第三章 技術預測與技術實現途徑_第1頁
第三章 技術預測與技術實現途徑_第2頁
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文檔簡介

第三章技術預測與技術實現途徑一、技術軌道理論二、技術預測方法及選擇三、技術發(fā)展路徑四、案例分析第三章技術預測與技術實現途徑一、技術軌道理論

1.技術軌道理論概述

技術軌道概念的來源最早可以追溯至1977年Nelson和Winter提出的自然軌道,它指的是技術的演進沿著一條既定的軌跡發(fā)展。在此基礎上,Dosi受到Kuhn的“科學范式”的啟迪,提出了技術范式(technologicalparadigm)和技術軌道(technologicaltrajectory)的概念。他指出:技術范式是“解決特定技術問題的一種模型或模式”,決定了技術研發(fā)的領域、問題、程序和任務;技術軌道是企業(yè)在特定經濟、技術條件的約束下,依據一定的技術范式進行技術創(chuàng)新努力的可行路徑,是多維空間中一組可能的技術成長方向。技術軌道不是一成不變的,在一類技術沿著自己的技術軌道演進的過程中,可能出現軌道變遷。例如,當通信技術向模擬技術發(fā)展時,數字技術又出現了。第三章技術預測與技術實現途徑綜合有關技術軌道的性質和成因的已有研究,我們將技術軌道的性質歸納為連續(xù)性、有限性、系統(tǒng)性和排他性等。技術軌道的連續(xù)性又稱累積性,有強弱之分,是指技術是在連續(xù)不斷的累積中發(fā)展的,技術功能的累積進步是技術發(fā)展的一個特點。技術軌道的有限性,是指任何一條技術軌道的技術進步都會受到自然規(guī)律的限制,使得技術發(fā)展會出現最終極限。技術軌道的系統(tǒng)性,是指技術軌道往往不是由單一技術構成的,是在某些技術領域圍繞一個基本目標而形成的一系列相關技術組成的技術體系。技術軌道的排他性是指,為達到同一目的的多條技術軌道互不兼容、互相排斥。

技術軌道的形成受到技術因素、經濟因素、環(huán)境因素以及企業(yè)因素等的影響。在已有技術軌道演進時,可能出現新技術軌道,其條件通常是產業(yè)技術環(huán)境或市場環(huán)境發(fā)生重大轉變———這種重大轉變的機會在產業(yè)發(fā)展過程中通常較少。我國學者認為,出現行業(yè)新技術軌道主要是因為“作為特定行業(yè)發(fā)展基礎的科學研究、技術攻關出現了新進展”、“市場需求發(fā)生了重大變化”和“主導企業(yè)的技術軌道發(fā)生了跳躍性的變化”。也有研究者認為,導致新技術軌道出現的因素主要包括:產業(yè)的重大技術突破;重大技術應用的突破,如信息技術給其他產業(yè)帶來的巨大影響;消費觀念的轉變,如環(huán)保意識、保健意識的提高;國內外政治、經濟形勢的改變,如中東石油危機對汽車產業(yè)發(fā)展產生的沖擊。第三章技術預測與技術實現途徑

2.技術軌道的結構模型

(1)單一技術軌道的二維結構

技術軌道是一條沿著技術范式決定的一組技術方向向前延伸直至技術樣品的S型曲線軌跡,其中每個技術方向可視為一個區(qū)段,它反映了技術軌道的完整性;同時,在每一個技術方向上,技術的連續(xù)累積型創(chuàng)新都存在一個飽和限,反映了技術水平的程度性,如圖1所示。圖1單一技術軌道的二維結構第三章技術預測與技術實現途徑上圖中,n個技術方向延伸就是一條完整的技術軌道S曲線。在每個技術方向上的技術改進,都會提升技術軌道的技術水平,從原技術軌道Ⅰ改進至Ⅱ、Ⅲ直至N,整個技術軌道的技術水平逐漸提升至接近飽和限。

(2)多條軌道的并列結構對技術范式所要解決的問題而言,可能同時有多個技術方向可供選擇,在選擇其中任一個予以鎖定后,該技術方向上又有多個技術子方向可選,如此層層遞進,從初始技術方向的選擇開始,至下一組方向中鎖定其中一個,直至技術樣品終點,每一個技術方向都形成一條技術軌道,這樣就出現多條技術軌道的并列結構,如圖2所示。為簡潔起見,圖2從技術方向Ⅰ開始,都只給出了其中被鎖定的方向及其技術軌道。從技術范式決定的第一組技術方向開始,有技術軌道1、4至n條,每一條技術軌道均由若干技術方向發(fā)展而成。如技術軌道1,在技術方向Ⅰ層次又有若干可能的方向,若鎖定其中一條發(fā)展則為技術軌道2;在技術方向Ⅱ層次,同樣在一組可能的方向中鎖定一個方向發(fā)展成為技術軌道3,直至技術方向N,每一條技術方向選擇后鎖定的技術軌道就形成了一組技術軌道的集合。所有可能的技術方向形成的技術軌道是一個非常可觀的數目。第三章技術預測與技術實現途徑圖2多技術軌道的并列結構第三章技術預測與技術實現途徑

3.技術軌道結構理論的意義技術軌道的多軌道并列結構和單軌道的二維結構對于技術創(chuàng)新具有重要意義。

(1)它能較好地解釋有關技術軌道的技術創(chuàng)新理論。沿著單一技術軌道累積型技術改進就是在技術飽和限內的順軌式創(chuàng)新,多軌道間在某個技術方向上的革命性技術創(chuàng)新就是躍軌式創(chuàng)新,此時發(fā)生原技術軌道的“轉轍”而進入新軌道。對軌道間另一種形式的融軌式創(chuàng)新也予以合理解釋。在不同的技術軌道之間,處于相同層次的技術是不可通約的,但對下一區(qū)段卻具有可通約性,即為共性技術,因而可以通過相互借鑒、互補或組合出現融軌。

(2)對產品多元化、多樣化的形成和具有競爭性的原因具有解釋力。在某技術范式下,技術軌道間的轉換結果表現為行業(yè)產品的多元化;對單一技術軌道在技術方向上的改進,技術創(chuàng)新結果表現為產品質量的提升或產品的多樣化。因此,不同技術軌道間的轉換和技術方向上的改進,以產品(技術樣品)之間的替代性體現出其競爭性。

(3)對于技術創(chuàng)新的抉擇具有指導性。通過將特定的技術創(chuàng)新置于技術軌道結構中,根據其所處技術軌道和技術方向的“坐標”,判斷技術創(chuàng)新在該領域的類型和模式,進而判斷其對應范式所需要解決的問題的重要性,并能發(fā)現可資借鑒的其他軌道技術,從而為技術創(chuàng)新選擇提供全局性的認識。第三章技術預測與技術實現途徑

4.核電堆型的技術軌道結構分析核能發(fā)電技術(簡稱核電技術,此處專指核裂變能發(fā)電技術)是把核燃料發(fā)生核反應釋放的熱能轉化為電能的發(fā)電技術,包括反應堆技術、設備堆型技術軌道。

(1)核電技術范式下的堆型技術軌道形成核電技術范式的特殊性就在于其原子能(或稱核能)的根本性質,主要體現在三個方面:一是能效性,1公斤易裂變物質能夠產生的能量約等于2700公噸煤所能產生的能量;二是可控性,易裂變核素要在適當的溫度和壓力環(huán)境下實現可控自持鏈式反應來釋放核能;三是放射性,核裂變反應產生放射性裂變產物、長壽命的次錒系元素和超鈾元素。核電技術范式要解決的是如何把核能轉化為電能的問題,這就必須解決可控性和放射性,具體而言就是既經濟又安全地解決燃料利用、核反應可控和能量傳輸這三個根本性問題。質量、形態(tài)、濃度不同的燃料類型直接決定了核反應方式,并影響核燃料循環(huán)模式。實現可控的自持鏈式裂變反應,有利用慢化劑材料來控制中子能量的熱堆方式和不用慢化劑的以快中子進行反應的快堆方式。把釋放的核能傳輸出去再轉化為電能則用流動循環(huán)的冷卻劑材料做介質。至于利用蒸汽發(fā)電的汽輪機發(fā)電技術,對其他發(fā)電范式具有通約性,屬于通用的常規(guī)性技術。

第三章技術預測與技術實現途徑這樣,反應堆因承擔了解決上述問題而成為核電技術范式的核心,并在解決的過程中因選擇燃料類型、反應方式和慢化劑及冷卻劑的差異性特征,出現了可能的多樣化堆型技術軌道。因此,堆型是最直接和最集中體現核電技術范式性質的技術體系,既對設備制造技術、電站建造技術和運行技術產生決定性影響,也決定了與之相適應的原料供應、材料生產、燃料元件加工、后處理、設備制造等整個核電產業(yè)鏈體系。堆型選擇由此成為核電發(fā)展的戰(zhàn)略性關鍵。

(2)核電堆型技術軌道的結構圍繞解決熱能釋放、轉化和傳輸問題的基本過程表明,核電反應堆堆型因所使用的燃料、慢化劑、冷卻劑不同而形成不同的堆型技術軌道。慢化效果最好的物質有輕水(普通水)、重水、鈹及氧化鈹(由于劇毒而不用)和碳(石墨)。冷卻劑在反應堆中有三種物理形態(tài):液態(tài)物(水等)、氣體(氦、二氧化碳)和液態(tài)金屬(鈉、鉛等),而且有些冷卻劑可同時做慢化劑。由于燃料類型的差異隱含在是否使用慢化劑的反應方式中,因此,一種核電堆型的通常表達式為:慢化劑名稱+冷卻劑名稱。快堆不使用慢化劑只用冷卻劑,堆型相對少得多。第三章技術預測與技術實現途徑圖3熱堆堆型技術軌道的形成與結構注(1)1、4、7為水冷卻劑;2、5、8為氣體冷卻劑;3、6、9為液態(tài)金屬冷卻劑;×:暫無該組合的堆型。(2)液體冷卻重水堆中,加拿大探索過有機液體冷卻重水實驗堆(CANDU-OCR),1965年建成、1985年關閉,未列出。第三章技術預測與技術實現途徑以熱堆為例,按照技術軌道結構模型,熱堆堆型技術軌道的結構如圖3所示。圖中清晰地反映了單個堆型技術軌道的區(qū)段結構和多條堆型技術軌道并列的結構關系。橫向結構上,從燃料反應方式到慢化劑、冷卻劑及其組合方式到具體反應堆堆型,形成了一條特定的堆型技術軌道??v向結構上,并列的多個技術方向形成可能的堆型技術軌道組成了堆型集合,相互之間具有可替代性。

(3)世界核電堆型技術演變的技術軌道結構

核電堆型技術軌道依據結構變化的技術創(chuàng)新規(guī)律,為核電堆型技術的發(fā)展演變提供了一種新視角的認識。核電從上世紀50年代起步,歷經起步、高速發(fā)展、滯緩發(fā)展、復蘇發(fā)展四個階段。至2011年10月,世界上共30個國家的200余座核電站運行著438臺機組,總裝機容量3.73億千瓦,為世界提供著14%的電力,累積運行經驗已超過14600堆·年;在建63臺,核準建設152臺核電機組。在役核電機組中,共有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆、石墨水冷堆、快堆等6種堆型,其中壓水堆機組265臺,占全部核電機組的60%;裝機251.6GW,占核電總裝機容量的65.1%。一種新堆型的技術軌道發(fā)展周期大致要經歷概念設計、實驗堆驗證可行性、原型堆驗證工程性(或增加示范堆驗證經濟性環(huán)節(jié))、商業(yè)堆應用四個階段,此后進入成熟化提升階段。對于整個核電技術的發(fā)展演變,國際上普遍的一個第三章技術預測與技術實現途徑提法是,核電以堆型為代表呈一代、二代、三代、四代的代際演進,技術不斷進步,安全性和經濟性不斷提高。圖4給出了各年代出現的核電堆型及其技術軌道發(fā)展演變情況。1950-60年代的第一代原型堆證明了利用核能發(fā)電的技術可行性,共出現過10余種核電堆型。1970-80年代的第二代改進型商業(yè)堆證明了核電的經濟性,此間壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆、石墨氣冷堆均得到了發(fā)展,目前約350臺在役核電機組就是在此期間建造運行的,特別是壓水堆在經濟性上的表現使其漸漸成為主流堆型。1990年代中后期,滿足美國用戶要求文件(URD)、歐洲用戶要求文件(EUR)的第三代革新型反應堆,著重防范和緩解嚴重事故,在安全性提高的同時經濟性也得到改善。2000年后,研發(fā)中的第四代革命型反應堆主要有6種,即氣冷快堆、鉛冷快堆、鈉冷快堆、熔鹽堆、超臨界水冷堆和超高溫氣冷堆,重點解決燃料利用、減少廢物和防止核擴散問題。6種堆型中,此前出現的鈉冷快堆和高溫氣冷堆處于實驗堆或原型堆階段,一直未能突破經濟性和安全性的商用技術難關。第三章技術預測與技術實現途徑圖4世界核電堆型的歷史演變注:(1)

鈉冷快堆已有實驗堆和原型堆,故右下角、2000年后提出的6條堆型軌道中不含。(2)超高溫氣冷堆是高溫氣冷堆的發(fā)展,其燃料溫度高出后者300℃以上達1800℃,出口溫度超過950℃達1000℃,亦不含。第三章技術預測與技術實現途徑從圖4看出,各堆型隨著不斷改進逐漸接近技術飽和限。壓水堆經受住了1973年的美國三里島熔堆的安全性嚴峻考驗,并衍化出系列機型。1986年切爾諾貝利核電站嚴重事故則使前蘇聯的石墨沸水堆(屬于石墨水冷堆)完全失去了發(fā)展的機會。而2011年的日本福島核電站嚴重事故使沸水堆的發(fā)展面臨嚴重危機。

(4)我國核電堆型技術發(fā)展歷程與現狀我國在1970年代國際技術封鎖下,選擇依靠成功研制核潛艇的核動力技術和核工業(yè)技術體系自主研發(fā)壓水堆核電技術,啟動“七二八工程”,但“文革”使其幾乎停頓。1980年代改革開放后,采取“兩條腿走路”,自主研發(fā)30萬千瓦壓水堆核電技術CP300(原CNP300)建設秦山一期原型堆核電站,引進法國當時先進的M310先進壓水堆技術建設大亞灣百萬千瓦級核電站。1990年代,開發(fā)了自主的CP600(原CNP600)技術建設秦山二期,并消化吸收M310技術再創(chuàng)新形成改進型CPR1000技術建設嶺澳核電站。同時期還引進加拿大重水堆技術建設秦山三期,引進俄羅斯先進的VVER1000壓水堆技術建設田灣核電站。進入2000年代,適應經濟快速發(fā)展對電力的需求,國家積極發(fā)展核電,引進美國西屋公司的AP1000三代壓水堆技術,計劃通過消化吸收再創(chuàng)新形成自主品牌CAP1400、CAP1700來統(tǒng)一核電技術路線。第三章技術預測與技術實現途徑不過同時又引進法國的EPR三代技術建設臺山核電站。特別值得一提的是,我國自主研發(fā)的兩種四代堆型的實驗堆—2000年清華大學研制的高溫氣冷堆和2010年中核集團研制的鈉冷快堆并網發(fā)電成功,并開始分別依托山東石島灣和福建三明建設示范堆核電站。目前,我國運行核電機組14臺,裝機容量1192.8MWe,發(fā)電占全國的1.8%,運行機組的安全性和經濟性處于世界先進水平;核準了12個核電項目共34臺機組,總裝機容量3692MWe,其中在建機組27臺,裝機容量近3000MWe;此外還有近20臺機組獲準開展前期工作。在全世界在建的64臺核電機組中,我國已成為世界上在建核電規(guī)模最大的國家。2011年進入“后福島時代”,國家提出安全高效發(fā)展核電的方針,有關方開始認真審視各堆型和機型的安全性和經濟性??v觀我國核電發(fā)展歷程,在堅持以我為主、中外合作的原則下,堅持自主創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新,取得了令人矚目的成就。在核電堆型技術方面,自主研發(fā)了中小型壓水堆、高溫氣冷堆、鈉冷快堆三種技術,消化吸收再創(chuàng)新壓水堆3種自主品牌機型,先后引進了法國、加拿大、俄羅斯和美國的壓水堆4種機型、1種重水堆機型。目前有壓水堆、重水堆、高溫氣冷堆(實驗堆)、鈉冷快堆(實驗堆)4種堆型,12種機型,其中壓水堆機型9種,是主流技術。第三章技術預測與技術實現途徑圖5我國壓水堆技術軌道的分化與融合路線第三章技術預測與技術實現途徑圖6日本、德國與韓國技術交互影響網絡圖譜

5.基于專利的交互影響分析

(patent-

basedcrossimpactanalysis)方法根據專利的

IPC分類

(國際專利分類)及其所屬技術領域信息,識別不同國家納米技術領域交互影響模式,確定不同國家技術發(fā)展的不同路徑,借鑒和規(guī)劃本國某一技術領域技術發(fā)展的內在機理和實現路徑,從而確定具體的技術發(fā)展戰(zhàn)略、實現路徑和政策體系。第三章技術預測與技術實現途徑二、技術預測方法及選擇

1.常用技術預測方法

(1)德爾菲法即邀請一批專家,讓他們背對背地對擬研究技術實現的可能性和預計的開發(fā)時間等問題發(fā)表意見,信息反饋回來以后,再把集中起來的意見反饋給各位專家,讓他們再次發(fā)表意見,這樣經過多輪反復,就可能得出一個共同的預測結果。

(2)專家會議法也是先邀請一批專家,讓他們對擬研究技術實現的可能性和預計的開發(fā)時間以及各種影響因素等問題發(fā)表意以后,由專家會議主持人把集中起來的意見反饋給專家會議,進行公開討論,最終達成一致意見。

(3)案例研究法就是繼續(xù)已經開發(fā)的技術研究,分析已開發(fā)技術的相關方面,根據過去的研究情況,對未來的技術作出預測。第三章技術預測與技術實現途徑

(4)生長曲線法每種技術一般都有一個壽命周期,包括不同的階段。如初始采用階段、生長階段、成熟階段和衰亡階段。生長曲線預測法就是建立在對每種技術壽命周期曲線的參數估計的基礎之上的,它不僅能夠估計出技術增長或下降的上限,而且能夠預測出技術發(fā)展到各階段的具體時間。一種常用的生長曲線預測法就是費舍爾——普瑞法,這種方法常用于預術替代的速度(即一種新技術何時以何種速度將取代現有技術)。

(5)趨勢分析法它包括許多經濟預測模型和技術,例如回歸分析、指數平滑和博克斯——詹金斯模型等。與生長曲線不同(生長曲線旨在預測技術進步的上限),趨勢分析致力于研究技術進步的總趨勢,它把影響技術進步的主要因素都納入到一個趨勢分析模型中來考慮。第三章技術預測與技術實現途徑

(6)相關分析法當一種新技術的發(fā)展模式與現有技術的發(fā)展模式相類似時,相關分析就能預測出這種技術的發(fā)展模式,這種方法假定關于現有技術的發(fā)展模式有關方面的數據是能夠得到的。

(7)層次分析法(AHP)層次分析法確定了一種技術的結構,就對影響技術發(fā)展過程的主要因素之間的關系進行評估。確定了一種技術的結構及其層次性后,就對影響技術發(fā)展的主要因素之間的關系進行兩兩比較。

(8)交互影響分析法交互影響分析是一種用來研究影響某種技術開發(fā)的若干相互影響的事件的方法。用這一系列交互影響事件出現的可能性來預測,代表這種技術特征的某一事件出現的可能性。第三章技術預測與技術實現途徑

(9)關聯樹法關聯樹是一種規(guī)范的技術預測方法,用一種樹狀形式將擬研究開發(fā)技術的目標分解成低一層次的目標,這樣就確定了技術進步的層次結構,然后估計出實現各級技術進步目標的可能性,再用這些可能性來預測實現擬研究開發(fā)技術總目標的可能性。

(10)情景分析法(腳本法)情景分析法提出了未來技術的不同情景,每種情景的提出都是建立在一組事先確定好的假設基礎之上,每種情景都代表了在某種假設下未來技術的某種特征,預測者要評價假設的正確性,從而來確定哪種情況最有可能實現。

(11)系統(tǒng)動力學模型法一種技術進步過程的復雜的動態(tài)特征,可以用反饋控制理論來建模,借助于反復模擬動力學模型,就能確定技術進步過程的行為。應用上述預測方法的前提條件見下表。第三章技術預測與技術實現途徑預測方法前提條件預測方法前提條件1.德爾菲法所有的參加者都應當是擬研究開發(fā)技術某一方面的專家6.相關分析法擬預測的技術必須具有與現有的技術相似的特征2.專家會議法所有的參加者必須是擬研究開發(fā)技術某一方面的專家需要一名會議主持人7.層次分析法進行技術預測之前,必須從兩兩比較中獲得高質量的信息3.案例研究法必須對只涉及到少數組織的復雜技術進行研究8.交互影響分析法必須知道影響技術進步可能性的交互影響的末來事件4.生長曲線法能收集到歷史數據,如果得不到足夠長的數據序列,那么數據中僅包含有限的信息;

必須知道技術的壽命周期9.關聯樹法必須知道技術進步的層次結構5.趨勢分析法每種趨勢分析模型都有其自身的假設條件,預測的準確性取決于模型假設的滿足程度10.情景分析法(腳本法)腳本的構想者必須是熟知擬研究開發(fā)技術的一切方而的專家11.系統(tǒng)動力學模型法在建立系統(tǒng)動力學模型之前,必須知道影響技術進步過程的所有因素之間的關系第三章技術預測與技術實現途徑

2.影響技術預測方法選擇的因素分析目前,人們已經提出了各種各樣的技術預測方法,而且得到了廣泛的應用。由于預測結果受所用預測方法的影響極大,因此,

對于一個具體的預測問題,選擇最佳的預測方法就顯得十分重要了。首先確定影響技術預測的主要因素,然后確定這些因素在選擇某種技術預測方法時的重要性程度,明確這些影響因素與各種預測方法之間的關系,對于選擇合適的預測方法是十分有益的。影響技術預測的主要因素或者說影響技術預測方法選擇的因素有:

(1)技術開發(fā)投資很明顯,技術開發(fā)投資越多,技術實現的可能性就越高,預計的技術開發(fā)時間就越短。技術開發(fā)的投資數量與實施這項技術后所帶來的收益有關,也與預期的這項技術對社會的影響程度有關。如果預計某種技術的實施會帶來收益,就可能會從私人部門得到更多的投資,如果預計技術的實施會對社會帶來重大影響,就會從公共部門得到更多的投資。

(2)數據的可得性由于不同的技術預測方法需要的數據量不同,因此,能夠收集到的數據的多少就成為影響方法選擇的一個重要因素。第三章技術預測與技術實現途徑

(3)數據的精度不同的技術預測方法對數據精度的要求是不同的,因而,數據的精度影響著方法的選擇。

(4)技術開發(fā)能否成功的不確定性每種技術開發(fā)能否成功的不確定性程度是不同的,有些技術預測方法適合于不確定性很高的情況,而有些則反之。

(5)擬開發(fā)技術與現有技術間的類似性很顯然,兩者之間的類似性越大,實現的可能性就越高,而且,類似性越高,預計的開發(fā)周期就越短。

(6)影響技術開發(fā)的變量個數由于各種技術預測方法處理的變量個數是不同的,因而變量的個數也是影響預測方法選擇的因素之一。數據的可得性、數據的精度和技術開發(fā)能否成功的不確定性都取決于技術開發(fā)的階段。隨著技術開發(fā)階段(初期階段、中期階段、后期階段)的不斷延伸,關于數據的可得性、數據的精度和技術開發(fā)成功的不確定性的信息就會越多。第三章技術預測與技術實現途徑

3.技術預測與預測方法的選擇影響技術預測的因素在對技術預測的影響程度和影響范圍上是有很大區(qū)別的,而這些影響程度和影響范圍在決定選擇何種預測方法時是十分重要的。現在我們就把每種因素的影響程度和范圍與各種預測方法結合起來。應當注意,在選擇一項預測方法時,必須首先要滿足所用方法的前提條件。前面已經講過,數據的可得性、數據的精度和擬研究開發(fā)技術成功的不確定性程度取決于技術發(fā)展的不同階段,因此,在選擇技術預測方法時,技術的發(fā)展階段應當是一個十分重要的考慮因素。技術預測與技術預測方法的選擇主要有以下幾種情形:

(1)如果技術開發(fā)處在初期階段,

能夠收集到的數據很少,數據的精度很差,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性很高,這時,專家會議法是一種優(yōu)先考慮的方法。這是因為,此時關于擬研究開發(fā)技術的信息很少,而專家會議則可以通過集體討論得出技術未來發(fā)展趨勢的意見。第三章技術預測與技術實現途徑

(2)如果技術開發(fā)處在初期階段,

能夠收集到少量的、精度低或中等的數據,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性比較低或中等,這時可以應用德爾斐法和情景分析法(腳本法)。

(3)如果技術開發(fā)處在中期階段,

可以收集到中等數量的精度比較低的數據,而且擬研究開發(fā)技術成功的不確定性中等時,則可以使用指數平滑預測法。指數平滑預測法是一種獲得未來技術研究粗略估計的合適方法,在可以得到中等數量的精確性比較低的數據情況下,這種方法是比較有效的。

(4)當技術開發(fā)處于中期階段,

能夠收集到中等數量、精度中等的數據,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性中等或高時,可以使用生長曲線預測法。在技術開發(fā)中期技術預測的目標之一就是預測技術進步的上限和達到該上限的時間,生長曲線法恰好能實現這些目標。

(5)如果技術開發(fā)處于中期階段,

可以得到中等數量或大量的高精度的數據,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性中等或高時,可以使用系統(tǒng)動力學模型法。要建立一個系統(tǒng)動力學模型,必須掌握擬建模型系統(tǒng)的動態(tài)結構方面的知識,并且能夠收集到高精度的數據,一旦建立這種模型,就可以分析技術開發(fā)過程的行為變化,這樣的分析就會得出相當準確的技術預測結果。第三章技術預測與技術實現途徑

(6)如果技術開發(fā)處在后期階段,能夠收集到大量的、精度中等的數據,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性很低時,可以使用博克斯—詹金斯的ARIMA模型。ARIMA模型需要大量的數據,但并不要求數據的精度很高,它的預測精度要比指數平滑的精度高得多。

(7)如果技術開發(fā)處在后期階段,

可以得到大量的、高精度的數據,擬研究開發(fā)技術成功的不確定性很低時,可以使用回歸分析法。回歸分析需要大量的高精度的數據,通過回歸分析可以確定幾個變量對技術開發(fā)的共同影響。

(8)如果擬研究技術與現有技術的相似程度很高,

就可以使用相關分析法或交互影響法。

(9)如果擬研究技術與現有的技術之間的相似程度中等,

可以使用系統(tǒng)動力學模型法、交互影響法或回歸分析法。關于相似技術的相關信息在進行回歸分析、交互影響分析和建立系統(tǒng)動力學模型時是十分有用的。第三章技術預測與技術實現途徑

(10)如果擬研究技術與現有技術之間的相似程度比較低,

可以采用以下方法:德爾斐法、專家會議法、層次分析法、腳本法和關聯樹法。因為,這時不可能從其它技術中得到有關的信息,所以只有從專家那里得到需要的信息。

(11)如果有許多變量影響技術的開發(fā),可以考慮采用系統(tǒng)動力學模型法、關聯樹法或層次分析法,這些方法都能處理有許多變量的預測問題。

(12)如果有幾個變量影響著技術的開發(fā),

就可以采用回歸分析法?;貧w分析法能夠有效地處理幾個變量的問題,然而當變量個數太多時,變量之間會存在著相關關系,如果存在相關關系的話,回歸分析的有效性就會降低了。

(13)如果只有一個變量影響著技術的開發(fā),

就可以采用指數平滑法或ARIMA模型法。這兩種方法都是處理只有一個變量的預測問題的。下表

對上述情況進行了概括性描術。第三章技術預測與技術實現途徑序號能夠收集到的數據量數據的精度影響技術開發(fā)的變量數技術成功的不確定性可選用的預測方法1少低~中等較多低德爾菲法、專家會議法、腳本發(fā)2少低少中等案例研究法3適度/多中等/高少/較多高相關分析法4適度/多中等/高少/較多低/中等回歸分析法5適度中等/高少低/中等生長曲線法6適度高較多/多地層次分析法關連樹法7適度/多中等/高較多/多中等/高系統(tǒng)動力學法8多中等/高一個低ARIMA9適度中等一個低指數平滑法10適度/多中等/高少/較多中等/高交互影響分析第三章技術預測與技術實現途徑由于技術預測十分復雜,而且每種技術預測方法只能從某一側面對技術進行預測,因此,同時使用幾種預測方法會使預測更全面更準確。為了針對某一特定預測問題選擇最佳的預測方法,可以采用以下步驟:第一步:必須熟悉每種預測方法的優(yōu)缺點及其應用的前提條件;第二步:根據影響技術預測的某種因素的影響程度和范圍來選擇最合適的預測方法;第三步:根據上表的規(guī)則,選擇最佳的預測方法;第四步:只要可行,同時可采用幾種預測方法;第五步:對利用不同預測方法得出的技術預測結果進行分析;第六步:分析技術開發(fā)能夠得到的投資數量和技術開發(fā)投資的需要量;第七步:利用第六步得到的信息,調整第五步得到的預測結果。第三章技術預測與技術實現途徑三、技術發(fā)展路徑

1.技術路線圖概述

(1)技術路線圖的概念和內涵技術路線圖是20世紀70年代末在美國汽車行業(yè)首先使用,其目的是為了避免忽略可能成功的技術,以及向各利益相關者展示公司的戰(zhàn)略,增強供應鏈上下游的信心;后來摩托羅拉等公司的成功實踐,使得技術路線圖進一步發(fā)展,而技術路線圖在半導體行業(yè)的應用更是產生了極其深遠的影響,美國各公司、各行業(yè)、國家實驗室、能源部等紛紛繪制技術路線圖;而在其他國家和地區(qū):如英國、加拿大、韓國、臺灣等,也在研究使用,技術路線圖已經成為全球化技術管理的一個工具,成為技術管理和戰(zhàn)略管理的一個紐帶。

技術路線圖(technologyroadmap)名字的由來是因為它強調用圖示的形式表達出技術和時間的關系,以及技術和研發(fā)項目、產品、市場的關系,盡管這個詞已經普遍使用,但中文還沒有統(tǒng)一的名稱,常常又被譯為技術地圖、技術路徑、技術發(fā)展藍圖、技術標識等等。第三章技術預測與技術實現途徑技術路線圖一般指明了兩個方向的路徑:水平方向,指技術隨著時間的變化過程(如下圖):而另一個路徑便是縱向的聯系,反映的是技術和研發(fā)項目、產品、市場的關系路徑(如下圖):T1T2T3T4圖7技術路線圖的橫向發(fā)展路線研發(fā)項目技術產品市場圖8技術路線圖的橫向發(fā)展路線第三章技術預測與技術實現途徑當然,中間可能有多種路徑,如一個技術可能有兩種產品、有幾個市場等,技術路線圖就是由這樣縱橫兩個維度交錯而成,典型的公司層面的產品技術路線圖如下圖:圖9產品技術路線圖第三章技術預測與技術實現途徑一般來說,技術路線圖從圖表的形式上看基本上就是由這兩條路線縱橫交錯而成,隨著技術路線圖應用的增多,也有一些直接用文字表達的技術路線圖,Phaal,Farrukh和Probert就研究了很多技術路線圖的表達形式,認為從格式上可以分為8種:分別是多層式、欄目式、表格、曲線圖、圖畫表示法、流線圖、單層、文字。技術路線圖首先是從表達形式上確定的名字,而隨著它的廣泛使用,對技術路線圖定義的描述也常常因使用者的不同而有不同的表示方法。其中具有代表性的觀點見下表,通過概念性的比較分析可以發(fā)現,目前學者對于技術路線圖的概念界定具有以下4個特征:一是前瞻性。它不是為了描述現在,而是為了反映技術或產品的未來發(fā)展趨勢;二是集成性。它超越了所有個體的想象力,是特定技術領域專家集體智慧的結晶;三是動態(tài)性。它不僅顯示各要素在特定時間點的狀態(tài)特征,還反映了多重要素及其內在聯系在特定時期內的動態(tài)演化特征;四是形象性。它強調使用繪圖形式為使用者和決策者帶來直觀而清晰的顯示。第三章技術預測與技術實現途徑表2技術路線圖的概念內涵代表人物概念內涵特征Kostoff和SchallerGarcia和BrayGalvinProbter和RadnorBranscombRinnePhaal等技術路線圖是指對未來科學與技術發(fā)展趨勢的一致看法,它把研究發(fā)展計劃、能力目標和需求明確聯系起來,是一種很形象的工具,能夠直觀地為決策者提供參考。技術路線圖是指通過一系列制定步驟,識別出系統(tǒng)需求、產品開發(fā)階段目標、可選技術方案和里程碑事件等,并將這些內容以圖表表現出來的過程。

技術路線圖一般采用繪圖形式表達對某一特定領域未來發(fā)展趨勢的看法,該看法集中了該領域中的集體的智慧和優(yōu)秀的技術駕馭者的想象。利益相關者對如何達到其愿望目標的一致見解,就像地圖一樣,表述的是從一個地方到另一個地方的路徑。

以科學知識和洞見為基礎的、關于技術前景的共識。一張可實現的技術與產品演化的路徑圖技術路線圖建立了組織目標、技術資源與變化環(huán)境之間的動態(tài)聯系,為技術管理和計劃提供了一套功能強大的方法。前瞻性集成性、動態(tài)性形象性前瞻性集成性動態(tài)性形象性前瞻性集成性形象性集成性動態(tài)性形象性前瞻性集成性動態(tài)性動態(tài)性第三章技術預測與技術實現途徑

(2)技術路線圖的作用

A.從路線圖的結果看反映了技術發(fā)展的路線,可以利用技術路線圖作為決策的依據,括政策決策、投資決策、合作決策等。如產業(yè)技術路線圖,直接反映了該產業(yè)技術的發(fā)展路線和該技術對相關產業(yè)的影響;因此,在國家層面上看,可以依靠產業(yè)技術路線圖來調整產業(yè)政策,通過政策傾斜引導業(yè)界投資方向,鼓勵和引導國家級科研機構和高等院校進行基礎科學方面的研究,加強官產學研用的相互合作,促進相關產業(yè)、配套產業(yè)的發(fā)展,促進產業(yè)標準的建立,從而達到優(yōu)化配置科技資源的目標。公司層面、各業(yè)界主體(公司)也可以參照產業(yè)技術路線圖,制訂自己的戰(zhàn)略和投資計劃,避免投資方向的偏離,可以參照產業(yè)技術路線圖確定自己的技術路線圖,新進入公司也可以從中找到新的投資機會。技術路線圖的政策價值,在國外已經有深入研究并得到證實,這也是越來越多的產業(yè)制訂其技術路線圖、越來越多的公司關注技術路線圖的緣故。第三章技術預測與技術實現途徑

B.從技術路線圖過程來看主要是培養(yǎng)了良好的溝通機制,形成共同的愿景,進而形成研究應用化的氛圍,提高新產品開發(fā)的成功率(技術產業(yè)化的成功率)。如公司層面的技術路線圖,一般有技術部門(研發(fā)部門)、市場部門等各部門資深人員的參與,高級管理層也往往參與進來共同確定,部門之間的溝通問題、執(zhí)行人員和高層決策人員的界面問題,一直是很多公司致力解決的大問題,研發(fā)人員和市場人員(包括營銷)相互溝通合作能提高新產品的成功率,這一點是經過實證的,而技術路線圖過程就是加強溝通合作,建立對發(fā)展的一致看法,形成共同愿景的過程。

在公司內部:通過技術路線圖過程,以讓技術人員更清楚市場的需求,從而開發(fā)更適合市場的產品;也可以讓銷售人員參與研發(fā)項目的選擇,了解公司下一步將推出的產品,從而調整營銷策略和銷售策略;也可以讓高層決策人員做好投資和長期投資的規(guī)劃,制訂更好的戰(zhàn)略。這樣公司上下形成一致目標、相互配合、形成團隊精神,更有利于提高工作效率和效果。第三章技術預測與技術實現途徑

在公司外部:一方面,向公司供應鏈的上下游展示本公司的技術路線圖,可以進一步加強合作。如微軟會在媒體上發(fā)布產品路線圖,告訴消費者他們推出新的操作系統(tǒng)的時間表,讓消費者對他們充滿信心,進一步鎖定客戶群,同時也讓軟件開發(fā)商及時調整其軟件支持平臺,進一步加強其兼容性;另一方面,可以尋求外部技術合作支持,共同培育市場,降低技術開發(fā)風險。

(3)技術路線圖的繪制

A.繪制思路思路決定出路,制訂技術路線圖首先要明確思路。對消費者需求(市場拉力)和可能帶來商業(yè)機會的關鍵技術變革(技術推力)的識別和確認,是制定技術路線圖之前必須要考慮的兩個基本問題。沿著這一邏輯,Barker和Smith提出了技術路線圖指定的兩種思路:自上而下正推法(top—down)和自下而上倒推法(bottom—up)。自上而下正推法要顯示出消費者需求,即明確市場拉力,再基于市場需求的產品特征,預測支撐相應產品特征需要實現的技術突破;自下而上正推法正好相反,它要求先從未來技術攻關的方向和關鍵點入手,預測這些技術公關能改變產品的哪些性能特征,或是開發(fā)出哪些新產品。第三章技術預測與技術實現途徑再分析和預測這些性能特征或新產品能滿足那些細分市場的潛在需求,或是能創(chuàng)造哪些新的細分市場。幾乎所有的技術路線圖制定流程和操作方法都是在這兩種思路下開展的。一般來說,前者更適合市場驅動型企業(yè),后者更適合技術驅動型企業(yè)。

B.制定流程規(guī)范的流程是技術路線圖的制定變得有章可循,現有研究基于不同的使用對象提出差異化的制定流程。美國圣地亞國家實驗室歸納出技術路線圖指定的一般流程為:前期準備、路線圖開發(fā)和后續(xù)行動。隨后,美國、英國、加拿大等國家的科技部門、研究機構及相關學者將技術路線圖引入產業(yè)層面,并形成了具有產業(yè)特色的繪制流程,其中以加拿大工業(yè)部門提出的繪制指南最為完整(見下圖),它包括明確繪制主體(Who)、明晰具體繪制流程(How)以及闡述繪制理由(Why),即繪制技術路線圖能帶來哪些收益,三大基本流程。其中具體繪制流程又分為繪制路線圖、制定行動計劃和定期評估與更新三個步驟。第三章技術預測與技術實現途徑Who行業(yè)主導What/how第一階段Why預期收益主持者:加拿大工業(yè)部協(xié)助者:其它政府部門研究所相關自治團體行業(yè)協(xié)會可行性研究資源狀況分析階段二制定開發(fā)新技術、轉移技術及將技術商業(yè)化的行動計劃階段三定期評估與更新市場需求預測相關技術預測研發(fā)需求項目降低了市場與投資風險合作伙伴增強競爭力對政策的影響創(chuàng)新知識進步生產率提高識別知識差距供應商制造企業(yè)最終用戶學術研究機構周期性迭代圖1加拿大技術路線圖繪制流程第三章技術預測與技術實現途徑此后,為了推進技術路線圖在企業(yè)的實踐應用,一些學者開始簡化產業(yè)或大企業(yè)技術路線圖制定的復雜流程,其中以Phaal等人的研究最具代表性。他們在“技術路線圖—規(guī)劃成功之路”一書中針對中小型企業(yè)的現狀和需求提出了T—Plan方法,將技術路線圖的制定流程大致分為制定、準備和滾動實施三個階段。盡管技術路線圖制定流程在不同應用領域有所不同,但它們的核心步驟基本大同小異。

C.制定方法思路與流程使人們對技術路線圖的制定有一個整體性的宏觀把握,而各種具體方法的合理運用則成為技術路線圖成功制定的重要保障。Kostoff和Schaller在回顧相關文獻的基礎上,歸納出技術路線圖指定的兩種方法(Expert—basedApproach)和基于計算機的方法(Computer—basedApproach)?;趯<业姆椒▽碜圆煌I域、不同部門的專家分成若干個工作組(workshop),通過頭腦風暴的形式召開多次研討會,確定技術路線圖各層次中要素以及要素之間的關系。該方法強調對專家知識與經驗的集成利用。第三章技術預測與技術實現途徑如美國半導體技術路線圖的制定共成立了12個專家工作小組,為了確保專業(yè)技能與觀點的平衡,這些專家必須有不同的學科知識背景且來自不同的工作單位,如行業(yè)協(xié)會、政府部門及學術性研究機構等。廣東省科技廳倡導并組織實施的廣東省建筑陶瓷、無鉛技術等五大產業(yè)技術路線圖也是由政府、行業(yè)、高校、研究機構專家及其他利益相關者共同參與繪制而成的?;谟嬎銠C的方法通過對相關科學、技術與工程數據庫(包括學術論文、專利、研究報告和新聞稿等)進行算法分析,確定技術、工藝、產品的發(fā)展現狀和研究領域,并預期其未來的發(fā)展方向,甚至量化它們之間的相互關系以及與其他領域的相互關系。與專家法相比,基于計算機的方法能夠得出更為客觀的分析和結論,但在實際操作中,人們更多地將這兩種方法結合起來使用,以克服單一方法的局限性。第三章技術預測與技術實現途徑

2.企業(yè)技術路線圖的繪制

(1)主要參與人員A.核心小組。核心小組為項目的持續(xù)推進提供動力,是整個戰(zhàn)略革新過程中不可缺少的組成部分。核心小組不僅要發(fā)現革新過程的需求和收益,而且要領導整個技術路線圖實施過程。它具有靈活性、多樣性、動態(tài)性的特點。核心小組中的成員來自于各個戰(zhàn)略事業(yè)部。核心小組中的每一個成員都將領導其所在事業(yè)部的其他成員從事技術路線圖開發(fā)工作。除此之外,核心小組還負責尋找適當的方法將技術路線圖的實施融入到組織的商業(yè)進程中去。B.技術路線圖運營團隊。技術路線圖運營團隊是由核心小組從各主要戰(zhàn)略事業(yè)部精心挑選成員組建起來的,他們參與各戰(zhàn)略事業(yè)部的技術路線圖開發(fā)。運營團隊的每個成員在其所在職能領域都具備相當扎實的專業(yè)知識基礎和工作經驗。團隊中各專業(yè)人員通力合作,確定戰(zhàn)略事業(yè)部的未來發(fā)展趨勢和需求。第三章技術預測與技術實現途徑

C..技術路線圖支持團隊。技術路線圖支持團隊是由核心小組發(fā)起組建的,主要從事后勤工作。技術路線圖支持團隊的主要功能是搜集、存儲和分配資源和信息。支持團隊是整個技術路線圖實施團隊的資源中心。

(2)技術路線圖制定過程

A.準備階段。這一階段的目的是為后續(xù)路線圖實施推進搜集和發(fā)布必要的信息。核心小組就在這一階段形成。在這一階段中,小組成員慢慢了解制定技術路線圖的基本知識、基本要求及方法,并形成小組基本操作規(guī)定。在技術路線圖實施過程正式啟動之后,將技術路線圖的基本概念及知識傳達給企業(yè)主要的股東,爭取得到他們的支持。當越來越多的人都支持技術路線圖時,就召開首輪技術路線圖研討會。在準備階段,核心小組應當使一般概念的技術路線圖專用化,以使它和企業(yè)的文化更吻合,并融合進企業(yè)的總體戰(zhàn)略規(guī)劃。這一階段工作的成功與否可以用以下兩個指標來衡量:一個是企業(yè)主要股東是否接受技術路線圖的概念,另一個是技術路線圖的專用化程度是否能達到企業(yè)的要求。第三章技術預測與技術實現途徑

B.開發(fā)階段。這個階段的重點在于數據的搜集與分析。組織召開一系列研討會來分析搜集到的數據以及形成圖表格式的技術路線圖。研討會的參與者來自各個戰(zhàn)略業(yè)務組織,同時也是技術路線圖運營團隊成員。搜集的數據可以來源于組織內部,也可以來源于組織外部。召開研討會可以分析搜集到的數據,同時也為分享交流知識創(chuàng)造了一個很好的平臺。C.整合階段。在開發(fā)階段完成之后,技術路線圖實施的重點應放在技術路線圖與組織商業(yè)運作過程的融合上。這個整合過程非常重要,因為實施技術路線圖是一個長期持續(xù)的過程,并不是一勞永逸的。這一階段的主要目的是將技術路線圖過程融入到組織中去,成為組織商業(yè)戰(zhàn)略計劃的一部分。技術路線圖成功整合進組織之后,技術路線圖就會像其他商業(yè)運營計劃一樣得到維持和更新。制定技術路線圖是一個復雜動態(tài)的過程,把技術路線圖劃分為三個階段有助于技術路線圖的實施者了解各階段所需完成的任務,更好地掌握技術路線圖方法。制定和實施一個動態(tài)的技術路線圖,需要各領域的參與者相互合作,并適時改變自己的角色,這樣才能提高企業(yè)應用技術路線圖成功的概率。第三章技術預測與技術實現途徑

(3)制定技術路線圖各階段的任務

A.在準備階段,團隊成員的主要任務是學習和溝通,了解繪制技術路線圖的全過程以及實施的三個階段。核心小組在技術路線圖準備階段主要負責信息的傳播以使組織成員了解實施技術路線圖的重要性。核心小組是技術路線圖實施三個階段的推動力量。核心小組成員必須對技術路線圖本身有統(tǒng)一的認識與理解,以便更好地完成與組織其他成員的溝通任務。此外,核心小組在技術路線圖準備階段還是組織最高領導層與技術路線圖運營團隊之間的溝通橋梁。運營團隊任務是建立各自的技術路線圖運營小組。在準備階段,運營團隊的主要任務是搜集基本信息,為下一階段做準備。支持團隊是整個團隊的資源中心。該團隊的主要任務是提供和企業(yè)商業(yè)運營和技術路線圖實施相關的基本信息,信息可以來源于企業(yè)內部或者企業(yè)外部。支持團隊還應該建立一個公開的溝通渠道,以便每個戰(zhàn)略事業(yè)部的運營團隊都可以查閱相關信息。第三章技術預測與技術實現途徑

B.在開發(fā)階段,組織開始繪制技術路線圖。開發(fā)階段一開始,核心小組就承擔領導責任,協(xié)調組織相關人員,為后續(xù)工作做準備。核心小組要為技術路線圖團隊成員創(chuàng)造良好的氛圍,使成員之間能不斷無障礙地傳遞和共享知識。核心小組還要注意接受來自組織內部與組織外部的反饋,保證及時合理調整工作方式。與此同時,核心小組中的各成員還應向其所領導的戰(zhàn)略事業(yè)部團隊傳達研討會內容及一些反饋,使團隊中每一個成員都對技術路線圖有統(tǒng)一的認識。此外,核心小組成員還要負責控制技術路線圖發(fā)展進程,激勵組織成員及協(xié)調各種資源等工作。在開發(fā)技術路線圖階段,運營團隊的每個運營小組主要負責繪制他們所在的戰(zhàn)略事業(yè)部的技術路線圖。小組成員搜集并分析繪制技術路線圖所需的相關信息。他們與組織中各成員的討論,廣泛聽取意見,得出最后的結論并做出相應決策。這也可以看成是一個隱性知識顯性化的過程。作為一個資源中心,支持團隊在這一階段應整合更有用的信息,保持所有交流渠道暢通,這樣團隊成員之間才能更有效地共享與交流信息。

第三章技術預測與技術實現途徑

C.在整合階段。實施技術路線圖是一個持續(xù)進行的過程,需要不斷地回顧和更新。因此,開發(fā)出技術路線圖之后將其整合進商業(yè)運營過程,以保證技術路線圖實施的持續(xù)性。核心小組在這一階段要縱觀整個整合過程,重新設計整個過程并將不必要的過程排除出整合過程。在成功將技術路線圖融合進商業(yè)運營過程后,核心小組要負起保持技術路線圖持續(xù)不斷更新的責任。運營團隊在該階段一開始,要協(xié)助核心小組驗證技術路線圖設計是否合理。當整合任務順利完成后,該團隊的主要任務就轉為更新和調整技術路線圖。支持團隊的主要任務是整理技術路線圖發(fā)展過程中的資料。除此之外,支持團隊還要將各戰(zhàn)略事業(yè)部的技術路線圖整合成一張企業(yè)技術路線圖。最后,支持團隊還要將從整個技術路線圖實施過程中學到的知識傳遞給組織中的所有成員。第三章技術預測與技術實現途徑

3.產業(yè)技術路線圖的制定

(1)產業(yè)技術路線圖的制定動因就當前科技發(fā)展的特點來看,技術研發(fā)尤其是一些核心尖端技術的研發(fā)投入是巨大的,但是,在產業(yè)發(fā)展過程中如果缺少一張完整的產業(yè)技術路線圖,會導致未來的技術創(chuàng)新和產業(yè)需求之間脫節(jié)的嚴重后果。從世界上一些主要國家制定產業(yè)技術路線圖的經驗來看,制定產業(yè)路線圖的主體是政府部門和行業(yè)協(xié)會。政府部門或者行業(yè)協(xié)會制定產業(yè)技術路線圖都會受到一些誘因的趨勢,概括起來主要由以下三種:問題導向、需求導向和技術突變。

A.問題導向問題導向的產業(yè)技術路線圖是從產業(yè)發(fā)展過程中存在的主要問題出發(fā),通過對一些關鍵環(huán)節(jié)和關鍵技術的研發(fā),通過產業(yè)內創(chuàng)新主體的合作,解決問題,以提高產業(yè)競爭力。20世界末美國制定NTRS的背景就是其半導體產業(yè)發(fā)展過程中產生了一系列的問題,連續(xù)幾年落后于日本。美國政府、產業(yè)界迫于外界壓力,并且在美國科學與技術機構的支持下,利用多方面的資源,整合國內的科研力量,開展NTRS的制定工作。在NTRS和ITRS的正確第三章技術預測與技術實現途徑引導下。半導體產業(yè)在后來的發(fā)展中,逐步擺脫了落后的局面。當今世界,產業(yè)創(chuàng)新速度明顯加快,產業(yè)發(fā)展中的問題不斷涌現。因此,問題導向下的產業(yè)技術路線圖將會伴隨著產業(yè)技術創(chuàng)新和產業(yè)競爭力的提高快速發(fā)展。隨著產業(yè)技術路線圖的不斷更新完善及其在市場經濟中發(fā)揮的日益重要作用,最初階段的問題導向型相應演變?yōu)閷Ξa業(yè)技術路線圖的需求導向型。

B.需求導向需求導向的產業(yè)技術路線圖是從市場未來需求出發(fā),通過對產業(yè)發(fā)展的環(huán)境、問題、機遇、技術發(fā)展的趨勢分析,確定未來產業(yè)發(fā)展索要研發(fā)的重點,找出未來所要發(fā)展的關鍵技術,明確在產業(yè)創(chuàng)新鏈中各自主體的研發(fā)能力,確定彼此的分工和合作,能夠解決產學研之間各自為政的分散局面,避免過多重復的研究導致有限資源的重復投入或投入到其他不重要的技術,從而從總體上提升國家的產業(yè)競爭力。第三章技術預測與技術實現途徑企業(yè)通過參與產業(yè)技術路線圖的制定,明確未來產業(yè)發(fā)展中哪些技術通過自己的研發(fā)才能獲得,哪些技術通過合作可以獲得,是企業(yè)能夠明晰其研發(fā)投資的重點,彌補其技術力量上的缺陷和市場捕捉上的不足,為鞏固其產業(yè)價值鏈的高端地位和既得利益,提供一條行之有效的途徑?;诋a業(yè)技術路線圖在國家、產業(yè)和企業(yè)層面發(fā)揮的巨大作用制定產業(yè)技術路線圖越來越成為國家內部的一種巨大需求。

(3)技術突變技術的演進過程分為線性和非線性兩種,技術突變的產業(yè)技術路線圖是針對產業(yè)技術路徑可能發(fā)生重大變革,出現完全不同與原來的新技術范式。通過對新技術可能出現的時間、影響以及對原有技術的替代成都做出比較準確的預測,有計劃、有目的地配置產業(yè)資源,能夠有效地避免技術突變對產業(yè)競爭力的破壞性,實現產業(yè)的順利發(fā)展和產業(yè)轉型。正是由于這個原因,一些國家或者行業(yè)協(xié)會開展產業(yè)技術路線圖研究的積極性、主動性空前高漲。制定產業(yè)技術路線圖需要融合技術經濟分析、技術情報、技術評價、知識產權分析、德爾菲法、情景分析法和專家、企業(yè)家結構化分析會議討論等方法于一體,克服單一技術預見方法的局限,成為解決技術演進引發(fā)的創(chuàng)新問題的有效工具。第三章技術預測與技術實現途徑

(2)產業(yè)技術路線圖編制的準備

A.爭取非利益相關社會組織的支持

產業(yè)技術路線圖從形成到使用都和激烈競爭的市場條件緊密聯系在一起,參與產業(yè)技術路線圖制定的多是互相具有競爭關系的市場主體。產業(yè)技術路線圖需要描述一個產業(yè)在未來競爭中取得成功需要周國的道路,引導技術研發(fā)決策,明確產業(yè)中創(chuàng)新主體的分工與合作,構建新的創(chuàng)新聯盟。因此,啟動研究的第一步就是爭取非利益相關組織的支持。在時間上通常市政府、行業(yè)協(xié)會或者企業(yè)技術聯盟承擔組織者的角色,這對于完成產業(yè)技術路線圖至關重要。制定產業(yè)技術路線圖需要發(fā)揮集體的力量和智慧,統(tǒng)籌和協(xié)調產業(yè)各方面的主體。此外,產業(yè)技術路線圖的繪制結果要為國家科技計劃服務,為國家制定科技機會提供支撐。所以,對于制定者來說,得到政府的幫助,發(fā)揮政府的動員和組織能力,就顯得非常重要。第三章技術預測與技術實現途徑

B.建立領導委員會繪制產業(yè)技術路線圖需要投入大量的資金和時間,需要協(xié)調產業(yè)內部和產業(yè)之間甚至政府之間的關系,因此,需要產生一個領導和實施產業(yè)技術路線圖研究制定的核心團隊。美國、加拿大制定產業(yè)技術路線圖的領導委員會成員包括行業(yè)協(xié)會專家、企業(yè)家、技術研究專家、管理專家、產業(yè)經濟學家、政府政策制定者、人力資源專家、產業(yè)顧客和供應鏈成員。從國外的經驗來看,領導委員會一般都是提前成立,其大多數的成員既了解產業(yè),又精通繪制技術路線圖的流程管理。領導委員會負責遴選、組建技術工作組、市場工作組、執(zhí)行工作組、后勤工作組等次級組織。這些團隊負責繪制產業(yè)技術路線圖的具體工作,對領導委員會負責。第三章技術預測與技術實現途徑

C.簽訂保密協(xié)議在繪制技術路線圖的實踐過程中,參加者將會對一些屬于商業(yè)機密的競爭性前沿技術進行討論。如果沒有簽訂保密協(xié)議,技術秘密擁有者不會輕易公布技術內容。如果是一些核心關鍵技術的話,整個產業(yè)技術路線圖的繪制工作將難以繼續(xù)開展。保密協(xié)議一般是在產業(yè)內部、產業(yè)參與者和政府之間簽訂,這是保障產業(yè)技術路線圖研究成功的一個基本條件。

(3)產業(yè)技術路線圖的研究繪制產業(yè)技術路線圖需要的未來的市場需求進行分析,確定產業(yè)的未來發(fā)展目標,接著分析技術壁壘和凝練研發(fā)需求,左后實用簡潔的圖形、表格、文字描述市場需求、產業(yè)目標、產業(yè)壁壘等環(huán)節(jié)在時間上的邏輯關系。因此,會之前要對各個環(huán)節(jié)進行深入的分析。第三章技術預測與技術實現途徑

A.描繪產業(yè)未來技術與產品全圖為了建立技術和產品、產業(yè)之間的關聯,首先要分析產業(yè)及技術發(fā)展現狀及趨勢,描繪出產業(yè)未來技術與產品全圖。通過對國內外產業(yè)與技術發(fā)展現狀、本國的優(yōu)勢、差距以及存在的問題認真分析確定未來一段時期內產業(yè)和技術發(fā)展的目標。這一階段的研究通常運用SWOT分析法和情景分析法。一般由流程專家或流程的主要協(xié)調人在對未來的市場進行深入研究并征詢產業(yè)專家意見的基礎上,先向技術工作組、市場工作組等次級組織稱述產業(yè)技術路線圖所要期望達到的結果并征詢意見。由工作組召集產業(yè)專家通過對最可能對產業(yè)發(fā)展方向產生影響的因素和產業(yè)的未來共同需求進行定性分析,構想可能出現的多種可能,并通過嚴密的分析和篩選將這種可能減少到最少的幾種,形成產業(yè)共性需求。接著,產業(yè)技術路線圖的制定者選定二到三個情景,分析這些情景包括的所有焦點,針對各個情景進行個細節(jié)的描繪。通過角色飾演的方法來檢驗產業(yè)共性需求,并更具行業(yè)專家的觀點進行辯論并達成一致意見。在達成一致意見的基礎上,再由技術工作組、市場工作組以召開專家討論會或者發(fā)放調查問卷等形式在更大的范圍內征詢技術專家和市場專家的意見。第三章技術預測與技術實現途徑在通過詳細描述產業(yè)的現狀(包括產業(yè)背景分析、產業(yè)地位分析、產業(yè)關聯度分析等)和產業(yè)技術條件及其未來發(fā)展趨勢的基礎上繪制產業(yè)未來技術和產品全圖。

B.提煉未來產品的關鍵屬性通常是由市場工作組根據顧客人口、需求、性格等統(tǒng)計資料并且結合吸引顧客的產品特點或有點的統(tǒng)計規(guī)律將未來顧客分成不同的群體。然后,市場工作組在盡可能大的特定顧客群體范圍內搜集顧客的渴望成果。接著,通過因素分析法將詳盡的成果分類,再以在市場反應中最能引起變動的因素為主,在每類因素中挑選出一項成果。最后,利用聚類計算的方法對所有的成果變量作機會評分。根據評分結果,工作組挑選出未來產品的關鍵屬性。

C.探究支撐產品屬性的技術從國外繪制產業(yè)技術路線圖的經驗來看,繪制產業(yè)技術路線圖最后可能集中于幾項技術或者技術的要素。首先由技術工作組根據產業(yè)技術的研發(fā)狀況,構建產業(yè)技術全圖。技術全圖的構建可以全面的反映出當前技術發(fā)展的第三章技術預測與技術實現途徑各種路徑,關鍵環(huán)節(jié)以及主要技術,根據每個技術領域的特征進行細分找出細分后每部分的主要技術。產業(yè)技術全圖的構建可以系統(tǒng)地對產業(yè)的產業(yè)鏈和技術鏈做一全面的梳理,可以用可視化的圖形全面反映產業(yè)技術各種路徑的發(fā)展脈絡以及技術之間的關聯。對產業(yè)內個創(chuàng)新主體來說,可以充分了解產業(yè)內全部技術。市場工作組把已經確定的未來產品的關鍵屬性交給技術工作組,由技術工作組負責研究實現市場關鍵屬性的技術點,再把技術點放入產業(yè)技術全圖,分析所屬技術領域,召集該技術領域的專家進行討論,平益處和產品關鍵特性相關聯的技術。以上步驟實際上在技術和產品、產業(yè)之間建立了相互關聯,完成了繪制產業(yè)技術路線圖的重要一環(huán)(圖5)。第三章技術預測與技術實現途徑情景分析1情景分析2情景分析3產品1產品2產品3產業(yè)發(fā)展目標關鍵特性1關鍵特性2關鍵特性3關鍵特性4產業(yè)技術體系技術領域1技術領域2技術領域3技術領域4技術領域5………………技術1技術2技術3技術1技術2技術1技術2技術3圖5建立產業(yè)發(fā)展目標與技術之間的關聯第三章技術預測與技術實現途徑

D.知識產權分析由技術工作組在世界主要國家的官方數據庫、商業(yè)性專利數據庫和本國范圍內的專利文獻中對關鍵技術的主要專利數據進行地毯式搜索。依據專利的總件數、發(fā)明人、相互引證情形、專利分類號等不同的方面來做歸納分析,并將所有專利嵌入技術—產品全圖之中,形成可供分析的產業(yè)知識產權與技術競爭態(tài)勢的專利地圖。在此基礎上還可以繪制歷年專利件數動向圖、各公司專利件數分布圖、各公司專利件數消長圖、所屬國專利件數比例圖、各公司發(fā)明陣容比較圖、發(fā)明人專利件數分布圖。召集專家結合國內的研發(fā)基礎對本國產業(yè)關鍵技術的研發(fā)路徑(自主研發(fā)、聯合開發(fā)、引進消化吸收再創(chuàng)新等)作出判斷,對未來產業(yè)關鍵技術的實現程度在時間段上作出預測。對關鍵技術壁壘的分析是制定產業(yè)技術路線圖的難點。從專利的角度來說,同一個產業(yè)在世界范圍內可能分布著數量眾多的專利。如何對專利進行搜集、第三章技術預測與技術實現途徑整理、分類,提出與產業(yè)技術路線圖無關的專利;如何結合本國的實際情況對與關鍵技術相關的專利進行準確全面的分析;如何判斷突破關鍵技術的壁壘,實現產業(yè)產品市場化的時間間隔;如何分析潛在專利(未申請的專利)對制定產業(yè)技術路線圖的影響等等,試分析關鍵技術壁壘乃至整個產業(yè)技術路線圖制定過程中的難點。E.國內研發(fā)基礎分析一是對產業(yè)內企業(yè)、大學、研究機構等創(chuàng)新主體的能力進行分析,找出哪些單位具有承擔教授研發(fā)的能力;二是分析國家科技計劃項目部署情況,了解國家當前部署的研發(fā)項目在產業(yè)技術全圖中的分布以及存在的問題。第三章技術預測與技術實現途徑

(4)產業(yè)技術路線圖的繪制根據路線圖制定理念,對研究階段的結果進行歸納和總結,為繪制產業(yè)路線圖提供基本元素。首先是對產業(yè)目標實現的時間、實現途徑、研發(fā)風險進行梳理。其次構建相關技術的分析指標,對技術及其發(fā)展優(yōu)先順序進行評價。接著構建未來主要產品分析指標,對不同時段可能出現的主要產品及其對技術需求、預期成本等主要因素進行分析。在具備繪制產業(yè)基本元素的基礎上,結合對基本元素間的系統(tǒng)分析,構建一個從技術到產品、從產品到產業(yè)(市場)之間的無奈正聯系,用時間維度構建技術、產品、產業(yè)之間的關聯圖。同時,提出不同時期的研發(fā)重點和適當的投資決策提出實施方案和執(zhí)行進度控制。

A.關鍵技術路徑及特征分析與對策面議在初步形成的產業(yè)技術路線圖上,工作組結合專家的建議,標注出產業(yè)的關鍵技術,形成產業(yè)的關鍵技術路徑。在時間維度上對關鍵技術路徑進行劃分,對各個時間段的關鍵技術特征進行分析,同時參照對國內研發(fā)基礎的第三章技術預測與技術實現途徑討論結果,實現國內具有研發(fā)能力的創(chuàng)新主體和響應時間段的關鍵技術的對接。對創(chuàng)新主體而言,有利于明確自己合作的重點;對政府而言,有利于明確資助的重點。另外,在產業(yè)技術路線圖上對國家科技計劃項目部署情況進行標注,可以明確國家當前部署的研發(fā)項目在產業(yè)技術全圖中的分布及其存在的問題,從而對政府決策提出建議。

B.后續(xù)更新階段對于在較小范圍內制作的初始的技術路線圖,首先需要在產業(yè)內部進行大范圍的征求修改意見。意見包括產業(yè)技術路線圖的路線清晰程度、目標是否可以實現、有無重要技術一樓等等,同時也應該在所有的參與者中間尋求反饋意見,確定路線圖的相關性和程序的合理性。第三章技術預測與技術實現途徑隨著時間的推移,產業(yè)內部對開發(fā)某項技術的理解會更加透徹,對產業(yè)關鍵技術未來發(fā)展趨勢的把誤會更加準確,只有及時更新產業(yè)技術路線圖才能給路線圖使用者傳遞更加可靠、更有價值的信息。但是,更新產業(yè)技術路線圖主要取決于對產業(yè)技術替代的速度和程度的預測以及對市場需求對相關技術支撐的相關產品人可在時間序列上的判斷。一般來說,對產業(yè)技術路線圖的更新周期會因為產業(yè)、技術和自身能力的變化而發(fā)生差異。

4.技術路線圖國家層面的應用當今社會科技實力的競爭成為國家間競爭的焦點,很多國家都在利用技術路線圖方法規(guī)劃本國的科技發(fā)展藍圖,以明確優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略重點及發(fā)展路徑。國家技術路線圖通過對未來國家戰(zhàn)略需求進行系統(tǒng)研究,提出國家發(fā)展目標、戰(zhàn)略任務、發(fā)展重點及其相互關系,明確技術發(fā)展的優(yōu)先順序、實現時間以及發(fā)展路徑,從而進行合理的科技規(guī)劃。概括來講,國家層面的技術路線圖大體分為兩種類型:一種是以整個國家各項科技事業(yè)為規(guī)劃目標,確定優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略產品和關鍵技術,例如日本、韓國的國家技術路線圖和我國2007年由科技部開展的國家技術路線圖研究;另一種是以特定的領域為規(guī)劃對象,例如我國的能源技術路線圖等等。四、案例分析基于循環(huán)經濟的礦產資源產業(yè)鏈技術發(fā)展路經研究1.國民經濟發(fā)展與礦產資源消費(1)礦產資源對國民經濟發(fā)展的重要支撐作用改革開放以來,我國經濟實現了持續(xù)快速的增長,無論是國內生產總值(GDP)還是人均GDP,都呈現出快速增長的態(tài)勢,取得了舉世矚目的成績。2011年我國GDP值達到471564億元,是改革開發(fā)初期1978年的130多倍,更是建國初期1949年的1000多倍;人均GDP值達到34999元,是1978年的90多倍,1949年的400多倍(圖1,圖2)。第三章技術預測與技術實現途徑圖1我國GDP值及增長率變化關系圖第三章技術預測與技術實現途徑圖2我國人均GDP值及增長率變化關系圖

第三章技術預測與技術實現途徑總結改革開放30多年來的經濟增長過程,我國整個經濟發(fā)展過程可以劃分為兩個階段,前期表現為改革開放帶來生產力解放基礎上的增長,是滿足生產資料和生活資料供給不足條件下的增長;后期則表現為擴大需求,依靠投資拉動基礎上的增長。吳敬璉分析總結我國改革開放以來的經濟發(fā)展歷程后指出,我國的經濟增長仍然表現為投資拉動實現的外延式粗放型增長;徐現祥對我國各省區(qū)經濟增長進行了因素貢獻分析,同樣發(fā)現物質資本投入才是我國經濟增長的主要貢獻因素,人力資本、技術創(chuàng)新和技術轉移并未成為主要增長源。總之,改革開放的30多年來,一個明顯的事實是:我國實現了經濟的快速增長,而這種增長效果主要是建立在投資驅動上的,是大量和高強度的礦產資源消耗支撐了我國經濟的快速增長。我國是一個發(fā)展中國家,由于充分借鑒了西方先期工業(yè)化國家的成功經驗,吸收了先期工業(yè)化國家的先進技術和管

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