我國足球鞋發明專利的專利引文網絡拓撲屬性研究

明 宇，司虎克

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我國足球鞋發明專利的專利引文網絡拓撲屬性研究

明 宇1，司虎克2

通過Orbit.com網站對2004—2013年中華人民共和國國家知識產權局授權的足球鞋發明專利的專利引文進行檢索，運用社會網絡分析原理對專利引文的網絡拓撲屬性進行分析。研究認為，我國足球鞋發明專利前期積累匱乏，現階段足球鞋發明專利的技術含量較低；技術擴散及融合、技術轉移、技術影響力與被影響力反映了專利引文網絡中的核心技術、交叉研究的熱點技術、技術節點在網絡中的整體影響程度；獨立的技術集群、局部聚類、奇異值分解法體現了網絡中技術會聚以及技術多元化分析，反映了前期足球鞋發明專利的技術板塊、不同技術交叉應用、技術傳播速度狀況。

足球鞋；發明專利；專利引文；網絡；國際專利分類號

2008年北京奧運會組織委員會市場開發部副部長、前中國體育用品聯合會副主席兼秘書長許增武認為，中國運動品牌生產企業與國外企業的差距，主要輸在科技含量和品牌影響力上。我國在足球鞋領域的技術創新能力還不強，必須盡最大努力去學習、模仿、消化吸收外資先進技術，不斷提高技術水平，才能避免在激烈市場競爭中被淘汰的命運。自2008年Sternitzke等指出，“社會網絡學(SNA)引入專利分析領域伊始，其應用前景必然廣闊，結合社會網絡學的專利分析已成為國內、外專利情報研究的一個熱點，并取得了不小的進展[12]”?！皩＠木W絡是專利引用網絡研究的主體，可以用于研究不同學科主題之間的跨學科引用網絡或學科內部的引用網絡，包括隨著時間發展的演進網絡或知識流網絡[1]?！?/p>

本研究以2004-2013年在中華人民共和國國家知識產權局授權的足球鞋發明專利的專利引文為研究對象，運用社會網絡學理論，從技術層面對我國授權足球鞋發明專利的技術擴散及融合，獨立的技術集群和局部聚類、知識傳播速度、技術影響力與被影響力等方面進行探究。

1 數據來源

本研究獲取數據的步驟：1)通過中華人民共和國國家知識產權局官方網站，進入中國專利公布公告，按以下程序進行檢索獲取足球鞋授權發明專利15項：專利類型只留發明授權(其他勾除)——排序方式選擇公布公告日——日期選擇2004,01,01～2013,12,31——分類號中選擇足球鞋的國際專利分類號(A43B5/02)。對這15項專利內容進行甄別，以確定與足球鞋專利研究相關的項目。2)進入Orbit.com網站——點擊檢索——在檢索式中選擇引證檢索并依次輸入15項專利授權的專利號，篩選欄中選擇有效，最終獲取15項授權專利的212項有效專利引文作為本研究樣本。

2 我國足球鞋發明專利引文現狀

專利引文分析，即利用各種數學與統計學的方法及比較、歸納、抽象、概括等，對專利文獻引用應用參考文獻的現象進行分析研究，揭示其數量特征和內在規律，并據此進行技術發展趨勢的評價及預測[7]。由于發明專利是技術創新的主要專利類型，所以，專利引文分析的研究重點應放在發明專利上[10]。2004-2013年，我國企業(個人)在中華人民共和國國家知識產權局獲得2項足球鞋發明專項授權，占整個授權的13.33%。通過詞頻分析，授權足球鞋發明專利的212項專利引文由13個國家(地區)的專利權人所擁有，其中，美國企業、組織和個人的引文項數占總項數的66.04%，排在前10位的國家(地區)引文項數和占總項數的96.71%(表1)。在專利引文的專利權人中沒有中國企業、組織及個人。專利是技術創新的產物，專利申請和授權的多少表明一個國家技術創新能力的強弱[10]。從國家(地區)層面來看，我國足球鞋發明專利的研發能力還很薄弱。從技術創新的連續性和繼承性的特點來看，我國足球鞋發明專利研發處于技術引進階段，其引進路徑主要是以美國為主的發達國家。

表 1 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利引文的專利權人所屬國(前10名)一覽表Table 1 The Country of the Patent Citation Right of the Football Shoes Invention Patent in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013 (Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

從專利權人來分析，專利引文最多的前5位專利權人是世界知名的體育用品生產企業。Timberland是全球知名的戶外運動休閑品牌；PABLOSKY則是西班牙最大的童鞋生產企業(表2)?！叭绻粋€公司的專利被其他許多公司引用，該公司必然處在這一行業的中心位置，如果沒有哪個公司明顯地處于中心位置，那么就說明該項技術不被任何公司所控制[8]?！逼髽I是技術創新的主體，前期專利引用越多，說明足球鞋發明專利研發中的技術積淀越厚，其前期專利可以作為技術創新中創新技術、創新產品、創新工藝的核心內容和基礎。國外知名企業在開發足球鞋的過程中，除了宣傳還注重依靠產品本身的科技性和功能性來引導消費，我國企業在注重宣傳的同時對產品中的科技含量重視不夠。李寧、安踏等國內體育品牌可謂家喻戶曉，并具有一定的世界知名度，但由于技術創新能力有限，產品在技術含量上與NIKE、adidas等國際知名品牌存在一定的差距。

表 2 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利專利引文的專利權人(前7名)一覽表Table 2 The Patent Citation Owner of the Football Shoes Invention Patent in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013 (Top 7)

注：因被引專利2次的專利權人7個，限于篇幅原因本研究只列出3次以上的專利權人。數據來源：Orbit.com網站。

3 引用專利技術的網絡拓撲屬性研究

運用Ucinet 6.0統計軟件，針對2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文進行IPC網絡拓撲屬性研究，可以從技術層面了解現階段我國足球鞋發明專利研發領域的技術擴散及融合程度、獨立技術集群及局部聚類傾向、知識傳播速度、技術的影響及被影響程度等情況。

3.1 引用專利的技術擴散及融合程度

點A的度數中心度就是，與點A直接相連的其他點的個數[4]。通過點的入度中心度和出度中心度，可以反映引用專利中IPC的技術擴散及融合程度。

3.1.1 引用專利的技術擴散程度

入度中心度(Indegree centrality)是其他節點承認對某一節點有關系的數量總和[5]?！皠撔率侵感录夹g、新發明在生產中的首次應用，或是引進一種生產要素或生產條件的新組合，或是在生產體系中建立一種新的生產函數或供應函數[3]?！北狙芯康?12項專利引文涉及國際專利分類標準中除固定建筑外其他7個部的732項IPC，引用頻次3 641次。一項技術的入度中心度越高，說明該技術與其他不同技術形成的技術組合越多，在群體中擴散程度越高。2004-2013年在中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡中，入度中心度最高的IPC主要集中在橡膠制鞋；鞋底的材料、形狀結構、拼合設計、彈性設計、內底設計；鞋幫設計及鞋的成型技術5個技術領域(表3)。足球鞋發明專利的研發是由技術創新能力和市場需求兩個因素決定的，專利引文網絡的技術擴散程度反映了該技術的成熟度，同時，隱射出市場對該技術的需求程度，入度中心度高的IPC是專利引文網絡中的核心技術。同期，我國企業(個人)被授權足球鞋專利僅涉及材料、鞋底與鞋面一體成型技術，為提高射門效果及保護腳在足球鞋材料及結構方面的設計。為提升我國足球鞋品牌與世界知名品牌的競爭力，須通過引進與自主開發，建立高績效團隊及技術聯盟等措施加快足球鞋核心技術的研究與開發。

表 3 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的技術擴散程度(前10名)一覽表Table3 Technical Diffusion of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013(Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

3.1.2 引用專利的技術融合程度

出度中心度(Outdegree centrality)是一個節點承認對外關系數量的總和[5]。成員的出度中心度越高，說明其在群體中的活躍度和外向性也越高。足球鞋發明專利依場地、適用人群、生產工藝流程及方法、生產的器械設備等不同，在專利研發中尋求的技術支持也不盡相同。專利引文網絡中出度中心度越高的技術，尋求的外部技術支持就越多，在足球鞋技術創新領域的空間越大。2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡中，出度中心度最高的IPC主要集中在足球鞋的鞋底材料、結構形狀、防滑及耐磨；鞋幫及其他單個鞋部件設計；鞋釘設計等5個領域(表4)。為適應市場多樣化需求及消費者對足球鞋品質越來越高的要求，足球鞋專利研發在材料、相關組成部件及結構等主要研究領域尋求與其他技術融合的需求較多。2004-2013年，我國企業(個人)被授權的2項足球鞋發明專利僅涉及足球鞋的材料成型技術(B29D31/502、B29D31/50、B29C45/00、B29C45/14)，研究頻次均為1次。我國在企業資源和技術創新中尋求其他技術支持的能力不足，難以實現足球鞋專利研發中的技術突破。技術引進和企業原有技術融合，是實現我國足球鞋生產工藝改進和產品功能創新的有效途徑。

表 4 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的技術融合程度(前10名)一覽表Table 4 Technology Integration of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013(Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

3.2 引用專利的獨立技術集群和局部聚類傾向

當網絡中某些行動者之間的關系特別緊密，以至于結合成一個次級團體時，這樣的團體在社會網絡分析中被稱為凝聚子群(Component size)[9]。專利研發目標的不同，形成了足球鞋發明專利中被引專利IPC的不同技術集群。通過集群分析可以了解被引專利中不同的技術組合。

3.2.1 專利引文網絡的獨立技術集群

“多數社會網絡都會表現出群落或派系的特點。派系即網絡的節點組中有密集的關聯邊，而組與組之間的連接程度很低，僅有很少的邊相連[6]”。異質性知識的融入是技術創新可持續發展的動力。對足球鞋發明專利專利引文的IPC網絡結構的組件規模分析可以看出，足球鞋鞋底、鞋釘、鞋幫等較為成熟的技術形成了聯系緊密的技術集群。這個技術集群規模上的絕對優勢，在引用專利的技術網絡結構中占主導地位。與此同時，部分化學、電學的19項IPC游離于引用專利技術主要技術集群的網絡結構之外，形成了4個小的獨立技術集群(表5)。隨著足球鞋技術創新的快速發展和深入，新、舊技術范式更替加快是足球鞋技術創新的必然趨勢。新技術在足球鞋技術創新的融入不可能一蹴而就，其發展要經歷從無到有，從外圍到核心的發展過程。通過對引用專利的反饋查詢，這19項技術在足球鞋專利研發領域應用還不廣泛，第2、3、4、5獨立技術集群IPC數量少，引用頻次上均為1次，但這些技術為足球鞋專利研發中的橡膠制鞋、鞋跟、鞋幫及鞋的保健衛生等領域提供了新技術。技術創新的新穎性、先進性促成了不同技術板塊在足球鞋發明專利研發中的不斷生成壯大，一旦這些板塊技術成熟則可能對足球鞋技術創新產生深遠的影響。2004-2013年，我國企業(個人)僅被授權2項足球鞋發明專利，IPC應用的數量和頻次較低，難以形成獨具特色的技術創新集群?，F階段我國足球鞋發明專利是以模仿為主的技術創新模式，通過這種持續性技術創新趕超世界發達國家足球鞋技術創新水平的可能性越來越小。只有運用突破性技術創新，拋棄原有持續性技術創新的發展軌道，另辟蹊徑，從新的角度、軌道對原有持續性技術進行替代，才能實現足球鞋技術創新的技術跨越。

表 5 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的獨立技術集群一覽表Table 5 Independent Technology Cluster of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013

注：由于第一獨立集群IPC數量較多，限于篇幅原因在表中未顯現。數據來源：Orbit.com網站。

3.2.2 專利形成局部聚類的傾向

“Concor 法是以相關為基礎發展出來的方法[2]?！崩肅oncor法對被引專利網絡IPC進行相似性分析，確定網絡中IPC之間的關系，確定專利形成局部聚類的傾向。從引用專利IPC形成的局部聚類分析可以看出，鞋類特征及部件、鞋類的緊固物或附件、制鞋器具、足球鞋的成型技術及插入件等主要集中在1～5集群；第6集群主要體現了鞋的減震保護功能；7～8集群主要是材料、涂層及測試等領域研究(表6)。足球鞋發明專利研發目標的多樣性形成了專利引文網絡結構中不同技術融合的不均衡性。從技術創新的范圍而言，運用不同技術的數量越多，說明該領域研究的面越廣；從技術創新的深度而言，技術間的異質性越大，其技術創新程度就越高?，F階段我國足球鞋發明專利尚未完成“量”的積累，足球鞋發明專利的研發廣度和深度均不夠，通過專利引文網絡不同技術的局部類聚分析，可以為我國在足球鞋專利研發中尋求新的創新點。

表 6 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的局部聚類一覽表Table 6 Local Clustering of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013

數據來源：Orbit.com網站。

3.3 知識傳播速度

奇異值分解法(SVD)是一種不同于常規的因子分析和主成分分析的方法[4]。通過SVD分析二維圖可以直觀的看出不同IPC專利引文網絡中的分布狀況。平均路徑長度和直徑衡量的是網絡的傳輸性能與效率。因此，在SVD分析二維圖中，知識傳播速度取決于IPC聚類的多少及IPC之間的距離兩個方面。從第1維度(橫軸)可以看出，我國專利引文中IPC應用范圍還是相對集中的，基本上處于正數區域內；從第2維度(縱軸)則可以發現，我國專利引文中IPC形成了明顯的集群，各集群內部聯系緊密，IPC之間的知識傳播速度較快，反之，縱向距離越長知識傳播速度越慢(圖1)。需要指出的是，圖1中間最右側的橡膠制鞋(A43B1/10)、鞋底的結構形狀(A43B13/14)、鞋幫設計(A43B23/02)在第2維度上的“橋梁”作用，是構成專利引文網絡中知識傳播的重要路徑。技術擴散動力系統中技術擴散的時空交互作用越多，現有技術信息、人員、物質等的流動越多，對現有技術的開發利用程度越高，技術生命周期越長。

我國運動鞋發明專利技術應用范圍有限、專利研發組織結構尚不完善，對現有內部技術的開發利用效率不高，獲取外部知識的渠道不暢。在技術新、舊范式更替不斷加快的形勢下，專利研發中知識傳播速度慢的問題制約了我國足球鞋專利研發效率。

3.4 技術轉移程度

中介中心度是對一個節點在多大程度上位于網絡中其他點對的“中間”的測度，是某一節點出現在網絡中任意2個節點最短路徑上的能力，它也可以被看作是網絡彈性(部分頂點被刪除下的彈性)的一種度量[6]。2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡中，中介中心度最高的IPC主要集中在鞋底的結構特征、多層不同材料的鞋底、彈性鞋底、彈性鞋跟設計；鞋釘設計；橡膠制鞋；足球鞋；鞋幫及可折疊或可變換的鞋6個方面(表7)。足球鞋專利研發涉及運動生物力學、運動物理學、材料學等多學科的交叉應用，知識異質性越高就越難融合，其技術轉移難度越大。中介中心度較高的IPC是專利引文網絡中不同技術轉移的“橋梁”，缺乏這些“橋梁”不僅會影響到單一技術轉移，甚至會影響到不同技術板塊之間的技術轉移。2004-2013年我國企業(個人)被授權的2項足球鞋發明專利中5項IPC以強連接形式存在，應用的數量和頻次較低，其研究范圍窄，技術轉移十分有限。技術轉移程度高的IPC反映出不同技術交叉應用的熱點，其應用范圍、頻次分析有助于我國避免出現足球鞋技術創新中技術應用同質性過高的問題。

表 7 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的技術轉移程度(前10)一覽表Table 7 Technology Transfer of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013 (Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

3.5 技術影響力與被影響力

親近中心性是以距離為概念來計算一個節點的中心程度，與別人越近者中心性越高，與別人相距遠者中心性低[5]?？疾煲粋€IPC傳播信息時不靠其他IPC的程度，當IPC越是離其他IPC接近，則在傳播信息的過程中越是不依賴其他IPC。

入臨近中心度(inCloseness centrality)反映了專利引文網絡中的技術影響力。從專利引文的IPC分析可以發現，引文網絡結構中親近中心性高的技術主要集中在橡膠制鞋；鞋底的結構特征、多層不同材料、彈性鞋底、彈性鞋跟、拼合鞋底；鞋幫；可調整長度或大小的鞋；用成型技術生產其零件；帶支撐腳部位的鞋(表8)。親近中心性高的技術在專利引文網絡中的重要地位，是現階段我國足球鞋專利研發所依賴的技術基礎領域。這些技術是專利引文網絡的“源”點，其他技術是專利引文網絡的“匯”點?！霸础秉c反映了專利引文的主導技術，是其他“匯”點在足球鞋發明專利的專利引文中技術擴散的主要動力來源。2004-2013年我國企業(個人)在中華人民共和國國家知識產權局授權2項足球鞋發明專利，在專利引文網絡結構中的IPC項僅占0.68%，我國足球鞋發明專利研發中缺乏基礎領域及核心技術的支撐，其持續性技術創新只能是簡單的模仿，在突破性技術創新中則難以找到新的技術窗口。同時，基礎研究不足形成的技術應用面窄、轉型慢等問題降低了我國足球鞋技術創新抗御市場風險的能力。

出臨近中心度(Outcloseness centrality)反映了專利引文網絡中的技術被影響力。在足球鞋專利主導技術清晰化后，其他技術對核心技術反哺功能使得核心技術在該領域的研發往更深層次發展。足球鞋專利引文網絡結構中出臨近中心度最大的IPC是足球鞋；橡膠制鞋；鞋底的結構特征、鞋底材料、防滑、多層不同材料；鞋幫；足球鞋或類似鞋用的平頭釘；鞋的多層的部件設計(表9)。任何專利發明都是對于該領域技術的改良發展，IPC的技術被影響力與IPC的影響力密切相關，但是又不完全等同于技術影響力，一項技術的技術被影響力反映了該技術的技術創新程度。通過足球鞋發明專利引文網絡中IPC技術被影響力分析，可以了解前期足球鞋發明專利研發行為的結果，進而可以了解同期和未來足球鞋發明專利在技術領域的發展趨勢。我國足球鞋發明專利研發范圍和深度都十分有限，不能對現有技術施加有效的改良效應，單純模仿的技術創新模式難以在技術創新中實現重大突破。

表 8 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的技術影響力(前10)一覽表Table 8 Technical Influence of the Football Shoes Invention Patent Citation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013 (Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

表 9 2004-2013年中華人民共和國國家知識產權局授權足球鞋發明專利的專利引文網絡的技術被影響力(前10)一覽表Table 9 Technology be Influenced of the Football Shoes Invention PatentCitation Network in the SIPO of P.R.C between the 2004-2013(Top 10)

數據來源：Orbit.com網站。

4 我國足球鞋發明專利突破性技術預警和技術預測

突破性技術創新常導致習慣于持續性技術創新模式思維的企業家陷入困境，而技術落后的企業卻可能因此獲得與技術相對領先的企業在同一起跑線上競爭甚至超越它們的機會[11]?，F階段我國足球鞋發明專利的專利引文網絡分析為我國足球鞋發明專利研發提供了前期積累。

4.1 我國足球鞋發明專利突破性技術預警

我國在足球鞋發明專利的研發能力還不高，通過突破性技術可以促成我國在足球鞋技術創新占領新的制高點?，F代技術的飛速發展，足球鞋專利研發中的突破性技術不再禁錮于重大技術領域和方向的開拓，而是越來越多的涉及到足球鞋研發技術領域的不斷細化和不同技術領域的交叉融合。一方面，人類所占資源的有限性難以滿足技術創新領域的廣泛性，必然會留下許多需要進一步創新的空白點；另一方面，不同技術融合的領域越來越寬泛。在這種情況下，足球鞋突破性技術創新朝著越來越多、越來越頻繁的方向發展。

4.2 我國足球鞋發明專利的技術預測

技術預測是指在具體的框架范圍內分析技術發展的條件和潛力，它是對技術的現狀和發展進行持續的觀察研究，從而初步確定技術的未來應用領域和前景，評估其潛能[13]。從單個節點(IPC)在專利引文網絡中的度數中心度、親近中心度等網絡指標反映了單個IPC在引網絡文中的地位和作用；在技術交叉應用方面技術集群、局部聚類、奇異值分解法為前期研究中不同技術的融合狀況及知識傳播速度進行分析。

5 結論

我國足球鞋發明專利研發的前期積累匱乏，現階段專利研發的技術應用面窄、缺乏深度，足球鞋技術創新能力還相當薄弱。足球鞋發明專利的引文網絡以鞋的基本屬性為核心，專利引文涉及領域研究廣泛，足球鞋發明專利前期研究的重點在于鞋底、鞋幫、支撐腳部位的設計、足球鞋成型技術等方面，其工藝涵蓋了不同材料在足球鞋專利研發中的應用狀況，對于其他相關學科與足球鞋專利研發的交融也有了較為深刻的研究。在網絡結構分析中對足球鞋技術會聚、技術融合以及技術多元化分析反映出，我國足球鞋技術創新能力不足，創新模式如果始終定位于傳統的持續性創新，難以實現技術上的重大突破。專利引文網絡拓撲屬性研究在體現技術創新連續性和繼承性的基礎上，對專利引文信息與技術行為、技術特征之間的多種對應關系的探討，為我國足球鞋發明專利今后實施突破性技術預警和技術預測提供信息。

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The Study of Citation Network Topological Properties of China's Football Shoes Invention Patent

MING Yu1,SI Hu-ke2

Through the Orbit.com to retrieval the football shoes invention patent citation of the application for the People's Republic of China intellectual property office from 2004 to 2013 years,using the principle of the social network to analyze the patent citation network topological properties.The result shows that the China's football shoes invention patent accumulation is lack in the early period,technology content of football shoes invention patent is low at the present stage,technology diffusion and fusion,technology transformation,technology influence and influenced reflects the core technology,hotspot technology of crossover study,the overall impact of technology node in the network;independent technology cluster,part clustering,Singular value decomposition method reflected the technology convergence and diversity analysis in the network,reflects the early technology sector,different cross application of technology and technical propagation velocity of football shoes invention patent.

footballshoes;inventionpatent;patentcitation;network;internationalpatentclassification

2014-04-28；

2015-07-10

國家社會科學基金資助項目(14BTY034)。

明宇(1969-)，男，湖北陽新人，教授，博士，主要研究方向為體育教育與訓練學，Tel：(0791)88315998，E-mail:my8315998@163.com；司虎克(1955-)，男，教授，博士，博士研究生導師，主要研究方向為體育教育與訓練學 ，E-mail:sihuke1955@163.com。

1.南昌大學，江西 南昌 330031，2.上海體育學院，上海 200438 1.Nanchang University，Nanchang 330029，China；2.Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China.

1002-9826(2015)05-0138-07

10.16470/j.csst.201505020

G80-05

A