基于专利技术地图的技术预见模型研究

沙振江 张 蓉

（江苏大学科技信息研究所 镇江 212013）

1 引言

近年来，随着全球范围内技术预见活动的不断开展，技术预见方法也逐渐得到补充和完善。在我国早期开展的技术预见活动中，德尔菲法等定性分析法占据了主要地位。但德尔菲法本身具有成本高、时间长以及客观性较差的缺点，容易造成预见结果不够准确，因此，为提高技术预见结果的客观性和准确性，本文将专利技术地图分析法运用到技术预见中，并构建技术预见模型，旨在更好地从技术层面了解某行业专利技术的扩散情况、掌握相关技术领域的发展现状和趋势，制定相应的发展策略。

2 专利技术地图在技术预见中的功用

专利技术地图是一种分析专利情报的可视化方法，主要是通过对某一技术领域专利申请的数量运用数理统计的方法进行定量分析，为技术创新主体提供研发热点、空白点或者技术发展趋势等相关信息，便于技术创新跟踪活动的开展和技术创新研发策略的制定[1]。

专利技术地图的类型有很多，不同类型的专利技术地图在技术预见的过程中具有各自独特的作用。

专利技术生命周期图是以时间为序，将技术发展的周期分为5个阶段：萌芽期、发展期、成熟期、衰退期和复苏期。通过收集某项专利技术的专利申请数量，并分析其与时间之间的关系，可以较为快速的判断出不同时间段内技术发展所处的周期，揭示该项专利技术的内在发展规律，确定该项专利技术在整个生命周期中所处的阶段，从而帮助技术预见主体评估此时或未来是否应该在此技术上投入研发资源。

通过专利技术发展趋势图，可以了解到不同时间段内同一专利技术专利申请数量的情况，从而把握技术发展的脉络，判断技术发展的趋势。运用专利引用分析、专利IPC分类分析、专利可视化分析等方法可以从不同角度对专利技术的发展趋势进行分析，并绘制出不同的专利技术发展趋势图。

与其他技术预见方法相比，利用专利技术功效矩阵图进行技术预见的优势主要体现在三个方面：一是可以直观了解各种技术手段和功效及其未来的发展趋势；二是深入了解竞争对手的技术状况和发展策略；三是确定技术发展方向，建立专利战略。从技术功效气泡图中可以清楚的找出专利密集区和专利技术空白区，在深入了解了竞争对手技术发展的基础上，确定自己企业未来技术发展的方向，建立有利于自身发展的专利战略。

作为一种重要的战略规划工具，专利技术路线图提供了制订技术规划、确定关键技术发展程度所必要的信息和相关情报。

3 基于专利技术地图的技术预见模型构建的依据

3.1 专利技术地图与技术预见的目标耦合

从专利技术地图的概念中可以看出，专利技术地图的主要目标是通过对可视化图表的分析找出特定技术的发展动向，进一步预测技术的未来发展趋势，为制定战略性技术发展策略提供重要的信息依据和参考。而技术预见是通过对现阶段经济、技术和社会发展的现状进行分析，明确经济社会发展趋势对未来技术的需求，集成各方面的创造性思维，全面把握未来的技术发展趋势。由此可以看出，专利技术地图和技术预见两者的目标在一定程度上具有相似性。

3.2 专利技术地图与技术预见的对象耦合

专利技术地图和技术预见在分析对象上存在着耦合关系。专利技术地图主要是对相关专利文献进行分析，了解技术发展的历程，找出关键技术，发现空白技术，确定优先发展的技术领域；技术预见是根据技术发展的现状，结合宏观、中观和微观环境影响因素，选择可能产生最大经济效益与社会效益的共性技术。全球90%以上的技术信息蕴含在专利文献中[2]，因此，要想快速、准确地掌握技术发展的现状，对专利文献进行分析是首要选择。由此可见，专利技术地图和技术预见都将专利文献作为主要的分析对象，因此，二者在分析对象上具有耦合关系。

4 基于专利技术地图的技术预见模型构建

随着经济和技术的快速发展，技术预见的内容逐渐丰富，技术预见的过程愈加复杂，根据技术预见结果做出的决策所产生的影响也越来越深远，这些都对技术预见方法提出了更高的要求。鉴于此，以专利技术地图为代表的定量分析方法在技术预见活动中发挥的作用越来越大，不少国家和地区在技术预见的过程中也更加重视对专利技术地图的运用。基于专利技术地图和技术预见的耦合关系，本文尝试构建基于专利技术地图的技术预见模型（见图1），以期增强技术预见活动结果的客观性，完善技术预见方法体系。

4.1 研究领域和研究主题确定的影响因素

从图1中，我们可以清楚的看出，影响技术预见研究领域与研究主题确定的主要因素包括：外部环境和内部技术评价两方面，而外部环境因素主要有外部竞争技术和外部合作技术两方面。

4.1.1 外部竞争技术 对不同的技术预见主体而言，影响研究领域和研究主题确定的外部竞争技术也不相同：

（1）国外技术发展现状。技术发展程度是一个国家综合实力和国际竞争力的体现，如今，随着经济全球化和世界一体化进程的进一步加快，以国家为主体开展的技术预见活动应该符合时代发展的需要，在选择研究领域和研究主题时，应将国外技术发展的现状纳入考量的范围，尽可能确定能够产生最大经济效益或者社会效益的战略研究前沿。

图1 基于专利技术地图的技术预见模型

以大数据技术发展为例，大数据是计算机技术快速发展的产物，美国的麦肯锡咨询公司是大数据研究的先驱，为大数据条件下的技术的创新和发展起到了推动作用，并取得了良好的经济效益和社会效益。之后，其他国家也纷纷加入了大数据研究的浪潮。2013年，英国政府投资1.89亿英镑进行大数据和节能减排计算技术方面的研究；日本也在2013年重新制定了新的信息通讯技术战略，促进了大数据的基础性研究和行业性研究[3]。我国为了应对大数据的到来，在国家十二五战略性新兴产业发展规划里面就提出要支持海量数据的存储、处理技术研发和产业化。大数据作为一项具有国家战略意义的新兴产业，已经受到政府和社会各界的高度关注和重视。

（2）区域技术发展状况。区域技术预见活动主要是为了促进整个区域技术的发展，是以区域产业为主体开展的中观层次的技术预见活动。其研究领域和研究主题的选择要符合整个行业发展的需求，同时也要与国家的方针政策相符合。

目前，大数据在我国处于快速发展的阶段，我国也制定了相关政策来促进大数据产业的发展，不少地区为了加强对大数据的研究，构建了数据产业园。上海和秦皇岛开设了区域数据产业园、北京成立了国家地理信息科技产业园、重庆成立了中国国际电子商务中心等等[3]。

（3）企业竞争对手所拥有的技术。以企业为主体的微观层次技术预见是国家层次和行业层次技术预见活动的进一步细化和深入，研究领域与研究主题的选择主要考虑竞争对手所掌握的技术情况，避免专利“陷阱”。

4.1.2 外部合作技术 技术预见主体在进行技术创新的过程中，不仅要考虑外部竞争因素，还要考虑外部合作因素。

（1）国家间的技术合作。在经济全球化的今天，国家之间的技术合作是国家技术创新不可或缺的部分，在进行宏观层面技术预见活动的研究领域和研究主题选择的过程中，与别国合作开发的技术也是考量的重要内容。

（2）与高校合作的技术。技术的发展离不开理论创新，而高校具有较高的理论水平和较强的专业性特点，为技术的创新和发展提供了理论支撑。技术预见主体在进行技术创新的过程中与高校合作，有利于提高技术创新的速率和质量。

（3）科研机构的技术发展。在我国，科研机构是技术创新的主要组成部分。相对于高校而言，科研机构的技术发展更具专业化[4]。科研机构能够根据不同技术预见主体的需求，针对性的开发新技术，使得资源能够得到有效的利用，节约了技术开发的成本。

（4）与企业合作开发的技术。主要针对以企业为主体的微观层面开展的技术预见活动。

新技术开发是一个艰难的过程，其中肯定会遇到各式各样的困难，对企业而言，仅凭自身的力量来解决技术开发过程中遇到的所有问题是很困难的。因此，企业为了节约技术开发的成本，提高技术开发的速率，常常会选择和其它企业合作开发新技术。

4.1.3 内部技术评价 对技术预见主体而言，影响研究领域以及研究主题确定的内部因素涉及国内技术发展现状、区域产业技术发展的需求、企业自身所拥有的技术、市场的需求以及人力资源等。

国内技术发展现状的评价主要针对以国家为主体的宏观层面的技术预见。国家技术预见活动的开展有助于制定促进技术发展和社会进步的方针政策，在选择研究领域和研究主题时要充分考虑国内技术发展的现状，选择与我国国情发展相适应的技术领域。

区域产业技术发展需求评价主要针对中观层面技术预见中研究领域和研究主题的选择。产业要想实现技术创新，不但要以国家制定的方针政策为准则，更要以整个行业的发展需求为目标。

企业要想实现技术创新，不但要掌握竞争对手所拥有的技术，避免“专利陷阱”，更要充分利用自身所拥有的技术，真正实现资源的优化配置。

任何技术预见主体创造出来的新技术最终都会进入市场，继而转化成经济利益，在一定程度上促进社会的发展。因此，市场对技术的需求是技术创新的源动力。

任何技术的创新与发展都离不开对人力的需求，技术人员的数量和质量决定了技术创新的速度和程度。因此，在技术预见研究领域和研究主题的选择中，人力资源的因素也应在考量之中。

4.2 技术预见分析

技术预见分析是技术预见实施阶段最重要的组成部分。随着时间的不断演进，技术预见主体面临的外部竞争环境也在不断发生着改变，而外部环境的变化影响着市场需求的变化，带动了对技术发展需求的改变。技术发展需求的改变直接影响技术预见主体在技术预见活动开展过程中技术预见方法的选择。

4.2.1 技术生命周期分析 一项技术的发展曲线可以通过生命周期图来展现，技术生命周期能够反映该技术的兴衰特点，判断技术的发展历程以及未来的发展趋势。了解一项技术目前所处的生命周期能够清楚地判断该技术下阶段将进入哪一个生命周期[5]。

自1991年开始，作为理想3D模式的裸眼式技术受到了很多技术开发商的重视。通过对该领域1990～2009年间专利数据的分析得知：1990～1999年间该领域专利技术申请人数量的增长速度明显高于专利申请的数量的增长。但是在1996～2000年期间，该技术专利申请的数量呈现停滞状态，传统的CRT显示器在进行信息扫描时需要极其复杂的控制程序，导致显示屏尺寸的大小受到了限制。随着液晶显示技术的快速发展，该技术在2000～2004年期间得到了长足的发展，专利申请人数量与专利申请量明显增长。2004年至今，裸眼式技术的申请人与申请量的增长再次放缓，2008～2009年间，该技术的发展更是进入衰退期，专利申请数和专利申请人数增长缓慢，产品的成品率低[6]146-147。

从全球裸眼式立体显示技术生命周期图可以看出（见图2），目前裸眼式立体显示技术的专利申请数量不够多，说明该技术没有完全被市场所接受，技术发展呈现出缓慢发展的趋势。但是由于裸眼式显示技术已经被当前主要的彩电厂商所关注，技术发展需求也在逐渐改变，因此我们可以预见，随着技术点的突破、市场需求提高以及市场化能力的进一步提升，该技术的发展活跃程度仍有很大的提升空间。

图2 全球裸眼式立体显示技术生命周期图

4.2.2 技术发展趋势分析 专利技术趋势分析是通过对领域内相关技术历年专利申请量的统计，判断出不同时期技术的发展历程，发现不同技术的市场需求情况，帮助企业更快、更好地确定关键技术。技术发展趋势的分析，需要结合相关技术资料对相关图表进行解读，从而得到综合的分析结果。

目前，随着计算机网络技术的快速发展，全球大数据产业日趋活跃，到2010年正式进入ZB（Zeta Byte）时代。在国外，大数据受到了资本主义市场的欢迎，成为产业发展的风向标。在国内，大数据的发展也已经进入了实际操作的阶段，百度、腾讯和阿里这三大互联网公司加大了数据存储规模，达到了200～1000PB。地方政府同样也积极推动大数据产业的发展，并陆续出台了推进大数据产业发展的计划或者相关政策。

在技术和政策支持的有利条件下，我国大数据产业得到了相应的发展。图3从年度专利申请数量和年度专利公开数量两方面考察我国大数据产业的总体态势。专利的年度申请数量可以比较准确地反映该年度专利技术的发展状况，而专利的公开量虽然无法准确的反映该年度专利的申请数量，但也能大致反映近2～3年的专利技术发展状况。从图中我们可以看出，每年专利的公开数量都低于专利的申请数量，这是由于专利一般从申请到公开需要长达18个月甚至是3年的时间。从每年专利的申请量和公开量可以看出，2003年我国大数据产业还处于起步阶段，专利的申请量和公开量都很少。随着技术的发展和国内相关政策的支持，2008年之后大数据产业迎来了发展契机，专利申请量和公开量实现了持续的快速增长，这个趋势延续至今。

图3 大数据产业专利技术发展趋势图

4.2.3 技术功效矩阵分析 从技术功效图中可以看出专利申请在关键技术点上不同技术需求上的集中度，较为集中的可确定为重点技术或者是热点技术，而申请量较少甚至为零的，可以认为是空白技术、难点技术，从而为未来专利战略的制定提供参考意见。

图4是大数据产业专利技术功效图，从图中我们可以看出，近年来，在大数据产业的技术研发过程中，大部分研究均着眼在双操作、提高查控率、细化粒度、加强安全性和提高速率上；所用技术主要集中于数据采集、存储、传输、挖掘和更新这5个领域。

在数据采集技术领域关于查控率和数据安全性的专利申请数量达到了280件和137件，可见提高查控率和增强数据安全性的相关技术是数据采集技术领域关键技术，而提高速率和细化粒度的专利申请只有66件和21件，是数据采集技术领域的薄弱环节；在数据存储技术领域与细化粒度和提高速率的相关的专利申请量偏少，只有4件和39件，是具有提升空间的技术；数据传输技术领域，细化粒度和双操作技术的专利申请量较提升速率和查控率的专利申请量多，是该技术领域的热点技术；数据挖掘领域增强安全性是技术发展的热点，相关专利申请量达到141件，而双操作技术的专利申请量只有9件，是该领域技术发展的薄弱环节；数据更新中查控率和细化粒度属于有提升空间的技术。

通过技术功效分析，可以提供技术创新的入口，在很大程度上避免错失良机或盲目投入。

图4 大数据产业专利技术功效图

4.2.4 技术发展路线分析 利用专利技术路线图对专利信息进行技术发展路线分析，能够为技术开发战略的研讨提供信息、知识、对话框架及决策依据，从而提高决策效率。

理论上，可以从内容、结构和时间3个角度将专利技术路线图运用于8个不同的领域：产品规划、服务/能力规划、战略规划、长期规划、知识资产规划、规划编制、过程规划以及综合规划[7]。

实践上，技术路线图最早出现在美国汽车行业。到上世纪70年代，摩托罗拉公司主要将技术路线图运用于技术的进化和定位。2000年根据英国的一项调查显示，大约有10%的公司使用技术路线图方法进行技术分析，而且其中80%以上使用了不止一次。

2010年，在国家知识产权局制定的《等离子蚀刻机专利态势分析报告》中[6]151，运用专利技术路线图将等离子蚀刻机重点技术的发展状况进行了系统概括。

5 结论与展望

为了适应经济全球化和人类社会的快速发展，技术创新受到了全世界的重视，在此时代背景之下，技术预见显得十分重要，为了增强技术预见的客观性，提高技术预见结果的准确性，本文将专利技术地图这一定量分析方法运用到技术预见中，并构建了基于专利技术地图的技术预见模型，通过研究，可以得出以下结论：

（1）将专利技术地图方法应用于技术预见，完善了技术预见方法体系。在自主创新战略实施的背景下，传统的技术预见方法很难适应科学决策的需要。将专利技术地图应用于技术预见，避免了传统方法带来的缺陷，保证了技术预见的深入研究，完善了技术预见的方法体系。

（2）不同技术预见主体确定研究领域和研究主题的影响因素不同。对国家政府而言，在确定研究主题时要充分考虑国内外技术发展的现状、国家间的技术合作程度等因素，确保所研究的技术领域符合时代发展的需求，提高技术预见的效率；面向区域产业开展的中观层面的技术预见在整个技术预见模型中起到了承上启下的作用，选择研究主题既要对宏观层面的技术起到推动作用，又要引导微观层面技术预见活动的开展。在充分考虑到本区域内产业发展需求的同时不能忽略了国家对技术发展的要求；企业是微观层面技术预见活动开展的主体，其研究主题的选择是国家政府、区域产业技术发展研究主题的细化和深入，组织企业内部各部门工作人员和外部人员开座谈会的方式，是确定企业技术发展领域最直接、最有效的方法。

本文所作的研究是一种技术预见方法及应用的探讨，虽然存在一定的创新性，但由于篇幅的限制，只论述了4种常用专利技术地图进行技术预见的过程，并没有将所有专利技术地图进行技术预见的过程详细阐述，需要在以后的研究中进行不断的补充和完善。

[1]巴 金.电动汽车的专利分析研究[D].长春：吉林大学，2011.

[2]肖国华.专利地图研究与应用[D].成都：四川大学，2006.

[3]苏 红.大数据对H公司科技创新战略的影响[D].青岛：中国海洋大学，2014.

[4]韩春花，佟泽华，庞学升，等.基于知识集成的竞争情报分析模型研究[J].情报理论与实践，2014（1）：84-89，109.

[5]王兴旺，汤琰洁.基于专利地图的技术预测体系构建及其实证研究[J].情报理论与实践，2013（3）：51-55.

[6]杨铁军.专利分析实务手册[M].北京：知识产权出版社，2012.

[7]叶继涛.基于路线图的技术预见方法探讨[J].科技与经济，2008（2）：3-6.