国家科技重大专项全创新链知识产权育成因素分析——基于对抗解释结构模型

方 曦，何 华，刘 云，尤 宇

（1.上海应用技术大学经济与管理学院，上海 201418；2.中国科学院大学公共政策与管理学院，北京 100046）

1 研究背景

“十三五”期间，我国的科技发展取得了前所未有的成果，国家科技计划为我国的科技发展作出了重大贡献。国家科技重大专项（以下简称“重大专项”）是我国科技发展的重中之重，更是实现了我国多个领域的关键核心技术突破，使我国掌握了一批具有行业影响力的自主知识产权［1］。但是，工信部部长肖亚庆在接受记者采访时表示，我国制造业依然存在基础不牢、水平不高的问题，一些基础产品和技术对外依存度高，关键环节存在“卡脖子”风险，高端通用芯片、机器人高精度减速器等高端产品供给不足［2］。因此，基于“十三五”规划中重大专项的成功经验，研究重大专项知识产权育成机制，厘清影响重大专项知识产权育成的影响因素，对于我国“十四五”科技规划的制定，进一步推动我国科技事业迅速发展具有重要意义。

国家科技重大专项以掌握关乎国计民生和国家安全的核心关键技术为目标，以培育具有核心竞争力的自主知识产权为核心任务，通过多方主体共同参与研发，相关法律规制予以支持，以促进和培育重点战略性新兴产业的发展。但是，重大专项参与主体多、研究周期长、影响因素众多，加之创新链的每个阶段的创新投入和产出均不相同，不同因素之间相互作用存在不同的层级性，导致知识产权育成管理举措对各类创新主体的激励作用千差万别［3］。但目前，国内学者针对国家科技重大专项的研究主要建立在科技项目管理的基础上，多以某一专项作为切入点探索重大专项的实施模式、管理现状、评估办法和监测评价等，如张星明等［4］、王涵［5］均围绕我国国家科技重大专项的管理模式进行深入探析；穆荣平等［6］则运用文献研究和案例研究的方法探索了我国重大科研项目之间的管理特点及关系，并提出了一套系统的专项科研项目管理办法；付军等［7］结合我国水污染重大专项项目管理的实践经验，剖析水污染重大专项组织管理实施存在的现实问题，分别从行政管理层面和技术管理层面提出了优化专项管理的建议；李达等［8］创造性地从技术成熟度的视角提出，通过评价专项核心技术的初始状态、现有状态和未来状态来评估重大专项的技术成果。此外，部分学者则在借鉴国外科技重大专项实践经验的基础上，为我国重大专项管理研究贡献了丰富的理论研究成果和政策建议，如李有平等［9］借鉴世界银行项目管理和评价方法，并结合我国国家科技重大专项的监测评价工作现状，提出了一系列科学监测指标；武佳倩等［10］则通过专家咨询和调研国外科技重大专项的管理经验，结合我国重大专项的实际，提出了依据政府在重大专项中的地位和角色构建4 种分类管理模式的建议。

而关于知识产权育成管理的研究，国内外学者则多是从企业的角度出发，探索企业创新系统的知识产权开发能力，如方琳瑜等［11］从系统论的角度初步探讨了中小企业自主知识产权的形成及其作用机理，并提出了促进中小企业自主知识产权形成的对策，但该研究缺乏对知识产权育成各个阶段的内外环境影响因素的协同作用分析；刘婧等［12-13］采用理论和实证方法分别研究了文化创意企业的知识产权综合能力和知识产权创造能力；王黎萤等［14］以知识产权密集型产业为研究样本分析影响知识产权密集企业专利申请的关键因素，并以此进行创新效率评价，发现政府资金并不一定对企业创新效率具有作用，而企业的生产规模是影响专利申请量的重要因素；Davoudi 等［15］利用结构方程模型分析了30家新技术企业的知识产权、开放创新和组织绩效之间的关系，发现知识产权与开放创新具有显著的正向关系，知识产权通过作为中介的开放式创新积极影响组织绩效；De Villemeur 等［16］研究了市场不确定性情况下企业对产品开发进行战略性投资的创新时机和社会最优知识产权之间的关系，认为内源性创新在最优知识产权条件下获得的福利更大。

综合现有研究，涉及重大专项知识产权育成和管理的文献寥寥无几，因此，本研究在全面阅读了国家科技重大专项、知识产权创造等相关主题研究文献的基础上，对国家科技重大专项知识产权育成要素进行分析和提炼，从重大专项科技创新全链（以下简称“全创新链”）的视角出发，对重大专项知识产权育成的全过程进行总结，并利用对抗解释结构模型（adversarial interpretive structure modeling method，AISM）对影响重大专项知识产权育成各因素之间的层级结构和相关关系进行综合分析，旨在能够准确提炼重大专项知识产权育成关键要素，为重大专项实施获取更多的核心自主知识产权提供参考，为我国“十四五”科技规划的资源投入和政策制定提供依据。

2 重大专项知识产权育成影响因素

知识产权在技术创新过程中形成［17］，但自主知识产权不会自动形成于技术创新过程中。在技术创新过程中获得自主知识产权的前提条件是，产出可以被认定为知识产权的技术创新成果，并主动获得相关法律法规的保护［18］。由于国家科技重大专项战略地位的重要性，其知识产权的育成不应仅仅只是创新成果的产出和自主知识产权的获得，更应与我国国家重大工程相承接，因而全创新链知识产权的育成应追溯到技术创新活动的源头作为起点，以自主知识产权的产业化和转移转化为终点。由于全创新链知识产权育成要素与创新成果密切相关，但仍处于探索阶段，目前研究成果较少，并且现阶段我国鼓励企业牵头，联合高校、科研院所和产学研组织共同承担重大专项进行科技攻关。因此，借鉴Frenken［19］、王春法［20］和唐恒等［21］的研究，本研究主要基于技术创新理论、国家创新系统理论以及知识产权管理相关理论，结合国家科技重大专项的现有研究，提炼全创新链知识产权育成的影响因素［22］。

本研究主要关注全创新链知识产权育成的共性问题，而不是特定项目知识产权育成的管理问题，因此在总结全创新链知识产权育成的影响因素时，在中国知网数据库中以“国家科技重大专项”“知识产权创造”“知识产权培育”等关键词，选取《科研管理》《管理世界》《经济纵横》《科学管理研究》《科技管理研究》等专业核心期刊，搜索得到1997至2019 年发表的文献共67 篇，通过阅读初步筛选出其中与本研究主体高度相关的文献21 篇进行详细的阅读和标记，全面系统地整理和归类，最后依据在文献集中出现的频次，结合技术创新理论、国家创新系统理论以及知识产权管理相关理论，提取了17 个影响全创新链知识产权育成的影响因素，并以S1、S2、...、S16、S17进行编码，如表1 所示。

表1 全创新链知识产权育成影响因素

表1（续）

3 基于AISM 的全创新链知识产权育成影响因素分析

3.1 对抗解释模型的原理及过程

解释结构模型（ISM）由Warfield［23］在1973 年提出，主要用于分析复杂系统的构成元素及其相互依赖、相互制约关系。其基本原理是把复杂系统的构成元素分解为若干子元素，经过一系列拓扑运算，以结果为导向求出单个层级图，并将层级图由上至下排列成一个多级递阶机构，即从因到果的方式求得因果可达序列，以层次化的有向拓扑图表达［24］。而对抗解释结构模型是近几年由解释结构模型衍生的新的方法，主要应用军事对抗训练评估等方面，主要核心方法是在ISM 结果导向的层级排序规则基础之上引入博弈对抗（adversarial）思想，加入与ISM 排列规则对立的、以原因为导向的排序规则，从下至上放置要素，即由果索因的方式求得因果可达序列，从而建立一组与ISM 排列规则相对立的有向拓扑图［25］。由于对抗解释结构模型的排序规则不同，得到的因素内部关系和有向拓扑层级图可能会不一致，因此，本研究通过对两组有向拓扑图的综合比较，对全创新链知识产权育成的影响因素进行综合分析，探索全创新链知识产权育成各影响因素间的相互关系和层级结构，确定因素间影响关系。据此构建模型的基本过程如下：

其中：A为原始布尔关系矩阵；B为加入单位矩阵后（B=A+I）相乘矩阵；R为可达矩阵；S为一般性骨架矩阵；UP/DOWN 为一组对抗性拓扑有向图。

3.2 建立邻接矩阵

根据全创新链知识产权育成的17 个影响因素，通过专家访谈法，确定影响因素之间的内部关系，然后建立邻接矩阵A，表达方式如式（1）所示。基于此赋值规则，构建邻接矩阵A如表2 所示。

表2 全创新链知识产权育成影响因素邻接矩阵A

3.3 建立可达矩阵

可达矩阵指的是用矩阵形式来描述图的各节点之间经过一定长度的通路后可达到的程度。全创新链知识产权育成影响因素的可达矩阵是在邻接矩阵A的基础上加单位矩阵I，对于任意的布尔方阵即关系矩阵A，其可达矩阵的计算方法如式（2）所示：

式（2）：B为相乘矩阵；I为单位矩阵。即只有对角线为1 的布尔方阵。

经过布尔代数运算法对B进行连乘，直到使第k次幂后（包括k次幂）的所有乘积都相等，则该乘积就是所求可达矩阵。具体求解过程如式（3）所示：

由此，得出可达矩阵R如表3 所示。

表3 全创新链知识产权育成影响因素可达矩阵R

3.4 一般骨架性矩阵的计算

由可达矩阵R 进行缩点，即把可达矩阵中的回路当成一个点称之为“缩点”。进行缩点后得可达矩阵R′，然后再进行缩边运算。缩边运算的本质是把重复的路径删除，方法如式（4）所示：

R′进行缩边得到S′，即骨架矩阵，把回路要素代入即得S，即一般骨架性矩阵，如表4 所示。

表4 全创新链知识产权育成影响因素的一般性骨架矩阵S

3.5 层级抽取

（1）UP 型拓扑层级图。UP 型层级图也就是结果优先的层级抽取，规则方法为：T(ei)=R(ei) 。这个方法的本质是把系统中最终结果的要素抽取出来放到最上面一层，然后依次类推的抽取。

（2）DOWN 型拓扑层级图。原因优先的层级抽取规则方法为：T(ei)=Q(ei) 。这个方法的本质是以原因作为优先级，将系统中依据原因递优的抽取法则，将最根本原因依次抽取。

对抗层级抽取结果如表5 所示。

表5 全创新链知识产权育成影响因素对抗层级抽取过程

表5（续）

根据抽取规则，分别逐级抽取UP 型和DOWN型拓扑层级后，可得出对抗层级抽取结果，如表6所示。

表6 全创新链知识产权育成影响因素对抗层级抽取结果

3.6 绘制有向拓扑层级图

根据要素间关系与对抗层级抽取结果，可绘制有向拓扑层级图。全创新链知识产权育成影响因素间的可达关系由有向线段进行表示，UP 型有向拓扑层级图如图 1 所示，DOWN 型有向拓扑层级图如图2 所示，图中双向箭头表示形成回路，即互为可达关系，同时越下层表示影响因素具有根源性，越上层因素表示影响因素具有直接性。

图1 全创新链知识产权育成影响因素间UP 型有向拓扑层级

图2 全创新链知识产权育成影响因素DOWN 型有向拓扑层级

4 基于AISM 的重大专项全创新链知识产权育成影响因素分析

4.1 AISM 影响因素层级分析

UP 型和DOWN 型有向拓扑层级结构属于同一个系统，其对应的是同一个一般性骨架矩阵，但是由于本研究采用的分别是结果优先和原因优先的两种抽取方式，最下层表示根本原因、最上层表示结果要素，得到两种完全不同的层级结构。在UP与DOWN 一对拓扑层级图中，存在着处于不同层级的要素，这种要素称之为“活动要素”（active element）。包含有活动要素的系统称之为“可拓变系统”（extension variable system），也称为“活动系统”；不含活动要素的系统称之为“刚性系统”，也称为“拓扑刚性系统”（topological rigid system）。

由UP 型（见图1）和DOWN 型（见图2）有向拓扑层级图可以发现，存在着活动要素S5、S6、S8、S9、S11、S12和S13，所以该系统为拓扑可变系统。其中，全创新链知识产权育成的影响因素共有6 级结构，各因素间有向线段指向基本一致。并且通过对比发现，活动要素自主创新S5、技术融合S6、市场需求S8、法律法规S9、风险预警S11、管理保护S12和市场竞争S13分别从L5、L4 和L3 跃迁至L6，这说明要素S5、S6、S8的结果占比（博弈依赖）要大于S9、S11、S12、S13。所以，以原因优先和结果优先两种方式对全创新链知识产权育成影响因素的重要性进行分析，将会得到不同的结果。

由于全创新链知识产权育成活动的目标是解决我国面临的重大关键性的“卡脖子”问题，承接国家重大工程，促进知识产权的转移转化，而不是简单培育知识产权，因此，本研究主要依据以结果为导向的UP 型有拓扑层级关系进行分析，并将影响因素归为孕育层、形成层和进化层3 类。孕育层的主要影响因素包括了突破性创新S1、市场机会S2、创新投入S3、创新战略S4、自主创新S5、技术融合S6和市场需求S8，它们是影响全创新链知识产权育成层最根本因素，决定了全创新链中是否能够孕育知识产权；形成层的主要影响因素包括了创新成果S7和法律法规S9，它们是影响全创新链知识产权育成的中间因素，决定了是否能在全创新链中孕育出来的创新成果形成自主知识产权；进化层的主要影响因素包括了自主知识产权S10、风险预警S11、管理保护S12、市场竞争S13、产权升级S14、衍生创新S15、知识产权应用S16和知识产权产业化S17，它们是影响全创新链知识产权育成的最终因素，决定了全创新链中孕育、形成的自主知识产权是否能得到进一步进化、进行技术转移和产业化。

4.2 影响因素间关系分析

AISM 的有向拓扑层级关系代表了影响因素之间的因果关系，通过对各影响因素之间的可达关系进行分析可以发现4 个重要的节点，即创新成果S7、自主知识产权S10、产权升级S14和衍生创新S15。这说明这4 个要素在全创新链知识育成中具有重要的地位，也进一步表明在全创新链中，知识产权的孕育、形成以及进化只有在突破性创新、市场机会、创新投入、创新战略、自主创新、技术融合和市场需求等要素的相互作用下孕育出知识产权载体——创新成果，并通过对法律法规的利用形成自主知识产权，然后在市场竞争、管理保护和风险预警等要素的推动下，通过产权升级或衍生创新等方式实现知识产权的进化，最终使知识产权得到应用或产业化才标志着全创新知识产权育成活动的结束。

AISM 的有向拓扑层级关系中的因果回路代表着要素间互为因果、相互影响，通过对图1 和图2 的分析可以发现，在全创新链知识产权育成的影响因素中存在着3 个回路，即S3和S4，S11、S12和S13，S16和S17。这说明创新投入和创新战略之间的关系密不可分、相辅相成；风险预警、管理保护和市场竞争三者之间互为因果，同时发挥作用；知识产权应用和知识产权产业化之间相互促进、共同发展。

5 结论与建议

全创新链知识产权育成是众多因素相互作用、共同影响下的结果，要素之间的影响大小及其相互关系可以对国家科技重大专项的资源投入和政策制定提供指导，但以往的研究几乎没有关注全创新链知识产权育成不同因素之间的关系和影响程度，因此难以对重大专项中知识产权的育成形成整体的认识，基于此，本研究运用对抗解释结构模型法对全创新链知识产权育成各因素之间的层级关系和影响程度进行综合分析。研究发现，突破性创新、市场机会、创新投入、创新战略、自主创新、技术融合和市场需求等要素是影响重大专项知识产权育成最根本的因素；知识产权应用和知识产权商业化之间相互影响，是影响重大专项知识产权育成的最终要素；创新投入和创新战略之间的关系密不可分、相辅相成；风险预警、管理保护和市场竞争三者之间互为因果，同时发挥作用；创新成果、自主知识产权、产权升级和衍生创新这4 个要素在重大专项知识产权育成中具有重要的地位。

依据以上研究结论，提出以下建议；

（1）注重重大专项的立项审查，加强项目的资源投入。重大专项项目在立项阶段，应根据目前我国经济社会发展亟需解决的重大需求、亟需突破的关键技术、亟需实现的发展目标，牢牢把握重大专项的立项原则，对项目的突破创新性、可能产生的影响和作用、市场的需求严格进行调研；并规定项目承研团队制定以培育形成具有重大行业影响力的自主知识产权为目标的创新战略，要求项目承研团队具有较强的行业技术的人才、善于运用相关法律法规进行知识产权管理的人才，拥有相应的自主创新能力。尽管我国的科学研究经费在逐年增长，但重大专项在我国科技项目中具有重要战略地位，其与多个国家重点工程相承接，因此应进一步根据国家创新战略，加强专项资金、政策支持和人才的投入，以实现我国关键技术的重大突破。

（2）建立重大专项创新链知识产权育成全过程管理制度。重大专项的管理部门应当结合项目的立项、中期、结题、后评估等各个阶段建立知识产权育成的全过程管理制度：在中间阶段，重点审查重大专项创新成果的产出，对项目承研方合理运用法律法规对创新成果及时进行保护给予相应的政策支持；在结题阶段，重点考查拥有的自主知识产权的数量与质量，加强自主知识产权管理保护机制、风险预警机制的建设，构建相应的知识产权数据库和监控系统，防范来自国内外的市场竞争；在后评估阶段，主要评估知识产权的实际应用状况及其产业化程度，以及是否与我国重点工程进行接轨，是否实现了我国突破了战略性产业关键核心技术的阻碍，是否全面、强力地提升了我国相关产业领域的竞争力。

（3）进一步完善重大专项的监测评价机制。目前我国重大专项的监测评价机制多是以项目的进度而开展的，多是以创新成果和项目任务书规定的要求作为考核标准，较少对知识产权的孕育、形成以及进化进行监测评价。重大专项不同于其他科技项目，其重要的战略地位要求创新成果必须与国家重点工程相承接。因此在重大专项的监测评价机制中，应更全面地考虑知识产权的孕育、形成及进化过程，而不仅仅只是考虑重大专项的创新成果及产出的自主知识产权数量，并且更应加强创新成果获得自主知识产权后进行产业化和应用与国家重点工程相承接的考量机制，建立贯穿于重大专项全过程知识产权育成的综合评价指标体系与方法，从而达到最大化利用科研资源、实现关键技术突破，获取核心自主知识产权、提高行业竞争影响力的目标。

本研究还存在一定的不足之处，例如对抗解释模型是2020 年基于解释结构模型提出的一种新方法，该方法是通过专家评价确定各因素之间关系的一种定性分析方法，无法探析各因素之间作用程度的强弱，因此，如何收集有效数据，采用定性与定量相结合的方法探析各影响因素之间作用程度的强弱关系将是接下来的研究方向。