基于专利强度分析的区域中药材产业创新水平评价

赵燕锋， 叶金龙， 王 莉， 姜 迪， 叶 波

(1.昆明理工大学 a.信息工程与自动化学院；b.计算中心， 昆明 650500； 2.云南省科学技术院， 昆明 650051)

中药材产业是我国具有战略性和民族性的产业,是中医药工业产品、保健品、营养产品等的基础组成部分。随着科学技术和经济的蓬勃发展以及人民对美好生活的向往，人们对身体健康、保健意识不断增强，从而对中药材的需求以及对中药材二次加工后的产品的需求量也日益增多,中药材产业作为原料保障基础也随之蓬勃发展，产业技术创新发展,特别是新医改以来，中药材产业整体保持良好势头，产业经济增速逐步提高[1]。近些年，国家制定了《中药材保护和发展规划(2015—2020年)》、《中医药健康服务发展规划(2015—2020年)》和《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》等，大力支持和发展中药材产业。国家制定的相关政策促进中药材产业的蓬勃发展，给从事中医药相关产业的人士带来了很大的收益[2]。根据第三次全国中药资源普查结果显示，我国中药资源十分丰富，约有12 694种，根据第四次调查阶段性成果显示，发现79种新中药资源，近六成具有药用价值，依赖于中药材的产业发展潜力巨大，而产业创新能力是产业发展又好又快的保障，其充分利用产业内部以及周围可利用的创新发展资源，以产业创新技术发展为基础，促进产业高质量发展。因此，全面深入了解区域中药材产业创新发展水平对于产业健康和产业可持续发展有着重大的意义。专利是产业知识产权最重要的组成部分，对于激励产业进行发明创造、保护新发明和促进社会科技发展进步有着重要的作用，其中专利指标常用来进行科技实力评价、科技产出比较、市场竞争力评价，常用于衡量国家、产业或企业科技创新程度与自主创新能力[3]，此外专利法的稳定性，各国以及区域对于专利数据库完整性和稳定性的构建，专利强度的指标是根据专利自带的指标进行构造，使得基于专利强度分析的区域产业创新发展水平评价具有一定的可靠性。产业化视角下，对中药材产业相关授权发明专利以专利强度的视角进行研究分析，有助于了解我国区域中药材产业近十年的创新发展水平。

专利强度至今没有明确的定义，WIPO在2008年世界专利报告里采用了专利强度(patent strength)的概念[4]，但至今，专利分析相关研究者对专利强度概念进行定义的研究文献不多，其中，栾春娟、郑保章[5]等人以单位人口和支出的专利申请数量定义为专利强度。张先伟[6]等人认为专利的权利要求数、专利被引证次数等情况的不同等级代表专利具有不同的强度，并建立数据模型对专利进行价值评估。付钦伟[7]深入研究了专利强度的内涵及定义，并构建了专利强度评价指标，用层次分析法以及模糊综合决策模型对构建的专利强度评价指标体系进行了实例分析，证明构建的专利强度指标具有有效性和实用性。现有的关于中药材产业发展水平评价的方法比较多,典型的有层次分析法、主成分分析、因子分析法、模糊评价法、BP神经网络法等；其中，主成分分析、层次分析法等权重选择具有主观性，而BP神经网络法对数据的处理过程具有难以解释性。

根据以上所述存在的问题，本文以全国各省份有关中药材的授权发明专利为研究对象，首先在文献[6]构建的专利强度评价指标基础上，选取了10个可量化的专利强度评价指标；然后，用CRITIC赋权法对所构建的指标进行客观赋权，通过正态分布函数对专利强度进行等级划分，综合全国各省份的专利强度以及专利强度等级占比。最后利用可量化的专利指标数据，从科学、客观的视角分析各省份专利强度等级占比情况，揭示我国近十年区域中药材产业创新发展现状，为中药材产业实施专利战略、促进产业创新发展，地方政府制定相关政策提供参考。

1 相关分析方法

1.1 专利强度的内涵

文献[6]将专利强度定义为专利在激烈的市场竞争和持续的技术更新中抵抗价值衰减的能力，将重点放在技术和法律价值，而减少市场价值因素的影响，说明专利强度能够抵抗不确定因素的影响，注重于技术创新的发展，能够有效客观的评价产业创新能力。专利强度能够高效、快速的在大量的专利文献信息中定位到高质量、符合需求的专利文献，从而促进企业或个人对专利文献利用的热情，真正让专利成为推动产业创新发展的力量。

如图1所示，统计了全国2009—2018年中药材相关发明专利数量，呈逐年上升的趋势，说明全国中药材产业的发展规模逐年扩大以及相关技术的应用越来越多，中药材产业朝着又好又快的趋势发展。大部分的专利分析研究学者考察发明专利的占比来衡量产业或企业创新能力的高低，对于某类产业或某一企业而言，产业中发明专利的比重越大，其专利质量越高，其研究过程中只关注了专利数量的占比，没有涉及到单个发明专利的质量，所以本文针对单个发明专利进行分析。

图1 中药材相关发明专利公开趋势

1.2 指标构建

根据相关研究者的研究成果和已构建的专利强度指标体系基础上，选取出10个可量化的专利强度评价指标，以客观科学的数据对专利进行分析。本文所选取专利强度评价指标如表1所示。

表1 区域中药材产业专利强度评价指标体系

1.3 实验过程

发明专利在授权条件上对创造性和新颖性的要求严格是技术创新最直接的体现，是代表创造新产品或对产品技术的革新代表，更能代表区域科技创新实力。因此有必要对发明专利作单独统计，本文通过CRITIC客观赋权法对检索到的全国中药材相关授权发明单个专利进行指标赋权，计算单个专利的专利强度。

本文所使用的数据来源于IncoPat专利检索数据库，该数据库覆盖了全球各个区域和领域大量的专利文献信息，能够提供全面、及时、准确的专利文献信息。IncoPat包含专利检索、分析、用户管理等模块，能够快速、准确的帮助检索者定位到所需的专利信息。对于追踪最新的技术发展，实现知识产权的商业价值分析，产业专利布局分析等。

本文使用“AP=两头尖OR TIAB=绵马贯众OR TIAB=霞草”等字段对中国中药材2009—2018年相关授权发明专利进行检索，并对专利信息数据进行如下分析。用CRITIC法计算各个指标的权重，利用客观权重值计算各个省份的CRITIC综合评价值，利用正态分布函数对对强度等级进行划分。

王昆和宋海洲对熵权法、标准离差法和CRITIC法3种客观权重赋权法进行了综合比较,认为CRITIC法是一种能比较客观反映指标客观权重的计算方法[8]。因此本文使用1995年Diakoulaki提出客观赋权的CRITIC法[9],构建的专利强度评价指标进行客观赋权，该方法通过样本间的差异性和冲突性实现对指标的客观赋权。差异性通过某一指标不同研究对象之间数据的标准差系数δ来体现,冲突性则通过不同指标数据间的正相关程度r来体现,对于两项指标来说正相关程度越高表明其冲突性就越低。

为了消除量纲的影响，首先对指标数据用公式(1)进行变换：

(1)

式中，xij为第i各专利第j项指标的取值，Tij为变换后的取值；设Cj表示第j各评价所包含的信息量,Cj表示为以下公式(2)：

(2)

式中，δ表示同一指标各个评价对象之间取值差距的大小，δ和评价对象取值差距成正比；r为评价指标i和j之间的相关系数，如果两个指标具有较强的正相关，说明两个指标冲突性较低。Cj越大说明第各j评价指标所包含的信息量就越大，该指标的相对重要性越大，第j各指标的客观权重Wj为公式(3)所示：

(3)

根据公式(3)计算的客观权重，结果见表2。

表2 专利强度各指标的变异性、冲突性、信息量和客观权重

利用客观权重计算不同省份的专利强度综合评价值。计算公式为(4)：

(4)

对专利强度评价值进行正态分布假设检验,其从正态分布,因此根据正态分布曲线分级方法进行专利强度等级划分，计算指标数据的标准差和均值，然后将专利强度分为三个等级，如图2所示。再计算全国各省份的专利强度等级占比。

图2 专利强度等级划分

根据公式(4)计算的专利强度综合值结果见表3。

2 区域中药材产业创新水平分析

专利个数能够展现产业技术发展规模，从授权发明专利个数和专利强度等级占比对各个省份进行分析。

1)授权发明专利数量：如表3所示，中药材相关发明专利数量最多的是山东、浙江、江苏、安徽，北京等发达省份及城市，说明中药材产业在这些区域很发达，且技术发展迅猛，中药材产业发展占有很大的优势。而宁夏、甘肃、新疆、海南等欠发达省份的授权发明专利数量少，说明中药材产业在欠发达区域仍然有很大的发展空间，且产业规模小，技术创新发展落后。

2)专利等级占比：如表3所示，一级专利占比最多的区域为北京、天津、湖北、河南、河北等省份，说明中药材产业相关核心技术分布在这些城市，并且中药材产业创新水平高，而相对于山东、广东、江苏等拥有大量的授权发明专利数量，但是一级强度专利占比少，三级强度专利占比较多，说明创新水平相对比较低。

表3 区域专利强度综合值

3)宁夏、海南、广西、甘肃、贵州等省份的一级和二级专利占比低，其创新水平较其他省份相对落后。其中浙江、广西、贵州、云南、辽宁虽然含有较高的专利数量，但是一级专利占比少，三级专利较多，说明中药材产业发展水平好，但是创新能力有着很大的提升空间，应该加强产业创新能力。江西、重庆、新疆以及吉林含有较少的专利数量，但是其一级专利强度占比高，说明其创新水平高，中药材产业发展合理，应加大产业规模。

从数据上看，我国区域中药材产业创新水平较高的省份集中在环渤海湾以及沿海发达省份和城市,尤其是北京、天津等直辖市的一级专利占比高,说明直辖市创新水平较周边区域高，能够很好的整合创新资源，包括政策、高校资源、研发经济投入、产业相关企业等；其中部分含有发明专利数量多，但是创新水平较低的省份，如山东、广东等，说明产业发展规模大、产业资源丰富，但是资源分配不合理，产业周边创新资源利用率低。而创新水平相对较弱的则集中在西部和西北部,这与我国目前区域经济发展状况和科研机构、高校分布相吻合。由此看来,我国区域中药材产业创新水平与其所在区域的经济实力和创新资源分布密切相关。

3 结论与启示

通过结果分析，反映出我国中药材产业技术创新水平发展不均衡，创新可利用资源分布不均衡。为促进全国各省份中药材产业的又好又快的高质量发展，增强产业创新发展能力。本文提出以下建议：

1)对于产业发展规模大，创新可利用资源分布多的区域，例如：山东、浙江、江苏、安徽、上海的等省份以及城市，应加强技术研发投入、合理有效利用产业周边的创新资源，如科研机构、行业协会、产业联盟、高校等。相关产业要紧跟世界最新科技发展以及国家战略需求，加强知识产权创造和保护，努力加强中药材产业产品科技创新能力，不断强化对相关产品的二次工及延伸产品的研发。政府应该支持鼓励打造一批产业规模优势突出、核心竞争力强能够引领中药材产业创新发展的龙头企业。再者，强化产业创新服务平台，充分利用大数据资源，努力打造科技创新资源共享、科技成果转化产品、科技信息可交易的大数据服务平台。中药材产业主体加强专利战略实施，在国家大力保护专利知识产权的制度优势下，增加高强度专利的布局，形成产业核心竞争力。

2)对于中药材资源丰富，但是创新能力不足的省份及城市，例如：云南、广西、贵州等政府部门加强产业创新政策的实施，鼓励和积极引导中药材产业发展战略的规划和实施，鼓励创新。支持中药材产业技术创新平台建设，合理有效利用原材料资源，加强中药材高强度专利技术研究，强化产学研相结合，完善中药材相关产业人才培养体系，积极实施人才引进政策，满足产业创新对技术人才的需求。积极吸引创新发展好的区域来实验，建设产业创新示范园区，努力将创新能力不足的区域建成中药材新兴产业实验应用研发基地。

从全国中药材产业创新发展来看，应强化产学研结合，充分合理利用区域丰富资源；依靠大数据背景，加强建设大数据信息共享平台，鼓励产业区域共享资源；完善知识产权保护制度，优化专利申请流程，推进实施专利科技文献分析战略，推动产业对高质量专利运用等。以此保障和加强我国中药材产业专利质量，推进我国中药材产业走创新型产业发展道路。