产业成熟度评价方法研究与实践

王礼恒 ,  屠海令 ,  王崑声 ,  袁建华 ,  葛宏志 ,  胡良元 ,  王海南 ,  赵滟 ,  卢跃 ,  崔剑

中国工程科学 ›› 2016, Vol. 18 ›› Issue (4) : 9 -17.

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中国工程科学 ›› 2016, Vol. 18 ›› Issue (4) : 9 -17. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2016.04.002
综合研究

产业成熟度评价方法研究与实践

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Assessment of Industrial Maturity Levels: Research and Practice

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摘要

产业发展遵循着客观的周期性规律，经历从技术研发成熟、制造能力成熟，再到新商品市场完善成熟的必然过程。本研究在新兴产业发展成熟规律的基础上，结合系统工程和数据决策方法，提出了产业成熟度的理论及评价方法，以一致、规范、量化的方法评价技术、制造、产品、市场和产业的发展状态，通过综合集成第三方评审专家的评价和判断得出产业发展状况的综合评价结果，并对“十三五”末（2020年）的产业方向进行了预测。以中国工程院重点课题“‘十三五’战略性新兴产业培育与发展规划研究”的材料领域为例，运用产业成熟度评价与预测产业发展趋势，客观地分析产业制约要素，进而有针对性地提出培育与发展政策建议。产业成熟度是分析和评价产业发展状态的有效工具，具有重要的理论意义和实用价值。

Abstract

Development of an industry follows an objective cyclical law that is an inevitable progression from technological and manufacturing maturity to a developed market for new products. Based on research into the cyclical law of emerging industries combined with system engineering and data decision making, this thesis uses the industrial maturity levels theory and assessment method to assess the maturities of technology, manufacture, product, market, and industry in a consistent, standardized, and quantitative evaluation method. Comprehensive evaluation results are obtained through the integration of evaluation and judgment data from experts. Finally, this method predicts the emerging industrial trend at the end of 13th Five-Year Plan in 2020. This paper uses the material field in the Chinese Academy of Engineering’s important fund subject of research on the cultivation and development planning of China’s strategic emerging industry in the 13th Five-Year Plan as an example of using industrial maturity levels to assess and predict industrial development trends, to analyze their restrictions, and then to propose targeted policy recommendations.

关键词

产业成熟度 / 战略性新兴产业 / 评价方法

Key words

产业成熟度 / 战略性新兴产业 / 评价方法 / industrial maturity levels / strategic emerging industries / assessment method

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王礼恒,屠海令,王崑声,袁建华,葛宏志,胡良元,王海南,赵滟,卢跃,崔剑. 产业成熟度评价方法研究与实践[J]. 中国工程科学, 2016, 18(4): 9-17 DOI:10.15302/J-SSCAE-2016.04.002

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一、前言

产业是提供相近商品和服务，在相同或相关价 值链上活动的企业的集合，是介于宏观经济与微观 经济之间的中观经济 [1, 2]。“成熟”的本意，是指植 物果实成长到可以收获的程度。成熟度被引申为事 物的完善程度，是对一个事物或人的发展、成长的 综合性描述和度量 [3]。成熟度评价方法可以看作一 种基于系统工程解决实际工程问题的方法，是系统 整体实现最优目标的组织管理技术。

产业成熟度（IML），是评价和度量产业从诞 生到成熟发展过程的量化标准，反映了产业发展的 完善程度。产业的形成与发展遵从一定的演化规律， 处于早期形成阶段的产业称为新兴产业，当新兴产 业经过初始阶段和增长阶段，一直发展到成熟阶段 时就被称为成熟的产业。剑桥大学技术管理中心通 过对 25 个产业形成过程的分析，总结出了从科学 发现到新兴产业形成的共性过程框架，其中描述了 在新兴产业的形成过程中，科学（science）、技术 （technology）、应用（application）与市场（market） 等主导因素如何交替变迁，刻画出新兴产业演化的 共性规律，也被称为新兴产业形成的 S–T–A–M 过 程框架[3]，如图 1 所示。

图 1 产业形成与发展的阶段、变迁、里程碑与演化轨道 [3]

根据以上关于产业演化过程的相关分析，本文认为可以将产业的成熟过程看作是由产品成熟逐步 发展到市场成熟的过程。只有产品首先实现了稳定 成熟的技术性能，才有可能创造出新的市场需求或 是满足已有的市场需求，并最终实现产品的最大价 值和产业的持续发展。至此，可以将产业成熟度划 分为四个成熟阶段（等级）（本文研究产业从萌芽 到成熟的规律，不考虑之后的衰退过程），即萌芽 阶段、培育阶段、发展阶段和成熟阶段 [4-6]。萌芽 阶段（IML1）：以技术研发为主导的产业萌芽阶 段，主要活动是开展技术的基础研究和研发；培育 阶段（IML2）：以技术应用为主导的产业培育阶段， 阶段标志是产业的产品或服务取得了商业化应用 示范的成功，且随着商业化应用的推广，产品或 服务在性能、成本等方面的优势得到了确认；发 展阶段（IML3）：以市场为主导的产业快速发展 阶段，大规模市场推广示范取得成功后，吸引大 量竞争者进入市场，产品或服务的销售量在一段 时间内可以保持较高增长率；成熟阶段（IML4）： 以产业链为主导的产业发展成熟阶段，该阶段标 志着产业链条基本形成，行业标准得到应用，产 业链向着逐步完善的方向发展。随着产品或服务 的供需接近饱和状态，销售量增长率逐步趋缓， 企业之间进行大规模兼并重组，产业集中度不断 提高，领先企业脱颖而出。

二、产业成熟度评价模型和指标体系

产业成熟度评价是定性到定量综合集成的方 法，首先对技术、制造的成熟状况进行评价，进而 集成出产品成熟度；在此基础上结合市场成熟度评 价结果最终集成产业成熟度的综合评价结果（产业 成熟度等级）。产业成熟度评价模型及指标体系如 图 2 所示。

图 2 产业成熟度评价的指标体系

（一）产品成熟度

产品是向市场提供的满足用户需求的物品或 服务。从工程角度讲，产品是一项研发与制造过程 的结果[7]。产品成熟度（PRL）是评价和度量产品 研制所处发展状态的量化标准，它反映了产品对于 预期应用目标的满足程度。产品成熟度等级，是度 量和评测特定产品成熟程度的标准和尺度，划分为 5 个等级，即 5 个阶段：概念产品、实验室产品、 工程产品、市场化产品和精益市场化产品，其中 1 等级最低，5 等级最高。因此，产品的成熟主要 体现在两个重要方面 [7]：一方面是外在的技术性能指标逐渐成熟的过程，通过技术成熟度评价确定； 另一方面是内在的制造工艺、材料、过程控制的成 熟过程，通过制造成熟度评价确定。因此，产品成 熟度主要由技术成熟度和制造成熟度评价结果综合 集成得到。

1. 技术成熟度

技术成熟度（TRL），是指技术相对于某个具 体系统或项目而言所处的发展状态，它反映了技术 对于项目预期目标的满足程度 [8,9]。技术成熟度注 重评价技术载体、集成状态和验证环境的发展情况， 见表 1。

表 1 技术成熟度评价准则

2. 制造成熟度

制造成熟度（MRL），用来表示关键制造的成 熟程度，它量化反映了技术转化为产品或系统过程 中制造能力对于项目目标的满足程度 [10]。产品研制 与发展的过程中，不能单一地关注技术的成熟问题， 制造能力的成熟也是至关重要的。根据项目制造管 理的最佳实践经验，制造成熟过程涵盖了从提出制 造概念到形成批量生产、精益化生产能力的全过程， 体现了从研制到工业化生产的一般发展过程，制造成熟度等级划分及各级标准如表 2 所示。

表 2 制造成熟度评价准则

制造成熟度注重评价制造对象、制造环境、制 造能力的发展状态。①制造对象指新技术的载体， 其成熟的阶段划分为概念样件、原理样件、演示样 件、工程产品、定型生产产品；②制造环境指制 造生产的场所，阶段分为实验室环境、相关生产环 境、典型生产环境、试生产线环境、批量生产环境； ③各阶段的制造能力是指实验室模拟、试制造，直 到低速率、全速率生产等阶段的状态。

3. 产品成熟度

技术成熟度、制造成熟度与产品成熟度的集成 关系如表 3 所示。

表 3 产品成熟度综合集成

（二）市场成熟度

市场成熟度（MML），是评价和度量市场相对于完全成熟而言所处状态的标准。它反映了运用新 技术研发出的产品在导入市场后，其市场规模、市 场结构和市场潜力相对于预期成熟目标的满足程 度，是量化市场发展过程的方法。市场成熟度等级 是度量和评测商品或服务市场成熟程度的标准和尺 度，划分为 3 个等级，即 3 个阶段：导入阶段、发 展阶段和成熟阶段，其中 1 等级最低，3 等级最高， 等级划分及各级标准如表 4 所示。

表 4 市场成熟度评价指标体系

（三）产业成熟度的等级划分

产业成熟度评价采用定性定量相结合的方法， 重点把握从技术、制造到产品、市场和产业的发展 成熟规律，并以此来最终确定产业成熟度等级。因 此，产业成熟度反映了产品成熟和市场成熟的综合 集成情况，其二者的综合集成关系如表 5 表示。

表 5 产业成熟度综合集成

三、产业成熟度的评价表与流程

产业成熟度评价是度量产业整体发展状态的方 法。根据前文对产业成熟度构成的分析，从评价内 容上看，重点是技术成熟度、制造成熟度和市场成 熟度；从评价方法上看，重点是评价指标体系权重 的确定、综合评价结果的集成以及评价表单的设计； 从评价程序上看，重点是要做好产业成熟度的自评 价和综合评价两个阶段的工作。

（一）产业成熟度评价表

产业成熟度是通过分析技术、制造、市场等 相关指标的统计信息，进而对产业的成熟状态给 予整体性评价的过程。在具体的评价方法确定之 后，关键是收集开展产业成熟度评价的指标输入 数据，而评价表单则是开展评价调查、收集评价 数据的载体。

数据采集后确定评价指标权重。本文运用模糊 互补判断矩阵法确定指标权重 [11]，输出最终结果就 是指标的权重；然后根据权重向量和评价矩阵得到 模糊综合评价结果。评价表单既要满足开展评价工作的数据需求，也要务求直观明了，易于操作。产 业成熟度的评价表单如表 6 所示。

表 6 产业成熟度评价表单

（二）评价工作流程

“十三五战略性新兴产业培育与发展规划研究” 项目中开展产业成熟度评价，其过程分为两个阶段： 第一阶段，领域专家自评价阶段；第二阶段，综合 评审阶段，如图 3 所示。

图 3 产业成熟度评价实施流程图

产业成熟度评价人员组成为：产业成熟度评价 支撑人员、领域专家、第三方评审专家。

（1）产业成熟度评价支撑人员：是指产业成熟 度评价方法研究与应用支撑人员，支撑领域组专家 和评审专家开展相关工作。

（2）领域专家：是指产业方向的自评价专家， 熟悉突破性技术及其产品，掌握市场和产业综合方 面的情况，对自身提出的产业方向进行评价。

（3）第三方评审专家：评审专家由 7~11 位来 自研究机构、大学、企业、行业管理机构等熟悉领 域相关技术、制造、市场和产业的专家组成。

四、产业成熟度评价案例与分析

本文研究依托“十三五战略性新兴产业培育 与发展规划研究”课题开展应用研究。本节案例以 材料领域为例，选择 4 项具有代表性的重点产业方 向，运用产业成熟度评价技术到产业的等级，预测 “十三五”的发展状态，通过统计和对比分析，明 确领域发展重点情况，针对性评估中反映的制约产 业发展因素，提出有针对性的具体建议，为政府部 门进一步完善“十三五”规划提供支撑。

（一）材料领域产业成熟度评价结果

材料领域 4 项产业重点方向的产业成熟度评价 结果如表 7 所示。技术和制造能力反映的是我国自 主研发的情况，市场和产业也是我国自主产品市场 及生产企业的情况。2015 年新材料产业的人工晶体 材料、锂离子电池及材料、血管支架等 3 项产业方 向的技术较为成熟，关键技术取得突破，产品处于 示范应用阶段。另外，汽车轻量化用新一代先进超 高强度钢产业方向的技术和制造能力处于工程研制 初级阶段，关键技术和制造存在瓶颈，尚待突破。 相互比较市场和产业层面情况，锂离子电池及材 料产业方向的市场较其他 3 项产业方向成熟，其他 3 项自主研发的产品市场尚待培育。

表 7 产业重要发展方向的产业成熟度评价结果统计表

注：本表更新于 2015 年。

（二）“十三五”末（2020 年）产业成熟度与产业 规模预测

通过产业成熟度评价与预测，获得“十三五” 末（2020 年）技术和产业成熟度，以及技术和产业 完全成熟所需的时间，见表 8。

表 8 产业重点发展方向的技术和产业未来发展预测统计表

注：本表更新于 2015 年。

人工晶体材料产业方向：“十三五”时期技术 成熟度提高 1 个等级，达到 TRL8，预计 2022 年达 到 TRL9 状态。产业成熟度提高 2 个级别，从培育 阶段到发展阶段，达到 IML3，完全成熟需要 8 年。

锂离子电池及材料产业方向：“十三五”时期技术成熟度提高 1 个级别，达到 TRL9；产业成熟 度提高 2 个级别，从发展阶段到成熟阶段，达到 IML4，完全成熟需要 10 年。

血管支架产业方向：“十三五”时期，具有自主 知识产权的产品将取得欧盟欧洲共同体 (CE) 认证， 并获得美国食品药品管理局 (FDA) 的批准。技术 成熟度和产业成熟度分别提高 1 个级别和 2 个级别， 均达到完全成熟状态。

汽车轻量化用新一代先进超高强度钢产业方 向：“十三五”时期技术成熟度提高 4 个等级，达到 TRL9 的完全成熟状态，是 4 项产业方向中技术提高 最快的。产业成熟度提高 2 个级别达到 IML3，从萌 芽阶段发展到发展阶段，完全成熟需要 8 年。通过 专家评价和数据分析显示，目前技术研发滞后是制 约发展的主要问题。目前该产业方向市场需求很大， 一旦技术取得突破，市场和产业的发展将会很快。

（三）“十三五”重点方向的培育与发展建议

通过领域专家自评价和第三方专家综合评审， 明确了现阶段材料领域 4 项产业方向的技术、制造、 产品、市场和产业发展现状，并研讨了未来发展过 程中亟需解决的主要问题，找出制约产业发展的微 观或宏观主要因素，进而为4项产业方向“量身定做” 培育与发展建议。这样从实际情况出发制定的建议，能够进一步更好地为管理机关决策提供有参考价值 的依据。表 9 统计了制约 4 项产业方向发展的主要 因素，以及对应的具体培育与发展建议。

表 9 产业重要发展方向的培育与发展建议汇总分析表

材料产业是国民经济的基础产业，新材料是材 料产业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。掌 握大量关键新材料的核心技术，推动关键装备的国 产化，实现规模化生产技术的突破和系统集成技术 的完善，缩短与世界先进水平之间的差距；同时， 建立以企业为主体的高水平新材料研发平台，加强 工程化技术的研究，实现关键新材料的批量生产。 至 2020 年前后，关键新材料的自给率达到 70 %，基 本满足国家重大工程建设、国家安全等领域的需求。

五、结语

产业成熟度评价是一种定性与定量相结合的综合集成评价方法。通过探索将成熟度的理论和方法 从工业技术与制造领域引入市场和产业领域，构建 产业成熟度评价模型和评价指标体系。通过不断实 践、提炼与总结来完善产业成熟度评价方法，形成 适用于战略性新兴产业培育发展的宏观评价与咨询 模式。在此，课题组十分感谢“‘十三五’战略性 新兴产业培育与发展规划研究”各个领域课题组的 众多专家，他们对产业成熟度研究与应用过程给予 了指导支持和帮助。课题组拟通过后续研究工作， 进一步将成熟度与投资回报等方法结合起来，具体 解决技术转化、投产论证、军民融合的决策过程中 需要对各个层面量化评价的问题，为投资决策提供 数据化支撑。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
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杨公朴. 产业经济学[M]. 上海: 复旦大学出版社, 2009.表 7 产业重要发展方向的产业成熟度评价结果统计表产业方向 TRL MRL MML IML人工晶体材料 8 8 2 2锂离子电池及材料 8 8 2 2血管支架 8 9 1 2汽车轻量化用新一代先进超高强度钢 5 5 1 1注：本表更新于 2015 年。 表 8 产业重点发展方向的技术和产业未来发展预测统计表产业方向“十三五”末（2020 年）技术 成熟度和产业成熟度预测技术和产业完全成熟 所需时间 / 年 当前阶段技术 产业 技术 产业人工晶体材料 TRL8 IML3 4 8 培育阶段锂离子电池及材料 TRL9 IML4 5 10 培育阶段血管支架 TRL9 IML4 3 5 成熟阶段汽车轻量化用新一代先进超高强度钢 TRL9 IML3 4 8 萌芽阶段注：本表更新于 2015 年。表 9 产业重要发展方向的培育与发展建议汇总分析表产业方向 制约产业发展的主要因素 培育或发展的建议（摘要）人工晶体材料 基础器件和整机 注重有优势的功能晶体材料研发；保护知识产权；加强培育以功能晶体为基础的器件和整机的产业锂离子电池及材料 产业体系、标准、核心技术 核心技术研发；产业体系建设；制定标准；产业规划、顶层设计 血管支架 技术、制造产品研发能力、 资本、知识产权加大自主技术研发；注重产品生产环节；资助优势的企业升级汽车轻量化用新一代先进 超高强度钢政策、产学研平台 需政策扶持；开展全产业链技术攻关；产业链合作与统筹 017中国工程科学 2016 年 第 18 卷 第 4 期 Yang G P. Industry economics [M]. Shanghai: Fudan University Press,2009.
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基金资助

中国工程院重大咨询项目“‘十三五’战略性新兴产业培育与发展规划研究”（2014-ZD-7）()

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