国内外颠覆性技术研究进展跟踪与研究方法总结

孙永福 ,  王礼恒 ,  陆春华 ,  孙棕檀 ,  王崑声 ,  徐源

中国工程科学 ›› 2018, Vol. 20 ›› Issue (6) : 14 -23.

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中国工程科学 ›› 2018, Vol. 20 ›› Issue (6) : 14 -23. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2018.06.003
综合研究

国内外颠覆性技术研究进展跟踪与研究方法总结

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Summary of Research Progress and Methods of Disruptive Technology in China and Abroad

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摘要

当前，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，一些重大颠覆性技术不断涌现，推动新产业与新业态的迭代加速，深刻影响和改变国家力量对比，重塑世界经济结构和国际竞争格局，各国纷纷瞄准这一时代契机，积极对颠覆性技术进行早期识别与培育。本文对国内外各类颠覆性技术研究报告进行了广泛跟踪，对国内外颠覆性技术研究进展及主要采用的颠覆性技术评估与预测方法进行了归纳、分析和评价，并就促进我国颠覆性技术研究科学发展与快速成型提出集中优势资源设立专业智库群、建立科学的技术评估体系等相关建议。

Abstract

At present, technological innovation has entered an unprecedentedly intensive and active period worldwide, while some major disruptive technologies are constantly emerging. These disruptive technologies have accelerated the iteration of new industries and formats, are profoundly influencing the balance among national powers, and will contribute in reshaping the world economic structure and the international competition pattern. To seize this opportunity given by the times, countries are now actively engaged in early identification and nurture of disruptive technologies. In this paper, research reports on disruptive technologies in China and abroad are extensively followed, and research progress and methods of disruptive technologies are summarized, analyzed and evaluated. This paper also puts forward some suggestions to promote the scientific development of disruptive technology research in China, including establishment of specialized think tanks by concentrating superior resources, establishment of a scientific technology evaluation system, etc.

关键词

颠覆性技术 / 评估与预测 / 方法

Key words

颠覆性技术 / 评估与预测 / 方法 / disruptive technology / assessment and prediction / methods

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孙永福,王礼恒,陆春华,孙棕檀,王崑声,徐源. 国内外颠覆性技术研究进展跟踪与研究方法总结[J]. 中国工程科学, 2018, 20(6): 14-23 DOI:10.15302/J-SSCAE-2018.06.003

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一、前言

当前，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，呈现高速发展与高度融合态势，各国都把技术创新尤其是颠覆性技术创新摆在发展全局的核心位置，积极抢占科技制高点，以颠覆性技术创新带动全面创新，进一步增强经济增长的后劲和相关产业在全球价值链的主动地位。如美国在颠覆性技术常态化研究机制下孕育出的一系列重大颠覆性技术，已带动了相关产业的变革，确保了相关领域技术创新与产业升级方面长期的领先地位；俄罗斯设立“先期研究基金会”，对颠覆性技术进行储备与研究支持；英国不断完善产学研体系，积极预测并支持未来颠覆性技术发展；日本则实施“颠覆性技术创新计划”[1]，推动具有重大社会和产业影响力颠覆性技术的发展。

我国经济目前正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，具有重大社会和产业影响力的颠覆性技术能够推动经济格局和产业形态的深刻调整，成为创新驱动发展和国家竞争力的关键所在。在此背景下，我国近年来陆续启动了多项颠覆性技术识别和预测工作，取得了诸多成果。但总体上，现有的研究工作对颠覆性技术的认识仍有待深入，研究方法仍有待健全，有必要对国外相关研究成果进行追踪、归纳与分析，以期为国内相关机构后续开展颠覆性技术预测与评估工作提供借鉴。

二、 国外颠覆性技术广泛跟踪与研究方法总结

项目组对国外颠覆性技术进行了广泛跟踪与深度挖掘，整理了国外关注的一些与产业相关的颠覆性技术，并初步开展了国外颠覆性技术识别、评估与预测方法研究。对国外颠覆性技术研究成果的吸收借鉴是后续开展颠覆性技术遴选与聚焦的必要基础。

（一）国外颠覆性技术广泛跟踪

项目组对近5 年国外发布的各项与颠覆性技术有关的战略规划、计划、文件、预测报告进行了跟踪整理，涵盖政府机构、产业界、科技界和智库，大致梳理出国外提出的与产业有关的颠覆性技术（见表1）。

表1 国外提出的与产业有关的颠覆性技术

国外与颠覆性技术相关的报告大致可分为三类：综合性报告类、专项技术报告类、技术预测与趋势分析类。综合性报告多是各国政府或知名智库发布的战略性报告（见表2），提及了多个重点领域内的颠覆性技术，如人工智能领域、机器人领域、生物领域、能源领域等。专项技术报告（见表3）来源相对广泛，各机构均针对特定技术领域，提出了相应的颠覆性技术方向。技术预测与趋势分析类报告（见表4）多是对近年来颠覆性技术的总结，以及对未来颠覆性技术趋势的分析等。

表2 国外与颠覆性技术相关的综合性报告

表3 国外与颠覆性技术相关的专项报告

表4 国外与颠覆性技术相关的技术预测与趋势报告

（二）国外颠覆性技术识别、评价与预测方法总结

项目组在对国外颠覆性技术跟踪梳理的基础上，对国外开展的颠覆性技术识别、评估与预测方法进行了总结与分析。

1. 国外颠覆性技术识别方法研究[2]

项目组选取了9 个国外典型机构发布的技术创新研究报告，总结颠覆性技术识别方法，并将其归纳为五类，分别是文献分析法、技术定义法、问卷调查法、场景模拟法、技术路线图法（见表5）。

表5 国外典型颠覆性技术识别典型方法简析

代表机构与研究报告分别是：汤森路透《开放的未来：2015 全球创新报告》、美国国防部（DoD）“技术监视/ 地平线扫描（TW/HS）”项目、兰德公司（RAND）2013 年《未来国防技术前景、见解、分析和启示》（文献分析法）；美国麻省理工学院的《MIT 技术评论》、麦肯锡《12 项颠覆性技术引领全球经济变革》、高盛对九大颠覆性技术的总结（技术定义法）；毕马威《2014 年技术创新调查》（问卷调查法）；新美国安全中心（CNAS）的《游戏规则改变者：颠覆性技术与美国国防战略》（场景模拟法）；美国国家航空航天局（NASA）的《未来航天发展的技术路线图》（技术路线图法）。

2. 国外颠覆性技术评价与预测方法研究

项目组选取了7 个国外典型机构开展的技术评估与预测研究成果，并划分为5 类，分别是技术成熟度曲线法、技术成熟度评价法、质量功能展开法、情景分析法、社会趋势聚焦法（见表6）。

表6 国外典型颠覆性技术评估与预测典型方法简析

代表机构与取得的研究成果分别是：高德纳公司的“2017 版3D 打印技术成熟度曲线”与“2017年度新兴技术成熟度曲线（技术成熟度曲线法）”；美国审计署将运用技术成熟度评价法评价国防项目，美国国防部将技术成熟度评价法作为武器装备采办过程的重要评价工具和控制手段（技术成熟度评价法）；美国国家研究委员会运用“质量功能展开法”对NASA 14 个技术领域路线图的评估与优先级排序（质量功能展开法）；日本运用“情景分析法”开展第十次技术预见、韩国运用“情景分析法”预测2016 年解决本国社会问题的十项新兴技术（情景分析法）；德国联邦教育及研究部运用“社会趋势聚焦法”开展第二次技术预见（社会趋势聚焦法）。

此外，根据研究视角的不同，国外颠覆性技术研究大致可划分为识别技术领域/ 社会趋势（常用的方法有技术定义、问卷调查、文献计量、情景分析等）、聚焦技术方向/ 技术挑战（常用的方法有调研、访谈、标准筛选、定量分析等）、研讨某项具体技术（常用的方法有专家研讨、技术补充、定量评估、路线图、场景模拟等）三个方面。

三、国内颠覆性技术研究概述与研究方法总结

国内目前关于颠覆性技术的研究主要划分为两类。

第一类是专家学者在学术层面进行的研究，近年来国内不少专家学者对颠覆性技术的识别、评价和预测进行了探索尝试，主要试图运用科学的方法对颠覆性技术进行预测研究，但总体而言，大部分工作虽然理论性较强，相对更具科学性，但对颠覆性技术的研究仍聚焦于对单项技术的判断，且预测工作量较大，对于在国家层面进行大面积的识别还存在一定的难度。另外，由于各个行业存在一定的专业壁垒，相关方法对不同行业是否具有普适性，仍需进一步验证。

第二类是专业机构在国家层面开展的颠覆性技术预测活动，主要研究方法为专家访谈法和问卷调查法，理论性相对较弱，更为注重的是研究方法的可操作性、普适性和易用性。代表性工作如科学技术部2013 年启动的“‘十三五’技术预测”中颠覆性技术预测相关内容、中国工程院2015 年启动的“中国工程科技2035 发展战略研究”中颠覆性技术预测相关内容以及中国工程院2016 年启动的“引发产业变革的重大颠覆性技术预测研究”等。

国家科技部在2013 年启动的“‘十三五’技术预测”中加入了颠覆性技术预测和评价相关内容。其在“‘十三五’技术预测”工作中提到：明确我国当前重点领域关键技术现状，预测未来5~10 年制约经济社会发展的核心关键技术，提出国家关键技术选择建议；在工作中注重遵循技术发展的自身规律、注重共性关键技术、注重颠覆性技术。在颠覆性技术预测实践过程中，其未沿用在“国家关键技术”预测过程中一直采用的“技术摸底– 技术预测– 技术选择”三阶段推进基本程序，而是在给出颠覆性技术概念内涵和遴选原则的基础上，以专家自主推荐的方式遴选了十余项颠覆性技术。此项工作是国家层面进行颠覆性技术预测的初次探索，为其他机构后续开展颠覆性技术预测工作提供了思路参考与方法借鉴。

中国工程院在开展“中国工程科技2035 发展战略研究”研究过程中，专门设立了技术预见组支撑面向2035 年工程科技关键领域和关键技术选择，其中包括了颠覆性技术和前沿技术预测相关内容。在研究中，技术预见组综合运用了文献计量、专利分析、德尔菲法及技术成熟度等多种技术预见方法，在进行技术预见的同时开展需求分析，坚持将技术预测与社会经济发展相结合。研究形成的“国内外技术预见活动综述”“技术预见领域划分”“技术预见调查问卷模板”等一系列研究成果，为国内相关机构开展颠覆性技术遴选提供了很好的借鉴作用[3]。

中国工程院在开展“引发产业变革的重大颠覆性技术预测研究”过程中，从研究引发产业变革的颠覆性技术内涵、建立引发产业变革的颠覆性技术的指标评价体系入手，通过两轮问卷调查，依托院士与专家智慧，逐步从313 项“备选技术清单”中定性遴选出165 项“备评技术”，再从这165 项“备评技术”中定量遴选出26 项“备研技术”。此项目充分吸收与借鉴了科学技术部开展的“‘十三五’技术预测”工作和中国工程院开展的“中国工程科技2035 发展战略研究”的研究思路与研究成果，如沿用了科学技术部在“国家关键技术”预测过程中采用的“技术摸底– 技术预测– 技术选择”三阶段推进的基本程序，项目最初的“颠覆性技术备选清单”中的技术也参考并涵盖了《面向“十三五”的技术预测》和《中国工程科技2035发展战略研究》两项成果中调查技术的1 149 项和807 项技术[4]。

上述工作是国内相关机构对颠覆性技术预测和评价的初步探索，为其他机构后期开展颠覆性技术预测提供了良好的工作方法和研究方法借鉴，但在研究中也暴露了许多需要改进的方面，主要体现在：研究方法仍以德尔菲法为主，高度依赖各领域专家的经验和智慧，缺乏成熟可靠的计量模型等方法，主观性较强；参与问卷调查的专家数量与覆盖面还有所欠缺，对产业界的观点参考不够，易遗漏处于产业孕育阶段的颠覆性技术；在研究中基本秉持“技术已知”的思维，缺乏对适应未知颠覆性技术发展趋势的系统思考等。

四、促进我国颠覆性技术研究科学发展与快速成型的建议

为促进我国颠覆性技术研究的科学发展与快速成型，提出以下四点建议。

第一，集中优势资源设立专业智库群，长期跟踪研究颠覆性技术。建议依托中国科学院与中国工程院等机构，设立若干颠覆性技术研究智库，并予以稳定的资金支持，对颠覆性技术发展及产业化过程进行长期跟踪，并滚动发布研究成果。建议上述智库瞄准世界颠覆性技术发展前沿，聚焦国家重大战略任务，构建颠覆性技术识别方法与研究理论，着力挖掘原创型颠覆性技术，要精确瞄准信息网络、生物科技等孕育重大产业变革前景颠覆性技术的领域，并研究各领域、各行业间技术的相互交叉与渗透效果。

第二，建立科学的技术评估体系，资助企业培育与发展颠覆性技术。建议由上述智库探索建立以非共识指标、颠覆性指标和产业化指标为核心的非常规技术评价体系，逐步建立并完善符合颠覆性技术发展特点和规律的评价机制。在此基础上，组织专家运用该技术评估体系，对潜在颠覆性技术进行评级与评估，遴选出一批潜在颠覆性技术予以立项论证。同时，建议科学技术部在国家重大科技专项中设立颠覆性技术专项资金，资助大型创新领军企业面向中远期市场应用，对已通过立项论证的颠覆性技术进行培育与发展。

第三，引入风险投资资本，加大财税优惠政策，激活企业的技术产业化动力。建议省市级政府设立科技咨询及服务机构，为投资者提供咨询及所需服务，并免征或减征企业获得的风险投资金额。省市级政府也可探索自行成立风险投资基金会。省市级政府还可建立健全科技金融服务体系，探索“投贷联动”等面向中小微企业等新型融资支持模式，疏通金融进入中小微创新企业。企业则需设定出最符合该颠覆性技术应用场景的实际应用方案或技术路线图，明确该颠覆性技术产业化的具体实施过程，避免盲目跟风，加速技术转化。

第四，有效衔接“产学研”各要素，聚合力攻关产业化瓶颈。建议开展颠覆性技术研究的高端智库群、科研院所、高校与企业，建立定期交流研讨机制，共享研究成果。同时，建议由省级政府主导，构建“产学研”融通体系，建立由科研机构、高校与企业联合组成的“产学研”创新联盟或研究团体，有机衔接颠覆性技术的上下游与“产学研”各要素，重点攻关颠覆性技术产业化瓶颈。科研机构与高校可拿出一定比例的经费与企业合作推动颠覆性技术产业化，企业也可向高校和科研机构提供颠覆性技术研发经费，企业及时将生产实践中的颠覆性技术创新需求主动反馈给高校和科研院所。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
[1]

马利彬, 刁天喜, 房彤宇. 颠覆性技术识别方法研究与应用分析 [J]. 军事医学, 2018, 42(1): 4–8. Ma L B, Diao T X, Fang T Y. Research and application of disruptive technology identification methods [J]. Military Medical Sciences, 2018, 42(1): 4–8.
[2]

王安, 孙棕檀, 沈艳波, 国外颠覆性技术识别方法浅析 [J]. 中 国工程科学, 2017, 19(5): 79–84. Wang A, Sun Z T, Shen Y B, et al. Analysis of disruptive technology identification methods in foreign countries [J]. Strate gic Study of CAE, 2017, 19(5): 79–84.
[3]

王崑声, 周晓纪, 龚旭, 中国工程科技2035技术预见研究 [J]. 中国工程科学, 2017, 19(5): 34–42. Wang K S, Zhou X J, Gong X, et al. Technology foresight on China’s engineering science and technology to 2035 [J]. Strategic Study of CAE, 2017, 19(5): 34–42.
[4]

孙永福, 王礼恒, 孙棕檀, 引发产业变革的颠覆性技术内涵 与遴选研究 [J]. 中国工程科学, 2017, 19(5): 9–16. Sun Y F, Wang L H, Sun Z T, et al. Connotation and selection of disruptive technologies that lead industrial change [J]. Strategic Study of CAE, 2017, 19(5): 9–16.

基金资助

中国工程院咨询项目“工程科技颠覆性技术战略研究”(2017-ZD-10)()

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