陳華雄王 健張兆成王冠杰

（1．科技部科技評估中心，北京 100081；2．北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191）

科技創(chuàng)新評估體系實證研究

陳華雄1王 健2張兆成1王冠杰1

（1．科技部科技評估中心，北京 100081；2．北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191）

為進一步增強科技評估對科技創(chuàng)新發(fā)展的導向作用，優(yōu)化我國重點領域科技創(chuàng)新資源的配置，本文建立了重點領域科技創(chuàng)新評估體系?；诳萍碱I域全創(chuàng)新鏈評估模型，構建了包括科學創(chuàng)造力、技術創(chuàng)新力、產業(yè)發(fā)展?jié)摿?、科技影響力、政策與條件保障力的評估指標體系。以石墨烯新材料領域為例進行了實證研究，對世界主要國家石墨烯新材料領域的創(chuàng)新能力進行了評估，所形成的評估結論為我國石墨烯領域科技資源配置的提供重要依據(jù)。

領域評估；科技創(chuàng)新；科技計劃；石墨烯；資源配置

1 引言

國際上通常利用R&D經(jīng)費與科技創(chuàng)新人力資源指標、論文與專利指標以及GDP與進出口指標等對國家整體科技創(chuàng)新競爭力進行評估，對世界主要國家的科技創(chuàng)新能力進行評估排名。形成的影響力較大的國家創(chuàng)新評估報告主要有：歐盟發(fā)布的《創(chuàng)新聯(lián)盟記分牌》[1-2]，世界知識產權組織發(fā)布的《全球創(chuàng)新指數(shù)》[3]，世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的《全球競爭力報告》[4]，瑞士洛桑國際慣例學院發(fā)布的《世界競爭力年度報告》。同時，中國科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院也發(fā)布了《國家創(chuàng)新指數(shù)報告》，福建師范大學和中國常駐聯(lián)合國代表團科技組聯(lián)合推出了《世界創(chuàng)新競爭力發(fā)展報告》[5]。

國內一些學者對區(qū)域層面的科技創(chuàng)新評估進行了大量研究，崔俊富針對科技領域創(chuàng)造力的評估主要集中在科技創(chuàng)新能力評估[6]，唐炎釗采用區(qū)域科技創(chuàng)新能力模糊綜合評估模型對廣東省科技創(chuàng)新能力進行綜合評估分析[7]，榮飛構建了區(qū)域科技創(chuàng)新能力評估方法并進行了實例研究[8]，楊大楷構建了長江三角洲區(qū)域科技創(chuàng)新能力評估體系[9]，還有學者分別采用層次分析法（AHP）、神經(jīng)網(wǎng)絡（RBF）和主成分分析等方法對區(qū)域科技創(chuàng)新能力進行評估研究[10-11]。一些學者還對具體領域的科學創(chuàng)新評估進行了研究。張靜[12]從農業(yè)科技創(chuàng)新的知識創(chuàng)造能力和科技創(chuàng)新的知識應用能力兩個方面構建了農業(yè)科技創(chuàng)新能力評估的指標體系；王澤宇[13]運用層次分析、綜合指數(shù)法對我國沿海地區(qū)海洋科技創(chuàng)新能力和海洋經(jīng)濟發(fā)展進行了評估；高峰[14]利用科技基礎水平、科技活動投入、科技活動產出、科技轉化能力4個綜合性指標對民航領域的科技創(chuàng)新進行了評估；周建[15]等提出一套覆蓋制造業(yè)企業(yè)全局的量化融合評估體系和評價方法。

國內外學者對科技創(chuàng)新的評估都是圍繞科技創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產出展開的，評估結果是對現(xiàn)狀進行描述和縱向比較，缺乏對創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)的評估，對科技創(chuàng)新鏈上的資源配置參考價值不大。本文根據(jù)科技創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)產出建立科技領域全創(chuàng)新鏈評估模型，對基礎研究、應用研究、產業(yè)化特重要環(huán)節(jié)分別進行評價，最后基于創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)競爭力提出資源配置的建議。

2 評估的模型、指標與方法

科技創(chuàng)新發(fā)展一般遵循“基礎研究—應用研究—產業(yè)技術—產品及商業(yè)化”的演化發(fā)展鏈條。創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)具有不同的產出與價值形式，基礎研究發(fā)現(xiàn)新的理論、規(guī)劃，形成論文和專著等知識；應用研究形成技術專利、專有技術等形式的創(chuàng)新，產業(yè)技術研究形成生產工藝、試制產品等價值形式，最終技術的產品化和商品化通過市場化應用產生經(jīng)濟價值和社會價值。從創(chuàng)新發(fā)展演化鏈各環(huán)節(jié)產出的計算和分析，可以評估該重點領域的科技創(chuàng)造力、影響力，技術創(chuàng)新力及影響力，產業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ吲c條件保障力等內容。據(jù)此建立的科技領域全創(chuàng)新鏈評估模型，如圖1所示。

圖1 科技領域全創(chuàng)新鏈評估模型

根據(jù)價值的表現(xiàn)形式，領域創(chuàng)新力評估的指標包括5個一級指標、15個二級指標，如表1所示。其中，科學創(chuàng)造力包括科學論文創(chuàng)造的數(shù)量、科學網(wǎng)絡的中心性、科學研究的前沿性；技術創(chuàng)新力包括專利技術創(chuàng)新的數(shù)量、專利技術創(chuàng)新的質量、技術市場的潛力；產業(yè)發(fā)展?jié)摿Π▏鴥绕髽I(yè)產業(yè)投入、技術或產品的成熟度、形成的產值；科技影響力包括科學影響力、技術影響力以及國際獎勵情況；政策與條件保障力包括發(fā)展戰(zhàn)略的引導力、政策扶持力度以及經(jīng)費與項目支持力度。

科技創(chuàng)新評估的方法是在指標體系的基礎上，首先利用文獻計量分析方法和信息可視化工具（CiteSpace軟件），繪制研究領域、研究熱點等知識圖譜，研究計算得到的有關數(shù)據(jù)與科學研究宏觀特征的關聯(lián)關系，采集表征科學研究的數(shù)量和指量指標數(shù)據(jù)。其次應用專利分析法、TDA、CiteSpace和Excel等方法和工具，對創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)進行分析，獲取量化指標數(shù)據(jù)。再次利用產業(yè)與政策分析輔助工具快速采集國家部門、地方政府、企業(yè)、科研院所以及論文、專利庫的相關信息資料，形成有關政策支持、項目部署、成果應用、產品銷售等結構化的數(shù)據(jù)資料。然后采用綜合評估算法（Topsis算法）對領域創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)的科技創(chuàng)新情況進行綜合評估。最后邀請重點領域的多名專家，對領域分類與關鍵技術、評估指標的科學性等議題進行咨詢，對我國該重點領域的科技創(chuàng)新情況進行評議，并對排名評估的合理性進行判斷，研討我國本領域科技創(chuàng)新中存在的不足，并對優(yōu)化創(chuàng)新資源配置提出合理化建議。

表1 領域創(chuàng)新評估的指標體系

3 案例分析

現(xiàn)以評估世界主要國家石墨烯材料的創(chuàng)新競爭力為例，來檢驗本研究提出的評估體系。

（1）石墨烯科學創(chuàng)造力

據(jù)論文檢索和統(tǒng)計，在石墨烯領域有70個國家發(fā)表了相關論文，其中主要包括中國、美國、韓國、日本、德國、印度、新加坡、英國、法國、西班牙等。通過CiteSpace軟件，對主要國家發(fā)表石墨烯論文的引用頻率、中心性和前沿性進行研究和采集數(shù)據(jù)。其中，引用頻率是指一個國家在該領域發(fā)表論文的共被引總數(shù)?？茖W創(chuàng)造前沿性是指知識圖譜中長時間研究的熱點，當某項技術長時間持續(xù)被同領域專家和學者廣泛關注和應用，將產生新的研究成果，則該技術成為技術發(fā)展的前沿。中心性是指一個國家發(fā)表的論文在科學知識引用網(wǎng)絡中的中心地位，或者一個研究主題在整個學科領域中的核心位置。各主要國家發(fā)表石墨烯領域科學論文的中心性如圖2所示。其中國家名稱字號的大小表示被引次數(shù)的多少，節(jié)點的大小表示處于科學論文網(wǎng)絡的中心程度。

圖2 石墨烯領域各國論文數(shù)量及中心性

石墨烯領域主要國家科學創(chuàng)新指標的表現(xiàn)如表3所示。中國在發(fā)表論文和被引數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢，穩(wěn)居全球首位；英國在創(chuàng)新的前沿性上居全球第一；德國在創(chuàng)新的中心性上拔得頭籌。采用Topsis（逼近理想點）算法綜合評估石墨烯領域的科學創(chuàng)造力，美國在數(shù)量、中心性和熱點性上均取得了較好的成績，綜合排名全球第一，而德國、英國、中國、西班牙分別處于第二到第五位置。

（2）石墨烯技術創(chuàng)新力

各主要國家的專利技術指標如表4所示。其中，專利數(shù)量指標是一個國家所屬單位在該領域專利申請數(shù)量、有效專利數(shù)量的綜合評價值；專利質量指標是一個國家所屬單位在國外專利申請、PCT專利申請、國外有效專利數(shù)量的綜合評價值；技術市場潛力指標是指在該領域國外專利申請的數(shù)量、比例的綜合評價值。從表4可知，中國在專利技術創(chuàng)新的數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢，美國在技術創(chuàng)新質量和技術市場潛力上均居全球首位。采用Topsis算法綜合評估石墨烯領域的技術創(chuàng)新，美國綜合排名全球第一，中國、韓國、日本分別處于第二、三、四的位置。

（3）產業(yè)發(fā)展?jié)摿?/p>

發(fā)展?jié)摿χ饕侵钙髽I(yè)產業(yè)投資與投入、技術或新產品的成熟度、形成的產值等方面的情況。目前制備的石墨烯已經(jīng)達到了納米石墨烯薄片和石墨烯薄片的級別，但離單層石墨烯還有較遠的距離。各國積極出臺政策，推動石墨烯的產業(yè)化，一些石墨烯概念產品已經(jīng)在市場出現(xiàn)，嚴格意義上的石墨烯離產業(yè)化還有較遠的距離，目前無法采集到產業(yè)化的相關數(shù)據(jù)指標，不作量化計算評價。

（4）科技影響力

在國際上研發(fā)石墨烯材料的主要研究機構有266家，其中科學創(chuàng)造能力前10的科研機構具有很強的影響力。根據(jù)發(fā)表石墨烯論文的被引次數(shù)、創(chuàng)新中心性、研究的前沿性對機構進行綜合排名，處于前10的機構，日本、中國分別有3家，美國有2家，法國和西班牙分別有1家。中國科學院發(fā)表的論文數(shù)量及被引次數(shù)最多，日本大阪大學綜合研究能力最強。石墨烯領域共有240多名科學家發(fā)表了相關論文，排名在前10位的科學家具有很強的影響力。根據(jù)發(fā)表論文的被引次數(shù)、創(chuàng)新中心性和研究的前沿性，對石墨烯領域的科學家進行排名。在綜合排名前10的科學家中，中國有1位（復旦大學的張遠波）；美國有5位；英國有3位；荷蘭有1位。石墨烯領域共有2萬多項專利技術，排名在前10位的技術具有很強的影響力。根據(jù)申請專利的施引專利數(shù)量、技術的熱點性，對石墨烯領域的專利進行排名。在綜合排名前10的專利中，美國有4項、德國、中國分別有2項，日本、韓國分別有1項。

表3 石墨烯領域主要國家科學創(chuàng)造力排名

表4 石墨烯領域主要國家技術創(chuàng)新排名

綜合來說，英國卓越科學家較多，最早發(fā)現(xiàn)了石墨烯的神奇功能，獲得了諾貝爾獎，科技影響力排名第一；美國、中國、日本、韓國分居第二、三、四的位置。其中，美國在科學和技術方面均有好的表現(xiàn)，一流的科研機構和科學家較多、高水平的專利技術申請人和熱點專利的數(shù)量也較多。中國在熱點專利和高水平專利申請機構的數(shù)量較多。

（5）政策與條件保障力評估

英國、德國、美國、日本、韓國、中國、歐盟等國家和地區(qū)出臺了創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施，不斷加強石墨烯技術研發(fā)和產業(yè)化的支持，培育發(fā)展石墨烯產業(yè)的熱忱空前高漲，石墨烯的產業(yè)化應用逐步加快。各國主要支持情況如3圖所示。

4 結論與建議

（1）本研究建立了科技創(chuàng)新鏈評估模型，按5個一級和15個二級指標構建了科學創(chuàng)造力、技術創(chuàng)新力、產業(yè)發(fā)展?jié)摿?、科技影響力、政策與條件保障力的評估指標體系，采用文獻計量分析法和信息可視化方法、專利分析法、產業(yè)與政策分析輔助工具等方法與工具，利用Topsis綜合評估算法對各環(huán)節(jié)的科技創(chuàng)新競爭力進行排名評估。

圖3 主要國家石墨烯領域的投入支持情況

（2）在案例的實證研究中，對世界主要國家石墨烯材料科技創(chuàng)新的競爭力進行了評估。結果顯示：在科學創(chuàng)造力方面，美國綜合排名全球第一；德國、英國、中國分別處于第二、三、四的位置。在產業(yè)發(fā)展?jié)摿Ψ矫妫壳爸苽涞氖┮呀?jīng)達到了納米石墨烯薄片和石墨烯薄片的級別，一些石墨烯概念產品已經(jīng)在市場出現(xiàn)。在科技影響力方面，英國卓越科學家較多，相關研究獲得諾貝爾獎，科技影響力排名第一；美國、中國、日本、韓國分居第二、三、四、五的位置。在政策與條件保障力方面，英國、德國、美國、日本、韓國、中國、歐盟等國家和地區(qū)出臺了創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施，全球培育發(fā)展石墨烯產業(yè)的熱忱空前高漲，石墨烯的產業(yè)化應用逐步加快。我國石墨烯科技和產業(yè)發(fā)展較快，在基礎研究和技術創(chuàng)新上均處于前列，但在評估中發(fā)現(xiàn)有不足之處，對此針對有關資源配置提出以下建議。

一是基礎研究強的高校在專利技術上并不突出。建議各級政府充分發(fā)揮戰(zhàn)略、規(guī)劃、組織和協(xié)調作用，制定石墨烯發(fā)展技術路線圖，加強支持力度。

二是產學研合作成效不明顯。我國石墨烯科研成果集中在大學和研究機構，企業(yè)掌握熱點技術專利不多，成果轉移轉化規(guī)模不大。建議組織優(yōu)勢力量，建立以企業(yè)為主體，產—學—研—用協(xié)同創(chuàng)新體系，制備工藝與應用研究同步推進，實現(xiàn)下游1～2個應用領域的突破。

三是產業(yè)化存在重復建設。我國石墨烯及相關產品的質量不高，全國各地大量投入建設石墨烯產業(yè)園、產業(yè)基地。根據(jù)新材料產業(yè)發(fā)展規(guī)律，石墨烯真正產業(yè)化還需要較長的時間，建議在國家層面上對石墨烯科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展進行統(tǒng)一規(guī)劃，結合各地科技和產業(yè)的現(xiàn)有基礎和發(fā)展需求進行科學布局，防止概念炒作和低水平重復投入。

四是政府對基礎研究和高端人才的投入有待加強。對石墨烯卓越科學家的投入不足，對微電子、半導體替代方面的重大基礎研究投入較少。建議加大投入力度，讓新銳科學家擔起重任，研發(fā)顛覆性、前沿技術，服務于國家經(jīng)濟社會發(fā)展和安全保障的重大需求。

[1] EUROPEAN COMMISSION. European innovation scoreboard 2016[R/OL]. [2017-03-15].http://ec.europa.eu/DocsRoom/documents/17822/.

[2] EUROPEAN COMMISSION. Regional innovation scoreboard 2016[R/OL]. [2017-03-15]. http://ec.europa.eu/DocsRoom/documents/17824.

[3] EUROPEAN COMMISSION. Global innovation index 2016[R/OL]. [2017-03-15]. http://www.wipo.int/edocs/pubdocs/zh/wipo_pub_gii_2016.pdf.

[4] WORLD ECONOMIC FORUM. The global competitiveness report 2013-2014[R]. Geneva, 2013.

[5] 李建平,李敏榕,趙新力.世界創(chuàng)新競爭力發(fā)展報告:2001—2012[M].北京:社會科學文獻出版社, 2013:198-200.

[6] 崔俊富,張烜,陳金偉.中國科技創(chuàng)新能力綜合評估[J].石家莊經(jīng)濟學院學報.2015,38(2):7-12.

[7] 唐炎釗.區(qū)域科技創(chuàng)新能力的模糊綜合評估模型及應用研究:2001年廣東省科技創(chuàng)新能力的綜合分析[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2004(2):37-43.

[8] 榮飛,劉春鳳.區(qū)域科技創(chuàng)新能力評估與態(tài)勢分析[J].河北大學學報,2006(6):48-51.

[9] 楊大楷,馮一體.長江三角洲區(qū)域科技創(chuàng)新能力實證研究[J].上海財經(jīng)大學學報,2008(6):80-90.

[10] 馮岑明,方德英.基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的區(qū)域科技創(chuàng)新能力的綜合評估研究[J]. 科技進步與對策, 2007(10):140-143.

[11] 楊艷萍.區(qū)域科技創(chuàng)新能力的主成分分析與評估[J].技術經(jīng)濟,2007(6):15-20.

[12] 張靜.我國農業(yè)科技創(chuàng)新能力與效率研究[D].楊凌:西北農林科技大學,2013.

[13] 王澤宇,劉鳳朝.我國海洋科技創(chuàng)新能力與海洋經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調性分析[J].科學學與科學技術管理, 2011,32(5):42-47.

[14] 高峰,黨亞茹.民航科技創(chuàng)新評估指標體系的構建[J].科研管理研究,2005(8):35-37.

[15] 周劍,陳杰. 制造業(yè)企業(yè)兩化融合評估指標體系構建[J].計算機集成制造系統(tǒng),2013,19(9):2251-2263.

Demonstrate Research on Evaluation System of Science and Technology Innovation

CHEN Huaxiong1, WANG Jian2, ZHANG Zhaocheng1, WANG Guanjie1
(1. National Center for Science and Technology Evaluation, Beijing 100081; 2. School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, Beijing 100091)

In order to strengthen the guiding role of technology evaluation for science and technology innovation, and to optimize the innovation resources and investment allocation, the evaluation system of science and technology innovation in key areas was established in this paper. Based on the evaluation model of science and technology innovation chain, the evaluation index system including scientific creativity,technological innovation, potential of industrial development, scienti fi c and technological in fl uence, policy and conditions is constructed in it. Evaluation of technological innovation empirically is studied in graphene area,and the innovation of graphene of the major countries is evaluated. The conclusion of the evaluation provides an important basis for the allocation of scienti fi c and technological resources in graphene area.

fi eld evaluation, technological innovation, science and technology plan, allocation of resources

F124.3；G322

A

10.3772/j.issn.1674-1544.2017.03.016

陳華雄（1975—），男，科技部科技評估中心副研究員，主要研究方向：科技評估、科技管理（通訊作者）；王?。?988—），男，北京航空航天大學博士研究生，研究方向：科技評估；張兆成（1980—），男，科技部科技評估中心高級工程師，研究方向：科技評估；王冠杰（1988—），男，科技部科技評估中心助理研究員，研究方向：科技評估。

2017年2月24日。