國家科技重大專項全創新鏈知識產權育成因素分析
——基于對抗解釋結構模型

方 曦，何 華，劉 云，尤 宇

（1.上海應用技術大學經濟與管理學院，上海 201418；2.中國科學院大學公共政策與管理學院，北京 100046）

1 研究背景

“十三五”期間，我國的科技發展取得了前所未有的成果，國家科技計劃為我國的科技發展作出了重大貢獻。國家科技重大專項（以下簡稱“重大專項”）是我國科技發展的重中之重，更是實現了我國多個領域的關鍵核心技術突破，使我國掌握了一批具有行業影響力的自主知識產權［1］。但是，工信部部長肖亞慶在接受記者采訪時表示，我國制造業依然存在基礎不牢、水平不高的問題，一些基礎產品和技術對外依存度高，關鍵環節存在“卡脖子”風險，高端通用芯片、機器人高精度減速器等高端產品供給不足［2］。因此，基于“十三五”規劃中重大專項的成功經驗，研究重大專項知識產權育成機制，厘清影響重大專項知識產權育成的影響因素，對于我國“十四五”科技規劃的制定，進一步推動我國科技事業迅速發展具有重要意義。

國家科技重大專項以掌握關乎國計民生和國家安全的核心關鍵技術為目標，以培育具有核心競爭力的自主知識產權為核心任務，通過多方主體共同參與研發，相關法律規制予以支持，以促進和培育重點戰略性新興產業的發展。但是，重大專項參與主體多、研究周期長、影響因素眾多，加之創新鏈的每個階段的創新投入和產出均不相同，不同因素之間相互作用存在不同的層級性，導致知識產權育成管理舉措對各類創新主體的激勵作用千差萬別［3］。但目前，國內學者針對國家科技重大專項的研究主要建立在科技項目管理的基礎上，多以某一專項作為切入點探索重大專項的實施模式、管理現狀、評估辦法和監測評價等，如張星明等［4］、王涵［5］均圍繞我國國家科技重大專項的管理模式進行深入探析；穆榮平等［6］則運用文獻研究和案例研究的方法探索了我國重大科研項目之間的管理特點及關系，并提出了一套系統的專項科研項目管理辦法；付軍等［7］結合我國水污染重大專項項目管理的實踐經驗，剖析水污染重大專項組織管理實施存在的現實問題，分別從行政管理層面和技術管理層面提出了優化專項管理的建議；李達等［8］創造性地從技術成熟度的視角提出，通過評價專項核心技術的初始狀態、現有狀態和未來狀態來評估重大專項的技術成果。此外，部分學者則在借鑒國外科技重大專項實踐經驗的基礎上，為我國重大專項管理研究貢獻了豐富的理論研究成果和政策建議，如李有平等［9］借鑒世界銀行項目管理和評價方法，并結合我國國家科技重大專項的監測評價工作現狀，提出了一系列科學監測指標；武佳倩等［10］則通過專家咨詢和調研國外科技重大專項的管理經驗，結合我國重大專項的實際，提出了依據政府在重大專項中的地位和角色構建4 種分類管理模式的建議。

而關于知識產權育成管理的研究，國內外學者則多是從企業的角度出發，探索企業創新系統的知識產權開發能力，如方琳瑜等［11］從系統論的角度初步探討了中小企業自主知識產權的形成及其作用機理，并提出了促進中小企業自主知識產權形成的對策，但該研究缺乏對知識產權育成各個階段的內外環境影響因素的協同作用分析；劉婧等［12-13］采用理論和實證方法分別研究了文化創意企業的知識產權綜合能力和知識產權創造能力；王黎螢等［14］以知識產權密集型產業為研究樣本分析影響知識產權密集企業專利申請的關鍵因素，并以此進行創新效率評價，發現政府資金并不一定對企業創新效率具有作用，而企業的生產規模是影響專利申請量的重要因素；Davoudi 等［15］利用結構方程模型分析了30家新技術企業的知識產權、開放創新和組織績效之間的關系，發現知識產權與開放創新具有顯著的正向關系，知識產權通過作為中介的開放式創新積極影響組織績效；De Villemeur 等［16］研究了市場不確定性情況下企業對產品開發進行戰略性投資的創新時機和社會最優知識產權之間的關系，認為內源性創新在最優知識產權條件下獲得的福利更大。

綜合現有研究，涉及重大專項知識產權育成和管理的文獻寥寥無幾，因此，本研究在全面閱讀了國家科技重大專項、知識產權創造等相關主題研究文獻的基礎上，對國家科技重大專項知識產權育成要素進行分析和提煉，從重大專項科技創新全鏈（以下簡稱“全創新鏈”）的視角出發，對重大專項知識產權育成的全過程進行總結，并利用對抗解釋結構模型（adversarial interpretive structure modeling method，AISM）對影響重大專項知識產權育成各因素之間的層級結構和相關關系進行綜合分析，旨在能夠準確提煉重大專項知識產權育成關鍵要素，為重大專項實施獲取更多的核心自主知識產權提供參考，為我國“十四五”科技規劃的資源投入和政策制定提供依據。

2 重大專項知識產權育成影響因素

知識產權在技術創新過程中形成［17］，但自主知識產權不會自動形成于技術創新過程中。在技術創新過程中獲得自主知識產權的前提條件是，產出可以被認定為知識產權的技術創新成果，并主動獲得相關法律法規的保護［18］。由于國家科技重大專項戰略地位的重要性，其知識產權的育成不應僅僅只是創新成果的產出和自主知識產權的獲得，更應與我國國家重大工程相承接，因而全創新鏈知識產權的育成應追溯到技術創新活動的源頭作為起點，以自主知識產權的產業化和轉移轉化為終點。由于全創新鏈知識產權育成要素與創新成果密切相關，但仍處于探索階段，目前研究成果較少，并且現階段我國鼓勵企業牽頭，聯合高校、科研院所和產學研組織共同承擔重大專項進行科技攻關。因此，借鑒Frenken［19］、王春法［20］和唐恒等［21］的研究，本研究主要基于技術創新理論、國家創新系統理論以及知識產權管理相關理論，結合國家科技重大專項的現有研究，提煉全創新鏈知識產權育成的影響因素［22］。

本研究主要關注全創新鏈知識產權育成的共性問題，而不是特定項目知識產權育成的管理問題，因此在總結全創新鏈知識產權育成的影響因素時，在中國知網數據庫中以“國家科技重大專項”“知識產權創造”“知識產權培育”等關鍵詞，選取《科研管理》《管理世界》《經濟縱橫》《科學管理研究》《科技管理研究》等專業核心期刊，搜索得到1997至2019 年發表的文獻共67 篇，通過閱讀初步篩選出其中與本研究主體高度相關的文獻21 篇進行詳細的閱讀和標記，全面系統地整理和歸類，最后依據在文獻集中出現的頻次，結合技術創新理論、國家創新系統理論以及知識產權管理相關理論，提取了17 個影響全創新鏈知識產權育成的影響因素，并以S1、S2、...、S16、S17進行編碼，如表1 所示。

表1 全創新鏈知識產權育成影響因素

表1（續）

3 基于AISM 的全創新鏈知識產權育成影響因素分析

3.1 對抗解釋模型的原理及過程

解釋結構模型（ISM）由Warfield［23］在1973 年提出，主要用于分析復雜系統的構成元素及其相互依賴、相互制約關系。其基本原理是把復雜系統的構成元素分解為若干子元素，經過一系列拓撲運算，以結果為導向求出單個層級圖，并將層級圖由上至下排列成一個多級遞階機構，即從因到果的方式求得因果可達序列，以層次化的有向拓撲圖表達［24］。而對抗解釋結構模型是近幾年由解釋結構模型衍生的新的方法，主要應用軍事對抗訓練評估等方面，主要核心方法是在ISM 結果導向的層級排序規則基礎之上引入博弈對抗（adversarial）思想，加入與ISM 排列規則對立的、以原因為導向的排序規則，從下至上放置要素，即由果索因的方式求得因果可達序列，從而建立一組與ISM 排列規則相對立的有向拓撲圖［25］。由于對抗解釋結構模型的排序規則不同，得到的因素內部關系和有向拓撲層級圖可能會不一致，因此，本研究通過對兩組有向拓撲圖的綜合比較，對全創新鏈知識產權育成的影響因素進行綜合分析，探索全創新鏈知識產權育成各影響因素間的相互關系和層級結構，確定因素間影響關系。據此構建模型的基本過程如下：

其中：A為原始布爾關系矩陣；B為加入單位矩陣后（B=A+I）相乘矩陣；R為可達矩陣；S為一般性骨架矩陣；UP/DOWN 為一組對抗性拓撲有向圖。

3.2 建立鄰接矩陣

根據全創新鏈知識產權育成的17 個影響因素，通過專家訪談法，確定影響因素之間的內部關系，然后建立鄰接矩陣A，表達方式如式（1）所示。基于此賦值規則，構建鄰接矩陣A如表2 所示。

表2 全創新鏈知識產權育成影響因素鄰接矩陣A

3.3 建立可達矩陣

可達矩陣指的是用矩陣形式來描述圖的各節點之間經過一定長度的通路后可達到的程度。全創新鏈知識產權育成影響因素的可達矩陣是在鄰接矩陣A的基礎上加單位矩陣I，對于任意的布爾方陣即關系矩陣A，其可達矩陣的計算方法如式（2）所示：

式（2）：B為相乘矩陣；I為單位矩陣。即只有對角線為1 的布爾方陣。

經過布爾代數運算法對B進行連乘，直到使第k次冪后（包括k次冪）的所有乘積都相等，則該乘積就是所求可達矩陣。具體求解過程如式（3）所示：

由此，得出可達矩陣R如表3 所示。

表3 全創新鏈知識產權育成影響因素可達矩陣R

3.4 一般骨架性矩陣的計算

由可達矩陣R 進行縮點，即把可達矩陣中的回路當成一個點稱之為“縮點”。進行縮點后得可達矩陣R′，然后再進行縮邊運算。縮邊運算的本質是把重復的路徑刪除，方法如式（4）所示：

R′進行縮邊得到S′，即骨架矩陣，把回路要素代入即得S，即一般骨架性矩陣，如表4 所示。

表4 全創新鏈知識產權育成影響因素的一般性骨架矩陣S

3.5 層級抽取

（1）UP 型拓撲層級圖。UP 型層級圖也就是結果優先的層級抽取，規則方法為：T(ei)=R(ei) 。這個方法的本質是把系統中最終結果的要素抽取出來放到最上面一層，然后依次類推的抽取。

（2）DOWN 型拓撲層級圖。原因優先的層級抽取規則方法為：T(ei)=Q(ei) 。這個方法的本質是以原因作為優先級，將系統中依據原因遞優的抽取法則，將最根本原因依次抽取。

對抗層級抽取結果如表5 所示。

表5 全創新鏈知識產權育成影響因素對抗層級抽取過程

表5（續）

根據抽取規則，分別逐級抽取UP 型和DOWN型拓撲層級后，可得出對抗層級抽取結果，如表6所示。

表6 全創新鏈知識產權育成影響因素對抗層級抽取結果

3.6 繪制有向拓撲層級圖

根據要素間關系與對抗層級抽取結果，可繪制有向拓撲層級圖。全創新鏈知識產權育成影響因素間的可達關系由有向線段進行表示，UP 型有向拓撲層級圖如圖 1 所示，DOWN 型有向拓撲層級圖如圖2 所示，圖中雙向箭頭表示形成回路，即互為可達關系，同時越下層表示影響因素具有根源性，越上層因素表示影響因素具有直接性。

圖1 全創新鏈知識產權育成影響因素間UP 型有向拓撲層級

圖2 全創新鏈知識產權育成影響因素DOWN 型有向拓撲層級

4 基于AISM 的重大專項全創新鏈知識產權育成影響因素分析

4.1 AISM 影響因素層級分析

UP 型和DOWN 型有向拓撲層級結構屬于同一個系統，其對應的是同一個一般性骨架矩陣，但是由于本研究采用的分別是結果優先和原因優先的兩種抽取方式，最下層表示根本原因、最上層表示結果要素，得到兩種完全不同的層級結構。在UP與DOWN 一對拓撲層級圖中，存在著處于不同層級的要素，這種要素稱之為“活動要素”（active element）。包含有活動要素的系統稱之為“可拓變系統”（extension variable system），也稱為“活動系統”；不含活動要素的系統稱之為“剛性系統”，也稱為“拓撲剛性系統”（topological rigid system）。

由UP 型（見圖1）和DOWN 型（見圖2）有向拓撲層級圖可以發現，存在著活動要素S5、S6、S8、S9、S11、S12和S13，所以該系統為拓撲可變系統。其中，全創新鏈知識產權育成的影響因素共有6 級結構，各因素間有向線段指向基本一致。并且通過對比發現，活動要素自主創新S5、技術融合S6、市場需求S8、法律法規S9、風險預警S11、管理保護S12和市場競爭S13分別從L5、L4 和L3 躍遷至L6，這說明要素S5、S6、S8的結果占比（博弈依賴）要大于S9、S11、S12、S13。所以，以原因優先和結果優先兩種方式對全創新鏈知識產權育成影響因素的重要性進行分析，將會得到不同的結果。

由于全創新鏈知識產權育成活動的目標是解決我國面臨的重大關鍵性的“卡脖子”問題，承接國家重大工程，促進知識產權的轉移轉化，而不是簡單培育知識產權，因此，本研究主要依據以結果為導向的UP 型有拓撲層級關系進行分析，并將影響因素歸為孕育層、形成層和進化層3 類。孕育層的主要影響因素包括了突破性創新S1、市場機會S2、創新投入S3、創新戰略S4、自主創新S5、技術融合S6和市場需求S8，它們是影響全創新鏈知識產權育成層最根本因素，決定了全創新鏈中是否能夠孕育知識產權；形成層的主要影響因素包括了創新成果S7和法律法規S9，它們是影響全創新鏈知識產權育成的中間因素，決定了是否能在全創新鏈中孕育出來的創新成果形成自主知識產權；進化層的主要影響因素包括了自主知識產權S10、風險預警S11、管理保護S12、市場競爭S13、產權升級S14、衍生創新S15、知識產權應用S16和知識產權產業化S17，它們是影響全創新鏈知識產權育成的最終因素，決定了全創新鏈中孕育、形成的自主知識產權是否能得到進一步進化、進行技術轉移和產業化。

4.2 影響因素間關系分析

AISM 的有向拓撲層級關系代表了影響因素之間的因果關系，通過對各影響因素之間的可達關系進行分析可以發現4 個重要的節點，即創新成果S7、自主知識產權S10、產權升級S14和衍生創新S15。這說明這4 個要素在全創新鏈知識育成中具有重要的地位，也進一步表明在全創新鏈中，知識產權的孕育、形成以及進化只有在突破性創新、市場機會、創新投入、創新戰略、自主創新、技術融合和市場需求等要素的相互作用下孕育出知識產權載體——創新成果，并通過對法律法規的利用形成自主知識產權，然后在市場競爭、管理保護和風險預警等要素的推動下，通過產權升級或衍生創新等方式實現知識產權的進化，最終使知識產權得到應用或產業化才標志著全創新知識產權育成活動的結束。

AISM 的有向拓撲層級關系中的因果回路代表著要素間互為因果、相互影響，通過對圖1 和圖2 的分析可以發現，在全創新鏈知識產權育成的影響因素中存在著3 個回路，即S3和S4，S11、S12和S13，S16和S17。這說明創新投入和創新戰略之間的關系密不可分、相輔相成；風險預警、管理保護和市場競爭三者之間互為因果，同時發揮作用；知識產權應用和知識產權產業化之間相互促進、共同發展。

5 結論與建議

全創新鏈知識產權育成是眾多因素相互作用、共同影響下的結果，要素之間的影響大小及其相互關系可以對國家科技重大專項的資源投入和政策制定提供指導，但以往的研究幾乎沒有關注全創新鏈知識產權育成不同因素之間的關系和影響程度，因此難以對重大專項中知識產權的育成形成整體的認識，基于此，本研究運用對抗解釋結構模型法對全創新鏈知識產權育成各因素之間的層級關系和影響程度進行綜合分析。研究發現，突破性創新、市場機會、創新投入、創新戰略、自主創新、技術融合和市場需求等要素是影響重大專項知識產權育成最根本的因素；知識產權應用和知識產權商業化之間相互影響，是影響重大專項知識產權育成的最終要素；創新投入和創新戰略之間的關系密不可分、相輔相成；風險預警、管理保護和市場競爭三者之間互為因果，同時發揮作用；創新成果、自主知識產權、產權升級和衍生創新這4 個要素在重大專項知識產權育成中具有重要的地位。

依據以上研究結論，提出以下建議；

（1）注重重大專項的立項審查，加強項目的資源投入。重大專項項目在立項階段，應根據目前我國經濟社會發展亟需解決的重大需求、亟需突破的關鍵技術、亟需實現的發展目標，牢牢把握重大專項的立項原則，對項目的突破創新性、可能產生的影響和作用、市場的需求嚴格進行調研；并規定項目承研團隊制定以培育形成具有重大行業影響力的自主知識產權為目標的創新戰略，要求項目承研團隊具有較強的行業技術的人才、善于運用相關法律法規進行知識產權管理的人才，擁有相應的自主創新能力。盡管我國的科學研究經費在逐年增長，但重大專項在我國科技項目中具有重要戰略地位，其與多個國家重點工程相承接，因此應進一步根據國家創新戰略，加強專項資金、政策支持和人才的投入，以實現我國關鍵技術的重大突破。

（2）建立重大專項創新鏈知識產權育成全過程管理制度。重大專項的管理部門應當結合項目的立項、中期、結題、后評估等各個階段建立知識產權育成的全過程管理制度：在中間階段，重點審查重大專項創新成果的產出，對項目承研方合理運用法律法規對創新成果及時進行保護給予相應的政策支持；在結題階段，重點考查擁有的自主知識產權的數量與質量，加強自主知識產權管理保護機制、風險預警機制的建設，構建相應的知識產權數據庫和監控系統，防范來自國內外的市場競爭；在后評估階段，主要評估知識產權的實際應用狀況及其產業化程度，以及是否與我國重點工程進行接軌，是否實現了我國突破了戰略性產業關鍵核心技術的阻礙，是否全面、強力地提升了我國相關產業領域的競爭力。

（3）進一步完善重大專項的監測評價機制。目前我國重大專項的監測評價機制多是以項目的進度而開展的，多是以創新成果和項目任務書規定的要求作為考核標準，較少對知識產權的孕育、形成以及進化進行監測評價。重大專項不同于其他科技項目，其重要的戰略地位要求創新成果必須與國家重點工程相承接。因此在重大專項的監測評價機制中，應更全面地考慮知識產權的孕育、形成及進化過程，而不僅僅只是考慮重大專項的創新成果及產出的自主知識產權數量，并且更應加強創新成果獲得自主知識產權后進行產業化和應用與國家重點工程相承接的考量機制，建立貫穿于重大專項全過程知識產權育成的綜合評價指標體系與方法，從而達到最大化利用科研資源、實現關鍵技術突破，獲取核心自主知識產權、提高行業競爭影響力的目標。

本研究還存在一定的不足之處，例如對抗解釋模型是2020 年基于解釋結構模型提出的一種新方法，該方法是通過專家評價確定各因素之間關系的一種定性分析方法，無法探析各因素之間作用程度的強弱，因此，如何收集有效數據，采用定性與定量相結合的方法探析各影響因素之間作用程度的強弱關系將是接下來的研究方向。