基于技术预测的大型飞机制造技术创新图谱研究

李晋章 张虎翼 李汝鹏

摘要：在分析国内外技术预测研究方法和现状的基础上，对我国大型飞机制造技术的发展趋势和创新环境进行研究。基于技术预测方法，以制造技术体系为理论基础，运用德尔菲法、情景分析法、关键技术法等多元技术预测方法，从了解型号需求、梳理重点专业、规划战略目标、绘制和形成技术创新图谱等方面，构建大型飞机制造技术创新图谱，全面布局科技创新发展战略，为大飞机健康稳定发展提供方向。

关键词：技术预测  大型飞机  技术创新图谱  科技创新

随着我国进入新时代，创新驱动发展战略在提高我国综合国力和国际竞争力中的作用与日俱增，而科技创新作为创新驱动的核心，越来越成为经济和产业发展的重要力量，科技发展规划更是成为产业布局和前沿技术探索的战略高地。近年来，各国不断加强前瞻技术、关键核心技术、产品创新等研究，德国、美国、日本相继提出“工业4.0”“工业互联网”“社会5.0”等国家科技战略，以占领未来科技发展趋势的制高点，构建具有核心竞争力的国家科技创新体系。对于大飞机产业而言，以需求为导向，构建若干战略定位高端、组织运行开放、创新资源集聚、治理结构多元、面向全球竞争的综合性科学技术创新规划也是其在“十四五”建设初期的重点任务之一。

一、研究背景

党的十九届五中全会指出，“把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”，高度强调了创新在现代化建设全局中的核心地位[1]。大型飞机项目作为党中央、国务院建设创新型国家，提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策，是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020）》确定的16个重大专项之一[2]。目前，针对大型飞机研制已陆续形成了相应的技术图谱及科技发展规划，但是在飞机制造技术方面，科技创新的发展趋势分析还不够深入，面向未来的技术预测还比较薄弱[3]。因此，本文基于技术预测研究方法，提出大型飞机制造技术创新图谱，对完善科技创新发展规划，打好关键核心技术攻坚战，加强企业科技自强自立，着力提升企业研发和创新能力具有重要的战略意义。

二、文献综述

发展战略性新兴产业，抢占经济与科技发展制高点已经成为世界各国的重大战略。从新一轮经济与科技发展中看，关键核心技术自主可控和产业发展需求是发展重点，其中技术创新更是重点中的关键。因此制定合理有效的科技发展战略对推进技术创新具有重要意义。通过开展此项工作，在已掌握技术信息的基础上，依据技术发展基本原理及科学的方法，对技术未来的发展方向进行推测，为技术创新提供支持。

技術预测作为对未来技术创新方向进行分析最常用的方法，从20世纪30年代开始，各国对其就十分重视。美国自1930年开始进行科学技术的前瞻性研究，其中美国国家情报局资助了诸如Forecasting and Understanding from Scientific Exposition （FUSE）[4]等多个技术预测项目，追踪最新研究动态和研究热点;日本在技术预测方面，自1971年起，每五年开展一次对未来15～30年各领域科技发展方向的大规模预测活动[5];英国开展了“创新未来项目”，旨在识别能促进英国未来20年可持续发展的技术[6];德国、韩国、澳大利亚等主要国家也都先后组织了技术预测活动;我国技术预测工作从20世纪90年代开始，由科技部、中国科学院及各省科技厅等组织开展，先后发布了《国家关键技术选择研究》、《中国技术前瞻报告》、《中国未来20年技术预见研究》、《上海科技发展重点领域技术预见报告》等研究报告[7]。

在技术预测方法研究方面，相关研究人员对技术预测方法进行了分类与研究，Scapolo 等[8]归纳出了动态记录、新颖性分析、趋势分析、理论模型、专家意见和情景分析等六类基本研究方法;汪雪锋等[9]整理了技术预测的发展历程，将技术预测研究方法划分为定性法和定量法两大类。随着技术预测活动的深入开展，传统技术预测方法例如德尔菲法、情景分析法等过于单一，容易产生偏差。因此，技术预测方法逐渐向多元方法复合运用方向发展，多种方法相结合达到全方位预测的目的。陈锋等[10]对日本第八次技术预见活动研究方法进行分析，发现日本多运用德尔菲法、经济需求研究、情景分析等综合性技术预测方法;胡冬雪等[11]提出将产业技术预见体系系统化发展的新思路;王纬[12]提出采用德尔菲法与技术路线图相结合的综合性技术预测方法进行技术预测;张冬梅等[13]构建出结合专利分析和技术环境监测的技术预见模型;孙建广等[14]基于技术分支理论对技术发展中出现的突变性创新进行了探测;王伟军等[15]分析了科学知识图谱在技术预见中的应用，并通过日本第八次技术预见活动证实了其可操作性;徐苑琳等[16]探索了通过技术预见研究形成符合产业或区域发展的关键性技术清单，提升了科技成果转化率。

在分析国内外研究现状的基础上，本文创新地提出将技术创新图谱应用到技术预测中。通过运用德尔菲法、情景分析法、关键技术法等多元方法对大型飞机制造技术的未来发展方向进行预测，形成大飞机制造技术创新图谱。该图谱作为一种前瞻性的技术战略布局，不仅能展示技术发展的时间维度，直观反映出技术发展趋势，更能及时追踪领域前沿热点，为未来的科技创新提供研究方向。

三、建立方法及步骤

（一）研究思路

技术创新图谱具有显著的创新性及前沿性，故采用研究周期短、适用性强的综合性技术预测研究手段。首先，以技术发展现状为基础，专业技术谱系为依据，型号需求为导向，结合相关领域专家的见解，对民用飞机制造技术未来可能发展的方向和技术突破进行预测;其次通过研讨会、群策群力等方式，组织专家对初步技术预测进行交流，发挥创造性思维，选取关键技术点;最后绘制民机制造技术创新图谱，剖析民机制造领域的前沿热点及发展趋势。

基于技术预测的大型飞机制造技术创新图谱，具有两个鲜明的特点，一是战略性，主要体现出大型飞机制造技术的战略地位和重要性;二是创新性，主要体现出预测技术的新颖性和突破性研究工作。通过综合运用技术预测方法和手段，能较为全面、客观、高质量的反应大型飞机制造技术的发展方向。因此，在大型飞机制造技术创新图谱建立机制设计上需从2个角度分析。首先，在技术预测方法选择上，采用研究和实践都较为成熟的定性方法，同时充分利用现代信息技术手段来提高预测的可靠性;其次，在对大型飞机制造技术领域预测时，要充分考虑飞机制造产业发展因素，进行战略性预测方法设计，抓住飞机制造发展重点。

（二）建立方法

根据以上思路，设计大型飞机制造技术创新图谱构建方法。首先，充分考虑专家知识水平、知识结构和专家数量等因素，保证专家选择的全面性，由相关专家组成高质量专家组。其次，把握主流研究领域，通过专家评审获得技术创新图谱初稿，经过审定、筛查后对内容进行深入剖析，针对不同来源的信息进行评估和整合，实现多种信息融合分析。再次，以问题为导向，通过分析大型飞机制造技术及其发展规律，对技术创新图谱进行完善。最后，以德尔菲法、情景分析法、关键技术法等多元方法为理论基础，通过计算机技术、数据信息可视化技术等绘图手段，形成多维尺度技术创新图谱。构建技术创新图谱可以将民机制造技术领域前沿科技，随着时间推进用形象地可视化展示出来。

（三）建立步骤

在技术创新图谱建立过程中，以德尔菲法、关键技术法为主，情景分析法等多元分析方法并行，其建立流程图如图1所示，主要有以下五个步骤：

图1 技术创新图谱实施步骤

1.了解型号需求。围绕型号需求，确定以民用飞机制造技术相关的工艺装备、冷工艺、热工艺、特设工艺技术等为研究领域，采用德尔菲法、情景分析法、关键技术法等多元技术预测方法，组建高质量专家团队共同讨论。基于目前国家民用飞机的研制进展和生产需求，梳理分析相关技术在国内外的发展现状，审视技术发展环境和内部技术研究进程，挖掘技术优势和技术增值的潜力。

2.梳理专业发展重点。面向型号研制技术需求和先进技术发展前沿，通过检索最新前沿科技信息，收集论文和专利等文献信息，作为技术预测的基础信息。辅以即时性较强的科技新闻、舆情等信息，提高技术预测的全面性，形成多信息融合分析結果。汇总整理热门研究领域及前沿热点，出现研究热点频次越高的专业，其研究领域越核心，可作为专业发展的重点。经过筛选、评审确定专业发展重点及前沿技术初稿，保证技术创新图谱从源头上是正确的。

3.战略目标规划。飞机制造技术发展的核心之一是实现重大技术的突破，因此需要对相关新技术进行预测，抢占飞机制造技术的科技创新主动权和技术垄断地位。在部分关键技术已取得突破的情况下，通过技术预测进行有效的技术模式创新，可以打破现有技术壁垒，从而参与到国际化竞争中。在对相关技术国内外发展现状进行分析的基础上，从追赶和超越两个方向，综合分析技术研究的时间规划和技术获取模式，探讨民机制造技术的发展远景，获取飞机制造技术的研究规划图谱。

4.绘制初步图谱。由民机制造各领域知名专家、专业总师等组成高质量专家团队，对专业发展重点及前沿技术进行详细剖析，从技术发展背景、发展态势评估、未来发展预测等方面进行详细研究，不同专家各抒己见、相互讨论最终达成一致，形成技术创新图谱初稿。

5.形成技术创新图谱。以型号需求为导向，规划面向技术前沿及解决型号问题技术，重点突出，补短板，增长板。通过可视化技术，将核心研究领域相互关联以可视化形式呈现，形成可视化的技术创新图谱。技术创新图谱模型如图2所示。最终，根据各专业实际情况和发展需求，形成相应的技术创新图谱。

图2 技术创新图谱模型

四、建议

为推进技术创新图谱的实施和落地，需瞄准世界科技前沿和顶尖水平，在基础建设上加大投入力度，在科技资源上快速布局，在关键核心技术领域取得大的突破，切实保障规划实施，形成规划实施的强大合力与保障。

（一）加强规划实施，统筹创新资源

在规划实施中，要注重规划纲要实施的统筹落实，加强与贯彻实施《上海市加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》的衔接部署，重视与各项国家级重点专项规划以及各地方科技发展规划的协调。强化规划对年度计划执行和重大项目安排的统筹指导，确保规划提出的各项任务落到实处。结合上海市科创中心建设，统筹资源、协同支持创新集群。依托国家高新区、产业化基地等载体，借鉴国外先进航空产业园区的经验，加强全链条部署，统筹大飞机产业链中的各组成单位，在中国商飞上海飞机制造有限公司浦东基地附近支持建设大飞机制造创新产业集群，给予入驻企业用地、税收方面的优惠。

（二）布局重大项目金，设立专项基

发挥市场配置资源的决定性作用和更好发挥上海市政府作用，在科技资源上快速布局。针对大型飞机制造产业链技术研发、产品工程化、首台套装备应用设置专项基金进行支持，激发上海本地研究机构、企业的创新热情，减轻企业的研发负担。破除一切制约创新的思想障碍和制度藩篱，瞄准大飞机制造领域世界科技前沿和顶尖水平，选准关系全局和长远发展的战略必争之地，立足自身有基础、有优势、能突破的领域，前瞻布局一批科技创新基础工程和重大战略项目，实现大飞机制造领域的跨越式发展。