基于專利技術地圖的技術預見模型研究

沙振江 張 蓉

（江蘇大學科技信息研究所 鎮(zhèn)江 212013）

1 引言

近年來，隨著全球范圍內技術預見活動的不斷開展，技術預見方法也逐漸得到補充和完善。在我國早期開展的技術預見活動中，德爾菲法等定性分析法占據(jù)了主要地位。但德爾菲法本身具有成本高、時間長以及客觀性較差的缺點，容易造成預見結果不夠準確，因此，為提高技術預見結果的客觀性和準確性，本文將專利技術地圖分析法運用到技術預見中，并構建技術預見模型，旨在更好地從技術層面了解某行業(yè)專利技術的擴散情況、掌握相關技術領域的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，制定相應的發(fā)展策略。

2 專利技術地圖在技術預見中的功用

專利技術地圖是一種分析專利情報的可視化方法，主要是通過對某一技術領域專利申請的數(shù)量運用數(shù)理統(tǒng)計的方法進行定量分析，為技術創(chuàng)新主體提供研發(fā)熱點、空白點或者技術發(fā)展趨勢等相關信息，便于技術創(chuàng)新跟蹤活動的開展和技術創(chuàng)新研發(fā)策略的制定[1]。

專利技術地圖的類型有很多，不同類型的專利技術地圖在技術預見的過程中具有各自獨特的作用。

專利技術生命周期圖是以時間為序，將技術發(fā)展的周期分為5個階段：萌芽期、發(fā)展期、成熟期、衰退期和復蘇期。通過收集某項專利技術的專利申請數(shù)量，并分析其與時間之間的關系，可以較為快速的判斷出不同時間段內技術發(fā)展所處的周期，揭示該項專利技術的內在發(fā)展規(guī)律，確定該項專利技術在整個生命周期中所處的階段，從而幫助技術預見主體評估此時或未來是否應該在此技術上投入研發(fā)資源。

通過專利技術發(fā)展趨勢圖，可以了解到不同時間段內同一專利技術專利申請數(shù)量的情況，從而把握技術發(fā)展的脈絡，判斷技術發(fā)展的趨勢。運用專利引用分析、專利IPC分類分析、專利可視化分析等方法可以從不同角度對專利技術的發(fā)展趨勢進行分析，并繪制出不同的專利技術發(fā)展趨勢圖。

與其他技術預見方法相比，利用專利技術功效矩陣圖進行技術預見的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：一是可以直觀了解各種技術手段和功效及其未來的發(fā)展趨勢；二是深入了解競爭對手的技術狀況和發(fā)展策略；三是確定技術發(fā)展方向，建立專利戰(zhàn)略。從技術功效氣泡圖中可以清楚的找出專利密集區(qū)和專利技術空白區(qū)，在深入了解了競爭對手技術發(fā)展的基礎上，確定自己企業(yè)未來技術發(fā)展的方向，建立有利于自身發(fā)展的專利戰(zhàn)略。

作為一種重要的戰(zhàn)略規(guī)劃工具，專利技術路線圖提供了制訂技術規(guī)劃、確定關鍵技術發(fā)展程度所必要的信息和相關情報。

3 基于專利技術地圖的技術預見模型構建的依據(jù)

3.1 專利技術地圖與技術預見的目標耦合

從專利技術地圖的概念中可以看出，專利技術地圖的主要目標是通過對可視化圖表的分析找出特定技術的發(fā)展動向，進一步預測技術的未來發(fā)展趨勢，為制定戰(zhàn)略性技術發(fā)展策略提供重要的信息依據(jù)和參考。而技術預見是通過對現(xiàn)階段經(jīng)濟、技術和社會發(fā)展的現(xiàn)狀進行分析，明確經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢對未來技術的需求，集成各方面的創(chuàng)造性思維，全面把握未來的技術發(fā)展趨勢。由此可以看出，專利技術地圖和技術預見兩者的目標在一定程度上具有相似性。

3.2 專利技術地圖與技術預見的對象耦合

專利技術地圖和技術預見在分析對象上存在著耦合關系。專利技術地圖主要是對相關專利文獻進行分析，了解技術發(fā)展的歷程，找出關鍵技術，發(fā)現(xiàn)空白技術，確定優(yōu)先發(fā)展的技術領域；技術預見是根據(jù)技術發(fā)展的現(xiàn)狀，結合宏觀、中觀和微觀環(huán)境影響因素，選擇可能產(chǎn)生最大經(jīng)濟效益與社會效益的共性技術。全球90%以上的技術信息蘊含在專利文獻中[2]，因此，要想快速、準確地掌握技術發(fā)展的現(xiàn)狀，對專利文獻進行分析是首要選擇。由此可見，專利技術地圖和技術預見都將專利文獻作為主要的分析對象，因此，二者在分析對象上具有耦合關系。

4 基于專利技術地圖的技術預見模型構建

隨著經(jīng)濟和技術的快速發(fā)展，技術預見的內容逐漸豐富，技術預見的過程愈加復雜，根據(jù)技術預見結果做出的決策所產(chǎn)生的影響也越來越深遠，這些都對技術預見方法提出了更高的要求。鑒于此，以專利技術地圖為代表的定量分析方法在技術預見活動中發(fā)揮的作用越來越大，不少國家和地區(qū)在技術預見的過程中也更加重視對專利技術地圖的運用?；趯＠夹g地圖和技術預見的耦合關系，本文嘗試構建基于專利技術地圖的技術預見模型（見圖1），以期增強技術預見活動結果的客觀性，完善技術預見方法體系。

4.1 研究領域和研究主題確定的影響因素

從圖1中，我們可以清楚的看出，影響技術預見研究領域與研究主題確定的主要因素包括：外部環(huán)境和內部技術評價兩方面，而外部環(huán)境因素主要有外部競爭技術和外部合作技術兩方面。

4.1.1 外部競爭技術 對不同的技術預見主體而言，影響研究領域和研究主題確定的外部競爭技術也不相同：

（1）國外技術發(fā)展現(xiàn)狀。技術發(fā)展程度是一個國家綜合實力和國際競爭力的體現(xiàn)，如今，隨著經(jīng)濟全球化和世界一體化進程的進一步加快，以國家為主體開展的技術預見活動應該符合時代發(fā)展的需要，在選擇研究領域和研究主題時，應將國外技術發(fā)展的現(xiàn)狀納入考量的范圍，盡可能確定能夠產(chǎn)生最大經(jīng)濟效益或者社會效益的戰(zhàn)略研究前沿。

圖1 基于專利技術地圖的技術預見模型

以大數(shù)據(jù)技術發(fā)展為例，大數(shù)據(jù)是計算機技術快速發(fā)展的產(chǎn)物，美國的麥肯錫咨詢公司是大數(shù)據(jù)研究的先驅，為大數(shù)據(jù)條件下的技術的創(chuàng)新和發(fā)展起到了推動作用，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。之后，其他國家也紛紛加入了大數(shù)據(jù)研究的浪潮。2013年，英國政府投資1.89億英鎊進行大數(shù)據(jù)和節(jié)能減排計算技術方面的研究；日本也在2013年重新制定了新的信息通訊技術戰(zhàn)略，促進了大數(shù)據(jù)的基礎性研究和行業(yè)性研究[3]。我國為了應對大數(shù)據(jù)的到來，在國家十二五戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃里面就提出要支持海量數(shù)據(jù)的存儲、處理技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。大數(shù)據(jù)作為一項具有國家戰(zhàn)略意義的新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)受到政府和社會各界的高度關注和重視。

（2）區(qū)域技術發(fā)展狀況。區(qū)域技術預見活動主要是為了促進整個區(qū)域技術的發(fā)展，是以區(qū)域產(chǎn)業(yè)為主體開展的中觀層次的技術預見活動。其研究領域和研究主題的選擇要符合整個行業(yè)發(fā)展的需求，同時也要與國家的方針政策相符合。

目前，大數(shù)據(jù)在我國處于快速發(fā)展的階段，我國也制定了相關政策來促進大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不少地區(qū)為了加強對大數(shù)據(jù)的研究，構建了數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園。上海和秦皇島開設了區(qū)域數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園、北京成立了國家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園、重慶成立了中國國際電子商務中心等等[3]。

（3）企業(yè)競爭對手所擁有的技術。以企業(yè)為主體的微觀層次技術預見是國家層次和行業(yè)層次技術預見活動的進一步細化和深入，研究領域與研究主題的選擇主要考慮競爭對手所掌握的技術情況，避免專利“陷阱”。

4.1.2 外部合作技術 技術預見主體在進行技術創(chuàng)新的過程中，不僅要考慮外部競爭因素，還要考慮外部合作因素。

（1）國家間的技術合作。在經(jīng)濟全球化的今天，國家之間的技術合作是國家技術創(chuàng)新不可或缺的部分，在進行宏觀層面技術預見活動的研究領域和研究主題選擇的過程中，與別國合作開發(fā)的技術也是考量的重要內容。

（2）與高校合作的技術。技術的發(fā)展離不開理論創(chuàng)新，而高校具有較高的理論水平和較強的專業(yè)性特點，為技術的創(chuàng)新和發(fā)展提供了理論支撐。技術預見主體在進行技術創(chuàng)新的過程中與高校合作，有利于提高技術創(chuàng)新的速率和質量。

（3）科研機構的技術發(fā)展。在我國，科研機構是技術創(chuàng)新的主要組成部分。相對于高校而言，科研機構的技術發(fā)展更具專業(yè)化[4]。科研機構能夠根據(jù)不同技術預見主體的需求，針對性的開發(fā)新技術，使得資源能夠得到有效的利用，節(jié)約了技術開發(fā)的成本。

（4）與企業(yè)合作開發(fā)的技術。主要針對以企業(yè)為主體的微觀層面開展的技術預見活動。

新技術開發(fā)是一個艱難的過程，其中肯定會遇到各式各樣的困難，對企業(yè)而言，僅憑自身的力量來解決技術開發(fā)過程中遇到的所有問題是很困難的。因此，企業(yè)為了節(jié)約技術開發(fā)的成本，提高技術開發(fā)的速率，常常會選擇和其它企業(yè)合作開發(fā)新技術。

4.1.3 內部技術評價 對技術預見主體而言，影響研究領域以及研究主題確定的內部因素涉及國內技術發(fā)展現(xiàn)狀、區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展的需求、企業(yè)自身所擁有的技術、市場的需求以及人力資源等。

國內技術發(fā)展現(xiàn)狀的評價主要針對以國家為主體的宏觀層面的技術預見。國家技術預見活動的開展有助于制定促進技術發(fā)展和社會進步的方針政策，在選擇研究領域和研究主題時要充分考慮國內技術發(fā)展的現(xiàn)狀，選擇與我國國情發(fā)展相適應的技術領域。

區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展需求評價主要針對中觀層面技術預見中研究領域和研究主題的選擇。產(chǎn)業(yè)要想實現(xiàn)技術創(chuàng)新，不但要以國家制定的方針政策為準則，更要以整個行業(yè)的發(fā)展需求為目標。

企業(yè)要想實現(xiàn)技術創(chuàng)新，不但要掌握競爭對手所擁有的技術，避免“專利陷阱”，更要充分利用自身所擁有的技術，真正實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

任何技術預見主體創(chuàng)造出來的新技術最終都會進入市場，繼而轉化成經(jīng)濟利益，在一定程度上促進社會的發(fā)展。因此，市場對技術的需求是技術創(chuàng)新的源動力。

任何技術的創(chuàng)新與發(fā)展都離不開對人力的需求，技術人員的數(shù)量和質量決定了技術創(chuàng)新的速度和程度。因此，在技術預見研究領域和研究主題的選擇中，人力資源的因素也應在考量之中。

4.2 技術預見分析

技術預見分析是技術預見實施階段最重要的組成部分。隨著時間的不斷演進，技術預見主體面臨的外部競爭環(huán)境也在不斷發(fā)生著改變，而外部環(huán)境的變化影響著市場需求的變化，帶動了對技術發(fā)展需求的改變。技術發(fā)展需求的改變直接影響技術預見主體在技術預見活動開展過程中技術預見方法的選擇。

4.2.1 技術生命周期分析 一項技術的發(fā)展曲線可以通過生命周期圖來展現(xiàn)，技術生命周期能夠反映該技術的興衰特點，判斷技術的發(fā)展歷程以及未來的發(fā)展趨勢。了解一項技術目前所處的生命周期能夠清楚地判斷該技術下階段將進入哪一個生命周期[5]。

自1991年開始，作為理想3D模式的裸眼式技術受到了很多技術開發(fā)商的重視。通過對該領域1990～2009年間專利數(shù)據(jù)的分析得知：1990～1999年間該領域專利技術申請人數(shù)量的增長速度明顯高于專利申請的數(shù)量的增長。但是在1996～2000年期間，該技術專利申請的數(shù)量呈現(xiàn)停滯狀態(tài)，傳統(tǒng)的CRT顯示器在進行信息掃描時需要極其復雜的控制程序，導致顯示屏尺寸的大小受到了限制。隨著液晶顯示技術的快速發(fā)展，該技術在2000～2004年期間得到了長足的發(fā)展，專利申請人數(shù)量與專利申請量明顯增長。2004年至今，裸眼式技術的申請人與申請量的增長再次放緩，2008～2009年間，該技術的發(fā)展更是進入衰退期，專利申請數(shù)和專利申請人數(shù)增長緩慢，產(chǎn)品的成品率低[6]146-147。

從全球裸眼式立體顯示技術生命周期圖可以看出（見圖2），目前裸眼式立體顯示技術的專利申請數(shù)量不夠多，說明該技術沒有完全被市場所接受，技術發(fā)展呈現(xiàn)出緩慢發(fā)展的趨勢。但是由于裸眼式顯示技術已經(jīng)被當前主要的彩電廠商所關注，技術發(fā)展需求也在逐漸改變，因此我們可以預見，隨著技術點的突破、市場需求提高以及市場化能力的進一步提升，該技術的發(fā)展活躍程度仍有很大的提升空間。

圖2 全球裸眼式立體顯示技術生命周期圖

4.2.2 技術發(fā)展趨勢分析 專利技術趨勢分析是通過對領域內相關技術歷年專利申請量的統(tǒng)計，判斷出不同時期技術的發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)不同技術的市場需求情況，幫助企業(yè)更快、更好地確定關鍵技術。技術發(fā)展趨勢的分析，需要結合相關技術資料對相關圖表進行解讀，從而得到綜合的分析結果。

目前，隨著計算機網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，全球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)日趨活躍，到2010年正式進入ZB（Zeta Byte）時代。在國外，大數(shù)據(jù)受到了資本主義市場的歡迎，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風向標。在國內，大數(shù)據(jù)的發(fā)展也已經(jīng)進入了實際操作的階段，百度、騰訊和阿里這三大互聯(lián)網(wǎng)公司加大了數(shù)據(jù)存儲規(guī)模，達到了200～1000PB。地方政府同樣也積極推動大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并陸續(xù)出臺了推進大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計劃或者相關政策。

在技術和政策支持的有利條件下，我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)得到了相應的發(fā)展。圖3從年度專利申請數(shù)量和年度專利公開數(shù)量兩方面考察我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的總體態(tài)勢。專利的年度申請數(shù)量可以比較準確地反映該年度專利技術的發(fā)展狀況，而專利的公開量雖然無法準確的反映該年度專利的申請數(shù)量，但也能大致反映近2～3年的專利技術發(fā)展狀況。從圖中我們可以看出，每年專利的公開數(shù)量都低于專利的申請數(shù)量，這是由于專利一般從申請到公開需要長達18個月甚至是3年的時間。從每年專利的申請量和公開量可以看出，2003年我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，專利的申請量和公開量都很少。隨著技術的發(fā)展和國內相關政策的支持，2008年之后大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展契機，專利申請量和公開量實現(xiàn)了持續(xù)的快速增長，這個趨勢延續(xù)至今。

圖3 大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)專利技術發(fā)展趨勢圖

4.2.3 技術功效矩陣分析 從技術功效圖中可以看出專利申請在關鍵技術點上不同技術需求上的集中度，較為集中的可確定為重點技術或者是熱點技術，而申請量較少甚至為零的，可以認為是空白技術、難點技術，從而為未來專利戰(zhàn)略的制定提供參考意見。

圖4是大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)專利技術功效圖，從圖中我們可以看出，近年來，在大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的技術研發(fā)過程中，大部分研究均著眼在雙操作、提高查控率、細化粒度、加強安全性和提高速率上；所用技術主要集中于數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、挖掘和更新這5個領域。

在數(shù)據(jù)采集技術領域關于查控率和數(shù)據(jù)安全性的專利申請數(shù)量達到了280件和137件，可見提高查控率和增強數(shù)據(jù)安全性的相關技術是數(shù)據(jù)采集技術領域關鍵技術，而提高速率和細化粒度的專利申請只有66件和21件，是數(shù)據(jù)采集技術領域的薄弱環(huán)節(jié)；在數(shù)據(jù)存儲技術領域與細化粒度和提高速率的相關的專利申請量偏少，只有4件和39件，是具有提升空間的技術；數(shù)據(jù)傳輸技術領域，細化粒度和雙操作技術的專利申請量較提升速率和查控率的專利申請量多，是該技術領域的熱點技術；數(shù)據(jù)挖掘領域增強安全性是技術發(fā)展的熱點，相關專利申請量達到141件，而雙操作技術的專利申請量只有9件，是該領域技術發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)；數(shù)據(jù)更新中查控率和細化粒度屬于有提升空間的技術。

通過技術功效分析，可以提供技術創(chuàng)新的入口，在很大程度上避免錯失良機或盲目投入。

圖4 大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)專利技術功效圖

4.2.4 技術發(fā)展路線分析 利用專利技術路線圖對專利信息進行技術發(fā)展路線分析，能夠為技術開發(fā)戰(zhàn)略的研討提供信息、知識、對話框架及決策依據(jù)，從而提高決策效率。

理論上，可以從內容、結構和時間3個角度將專利技術路線圖運用于8個不同的領域：產(chǎn)品規(guī)劃、服務/能力規(guī)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃、長期規(guī)劃、知識資產(chǎn)規(guī)劃、規(guī)劃編制、過程規(guī)劃以及綜合規(guī)劃[7]。

實踐上，技術路線圖最早出現(xiàn)在美國汽車行業(yè)。到上世紀70年代，摩托羅拉公司主要將技術路線圖運用于技術的進化和定位。2000年根據(jù)英國的一項調查顯示，大約有10%的公司使用技術路線圖方法進行技術分析，而且其中80%以上使用了不止一次。

2010年，在國家知識產(chǎn)權局制定的《等離子蝕刻機專利態(tài)勢分析報告》中[6]151，運用專利技術路線圖將等離子蝕刻機重點技術的發(fā)展狀況進行了系統(tǒng)概括。

5 結論與展望

為了適應經(jīng)濟全球化和人類社會的快速發(fā)展，技術創(chuàng)新受到了全世界的重視，在此時代背景之下，技術預見顯得十分重要，為了增強技術預見的客觀性，提高技術預見結果的準確性，本文將專利技術地圖這一定量分析方法運用到技術預見中，并構建了基于專利技術地圖的技術預見模型，通過研究，可以得出以下結論：

（1）將專利技術地圖方法應用于技術預見，完善了技術預見方法體系。在自主創(chuàng)新戰(zhàn)略實施的背景下，傳統(tǒng)的技術預見方法很難適應科學決策的需要。將專利技術地圖應用于技術預見，避免了傳統(tǒng)方法帶來的缺陷，保證了技術預見的深入研究，完善了技術預見的方法體系。

（2）不同技術預見主體確定研究領域和研究主題的影響因素不同。對國家政府而言，在確定研究主題時要充分考慮國內外技術發(fā)展的現(xiàn)狀、國家間的技術合作程度等因素，確保所研究的技術領域符合時代發(fā)展的需求，提高技術預見的效率；面向區(qū)域產(chǎn)業(yè)開展的中觀層面的技術預見在整個技術預見模型中起到了承上啟下的作用，選擇研究主題既要對宏觀層面的技術起到推動作用，又要引導微觀層面技術預見活動的開展。在充分考慮到本區(qū)域內產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的同時不能忽略了國家對技術發(fā)展的要求；企業(yè)是微觀層面技術預見活動開展的主體，其研究主題的選擇是國家政府、區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展研究主題的細化和深入，組織企業(yè)內部各部門工作人員和外部人員開座談會的方式，是確定企業(yè)技術發(fā)展領域最直接、最有效的方法。

本文所作的研究是一種技術預見方法及應用的探討，雖然存在一定的創(chuàng)新性，但由于篇幅的限制，只論述了4種常用專利技術地圖進行技術預見的過程，并沒有將所有專利技術地圖進行技術預見的過程詳細闡述，需要在以后的研究中進行不斷的補充和完善。

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