基于知識(shí)圖譜的區(qū)域科技資源分析*
——以福建省部分戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)為例

福建工程學(xué)院管理學(xué)院 邱　棟

基于知識(shí)圖譜的區(qū)域科技資源分析*
——以福建省部分戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)為例

福建工程學(xué)院管理學(xué)院 邱棟

區(qū)域科技資源分析是區(qū)域科技管理的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，是科技資源整合、優(yōu)化配置以及科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的前提步驟。該文研究運(yùn)用知識(shí)圖譜方法對(duì)福建省部分戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行專利分析，并以圖譜形式顯示相關(guān)產(chǎn)業(yè)的科技資源狀況，為區(qū)域科技發(fā)展與管理提供借鑒。

知識(shí)圖譜 科技資源分析 福建省 戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)

科技資源是開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的基本要素，包括人、財(cái)、物、信息等，其中創(chuàng)新人才是最核心的資源。區(qū)域科技資源分析是指分析區(qū)域內(nèi)某一行業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的科技資源的類型、數(shù)量、質(zhì)量、分布及其相互關(guān)聯(lián)，目的是為科技創(chuàng)新活動(dòng)及其管理提供依據(jù)。

區(qū)域科技資源分析對(duì)于政府部門、科技服務(wù)機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及其他創(chuàng)新主體都具有重要意義。具體來說，政府部門只有通過科技資源分析，才能明確區(qū)域科技發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，從而加強(qiáng)宏觀引導(dǎo)、頂層設(shè)計(jì)與管理干預(yù)，加快區(qū)域科技發(fā)展；科技服務(wù)機(jī)構(gòu)通過科技資源分析，能夠更好地為創(chuàng)新主體提供信息和中介服務(wù)，充分發(fā)揮資源優(yōu)化配置功能；企業(yè)、高校及科研院所等創(chuàng)新主體，如果能掌握區(qū)域科技資源狀態(tài)，便能更好地開展合作創(chuàng)新乃至協(xié)同創(chuàng)新，提升創(chuàng)新能力。

目前，科技資源分析在實(shí)踐中還存在很多不足，例如政府部門掌握著大量的科技數(shù)據(jù)，但是整理、挖掘數(shù)據(jù)的能力有限；科技中介服務(wù)機(jī)構(gòu)的服務(wù)方式落后，較多地依賴工作人員的經(jīng)驗(yàn)以及人工查找資料，服務(wù)界面的實(shí)時(shí)互動(dòng)能力較差；同時(shí)，企業(yè)等創(chuàng)新主體缺乏一種簡(jiǎn)便有效的方式了解其他創(chuàng)新主體及資源的狀況。對(duì)此，本文引入知識(shí)圖譜方法，并以福建省部分戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)為例進(jìn)行分析，為區(qū)域科技資源分析提供一種思路與實(shí)踐途徑。

1　知識(shí)圖譜概述

知識(shí)圖譜（mapping knowledge domain） 是近年來科學(xué)計(jì)量學(xué)中比較熱門的一種研究方法，它通過數(shù)據(jù)挖掘、分析和繪圖，顯示知識(shí)以及相互關(guān)系，目的是揭示知識(shí)的發(fā)展過程，發(fā)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的科學(xué)群體以及他們的思想［1］。2005年，一篇名為《悄然興起的科學(xué)知識(shí)圖譜》［2］的文章使知識(shí)圖譜開始在國(guó)內(nèi)得到關(guān)注，并迅速流行起來。近年來，知識(shí)圖譜在國(guó)內(nèi)得到越來越廣泛的重視，應(yīng)用也趨于成熟。

形成知識(shí)圖譜需要三個(gè)環(huán)節(jié)：

一是數(shù)據(jù)收集。知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)通常來源于論文、專利等科技文獻(xiàn)，并對(duì)文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞、作者、機(jī)構(gòu)、引文等對(duì)象進(jìn)行分析?，F(xiàn)有各類文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)為知識(shí)圖譜的運(yùn)用提供了極大的便利。

二是數(shù)據(jù)分析。這是知識(shí)圖譜的核心，常用的分析方法包括：（1）共現(xiàn)分析（co-occurrence analysis）。共現(xiàn)分析是通過分析兩個(gè)計(jì)量單元（如論文、專利）中共同出現(xiàn)的信息，來揭示兩者之間的聯(lián)系。根據(jù)分析對(duì)象的不同， 共現(xiàn)分析又可以分為詞頻共現(xiàn)、作者共現(xiàn)、機(jī)構(gòu)共現(xiàn)等。而共詞分析（co-word analysis）是其中最為常見的一種方法，通過分析研究對(duì)象中的詞或短語(yǔ)共同出現(xiàn)的頻率，發(fā)現(xiàn)對(duì)象之間的潛在關(guān)系。（2）引文分析（citation analysis）。引文分析通過分析文獻(xiàn)及作者的引用與被引用情況，揭示文獻(xiàn)或?qū)W者之間的隱性聯(lián)系。通常，當(dāng)一個(gè)學(xué)者引用了另一個(gè)學(xué)者的論文，他們的研究必然存在某種關(guān)聯(lián)性。共引分析（co-citation analysis）是分析兩個(gè)計(jì)量單元同時(shí)被同一對(duì)象引用的現(xiàn)象，從而發(fā)現(xiàn)更深層次的聯(lián)系。（3）多元統(tǒng)計(jì)分析。包括因子分析和聚類分析等，主要目的是當(dāng)數(shù)據(jù)數(shù)量或類型太多時(shí)，用以降低維度，從而突出重點(diǎn)信息。（4）社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析（social network analysis）。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法將人或組織看作是一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)，而他們之間的關(guān)系則是節(jié)點(diǎn)之間的連線，由此構(gòu)成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。通過分析網(wǎng)絡(luò)的緊密性、中心性、中介性等，可以掌握網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，并揭示占重要地位的人、組織以及群體。綜合運(yùn)用上述幾種分析方法，知識(shí)圖譜便可以發(fā)現(xiàn)知識(shí)之間的聯(lián)系以及現(xiàn)存或潛在的科學(xué)群體。

三是數(shù)據(jù)及其分析的可視化。即以圖譜的形式將復(fù)雜的數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)在人們面前，這是知識(shí)圖譜最具特色的一部分。正是得益于信息可視化，才使知識(shí)圖譜不僅能夠服務(wù)于專家、學(xué)者，也可以為非專家所用。如企業(yè)、政府部門、科技中介服務(wù)機(jī)構(gòu)等都可以通過知識(shí)圖譜來了解知識(shí)（或技術(shù)）的輪廓和脈絡(luò)，了解科學(xué)技術(shù)的前沿?zé)狳c(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)。

基于知識(shí)圖譜的上述特性，運(yùn)用它來分析區(qū)域科技資源也是十分合適的。

2　區(qū)域科技資源分析實(shí)例

本研究選取福建省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中的幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域來演示知識(shí)圖譜的應(yīng)用。在分析對(duì)象的選擇上，知識(shí)圖譜既可以分析論文，也可以分析專利。經(jīng)過初步分析比較后，發(fā)現(xiàn)專利分析更貼近產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況，因此選擇專利作為分析對(duì)象。在數(shù)據(jù)來源方面，本文通過中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)（CNIPR）對(duì)相關(guān)領(lǐng)域近三年的中文發(fā)明專利進(jìn)行檢索。在分析工具方面，選取近年來在國(guó)內(nèi)較流行的Citespace軟件進(jìn)行分析。該軟件與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘方法相比，一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)機(jī)構(gòu)、作者、關(guān)鍵詞以及引用等進(jìn)行多要素綜合分析，從而更全面地發(fā)現(xiàn)要素的內(nèi)在聯(lián)系。此外，Citespace的信息可視化功能也是其一大優(yōu)勢(shì)。具體分析如下：

2.1福建省通訊技術(shù)領(lǐng)域圖譜分析

對(duì)2011～2013年福建省“通訊”及“通信”相關(guān)的發(fā)明專利進(jìn)行檢索，共獲得專利164條。通過Citespace對(duì)專利關(guān)鍵詞、機(jī)構(gòu)和發(fā)明人進(jìn)行綜合分析，得到如圖1所示的圖譜，其中包含了一個(gè)主要集群：以星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)公司為首的多個(gè)企業(yè)在通訊設(shè)備和終端制造以及無線通信領(lǐng)域形成的集群。此外，圖譜中還包含了兩個(gè)主要分支，一個(gè)是廈門大學(xué)在光纜通訊和水聲通訊領(lǐng)域形成的團(tuán)隊(duì)，另一個(gè)則是從無線通訊中延伸出的即時(shí)通訊技術(shù)領(lǐng)域。可以看出，福建省的通訊技術(shù)專利主要集中在通信（通訊）設(shè)備尤其是終端設(shè)備的制造方面，而且主要針對(duì)移動(dòng)或無線通信。

圖1　福建省通訊技術(shù)專利圖譜

如果單獨(dú)對(duì)專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)及發(fā)明人進(jìn)行分析，則可以得到如圖2所示的創(chuàng)新主體圖譜?？梢钥闯?，福建星網(wǎng)銳捷公司在福建省通訊技術(shù)領(lǐng)域中占據(jù)最重要地位，此外，廈門大學(xué)、福建聯(lián)迪商用設(shè)備公司、福建星網(wǎng)視易、廈門雅迅網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)想移動(dòng)通信等組織成為該領(lǐng)域創(chuàng)新的主力軍。從合作網(wǎng)絡(luò)來看，不同企業(yè)及大學(xué)之間并沒有合作關(guān)系，廈門大學(xué)自身形成了比較突出的科研團(tuán)隊(duì)。

綜合上述分析，廈門大學(xué)在通訊領(lǐng)域上具備較強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué)研究能力，而眾多企業(yè)則擅長(zhǎng)無線通信設(shè)備的研發(fā)與制造。如果要對(duì)區(qū)域科技資源進(jìn)行整合，一方面可以考慮聯(lián)合多個(gè)企業(yè)來研發(fā)通訊設(shè)備共性技術(shù)，另一方面，如果廈門大學(xué)與上述通訊設(shè)備企業(yè)聯(lián)手，很可能在水聲通訊設(shè)備技術(shù)上形成突破，從而支持福建省海洋戰(zhàn)略。

圖2　福建省通訊技術(shù)專利的主要團(tuán)隊(duì)及核心人員

2.2福建省物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域圖譜分析

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域涉及的技術(shù)眾多，在參閱相關(guān)文獻(xiàn)資料后，本研究選取射頻識(shí)別（RFID）、無線傳感器、智能控制以及云計(jì)算技術(shù)作為搜索專利的關(guān)鍵詞，通過對(duì)2011～2013年福建省物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利的搜索，共獲得專利97條。從專利數(shù)量上可以看出，福建省的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還僅僅處于起步階段。通過分析，得到如圖3所示的圖譜，從整體上可以看出，福建省物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)最主要集中在RIFD（射頻識(shí)別）領(lǐng)域，而福州大學(xué)的研發(fā)能力是最強(qiáng)的。

圖3　福建省物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專利圖譜

通過對(duì)專利申請(qǐng)人（單位）以及發(fā)明人的圖譜分析（如圖 4）可以看出，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，福州大學(xué)、福建師范大學(xué)、福建物聯(lián)天下信息科技公司以及廈門英諾爾（含電子科技和信息科技兩個(gè)公司）在省內(nèi)處于相對(duì)領(lǐng)先地位。同時(shí)，幾個(gè)重量級(jí)的科研團(tuán)隊(duì)以及核心人員也都是來自上述幾家高?；蚱髽I(yè)。而且，福州大學(xué)與福建師范大學(xué)、福建師范大學(xué)與廈門英諾爾之間有人員開展了專利合作。通過進(jìn)一步的圖譜分析可以得出：盡管福州大學(xué)在省內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有較多的專利數(shù)量，但相關(guān)專利涉及射頻識(shí)別、無線傳感、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域，比較分散；而福建物聯(lián)天下信息科技公司專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展研發(fā)，專業(yè)性較強(qiáng)；廈門英諾爾公司也具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力，其專利主要集中在RFID領(lǐng)域。

圖4　福建省物聯(lián)網(wǎng)專利的主要團(tuán)隊(duì)及核心人員

2.3福建省太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域圖譜分析

搜索2011～2013年福建省太陽(yáng)能電池相關(guān)發(fā)明專利，共獲得專利103條。通過知識(shí)圖譜分析，如圖 5所示，福建省太陽(yáng)能電池技術(shù)主要集中在太陽(yáng)能電池的制造方法上，偏重于生產(chǎn)、工藝等應(yīng)用層面。同時(shí)，主要針對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池和銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池，這與太陽(yáng)能電池發(fā)展的主流趨勢(shì)基本吻合。在創(chuàng)新主體方面，廈門大學(xué)占據(jù)最主要地位，廈門三安光電科技公司緊隨其后，在企業(yè)中領(lǐng)跑。

圖5　福建省太陽(yáng)能電池技術(shù)專利圖譜

通過進(jìn)一步的專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)及發(fā)明人分析，如圖6所示，除了廈門大學(xué)和廈門三安光電科技有限公司，福州大學(xué)、福建鉑陽(yáng)精工設(shè)備有限公司、南安三晶陽(yáng)光電力公司、福建鈞石能源有限公司等共同構(gòu)成了該領(lǐng)域的創(chuàng)新主力軍。此外，特別值得留意的是，在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，科研人員構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)在知識(shí)圖譜中十分突出，占據(jù)了圖譜的很大比例以及很重要的位置，因此在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、資源整合以及構(gòu)建平臺(tái)時(shí)應(yīng)特別注重吸納相關(guān)人才或聽取他們的建議。

圖6　福建省太陽(yáng)能電池專利的主要團(tuán)隊(duì)及核心人員

3　結(jié)論與展望

通過上述實(shí)例分析可以看出，運(yùn)用知識(shí)圖譜方法可以直觀地展示區(qū)域內(nèi)某一行業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新狀況，包括：該區(qū)域已有的技術(shù)領(lǐng)域、核心創(chuàng)新主體以及合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)，還可以進(jìn)一步提煉產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)，如：產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新趨向、企業(yè)需求取向、提煉企業(yè)的共性需求等。這些信息對(duì)科技創(chuàng)新活動(dòng)具有重要的參考價(jià)值：（1）幫助創(chuàng)新主體更有效地尋找合作伙伴，包括：研究機(jī)構(gòu)之間、企業(yè)之間的橫向合作，以及研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間的縱向合作。甚至可以幫助投資公司以及大學(xué)生來選擇發(fā)展前景較好的企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)。（2）幫助政府部門掌握區(qū)域創(chuàng)新體系的狀況，包括：創(chuàng)新主體的能力和水平、創(chuàng)新主體之間的聯(lián)系、區(qū)域創(chuàng)新熱點(diǎn)等，為政府部門的科技發(fā)展決策提供依據(jù)。（3）如果在科技服務(wù)機(jī)構(gòu)（平臺(tái)）中引入知識(shí)圖譜技術(shù)，將是對(duì)科技服務(wù)的重要改革。以知識(shí)圖譜取代人工查詢和咨詢，能夠幫助科技服務(wù)機(jī)構(gòu)降低成本、提高工作效率。同時(shí)，具有良好交互界面的知識(shí)圖譜將極大地提升用戶獲取科技信息的效率和樂趣。總之，知識(shí)圖譜思想與方法在科技創(chuàng)新活動(dòng)以及管理、服務(wù)中的應(yīng)用將非常廣泛。

同時(shí)，本文對(duì)知識(shí)圖譜的應(yīng)用只是拋磚引玉，還可以在以下方面進(jìn)行研究的深化和擴(kuò)展：

（1）本文只分析了專利，因?yàn)楦N合產(chǎn)業(yè)和企業(yè)，但如果將論文分析與專利分析結(jié)合起來，也許不僅能掌握產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的實(shí)際情況，還能更好地結(jié)合區(qū)域知識(shí)創(chuàng)造狀況來引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（2）本文只分析了近三年的專利狀況，如果分析更長(zhǎng)時(shí)間跨度的數(shù)據(jù)，還能掌握區(qū)域科技資源的演化歷程與發(fā)展趨勢(shì)。（3）如果將省內(nèi)專利圖譜分析與全國(guó)專利圖譜分析進(jìn)行比較，就能掌握福建省產(chǎn)業(yè)與科技發(fā)展的特色與優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)。但全國(guó)范圍的數(shù)據(jù)量過于龐大，以筆者目前掌握的工具和方法還難以實(shí)現(xiàn)，需要更高級(jí)的工具和方法的支持。

［1］ Boyack. K.W. Mapping knowledge domains∶Characterizing PNAS［J］.PNAS，2004， 101（l）∶5192-5199.

［2］ 陳悅，劉則淵.悄然興起的科學(xué)知識(shí)圖譜［J］.科學(xué)學(xué)研究，2005（2）∶149-154.

福建省教育廳一般課題“基于知識(shí)圖譜分析的福建省科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)及協(xié)同創(chuàng)新研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JBS14115）。