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技术机会识别研究综述与展望.pdf
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1、2023 年第 35 卷第 7 期技术机会识别研究综述与展望刘婷1,2袁 赵亚娟1,2*(1.中国科学院文献情报中心,北京 100190;2.中国科学院大学 经济与管理学院信息资源管理系,北京 100190)摘要院 目的/意义技术机会识别对技术创新发展、企业战略布局等具有重大意义,系统梳理现有研究成果,辨析当前局限和未来发展方向,为进一步开展技术机会识别研究与实践提供理论支撑。方法/过程首先明晰了技术机会的内涵与类型,然后梳理不同类型技术机会识别的国内外研究现状,总结不同类型技术机会识别的特点,最后剖析现有研究存在问题并提出对未来的展望。结果/结论现有研究的局限性:技术机会识别的研究视角和数据
2、源相对单一;对于技术的表征过于宏观或微观,较少考虑词语之间的语义关系;后期评价不足,缺乏综合、系统的评价体系。未来研究展望:跨领域、跨主题的技术机会识别研究,以实现更多技术要素之间的交叉汇聚将会成为发展趋势;开展技术机会识别的数据源、研究方法和内容将会更多元且具有针对性;分析框架和流程将更加规范化,后期评价体系将更加完善。关键词院 技术机会识别;技术机会类型;研究方法;技术创新;述评中图分类号院G353.1曰F124.3文献标识码院A文章编号院1002-1248渊2023冤07-0004-14引用本文院 刘婷,赵亚娟.技术机会识别研究综述与展望J.农业图书情报学报,2023,35(7):4-1
3、7.收稿日期:2023-05-09基金项目:国家科技图书文献中心(NSTL)资助项目“支撑重点产业发展的关键核心技术链识别与储备研究”(E11Z1801)作者简介:刘婷(1995-),女,博士研究生,研究方向为专利信息分析方法与技术、知识产权情报研究*通信作者:赵亚娟(1975-),女,博士,研究员,博士生导师,研究方向为知识产权情报研究。Email:DOI院10.13998/ki.issn1002-1248.23-04091 引言面对日趋激烈的市场竞争袁 如何快速尧 准确地把握技术发展方向尧 识别技术机会袁 对创新主体提升核心竞争力袁 在科技创新与应用中获得竞争优势尤为重要遥 在此背景下袁
4、从客观数据中快速提取和挖掘分析出有价值的信息袁 识别技术机会袁 已成为在当前情报研究人员的工作重点袁 也是创新主体制定发展战略尧规划研究布局的智库保障遥野技术机会冶 指技术进步的可能性或潜力方向1,2遥技术机会识别 渊Technology Opportunity Identification冤也称技术机会分析 渊Technology Opportunities Analysis袁TOA冤 或技术机会发现 渊Technology Opportunity Dis-covery袁TOD冤袁 尽管称谓略有不同袁 但其内涵基本一致3袁 指通过一系列技术手段和方法从科技情报中发掘技术机会的过程袁 是技术预
5、测领域的一个新兴研究分支4,5遥 本文统一使用 野技术机会识别冶 这一称谓遥 当前对技术机会识别研究的综述性研究多偏重于识别方法的总结3,6尧 国内外研究内容对比等4,7遥 本文认为袁在综述当前技术机会识别的进展时袁 从技术机会的本质出发袁 辨析技术机会的类型和对应的识别方法袁 可以更好理解各类技术机会的特点袁 从而发现基于不同类型技术机会的识别方法袁 把握识别方法的发展趋势遥特约综述42023 年第 35 卷第 7 期因此袁 本文在辨析技术机会概念与类型的基础上袁 梳理不同类型技术机会识别的国内外研究现状袁 尤其关注不同类型技术机会识别方法在共性要素上的比较袁对比分析各方法的原理与优劣势袁
6、并剖析现有研究存在的问题以及探讨未来可能的发展方向袁 以期理清技术机会识别发展现状袁 为其下一步可能的发展路径提供参考遥2 技术机会的内涵与类型技术机会识别即是通过特定的方法技术发现 野技术机会冶 的过程遥 因此正确认识技术机会识别的内涵袁须理清技术机会的相关概念遥 技术机会反映的是技术进步的潜力或可能性袁 迄今袁 已有众多学者从不同视角对技术机会的内涵进行了剖析遥从理论来源来看袁 普遍认为技术机会理论来源于1974年SCHWARTZ教授提出的技术创新机会袁 其认为技术创新机会能够为某行业的创新带来新的机遇或使产业研发方向产生转折8遥 从技术机会概念的演化来看袁 李辉等9认为技术机会指某领域即
7、将可能出现的技术形态或技术发展点袁 并将技术机会分为两种形式院 全新技术和现有技术的发展尧 改进与创新遥 翟东升等10认为技术机会存在于现有技术在特征和性能方面的改进以及某特定技术与现有其它技术的融合中遥 随着技术机会研究的深入袁YOON等11尧ZHOU12等分别将尚未开发或处于新兴时期的技术视为技术机会遥 从技术机会的类型来看袁NOH13提出了4种类型的技术机会袁分别为空白技术尧 新兴技术尧 融合技术及基于客户需求的技术遥 伊惠芳等14认为技术机会可分为新兴式技术尧 渐进式技术和颠覆式技术3种类型遥 宋红燕15将技术机会分为技术空白尧 技术融合和新兴技术3类袁并剖析了各类型技术机会的定义与特
8、点遥 此外袁LEE等16和张振刚等17从技术机会本质的角度进行剖析袁 认为技术机会的本质是技术知识或要素的组合遥综上所述袁 从不同视角剖析技术机会袁 可能会有不同的认识袁 但其本质不变袁 即代表技术进步的潜力方向遥 虽然不同学者对于技术机会的类型有不同的分类认识袁 但综合来看袁 主要把技术机会分为空白技术尧新兴技术尧 融合技术3种类型18-20遥 因此袁 本研究认为技术机会反映的是能够实现技术创新的可能性袁 这种技术创新可以是全新的技术或已有技术的发展尧 改进与创新袁 并且可以分为新兴技术尧 空白技术尧 融合技术3种类型遥 具体阐释如表1所示遥3 技术机会识别国内外研究进展本研究主要采用文献调
9、研法总结相关研究现状袁由于本研究的技术机会分为新兴技术尧 空白技术尧 融合技术3种类型袁 为兼顾查全率和查准率袁 因此检索词采用 野技术机会OR新兴技术OR空白技术OR技术空白OR专利空白OR融合技术OR技术融合冶+野识别OR发现OR分析冶 的中英文为篇名分别在CNKI尧技术机会类型 内涵 特点 空白技术 空白技术指在某一领域中尚未出现、但具有较大发展潜力的技术13。这些技术空白点很可能是未来技术创新的关键,可视为一类技术机会 具有领域特征,未来发展潜力较大;数据源多为论文和专利;涉及单一研究领域 新兴技术 新兴技术指某个领域中正在兴起,还没有被广泛运用,但可能会对产业发展产生巨大影响的根本性
10、创新技术21,22。这些新兴技术中可能蕴藏着技术机会,会对未来的经济结构或行业发展产生潜在的影响 具有根本创新性、影响性、相对增长性和不确定性23,24,未来潜力非常高;数据源多为论文和专利;涉及单一研究领域 融合技术 融合技术指通过两种或多种技术之间的有机结合以实现性能提升或功能丰富的新技术10,是技术进化和创新的主要方式和根本体现。从多领域探索面向未来的融合技术机会成为新的研究重点与难点 具有技术突破性、技术交叉性;数据源多为专利;涉及两个或多个技术领域 表1技术机会类型辨析Table 1 Analysis of technology opportunity types刘婷,赵亚娟技术机会
11、识别研究综述与展望52023 年第 35 卷第 7 期Web of Science核心合集中进行组配检索袁 时间限定至2022年12月31日袁 检索结果经汇总尧 人工去噪遴选等操作后获得相关中文文献189篇袁 英文文献428篇袁以此为样本进行内容分析袁 归纳总结当前国内外技术机会识别研究进展遥目前袁 技术机会识别相关研究主要包括以下4个方面院基本理论研究袁 主要包括相关概念辨析和技术机会识别方法体系设计等遥方法研究袁 不断拓展尧优化技术机会的识别方法遥工具研究袁 对进行技术机会识别的工具进行研究遥实证和应用研究袁 利用已开发好的方法和工具袁 对特定技术领域的技术机会进行实证分析遥 其中方法研究
12、一直是学者们探索的重点袁 也取得了不少的研究成果遥 通过梳理总结发现袁目前技术机会识别方法大致可分为定性分析和定量分析遥 其中袁 定性研究方法以专家知识为基础袁 主要包括德尔菲法25尧 层次分析法26尧 情景分析27等遥 定性分析能够发挥群体的智慧袁 应用面较广袁 但存在主观性较强尧 效率较低及成本较高等诸多局限遥 随着数据挖掘尧 自然语言处理技术等的快速发展袁 利用定量分析挖掘技术机会的研究取得了快速的进展遥 通过对相关文献系统性梳理袁 技术机会识别的定量研究方法主要包括形态分析法尧 专利地图法尧 异常值 渊离群点冤 检测尧 链路预测尧 语义TRIZ渊SAO语义分析冤 等遥由于不同类型的技术
13、机会识别有其特定的含义袁对应不同的研究思路尧 识别方法尧 工具或应用场景等遥因此袁 本文从技术机会类型出发袁 进行技术机会识别相关国内外研究进展梳理遥3.1 空白技术机会识别研究空白技术机会识别的核心思想为通过特定的方法或手段发现某一领域中的空白技术袁 并进一步结合空白技术的未来发展潜力进行技术机会的识别遥 目前袁空白技术机会识别的常用研究方法有专利地图尧 形态分析法等遥 其中袁 基于专利地图常开展空白技术机会识别的核心思想是通过将每项专利用多维关键词向量表示袁 并借助降维技术实现可视化袁 将图中的空白区渊点冤 视为技术机会3遥 此方法中袁 技术机会被表示为稀疏的专利地图空白区 渊点冤 或空白
14、区 渊点冤 对应的关键词向量两种形式遥 一般通过自组织映射法28渊Self-Organizing Map袁SOM冤 尧 主 成 分 分 析 法29,30渊Principle Component Analysis袁PCA冤 以及生成式拓扑映射法31,32渊the Generative Topographic Mapping袁GTM冤技术降维成专利地图来发现技术机会遥 以上3种专利地图算法都能客观展示专利数据袁 但在发现空白技术机会上袁 前两种方法严重依赖专家的知识和经验袁 识别结果具有较强主观性袁GTM算法能够自动识别空白区域袁 对专家依赖较少袁 但其对参数的设定较为敏感33遥 另外袁 技术功效
15、矩阵34也是专利地图的一种遥 通过专利技术功效矩阵分析袁 可以寻找技术空白点尧 技术研发热点或突破点等遥 专利地图能够简洁直观地展示大量专利之间的复杂关系袁 但空白点能否成为未来的技术机会具有较高不确定性袁 还需后续进一步评估遥而且降维过程中信息丢失的可能性很大袁 因此更加完善的降维方法或更多新生技术挖掘手段亟需丰富遥通过形态分析法进行空白技术机会识别的方法原理是以参数分解和问题分解为基础袁 将系统拆分为若干功能部分袁 分别找出能实现每一个功能的所有技术手段袁 再将其组合形成候选方案袁 寻找空白组合袁 并认为其中存在技术机会35遥 如袁YOON等36,37在传统形态分析法基础上袁 提出了基于关
16、键词的形态分析法袁对染料敏化太阳能电池 渊DSSCs冤 技术的专利和论文数据进行了技术机会的识别袁 但是通过该方法识别出的技术组合较多袁 且未进行方案的筛选与评估遥 之后袁YOON等38又在其基础上进行改进袁 引入了联合分析方法对技术形态组合进行优选袁 并利用专利数据袁 在薄膜晶体管液晶显示器 渊TFT-LCD冤 领域进行了应用遥冷伏海等39提出了基于文本挖掘的形态分析方法袁 减轻了对领域专家的依赖袁 但未进行实证研究遥 王金凤等40在专利文本挖掘和形态分析的基础上袁 从科研投入尧 技术先进性尧 使用频率和技术效益等指标对形态矩阵进行评价袁 识别出3D打印机的最佳技术机会遥 相比传统形态分析袁
17、 基于关键词的形态分析方法提高了识别效率袁 但单纯以词频为依据选择特征词袁 无法全面体现词与词之间的语义关系遥 因此袁 随后部分学者DOI院10.13998/ki.issn1002-1248.23-0409特约综述62023 年第 35 卷第 7 期尝试将SAO结构41-43等定量方法引入到构建形态结构矩阵中遥 形态分析法可以识别出未被开发的技术形态袁但该方法也存在一定的局限院 首先领域专家知识依赖较强曰 其次袁 从大量形态组合中识别可能的技术机会较为困难遥3.2 新兴技术机会识别研究新兴技术机会识别的核心思想是发现某个领域中新出现的或正在兴起的袁 还没有被广泛运用袁 但可能会对产业发展产生巨
18、大影响的新兴技术袁 将其视为技术机会袁 并结合评估进一步筛选具有发展潜力的技术机会袁 其主要强调 野新冶渊新技术袁 且有创新冤 和野兴冶渊正在兴起袁 产生影响冤 二字遥目前新兴技术机会识别研究方法主要分为3类遥一是文献计量法识别新兴技术机会袁 主要通过统计文献尧 专利数量或引用尧 引文分析等方法形成面向特定问题的计量指标袁 从而更准确尧 全面地识别技术机会44遥计量指标从早期的单一维度指标袁 如文档出现或被引用的次数45袁 到多维复杂指标逐步完善遥 如SHANE46通过技术重要性尧 技术根本性与专利适用范围来评估专利技术的商业化机会遥SONG等47使用专利数据进行技术指标分析 渊包括专利影响性
19、尧 适用性和持续性等技术测度指标冤袁 并结合客户评论数据进行市场属性指标分析袁 综合评估了汽车行业未来可能的新兴技术机会遥 总的来说袁 该方法本质上是通过表征新兴技术的特征构建指标体系袁 从而识别具有发展潜力的技术机会遥 其特征主要包括根本创新性尧 影响性尧 相对增长性和不确定性23,24遥 具体特征及常见判别指标梳理如表2所示遥 该方法可以有效识别出具有新兴技术特征的技术机会袁 但只是文本外部属性的简单统计袁 缺乏文本内容层面的深入袁 且存在指标权重计算过程较粗泛等问题遥二是基于异常值 渊离群点冤 检测法开展新兴技术机会识别袁 其核心思路是识别已经出现但与主流技术不同的技术袁 并认为其可能代
20、表新的技术机会50遥 数据源主要为专利数据袁 通常包括两步流程院 一是探测离群数据袁 二是判断和评价刷选出来的离群数据是否为技术机会遥 在离群数据探测阶段袁 常用的异常值检测算法可分为 野基于距离 渊如K-means冤冶野基于密度渊如局部异常因子LOF算法尧DBSCAN冤冶 和 野基于聚类冶3种3,51遥 国外YOON等51尧LEE等52尧SONG等47袁 国内李登杰53尧 翟东升等54使用以上多种异常检测算法检测离群专利并采用定性 渊TRIZ理论冤 或定量的方法识别技术机会袁 利用专利数据袁 并分别在光伏电池 渊YOON等冤尧LED热管理技术 渊LEE等冤尧 汽车门系统 渊SONG等冤尧 激
21、光光刻 渊李登杰和翟东升等冤技术领域进行了实证研究遥 在技术机会判断和评价阶段袁 常用专家经验或TRIZ技术系统进化法则53,54进行定性判断袁 也有一些学者尝试建立评估指标对遴选出的离群专利进行识别51,55遥 这类方法的优势主要为发现的技术机会粒度较为具体袁 丰富了技术机会的形式遥不足为异常值包含的机会具有多大突破性袁 其转变力度和市场价值尚未可知曰 目前技术机会评价也多为定性判断袁 主观性较强袁 并且仅用 野离群冶 指标界定机特征 特征阐释 常见指标 根本创新性 该技术新近涌现或正在发展,会对行业形成创造性毁灭,其根本创新性具体表现在时间和内容上20 授权时间、先验知识(后向引用次数)等
22、 影响性 指对未来的经济结构或行业发展产生潜在的影响 专利家族平均成员数、权利要求项数量、前向引用次数、专利所属类别数等 相对增长性 多数研究认为快速增长是新兴的必要条件,其发展速度往往更快 文档数量年增长率、优先专利申请、技术生命周期等 不确定性 新兴技术的可能产出和使用是不确定的22,具体主要表现在技术研发能否成功、能否成功投入市场等方面 不确定性表现较为复杂,且衡量指标还未得到充分探索,缺乏可操作的解释和直接量化方法48,49 表2新兴技术的主要特征及常见判别指标Table 2 Main characteristics and common discrimination indicato
23、rs of emerging technologies刘婷,赵亚娟技术机会识别研究综述与展望72023 年第 35 卷第 7 期会也有失全面遥三是利用语义TRIZ渊SAO语义分析冤 进行新兴技术机会识别袁 其研究思路通常是结合TRIZ理论袁 利用自然语言处理技术和语义关系挖掘SAO结构袁 并结合其他手段找寻技术创新方向遥 由于关键词无法提供语义关联信息袁 因此袁 近些年来一些研究开始利用SAO语义结构进行技术机会56-58的识别研究遥SAO语义结构通常以主-谓-宾 渊Subject-Action-Object袁SAO冤 三元组作为基础语义单元来表示具体技术信息遥SAO结构明确描述了包含不同语义
24、信息的不同短语之间的关系袁通常被表示成问题&解决方案 渊P&S冤 的模式袁 在P&S模型中袁 动作和对象 渊AO冤 表示问题袁 而主体渊S冤 表示解决方案19,59遥 此方法的优点是能有效揭示技术要素之间的语义关系袁 但其依赖于自然语言处理技术的发展袁 且SAO有效性和规模存在局限袁 还存在维度单一袁 语义粒度较粗等问题遥3.3 融合技术机会识别研究融合技术机会识别的思路是从技术融合过程中挖掘具有发展潜力的技术融合关系袁 并将其作为技术机会遥 目前袁 技术融合的形式主要包括同领域技术融合和跨领域技术融合两种遥 早期袁 融合技术机会识别主要以同领域技术融合为主袁 指识别同一技术领域中不同技术分支
25、间的会聚尧 交叉而产生的技术机会遥 后来袁随着科学技术的不断发展袁 技术问题也变得更加复杂袁仅凭借单一学科或领域的知识难以解决遥 为了应对复杂技术问题带来的挑战袁 国外研究人员在2005年提出采用跨领域研究方法来突破复杂问题构成的技术瓶颈60袁国内黄鲁成等61也在2010年时提出技术机会可能来自与主要技术具有相关性的其它领域遥 近年来袁 从不同领域技术融合中发现技术机会的研究引起了学者的广泛关注袁 例如袁 唐晗等62基于A类专利引文分析识别了国家间不同领域的技术合作机会曰GEUM等63利用专利分析袁 发现了生物技术和信息技术之间的融合技术机会遥 融合技术机会识别的过程主要包括技术融合关系构建尧
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