調和H指數視角下的技術創新人才識別方法與實證研究

常鏐鏐，高繼平，師麗娟

(1.中國農業大學情報研究中心，北京 100083；2.中國科學技術信息研究所，北京 100038)

0 引言

黨的十九大報告明確提出： “創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。” 人才不僅是國家科技創新的根本，也是建設科技強國的關鍵。專利作為技術研究與開發最重要的成果表現形式，具有創新性、高質量和可商業應用等顯著特點，是衡量技術創新產出的重要指標。Griliches[1]指出，專利數據作為技術創新重要的信息來源，在揭示技術創新方面具有其他文獻數據所無法比擬的優越性。Gautam[2]認為，作為科技發明和技術創新的載體，專利已成為測度技術創新能力的一個重要指標。

基于專利信息，有學者對區域技術創新能力[3]、高校技術創新能力[4-6]、特定技術領域[7]的創新能力進行評價與分析；也有研究人員基于專利就科技創新人才識別與發現進行探索性研究，如涂湘波等[8]分析專利作為學術評價指標的可行性，提出將專利的質量、授權狀態、有效性以及許可和轉讓情況等作為評價技術創新人才的指標。陳云偉等[9]結合科學家創新力特點，提出包含SCI 論文數、授權發明專利數、復合合作強度、篇均被引頻次等多指標科學家創新力評價模型。田瑞強等[10]提出基于專利文獻識別創新科技人才的三路徑定位核心專利發明人方法。趙寧等[11]基于發明人技術創新能力評價指標體系，采用主成分分析法對智能機器人領域技術創新人才進行打分排序與評價。

人才評價是科學的教育發展觀、人才成長觀及社會選人用人觀的方向盤。2020年10月13日中共中央、國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》指出，教育評價事關教育發展方向，有什么樣的評價指揮棒，就有什么樣的辦學導向。扭轉不科學的教育評價導向，需堅決克服唯分數、唯升學、唯文憑、唯論文、唯帽子的頑瘴痼疾，同時指出改進高校教師科研評價，應突出質量導向，重點評價學術貢獻、社會貢獻以及支撐人才培養情況。

當前科學研究的綜合性、復雜性、跨學科性、融合性等日益凸顯，科研合作已經成為大科學時代的主要趨勢，這樣如何在提倡合作的情勢下，同時又可以有效評估不同合作者間的貢獻和質量，就成為一個難點。在學術論文視角，已經有不少的探索，如直接計算法 (Straight Counting，SC)、標準計算法 (Normal Counting，NC)、分數計算法 (Fractional Counting，FC)、調和計算法 (Harmonic Counting，HC)、幾何計算法 (Geometric Counting，GC)、算數計算法 (Arithmetic Counting，AC)等[12]。在現有為數不多的發明人技術創新能力評價與識別的研究中，采用專利數量、專利被引頻次、H指數等指標的計量均沒有考慮到發明人署名數量及每位發明人的貢獻度，無法客觀反映發明人真實的技術創新能力。但是，專利作為高?？蒲腥藛T的一種重要科研產出，不同于學術論文，具有經濟屬性、技術屬性等特征。那么，一件專利該如何計算或者賦予不同發明人什么樣的貢獻呢？目前鮮有這樣的研究且更少有實證分析。

為此，本文從發明人視角出發，充分考慮發明人專利產出合作因素，引入調和指數對發明人在專利合作中的貢獻度進行差異化測度，進而綜合發明人產出與發明人貢獻度構建識別框架，藉此對不同類型人才進行識別，并通過實證分析對研究結果進行總結和思考。

1 技術創新能力測度指標

1.1 專利H指數及其衍生指數

2005年,美國物理學家Hirsch教授[13]首次提出用于量化分析研究人員的科研影響力指標——H指數，該指數的最大優勢在于它是一個兼顧論文發表數量和質量的復合指標，一經提出很快引發學界的廣泛關注。隨著學者們對H指數的深入研究，針對H指數存在敏感度低、區分度差及缺乏波動性等問題提出一系列新的衍生指標，如G指數[14]、R指數[15]、P指數[16]等，統稱H型衍生指數。對H指數的改進與應用，有學者認為，學界更多的建議是用一個新的文獻計量指標來補充和完善H指數，以期彌補H指數在某些方面的不足，但到目前為止還沒有哪個單一文獻計量指數性能優于H指數且能夠直接替代它[17]。關于H指數及其衍生指數G指數、R指數與P指數的主要觀點見表1。

基于H指數在文獻計量領域的成功應用，官建成等[18]率先將H指數拓展到專利領域，并將其定義為：對于某專利組合而言，如果有H項專利的每一項被后來專利至少引用H次，而剩下的專利被后來專利引用的次數都少于H 次，則稱該專利組合的指數為H。在此基礎上，有學者進一步比較分析了H指數及其衍生指數在評價專利權人創新績效方面的有效性，如劉合艷等[19]采用H 指數及其衍生指數，對1990—2009 年間通訊領域專利總數排名前25 名的機構進行評價，指出H 指數及其衍生指數評價結果呈現很強的一致性，相關指數在專利評價方面是有效的。Kang等[20]選取傳統專利計量指標與H指數及其衍生指數，實證分析了不同指標/指數在醫學領域企業的技術創新效果的表現，指出與傳統的專利技術指標相比，專利H指數及其衍生指數可有效揭示專利技術的創新性。也有學者[21]提出一種新的專利H指數，即IPCh指數 (表征專利技術寬度)與cIPCh指數 (表征技術擴散度)，經實證分析后認為，上述專利H型指數均可有效揭示企業技術創新績效。

表1 H指數及其衍生指數

資料來源：根據參考文獻13～16整理。

基于專利H型指數進行的研究目前多局限于機構、企業，且多為基于專利權人維度的評價，缺乏對真正技術創新主體——發明人維度的挖掘，對發明人合作署名影響力測度的研究更是未有涉及，這正是本研究所重點關注的。

1.2 發明人貢獻度的測度

在科技領域，隨著技術創新規模由小變大，一項專利的發明人合作已經由幾個人演變成十幾人，尤其在生物技術領域，合作的趨勢仍在繼續。專利的署名位置表明了發明人貢獻的差異，這一點與學術界對合作發表論文的貢獻度應該是一致的，本文通過下文的問卷調查得到印證。因此，發明人科技創新成果的貢獻度測度在科技創新人才識別中就顯得尤為重要了。

在學術領域，作者署名一般是按照重要性和貢獻度大小進行排序[22]。因此，根據作者署名次序分配權重成為主流方法，這種情況同樣也適用于專利文獻中發明人的署名。其中，挪威學者Hagen 提出的調和式計量作者貢獻度方法 (Harmonic Counting)相對較為科學、合理，尤其適于非大規模合著情況下使用[23]，在目前所有的權重分配方案中也被證實為一種最簡便和能最大程度反映文章署名次序及貢獻度信息的方法[24]。

在成果貢獻量有界且恒定的前提下，調和式計量方法根據每一篇論文合著者的數量賦予每位作者相應的貢獻份額，該方法綜合考慮了合著者數量和合著者順序，與實際科研活動中發生的作者貢獻度更為接近。為衡量一項專利中發明人的合作規模與貢獻度，本研究引入專利發明人合作度 (Co-inventor Degree)的概念，即以人為單位對專利的發明人合作規模進行度量，一項專利的發明人個數即為該專利的發明人合作度。依據發明人署名信息依次遞減加以分配構建發明人調和貢獻度分配函數，定義為：

通過對每位發明人申請的專利按照調和被引貢獻度由高到低進行排序，可以定義與計算該發明人的調和H指數。同理，可計算獲得調和G指數、調和R指數與調和P指數。

1.3 技術創新人才的識別

專利組合矩陣圖有助于從發明人生產力和發明人貢獻度維度來進行綜合分類，立體化呈現發明人在創新隊伍中的位置。以調和H指數為橫軸 (表征發明人貢獻度)，專利申請量為縱軸構建二維組合矩陣圖，如圖1所示，該圖可有效識別四類不同的發明人。 “卓越型”發明人：位于第1象限，同時具有高專利申請量和高調和H指數； “參與型”發明人：位于第2象限，具有高專利申請量和低調和H指數； “一般型”發明人：位于第3象限，專利申請數量與調和H指數雙低； “高質型”發明人：位于第4象限，具有低專利申請量和高調和H指數。

圖1 基于專利數量和調和指標的發明人組合矩陣

2 發明人合作署名問卷調查

為了印證上文提出的 “調和H指數”是否適用于測度專利發明人的貢獻度，展開專利發明人署名順序與其貢獻度關系的問卷調查。調查通過微信問卷星方式展開，調查時間為2020-08-01至2020-08-05。筆者選擇高校、企業、科研機構的工作人員為調查對象，包括老師、學生、技術人員和企業管理人員，涵蓋理、工、農、醫4個學科門類，共收到有效問卷161份，其中3份來自國外 (英國、瑞典與新加坡)。問卷共16個問題，涉及調查者的基本情況 (工作單位屬性、學科、職業等)、單位科研績效評價中對發明人署名順序的規定、對發明人署名順序的看法以及如何實踐、對發明人貢獻度測度計算方法的選擇等。

從機構屬性看，161份問卷中，來自科研機構的占37.89%，高校占45.96%，企業占16.15%；從學科屬性看，占比最大的為工學 (60.25%)，其次為農學 (30.43%)、理學 (6.21%)和醫學 (3.11%)，學科領域涵蓋了專利申請所屬的各個門類；除44名學生身份以外，117位被調查者身份為課題/項目負責人、課題組成員、企業管理人員、技術人員或導師一種或兩種以上身份 (該選項為多選題)；所調查對象中，共有116人擁有發明與實用新型專利，占總人數的72.1% (其中，擁有發明專利的94人，擁有實用新型的96人，同時擁有發明與實用新型的74人)；有63人為課題/項目組負責人，其中來自高校36人，科研機構24人，企業3人。因此，無論從調查對象的機構、學科及人員身份屬性看，還是從人員科技創新實踐情況看，調查數據均具有一定的代表性和可信度。

關于專利申請中是否有2位甚至2位以上的發明人作為 “共同第一發明人” (簡稱 “并列第一發明人”)現象，有115人 (71.43%)持否定態度，46人認為有這種現象發生 (其中，33人覺得能夠客觀反映發明人的同等貢獻，另有13人認為水分太大，發明人貢獻度應該不等同)。此外，46中僅有4人為課題/項目負責人或導師，其他均為學生或參加課題的課題組人員/技術人員，結合后續電話訪談工學、醫學與農學領域的5位研究人員，均持否定態度，由此推斷持否定態度的實際比重應該要高于當前的調查數據。

針對申請專利時發明人署名順序事實上的依據，有75.1% (121人)認為在自己所從事的學科領域中，申請專利時發明者的署名順序基本上按對發明創新貢獻的大小排序，第一發明人貢獻度最大，依次遞減，最后一位發明人貢獻度最小；有27人認為第一發明人貢獻最大，其他發明人沒有依據可隨意排列；有5名學生對導師始終排第一表達了不滿，認為應該按照貢獻度依次排列。關于個人對發明人署名順序的看法以及如何實踐，有87.04% (140人)的被調查人表示自己在申請專利時會考慮每位發明人的具體貢獻細節及安排署名次序，因為自己所在單位在科研績效評價或考核中有署名順序要求。在對發明人技術創新貢獻計算方法的調查中，有111人 (68.94%)認為調和計數法較為合理，22人 (13.66%)和25人 (15.53%)分別認為劃一計數法、等同計數法更為合理，還有3人持其他看法。

綜上所述，雖然在法律中沒有明文規定發明人署名順序，但在實際中 “署名順序按照發明創新貢獻度排列”屬于約定俗成，既符合發明者的集體認知也符合工作單位要求，是大部分發明者認可的行為。相比其他貢獻度計算方法，調和貢獻度測算方法更為研究人員所認同。

3 實證研究

3.1 數據獲取及預處理

2013年至今，《自然·生物技術》每年年底公布前一年度全球轉化研究排名前20名的研究人員，在全球范圍內產生了廣泛影響。該榜單優先基于候選人前一年度的美國和歐洲授權發明專利數量從高到低進行排名，再綜合發明專利引用情況、候選人論文H指數等指標進行最終排名。該榜單存在專利數據涵蓋時間短、地域覆蓋面窄 (僅限歐洲專利與美國專利)、劃一計數及指標粒度過粗等不足。因此，本研究以該榜單2014—2018年度評選出的研究人員為典型案例，采用發明人貢獻度指標對技術創新人才進行識別與發現，對上述評價體系進行測試與驗證。

本研究獲取2014—2018年間上榜名單共計107人次 (因出現同一年度同一單位多人并列入選，實際入選人數并非每年固定的20位)，經姓名消歧、機構清洗后，共計發明人62位。發明人國別與機構分布在9個國家，美國最多，其次為日本與中國。人員主要集中在世界著名高校，另有5人來自研究機構，見表2。履歷分析進一步表明，這些發明人與企業有直接或間接的聯系，有多人甚至是世界著名生物技術公司，諸如BioNTech、Sequenom、Novartis、Ganymed Pharmaceuticals Ag等的創始人、合伙人或技術專家，對領域技術創新成果的轉化與利用起到了直接的促進作用。

表2 研究人員的國別及機構分布

為了使數據能夠真實反映發明人的生產力水平，選擇德溫特專利數據庫 (Derwent Innovations Index，DII)中 “所有專利授權機構 with DWPI數據集合”進行檢索，保證涵蓋發明人全部專利申請。以發明人姓名與機構為檢索詞，檢索62位發明人的專利。專利申請量與授權量是衡量技術創新能力的常用指標，考慮到不同國家與地區專利審查制度不同，專利授權有較長的審查期，時滯影響較大，本研究選擇專利申請量作為發明人技術創新的數量指標。經數據清洗，最終獲得相關專利34035項。

本研究主要通過兩種方式進行姓名消歧：①結合發明人履歷信息，采用 “發明人姓名+發明人機構+學科/研究方向”三路徑定位的方式；②對個別已經退休/榮休多年或工作調動，無法獲取發明人履歷信息的，通過檢索發明人專利與發表的學術論文，以5年時間窗倒推分別獲取合作發明人信息與論文合作署名作者信息進行比對，結合發明人申請地址綜合確認發明人身份信息。

3.2 指數相關性分析

為進一步考察不同指數在發明人績效評價方面的有效性，本文以上述62位發明人數據為基礎，分別對傳統H、G、R、P指數及調和H、G、R、P指數進行相關性分析，結果見表3，不同指數間存在高度相關性，指數間高度相關性充分表明任何一個指數都能夠有效揭示專利數量與質量之間的關系，均具備獨立使用的條件，下文以調和H指數為例進行分析。

表3 不同指數的相關性分析

3.3 發明人表現分析

與傳統H指數排名相比，62位發明人調和H指數的排名位次發生了顯著變化。其中，25人位次出現上升，變化幅度最大的前進17個位次；28人出現下降，下降最多的降低了13個位次，見表4。總體看，獨立專利較多、合作署名靠前發明人調和h指數位次上升相對顯著；而合作專利比重較大、合作署名靠后發明人調和h指數位次下降較為明顯。因此，專利調和H指數不僅能夠有效反映發明人在技術創新中的貢獻度，而且能夠有效測度發明人所申請專利組合的質量。

表4 傳統H指數與調和H指數及其排名位次的變化

以發明人調和H指數為橫軸，發明人申請量為縱軸，以兩項各自均值[17，383]為交叉點，繪制組合矩陣圖，如圖2所示。結果表明，4個象限均有發明人分布。其中，發明人中近半為專利數量與貢獻度指標均位于平均水平以下的 “一般型”發明人，其次是 “卓越型”發明人， “參與型”發明人與 “高質型”發明人的數量相對較少。

圖2 生物技術領域62位發明人生產力與貢獻度的表現

第1象限： “卓越型”發明人。包括來自美國、德國、日本與中國共計19位發明人，其中，美國16位，德國、日本與中國各1位。Langer R S (Massachusetts Institute of Technology，美國)無論是專利數量還是專利質量表現均最優，專利申請量1035項，發明人調和H指數48，均居第2位，組合表現最優；Sahin U (University of Mainz，德國)專利申請量最多，高達1584項，少量獨立專利，合作人數2～12人，署名順序以首位為主；Zhang F (Massachusetts Institute of Technology，美國)為生物醫學領域后起之秀，博士期間就有專利申請，技術創新年齡剛剛進入高峰期，專利申請量710，擁有較多獨立發明，合作人數2至13，署名位次第1為主，調和H指數表現最佳為58，業界一直看好其后續表現；Wilson J M (University of Pennsylvania，美國)專利申請量952項，調和H指數36，合作專利為主，合作人數2到4人不等，且署名次第1位居多；Lo Y M D (Chinese University of Hong Kong，中國香港)專利申請共計679項，無獨立專利，合作人數2至8為主，署名第1位居多，調和H指數29?？傮w看，本象限發明人在生物醫學領域不僅有較多的專利申請數量，而且專利質量也高于平均水平，獨立專利較多或合作署名中位置相對靠前，表明他們不僅在該領域占有重要地位且具有較大的影響力。

第2象限： “參與型”發明人，共6人。由于專利發明中不同人承擔的角色不同，有提出技術創新理論、方法或概念的、有設計實驗的、有提出改進意見的、有進行實驗并分析數據、有專利文本撰寫的，不同角色發揮的作用不同，貢獻度不一樣，在專利署名順序中會有一定的體現。盡管該類發明人在本領域擁有較多的專利，但是發明人在合作中的貢獻度并不是最高。以Koslowski M (University of Mainz，德國)與Türeci ? (University of Mainz，德國)為例，兩人的專利基本上是與Sahin U合作完成且署名明顯靠后。Koslowski M (University of Mainz，德國)，614項申請，獨立申請1項，合作人數2至11，署名順序靠后，調和H指數7；Türeci ? (University of Mainz，德國)831項申請，無獨立專利，合作2～10人，署名順序靠后，調和H指數10，屬于典型的 “參與型”發明人。所以說，專利數量不一定能夠真實反映發明人的貢獻度，根據其署名順序來評價更為合理。

第3象限： “一般型”發明人。本象限中共有30位發明人，無論是專利申請數量還是調和H指數，均位于平均水平以下，表明該生物醫學領域的發明人無論是專利數量還是專利質量表現位于較低特征，有進一步提升的空間。履歷分析表明，該類發明人中三分之一為2000年之后博士畢業，剛剛進入科研上升期的科研人員，未來會有很大的發展空間。

第4象限： “高質型”發明人。包括來自美國、日本與意大利共計7人，含3名諾貝爾獎得主。Baltimore D (California Institute of Technology，美國)為加州理工學院生物學教授，在免疫學、病毒學、癌癥研究、生物技術等領域都做出過重要貢獻，獲1975年生理學或醫學獎諾獎，專利申請232項，專利數量低于平均水平，調和H指數與平均水平持平；Arnold F H (California Institute of Technology，美國)，為加州理工學院化學工程、生物工程和生物化學教授，因其在酶的定向進化方面的開發工作，榮獲2018年諾貝爾化學獎，專利申請195項，專利數量低于平均，調和H指數20高于平均水平；Yamanaka S (Kyoto University，日本)，現任京都大學IPS細胞研究所所長，美國加州大學舊金山分校教授及下屬的格拉德斯通研究所高級研究員，因在 “體細胞重編程技術”方面的重大發現獲2012年諾貝爾生理或醫學獎，專利申請294項，專利數量低于平均水平，但調和H指數25顯著高于平均水平。其他4位發明人同樣具有專利數量雖低，但獨立專利或合作署名首位居多，專利整體質量高，表明該類發明人專利申請數量雖少，但其專利具有較高的影響力，在技術領域創新中具有明顯優勢，屬于領域技術創新中的少而精，高質型人才。

4 結論

科研人員無論何時合作，都應將成果的一定比例分配給合作者[25]。隨著科研資助力度的加大，發明人之間的合作將變得愈發密切，合作專利所占比重也越來越大，同科研論文一樣，計數方法在技術創新評價中的重要性也將日益突出。本研究提出基于發明人維度識別技術創新人才，并考慮到合作署名次序對發明人實際貢獻度的影響，引入合作貢獻度與調和計數法對發明人貢獻進行測度。

實證分析表明，相較傳統H指數排名，獨立專利較多、合作署名靠前發明人調和H指數位次上升相對顯著；而合作專利比重較大、合作署名靠后發明人調和H指數位次下降較為明顯。由此可以看出，調和指數能夠很好地測度發明人的貢獻差異性，通過發明人生產力與發明人貢獻度雙重測度可以有效甄別發明人 “掛名”現象，區分不同類型發明人。但本研究也存在一定的局限，一方面是數據方面，樣本量偏??；另一方面是表征發明人貢獻度的指標僅選擇了調和H指數，且沒有考慮發明人自引問題；此外，評價技術創還需重點關注創新成果的市場價值，本文在專利成果轉化與應用方面未有涉及。下一步研究需要在增加樣本量的基礎上，盡可能排除自引來驗證不同指數在發明人貢獻度測度上的適用性，并進一步結合專利成果轉化與應用綜合分析與研究。