关于颠覆性技术识别框架的探索_黄鲁成

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第 33 卷 第 5 期 2015 年 5 月 文章编号: 1003 - 2053 ( 2015 ) 05 - 0654 - 11
科 学 学 研 究 Studies in Science of Science
Vol. 33 No. 5 May 2015
关于颠覆性技术识别框架的探索
黄鲁成, 成

雨, 吴菲菲, 苗
第5 期
黄鲁成 成
雨 吴菲菲 等: 关于颠覆性技术识别框架的探索
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主观判断的方法以技术应用和产品设计为主 看出, 要研究对 象, 而忽略了对技术本身的颠覆特性的 探测。 从客观性研究方面来说, 专利数据已广泛运用 于技术领域的预测研究。 对专利文本信息的挖掘, 有利于企业尽早获悉潜在颠覆性技术, 掌握竞争对 [18 ] 手的研发动态, 及时作出研发战略的调整 。 英国 知识产权局的专利信息团队通过分析包括微波加 热、 闪存、 纤维增强塑料和模拟数字转换等在内的颠 覆性技术所涉及的初期专利数据, 开发出具有颠覆 性技术预测功能的原型工具, 并采用持续性技术的 初期专利作为训练集, 对 该 工 具 进 行 不 断 优 化。 Buchanan 等人提 出 了 基 于 专 利 分 析 的 潜 在 颠 覆 性 技 术 评 估 系 统, 在 技 术 生 命 周 期 的 基 础 上, 以 技术的水平扫描可 视 化 、 大范围可专利化及加速 增长的时间点进行 确 定 , 进而对技术集中的持续 [19] 。但 上 述 研 究 存 在 性 / 颠覆 性 技 术 进 行 划 分 对处于技 术 生 命 周 期 初 期 的 新 兴 技 术 探 测 力 度 不足 、 未能从专利视 角 有 效 剖 析 颠 覆 性 技 术 的 竞 争力来源等缺陷 。 综上所述, 颠覆性技术的识别机制亟待融入企 业技术战略制定的过程中, 但其理论研究并未得到 突破。从识别的方法上看, 现有成果仍主要集中于 主观评估, 基于专利数据的客观分析并未明确地运 用于颠覆性技术的识别研究中。 因此, 鉴于上述分析, 本文以专利信息作为有效 的数据来源, 提出以技术属性集创新为竞争力来源 的思想, 建立颠覆性技术的识别框架, 并对框架进行 验证。其基本结构如下: 首先, 阐述颠覆性技术的概 念及特征, 将其与持续性技术的发展特性进行区分 ; 其次, 分析颠覆性技术识别框架的理论基础 , 提出改 进的颠覆性技术发展路线图、 引入基于自组织神经 ( SOM ) 网络 的 物 种 入 侵 模 型 及 文 本 集 对 分 析; 最 后, 提出颠覆性技术的识别模型, 并采用汽车锂电池 技术的专利进行模型的验证。 2 2. 1 颠覆性技术及其特征
技术, 分别在应用领域 A 和 B 所定义的性能标准下 进行衡量, 形成不间断的生命周期曲线。 当技术 2 进入应用领域 A 时, 会改变技术 1 的性能衡量标 , 准 产生阶跃式的性能提升轨道, 描绘出颠覆性技术 的性能提升轨迹。 因此, 颠覆性技术的性能并不能 参照现有技术进行衡量, 而需要采用一组新的性能 参数, 从而形成与持续性技术不同的技术性能轨道 。 因此, 采用针对持续性技术的 Logistic 曲线预测 方法不适用于颠覆性技术的识别。
图1
持续性技术与颠覆性技术的技术性能轨道
( 2 ) 颠覆性技术的竞争力来源 持续性技术是指对正在使用的技术作增量改善 的技术, 其竞争力依赖于在现有技术属性的维度上 对技术性能进行改进, 以满足用户日益增长的需求。 而对于初始技术性能较低的颠覆性技术来说 , 其竞 争力来源为通过技术 / 产品属性集的创新, 引入新的 竞争平台。 正如 Bloodworth 所述, 依据技术属性集 中关键属性在技术中重要程度的变化, 即可准确地 [25 ] 对持续性技术与颠覆性技术进行划分 。 剖析以颠覆性技术为基础的产品研发过程时可 发现, 与已有产品相比, 以颠覆性技术为基础的新产 品若以现有属性维度进行衡量, 则具有较低的技术 , , 性能 难以进入主流市场 但其能够满足新的属性 集, 进而产生细分的市场, 服务利基市场中的用户, [26 ] 形成新的市场结构 。 综上所述, 新技术属性集的出现能够为技术领 域建立新的技术属性衡量标准, 构成技术拥有者重 要的竞争力来源, 随即出现改变技术领域内竞争态 势的颠覆性技术。 因此, 对技术方案出现前后的技 术属性集相似度的探测将有助于对颠覆性技术进行 识别。 3 颠覆性技术识别模型的基础
红, 李

( 北京工业大学经济与管理学院 , 北京 100124 ) 要: 颠覆性技术遵循自下而上的性能轨道 , 以新技术属性集为依据引入新竞争平台 , 替代现有技术范式,
改变企业技术竞争态势 。对其进行早期识别和探测 , 将有利于企业及时调整技术创新战略 , 规避风险。 现有 的颠覆性技术识别研究多采用主观方法 , 而基于专利分析的客观分析方法尚未得到充分认识和应用 。 为解 决上述问题, 本文提出一个颠覆性技术的识别框架 , 该框架以专利数据为依据 , 以属性创新和改进的技术发 展推动机制为基础, 借鉴物种入侵模型和集对分析方法 , 通过计算新技术出现前后的属性集相似度 , 来对颠 覆性强度值进行测度 。 最后, 以德温特专利数据库中的汽车锂电池技术专利为实例对模型的有效性进行 验证。 关键词: 颠覆性技术; 物种入侵模型; 集对分析; 识别 中图分类号: G306. 0 文献标识码: A
主观判断的方法在颠覆性技术识别研究中占有 很大比例。首先, 技术路线图被视为有效的辅助工 具。 Vojak 通过对历史案例的学习和提炼, 建立技 [5 ] 术路线图, 辅助决策者识别颠覆性技术 。 但正如 Spinardi 所述, 传统的技术路线图更适用于可预测 [6 ] 因此, 的持续性技术 , 针对颠覆性技术的特性, 学 者们提出了第二代技术路线图, 但该模型的采用前 提在于被分析的技术在特定应用领域内具有潜在的 [4 ] [7 ] , 颠覆性 这就为颠覆性技术的预测提出了难 题。近年来, 学者们将技术转变路径研究与主观性 预测方法相结合, 形成了包括参与式路径规划、 归纳 法等等 基于专家意见 在内的识别方案。 其次, “水平扫描 ” 的德尔菲法或 调查方法, 也被认为能够 捕捉包括持续性技术与颠覆性技术在内的技术或市 [10 ] [11 ] 。 Kostoff 采用文本处理的 方 法, 场变化 结合 [12 ] 专家意见, 识别具有潜在颠覆性的技术 。 最后, 从企业实践的角度来看, 出现了基于案例分析的样 [13 ] [14 ] 本外识别模型 、 技术颠覆性度量的评估 方案、 , 以及以 关注于技术采纳率的事前识别模型 [17 ] 产品性能提升为核心的 TFDEA 模型等等 。可以
[16 ] [15 ] [8 ] [9 ]
自 20 世纪 90 年代颠覆性技术的概念被提出以 来, 潜在颠覆性技术的识别方法成为探讨的热点 , 其 实现途 径 可 大 致 分 为 主 观 判 断 与 客 观 推 导 两 个 方面。
收稿日期: 2014 - 06 - 11 ; 修回日期: 2014 - 12 - 03
基金项目: 国家社会科学基金重大项目 ( 11&ZD140 ) 作者简介: 黄鲁成( 1956 - ) , 教授、 博士生导师, 研究方向为科技管理研究、 技术与项目管理、 技术未来分析。 男, 河北徐水人, 成 Email: chengyu11@ emails. bjut. edu. cn 。 雨( 1990 - ) , 博士研究生, 研究方向为技术创新管理。通讯作者, 女, 浙江杭州人, 吴菲菲( 1962 - ) , 教授, 研究方向为技术创新管理。 女, 北京人, 苗 红( 1977 - ) , 博士后, 副教授, 研究方向为科技管理。 女, 吉林白城人, 李 欣( 1980 - ) , 讲师, 博士后, 研究方向为新兴技术管理与科i.1003-2053.2015.05.003
颠覆性技术既可以源于现有技术的融合, 也可 以是在创新活动所产生的重大技术产品范式变革中 [1 ] 形成的新技术 。 颠覆性技术与企业的长期盈利 [2 ] 因此, 和生存能力紧密相关 , 应在颠覆性技术对 主流市场产生重大影响之前, 对其进行识别, 辅助企 [3 ] 业制定相应的研发战略 。 历史经验表明, 只有当 颠覆性技术对现有技术体系产生破坏性影响后 , 其 重要性才被正视。 从技术路径的角度来说, 颠覆性 技术会打破原有技术生命周期, 形成新的技术轨道, 因此, 对于技术预测人员或技术路线图规划者来说 , 传统的技术预测方法 ( 针对持续性技术 ) 不适用于 [4 ] 应提出与颠覆性技术特性相 颠覆性技术的识别 , 契合的识别方法。 1 研究回顾
[20 ]
颠覆性技术 “颠覆性技术” 一词由 Christensen 首次提出, 他 将能够替代现有技术, 对技术范式、 商业模式、 竞争 态势等产生重大影响, 并能够将现有市场及消费者 预期转向新的性能维度的技术, 称为颠覆性技术。
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第 33 卷
在性能提升轨道和竞争力来源方面有很大不同 。具 体反映在: ( 1 ) 阶跃式的性能提升轨道 随着颠覆性技术研发活动的持续开展, 其所能 够支撑的各项技术属性构成它在该领域中的竞争优 势, 技术水平的逐步提升会以不断增加的速率推动 新属性的完善。因此, 从技术 S 曲线看, 当颠覆性技 术出现时, 曲线会出现突变点, 并进入新的轨道, 形 成新 S 曲线的起点。 正如图 1 所示, 技术 1 和技术 2 均作为持续性
关于颠覆性技术的认识, 有三种基本观点。 首 “自下而上” 先是基于 理念的研究视角, 即颠覆性技 术的出现遵循自下向上的轨迹, 初始阶段的技术性 , 能和边际收益较低 面向较低水平的市场和用户群, 因此, 很难受到现有企业的重视, 但在其拓展市场的 过程中, 其性能水平得到快速提升, 逐渐进入主流市 场。Tellis 将颠覆性技术的初期特征归结为成本低 、 技术简化、 性能低劣、 主流市场用户采纳率低、 偏好 重叠、 竞争不对称的情况 。 类似地, Huang 认为 若一项技术在其发展初期不能提供高性能产品 , 但 能够波及到持续性技术未覆盖的新兴市场中 , 则这 [21 ] 项技术可称为颠覆性技术 。 “轨道变异” 其次是 说, 即相较于持续性技术而 言, 颠覆性技术不遵循既有的性能提升轨道 , 而会通 过改变技术性能衡量标准 ( 产品属性集 ) 的方式替 代现有技术, 开辟出能够接纳新属性的新兴市场 , 对 现有企业的竞争态势产生破坏性的改变。 Anderson 等人认为颠覆性技术作为一种新兴的替代性技术 , 会使原有的技术轨道产生断裂, 打断原本的技术生 [22 ] 命周期, 并形成新的技术轨道 。 Christensen 也提 出, 技术新属性的产生会引起技术性能提升轨道的 [23 ] 移动, 从而产生颠覆性技术 。 “动 力 机 制 ” 还有 说, 即从动力机制的角度来 说, 颠覆性技术多源于市场拉动机制, 在新技术属性 的基础上, 研发者需要从用户需求的角度设定性能 目标, 制定技术的发展战略。 Danneels 从技术竞争 力方面提出, 界定颠覆性技术的重点在于这种技术 能够通过改变企业的绩效度量方式而使竞争能力的 [24 ] 基础发生变化 。 上述三种观点分别从不同角度阐述了“颠覆性 , 技术” 本文据此提出, 若一项技术遵循自下而上的 性能轨道, 通过改变技术 / 产品属性集的方式进入低 端市场, 并进一步在技术推动机制下提升技术性能 , 在市场拉动机制下逐步进入主流市场, 最终以新技 术属性集为依据引入新竞争平台, 从而替代现有技 术轨道、 颠覆已有技术性能标准和产业技术基础 、 改 变企业竞争范式, 那么该技术可被称为颠覆性技术。 , “技术轨道” ; “技 其中 的变化是指技术原理的变化 术性能标准和产业技术基础 ” 的变化是指技术在实 ; “竞争范式 ” 践上可行并发挥巨大作用 是技术变化 对企业行为的影响。 2. 2 颠覆性技术的主要特征 颠覆性技术是相对于持续性技术而言的, 两者