基于专利数据对金融自助终端产品的成熟度分析

董学文　李柯烨

通过对产品的专利数据分析来分析判断产品技术的成熟度是目前常用的一种手段，利用专利文献进行大范围的宏观统计分析还可以揭示一个国家或地区的技术创新能力与保护水平，这对于开展技术研发、技术引进、技术贸易以及企业并购等做出准确决策具有十分重要的参考意义。本文通过对金融自助终端领域全球专利数据的分析，从数据本身寻找内在的、客观的规律，并借助TRIZ理论以定量的方法对产品技术成熟度进行分析。

发明问题解决理论（Theory of Invention Problem Solving，TRIZ）认为，任何产品都是由核心技术支撑的技术系统，技术系统的进化要经历婴儿期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段，这些阶段组成了产品的技术生命周期，可用分段性S曲线表示。某一产品在该类产品进化过程中所处的阶段就是该产品的技术成熟度，确定产品在S曲线上的位置，称为产品技术成熟度分析。

产品技术成熟度分析结果可以为企业研发决策指明方向：处于婴儿期及成长期的产品应对其结构和参数进行优化，使其尽快成熟，从而为企业带来利润；处于成熟期及衰退期的产品，企业在赚取利润的同时，应开发新的技术并替代现有技术，以便推出新一代产品，使企业在未来的市场竞争中处于领先地位。产品技术成熟度是企业制定战略、进行技术贸易的重要参考指标，其可作为一些职能部门进行技术研发立项审批的一项重要依据。

通过专利数据分析来判断产品技术的成熟度是目前常用的一种分析手段，专利信息覆盖了世界90%以上的重要科技研究成果，而其中80%的技术成果没有包含在学术论文和公开出版物中，专利体现了相关技术领域创新技术的发展和成果，专利申请数量可以直观地反映相关技术领域研究活动的活跃程度，因此通过对公开专利文献进行检索、分析并以此为基础进行产品成熟度的判断具有一定的客观性。本文通过对金融自助终端领域的专利数据分析，从数据本身寻找内在的、客观的规律，以定量的方法对相关产品技术的成熟度进行分析。

产品、技术生命周期

产品生命周期

产品生命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是产品的市场寿命，即一种新产品从开始进入市场到被市场淘汰的整个过程。而这个周期在不同技术水平的国家里，发展的过程和时间是不一样的，存在较大的技术差距和演进时差，正是这一演进时差，表现为不同国家在技术上的差距，它反映了同一产品在不同国家市场上的竞争地位的差异，从而决定了国际贸易和国际投资的变化。

典型的产品生命周期一般可以分成四个阶段，即导入期、成长期、成熟期和衰退期。

1）第一阶段：导入期

导入期指产品从设计投产到投入市场进入测试阶段。新产品投入市场，便进入了导入期。该阶段由于生产技术方面的限制，产品生产批量小，制造成本高，广告费用大，产品销售价格偏高，销售量极为有限，企业通常不能获利，反而可能亏损。

2）第二阶段：成长期

成长期是指产品通过试销效果良好，购买者逐渐接收该产品，产品在市场上站住脚并且打开了销路。这一阶段产品需求量和销售量迅速上升，生产成本下降，利润增长。同时同类产品供给量增加，价格随之下降，企业利润增长速度减慢。

3）第三阶段：成熟期

成熟期指产品进入大批量生产并稳定地进入市场销售。产品普及并日趋标准化，成本低而产量大。销售增长缓慢，竞争加剧，企业在质量、服务等加大投入，增加了成本。

4）第四阶段：衰退期

衰退期是指产品进入了淘汰阶段。随着科技的发展以及消费习惯的改变等原因，产品的销售量和利润持续下降，产品在市场上已经老化，不能适应市场需求，该类产品的生命周期也就趋于结束。

产品生命周期是一个很重要的概念，它和企业制定产品策略以及营销策略有直接的联系。管理者要想使产品有一个较长的销售周期，以便获得足够的利润来补偿在推出该产品时所做出的一切努力和经受的一切风险，就必须认真研究和运用产品的生命周期理论。此外，产品生命周期也是营销人员用来描述产品和市场运作方法的有力工具。

技术生命周期

技术发展是从一项新发明的产生开始，其后的发展轨迹称为技术生命周期，如图1所示，从横坐标的时间轴上将产品分为三个阶段，分别是新技术产生、技术发展及技术成熟阶段，以此与纵坐标的所对应的性能参数来表征该技术的生命周期。

在新技术产生阶段，也就是萌芽期，一项新的物理、化学、生物的发现，被设计人员转变成产品。不同的设计人员对同一原理的实现是不同的，已设计出的产品还要不断改善。因此，随着时间的推移，产品的性能指标不断提高。

在新技术产生阶段结束时，很多企业已认识到该产品有很好的市场潜力，应大力开发。因此，将投入很多的人力、物力与财力开发改进产品，使产品的技术性能参数快速增长，从而进入技术发展阶段，也就是技术成长期。

随着产品进入技术成熟阶段，所推出的改进产品在性能参数上只有少量增长，产品进入成熟期。继续投入进一步完善已有技术产生的效益将减少，企业应研究新的核心技术以在适当的时间替代已有产品的核心技术。

最后一个阶段是技术衰退期。在此阶段，新的替代技术已出现，已有技术将中断，退出市场。

技术与产品生命周期

一个新产品是由不同的技术组成的，除一部分新技术外，还应该包含大量现有技术，业界通常要求一个产品的开发最多包含30%的创新，而剩下的70%都应该有现成的技术借鉴。核心技术是企业具体产品的技术平台，是公司产品平台的基础。产品平台往往是众多核心技术的集合体，通过产品平台实现了核心技术的最终价值，有效实现了产品间的共享，同时还有效实现了技术的保密。核心技术是在理论基础上，在确定技术路线情况下支撑产品实现技术选择中的关键部分，核心技术诞生往往会带来后续的一系列新产品。

技术生命周期大致可分为四个阶段：a萌芽期：专利数量较少。b.成长期：表现为大量相关专利的激增。c.成熟期：表现为专利增长速度变慢。d.衰退期：此时有关领域的专利技术几乎不再增加，每年申请的专利数呈负增长。

由于技术的产生要先于产品的推出，其两者的生命周期具有相似性，但产品的生命周期滞后于技术的生命周期，图2所示。

基于专利的技术成熟度分析

专利只授予新的发明创造，这在世界范围内是一致的。专利之所以能够作为研究对象来分析技术的成熟度，是因为专利具有以下特点：

（1）专利申请活动是反映新技术、新产品开发活动的一个极为重要的方面，任何一件专利都必须具备新颖性、创造性和工业实用性。

（2）专利文献是专利申请活动的完整记录，它能够反映各个技术领域中技术活动的现状，又能够用来研究某个特定技术领域技术活动的发展史。

（3）专利信息内容新颖、广泛，分类系统、详尽、实用性强，出版迅速、时效性强，格式统一、规范，便于查阅，优于一般意义上的科技情报，尤其是网络技术的发展，使得专利信息查询更加快捷便利。

正是因为专利具有以上特点，所以关于某项技术的专利所支持的性能代表了该技术的发展过程。专利的特点和前人的实践都说明专利比较适合作为产品技术成熟度分析的研究对象。

一个产品的第一个专利是一个高级别的专利，如图3所示。后续的专利级别逐步降低。但当产品由婴儿期向成熟期过渡时，伴随着限制产品性能的关键问题的解决会出现一些高级别的专利，正是这些专利的出现，推动产品从婴儿期过渡到成长期。

在婴儿期和成长期前期由于参与研发的企业和相关技术人员较少，所以专利数量较少。但随着改进产品的出现和相关技术的应用，专利申请量会有明显增加。在样机试验、第一代产品投放市场阶段，重点在产品的推广和问题的收集，这一阶段专利申请量的增加会有所减缓甚至减少。在成长期的后期和成熟期的前期由于市场激烈的竞争，企业研发力度加大，产品不断改进完善，新专利不断涌现，专利数量迅速增长。成熟期后期和衰退期，该阶段产品已比较成熟，企业进一步增加投入已经没有什么回报，企业把更多精力放在市场销量和新产品的研发，因此专利数量会有所降低，如图4所示。基于上述专利数据与产品技术成熟度的关联关系，本文利用基于专利数量的技术成熟度预测方法对金融自助终端的技术成熟度进行分析。

金融自助终端（ATM）技术成熟度分析

早在1902年就有人提出用于代替银行工作人员进行简单业务处理的自助金融设备的设计构想，且申请了专利对该设计构想进行了保护。但是该发明专利的出现并没有为银行业的自助服务带来有效的促进，而且在之后半个多世纪都鲜有人对此进行进一步的研究。从全球ATM专利申请量的年度分布可以看到，在20世纪初期50多年内在金融自助设备上的研究成果寥寥无几，直到1967年6月27日，位于英国米德尔赛克斯郡安菲尔德的巴克莱银行（Barclays Bank）安装了世界第一台现钞发放机，用户将银行发行的纸券插入机器，即可取出面值10英镑的钞票。第一台ATM机的正式营运，为ATM技术发展提供了强劲的原动力。20世纪70年代ATM技术的高速发展是得益于计算机互联技术的发展和应用。初期的ATM不能与银行主机互联互通，这种离线模式意味着客户从ATM取钱后，并不实时扣款入账，因此影响了ATM的推广普及。随着互联网络技术的出现，实现了ATM机对用户账户信息的实时扣款入账功能，此时ATM机得以高速普及推广。在此期间针对ATM机的技术改进从发明专利申请量的大幅提升得以体现，20世纪70年代ATM相关专利申请量以年均复合增长率31.66%的速度高速增长，如图5所示。

20世纪70年代计算机的发展和应用带动了ATM一个小幅度的快速发展，专利申请量有较大的提升。随着90十年代末因特网的由最初的军用转为民用，和互联网的商业化，带动着ATM进入了第二次剧烈的发展时期，可以看到这一时期的专利申请量大幅度的增加。通过对全球ATM专利申请量年度分布曲线的分析可以很明显的看到在ATM领域专利数量随时间分布基本符合专利数量标准曲线，如图6所示。

通过全球ATM实际专利申请量曲线我们可以清楚的看到在ATM领域专利申请量随时间变化的走势，结合基于专利数量的技术生命周期曲线我们大致可以得到全球ATM领域技术生命周期曲线。由于技术与产品的生命周期具有相似性，而且产品的生命周期滞后于技术的生命周期，我们大致可以分析出全球ATM领域的产品生命周期曲线，如图7所示。

可以看到ATM的技术与产品均已处于成熟期，而技术先于产品处于成熟期后期。通过对目前ATM的市场分析也可以得到这一结论，各大ATM厂商已经开始把研发重点由自助取款机、存取一体机、现金循环机逐渐转向新一代的机型，比如较银行柜台服务成本更低，且便于布置和优化业务流程的远程柜员机（VTM）等。

我国的专利制度起步较晚，而且ATM技术是在模仿、吸收国外同类产品基础上发展起来的，因此我国的ATM技术经历了短暂的婴儿期之后，产品性能提高较快，很快进入了成长期和成熟期，如图8所示。我国ATM厂商也都在着力研发新一代的产品，如广电运通结合多年ATM研发、制造和销售经验打造的针对日益增长的农村和社区金融需求，推出功能更加强大的远程柜员机（VTM）等新产品。

到现在为止传统ATM机几乎所有的单项性能参数都能够达到最大，企业面临的主要问题集中在下一代新产品的定型与研发上。随着各种新的技术与ATM机的有机结合（如生物识别、近场通信、远程交互等），有可能像当年计算机与互联网对ATM的影响一样，带动ATM进入第三次剧烈发展的时期。

总结

在知识经济的背景下，核心专利在企业中占有举足轻重的地位，是企业进行技术创新的源泉，具有极高的价值。技术创新是企业求生存图发展的主要动力，而且技术的创新又会带动产品的更新换代。在市场经济中，能够提前确定市场对产品的供求关系，掌握产品转型的时机就会在竞争中处于主动，所以产品技术成熟度的分析就显得尤为重要。本文基于专利数量的产品技术成熟度分析不仅仅应用于ATM领域，通过借助TRIZ理论中产品技术成熟度分析的方法，对世界范围内不同领域、不同产品、不同技术的专利数据进行分析，可以得到相应领域产品技术生命周期，通过对产品技术生命周期的解读可以帮助企业在复杂的市场竞争中认清形势，掌握先机。