基于TRIZ理论的颠覆性技术选择环境研究

许泽浩, 张光宇, 亢　凯, 王星羽

(广东工业大学 管理学院，广东 广州 510520)



基于TRIZ理论的颠覆性技术选择环境研究

许泽浩, 张光宇, 亢凯, 王星羽

(广东工业大学 管理学院，广东 广州 510520)

颠覆性创新是后发企业开展竞争的新路径，培育颠覆性创新重点要识别培育环境。本文以新能源汽车为例，通过运用TRIZ理论的技术成熟度分析工具，采用时间—专利数、时间—销售量、时间—专利级别、时间—性能曲线确定汽车目前所处的发展阶段，从而判别作为汽车行业颠覆性创新的电动汽车培育的最佳时期。数据表明，汽车产业当前处于成熟期，正是颠覆性创新发展的最佳时期。因此，颠覆性技术选择培育要通过识别相应原技术所处市场阶段，以找到培育的最佳环境。

颠覆性创新; TRIZ理论; 技术成熟度; 技术选择

1　颠覆性创新的概念及意义

众所周知，Christensen首次在《创新者的困境》一书提及“颠覆性创新”(disruptive innovation)。他把创新分为两类：即维持性创新与颠覆性创新[1]。总的来说，维持性创新是在现有产品的基础上，不断在产品主流性能的方向上进行技术创新和改进，提升产品的功能以便获得更高的回报。而颠覆性创新则是改变维持性创新在产品主流性能方向上不断进行技术创新的路径，以最初主流性能达不到现有产品，但却有体积更小、操作使用更简单、携带更方便或成本更低廉等新特点的新产品吸引原市场中的低端顾客或利基市场中的新顾客，继而通过快速的技术改进，逐步颠覆原产品并最终占领主流市场。颠覆性创新的概念提出后受到学者们的广泛关注，并开始对颠覆性创新的概念和机理等进行了研究。目前对颠覆性创新概念的研究大致有2个视角，一是从产品和技术的视角，强调颠覆性创新以产品或技术为核心进行推动，如陈劲等[2]、Danneels[3]等；二是从市场和企业的视角，强调颠覆性创新是技术与商业模式的创新，是企业发展的战略工具，如Phillips等[4]、郭政[5]等。

颠覆性创新产生于发达国家的企业竞争和创新实践，针对“在位企业追求新增长的努力为何会失败”以及“在位企业如何应对颠覆性技术的挑战”等问题。然而许多学者经过研究，却认为颠覆性创新是后发企业获得竞争优势的重要手段，为我国企业开展自主创新指出了方向[6]。从实践上看，当前许多发展中国家都具有颠覆性创新产生和发展的最初市场的理想条件。我国拥有巨大的市场，特别是广阔的低端市场(普通人群)和新市场(农村市场)，正成为培育颠覆性创新发展的沃土。然而政府如果实施颠覆性创新驱动方式，如何识别哪些技术可能成为颠覆性技术，哪些产业将产生颠覆性创新，政府何时对产业进行扶持，这些问题对于实施颠覆性创新驱动方式都是非常重要而迫切的问题。

2　颠覆性技术选择的可行性分析

只有能识别颠覆性创新萌芽，才能有效地对其进行培育。通过定量的工具识别颠覆性技术，是政策培育和扶持颠覆性创新的基础和关键。然而现实中预判哪一个技术未来将发展为颠覆性技术的可能性不大，准确性也不高。从产业发展及政府扶持的角度而言，若能分析颠覆性技术产生的环境，再适时施以政策扶持，使得若干颠覆性新技术得以成长，并最终颠覆整个旧产业，这对于产业的发展将具有重要的现实意义。因此，对颠覆性技术进行政策扶持，首先要了解其产生的环境。即在什么情况下，在具备哪些条件的基础上，某些产业将会产生颠覆性的新技术。

分析颠覆性创新的整个发展过程发现，颠覆性创新产生与成长的环境与维持性创新的发展状态息息相关，甚至可以说是在维持性创新的基础上发展起来的。颠覆性创新起源于维持性创新，发展于维持性创新，又终将维持性创新颠覆。因此颠覆性创新产生的背景就是维持性创新的发展状态。要分析的是维持性创新发展到什么状态下最有可能产生颠覆性创新，这是开展颠覆性技术选择研究的关键因素，也是政府实施政策扶持的重要依据之一。

3　TRIZ理论的产品进化四阶段

根据TRIZ理论的创始人Altshuller研究，产品的进化规律满足S曲线，并用分段线性S曲线表示产品性能随时间的变化情况，明确地把产品进化分为婴儿期、成长期、成熟期、退出期4个阶段[7-8]。如图1所示。

图1　线性S曲线

分析颠覆性创新产生的时段，需要研究其在维持性创新发展的哪个阶段中产生，从而在产业发展过程中为适时出台培育颠覆性创新政策提供参考。因此，对于颠覆性创新产生的环境，可通过分析维持性创新产品的技术成熟度得出。产品技术的成熟度即是确定产品在分段线性S曲线上的位置。在TRIZ理论中通常采用4个指标作为产品技术成熟度的预测因子：即技术的专利级别、技术的专利数量、技术的性能、技术所获得的利润随时间变化的曲线。各曲线的形状如图2所示[9]。收集与技术相关的各种数据，根据这4组指标构建相关的曲线，再将所建立的曲线与这4组图中的形状进行对比，进行综合判断，就可以比较确切的判断出产品的技术成熟度。

4　颠覆性创新产生的环境

Christensen将颠覆性创新分为低端颠覆及新市场颠覆两种类型[10]。无论是低端颠覆性创新还是新市场颠覆性创新，均存在原技术的主流属性发展程度超过颠覆性创新潜在顾客需求的现象。因此，颠覆性创新的产生时间不可能产生在原产品的婴儿期或成长期。在产品的婴儿期或成长期阶段，产品技术的主流属性一般还不能满足顾客需求，不可能出现技术的主流属性超过顾客需求的现象。且在产品的婴儿期或成长期，用户对于产品性能的追求一般比较狂热，不会出现过度的现象。而到了衰老期，此时产品已逐步退出市场需求，与颠覆性创新发展的过程不符，颠覆性创新产生时与其对应的维持性技术处于市场领导者地位且为更高利润放弃低端市场，而且经过一段时间后还将进行激烈竞争。因此，衰退期必然也不是颠覆性创新产生的时期。

图2　技术成熟度预测曲线

在颠覆性创新产生的初期，市场的在位企业认为颠覆性创新过于低端，并未对其发展产生足够的重视，而且此时在位企业会进一步加大对原技术主流性能的提升，以追求业已高额的利润。随着开展颠覆性创新的企业在边缘市场或新市场立足后，颠覆性技术逐步发展，并最终向原产品所占领的主流市场进攻，最终通过激烈的竞争打败市场的在位企业实行的维持性创新，实现颠覆。显而易见，颠覆性创新产生的时段，必然产生于实施维持性创新的原产品发展的成熟时期。因此，可以通过分析实施维持性创新的原产品成长阶段来识别颠覆性技术产生的背景。

5　应用TRIZ原理分析汽车产业颠覆性创新

汽车诞生虽不足百年，但其发展已影响至世界每一个角落，极大地推了动人类社会文明的进程被称为“改变世界的机器”。但进入21世纪以来，汽车带来了全球性问题，包括石油短缺、空气污染等负面影响正成为困扰世界各国的汽车难题。世界各国纷纷提出新能源汽车发展战略，以期通过发展清洁能源汽车(主要是电动汽车)，在新一轮的全球汽车行业竞争中占据有利地位。

无庸置疑，新能源汽车行业的发展对于以石油为动力的汽车行业而言是颠覆性，它的发展必将对目前以石油为动力的汽车行业产生巨大的影响。但从目前的实际情况看，以电动汽车为主的新能源产业发展并不顺利，尽管它是全球都是看好的产业。不仅整体推进缓慢，而且从产业发展的历史看，出现数次中断而又重新恢复的现象。对于新能源汽车，传统的以石油为燃料的汽车属维持性技术。因此，要通过定量分析工具识别目前汽车处于哪个发展阶段，以判别是否适合在汽车领域实施颠覆性技术。

下面运用TRIZ理论，通过收集汽车产业4个尺度变量(专利数、专利级别、性能、销售量)的数据，对2003～2013年以来汽车产业进行技术成熟度分析。其中由于汽车利润的数据较难获取，以汽车销售量代替。

5.1时间—专利数曲线

从万方数据知识服务平台(http://g.wanfangdata.com.cn/) 上，收集了2003～2013年申请有关汽车发动机的专利共8 101件，按年份对专利数进行统计(如表1)，同时绘出时间—专利数的关系曲线。从图表中可以发现，2003～2013年每年的汽车发动机专利数处于快速上升的阶段。

表1　每年专利数统计表(2003～2013年)

图3　时间-专利数曲线

5.2时间—销售量曲线

从新浪汽车网(http://data.auto.sina.com.cn/xlsjk/)中，收集了2003～2013年间汽车的年销售量，以借助汽车销售量来近似评估汽车的收益。以下图表按售出汽车数(万辆)/年进行统计，绘出时间—销售量曲线。从图表可以看出自2003年以来，汽车销售量一直处于缓慢匀速上升的趋势。

5.3时间—性能曲线

代表汽车性能发展的标志性数据无庸置疑是汽车发动机的相关数据，对此选取了发动机的马力作为代表。从美国权威杂志《Ward′s Auto World》杂志社创立的全球十大最佳汽车引擎数据库中，选取了2003～2013年排气量为3.0 L、结构为六缸的全球十大最佳汽车发动机，统计各年具有代表的汽车发动机马力数据并绘制成图。由图5可以发现，汽车发动机的马力数据处于缓慢上升并趋稳定的状态。

图4　时间-销售量曲线

5.4时间—专利等级曲线

从万方数据知识服务平台(http://g.wanfangdata.com.cn/)中，获取的汽车专利数8 101项(见表2)。为使数据计算更具客观性，我们按照目前专利库划分专利的方法，将所有专利等级划分为3级，其中发明专利定义为3级、应用专利定义为2级、外观专利定义为1级。

图5　时间-性能曲线

年份发明专利q1应用专利q2外观专利q3总专利数专利等级(e)200347107231772.135200457100291862.150200565135382382.1132006102218493692.1432007128219734202.132008151295615072.17820091904261227382.09220102234631868722.193201134862234213122.004201242585239816752.016201340981638216072.017总计8101

图6　时间-专利等级曲线

将所描绘汽车相关数据图(图3～6)与图2相比，以确定当前汽车产业发展处在汽车产业的哪个阶段。从图3中可以看到汽车的专利数量曲线随时间快速上升，与图2中专利数图的成熟期的特征相符。从图4中可以看到汽车的销售量数据曲线随时间缓慢且匀速上升，与图2的利润图中成熟期的特征相符。从图5中可以看到汽车的发动力马力曲线随时间缓慢上升，并在最近几年基本保持不变的趋势，与图2性能图中的成熟期相符。从图6可以看到汽车的专利等级总体随时间缓慢下降，与图2中的专利等级图的婴儿期和成熟期相符。综合图7中所绘图与标准技术成熟度曲线的相似位置对比可以看出, 当前汽车车行业的发展处于成熟的阶段。认为汽车行业在此发展阶段适合颠覆性技术的产生，是汽车行业中最容易产生颠覆性创新的时段。

图7　汽车发展技术成熟度比较图

6　小结

采用TRIZ理论研究颠覆性创新产生环境，对于适时采取产业政策措施培育颠覆性创新产业的发展具有重要意义。通过运用技术成熟度工具较精确科学的分析了与颠覆性创新相对应原产品的发展时期，从而政府根据颠覆性创新的特征给予政策扶持和培育，必将促进颠覆性创新产业的发展，进而实现颠覆性创新驱动。

[1]CHRISTENSEN C M. The Innovator′s dilemma:when new technologies cause great firms to fail[M].Boston，Mass: Harvard Business School Press，1997.

[2]陈劲,戴凌燕,李良德.突破性创新及其识别[J]. 科技管理研究, 2002(5): 22-28.

[3]DANNEELS E．Disruptive technology reconsidered:a critique and research agenda[J]. Journal of Product Innovation Management. 2004，21(4): 246-258.

[4]PHILLIPS W, LAMMING R, BESSANT J , et al. Discontinuous innovation and supply relationships: strategic dalliances [J]. R & D Management, 2006,36(4): 451-461.

[5]郭政.后发企业破坏性创新的机理与路径研究[D].上海：上海交通大学，2007.

GUO Zheng. Research on mechanism and path of disruptive innovation in latecomer firms[D]. Shanghai : Shanghai Jiao Tong University,2007.

[6]陈继祥，戴芳，王家宝.颠覆性创新与企业竞争优势研究[M].上海：上海交通大学出版社，2012：60.

[7]ALTSHULLER G S. Creativity as an exact science: the theory of the solution of inventive problems[M]. New York: Gordon and Breach Science Publishers,1984.

[8]ALTSHULLER G S. The innovation algorithm, TRIZ, systematic innovation and technical creativity[M]. Worcester: Technical Innovation Center,inc,1999.

[9]ALTSHULLER G S. And suddenly, the inventor appeared: TRIZ, the theory of inventive problem solving[M]. Worcester: Technical Innovation Center,Massachusetts,1996.

[10]CHRISTENSEN C M, RAYNOR M E. The innovator’s solution:Creating and sustaining successful growth[M].Boston:Harvard Business School Press,2003.

A Study of the Disruptive Technology Selection Environment Based on TRIZ Theory

XU Zehao, ZHANG Guangyu, KANG Kai, WANG Xingyu

(College of Management, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510520)

Disruptive innovation is a new path to gain a competitive advantage in the emerging enterprises. Fostering disruptive innovation focuses on identifying its environment. For example, new energy auto development stage can be confirmed by the curve of time-patent number, time-sales volume, time-patent level and time-performance through the application of the technology maturity mapping, which comes from the TRIZ Theory. Data shows that the automotive industry is currently in a mature stage, which is the best time for the development of disruptive innovation. Therefore, by identifying the market phase of the original technology, the best cultivation environment of the disruptive innovation can be found.

disruptive innovation；TRIZ Theory；technology maturity；technology selection

2015- 09- 11

国家自然科学基金项目资助项目 (71173051)；广东省哲学社会科学“十二五”规划2015年度学科共建资助项目(GD15XGL15)；广东工业大学2015年青年基金资助项目

许泽浩(1981-)，男，广东省人，助理研究员，博士研究生，主要研究方向为管理科学与工程.

10.3969/j.issn.1007- 7375.2016.04.007

F406.3

A

1007-7375(2016)04- 0043- 05