈爾濱理工大學管理學院講師，博士研究生；研究方向：高新技術發展與戰略管理。

F121.3；G306

A

（責任編輯 譚果林）