颠覆性技术遴选的基本原则与运行流程研究

张玉磊，戴海闻，许泽浩，欧春尧，张光宇

（1.广东工业大学人事处，2.广东工业大学管理学院，3.广东工业大学团委，4.广东工业大学创新理论与创新管理研究中心，广东广州 510006)

颠覆性技术是驱动工业革命的重要引擎，不仅是推进产业主导技术跃迁和产业核心技术迭代的重要驱动力，也是改变产业体系结构和推动社会范式重构的革命性力量。党的十九大报告明确提出要突出和促进颠覆性技术创新，为创新型国家的建设提供有力支撑，报告将颠覆性技术和颠覆性技术创新提升到了全新的高度。颠覆性技术识别和遴选对国家实现颠覆性创新预测,发挥科技创新的引领作用,把握未来战略发展的主动性具有重要意义。本文在梳理国内外颠覆性技术遴选研究现状的基础上，从理论层面研究了颠覆性技术遴选的基本准则及其指标评价的体系框架，并根据我国颠覆性技术遴选应用在实际需求的特点，提出颠覆性技术遴选的运行流程及其组织体系框架和架构，为颠覆性技术遴选的理论研究和应用实践提供一定的学理分析和参考。

1 颠覆性技术遴选研究现状及文献综述

1.1 世界各国颠覆性技术遴选情况

国内外历史经验表明，面对新一轮科技革命，颠覆性技术是国家和政府前瞻性、预见性的捕捉技术发展机会，确立未来科技创新的走向，实施创新驱动发展的着力点，也是区域产业攻关占领未来市场价值的关注点，更是学术界科技成果转化的风向标。凡事预则立，不预则废。发达强国非常重视技术战略上的事前评估，且着重强调颠覆性技术的遴选。据不完全统计，截至2016 年已有79 个国家和地区进行了共计2 270 次技术遴选和技术预测［1］。参与的国家数量逐渐增加。早期的技术预测和遴选以政府和军方机构为主，开展基于国家层面的综合性预测，后期逐渐扩展至企业、智库及学术机构进行行业和领域的专项预测。技术预测和遴选的方向也由国家或行业的关键技术预测及遴选逐渐扩展至影响未来的新兴技术或颠覆性技术的预测及遴选。

1.1.1 各国开展颠覆性技术遴选的情况和现状

最早进行技术预测和技术遴选的国家是美国。在第二次世界大战中，美军广泛利用技术预测和遴选制定科技计划。美国基于国家层面的综合性评估起始于军方机构。成立于1958 年的DARPA（美国国防高级研究计划局）专门从事颠覆性技术研究，该机构的基本任务就是围绕“未来国家安全”这一问题提出解决方案并提供高技术储备，同时针对具有潜在价值、高风险的新技术在军事上的应用进行研究和识别遴选。2015 年，DRAPA 向公众征集并遴选了影响未来30 年的技术并发表《未来30 年技术愿景》报告。报告指出，研发这些技术不仅需要学术界和工业界的努力，也需要具有前瞻谋虑的政府支持。美国的民间行业机构近年来也积极开展各类技术预测和技术遴选。美国高等学府Massachusetts Institute of Technology 自2001 年起每年根据大量调研结果和可行性评估报告综合研判并发布当年度全球十大颠覆性技术。此外，兰德公司、麦肯锡公司和高德纳公司长期开展独立的技术遴选，并形成一批有影响力的报告。这些来自民间的权威报告影响着美国政府和社会，为美国抢占新一轮科技竞争制高点、促进经济增长和持续繁荣提供了科技创新的支撑依据。日本是开展技术预测和遴选最多的国家。自1971 年以来，日本已经进行了10 次技术预测和遴选［1］。在2017 年的《科学技术创新综合战略2017》报告中，日本政府确定了人工智能、大数据分析、网络技术与虚拟空间、材料纳米和光量子等10 项影响未来竞争的技术领域，以期为促进科技创新做足准备。欧洲联盟在2015 年的欧盟 2020 地平线（H2020）多年期计划（2014—2020 年）提出支撑2020 年的13 条技术路线图和113 个创新方向、英国政府2017 年推出的《技术与创新的未来2017》提出11 个领域和28 个技术群、俄罗斯2014 年《俄罗斯联邦至2030 年科技发展预测》的报告提出7 大领域2030 年发展方向、韩国2016 年《KISTEP 十项新兴技术》等都评估和筛选了与本国经济社会发展相匹配的颠覆性技术，对科技规划和军事战略的制定提供了有力支撑，也为当前形势下政府实施技术创新驱动明确了技术产业创新的发展路径。

1.1.2 中国逐步形成完善的颠覆性技术遴选体系

虽然与发达国家相比，中国在颠覆性技术遴选研究工作中起步较晚,但颠覆性技术已经受到各级政府和民间商界的高度关注，国家近年来不断加大研究资金投入，并将颠覆性技术的遴选纳入国家重大课题，组织各领域专业团队深入开展研究，取得了一定的成效。国家科技部在2015 年组织开展了多轮大规模的德尔菲技术预见调查，并在“第五次国家技术预测”工作中首次加入颠覆性技术预测评价和遴选专题，目的在于明确国家当前重点领域关键技术的现状，就5～10 年内可能会对国家在经济和社会各方面的发展造成限制的核心关键技术进行预测。中国科学院于2017—2018 年受国家信息部委托，成立颠覆性技术创新研究小组开展颠覆性技术研究，并持续对颠覆性技术保持关注和追踪。中国工程院于2016 年起展开了“工程科技颠覆性发展路径研究”及“引发产业变革的重大颠覆性技术预测”的研究工作。该项工作从产业变革的角度切入，诠释了颠覆性技术的定义和内涵，并在内涵定义的基础上构建基于产业变革触发视角下的颠覆性技术指标评价体系。在该体系指导下，中国工程院已挑选出二十余项重点颠覆性技术进行进一步观察研究［2］。

1.2 颠覆性技术遴选的文献综述

通过对大量文献的分析和解读，本文将国内外学术界对颠覆性技术遴选的方法归纳为以下几类:

（1）从颠覆性技术的概念内涵和特征入手，综合运用技术定义法和德尔菲法，提出颠覆性技术的筛选的多指标评估框架体系。孙永福等［2］认为颠覆性技术遴选的前提是对颠覆性技术内涵的深刻了解，再运用科学严谨的方法对颠覆性技术进行定性和定量相结合的遴选，从而达到对颠覆性技术进行预测和内在规律探索的最终目的。王安等［3］分析了国外著名机构研究颠覆性技术识别与遴选的过程，进而凝练出颠覆性技术较为明确的定义，在此框架下进一步聚焦和筛选颠覆性技术。荆象新等［4］从历史颠覆性技术产生规律及发展历程，提出基于关键技术性能指标的颠覆性技术遴选思路。王志勇等［5］总结了颠覆性技术在国外军事领域的成长经验，提出颠覆性技术遴选判定的指标包括技术的前瞻性、超越性、突变性、不确定性和时效性等。张守明等［6］、吴集等［7］、张枢盛等［8］、李存斌等［9］也提出了颠覆性技术遴选评估指标框架。

（2）对现有文献数据库（包括科学论文及、报告、专利等）进行数据挖掘，即通过文献计量分析的方法，对颠覆性技术进行遴选和评估。栾春娟等［10］通过专利组合分析方法并借助Relecura 专利分析平台分析技术颠覆潜力和技术成熟度，实现对颠覆性技术的遴选和评估。苏敬勤等［11］利用专利引文索引数据库分析智能手机技术的专利JΛL 型曲线，并提出专利影响因子的概念，从而遴选颠覆性技术。黄鲁成等［12］以专利数据为基础，运用物种入侵模型和文本集分析定量的评估和筛选早期的颠覆性技术。美国国防部就现有专利和文献数据库进行深度挖掘，识别和遴选可能成长为颠覆性技术的种子概念和应用。石慧等［13］选用论文数据源和专利数据源及其手工代码Sigma 值对颠覆性技术进行深度挖掘和判定，从而对颠覆性技术的早期识别和筛选。同时通过电动汽车电池——锂电池技术领域的实证验证文章方法的有效性。国外学者MOMENI A［14］和KIM J［15］等也利用文献数据库等已公开发表的资源作为数据源，对颠覆性技术进行识别和遴选。

（3）技术路线图法。该方法是通过一种可视化、图形化的工具直观简洁的描述新技术、新产品发展趋势和演进路径。技术路线图法十分灵活，目前被各国政府和世界知名咨询公司广泛运用在新技术预测和识别方面。早在1999 年，OSTP（美国白宫科技政策办公室)明确要求制定和运用产业技术路线图帮助各产业改进和优化美国政府的科研资金分配问题［16］。卢光松等［17］是较早运用技术路线图绘制颠覆性技术识别与颠覆性创新规划的国内学者。他认为充分考虑多方利益关联者有助于更完整的绘制颠覆性技术路线图。早期国外学者从颠覆性技术的特点入手,以现有技术路线图制定方法为蓝本进行改进和拓展,以期更加精准地识别和挖掘具有潜在性的颠覆性技术，从而预测和规划其发展方向［18］。后期学者更多将传统路线图方法与文本挖掘法、德尔菲法等其他方法相结合，进一步完善和规范了颠覆性技术的判断标准［19-20］。

（4）基于理论模型的分析法。该方法依据一定的理论，通过构建模型的方法对颠覆性技术进行评估和遴选。以TRIZ 理论中解决设计冲突为理念构建模型，并基于进化法则判断某种技术的发展潜能和前景预测是理论模型的其中一种主流分析法［21-22］。其他理论建模的分析法还有基于DEA(数据包络分析)的颠覆性技术预见与遴选模型［23］、基于突变理论的颠覆性技术科技评价和预测模型等［24］。

2 颠覆性技术遴选评价的体系框架

颠覆性技术遴选及评价是依据一定的原则，按照特定的目标需求，由工作负责机构及其执行部门采用科学合理的方法，对颠覆性技术研究的现状和未来发展趋势进行评估和预测，其初衷和目标是为技术发展和方向寻找重点，从而有针对性地开展战略规划和部署。在对颠覆性技术特征进行研究分析的基础上，初步理清了颠覆性技术遴选及评价涉及的核心要素和评价体系框架，并为将来的学术理论和实践应用提供借鉴。

2.1 颠覆性技术遴选体系核心要素

在实际操作层面，颠覆性技术遴选评估体系包括了：遴选目标、遴选原则（是或非、优或劣）、遴选组织机构、专家组织、被遴选的评价对象、颠覆性技术特征及指标体系等六点核心要素，如图1所示。

图1 颠覆性技术遴选评估体系图

（1）颠覆性技术遴选目标反映的是一个国家、地区和产业在一定时期内对未来能够改变或部分改变科技、经济、生态现状与各级的技术群的期望和需求。它围绕国家安全、国防事业、产业经济发展、科技创新发展等方面展开并由此确定需求目标和具体目标，是颠覆性技术遴选评价的出发点和着力点，也决定了遴选原则的设定、遴选评价组织的确立、评估方法的选择等一系列方面。

（2）遴选原则是指颠覆性技术遴选评价的具体实施准则，对整个颠覆性技术遴选的全过程有直接指导意义，同时影响着其他因素的形成。从宏观层面而言，颠覆性技术遴选原则应具备科学前沿原则（处于国际上竞争激烈的前沿核心技术）、重要关键原则（对国防科技发展、军事能力提升、产业发展进程和社会经济等方面起决定性作用，一般技术不可替代）、可颠覆性原则（引入的新技术推动社会变革，并在主流市场竞争中或取得优势且逐步占据主流市场）和技术可行原则（经过5 至10 年努力，能取得自主产权并有望商业化的技术。从实际操作层面而言，由于颠覆性技术在实操过程中不好辨析，因此，本文在宏观遴选基础上提出实操过程中两个层面的基本遴选原则：首先，对评价对象是否具有颠覆性技术特征进行初步判断，重点从“质”的层面来回答“是或非”颠覆性技术这一问题；其次，对评价对象进行二次筛选，重点从“量”的层面来回答进入评估的颠覆性技术“优或劣”的问题。

（3）遴选组织机构是根据颠覆性技术遴选目标和遴选原则具体开展颠覆性技术遴选和评估工作的组织机构，该机构是技术遴选的重要组成部分，也是决定颠覆性技术遴选成败的主要因素。颠覆性技术遴选组织和负责机构应由相应职能部门组织产生，设置专门针对颠覆性技术遴选实施、技术协调和综合归纳等。

（4）遴选专家构成。专家一般由遴选组织机构聘任。挑选经验丰富、公正客观的技术和管理人员担任，可以包括产业专家、学者、工程技术人员、经济学家、教育家、政府政策制定者或人力资源战略专家等。聘任专家应考虑学术界、产业界、部队、政府等不同领域人员构成的比例，同时开展多学科交融，充分借鉴专家成熟做法；对于青年企业家、青年学者的参与也应当鼓励，有助于提供有益的补充。

（5）被遴选评价对象主要是指备选技术选项清单，主要由跟踪主要国家和机构开展的颠覆性技术研究和预测报告从中梳理出相关的颠覆性技术，并对比国内政策文件和热点进行整理，对设计和符合的颠覆性技术进行筛选和归类，再借鉴吸收国外已有研究成果综合形成被选清单库。

（6）特征及评价指标。颠覆性技术的遴选与评价可采取的形式和方法是多样的，常用的有情境分析法、头脑风暴法和专家打分法等。就颠覆性技术的遴选和评估而言，最适合的方法是针对颠覆性技术遴选的需求和颠覆性技术本身的特征及特点，开展一系列的评价组织、实施方法研究，建立相应的指标评价体系和数据模型，并进行数据处理从而形成规范的评价实施流程。

2.2 颠覆性技术遴选指标体系设计

对颠覆性技术进行了首轮的“是或非”筛选完成后，本节就颠覆性技术进行的第二轮遴选，即颠覆性技术的“优或劣”指标遴选体系进行设计。经过对现有相关文献的梳理发现，不少学者就颠覆性技术评价指标做出了归纳和总结。孙永福等［2］从颠覆性技术的特征切入，提出技术突破性、产品替代性、市场广泛性、产业变革性等4 个评价指标。孟祥翠等［25］、罗素平等［26］、栾春娟等［27］，以及国外学者Janke 等［28］、Diab 等［29］先后从不同的视角提出了各具特色的颠覆性技术评价指标。在商业界，麦肯锡、高德纳和高盛等知名咨询公司也从商业化角度提出了不同领域的颠覆性技术指标及评价机制。根据不同文献的汇总，本研究形成了颠覆性技术评价指标集合(详见表1) 。可以看出，由于概念内涵模糊、理论基础复杂、以及评价目标不一致等原因，导致现有颠覆性技术评价研究的指标体系具有差异性大、评价方法规范性不足等特点，以及由此衍生的评价指标重复、量化不科学等诸多问题，无法反映颠覆性技术的复杂性，也局限了指标体系在实际中的应用。

表1 颠覆性技术评价指标集合

虽然不同的学者对指标评价体系构成有不同的看法，但总体而言，这些不同的评价体系强调了颠覆性技术形成及发展的不同阶段所展现出来的不同特点：（1）技术层面，即颠覆性技术产生及形成过程形成的特点和特征；（2）市场层面，即颠覆性技术从雏形、孵化到推向市场过程中展现出来的特点和特征；（3）产品层面，即颠覆性技术占领主流市场后形成产业化过程中形成的特点和特征；（4）内外部环境层面，即内部外部环境对颠覆性技术的整个成长过程所施加的影响下产生的特点和特征。基于文献回顾所归纳的上述颠覆性技术的特点，本文从颠覆性技术生态位跃迁路径发展阶段进行总结，即颠覆性技术是成长经历了技术生态位、市场生态位和范式生态位3 个阶段［41］，同时考虑内部外部环境对颠覆性技术形成的影响。

因此，在科学性、可行性、兼顾定量与定性相互结合的前提下，同时考虑在操作层面通过调查采集数据的需求，最终确立通过设置管理竞争力、技术竞争力、市场竞争力和范式竞争力4 个准则层共16 个维度建立颠覆性技术第二轮的遴选指标评价体系框架，如表2 所示。

表2 颠覆性技术评价体系

管理能力的水平很大程度决定了颠覆性创新的成败及其绩效。刘安蓉等［42］认为颠覆性技术很难适应原轨道体系，因此颠覆性技术的遴选和培育对管理能力是很大的挑战。根据颠覆性技术及其管理的特点，参考已有研究成果，我们将颠覆性技术的管理竞争力分解为管理者的前瞻性、组织适应性和创新失败宽容度3 个维度，这3 个维度构成了颠覆性技术管理竞争力的二级测量指标。根据颠覆性技术的特征，其技术创新演化过程复杂，具有很大不确定性及难以预测性，一旦形成则有改变现有力量结构，形成影响市场或战争的格局的能力，因此对于管理者是否具有前瞻眼光并战略性的看待技术演化提出了很高要求；组织适应性体现在管理组织对外界学习、吸收能力和对创新知识交流共享程度［43］。迈克尔·贝尔菲奥尔［44］在专著《疯狂科学家大本营》介绍Drapa 成功经验中提出管理者对创新失败的高容忍度是颠覆性创新成功的关键。基于此，我们用管理者的前瞻性、组织适应性和创新失败宽容度这3 个二级指标来衡量颠覆性技术遴选团队的组建与管理能力。

技术竞争力主要体现在前沿性、差异性和需求粘合性 3 个维度，这 3 个维度构成了颠覆性技术竞争力的二级测量指标。颠覆性技术最大特点在于对现行的技术发展轨道发生了变轨，发展成为全新的技术和全新的技术应用领域，进而产生改变现有力量结构的可能性并影响市场或战争的格局［24］。因此，技术的前沿性构成了技术竞争力的首要维度；技术的差异性表现在颠覆性技术资源应当是独特的、稀缺的、难以复制的，从而作为推动产业和社会发生重大变革的利器；技术的需求粘合度，即对标军事和未来产业的发展需求，在未来军事战争和未来产业发展形态中与其需求相匹配并能在其中显现颠覆性影响的技术。

市场竞争力体现了颠覆性技术从实验室走向市场、从技术成果转化为现实生产力的过程。由于颠覆性的新技术成长历程主要由三阶段构成：阶段一为新技术不断成熟孵化并技术转化；阶段二为通过小试和中试推向市场；阶段三为从占领非主流市场到占据主流市场。因此，根据专利转让反映技术成果转化能力这一阶段；根据推向市场后领先用户对新技术的满意程度作为第二阶段技术推向市场后的衡量指标；根据新技术在潜在用户间的推广程度和新产品在新用户间的接受程度的情况来反映颠覆性技术由占领非主流市场到占领主流市场的市场增长率。因此，本文颠覆性技术市场竞争力指标包括3 个：技术成果转化率、领先用户满足度和市场增长率。

范式竞争力指的是随着颠覆性技术的成长逐渐取代旧有技术并成为主导，旧的社会技术体制结构被打破，新的社会技术体制结构出现时，整个社会环境能否对颠覆性技术提供友好的环境支撑。由于颠覆性技术处于知识前沿，具备该技术的企业和科研机构为了保持竞争优势，必须将颠覆性技术孵化为最先进的产品并转化为具有高附加值的经济活动。为了这一目标的实现需要有利的环境：一是有与之相配套的基础设施。由于颠覆性技术的出现会导致一个全新的产业或市场的产生，必要的配套是颠覆性技术市场化和商业化的重要保障，配套设施不完善会限制颠覆性技术的发展。二是政策支持力度。由于资源配置以主流产品为导向，颠覆性技术在初期发展中会遇到相当大的发展瓶颈和难度。如果政府职能部门能加强顶层设计出台一些列优惠政策包予以支持，将大大催化并加速颠覆性技术的发展。三是知识产权的保护。作为技术进步的保障，知识产权制度能防范技术同行的不良竞争，保障技术创新取得合理报酬，进而有效刺激和激励创新。因此，在范式竞争力方面，本文选择配套设施完善度、政府制度支撑强度和知识产权保护度3 个指标进行衡量。

3 颠覆性技术遴选的思路与运行流程

按照颠覆性技术遴选工作开展的先后逻辑顺序关系，将颠覆性技术遴选流程划分为6 个步骤，如图2 所示。

图2 颠覆性技术遴选运行流程

第一，前期准备。作为颠覆性技术遴选的首要环节，前期准备包括以组建工作负责机构为主的各项工作。颠覆性技术遴选负责机构应由国家职能部门甚至更高层面的职能机构产生，包括领导机构、高级技术专家顾问团、日常办事机构等。领导机构是对整个颠覆性技术遴选任务的决策；高级技术专家顾问团是领导机构的智囊团，为领导机构提供技术遴选各项高级智库支持；日常办事机构是负责处理日常具体事务的机构。负责机构要以技术发展趋势预测、国家需求、技术开发水平评估等相关工作为基础，对颠覆性技术遴选的全过程进行全方位设计并产生总体实施方案。总体实施方案目的是确保技术遴选工作行之有效、按质如期的开展。总体实施方案既要包括技术遴选的顶层设计，又要涉及遴选原则和目标、具体实施步骤，同时还必须设为具体的进度控制等。

第二，数据库收集。根据所开展技术遴选工作的目的和需求，在国家政治、经济、军事、社会等各领域收集备选对象或备选技术领域。收集的备选对象包括但不限于：开拓科学疆域、抢占战略制高点的技术；利于产业转型升级，支撑经济高质量发展的技术；突破核心难题、维护经济科技安全的技术；满足美好生活夙愿、保障国民健康发展的技术。收集范围包括技术前沿、军事前沿、科技情报、文献跟踪、专利数据、专业机构咨询报告和智库报告等。颠覆性技术收集范围及备选对象与领域可以大到科技方向，小到技术领域，甚至是针对某个具体的关键核心技术。征集过程必须经过工作负责机构及专家组成员等在遵循选择目标和原则的前提下进行多轮研讨后得出，避免出现重大遗漏。征集结果最终形成颠覆性技术遴选的备选清单传递至第三环节备用。

第三，首轮筛选。首轮筛选目标是对颠覆性技术进行“是与非”的初步判断。组织专家对各项目是否具有颠覆性技术的特征进行判断，从而实现对备选技术清单的初步筛选，重点从“质”的层面来解决“是或非”的问题。判定特征包括：该技术是否源自重大科学发现；该技术是否发生了技术轨迹的跃迁；该技术功能是否更可靠、使用更为便捷；该技术对现有技术是否具有替代性。首轮筛选主要步骤为：（1）按照学科领域的基本划分对收集的备选技术清单进行分类，并设计调查问卷与调查提纲交由对应的专家小组进行评审；（2）基于德尔菲法对各领域一定数量的专家进行意见征询；（3）对统计结果进行量化处理，由遴选工作小组进行统计整理以及意见归纳，完成颠覆性技术的初步筛选；（4）对于不符合筛选范围的，将不列入下轮考察范围。纳入筛选范围的将进入第二轮筛选。

第四，二次筛选。运用多种方法相结合，在客观数据分析基础上，对进入第二轮遴选范围的颠覆性技术建立相应的评价模型，重点从“量”的层面来回答备选项目“优或劣”这一问题。颠覆性技术遴选的评价指标体系包括管理竞争力、技术竞争力、市场竞争力和范式竞争力4 个维度，通过结合情境分析法，专家打分法及加权评分等方法确定备选技术的综合评分。

第五，计算评价。在客观数据调查分析的基础，根据上一步所建立的颠覆性技术遴选评价指标体系和评价模型，通过情境分析法与专家打分法邀请专家对各项备选技术进行打分，通过加权评分计算出各项技术的综合评分并按评分先后进行排序。将结果提供专家组多轮讨论后提交工作负责机构进行研讨。

第六，决策及报告。工作负责机构经过上述5个步骤逐渐形成总体意见，并交由专家组研讨审议。根据专家综合研讨并打磨的结果报告编制各个分领域的颠覆性技术子报告和颠覆性技术总报告，召开报告交流研讨会同时提交专家组进行相应意见修改。经过多轮迭代分析及研究修改，形成《颠覆性技术报告》及对应领域的颠覆性技术名单，同时根据报告内容绘制各领域的技术路线图。

4 结语

颠覆性技术及其遴选对于国家创新战略落实、经济社会发展和国防安全具有极其重要的价值。本文在对国内外颠覆性技术遴选现状和相关文献研究的基础上，考虑颠覆性技术遴选的需求性和可行性，从理论上提出了颠覆性技术遴选的核心要素，并阐述了颠覆性技术遴选的基本运行流程。颠覆性技术遴选问题是一个学术问题，更是一个科研和技术管理问题。科学合理的技术遴选评价体系和运行流程对识别未来二十年内国家需要重视或将会实现的颠覆性技术，形成可能会产生重大社会经济影响、改变产业发展进程具有重要意义。后续将立足颠覆性技术管理和实际应用，进一步完善并深化相关研究以期为各级政府和相关部门提供决策参考和理论依据。