大數(shù)據(jù)分析方法在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見中的應(yīng)用

劉宇飛，周源，廖嶺

（1. 華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢430074；2. 清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京100084；3. 華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，武漢430074）

大數(shù)據(jù)分析方法在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見中的應(yīng)用

劉宇飛1，周源2，廖嶺3

（1. 華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢430074；2. 清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京100084；3. 華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，武漢430074）

作為創(chuàng)新戰(zhàn)略管理工具，技術(shù)預(yù)見受到越來越多的重視。學(xué)術(shù)界對技術(shù)預(yù)見方法及其應(yīng)用進(jìn)行了大量的相關(guān)研究，但是對不同路徑的新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見，尤其針對發(fā)展中國家的追趕型產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新進(jìn)行技術(shù)預(yù)見，仍是亟待深入探討的理論難題。另外，大多數(shù)技術(shù)預(yù)見仍然以德爾菲法專家分析法為主，其制定過程主要還是依賴專家的知識經(jīng)驗(yàn)，而缺乏客觀的大數(shù)據(jù)支撐，在分析研究上往往偏向主觀而缺乏信度和效度。本文將探索專利、文獻(xiàn)等大數(shù)據(jù)應(yīng)用于支撐我國新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見的理論和方法研究。

技術(shù)預(yù)見；文獻(xiàn)計(jì)量；專利分析；大數(shù)據(jù)分析；新興產(chǎn)業(yè)

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.04.018

一、大數(shù)據(jù)分析在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見中的重要性

（一）戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中處于重要地位

進(jìn)入21世紀(jì)，科技創(chuàng)新能力已經(jīng)成為國家綜合國力的一項(xiàng)重要衡量指標(biāo)，成為國際競爭的焦點(diǎn)[1]。世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式實(shí)現(xiàn)歷史性交匯，新一輪工業(yè)革命正在興起，全球科技進(jìn)入新的創(chuàng)新密集期[2]。發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是著眼于國際經(jīng)濟(jì)格局，立足于國內(nèi)未來可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略決策。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為我國未來經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的重要著力點(diǎn)。培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，高起點(diǎn)構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，加快形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，搶占未來經(jīng)濟(jì)和科技制高點(diǎn)，對我國經(jīng)濟(jì)社會真正走上創(chuàng)新驅(qū)動、內(nèi)生增長、持續(xù)發(fā)展的軌道具有重大的戰(zhàn)略意義。黨的十八大報(bào)告明確指出，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的一個重要舉措就是積極推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。認(rèn)識戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律，找準(zhǔn)發(fā)展方向，對于加快戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展至關(guān)重要。

在培育與發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方面，自主創(chuàng)新能力的提升既要滿足國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，又要面向新一輪科技革命帶來的產(chǎn)業(yè)升級，還要把握產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。對技術(shù)發(fā)展有規(guī)劃的進(jìn)行預(yù)見工作，其必要性與重要性越來越得到各國的認(rèn)可[3-7]。美英日德韓等國，通過國家級的科技發(fā)展監(jiān)測，對未來10至20年的技術(shù)態(tài)勢進(jìn)行預(yù)見，制定科技發(fā)展規(guī)劃和行動計(jì)劃，從而提高資源配置效率，已經(jīng)取得了顯著成效。例如，技術(shù)對外依存度這一指標(biāo)，美英日德韓等國僅為5 %。

（二）技術(shù)預(yù)見在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演重要角色

技術(shù)預(yù)見已經(jīng)受到越來越多國家的重視，成為一種新的科技戰(zhàn)略管理工具，但其結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，又增加了準(zhǔn)確進(jìn)行技術(shù)預(yù)見工作的難度。技術(shù)預(yù)見的主要目的是：探索國家未來的技術(shù)需要，識別未來重點(diǎn)研究領(lǐng)域，制定科學(xué)有效的發(fā)展規(guī)劃。為更好地提升我國自主創(chuàng)新能力，通過持續(xù)開展技術(shù)預(yù)見，形成一種研究機(jī)制與管理模式，不斷完善對國家未來技術(shù)需要的判斷，提高預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢的能力[8]。

針對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)預(yù)見越來越受到研究人員的關(guān)注[9]，同時也存在著理論及方法方面的重要難題。一方面，近年來研究認(rèn)為，新興產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展有不同的路徑，主要有以下4種[10]：產(chǎn)業(yè)新生、產(chǎn)業(yè)分化、產(chǎn)業(yè)派生和產(chǎn)業(yè)融合。這些路徑的不同導(dǎo)致我們需要差異化的技術(shù)預(yù)見理論和方法。另外，中國等發(fā)展中國家在產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新上處于跟隨國際前沿的轉(zhuǎn)變時期，在新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展上與世界水平還存在需要追趕的創(chuàng)新差距。將創(chuàng)新差距的追趕納入到我國的技術(shù)預(yù)見理論及方法中，將是一個新的挑戰(zhàn)。因此，針對不同路徑的新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見，尤其是要考慮發(fā)展中國家的創(chuàng)新追趕，將是技術(shù)預(yù)見亟待深入探討的理論難題。

（三）大數(shù)據(jù)分析在技術(shù)預(yù)見中將發(fā)揮重要作用

隨著信息爆發(fā)式增長，在宏觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)預(yù)見中，完全依靠專家們自身有限的領(lǐng)域知識做出方向性的判斷，已經(jīng)越來越受到爭議。而有效地使用大數(shù)據(jù)方法幫助專家完成信息的收集與篩選，數(shù)據(jù)的整理與分析，將信息與數(shù)據(jù)指標(biāo)化、圖表化，幫助專家們解決信息的收集與分析問題，以便將更多精力投入到對技術(shù)預(yù)見和戰(zhàn)略問題的判斷與建議上，是技術(shù)預(yù)見的發(fā)展方向。需要注意的是，大數(shù)據(jù)方法的使用是為了支持而不是取代決策者，這些方法是為了讓專家們可以將更多的時間與精力用在他們所擅長的工作中——判斷與建議，從而最終提高戰(zhàn)略咨詢服務(wù)的質(zhì)量。將這些客觀數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)分析的方法嵌入到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)預(yù)見流程中，為專家提供數(shù)據(jù)支持，更科學(xué)地發(fā)揮專家專業(yè)知識與豐富經(jīng)驗(yàn)，降低主觀偏誤性，進(jìn)而提高技術(shù)預(yù)見的信度與效度，是亟待解決的應(yīng)用難題。

專利和文獻(xiàn)的大數(shù)據(jù)分析方法是以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的論文、專利為數(shù)據(jù)，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等方法，研究論文、專利數(shù)據(jù)中所包含的相關(guān)信息，從而分析相關(guān)技術(shù)的熱點(diǎn)和前沿、發(fā)展趨勢、國家對比、企業(yè)競爭力研究 等[11–15]。國內(nèi)外的一些學(xué)者也將數(shù)據(jù)分析應(yīng)用于技術(shù)預(yù)見工作，但更多的是將數(shù)據(jù)分析作為技術(shù)預(yù)見的背景資料的一部分提供給領(lǐng)域?qū)＜襕16-20]，鮮有將數(shù)據(jù)分析與專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，在技術(shù)預(yù)見的整個流

程中產(chǎn)生互動，以研究未來技術(shù)的發(fā)展趨勢與戰(zhàn)略規(guī)劃[21-29]。同時，關(guān)于數(shù)據(jù)與專家交互的研究也積累了一定成果[30-33]，但是將數(shù)據(jù)分析方法大規(guī)模的投入到實(shí)際的咨詢工作中仍然有所欠缺。在國家正在進(jìn)行的中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃研究和制定這一宏觀背景下，研究技術(shù)預(yù)見、關(guān)鍵技術(shù)選擇等方法，對我國宏觀發(fā)展戰(zhàn)略制定具有較好的科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義。

因此，本文希望在理論設(shè)計(jì)和深度案例應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，建立基于專利文獻(xiàn)等大數(shù)據(jù)的“新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見”的分析框架及流程，提高數(shù)據(jù)搜索與使用能力，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析能力，將專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析流程化系統(tǒng)化，同時增強(qiáng)易用性，降低使用門檻。本項(xiàng)目將使用客觀分析方法，如文獻(xiàn)計(jì)量、專利分析、技術(shù)路線圖等方法改進(jìn)現(xiàn)有的咨詢流程，對現(xiàn)有研究項(xiàng)目的背景情況、技術(shù)發(fā)展等進(jìn)行篩選，整理與分析，提供相關(guān)技術(shù)研究的發(fā)展路線、國內(nèi)外研究熱點(diǎn)，預(yù)測技術(shù)走向，生成分析報(bào)告供專家學(xué)者參考，從而建立一套針對大數(shù)據(jù)時代下的新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見的適用性、有效性更高的戰(zhàn)略咨詢流程與分析框架。實(shí)現(xiàn)以專家決策為中心，充分利用大數(shù)據(jù)理念和方法作支撐，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、系統(tǒng)的工程科技發(fā)展戰(zhàn)略中的新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見的理論深化、流程凝練及工具應(yīng)用。

二、大數(shù)據(jù)分析方法支持技術(shù)預(yù)見之初探

為更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)對戰(zhàn)略咨詢的支持作用，需要系統(tǒng)地對咨詢流程與框架進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，對數(shù)據(jù)分析方法與工具進(jìn)行深入研究與開發(fā)，對重大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研分析，生成針對性更高的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，更好地滿足院士專家以及廣大科研人員對數(shù)據(jù)的需求，為重大戰(zhàn)略咨詢提供強(qiáng)有力的知識支撐，更充分發(fā)揮院士專家在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的決策支持的核心作用。

本文將大數(shù)據(jù)方法以功能模塊方式嵌入到咨詢流程中，加強(qiáng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)研究過程中的數(shù)據(jù)收集處理能力，擴(kuò)展數(shù)據(jù)挖掘功能，增強(qiáng)不同數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)性分析能力，并在重點(diǎn)咨詢項(xiàng)目中推廣試運(yùn)行，為院士專家做好知識支撐工作，提高咨詢服務(wù)質(zhì)量，最終建立一個適用性廣、易用性強(qiáng)、上手難度低的面向院士專家、咨詢服務(wù)工作人員及廣大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)研究人員的支持平臺。

因此，大數(shù)據(jù)分析方法支持技術(shù)預(yù)見將從戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢的流程設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究數(shù)據(jù)分析模塊開發(fā)、戰(zhàn)略咨詢方法應(yīng)用案例研究三個方面開展。

（一）戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢的流程設(shè)計(jì)

調(diào)研國內(nèi)外戰(zhàn)略咨詢的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，針對戰(zhàn)略咨詢研究特點(diǎn)，對咨詢流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，將大數(shù)據(jù)分析方法從流程階段就結(jié)合到咨詢服務(wù)中。根據(jù)已完成的咨詢項(xiàng)目積累的經(jīng)驗(yàn)，對于不同的咨詢項(xiàng)目，進(jìn)行分類，針對咨詢項(xiàng)目各自的特點(diǎn)，使用不同的數(shù)據(jù)分析方法對項(xiàng)目中涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，可將其分為三類：

1. 戰(zhàn)略規(guī)劃演進(jìn)分析類

對該項(xiàng)目領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文、專利成果、產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告進(jìn)行綜合分析，明確該領(lǐng)域研究成果轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)過程的時間，利用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)，為專家判斷提供支撐。

2. 技術(shù)預(yù)見類

對該項(xiàng)目領(lǐng)域內(nèi)過往的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析，總結(jié)其發(fā)展趨勢、技術(shù)路線、相關(guān)成果分布，預(yù)測候選熱點(diǎn)技術(shù)供專家參考。

3. 評估類項(xiàng)目

主要通過該項(xiàng)目產(chǎn)生的相關(guān)成果及項(xiàng)目立項(xiàng)前后該領(lǐng)域內(nèi)的成果變化趨勢對該項(xiàng)目進(jìn)行評估。

根據(jù)目前咨詢項(xiàng)目進(jìn)行的戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目工作流程設(shè)計(jì)見圖1。

將不同項(xiàng)目的流程進(jìn)行總結(jié)、梳理，形成流程庫，以供未來的咨詢項(xiàng)目開展時調(diào)取。

（二）戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究數(shù)據(jù)分析模塊開發(fā)

數(shù)據(jù)分析模塊開發(fā)將以數(shù)據(jù)庫、方法庫、指標(biāo)庫為基礎(chǔ)功能模塊進(jìn)行框架設(shè)計(jì)。

1. 數(shù)據(jù)庫

結(jié)合中國工程院和清華大學(xué)的資源，對學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、專利文件、商業(yè)報(bào)告、新聞報(bào)道、會議紀(jì)要等數(shù)據(jù)，針對每一個具體項(xiàng)目構(gòu)建一個多維度數(shù)據(jù)庫，用來進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析工作。初步可使用的數(shù)據(jù)有中國知網(wǎng)的中文論文數(shù)據(jù)、Web of Science的英文論文數(shù)據(jù)、Thomson Innovation的專

利數(shù)據(jù)、Gartner的商務(wù)報(bào)告、Factiva的新聞報(bào)道等。

2. 方法庫

建設(shè)平臺過程中使用的數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析主要目的是對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)根據(jù)項(xiàng)目需要進(jìn)行清洗，以及對不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。數(shù)據(jù)源的質(zhì)量是決定分析結(jié)果質(zhì)量的最重要因素，所以在整合過程中，將使用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)、文本挖掘、專利分析和文本數(shù)據(jù)預(yù)處理的結(jié)構(gòu)化主謂賓結(jié)構(gòu)識別（SAO）分析等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，獲得最符合需求的清潔數(shù)據(jù)源。然后，使用各類別數(shù)據(jù)庫相關(guān)分析軟件對清潔數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對得到的軟件結(jié)果進(jìn)一步使用主路徑分析、技術(shù)路線圖等方法對結(jié)果進(jìn)行評估、篩選、優(yōu)化，以得到更符合戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢要求的分析結(jié)果，最后利用關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚類、分類、預(yù)測等數(shù)據(jù)挖掘方法對不同類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并生成分析報(bào)告供院士專家參考。

目前已有多個數(shù)據(jù)分析軟件可以應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究工作，如：Thomson Data Analyzer （TDA）文本挖掘軟件、NVivo質(zhì)性分析（Qualitative Data Analysis）軟件、UCINET網(wǎng)絡(luò)分析軟件、Pajek大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析工具等。

雖然已經(jīng)有很多研究機(jī)構(gòu)在使用其中的數(shù)據(jù)并利用相關(guān)軟件與數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行分析，但是很少有研究機(jī)構(gòu)在分析問題時同時使用多種數(shù)據(jù)庫，并將不同類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。該平臺采用集成創(chuàng)新的方式，利用多種數(shù)據(jù)庫中的信息與分析軟件，對各個類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、集成和優(yōu)化，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的有機(jī)數(shù)據(jù)鏈，從而得到某一領(lǐng)域不同類別數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系。

3. 指標(biāo)庫

目前，專利分析指標(biāo)和論文分析指標(biāo)已經(jīng)積累了一定的研究成果，主要研究指標(biāo)見表1和表2。

圖1 咨詢項(xiàng)目工作流程圖

（三）戰(zhàn)略咨詢方法應(yīng)用案例研究

新興產(chǎn)業(yè)在我國主要有三種表現(xiàn)形式：①整體落后，持續(xù)追趕；②理論同步，應(yīng)用落后；③整體先進(jìn)，制造領(lǐng)先。針對不同類型的新興產(chǎn)業(yè)，需要展開的主要預(yù)見工作也有所不同，因此，項(xiàng)目擬針對這三種表現(xiàn)形式的典型新興產(chǎn)業(yè)，包括機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、3D打印產(chǎn)業(yè)、新能源與節(jié)能產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行技術(shù)預(yù)見的具體化研究。

1.機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的理論、技術(shù)與市場應(yīng)用整體

落后，處于追趕世界先進(jìn)技術(shù)的地位。對這類新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見時，首先，需要厘清我國機(jī)器人技術(shù)與世界先進(jìn)水平在哪些方面存在差距；其次，需要分析造成這些差距的原因；最后，尋找追趕差距的技術(shù)點(diǎn)，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。主要研究內(nèi)容如下：基于文獻(xiàn)計(jì)量、專利分析方法識別機(jī)器人領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用及其之間轉(zhuǎn)移過程的差距；結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與專家知識，識別機(jī)器人領(lǐng)域造成創(chuàng)新差距的未來政策、市場、產(chǎn)業(yè)等宏觀因素；繪制機(jī)器人

產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

表1 專利分析指標(biāo)

2. 3D打印產(chǎn)業(yè)

我國3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)的理論研究同步于世界先進(jìn)水平，但市場應(yīng)用則相對落后。在對這類新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見時，第一，需要按世界發(fā)展先進(jìn)水平進(jìn)行技術(shù)預(yù)見；第二，需要特別考慮基礎(chǔ)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)技術(shù)的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)化。因此，有必要持續(xù)保持對技術(shù)研究熱點(diǎn)、技術(shù)空白點(diǎn)、技術(shù)發(fā)展趨勢等方面的前沿研究和深入探索，保持我國理論研究的整體

先進(jìn)性、綜合實(shí)力與競爭力。研究將主要圍繞新興技術(shù)的識別、科學(xué)基礎(chǔ)、影響力等方面展開實(shí)證研究，主要研究內(nèi)容如下：基于專利數(shù)據(jù)的新興技術(shù)發(fā)現(xiàn)分析；基于論文和專利數(shù)據(jù)的新興技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)分析；基于網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的新興技術(shù)潛在影響力分析。

3. 新能源與節(jié)能產(chǎn)業(yè)

我國新能源與節(jié)能技術(shù)的研究整體處于世界先進(jìn)水平，所以在針對這類新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見時，首先考慮到，這類產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對成熟，我國具有突出的制造優(yōu)勢，因此預(yù)見可以以產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展為主線；其次可根據(jù)上述產(chǎn)業(yè)特征，進(jìn)行全主題的技術(shù)發(fā)展及預(yù)見。主要研究內(nèi)容如下：結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量、專利分析、網(wǎng)絡(luò)分析法與技術(shù)路線圖研討，識別新能源與節(jié)能技術(shù)的技術(shù)發(fā)展階段；使用文獻(xiàn)計(jì)量識別科學(xué)到技術(shù)的演進(jìn)過程，使用專利分析識別技術(shù)到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化過程，使用技術(shù)路線圖研討識別應(yīng)用到市場的推廣。

表2 論文分析指標(biāo)

三、 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究支持平臺原型

本研究系統(tǒng)地對技術(shù)預(yù)見的分析框架進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，更好地滿足技術(shù)預(yù)見中專家對專利、文獻(xiàn)等數(shù)據(jù)的需求，為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略提供強(qiáng)有力的知識支撐，更科學(xué)地發(fā)揮專家在新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)預(yù)見及戰(zhàn)略規(guī)劃的決策支持作用。擬設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫、方法與工具庫、指標(biāo)庫、流程庫四個模塊，更好地完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析工作，以這些模塊為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)預(yù)見理論框架。

最終建立一個集全面優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)源、先進(jìn)的分析方法、全面的分析指標(biāo)、有效的咨詢流程、豐富的咨詢案例為一體的綜合戰(zhàn)略咨詢支持平臺原型，見圖2。

在平臺的建立過程中，深入解析了國內(nèi)外技術(shù)預(yù)見的理論及應(yīng)用難題，探索客觀大數(shù)據(jù)、技術(shù)路線圖等方法與專家知識的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析、技術(shù)路線圖嵌入技術(shù)預(yù)見的分析框架與流程，優(yōu)化專家為核心的決策支持過程。

為了探索研究上述嵌入式的技術(shù)預(yù)見分析框架和流程，此平臺一方面將研究大數(shù)據(jù)分析、技術(shù)路線圖等方法與技術(shù)預(yù)見的契合點(diǎn)，另一方面將針對契合點(diǎn)進(jìn)行具體方法和工具上的創(chuàng)新、開發(fā)與應(yīng)用。

此平臺將大數(shù)據(jù)概念方法和技術(shù)預(yù)見概念框架應(yīng)用于機(jī)器人、3D打印、新能源與節(jié)能三類不同發(fā)展路徑的新興產(chǎn)業(yè)實(shí)際案例研究,進(jìn)行指標(biāo)構(gòu)建研究，探尋具體產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的新興技術(shù)、新興技術(shù)未來發(fā)展路徑、影響新興技術(shù)未來發(fā)展的因素以及這些因素之間的變化關(guān)系，為新興技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)與決策支撐。

[1] Miles I. The development of technology foresight: A review [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2010, 77(9): 1448–1456.

[2] Blind K, Cuhls K, Grupp H. Current foresight activities in Central Europe [J]. Technological Forecasting and Social Change, 1999, 60(1): 15–35.

[3] Georghiou L. The UK technology foresight programme [J]. Futures, 1996, 28(4): 359–377.

[4] MartinB R, Johnston R. Technology foresight for wiring up the national innovation system: experiences in Britain, Australia, and New Zealand [J]. Technological Forecasting and Social Change, 1999, 60(1): 37–54.

[5] Kuwahara T. Technology forecasting activities in Japan [J]. Technological Forecasting and Social Change, 1999, 60(1): 5–14.

[6] Lee S K, Mogi G, Kim J W. Energy technology roadmap for the

next 10 years: The case of Korea [J]. Energy Policy, 2009, 37(2): 588–596.

[7] Choi M, Choi H L, Yang H Y, et al. Characteristics of 4th Korean technology foresight[C]//Institute of Electrical and Electronics Engineers. 2012 Proceedings of PICMET'12: Technology management for emerging technologies (PICMET) July29-Aug 2, 2012, Vancouver, BC. New York: IEEE, 2012: 1330–1354.

[8] 郭衛(wèi)東. 技術(shù)預(yù)見理論方法及關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新模式研究[D]. 北京: 北京郵電大學(xué), 2007. Guo W D. Technology foresight theory method and key technology innovation model research [D]. Beijng: Beijing University of Posts and Telecommunications, 2007.

[9] 薛瀾, 周源, 李應(yīng)博, 等.戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新規(guī)律與產(chǎn)業(yè)政策研究(白皮書)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2015. Xue L, Zhou Y, Li Y B, et al. Strategic emerging industries and industrial policy research on innovation (white paper) [M]. Beijing: Science Press, 2015.

[10] Lee S, Seol H. Using patent information for designing new product and technology: Keyword based technology roadmapping [J]. R&D Management, 2008, 38(2): 169–188.

[11] Phaal R, O'Sullivan E, Routley M, et al. A framework for mapping industrial emergence [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2011, 78(2): 217–230.

[12] Daim T U, Rueda G, Martin H, et al. Forecasting emerging technologies: Use of bibliometrics and patent analysis [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2006, 73(8): 981–1012.

圖2 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究支持平臺原型

[13] 李欣, 黃魯成. 基于文獻(xiàn)計(jì)量的染料敏化太陽能光伏技術(shù)可視化分析[J]. 情報(bào)雜志, 2013, 32(12): 98–103. Li X, Huang L C. Visualization analysis of dye-sensitized solar cells technology based on bibliometric [J]. Journal of Intelligence Journal, 2013, 32(12): 98–103.

[14] Jun S, Lee S J. Emerging technology forecasting using new patent information analysis [J]. International Journal of Software Engineering and Its Applications, 2012, 6(3): 107–114.

[15] Kim Y G, Suh J H, Park S C. Visualization of patent analysis for emerging technology [J]. Expert Systems with Applications, 2008, 34(3): 1804–1812.

[16] 張嶷, 汪雪峰, 郭穎, 等. 基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法的技術(shù)路線圖構(gòu)建模型研究[J]. 科學(xué)學(xué)研究, 2012, 30(4): 495–502. Zhang, Y, Wang X F, Guo Y, et al.Technology roadmap to construct model based on the method of literature metrology research [J]. Studies in Science of Science, 2012, 30 (4) : 495–502.

[17] 郭穎, 汪雪峰, 朱東華, 等. “自頂向下”的科技規(guī)劃—基于專利數(shù)據(jù)和技術(shù)路線圖的新方法[J]. 科學(xué)學(xué)研究, 2012, 30(3): 349–358. Guo Y, Wang X F, Zhu D H, et al. “LIP-to-down” science and technology planning: A new approach based on patent data and

technology roadmapping [J]. Studies in Science of Science, 2012, 30(3) : 349–358.

[18] Robinson D K R, Huang L, Guo Y, et al. Forecasting innovation pathways (FIP) for new and emerging science and technologies [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2013, 80(2): 267–285.

[19] 李欣, 黃魯成. 基于技術(shù)路線圖的新興產(chǎn)業(yè)形成路徑研究[J]. 科技進(jìn)步與對策, 2014, 31(1): 44–49. Li X, Huang L C. Emerging industry based on the technology roadmap forming path research [J]. Science and Technology Progress and Countermeasures, 2014, 31(1) : 44–49.

[20] Li X, Zhou Y, Xue L, et al. Integrating bibliometrics and roadmapping methods: A case of dye-sensitized solar cell technology-based industry in China [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2015, 97: 205–222.

[21] 喬楊. 專利計(jì)量方法在技術(shù)預(yù)見中的應(yīng)用——以國內(nèi)冶金領(lǐng)域?yàn)槔齕J]. 情報(bào)雜志, 2013, 32(4): 34–37. Qiao Y. Application of patent bibliometrics methods in technology foresight—Take the subsection of metallurgy as an example [J]. Journal of Intelligence, 2013, 32(4): 34–37.

[22] 王金鵬. 基于科學(xué)計(jì)量的技術(shù)預(yù)見方法優(yōu)化研究(碩士學(xué)位論文) [D]. 武漢:華中師范大學(xué), 2011. Wang J P. Technology forecast method based on the scientific measurement optimization research (Master's thesis) [D]. Wuhan: Central China Normal University, 2011.

[23] 崔志明, 萬勁波, 浦根祥, 等. 技術(shù)預(yù)見與國家關(guān)鍵技術(shù)選擇應(yīng)遵循的基本原則[J]. 科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理, 2002, 23(12): 9–12. Cui Z M, Wan J P, Pu G Y, et al. The basic principles of technology foresight and national key—technology choice in China [J]. Science of Science and Management of S&T, 2002, 23 (12): 9–12.

[24] 王旭超, 吳騰楓, 江小蓉, 等. 面向技術(shù)預(yù)測的專利情報(bào)分析實(shí)證研究[J]. 情報(bào)科學(xué), 2014, 32(7): 139–144. Wang X C, Wu T F, Jiang X R, et al. Empirical research on patent intelligence analysis oriented to technology forecast [J]. Information Science, 2014, 32(7): 139–144.

[25] 穆榮平, 任中保, 袁思達(dá), 等. 中國未來20年技術(shù)預(yù)見德爾菲調(diào)查方法研究[J]. 科研管理, 2006, 27(1): 1–7. Mu R P, Ren Z B, Yuan S D, et al. The study on methodology of delphi survey of technology foresight of China towards 2020 [J]. Journal of Scientific Research Management, 2006, 27(1): 1–7.

[26] 孫靜芬, 袁建華, 趙滟, 等. 國外航天未來發(fā)展技術(shù)預(yù)見實(shí)施研究[J]. 中國航天, 2015(10): 37–41. Sun J F, Yuan J H, Zhao Y, et al. Technology foreign aerospace technology to foresee the future development research [J]. Aerospace Chinese, 2015(10) : 37–41.

[27] Zhang Y, Zhang G Q, Chen H S, et al. Topic analysis and forecasting for science, technology and innovation: Methodology with a case study focusing on big data research [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2016.

[28] Wang X F, Qiu P J, Zhu D H, et al. Identification of technology development trends based on subject–action–object analysis: The case of dye-sensitized solar cells [J]. Technological Forecasting and Social Change, 2015, 98: 24–46.

[29] Nassirtoussi A K, Aghabozorgi S, Wah T Y, et al. Text mining of news-headlines for FOREX market prediction: A Multi-layer dimension reduction algorithm with semantics and sentiment[J]. Expert Systems with Applications, 2015, 42(1): 306–324.

[30] Keppell M. Principles at the heart of an instructional designer: Subject matter expert interaction [C]// Sims R, O' Reilley M, Sawkins S, et al. Learning to choose—Choosing to learn. Proceedings of the 17thAnnual Conference of the Australasion Society for Computers in Learning in Tertiary Education, 2000, Coffs Harbour, NSW. Australia: ASCILITE, 2000: 317–326.

[31] Quiamzade A, Mugny G, Cléopas A D, et al. Interaction styles and expert social influence [J]. European Journal of Psychology of Education, 2003, 18(4): 389–404.

[32] Lee M F, Mehlenbacher B. Technical writer/subject-matter expert interaction: The writer's perspective, the organizational challenge [J]. Technical Communication, 2000, 47(4): 544–552.

[33] Kenny P G, Parsons T D, Gratch J, et al. Evaluation of novice and expert interpersonal interaction skills with a virtual patient [J]. Lecture Notes in Computer Science, 2009, 5773: 511–512.

Application of Big Data Analysis Method in Technology Foresight for Strategic Emerging Industries

Liu Yufei1, Zhou Yuan2, Liao Ling3
(1. College of Life Science &Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2. School of Public Policy and Management, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. School of Mechanical Science & Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

As an innovative strategic management tool, technology foresight has received increasing interest. There is a large number of related scholarship on technology foresight and its application. The theoretical difficulty is how to conduct technology foresight for different kinds of emerging industries, especially for targeted types of industry innovation in a developing country. Delphi expert analysis is currently the most popular method for technology foresight. This method is undermined by a lack of reliabe and valid big data to support expert experience. The authors propose a new method for patent and technical document analysis for the use of technology foresight for China's emerging industries.

technology foresight; bibliometric; patent analysis; big data analysis; emerging industry

TP3

A

2016-05-25；

2016-06-26

劉宇飛，華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，博士，主要研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)分析方法支持工程科技戰(zhàn)略咨詢； E-mail: liuyufei0418@qq.com

中國工程院重大咨詢項(xiàng)目“‘十三五’戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”(2014-ZD-7)；中國工程院知識中心項(xiàng)目（20155660158）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (L1524015，71203117，71233005)；清華大學(xué)綠色經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展研究中心研究子項(xiàng)目（20153000181）

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn