技術融合基本理論與方法研究

張靜+張志強

摘要：[目的/意義]技術融合是技術創(chuàng)新的重要手段，具有重大的經(jīng)濟社會意義，已經(jīng)逐步成為國家科技戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。[方法/過程]在梳理已有技術融合概念，闡明技術融合研究意義的基礎上，明確技術融合研究過程，并對數(shù)據(jù)集構建、技術領域界定和融合分析各階段所用方法進行對比分析。[結果/結論]以發(fā)現(xiàn)當前研究的不足，提出進一步研究方向，對推動技術融合研究具有重要意義。

關鍵詞：技術融合 數(shù)據(jù)集構建 技術領域界定 融合分析

分類號：G250

引用格式：張靜， 張志強. 技術融合基本理論與方法研究[J/OL]. 知識管理論壇， 2017， 2（4）： 257-264[引用日期]. http：//www.kmf.ac.cn/p/1/94/.

1 引言

當今世界科技發(fā)展呈現(xiàn)多點突破、交叉匯聚的景象。世界范圍內(nèi)的交叉學科研究越來越多，跨學科程度整體在加劇，產(chǎn)業(yè)界限模糊也越來越廣泛。當前的創(chuàng)新趨勢是基于廣泛的科學和技術領域以及必需的跨學科研究快速進行技術研發(fā)[1]，這被稱為技術融合。

技術融合的出現(xiàn)并非偶然。雖然知識和技術越來越多元化和專業(yè)化，但社會經(jīng)濟和技術問題的復雜性日益增加，需要集成多學科知識和技術才能解決。在科學、技術、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)和市場等各個層面的融合中，技術融合起到了從科學研究到實際競爭力轉化的紐帶作用，并在引領和控制下一代技術創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。

2 概念及研究意義

“融合”（convergence）一詞在英語中的使用最早可以追溯到17世紀，來源于拉丁語“convergere”（傾斜到一起），在詞典中主要被定義為“（線）在一個點相交”或“（多種事物）逐漸變得相似或稱為相同的東西” [2]?！叭诤稀痹凇掇o?！分械慕忉尀橄嗪显谝黄餥3]。此外，生物、氣象和數(shù)學等個別學科對“融合”賦予了本學科的特殊含義。

在管理領域最早使用“融合”一詞的是羅森博格[4]，他對美國機械設備業(yè)演化的研究中，首先提出了“技術融合（technological convergence）”：產(chǎn)品功能和性質(zhì)完全無關的產(chǎn)業(yè)因采用通用技術而導致獨立的、專業(yè)化的機械工具出現(xiàn)的過程。隨后由于技術融合在促進創(chuàng)新方面的巨大作用，相關研究越來越多，并隨著信息技術的發(fā)展，其內(nèi)涵也得到了不斷的豐富，研究也隨之不斷深入。

2.1 “技術融合”的概念

雖然學者們對技術融合現(xiàn)象有了較為廣泛的認同，但對其概念尚未形成統(tǒng)一的認識，其英文表達方式主要以technological convergence和technological fusion為主，也有文獻從對象運動的角度對兩者的區(qū)別做了辨析[5]，但本文認為兩者在中文含義上是一致的，統(tǒng)一以“技術融合”代稱。相關的代表性定義主要從三個角度來闡述，主要包括：

從融合提升效果的角度來說，融合是將一個技術領域的方法應用于另一個技術應用領域，最終產(chǎn)生一種新的產(chǎn)品[6]；技術融合是整合不同的技術或產(chǎn)業(yè)的知識或創(chuàng)新形成占優(yōu)勢的設計的結果[7]。這種觀點認為技術融合對相關領域帶有改進效果。

從領域間關系變化的角度來說，融合是指至少兩個可辨認的事物走向統(tǒng)一或一致，或不同的技術、設備或產(chǎn)業(yè)合并為一個整體；融合是不同技術部門或領域間界限逐漸模糊的過程[8]；日本通產(chǎn)省在1985年產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整相關報告中指出技術融合指兩種或兩種以上不同技術之間相互滲透、相互融合而形成一種新技術的現(xiàn)象[9]。也有文獻[5]認為，融合并不一定意味著一種新的產(chǎn)業(yè)。一些情況下，產(chǎn)業(yè)領域或科學學科可能會產(chǎn)生新的合作領域，但不改變在先領域而僅僅是兩者的松散耦合。

從不同層面融合間關系的角度來說，技術融合導致了市場融合[10]。也有學者認為，融合是一種科學和技術的社會學結果的彈性解釋[11]。這種觀點不區(qū)分融合的焦點，即不區(qū)分哪個技術領域的重要性在增加，也不識別融合的擴散，即不識別重要性增加的技術領域在其他技術領域的廣泛應用。也有學者認為技術創(chuàng)新開發(fā)的替代性或關聯(lián)性的技術、工藝或產(chǎn)品，通過滲透、擴散融合到其他產(chǎn)業(yè)之中，或者改變了原有產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的技術路線，或者豐富了原有產(chǎn)業(yè)經(jīng)營的內(nèi)容和形式，使得不同產(chǎn)業(yè)之間具有了相似的技術基礎和共同的技術平臺，因而出現(xiàn)了技術融合現(xiàn)象[12]。

經(jīng)過對已有融合概念的梳理，本文認為技術融合是至少兩個可辨認的技術領域之間關系逐漸增強，最終統(tǒng)一或一致的過程。在抽象意義上，技術融合至少涵蓋以下三層含義：

從觀測起點來看，技術融合體現(xiàn)的是至少兩個技術領域之間的關聯(lián)，相關領域的初始狀態(tài)是離散的、可辨認的（見圖1-a）。

從觀測過程來看，技術融合的相關技術領域間關系逐漸增強，表現(xiàn)為不同技術領域間開始產(chǎn)生交叉（見圖1-b），且重疊逐漸增多的過程（見圖1-c）。

從觀測結果來看，相關技術領域融合的結果走向統(tǒng)一或一致，即領域間界限部分消失，可以是相關領域共同構成一個新的領域（見圖1-d），或僅僅是融合區(qū)域獨立成為一個新的領域（見圖1-e）。

2.2 “技術融合”研究的意義

融合可能發(fā)生在各個層面，科學、產(chǎn)品、服務、技術、業(yè)務功能[13]甚至思想。當前，融合正在各個層面擴散并加劇，受到了世界各國的廣泛重視。這主要是由于：

（1）融合能夠刺激創(chuàng)新。融合鼓勵現(xiàn)有重疊的行業(yè)之間的競爭，并能夠帶來切實的經(jīng)濟效益或發(fā)展前景。信息技術、化學及其鄰近產(chǎn)業(yè)在過去幾十年的關鍵發(fā)展帶來了根本性創(chuàng)新的生命周期的縮短和高達兩位數(shù)的研發(fā)支出[5]，醫(yī)療產(chǎn)業(yè)受到IT創(chuàng)新的驅(qū)動產(chǎn)生了醫(yī)療保健等新的產(chǎn)業(yè)部門[14]，信息通信技術以及互聯(lián)網(wǎng)平臺與傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合催生了“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新業(yè)態(tài)[15]。

（2）融合催生了許多適應新時代用戶需求的跨產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品。這一點在在信息技術、消費電子和通信（information technologies， consumer electronics， and telecommunications，ICT）產(chǎn)業(yè)領域體現(xiàn)的尤為明顯，當前三者間嚴格的產(chǎn)業(yè)界限在很大程度上已經(jīng)消失了，并創(chuàng)造了智能手機等跨界新產(chǎn)品。而化妝品和食品產(chǎn)業(yè)也有融合的趨勢，它們通過健康的特征催生了藥妝產(chǎn)品（化妝品和制藥的結合），以及保健功能食品（營養(yǎng)和制藥的結合）[16]。endprint

（3）融合刺激企業(yè)拓展新的交互形式。技術融合給與新老市場參與者構建全新的市場生態(tài)，打破固有價值鏈機會，市場參與者利用互補技術創(chuàng)新的集體知識培育新產(chǎn)業(yè)和技術集群，從而推動產(chǎn)業(yè)融合。在這個過程中，企業(yè)間交互產(chǎn)生了更多的聯(lián)盟、聚集和與標準化組織的合作等，并推動不同領域在標準層面的融合[17]。

（4）融合要求管理實踐和戰(zhàn)略決策的積極應對。融合使研發(fā)機構能從戰(zhàn)略上管理成本、質(zhì)量、靈活性和時間等影響商業(yè)成功的因素，可能改變相關的服務、市場、政策規(guī)定、工業(yè)結構、公司的聯(lián)盟和并購等行為。美國在線（AOL）和時代華納（Time Warner）2000年的戰(zhàn)略行動、資產(chǎn)剝離，甚至企業(yè)并購體現(xiàn)了高層管理人員已經(jīng)認識到了技術融合帶來的影響[18]。

3 技術融合的典型模型——融合擴散模型

技術融合在技術發(fā)展過程中表現(xiàn)出了較為復雜的時序進程：科學、產(chǎn)品、服務、技術、業(yè)務功能，甚至思想。利用進化論的范式，科學、技術、市場和產(chǎn)業(yè)融合四階段的劃分受到了學者的廣泛接受。但這種融合的理想時序進程是否會真實發(fā)生有賴于融合趨勢背后的觸發(fā)和驅(qū)動。這些觸發(fā)點可以包括自然科學發(fā)現(xiàn)、技術進步、用戶需求改變，甚至是政策調(diào)控和產(chǎn)業(yè)標準。在技術融合研究中，學者們更關注技術融合擴散模型，用于分析和解釋當前現(xiàn)象，或意圖基于融合的影響制定戰(zhàn)略和政策。

湯文仙[19] 認為技術融合的過程實質(zhì)上是技術在不同產(chǎn)業(yè)間擴散的結果，并指出技術可以在不同類型產(chǎn)業(yè)和企業(yè)間擴散和創(chuàng)新，包括上、下游產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新、融合以及具有一定關聯(lián)性產(chǎn)業(yè)間的技術擴散和融合。

自20世紀初以來，許多領域都提出過不同的擴散模型。擴散模型早期通常在企業(yè)管理中被用于解釋產(chǎn)品或服務的擴散，但目前擴散模型已被廣泛應用于人類學等社會科學，以及生物等自然科學領域。擴散模型主要有三個發(fā)展階段：基礎模型時代（1960-1970年），擴展模型時代（1970-1980年）和新應用時代（1980年后）[20] ?；A模型時代的研究主要集中于數(shù)學模型研究；擴展模型時代主要是基于貝斯擴散模型（Bass diffusion model）大力發(fā)展各種應用模型；1980年以來的研究擴展到了對此前模型進行范圍和靈活性改進，并將其進一步應用到高清電視、IP通信服務等新產(chǎn)品和新服務中。

基于貝斯模型的擴散周期可以分為三個階段：萌芽期、生長期和成熟期。擴散曲線一般呈“S”形。新產(chǎn)品、新服務或新技術在萌芽期增長緩慢，生長期迅猛發(fā)展，成熟期增長停滯。通用的擴散模型可以用如下微分方程來表示：

其中，N（t）和n（t）分別為時間t節(jié)點接受者數(shù)量的累積量和非累積量，m是潛在的最終接受者。g是擴散系數(shù)，會影響擴散帶來的潛在接受者。接受者的累積數(shù)量N（t）會隨著時間推移逐漸接近m。擴散系數(shù)g對擴散效果的影響可以分為時間函數(shù)或接受者人數(shù)函數(shù)。g（t）可以表征為三種模式，外部影響擴散模型、內(nèi)部影響擴散模型和混合影響擴散模型。

如果擴散系數(shù)是常數(shù)，即g（t）為常數(shù)p，方程為外部影響擴散模型；如果擴散系數(shù)受到接受者累積數(shù)量影響，即g（t）為qN（t），方程為內(nèi)部擴散模型；混合影響擴散模型同時考慮內(nèi)、外部影響擴散模型的影響，即g（t）為p+qN（t）。其中，內(nèi)部影響擴散模型分為Logistic模型和Gompertz模型，是在融合研究中經(jīng)常使用的模型[21]。

4 技術融合主要研究框架與方法

自技術融合概念提出以來，很多學者對這一現(xiàn)象進行了研究。技術融合相關的研究主要集中在概念提出與擴展、理論研究、領域?qū)嵶C研究、宏觀整體實證研究、時序研究和全維度實證研究等幾個方面。相關理論研究主要側重于事前定義融合概念來分析和解釋當前現(xiàn)象，或意圖基于融合的影響制定戰(zhàn)略和政策。

4.1 技術融合研究框架

因為融合固有的模糊性和復雜性，很難有一個融合指標能夠得到一致認可，根據(jù)不同的研究目的，學者們設計了許多不同的方法來計量融合。由于技術融合與科學融合、市場融合、產(chǎn)業(yè)融合之間具有極強的關聯(lián)性，因此不同層面的融合計量方法對于技術融合的識別與研究都具有一定的借鑒意義。

整體來看，技術融合研究需要根據(jù)不同的研究目的，選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)源構建數(shù)據(jù)集，明確技術領域界定標準，遴選研究方法并構建分析指標幾個階段。其中，研究目的、數(shù)據(jù)源和技術領域界定標準是研究基礎，研究方法與分析指標為研究的方法體系，五者相互關聯(lián)。

4.2 技術融合研究數(shù)據(jù)集構建

不同階段的融合需要用不同的數(shù)據(jù)來進行計量（見表1），論文、專利、媒體信息、研究主體（論文作者所屬機構和專利的專利權人）信息和產(chǎn)業(yè)信息都可用于不同層面的融合研究。整體來看，以公開數(shù)據(jù)源，尤其是專利為主，其適用于融合早期信號監(jiān)測、具體技術領域融合的實證研究、全領域技術融合狀態(tài)和技術融合時序研究等方面。

現(xiàn)有研究中對融合研究所用數(shù)據(jù)源主要是從三個維度構建：從具體領域出發(fā)，通過主題或技術分類限定檢索獲取數(shù)據(jù)集；從具體主體出發(fā)，通過某一領域主要研發(fā)實體獲取相應實體的全部數(shù)據(jù)；從具體國家出發(fā)，獲取某一國家的全領域數(shù)據(jù)。較少研究從全球范圍全領域進行數(shù)據(jù)集構建。

4.3 技術領域界定

現(xiàn)有研究所用的技術領域界定標準主要是通過映射的方式來將分析用數(shù)據(jù)的形式或內(nèi)容特征轉化為產(chǎn)業(yè)領域。具體映射標準包括：期刊-領域、論文-學科、SIC（Standard Industrial Classification，標準產(chǎn)業(yè)分類）-IPC（International Patent Classification，國家專利分類法）、UC（US Classification，美國專利分類法）-領域、企業(yè)-產(chǎn)業(yè)和專家判讀等方法（見表1）。

4.4 技術融合主要研究方法

技術融合相關研究方法主要分為兩大類，一大類是以是以專家為核心的方法，另一大類是以數(shù)據(jù)定量分析為核心的方法。表2呈現(xiàn)了融合相關研究方法的分類、代表文獻及各自的主要優(yōu)劣勢。這些定量分析方法各有優(yōu)劣，本文主要從數(shù)據(jù)可獲得性、技術關聯(lián)情況等方面進行了比較。endprint

4.4.1 基于專家的方法

以專家為核心的定性分析方法主要包括技術路線圖、德爾菲法和案例研究方法。其中技術路線圖中通常也可以使用德爾菲法。

（1）技術路線圖。技術路線圖最早是企業(yè)技術管理的方法。其在融合研究方面的應用主要是通過專家知識預測融合技術的發(fā)展路徑。

（2）德爾菲法。又名專家意見法或?qū)＜液冋{(diào)查法，最初目的是通過一系列密集問卷調(diào)查和可控意見反饋，從一組專家中獲取最可靠的一致性意見，其在融合方面的應用主要是獲得專家對融合技術路徑的一致性意見。

（3）案例分析。又稱個案研究法，是指結合文獻資料對單一對象進行分析，得出事物一般性、普遍性的規(guī)律的方法。其在融合方面適用于對多種因素的綜合分析，細節(jié)豐富。

基于專家的定量分析在遴選恰當專家并獲取一致性的專家知識方面難度較高。

4.4.2 基于數(shù)據(jù)的方法

當前關于融合的研究所用方法主要以基于數(shù)據(jù)的定量分析方法為主。其中共現(xiàn)等方法在實際應用中需要用到具體的統(tǒng)計分析指標。

（1）統(tǒng)計分析。由于融合的復雜性，M. Mayer [33]提出了研究主體性質(zhì)與文獻類型的關聯(lián)分析指標，這些指標可用于統(tǒng)計分析呈現(xiàn)，也可進一步豐富為不同角度的關聯(lián)分析。

（2）共現(xiàn)分析。一般認為，如果某個共同的內(nèi)容或形式特征頻繁在同一篇文獻中同時出現(xiàn)，往往表明這兩個特征之間具有比較密切的聯(lián)系。在技術融合相關研究中，學者們主要從分類、專利權人和主題詞等角度進行共現(xiàn)分析，尤其是共分類分析在技術融合相關研究中得到了較多應用。

（3）聚類分析。主要是利用獨特的聚類技術將數(shù)據(jù)按照技術領域聚成不同的子類，通常要與共現(xiàn)分析、引用分析和文本挖掘分析等方法結合使用。在融合研究中主要是按主題或者按技術分類共現(xiàn)矩陣聚類，以發(fā)現(xiàn)主要融合領域。

（4）引用分析。是指對目標專利的引用專利情況和目標專利被引用的情況進行分析。M. Karvonen等[36]利用專利引證分析對技術融合早期階段的發(fā)現(xiàn)進行了實證等。

（5）投入-產(chǎn)出分析。亦稱產(chǎn)業(yè)部門間分析。是分析特定經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)投入與產(chǎn)出間數(shù)量依存關系的原理和方法。其在融合研究中可用于發(fā)現(xiàn)不同影響因素的定量作用。

（6）大數(shù)據(jù)分析。適用于海量數(shù)據(jù)分析，能從全領域數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)關鍵節(jié)點及融合趨勢。

其中，受到數(shù)據(jù)集構建和分析指標數(shù)據(jù)計算難度的影響，引用分析和投入-產(chǎn)出分析方法在大規(guī)模數(shù)據(jù)集中的適用性較差，主要適用于某特定問題/領域，或較小數(shù)據(jù)集。

5 進一步的研究方向

從上述分析可以看出，目前有關技術融合的研究已有較多的探索并已經(jīng)取得較大的發(fā)展，但還存在著以下問題與不足，可以作為未來進一步研究的方向：

（1）從系統(tǒng)性角度進行多技術領域間關聯(lián)的融合研究。現(xiàn)有技術融合研究更側重于技術領域間的二元關系，對技術領域間系統(tǒng)性的結構特征影響研究較少。但現(xiàn)實技術發(fā)展過程中，技術融合是多種技術綜合作用的結果。未來可以從系統(tǒng)性角度進行多技術領域間關聯(lián)的融合研究。

（2）融合信號未來發(fā)展方向判斷的研究。當前的技術融合相關研究均主要集中于對融合起點與融合過程的觀測研究上，對什么狀態(tài)到達融合發(fā)生的臨界狀態(tài)，融合信號未來如何發(fā)展的研究相對較少，可以作為進一步研究的重點內(nèi)容。

（3）合理的數(shù)據(jù)集構建方法研究。技術融合實證研究需要根據(jù)不同的研究目的，選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)源?，F(xiàn)有研究中對并未對專利文獻本身對技術融合的貢獻大小做區(qū)分，容易產(chǎn)生外圍專利帶來的技術重疊增強的虛假信號，給研究結果帶來不確定性。因此可以從全面性和從專利本身進行去噪等角度進行合理的融合研究數(shù)據(jù)集構建方法研究。

（4）具體融合技術方向識別研究?，F(xiàn)有研究所用的技術領域界定標準主要是通過映射的方式來將分析用數(shù)據(jù)的形式或內(nèi)容特征轉化為產(chǎn)業(yè)領域。這種映射與現(xiàn)實世界領域的細化程度相比，其顆粒度較大，對具體技術方向情況的反映并不充分。未來可以考慮如果進行更細粒度的融合技術方向識別研究。

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作者貢獻說明：

張 靜：內(nèi)容綜述并撰稿；

張志強：完善論文思路，提出修改建議。

Abstract： [Purpose/significance] Technology convergence is a significant means of technological innovation， plays an important role in economic and social development， and has gradually become an important part of the national science and technology strategy. [Method/process] On the base of the summary of its concept and the clarification of its significance of technology convergence study， the paper pointed out its research stages， and made comparative analysis of the methods in data collection， technosphere identification and convergence analysis. [Result/conclusion] Finally， it concludes the shortages of existing studies and the further research directions， which can deepen the study on technology convergence.

Keywords： technology convergence data collection technosphere identification convergence analysisendprint