基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析方法及实证

武建龙，王宏起

（哈尔滨理工大学管理学院，黑龙江 哈尔滨 150080）

基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析方法及实证

武建龙，王宏起

（哈尔滨理工大学管理学院，黑龙江 哈尔滨 150080）

专利分析是有效刻画高新技术企业集群创新网络结构的重要手段。在对高新技术企业集群创新网络构成进行分析与界定的基础上，运用专利统计与专利地图方法，构建高新技术企业集群创新网络结构分析思路与流程，并以哈尔滨装备制造业集群为例系统阐述高新技术企业集群创新网络结构具体分析过程，并给出哈尔滨装备制造业集群创新网络优化策略，旨在从专利视角为高新技术企业集群创新网络科学构建与动态优化管理提供理论方法指导与实例参考。

创新网络结构；分析方法；专利；高新技术企业集群；实证研究

21世纪的市场竞争，已不再是点与点、链与链间的竞争，更多的是网与网间的竞争。高新技术企业集群（简称集群）作为一种高效集约的创新型网络组织形式，其创新的主要特点体现为群内企业、供应商、顾客以及其他机构间的互动、互补关联实现知识的产生、传递和积累——网络式创新（Steinle、Schiel，2002）。根据S-C-P范式（Bain，1959），集群创新网络结构决定其创新行为以及绩效，集群创新网络结构科学构建与动态优化成为了高新技术企业集群创新能力持续提升的关键。

集群创新网络相关研究历来受国内外学者关注［1-2］，Messner（2000）探讨了什么是网络、如何认识网络等问题，并指出了网络治理对企业集群发展的重要作用［3］，许庆瑞（2003）指出龙头企业网络有利于知识的创造、扩散和应用，从而促进了企业集群中的创新［4］，Hendry（2006）认为在高技术集群创新过程中，企业与大学或其它研究机构的合作可采取委托研究、采用产品构思或技术、获取建议和咨询、利用设备条件、获取科研人才和学生支持等合作方式［5］，Bathelt（2004）认为集群知识创造还需要建立全球的知识交流渠道［6］。总之，基于创新网络形成企业集群动态竞争优势已得到学术界认可［7］，然而对集群创新网络的多主体、多层次耦合结构特征关注较少［8］，特别是集群创新网络结构定量化系统分析鲜有涉及。

高新技术企业集群创新网络定量化分析以获得充分的技术创新活动信息为前提，而专利文献是技术信息最有效的载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报［9］，同时也是高新技术企业集群创新网络运行效果的集中体现。因此，在对已有的集群相关专利文献进行筛选、鉴定、整理的基础上，绘制专利地图，系统深入分析专利信息的技术关联性与流动性［10］，是高新技术企业集群网络结构实现定量化科学分析的重要途径，可为高新技术企业集群创新网络动态优化管理提供重要的理论方法指导和决策依据。

1 基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析框架

1.1 高新技术企业集群创新网络构成

Hakansson（1987）认为，任何一个网络包括三个基本变量：行为主体、资源以及活动的发生，其中“行为主体”指网络分析中的 “结点”，“活动的发生”即“链接”［11］。高新技术企业集群是具有产业关联的大量高新技术企业以及与其发展相关的企业和支撑机构在一定地域内的空间集聚体［12］，其中各类创新体及其关联活动形成了高新技术企业集群创新独具特色的创新网络结构。

（1）高新技术企业集群创新体界定。高新技术企业集群的最大优势来源于支撑其持续发展的各类创新体，主要包括企业、高校、科研院所。其中，企业是高新技术集群创新主体，集群企业由于具有不同的产业位势而在集群创新网络中的节点功能存在显著的差异，通常有优势企业、配套企业、竞争企业、互补企业之分；高校通常是高新技术企业集群的重要创新源，具有创新人才培养、知识技术创造以及新企业孵化等功能；科研机构是高新技术企业集群的重要技术源，满足集群及其市场需求的持续技术创新与供给是其重要战略使命。

（2）高新技术企业集群创新网络结构框架。组成高新技术企业集群创新网络节点的企业、高校、科研机构等创新体通过产品服务配套、技术关联以及知识共享等方式实现结网［8］，形成了具有多主体、多层次和多关联特征的高新技术企业集群创新网络结构（见图1）。根据创新体及其创新关联活动类型，高新技术企业集群创新网络可以分成相互耦合的四层网络。

①主导产业创新网络。高新技术企业集群持续发展通常依托于一个或少数几个相关联的主导产业，主导产业创新网络是集群网络自主创新能力的关键决定力量，其核心节点是一批极具创新能力的优势企业，而围绕这些优势企业聚集了一批中小配套企业，主导产业网络节点企业通过产品服务之间配套、互补以及竞争实现创新关联。

图1 高新技术企业集群创新网络耦合模型

②产业配套创新网络。高新技术企业集群技术复杂度高，产业技术创新链长，相关产业间的协同创新更有助于高新技术企业集群的共性关键技术创造与有效扩散。正如Porter（1998）所指出的“只有产业间良性互动，才能形成有效的集群效应”［1］，主导产业与相关及支持性产业的产业间产品配套和技术互补与共享形成了高新技术企业集群的产业配套创新网络。

③产学研创新网络。高校、科研院所处于创新链的前中端，是高新技术企业集群的重要知识技术创新源，尤其是我国高校、科研院所拥有大量的有待产品化、产业化的专利技术及其优势创新资源，产学研创新网络成为有效弥补集群创新战略缺口和技术“短板”的重要手段。

④集群涉外创新网络。高新技术企业集群面向全球竞争、跟进国际创新前沿成为融入全球价值链并获得持续创新能力的重要前提与保证，因此与集群外跨国公司或其他集群竞合互动创新成为其创新网络的重要组成部分。通过集群 “守门人”（优势企业、高水平研究型大学、国际水平的科研机构甚至“桥梁”专家等）与群外组织技术创新合作交流，促进集群对先进知识技术的消化吸收与群内扩散，并规避技术“锁定”效应风险。

1.2 基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析思路

根据高新技术集群创新网络结构特点，运用专利统计分析和专利地图的信息转换功能，从分析重点、分析方法及其对应关系角度提出基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析思路（见表1）。

表1 基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析思路

图2 基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析流程

1.3 基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析流程

根据高新技术企业集群创新网络结构框架及其基于专利的分析思路，集群创新网络分析流程依次包括四个环节（见图2）：首先，根据高新技术企业集群的业务范围、所属技术领域以及全球竞争战略，选择专利情报检索范围，形成专利情报分析数据库；其次，根据确定的检索主题进行专利情报检索、整理和筛选，运用相关的辅助工具制作企业、高校、科研院所等网络结点及其创新关联活动的专利地图；再次，基于专利地图分析包含主导产业创新网络、产业配套创新网络、产学研创新网络以及集群涉外创新网络在内的集群创新网络结构；最后，针对集群创新网络结构存在的突出问题，给出相应的优化策略。

2 哈尔滨装备制造业集群创新网络结构案例

为了进一步阐述基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析方法及具体操作过程，选择哈尔滨装备制造业集群为例进行实证研究。哈尔滨市是我国大型机械装备制造基地，随着老工业基地振兴和自主创新战略大力实施，现已形成了以高新技术企业及产品为主的现代装备制造业集群。本文选择国家知识产权局专利情报库为检索库，以涵盖哈尔滨装备制造业集群的500多家规模以上高新技术企业（年产品销售收入在500万元以上）、15所理工科高校以及130多所科研院为检索对象，对2008年12月31日以前的相关发明和实用新型专利进行详细检索与加工整理，制作专利地图，分析哈尔滨装备制造业集群创新网络结构，并提出优化策略。

2.1 基于专利的哈尔滨装备制造业集群创新网络结构分析

从高新技术企业集群网络结构框架和现代装备制造业特性入手，运用专利统计与专利地图系统分析哈尔滨装备制造业集群创新网络结构特征与存在的突出问题。

表2 哈尔滨装备制造业集群企业专利IPC分类统计

图3 哈尔滨装备制造业集群企业专利技术功效年代图

（1）主导产业创新网络。从专利IPC分类统计（见表2）看，哈尔滨装备制造业集群已形成了以大型优势企业为主导力量，量具刃具、汽轮机、发动机等装备制造为产业特征的主导产业创新网络，而处于同一领域且与优势企业形成配套、互补与竞争关系的中小企业创新能力则相对偏弱。例如，哈尔滨汽轮机厂主导了F01D领域的技术发展，并通过辐射带动作用与一批中小企业结成汽轮机产业网络，辅机工程有限公司、高科技格林电力设备有限公司等中小企业在技术上主要依赖于哈尔滨汽轮机厂，并在除氧式凝汽器技术（F01D 25/00）上对哈尔滨汽轮机厂进行技术配套支持。技术功效年代图（见图3）从动态角度进一步展现了主导产业创新优势演变过程，并可看出2007年和2008年有下降趋势。

（2）产业配套创新网络。哈尔滨装备制造企业的F01D、B23、G01专利技术主要侧重于大型装备制造技术与精密仪器制造，而与其相关的跨产业配套技术有A01B、B25、B65等，涵盖了机械制造、冶炼锻造、电机修理、金属表面处理、电子电气、钢结构和包装运输等多个行业。例如，围绕哈尔滨汽轮机厂的核心技术（F01D、G01）初步形成了从铸造到车、刨、镗、铣、磨、钻（B23、B25）一条龙的产业配套创新网络雏形，汽轮机产业核心技术（F01D、G01）发展与一批相关配套产业技术创新活动进行协同，产生了一批高新技术企业、铁道部车辆配件定点生产企业、综合型集团公司、机械进出口公司等，产品广泛应用于冶金、锻造、矿山、水泥、船舶、电子、石油等诸多领域。总之，哈尔滨装备制造业集群基于产品、技术的跨产业配套创新网络趋于形成，然而集群企业跨产业创新合作关联性差，配套产业技术“短板”效应明显，相关配套技术仍然不能满足集群主导产业需要。

（3）产学研创新网络。哈尔滨市高校、科研院所拥有装备制造业方面的专利数量是集群企业的2倍（见图4），通过对集群内的企业、高校和科研院所三类创新体的专利领域分布对比发现，企业在F01D和B65方面实力较强，高校在B23、B25、F23、G01上实力雄厚，科研院所则在A01B领域具有显著优势，并且三类创新体拥有的专利技术既重叠又互补，这为产学研创新网络的构建提供了可能性与必要性。目前，在企业科技实力较为薄弱的A01B农机领域，形成以哈尔滨东宇工程机械有限公司、东北农业大学、黑龙江省农业机械工程科学研究院为核心结点的产学研创新网络。另外，作为锅炉制造关键技术领域F23（燃烧设备，燃烧方法），围绕哈尔滨锅炉厂、哈尔滨工业大学以及哈尔滨电站设备成套设计研究所等形成了一个以企业资金为后盾，高校、研究所提供技术与人才支持的创新网络。然而这样的产学研网络仍然属于少量成功个案，产学研创新网络层的功能缺失已造成了高校与科研院所专利技术的高产出与低转化矛盾，通过专利法律状态检索没有发现高校、科研院所的专利权向企业变更，而且在对哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学以及哈尔滨理工大学等专利大户进行调研时也发现，高校专利权实施许可也不足10%。

图4 集群企业、高校、科研院所专利分布对比

图5 哈尔滨装备制造业集群企业与跨国公司IPC分类对比

图6 F02领域累积雷达图

（4）集群涉外创新网络。由图5的IPC分类图显示，装备制造产业的大型跨国公司技术开发主要集中于F01D、F02、G01领域，相比而言，哈尔滨装备制造业集群企业的技术优势不显著。以装备制造产业重点领域F02为例（见图6），通用、西门子、日立三家跨国公司掌握着绝大多数的核心技术，哈尔滨装备制造业集群企业专利申请量远远落后于这些跨国公司。目前，以哈电集团为首的大中型优势核心企业通过对CE公司、Alstom公司、ABB公司、三菱重工等跨国公司的技术引进消化吸收，形成了具有自主知识产权电站成套设备主导产业，然而哈尔滨装备制造业绝大多数技术领域仍然面临着群内创新资源匮乏和群外跨国公司专利围攻的双重压力。

2.2 哈尔滨装备制造业集群创新网络优化策略

针对哈尔滨装备制造业集群创新网络结构特点和存在的突出问题，提出相应的优化策略。

（1）发挥优势企业创新主导作用。一批国有大中型制造企业成为哈尔滨装备制造业集群主导产业网络以及产业间配套网络的核心结点，在集群创新网络中处于主导地位，加强这些优势企业的自主创新能力以及示范、辐射与带动作用是哈尔滨装备制造业集群创新网络优化升级的关键。持续进行大型国有企业高新技术化改造和优势企业扶持，鼓励自主创新能力提升与自主知识产权创造，并围绕这些优势企业进行高新技术企业集中区规划与建设 （如依托哈飞、东安、东轻发展“航空与汽车产业城”），强化优势企业在行业共性与关键技术开发、产业间技术配套、产学研合作、以及与跨国公司创新互动的桥梁纽带作用。

（2）提升配套产业创新能力。面对哈尔滨装备制造业集群产业链“中间大，两头小”结构特征和配套产业技术实力偏弱问题，亟需改变国有大型企业“大而全，小而全”的产品或工艺创新战略，重点掌握核心技术和强化特色创新优势，将更多自己承担的技术创新任务转为向集群内其它企业购买或委托开发；积极扶持原材料与零部件、包装运输与服务企业以及集群企业间工艺、产品与服务的协同创新，加强影响行业发展的共性与关键技术的开发 （如工作母机开发、新材料合成与加工工艺等）与拓展性应用（如基于装备制造技术发展农业机械产业），实现集群外部技术配套内部化；营造创新创业政策环境与文化氛围，搭建科技金融平台，引导风险投资、民营资本投向支持性产业与相关产业的创新活动。

（3）推动高校和科研院所专利产业化。专利技术的高产出与低转化矛盾制约了高校、科研院所在哈尔滨装备制造业集群网络中的创新源作用的有效发挥。造成这一矛盾的原因很多，其中高校、科研院所研究开发的市场筛选机制及其产业化资源缺乏是关键。增加科技计划中的产学研项目比重，鼓励高校、科研院所承担企业横向项目，从而提升专利技术的适用性与技术成熟度；加强并完善重点实验室、工程研究中心、研究实验（中试）基地以及科技企业孵化器或大学科技园区等平台的技术转移与创新创业功能；建立健全专利技术价值评估、产业化利益保障以及诚信机制，疏导高校、科研院所专利技术的各类产业化路径，鼓励拥有专利的高校、科研院所以转让、许可等方式将专利成果推向集群企业。

（4）构建开放的集群创新网络。高新技术企业集群各层创新网络均存在跨群创新关联，使得具有耗散结构（中间性组织结构）的集群创新网络形成了一定的负熵流（吸纳群外技术知识成果），以保持集群系统的创新活力。然而以哈尔滨志阳汽车电气股份有限公司、哈飞汽车工业集团有限公司等为核心的哈尔滨汽车产业创新网络当前实施的“完全封闭”的自主创新战略有悖于技术创新全球化趋势，陷入了“创新陷阱”。因此，紧跟国际技术创新前沿动态，准确定位创新特色优势，通过外资引进、技术引进、创新合作、高级人才引进、国际市场开拓等途径实现多层次、全方位的群内外创新合作，成为哈尔滨装备制造业集群实现可持续发展的必然选择。

3 结论

高新技术企业集群创新网络结构很大程度上决定其创新行为与绩效，而网络结构的科学刻画与系统分析则是高新技术企业集群创新网络有效治理的重要前提。高新技术企业集群创新具有多主体、多层次和多关联特征，其网络结构由主导产业创新网络、产业配套创新网络、产学研创新网络、创新人才以及集群涉外创新网络等协同耦合而成。专利分析不仅满足了集群创新网络定量化分析的数据可获得性、可比性以及系统全面性等要求，而且蕴含了技术创新多维关联性信息，通过专利统计和专利地图可以较好地反映高新技术企业集群创新网络结构特点与薄弱环节，提高集群创新网络治理的针对性。以哈尔滨现代装备制造业集群创新网络结构分析为例进行实证研究，进一步论述了基于专利的高新技术企业集群创新网络结构分析方法及具体操作过程，并提出了集群创新网络优化策略。总之，本研究可为高新技术企业集群创新网路结构的科学分析以及构建与动态优化管理提供重要的理论方法指导和决策支持。

［1］Michael E.Porter.Clusters and the new economics of competition［J］.Harvard Business Review,1998,76（6）:77-90

［2］王缉慈.创新的空间——企业集群与区域发展［M］.北京：北京大学出版社，2001.

［3］Dirk Messner and Jörg Meyer-Stamer.The impact of global and local governance on industrial upgrading［A］.Tools to Study the Dynamics of Clusters and Global Value Chains［C］.Duisburg,February 2000.

［4］许庆瑞，毛凯军.论企业集群中的龙头企业网络和创新［J］.科研管理，2003，（4）：53-58.

［5］Chris Hendry and James Brown.Organizational networking in UK biotechnology clusters［J］.British Journal of Management, 2006,17（1）:55-73.

［6］Harald Bathelt,Anders Malmberg and Peter Maskell.Clusters and knowledge:local buzz,global pipelines and the process of knowledge creation［J］.Progress in Human Geography,2004,28（1）:31-56.

［7］蔡宁，杨闩柱.论企业集群竞争优势基础的转变［J］.浙江大学学报，2003，（6）：42-48.

［8］李凯，李世杰.装备制造业集群网络结构研究与实证［J］.管理世界，2004，（12）：68-76.

［9］Liu S.J.,J.Shyu.Strategic planning for technology development with patent analysis ［J］.International journal of Technology Management,1997,13（5/6）:661-680.

［10］Alfred Chen,Rain Chen.Design patent map:an innovative measure for corporative design strategies［J］.Engineering Management Journal 2007,19,（3）:14-30.

［11］Hakansson H.Industrial technological development:a network approach［J］.Social Problems,1987,35:284-297.

［12］王宏起，王珊珊.高新技术企业集群综合优势发展路径与演化规律研究［J］.科学学研究，2009，（7）：999-1004.

Research on Innovation Network Architecture of High Technology Enterprises Cluster based on Patent Analysis

Wu Jianlong,Wang Hongqi
（School of Management,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080，China）

Patent analysis is an important means to effectively illustrate high technology enterprises cluster innovation network architecture.On the basis of analysis and definition of high technology enterprises cluster innovation network architecture,the paper builds analysis thought and process of high technology enterprises cluster innovation network architecture,using patent statistics and patent map methods.This paper systematically illustrates concrete analysis process of high technology enterprises cluster innovation network architecture taking Harbin equipment manufacturing cluster as an example,and puts forwards corresponding optimization tactics.This paper offers theory method guidance and empirical reference for construction and dynamic optimization management of high technology enterprises cluster innovation network from the point of patent.

innovation network architecture;analysis method;patent;high technology enterprises cluster;empirical study

国家自然科学基金项目“高新技术企业R&D联盟综合优势及其实现路径与管理方法研究”资助（项目编号：70773033）。

2010-03-30

武建龙（1981-），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学管理学院讲师，博士研究生；研究方向：高新技术发展与战略管理。

F121.3；G306

A

（责任编辑 谭果林）