探析社会网络核科学与技术融合路径范文

［摘要］利用2002年至2018年公开的德温特专利数据，分析了核科学与技术多元化应用的技术领域、区域分布、技术关联等。结果显示:543项同族专利中有501项属于中国，远超其他国家专利授权量的总和，按DWPI专利排名前十的机构中有4家位于中国，而且中国的专利主题领域十分广泛。出现次数最多的DWPI分类码代表的技术主题主要是核电技术、加速技术、核探测技术与辐射防护等。以专利共现为基础的社会网络分析结果显示，节点绝对中心度最高的10个DWPI分类码中有8个与中间中心度最高的DWPI分类码重叠，代表的技术主题主要包括核电、核探测技术、加速技术、辐射防护、铀矿分离与提取、核成像技术、工业废物和废水处理以及辐射发射装置等。除孤立点外，同质无向的核科学与技术专利多值网络可以划分为6个聚类和8个k-核。

［关键词］核科学与技术;专利分析;专利共现;社会网络

自2015年3月第一次提出把军民融合发展上升为国家战略以来，军民融合受到各方高度重视，国家层面相继出台了《关于经济建设和国防建设融合发展的意见》《关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》等重要文件，同时通过建立国家军民融合公共服务平台、军民融合专项行动计划和军用技术转民用推广目录等一系列措施推动该项政策落到实处。核能产业既是军民融合发展的最成功范例，也是战略性新兴产业的重要组成部分。2017年11月，我国三大核电集团以及核电产业链上下游企业的400多名代表在山东烟台达成共识:在推进核电安全高效发展的同时，积极推进核能与核技术在供热、制氢、海水淡化、绿色电动车以及医疗等方面的应用。在此背景下，了解核能产业的多元化应用程度与深度，对于下一步政府政策和企业创新战略制定具有一定的参考价值。理论上而言，军民融合的理论背景源于产业融合，国内外诸多学者对此进行了深入研究。周振华(2004)、吴淼(2015)认为产业融合代表着一种新型产业分工模式［1-2］。周振华(2004)认为产业融合过程中边界模糊化使得传统的SCP范式不适应于产业融合分析［1］。Pennings等(2001)将产业融合划分为需求替代、需求互补、供给替代和供给互补四种类型［3］。Hacklin等(2010)用类似框架将产业融合按时间序列划分为知识、技术、应用和产业融合四类［4］。黄朝峰等(2017)以新兴古典经济学为基础构建了一个关于军民融合的理论模型，并采用数值模拟得出了一般均衡解［5］。实证方面，Curran等(2010)利用SciFinderScholar数据库中的专利和科研文献资料，研究了植物固醇的产业应用情况，将这些产业分为个人护理、食品与农业、制药和化学四大门类，通过分析专利和文献共引、关键词共现等讨论了上述产业的知识融合与技术融合［6］。Wan等(2011)采用投入产出法分析了中国的ICT产业融合情况，结果发现在2002年ICT制造业部门的供给侧融合程度更高，服务业部门的需求侧融合程度更高［7］。Cho等(2015)使用网络分析方法研究了印刷电子产业的技术融合，并分析了不同企业在网络中的位置、作用及战略演化［8］。Kim等(2017)以1995-2005的USPTO专利引用为基础，借助神经网络分析方法(仅考虑了双向联系)和设计结构矩阵预测了IT和BT两个产业在2020年间的技术融合领域［9］。李丫丫等(2015)分析了生物芯片产业的融合机理［10］。苗红等(2017)提出了基于关联规则算法、趣度模型与信息熵评估为思路的技术融合思路，并以两家工业机器人公司为例进行了验证［11］。娄岩等(2017)采用网络分析法研究了信息技术与电动汽车技术的融合态势［12］。然而，截至目前关于核科学与技术多元化应用的定量研究却十分少见。邹树梁等(2014)分析了我国核电关联产业的发展现状与区域分布［13］。向虹(2014)阐述了核电关联产业链的结构［14］。彭春丽(2013)以中核苏阀、中核燃料元件等为例阐述了我国核能产业技术、企业、需求和制度融合［15］。本文拟以专利数据为基础，利用专利权人、优先权国家/地区、DWPI专利分类等数据分析核科学技术多元化应用的领域、区域分布、技术关联等特征。

一数据来源、研究方法与分析步骤

(一)专利收集与清洗本文以德温特专利数据库为检索来源，采用ClarivateAnalytics作为专利收集与清洗工具。检索2002年1月1日至2018年6月10日期间公开的专利。在标题和摘要中键入“nucleartechnologyORnuclearscience”，共检索到相关专利866项，通过ClarivateAnalytics筛选出DWPI同族专利共543项。

(二)统计分析图1显示，按DWPI专利权人排名显示，排名前十位的机构分别是清华大学(83项)、俄罗斯AKME工程公司(62项)、中广核集团(55项)、中国核电工程有限公司(47)、俄罗斯航天股份公司(32项)、法国阿海珐集团(22项)、俄罗斯核子研究所(21项)、法马通核能公司(19项)、上海核工程研究设计院(18项)、俄罗斯科学院分子生物学研究所(15项)。其中4家机构位于中国，表明我国核科学技术在全球占有重要地位(由于相关机构或企业在数据考察期有名称变更等原因，如2013年4月中国广东核电集团更名为中国广核集团，上述数据在图1基础上进行了重新整理)。图2为按国别排列的专利授权数量，其中中国在研究期限内共有501项，远超其他国家专利授权量的总和，进一步凸显出我国在核科学与技术领域的地位。图3为按小类排序的国际专利分类(IPC)码排名，前5位的分别是G21C、G01N、G21F、G21G和G01T。按DWPI分类码排序的前五位为X14、K05、S03、T01和K07，代表的技术主题(本文中的技术主题在DWPI分类码所代表的技术主题基础上进行了整理［16］，下同)见表1。表1排名前十的IPC小类和DWPI分类代码代表的技术主题

(三)专利地图分析专利地图分析是专利分析的另一个技术手段，通过可视化方式了解专利的技术水平、动态、发展趋势等重要信息。图5为使用ClarivateAnalytics制作的专利地图(themescapemap)，ClarivateAnalytics提取的技术主题有:燃料填充(fuelview)、连接轴(connectshaft)、核探测技术(interpolatorcomparator)、加速技术与放射疗法(accelerated)、矿石分离技术(Hafniumcompoundheteroatoms)、防辐射眼镜(videoimprove)等等(由于ClarivateAnalytics专利主题范围较为宽泛，此小节中列出的专利主题是作者从每一主题包含的专利摘要中总结出的与核科学技术相关的主题)。其中白色区域代表核科学与技术的核心研究领域，分别是燃料填充、加速技术与放射疗法。专利地图中不同颜色的点代表不同国家的核科学技术专利分布领域，从中可以看出中国(黄色)的专利分布十分广泛，几乎涉及所有领域。俄罗斯主要集中在燃料填充(fuelview)、加速技术与放射疗法(accelerated)、防辐射(spacer)等领域。美国的主要集中在核探测技术领域。日本则是燃料填充领域。其他国家较为分散(事实上法国、以色列等也是核大国，但可能包含在通过PCT组织提出的国际专利申请的“WO”专利与向欧洲专利局提出的“EP”专利中，因此未在专利地图中体现)。(四)社会网络分析社会网络分析最初用来测定个人在社会群体中的地位、群体中个人之间的关系以及群体的结构等社会特征，后来被广泛应用于经济学、管理学等领域，用来分析作为行动者的节点及其相互关系，主要包括网络和节点的中心性分析和凝聚子群分析。该方法将关系作为基本统计单位，利用网络中的节点关系作为矩阵元素建立相应的关系矩阵，并通过计算机辅助设计完成相关统计［17］。本文中的节点为专利，关系为德温特专利共现。专利共现是指同一篇专利因同时包含多个技术领域，因而被分配多个专利分类码(如IPC、CPC、德温特分类、德温特手工分类等)，通过建立专利共现矩阵可以发现不同技术领域之间的关联，被广泛应用于技术融合等研究领域［9］。首先以DWPI专利分类码为基础，利用BICOMB软件建立共现矩阵，之后导入UCINET软件进行社会网络分析。1．中心性分析绝对度数中心度:节点的绝对度数中心度是指与这个点直接相连的其他点的个数，用来衡量节点在网络中的地位。专利共现网络中绝对度数中心度指共现次数。UCINET计算出的绝对度数中心度最高的十个德温特分类码分别是X14(158)、S03(119)、T01(110)、K05(89)、K06(90)、K07(46)、X25(41)、L03(38)、X16(36)和J01(28)，它们代表的技术主题有核电(X14、K05、T01、K06)、核探测技术(S03)、加速技术(X14)、辐射防护(K07)、矿石分离与提取(X25)、核成像技术(S05)、工业废物和废水处理(D15)以及辐射发射装置(L03)。图6为使用可视化工具NETDRAW画出的节点绝对中心度。另一个刻画节点中心度的重要指标是中间中心度，它测量的是行动者对资源控制的程度或者说起到的中介作用。如果一个点处于许多其它点对的捷径(最短的途径)上，我们就说该点具有较高的中间中心度。利用NETDRAW测算出中间中心度排名前十的德温特分类码分别是X14(3106)、S03(2294)、X25(1806)、T01(1593)、K05(1451)、D16(1161)、X16(1160)、S05(1079)、D15(1075)和L03(980)，其中D16和X16代表的技术主题分别为发酵工业(辐射育种等)与电能储存。其余8个分类码与绝对中心度相同，表明这些技术主题不仅本身是核心技术，而且对其他核科学与技术发展起到重要的桥梁作用。图7为使用可视化工具NETDRAW画出的节点中间中心度。2．凝聚子群分析社会网络分析中除节点地位和关系之外的另一个重要内容为凝聚子群分析，用来衡量网络结构，通常从4个角度进行划分:基于互惠关系的子群、基于节点接近性或可达性的子群、基于点的度数的子群和基于子群内外关系的子群［17］。由于核科学与技术专利网络为同质无向多值网络，聚类分析有重叠部分，因而我们重点关注成分(或聚类)与k-核分析。图8为以颜色区分的的成分，除21个孤立点外，余下的分类码构成6个成分，代表的是技术关联。其中由2个节点构成的成分有3个，分别是M25(矿石处理、提取、废料加工等)与M28(电解、电热生产和有色金属的精炼);P43(分拣、清洁、废物处理等)与Q78(热交换);A96(医疗等)与D21(用于牙科用途的制剂)。由3个节点构成的成分有2个，分别是A92(包装和容器)、Q31(包装和标签)与P63(非金属成型);C06(生物技术)、P11(土壤耕种)与P13(植物栽培)。表明这几个分类码所代表的技术主题与其他领域的技术关联较少。图9为使用NETDRAW绘制的以节点颜色区分的8个k-核，划分标准为共现次数，其中k值最大的3个k-核所包含的德温特分类码与技术主题见表3。

二结论

利用德温特专利数据库和社会网络分析软件UCINET，分析了核科学与技术的多元化应用。统计分析结果显示:在搜索到的543项同族专利中有501项属于中国，远超其他国家专利授权量的总和。按DWPI专利排名的前十个机构中有4家位于中国，分别是清华大学、中广核集团、中国核电工程有限公司和上海核工程研究设计院。出现次数最多的DWPI分类码为X14、K05、S03、T01和K07，代表的技术主题主要是核电技术、加速技术、射线测量等。专利地图分析结果表明中国的核科学与技术专利分布十分广泛，俄罗斯主要集中在燃料填充(fuelview)、加速技术与放射疗法(accelerated)、防辐射(spacer)等领域。美国主要集中在核探测技术领域。日本则是燃料填充领域。社会网络分析结果显示，以专利共现测算的节点绝对中心度最高的DWPI分类码小类是X14、S03、K05、T01、K06、K07、X25、S05、D15和L03，代表的技术主题主要包括核电、核探测技术、加速技术、辐射防护、铀矿分离与提取、核成像技术、工业废物和废水处理以及辐射发射装置等。节点中间中心度最高的DWPI分类码中有8个与绝对中心度相同，表明这些技术主题不仅本身是核心技术，而且对其他核科学与技术发展起到重要的桥梁作用。除孤立点外，同质无向的核科学与技术专利网络可以划分为6个聚类和8个k-核。我们的研究结果表明，目前核科学与技术在放射性药物、核分析以及放射性示踪等方面的应用相对偏少，市场空间仍有待扩展。由于核科学与技术仅为核能产业军民融合的一个组成部分，因此在未来的研究中将考虑扩充至整个核能产业。关于核能产业军民融合的预测也是可能的研究方向。

［参考文献］

［1］周振华．产业融合拓展化的过程及其基本含义［J］．社会科学，2004(5):5-12．

［2］吴淼．基于信息产业的产业分化及其与产业融合的关系研究［D］．北京:北京邮电大学，2015．

［5］黄朝峰，鞠晓生，纪建强，孟斌斌．军民融合何以能富国强军?———军民融合、分工演进与报酬递增［J］．经济研究，2017(8):187-201．

［10］李丫丫，赵玉林．基于专利的技术融合分析方法及其应用［J］．科学学研究，2016(2):203-211．

［11］苗红，宋昱晓，黄鲁成．基于知识流动网络评价的技术融合趋势研究［J］．科技进步与对策，2018(6):131-139．

［12］娄岩，杨培培，黄鲁成，苗红．基于专利的技术融合测度方法———以信息技术与电动汽车技术的融合为例［J］．现代情报，2018(8):142-153．

［13］邹树梁，向虹，刘文君．我国核电关联产业发展现状及对策分析［J］．中外能源，2014(11):31-37．

［14］向虹．我国核电关联企业成长的影响因素研究［D］．衡阳:南华大学，2015．

［15］彭春丽．产业融合视角下战略性新兴产业军民融合式发展研究［D］．长沙:国防科技大学，2013．

［16］罗顺忠．核技术应用［M］．哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，2009．［17］李军．整体网分析讲义［M］．上海:格致出版社，2009．

作者：苏华 刘文君 单位：南华大学