基于專利技術共現網絡的產業共性技術遴選研究
——以我國生物產業為例

張 昕，姜 馬

(1.東南大學經管學院，江蘇 南京 210096；2.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇 南京 210044)

基于專利技術共現網絡的產業共性技術遴選研究
——以我國生物產業為例

張 昕1，2，姜 馬1

(1.東南大學經管學院，江蘇 南京 210096；2.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇 南京 210044)

本文基于專利技術共現網絡對我國生物產業1986—2011年的共性技術進行了遴選，無論從各階段專利數據總量及技術領域的拓展過程來看，還是從生物產業內部各技術領域的聯系廣度和聯系深度來看，制藥、基本化學、測量儀器和醫療設備是現階段我國生物產業的共性技術。而農藥及農用化學品、紡織品、其他化學品、食品飲料和專用機械等領域的聯系廣度和聯系強度都在不斷增強，這些領域未來可能成長為生物產業的共性技術。

專利；技術共現網絡；共性技術；生物產業

1 問題的提出與文獻綜述

產業共性技術是指在很多領域內已經或未來可能被普遍使用，其研發成果能夠共享并對整個產業或多個產業及其企業產生深度影響的一類技術[1]。產業共性技術具有基礎性、關聯性、系統性、開放性等特征，在引領知識轉化為生產力的過程中起著基本條件的作用。

已有的關于共性技術的研究大致從兩個方面展開。一方面是基于理論的視角，[2－4]另一方面，一些學者利用實證方法進行研究。所采用的實證方法大致分為兩類，第一類屬于技術評價法及列出評價指標，對指標賦予權重，并對指標賦值，最終確定共性技術，但是各位學者的考察角度不同，指標的設定也不同[5－9]；第二類則是利用專利共現數據進行研究。[10－11]

綜上所述，共性技術測度的研究目前還主要限于概念、理論的探討。少量的關于共性技術篩選或識別方法與指標的研究成果，主要基于德爾菲專家意見，受主觀干擾比較大，缺乏一定的客觀性和較強的可操作性。本文以我國生物產業1986—2011年的專利數據來甄別、遴選其共性技術，并觀察生物產業的共性技術是否隨時間發生變化。

2 研究方案設計

2.1 樣本與數據

本文的全部數據來自 《中國專利信息數據庫》。2007年OECD頒布了一個關于生物技術統計標準[12]，Jackie Krafft、Francesco Quatraro和 Pier Paolo Saviotti利用這一標準研究了生物技術知識庫中關鍵技術的演變[13]。本文的研究也依據這一標準進行，考慮到專利質量問題本文的檢索對象僅包括發明專利，檢索時間為1986—2011年12月31日，共得到56554條專利，數據檢索和下載時間為2013年6月1～30日。從圖1中可以看到，總專利數的上升趨勢遵循指數規律，1986—1995年是緩慢增長期，曲線很平坦，10年間累積專利1576個。1996—2005年，每年的專利授權數上升速度比前10年加快，但是曲線波動較大，是波動增長期，這10年累積專利授權數是27560個。從2006年開始，曲線直線上升，這是生物產業技術發展的快速增長期。

圖1 1986—2011年生物技術授權發明專利變化趨勢

2.2 分析框架

現有的專利分類體系包括國際專利分類 (International Patent Classification，IPC)、美國專利分類法 (UPC)、歐洲專利分類法 (UPC)以及德溫特公司編制的分類體系等。一個完整的IPC分類號包括部、大類、小類、主組、分組等結構形式，如A01H1/00，其中A為部、01為大類、H為小類、1為主組、00為分組。根據研究的需要，在本文中把 “IPC分類”定義為IPC的四位分類 (如A01H)。依據這一標準在1986—1995年緩慢增長期內，我們檢索到的生物技術專利共涉及61類。1996—2005年涉及141類，2006—2011年涉及257類。按照這一分類標準來描述生物產業的共性技術就表現得錯綜復雜。為了解決這一問題我們利用Schmoch等的研究成果，將IPC的4位數分類納入到44類技術領域中，通過這一簡化過程，在上述三個研究階段中涉及的技術領域分別為18、29和35個[13]。

如果一條專利包含多個IPC分類，說明多個IPC分類在該專利中同時出現，稱為IPC共現；如果一條專利中包含的多個IPC分類屬于不同的技術領域，說明多個技術領域在該專利中同時出現，稱為技術領域共現。IPC分類與技術領域均代表專利所屬的技術部門，因此，本文把IPC共現與技術領域共現統稱為技術共現。

根據專利IPC分類信息的關聯分析，構建IPC共現網絡，根據IPC分類與技術領域 (TF)的對應關系，可以得到技術領域的共現網絡，框架如圖2所示。

3 分析結果

3.1 各技術領域專利總量數據

根據圖2所列出的分析框架我們統計出三個階段的技術共現矩陣，但受篇幅所限，本文僅列出了第一階段即1986—1995年的技術共現矩陣 (見表1)。

圖2 分析框架

表1 1986—1995年生物產業技術共現矩陣

表2列出了1986—2011年三個階段總共涉及的35個技術領域的生物技術專利數。從表中可以看出，1986—1995年間生物技術處于萌芽期，技術領域分布集中在18個領域內。其中專利數大于100的有TF13(制藥)、TF38(測量儀器)、TF1 (食品飲料)、TF37(醫療設備)132件專利、TF10(基本化學)。1996—2005年間隨著生物生物技術基礎研發的不斷深入和應用領域的不斷拓展，生物技術共分布于29個技術領域，其中專利數在200以上的有9個，其中6個與1986—1995年間專利數大于80的領域重合，說明前期基礎件好的生物技術領域在這一階段發展依然迅速，而 TF14 (肥皂和洗滌劑)、TF15(其他化學品)、TF23 (農業與林業機械)則是新的快速發展的技術領域。到第三階段，生物技術應用領域擴展至全部44個領域中的35個，第一、第二階段發展迅速的技術領域在這一時期專利數繼續增加。這一時期新出現的技術領域有TF6(木制品)、TF27(家用電器)、TF29(電動機、發動機)、TF32(照明設備)、TF42(汽車)、TF43(其他運輸設備)。

表2 1986—2011年生物技術的技術領域分布及演變

綜上所述，考察期內在制藥、基本化學、測量儀器和醫療設備領域一直是生物技術發展最為迅速和專利數量最多的技術領域。總體上看，可以認為以制藥、基本化學、測量儀器為代表的基礎領域不僅是整個生物技術的先導領域，而且是專利技術的主要生成領域，這些領域的率先發展為生物技術本身的完善提供原理性、方法性的技術平臺，同時，也為生物技術向其他技術領域的應用創造了可能空間。

3.2 技術領域的聯系廣度和聯系強度

假定一個技術領域A與其他越多的技術領域共現的比例都很高，則可以認為A對多個產業或企業產生了深度影響，A可能是一個產業的共性技術領域。假如一個技術領域A與其他越來越多的技術領域出現共現現象，則可以認為A在未來可能被普遍應用，將會對多個產業或企業產生影響，A可能成為將來一個產業的共性技術領域。

根據上述假定，我們把聯系廣度作為共性技術遴選的指標之一，聯系廣度即技術領域與其他技術領域聯系的個數，個數越多聯系范圍越寬廣。這類廣譜技術在整個技術網絡中起著為其他技術領域提供基礎知識，并不斷促進整個技術網絡不同技術領域融合發展的作用。另外一個共性技術遴選的指標是技術領域聯系強度，聯系強度來表達一技術領域與其他技術領域聯系的深度。具體定義為:技術領域聯系強度＝技術領域共現次數/技術領域聯系個數。

為考察各技術領域在生物產業內部技術融合發展過程中的不同作用，本文構建二維矩陣分析35個技術領域網絡結構特征的演變。橫坐標為聯系廣度，縱坐標為聯系強度。基于UCINET6.0軟件測算相關數據，圖3顯示了1986—2011年三個階段各技術領域在生物技術演變過程中的功能演變。由圖3可知，1985—2011年間，TF13(制藥)始終是聯系個數最多和聯系強度最高的技術領域。TF10(基本化學)和TF37(醫療設備)則始終是聯系個數較多、聯系強度較高的技術領域，且隨時間演變其聯系個數和聯系強度都在不斷增高。TF38(測量儀器)一開始聯系個數不多但聯系強度最大，但隨時間演變聯系個數不斷提高，聯系強度則有所下降。尤其是2005—2011年，這四類技術領域與其他約30個技術領域保持深入的聯系，這些也是生物技術發展最為迅速、專利積累最多的技術領域。說明在生物技術發展過程中，制藥、基本化學、醫療設備和測量儀器四個技術領域通過與其他領域間的融合帶動了生物技術在各個應用領域的擴展。隨著時間的推移，一些技術領域的聯系廣度和深度發生較大變化，不斷推動生物技術在各部門的廣泛應用。

就研究期間內的數據看，TF13(制藥)領域已經發展成為核心節點，在網絡中擁有最高的聯系廣度和深度，促進了生物技術在醫藥領域的應用以及與其他技術的融合；TF10(基本化學)、TF37(醫療設備)、TF38(測量儀器)等領域的聯系深度明顯增強，與其他技術領域的聯系廣度也不斷擴展。上述四個技術領域已經成為考察期內生物技術融合發展的關鍵領域，可以被認為是生物產業的共性技術領域。而TF11(農藥及農用化學品)、TF3(紡織品)、TF14(肥皂和洗滌劑)、TF15(其他化學品)、TF1(食品飲料)、TF25(專用機械)等領域與其他大多領域都存在聯系，這幾個技術領域也逐步成長為進一步推動生物技術不同領域融合的重要力量，這些技術領域通過與其他領域建立聯系，推動了生物技術應用領域的擴展，也提升了本領域生物技術的深入應用，為生物技術的發展提供了強有力的技術支撐，可能在未來幾年這些領域也能成長為生物產業的共性技術。

圖3 1986—2010年三個階段不同領域功能演變

4 基本結論

(1)從各技術領域專利總量數據來看，考察期內在制藥、基本化學、測量儀器和醫療設備領域一直是生物技術發展最為迅速和專利數量最多的技術領域。

(2)從技術領域的聯系廣度和聯系強度來看，制藥、基本化學、醫療設備和測量儀器這四個技術領域可稱為生物產業的共性技術。

(3)從各技術領域的動態發展角度來看，農藥及農用化學品、紡織品、肥皂和洗滌劑、其他化學品、食品飲料、專用機械等領域的聯系廣度和聯系強度都在不斷增強，可能在未來幾年這些領域也能成長為生物產業的共性技術。

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[12]OECD.A framework for Biotechnology Statistics[DB/OL].http://www.oecd.org.

[13]Krafft J，Quatraro F，Saviotti P.The Knowledge Base Evolution in Biotechnoy:a Social Network Analysis[J].Economics of Innovation and New Technoy，2011:1－37.

(責任編輯 譚果林)

Industrial Generic Technology Selection M ethod Based on Technology Co-occurrence Network of Patents——A Case Study of Biology Industry

Zhang Xin1，2，Jiang Ma1
(1.Southeast University，Nanjing 210096，China；2.Nanjing University of Information Science＆Technology 210044，China)

The generic technology has great impact on promoting industrial technology capability and industry industry.By using the method of co-occurrence network，the patents data of technology frontiers during the periods of 1986 to 2011 for biology industries are analyzed in order to select the generic technology in biology industries.The result shows that the generic technologies for biology industries consist of pharmaceutical，chemical，measuring instruments and medical equipment.Moreover，the scope and strength of co-occurrence of pesticides，agricultural chemicals，textiles，chemicals，food and beverage and specialmachinery are increasing consistently，showing that these technologies are potentially growing to be generic technology in biology industries.

Patent；Technology co-occurrence；Generic technology；Biology industry

F204

A

教育部人文社科基金項目 “制造業聚集、知識溢出與區域自主創新”(09YJC630032)，中國制造業發展研究院2012年度開放課題 “知識存量、知識結構對區域經濟增長的影響”(SK20120200－8)，國家自然科學基金項目 “環境規制下我國制造業轉型升級研究”(71173116)。

2014－03－04

張昕 (1972－)，女，山東曲阜人，東南大學經管學院副教授，管理學博士；研究方向:創新管理。