發佈日期:2016-06-06

從學術論文發表情形看產業之科技基礎動能

作者:洪文琪

科學計量文獻分析產業科技基礎動能產學間共同發表Bibliometric analysisfundamental capacity in S&T for industryacademy-industry co-publication

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一、簡介

學術研究可以提供企業界互補性資源,為現有的應用研究發掘潛在的新方向,並利用學術研究上的規模經濟,減少企業的探索成本,並協助掌握全球技術創新的最新方向。由於知識流動難以觀察,加之以衡量科學產出及產業研發的體系架構不同,目前並沒有一套系統性的方法觀察基礎科學研究對於產業研發的助益。學術期刊的論文發表以及專利資訊為記錄學術研究與產業研發最重要的載具,也成為觀察科學技術互動的來源,近年來歐盟發展了科學期刊與產業的分類連結,本文採用其分類結果作為分析的基礎,並利用此研究方法定義了每個產業分類對應的基礎學術知識,而將對應到各產業的論文,稱為產業相關論文,藉此來了解產業研發的科學基礎動能。

為建立產業與學術分類間的連結,Science-Metrix藉由NACE產業分類與學術期刊之間的對應,定義了每個產業分類對應的基礎學術知識。其分類對應建立的基礎一為各產業中的企業發表文章的期刊及學科歸屬,一為各產業中企業所倚賴的知識來源。建立產業與學術分類間的連結的第一步,是找出每個產業裡的成員(即企業),其發表的學術文章所屬的期刊及領域別。第二步則是從論文書目資料中找出是否有漏網之魚。其進行步驟為從論文書目資料的作者所屬機構(affiliation)欄位中找出機構為企業者。尋找的方式為利用企業相關的關鍵字(例如AGCorpIncLtdPlcPte以及LLC)等找出企業發表論文。第三步為利用文獻統計的方式,計算出各學術領域與產業分類之間的對應強度(Campbell et al., 2013)。此處計算兩種指標,包括了次領域依存指數(Subfield Affinity Index)以及集中性指數(Specialization Index),前者計算了一產業中的廠商文章發表所引用的知識所屬學術領域(或期刊),以及一學術領域之知識被那些產業的廠商所引用。後者計算了一產業中的廠商其發表在某學術領域的比重,相較於該產業廠商發表於在各學術領域比重的平均。這兩個指標大於1時,代表一產業與一學術領域之間有較強的連結關係,依此定義出所謂的產業相關論文以及每個產業相關的學術論文。表1整理了本研究所採用的指標。這些指標依次呈現了產業相關的學術研究的規模、及在各類別的分布情形。而在了解論文的量之後,也就其品質進行討論,本文以學術影響力相關指標來描繪一國產業相關的學術研究在後續被引用情形。最後,並從產學共同合作發表來了解產業和學界在研發上的互動情形。表2則整理了本研究的領域分類及各領域的包含範圍,該分類乃參考Country and Regional Scientific Production Profiles研究,以NACE之分類為基礎,將與學界研發較有關係的產業列出。

表1 本研究使用指標之說明

指標名稱說明
學術研究產量相關指標論文發表量
論文發表量通常用以描述一國的產量規模大小。
論文發表量相對全球百分比
此指標則用以了解一國在一領域的相對規模。
論文集中度指標本指標係用來衡量一個國家的研究屬性,藉以了解一國家於各領域的活躍程度。此指數計算了一國家發表在某學術領域的比重,相較於各國發表於在該學術領域比重的平均。換句話來說,若一國家發表於一學術領域的集中性較高,其發表在該學術領域的比重將會超過各國在該領域的平均值。
學術研究影響力相關指標相對影響力
通常用被引用次數來描述一論文的學術影響,界定一篇文章被引用次數是高或低時乃依各論文所屬領域及年份找出國際同一領域、年份以及引用區間之全球平均,再進行比較。該指標以1為基準,大於1則表示分析對象的被引用情形高於全球平均,小於1則表示分析對象的被引用情形尚未達全球平均。
前10%高被引用論文比重
前10%高被引用論文比重意指將一定時間區間內各領域全球論文依照被引用次數高低由高至低降冪排列,再取前10%的論文,稱為高被引用論文。本研究之高被引用論文比重,乃是將各國的高被引用論文數,除以該國於該領域的論文發表數。
前10%高影響力期刊比重
將論文依其所屬的期刊領域分類,於同一領域下,將期刊依影響係數由高至低排列,取前10%。若論文發表在前端區段,表示論文發表於高影響力的期刊,也通常有較佳的品質。
產學交流國內產業界與國內學界共同發表強度
本指標係用來衡量一國的論文發表中,屬於國內產業界與國內學術界合作發表的比例。其計算方式是從論文的發表機構中找出至少有一機構是國內學界,及至少有一機構是國內產業界所共同發表的論文,再統計有此特徵的論文佔所有論文之比重。
國外產業界與國內學界共同發表強度
本指標係用來衡量一國的論文發表中,屬於國外產業界與國內學術界合作發表的比例。其計算方式是從論文的發表機構中找出至少有一機構是國內學界,及至少有一機構是國外產業界所共同發表的論文,再統計有此特徵的論文佔所有論文之比重。

表2 領域說明

產業分類定義
化學(基本化學, 油漆, 膠等)產業包括了食品飲料製造(Manufacture of food products and beverages)包括肉品製造、加工及保存;水果蔬菜加工及保存;油脂,乳製品製造;酒類飲品等地製造加工,以及食物、飲料及煙草加工用機械製造(Manufacture of machinery for food, beverage and tobacco processing)。
引擎設備產業引擎及車輛用電氣設備製造(Manufacture of electrical equipment for engines and vehicles )。
汽車產業車輛製造產業。
武器和彈藥武器、炸藥及軍火製造(Manufacture of weapons and ammunition)。
非金屬礦物製品產業包括玻璃,陶瓷,石板,水泥,石灰石膏,以及建築用材料製造。
食品飲料業
包括了肉品製造、加工及保存(Manufacture of food products and beverages)、水果蔬菜加工及保存;油脂,乳製品製造;酒類飲品製造加工,以及食物、飲料及煙草加工用機械製造。
家電用品產業家用電器製造(Manufacture of electric domestic appliances and Manufacture of non-electric domestic appliances)
真空管及其他電子零件之製造包括真空管及其他電子零件之製(Manufacture of electronic valves and tubes and other electronic components)。
紡織產業包括了紡織品的製備(Manufacture of textiles and textile products)其中有各種材質紡織品的製備及抽紗;各種材質紡織品的編織;紡織品完成品的製造;以及紡織品、服裝、皮革加工用機械製造(Manufacture of machinery for textile, apparel and leather production)和紡織品批發(Wholesale of textile)以及紡織品零售(Retail sale of textiles)。
航空產業飛行器及太空船之製造。
通用機械設備製造產業引擎及渦輪機製造(飛機、車輛及循環引擎除外)(Manufacture of machinery for the production and use of mechanical power, except aircraft, vehicle and cycle engines);泵浦及壓縮機製造;塞栓及閥製造;軸承、齒輪、齒輪裝置及傳動裝置製造;火爐及火爐燃燒製造;鍋爐、非家用冷凍及換氣設備製造以及機械工具製造。
通訊產業電信業及通訊產品的製造。
量測儀器產業測量、檢查、試驗及航行用儀器製造以及工業用自動控制設備製造。
塑料製品產業塑膠板、布、管產品製造(Manufacture of plastic plates, sheets, tubes and profiles)、塑膠包裝產品製造(Manufacture of plastic packing goods)、建築用塑膠產品製造(Manufacture of builders' ware of plastic),以及其他塑膠產品製造(Manufacture of other plastic products)
照明設備產業包括照明設備及電燈泡製造(Manufacture of lighting equipment and electric lamps)。
資料儲存媒體複製業包括了影音電腦媒體儲存紀錄、照相用的化學原料製造(Manufacture of photographic chemical material),以及非紀錄性媒體之製造。
農機設備製造產業農業用牽引機製造以及其他農用及林用機械製造。
電力配電及蓄電池產業
包括輸電盤、配電盤製造、絕緣電線及電纜製造,以及蓄電池及電池製造。
電動發電機產業包括電動馬達、發電機及變壓器製造。
電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業
包括無線電話、有線電話、有線電報機製造(Manufacture of television and radio transmitters and apparatus for line telephony )以及電視、收音機、錄音機製造(Manufacture of television and radio receivers, sound or video recording or reproducing apparatus and associated goods)。
辦公室機器及電腦產業包括了辦公室機器及電腦硬體,以及電腦相關軟體服務業。
醫療設備產業包括內科、外科及整形外科用器具製造(Manufacture of medical and surgical equipment and orthopaedic appliances)。
製藥產業製藥以及造藥用化學品製作(Manufacture of pharmaceuticals, medicinal chemicals)。

二、台灣與各國之總體分析

本文根據上述方法,使用SCI以及SSCI資料庫,找出各產業類別相關的學術期刊論文,若論文與產業發展相關,則該學術論文歸類為「產業相關論文」,反之,則為「純學術論文」。從圖1可知,一般說來,歐美國家的產業相關論文比重普遍較低,如荷蘭、瑞士以及英國,僅約15%,加拿大、德國以及美國略高,約有17%至18%。亞洲國家的產業相關論文比重普遍較高,台灣以及韓國,已經達到了三成以上,新加坡、日本、中國以及印度亦接近25%,僅以色列的比重較低。

圖1各國產業相關論文發表比重 (2009-2013)

接著就近五年產業相關論文本身來分析,最主要的發表國家為美國,佔了全球發表量的16%,其次為中國大陸,佔了全球發表量的12%,再其次依序為日本、德國、法國以及英國。台灣佔了總發表量的2.5%。

圖2全球產業相關論文各國所佔比重 (2009-2013)

圖3將每一個國家的論文發為兩類,一類是產業相關論文,一類是純學術論文,以探討各國兩類論文的影響力分布。所謂純學術論文,為一國所有的論文扣除產業相關論文部分。圖3顯示了各國純學術論文之相對學術影響力(X軸)以及產業相關論文相對影響力(Y軸)之分布。就純學術論文而言,瑞士、荷蘭的論文影響力是最高的,已經顯著地超越了世界平均,次高的是其他歐美國家,如美國、英國、德國、法國,以及英國等,亞洲的新加坡以及以色列亦歸屬於此群。後進的亞洲國家大多落於第三群,其論文影響力已接近世界水準但尚未超過。印度,巴西則位於第四群,論文影響力離世界平均水準較遠。

再就產業相關論文相對影響力分析,則發現先進國家與後進國家的差距較小,大多數高相對影響力的歐美國家其純學術論文的相對影響力皆高於產業相關論文相對影響力,從圖上觀察這些國家的位置位於對角線以下。如瑞士、荷蘭、美國、英國、德國、法國等皆有此情形。亞洲國家中則相反,台灣及中國大陸的產業相關論文相對影響力高於整體影響力。

圖3各國論文影響力分布 (2009-2013)

三、台灣在各領域的表現

由表3可知,台灣在辦公室機器與電腦,以及真空管及其他電子零件之製造,無論在論文發表量相對全球百分比以及集中度皆非常高,是台灣產業相關論文主要發表之領域。除此之外,台灣集中度高於全球平均較顯著的領域尚有通用機械設備製造產業以及汽車產業,這些領域可說是台灣研究能量相較於全球而言較豐富的領域。

表3: 台灣各產業相關領域之論文發表量相對全球百分比及集中度

產業領域論文發表量相對全球百分比集中度
化學(基本化學, 油漆, 膠等)產業2.35%0.62
汽車引擎設備產業3.64%0.96
汽車產業5.53%1.47
武器和彈藥3.34%0.89
非金屬礦物製品產業3.58%0.95
食品, 飲料及相關領域2.36%0.62
家電用品產業5.01%1.33
真空管及其他電子零件之製造6.21%1.65
紡織產業2.38%0.63
航空產業2.32%0.61
通用機械設備製造產業5.71%1.51
通訊產業4.30%1.14
測量儀器業3.78%1.00
塑料製品2.38%0.63
照明設備產業4.38%1.16
資料儲存媒體複製業3.85%1.02
農機設備製造產業0.90%0.24
電力配電及蓄電池產業3.21%0.85
電動發電機產業3.62%0.96
電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業5.02%1.33
辦公室機器和電腦9.34%2.48
醫療設備產業2.19%0.58
醫藥產業1.42%0.38

表4則顯示了台灣各產業相關領域之被引用表現,分為相對影響力、前10%高被引用論文比重以及前10%高影響力期刊比重。這三個指標皆表現良好的領域包括了食品, 飲料及相關領域、真空管及其他電子零件之製造,以及電動發電機產業,顯示了台灣在這些領域的論文影響力,已達國際水準。在這三個指標中,相對影響力看的是各領域平均的被引用情形,前10%高被引用論文比重以及前10%高影響力期刊比重則是衡量頂尖論文所佔的比重。觀察台灣的發表情況,其中通訊產業以及電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業,在後兩者的表現優於全球平均甚多,顯現台灣在這兩個領域,有傑出的研究團隊。

表4: 台灣各產業相關領域之論文相對影響力、前10%高被引用論文比重以及前10%高影響力期刊比重

領域相對影響力前10%高被引用論文比重前10%高影響力期刊比重
化學(基本化學, 油漆, 膠等)產業0.9412.25%13.16%
汽車引擎設備產業0.7216.31%6.95%
汽車產業0.6615.98%13.11%
武器和彈藥0.7611.32%1.25%
非金屬礦物製品產業0.7511.40%5.94%
食品, 飲料及相關領域1.2010.44%32.15%
家電用品產業0.8411.50%15.64%
真空管及其他電子零件之製造1.1017.70%21.79%
紡織產業0.9811.57%14.43%
航空產業0.638.97%13.32%
通用機械設備製造產業0.7811.01%8.19%
通訊產業0.8121.84%21.02%
測量儀器業0.7611.08%5.88%
塑料製品0.9811.57%14.43%
照明設備產業0.7010.25%3.57%
資料儲存媒體複製業0.685.15%4.53%
農機設備製造產業0.566.26%1.08%
電力配電及蓄電池產業0.8311.04%11.64%
電動發電機產業1.0213.37%18.18%
電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業0.7414.55%24.29%
辦公室機器和電腦0.8412.34%8.39%
醫療設備產業0.6911.52%18.10%
醫藥產業0.91 14.91%12.80%

表5則描述了各產業相關領域產學共同發表的強度。整體而言,國內學界與國內外產業界共同發表強度皆高的領域包括了非金屬礦物製品產業,以及辦公室機器和電腦,皆有超過2%的論文是國內學界與國內外產業界合作。除此之外,國內學界與國內產業界合作發表百分比較高的領域還包括了真空管及其他電子零件之製造、資料儲存媒體複製業、照明設備產業電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業。產學共同發表顯示了產學在研發活動上的交流,產界的需求得以獲得學界研發能量的挹注。

表5: 台灣各產業相關領域國內與國外產業界與國內學界共同發表強度

領域國內產業界與國內學界共同發表強度國外產業界與國內學界共同發表強度
化學(基本化學, 油漆, 膠等)產業0.58%0.58%
汽車引擎設備產業3.93%0.45%
汽車產業3.89%1.23%
武器和彈藥3.43%0.51%
非金屬礦物製品產業3.06%3.06%
食品, 飲料及相關領域3.28%1.15%
家電用品產業3.24%0.57%
真空管及其他電子零件之製造6.63%1.25%
紡織產業0.73%0.21%
航空產業1.36%1.09%
通用機械設備製造產業2.20%0.42%
通訊產業2.39%0.91%
測量儀器業3.59%0.69%
塑料製品0.73%0.21%
照明設備產業4.80%0.90%
資料儲存媒體複製業6.13%1.18%
農機設備製造產業1.30%0.86%
電力配電及蓄電池產業2.94%0.68%
電動發電機產業3.80%0.71%
電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業4.21%0.79%
辦公室機器和電腦4.31%2.72%
醫療設備產業0.79%0.84%
醫藥產業2.00%1.61%

四、小結

本文以書目計量的統計方式,呈現了台灣各產業相關領域之學術研究能量,可供做為政策單位及學界選題,以及業界找尋研發方向之初步參考。結果顯示,目前各國產業相關論文的百分比介於15%到31%之間,而依各國發展特色而有所差異。台灣以及韓國產業相關的論文已經達到了三成以上。從論文發表量及分布來看,台灣在辦公室機器與電腦,以及真空管及其他電子零件之製造是台灣產業相關論文主要發表之領域,有較大的學術研究規模。而就論文影響力來看,台灣的食品, 飲料及相關領域、真空管及其他電子零件之製造,通訊產業以及電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業以及電動發電機產業,表現傑出,顯示有傑出的研究團隊或整體研究水準受到國際關注。而從產學共同合作發表可了解產業和學界在研發上的互動情形,若一國在某個領域的學術能量充足或領先,再加上有好的產學互動,則有較高的機率能將學界的能量挹注至業界。其中本研究發現,台灣在真空管及其他電子零件之製造、電視, 收音機, 電話, 電報等音像通訊產業、辦公室機器與電腦之上游基礎研究或下游的應用開發的研發能量較完整,且產學合作發表亦有較高的比重。本文從文獻計量角度出發,因為資料可取得性等限制,分析對象僅限於SCI以及SSCI,若非此收錄範圍中的產出(如本土性期刊或非學術期刊之產出),則將無法在此研究中呈現,此為研究限制所在。