基于科技報告的湖南省新材料產業研發現狀復雜網絡分析

黃曉林，王 輝，夏艷紅

(湖南省科學技術情報研究所 湖南長沙410001)

新材料是指以高端金屬結構材料、特種金屬功能材料、先進高分子材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料等為代表的，新出現的、具有優異性能和特殊功能的材料；或者是在傳統材料中，由于成分或工藝改進使其性能明顯提高或具有新功能的材料[1]。新材料產業是湖南省落實《中國國制造2025》的重要抓手，也是湖南省明確支持的10大領域產業技術創新鏈之一[2]。

科技報告是科技人員為了描述其從事的科研、設計、工程試驗和鑒定等活動過程、進展和結果，按照規定的標準格式編寫而成的特種文獻[3]。截止2018年4月，湖南省科技報告共享服務系統共收集各類科技報告1377份。

1 基于科技報告的產業分析研究現狀

科技報告作為一種與科研過程緊密相關的特殊文獻，有著重要的研究和利用價值。例如：張軍亮[4]對863計劃下生物和醫藥領域的科技報告進行了分析，在一定意義上展現了我國生物醫藥領域的知識生產格局；王姝等[5]則對江蘇省生物醫藥領域的科技報告進行了計量分析，明確了江蘇省內生物醫藥領域的研發態勢和技術分布；雷孝平等[6-7]進行了基于科技報告的我國電動汽車領域技術現狀及趨勢分析，表明我國目前電動汽車技術研究主要是混合動力、動力電池、燃料電池等方面，未來的研發將主要集中在電力系統、電池的安全性、電池系統、電機的控制及仿真優化、控制策略及穩定性等方面；劇曉紅等[8]利用科技報告數據，對長三角地區科技專長進行了識別監測和演化研究，并提出基于地區科技專長來平衡和再分配的科技資源動態配置的政策設想。在國外，美國國家科技信息服務局(National Technical Information Service，NTIS)已經形成了成熟的科技報告服務模式，不僅提供常規的檢索和下載服務，還提供科技報告數據的深度挖掘服務，包括研究熱點追蹤、主題推送和產業分析報告等情報產品[9]。在已有的研究中，尚未見有研究者對新材料產業的科技報告進行梳理分析，亦未見有針對湖南省新材料產業的研發現狀及趨勢進行分析的報道。

2 數據來源及研究方法

本研究數據來源于“湖南科技報告共享服務系統”(http：//www.hnstrs.cn/)。由于新材料屬于產業范疇，為了有效獲取數據，本研究以管理員身份在該系統后臺數據庫中對“技術領域”字段進行檢索，檢索詞為新材料和材料。截止2018年4月31日，在該系統中共檢索到新材料產業相關科技報告195份。

為了保證分析結果的準確性，對初篩的數據進行了人工清洗，對部分檢索結果進行了規范化處理。如，在單位名稱的處理上，以組織機構代碼為準，同一機構統一使用該機構的全稱；在關鍵詞分隔符處理上，對存在的空格、逗號、頓號和分號等多種分隔符，統一規范為半角分號。研究還對個別錯誤的數據進行了更正還原，無法還原的進行了剔除。

本研究使用的數據處理工具主要有：分詞處理采用ROSTCM6，復雜網絡數據可視化采用Gephi和VOSviewer，部分基礎數據整理使用Excel軟件及VBA語言。

3 研發機構合作關系分析

在同一份報告中，有2個(含)以上的作者單位，則這些單位之間被認為是有合作關系。對湖南省新材料產業相關科技報告作者單位進行合作關系分析，結果如圖1所示。節點之間的連線表示合作關系，線條的粗細表示合作關系的密切程度，圖中標出了合作機構超過4家的機構。由圖1可知，湖南省新材料產業研發機構的合作關系呈現以中南大學為核心的趨勢，省內外多家研發機構單位均與中南大學存在合作關系，其中以與北京科技大學之間的合作關系最為密切，其次與北京有色金屬研究總院也有較多的合作。省內除了中南大學外，與其他研發機構存在較多合作關系的還有國防科技大學、湖南大學。另外，株洲新時代材料有限公司、湖南工業大學、長沙理工大學和南華大學與其他研發機構在新材料產業研發上存在一定的合作關系。

圖1 基于科技報告的研發機構關系分析Fig.1 Analysis on cooperative relations between research institutes based on scientific and technical reports

從圖1中可以看到，除了本省的研發機構，一些湖南省域外機構也參與了湖南省新材料產業的研發工作，其中參與較多的有北京科技大學、北京有色金屬研究總院、中國鋁業股份有限公司、中航工業、上海交通大學和山東大學等。

從圖1中還可以看到，在湖南省新材料產業研發機構中，存在幾個關系明顯的機構合作網絡：一個是以中南大學與北京有色金屬研究總院、東北大學、上海交通大學、中國鋁業股份有限公司等域外機構構成的合作網絡。進一步分析這一網絡合作的科技報告發現，這個網絡的具體合作研究方向主要在航空高性能鋁合金材料上。另一個是以中南大學與北京有色金屬研究總院、山東大學、中科院過程工程研究所域外機構構成合作網絡，這一合作網絡主要研究方向為微生物冶金的過程強化。還有一些較小的合作網絡，如以長沙理工大學、湖南頂立科技有限公司和美國羅格斯大學為核心的合作網絡。該合作網絡以納米鎢基材料為主要研究方向。

4 研究者合作關系分析

不同的研究者均出現在同一份科技報告的作者字段中，被認為是存在合作關系。對存在2名以上作者的新材料產業相關科技報告進行整理，結果如圖2。由圖2可知，與其他研究者合作關系最多的是陳啟元，其次是王志興、李新海。可見這些研究者與他人合作較多。通過查閱其他資料發現，這些研究者的學術成果也較為豐富，是領域研究的領軍人物。

從圖2中還可以看出，湖南省新材料產業研發存在幾個明顯的研究者合作網絡。其中最大的網絡是以陳啟元、王志興和李新海為核心的合作網絡，這一網絡的成員主要來自中南大學，主要研究難處理氧化礦的冶煉利用和鋰電池正負極關鍵材料等方向。另一個成員較多的合作網絡包含成正輝、張安和陳健等研究者，成員來自湖南埃普特醫療器械有限公司，主要從事精密醫用導管的研發。還有包含顏鑫、舒均杰和童孟良等研究者的合作網絡，這一網絡成員來自湖南化工職業技術學院，主要研究納米碳酸鈣材料；包含龍春光、曹太山和孟迎新等研究者的合作網絡，成員來自長沙理工大學，主要在AF/POM高分子復合材料方面展開研究。

5 產業研究熱點分析

關鍵詞是科技報告內容的特征體現，為了解湖南省新材料產業研究熱點及其領域細分，對出現了3次(含)以上的關鍵詞進行共現分析，結果如圖3、表1所示。

圖2 基于科技報告的研究者合作關系分析Fig.2 Analysis on cooperative relations between researchers based on scientific and technical reports

由圖3可知，在195份新材料產業相關科技報告的關鍵詞中，明顯分為5個關鍵詞簇，即把湖南省新材料產業的研究可分為5個方向，各簇包含的主要關鍵詞及其出現頻次如表1所示。第1個以碳/碳復合材料為核心，主要關注碳/碳復合材料的預制體、燒蝕、摩擦磨損等工藝和性能問題；第2個以復合材料、制備和陶瓷為核心，主要關注復合材料的制備相關問題，包括材料的改性、碳化硅陶瓷是其主要的研究對象；第3個是以硬質合金和納米材料為核心，主要關注硬質合金及納米材料的熱工裝備和碳量控制等問題；第4個是以鋁合金為核心，主要關注鋁合金的合金成分、微結構及均勻性；第5個以低品位、氧化礦為核心，主要關注低品位氧化礦的冶煉與再利用問題，以及微生物冶金，是材料與冶金的交叉領域。

圖3 關鍵詞共現關系網絡圖譜Fig.3 Analysis on networking map of keywords occurrence

表1 關鍵詞聚類結果Tab.1 Keywords clustering result

6 結論與建議

科技報告是與科技項目緊密相關的特種文獻，包含了科技項目實施過程中大量的技術信息。科技報告作為重要的戰略信息資源，對于戰略性新興產業的發展具有重要意義[10]。本研究分析了當前湖南省新材料產業的研究熱點、合作關系等。研究結果表明：①湖南新材料產業研發機構主要是高校，以中南大學的貢獻最為突出，湖南大學和國防科技大學次之，并形成了以這3所高校為核心的不同研究合作網絡。今后的研究應注重產學研合作，以進一步強化企業技術創新主體地位，提升企業創新能力，促進科技成果轉化。

②研究者主要來自中南大學，其合作對象比較多元，合作的網絡也最大，其他的研究者合作多在其所屬的機構內部進行。今后湖南新材料領域研發應加強智力和人才的交流與引進，促進域內外合作共建，提升整體研發實力。

③湖南新材料產業的研究熱點為復合材料、納米材料以及新材料的制備和性能等方面，尤其是碳/碳復合材料。今后的湖南省新材料產業研發應結合區域優勢與特色，把握產業最新研發動態，注重領域內前沿熱點的研發投入。