基于專利分析的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測——以液晶顯示技術(shù)為例

張惠琴，邵云飛，張宇翔

（1.電子科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，成都 610054；2.成都理工大學(xué) 管理科學(xué)學(xué)院，成都 610059；3.西南交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，成都 610031）

1 研究背景

正確把握自己產(chǎn)品的技術(shù)成熟度是企業(yè)制定R&D 計劃時的關(guān)鍵。產(chǎn)品設(shè)計中存在大量需要解決的問題，如用戶的新需求、產(chǎn)品的新技術(shù)市場。研發(fā)人員一般會根據(jù)自己的設(shè)計經(jīng)驗和對新產(chǎn)品的初步設(shè)想并基于一定的理論基礎(chǔ)和原理，利用實驗糾錯法搜集大量理論解，再從理論解中篩選出可實現(xiàn)解。然而，產(chǎn)生理論解和評價現(xiàn)實解需要企業(yè)花費大量時間、投入大量的人工和原材料。同時，實驗糾錯法在解決復(fù)雜問題方面具有低效性，這也往往使企業(yè)的研發(fā)投入充滿了投資風(fēng)險，除了很難保障產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新所要求的速度外，盲目的試錯法還可能導(dǎo)致企業(yè)對一個已處于成熟期的技術(shù)進(jìn)行大量研發(fā)投入，從而使企業(yè)的研發(fā)投入在一開始就陷入了虧損的情境中。

事實上，學(xué)界和企業(yè)界以往的多項研究成果表明，技術(shù)進(jìn)化有一定的客觀規(guī)律和發(fā)展軌跡，是可預(yù)測的。西方理論主張針對技術(shù)發(fā)展中的特定參數(shù)來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并通過利用模型外推參數(shù)的變化進(jìn)行技術(shù)成熟度的預(yù)測。但是，利用該方法所得的預(yù)測結(jié)果很難具體指導(dǎo)設(shè)計者實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計。前蘇聯(lián)專家Altshuller通過對世界專利數(shù)據(jù)庫中的250多萬件專利進(jìn)行匯總分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)也按照生物進(jìn)化的模式進(jìn)化，最終得出生物進(jìn)化中的“S 型曲線”同樣可用來描述產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化規(guī)律，并用于預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度。

以往學(xué)者多通過檢索和分析專利文獻(xiàn)來推理預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度，但是文獻(xiàn)相對于發(fā)明專利具有滯后性，這影響了預(yù)測結(jié)果的時效性。在大數(shù)據(jù)時代，本文提出基于專利分析預(yù)測產(chǎn)品技術(shù)成熟度的方法：首先，通過直接檢索專利數(shù)據(jù)庫來收集當(dāng)前產(chǎn)品的專利數(shù)據(jù)并繪制相關(guān)曲線；然后，將曲線的形狀與生物進(jìn)化中的“S型曲線”的形狀進(jìn)行對比，據(jù)此預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度，預(yù)防企業(yè)對處于成熟期或退出期的技術(shù)進(jìn)行大量投入而無法獲得收益，使企業(yè)的研發(fā)決策更科學(xué)、合理，增加企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場競爭力。

2 理論基礎(chǔ)與文獻(xiàn)回顧

TRIZ（theory of inventive problem solving）是前蘇聯(lián)的Altshuller在對世界專利數(shù)據(jù)庫中的250多萬件專利進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出的。該理論認(rèn)為，所有產(chǎn)品都可被看作一個技術(shù)系統(tǒng)，并且該技術(shù)系統(tǒng)處于動態(tài)變化的狀態(tài)。Altshuller還證明技術(shù)系統(tǒng)的核心性能隨著時間的推移而呈“S型曲線”變化——這與生物學(xué)中的進(jìn)化曲線是一致的［1］。

Altshuller通過對大量專利數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析發(fā)現(xiàn)，可采用專利數(shù)量、專利等級、產(chǎn)品性能以及產(chǎn)品獲利能力來預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度，并繪制了4條標(biāo)準(zhǔn)曲線圖［2］，如圖1所示。之后，許多專家、學(xué)者針對Altshuller的理論進(jìn)行了應(yīng)用研究。Gib-son、Slocum 和Clapp對超聲焊接技術(shù)的成熟度進(jìn)行了預(yù)測，得出超聲焊接技術(shù)處于成長期的結(jié)論［3］。Vijayakumar、Clapp和Slocum 預(yù)測了DVD 的技術(shù)成熟度，得出DVD 技術(shù)正處于成長期的結(jié)論［4］。Gahide、Clapp和Slocum 對滾筒型紡紗機(jī)的技術(shù)成熟度進(jìn)行了預(yù)測，發(fā)現(xiàn)滾筒型紡紗機(jī)的技術(shù)已進(jìn)入到成熟期［5］。

圖1 產(chǎn)品技術(shù)成熟度標(biāo)準(zhǔn)曲線［2］

一些學(xué)者還提出了其他的產(chǎn)品技術(shù)成熟度的預(yù)測方法。例如，Martino依據(jù)不同階段產(chǎn)品技術(shù)相關(guān)論文的性質(zhì)和數(shù)量特征，繪制出各類論文數(shù)量隨技術(shù)進(jìn)化而變化的曲線圖［6］。Daim、Rueda和Martin分析了1992—2002年與燃料電池核心技術(shù)相關(guān)的會議論文、期刊論文等不同類別論文的數(shù)量的變化情況，得出約到2010年燃料電池技術(shù)將會進(jìn)入成熟期的結(jié)論［7］。Norman 提出了一種新的分析視角，認(rèn)為產(chǎn)品性能達(dá)到顧客對產(chǎn)品性能需求的平均水平表明該產(chǎn)品的核心技術(shù)發(fā)展到成熟期［8］。

2000年之后，國內(nèi)部分專家、學(xué)者開始研究TRIZ并將之運用于技術(shù)成熟度預(yù)測研究［9-15］。張換高、趙文燕和檀潤華預(yù)測了蝶閥密封技術(shù)的成熟度［16］。趙新軍、侯明曦和李愛研究了產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測的決策支持系統(tǒng)，預(yù)測了滾筒型紡紗機(jī)的技術(shù)成熟度，結(jié)果表明滾筒型紡紗機(jī)技術(shù)已進(jìn)入成熟期［17］。馬蘇常和劉學(xué)斌在Altshuller的理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用專利數(shù)量、專利等級、產(chǎn)品性能和利潤率4個指標(biāo)對激光加工技術(shù)的成熟度進(jìn)行了預(yù)測分析［18］。王秀紅和周九常利用Altshuller的預(yù)測方法對電動剃須刀和電動自行車的技術(shù)成熟度進(jìn)行了預(yù)測分析［19］。王麗芳、蔣國瑞和黃梯云結(jié)合專利分析法和文獻(xiàn)計量法對燃料電池的技術(shù)成熟度進(jìn)行了預(yù)測研究［20］?？梢钥闯?，目前國內(nèi)相關(guān)研究多為應(yīng)用研究，理論深化研究不足。

綜上所述，國外專家、學(xué)者不僅基于TRIZ對產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測問題進(jìn)行了應(yīng)用研究，而且探索了其他的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法和手段。這些方法與Altshuller的預(yù)測方法相比還略顯稚嫩，利用這些方法只能粗略地判斷產(chǎn)品的技術(shù)成熟度。盡管如此，多樣化的研究方向為準(zhǔn)確預(yù)測產(chǎn)品技術(shù)成熟度提供了更多的手段和平臺。相比而言，國內(nèi)相關(guān)研究不夠深入、有待進(jìn)步。2000 年以后，中國科學(xué)技術(shù)部開始引入創(chuàng)新方法理論，國內(nèi)部分專家、學(xué)者開始關(guān)注這個領(lǐng)域。然而，發(fā)展時間短暫、相關(guān)人才缺乏使得中國在此領(lǐng)域的研究發(fā)展受限，目前相關(guān)研究多是基于某些產(chǎn)品或技術(shù)的應(yīng)用研究，停留在理論學(xué)習(xí)階段［16-20］。本文旨在基于TRIZ和產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化理論，通過專利分析預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度，以期深化產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測研究，克服前人利用數(shù)學(xué)模型所得的預(yù)測結(jié)果不能具體指導(dǎo)設(shè)計者實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計的局限性。

3 研究設(shè)計

產(chǎn)品是技術(shù)的表現(xiàn)形式，技術(shù)進(jìn)化曲線呈S型。隨著時間的推移，技術(shù)進(jìn)化曲線由S型曲線逐漸趨向于一條水平直線。這條直線是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的核心性能極限值，該極限值由技術(shù)系統(tǒng)的自然屬性決定。預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度即確定技術(shù)在S型曲線上的位置。通過文獻(xiàn)回顧，對比分析不同的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法，可發(fā)現(xiàn)Altshuller的預(yù)測方法能夠全面、客觀地反映產(chǎn)品技術(shù)成熟度?？紤]到財務(wù)數(shù)據(jù)獲取的局限性以及產(chǎn)品性能與專利等級的相關(guān)性，本文在優(yōu)化Altshuller的預(yù)測方法的基礎(chǔ)上，基于TRIZ和產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化理論，構(gòu)建產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型，提出以專利數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源來收集當(dāng)前產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，繪制專利特性曲線并將之與生物進(jìn)化中的S型曲線進(jìn)行對比分析，據(jù)此確定產(chǎn)品的技術(shù)成熟度。如果技術(shù)處于嬰兒期或成長期，那么應(yīng)優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)、進(jìn)行漸進(jìn)性創(chuàng)新、改善S型曲線、增大曲線斜率，使技術(shù)系統(tǒng)更快地走向成熟期；如果技術(shù)處于成熟度或退出期，那么應(yīng)尋找替代技術(shù)、進(jìn)行破壞性創(chuàng)新、提升技術(shù)的自然極限，使技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化路線轉(zhuǎn)移到新的S型曲線。

3.1 預(yù)測指標(biāo)的選取

通過分析Altshuller的預(yù)測方法發(fā)現(xiàn)，專利等級和產(chǎn)品性能是同一指標(biāo)的兩個不同的考察角度。在技術(shù)發(fā)展初期，專利等級較高，技術(shù)發(fā)展重心是技術(shù)核心性能的實現(xiàn)和提升，產(chǎn)品性能較單一；隨著核心技術(shù)難題被一一攻破，企業(yè)開始注重客戶體驗度，提高產(chǎn)品體驗度的專利開始增多，產(chǎn)品性能進(jìn)入上升期。此外，簡單商品的核心性能指標(biāo)單一，很容易分析產(chǎn)品性能指標(biāo)隨著時間推移而變化的規(guī)律；而復(fù)雜產(chǎn)品具有多個核心性能指標(biāo)，無法很好地測量產(chǎn)品性能。專利等級評價是根據(jù)產(chǎn)品的主要功能和技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化規(guī)律，研究產(chǎn)品核心技術(shù)的傳承關(guān)系，從而確定各項核心技術(shù)的等級劃分的過程，專利等級可以更客觀地反映產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)化過程。鑒于此，本文選取專利等級作為預(yù)測指標(biāo)。Altshuller選取產(chǎn)品利潤作為獲利能力的測量指標(biāo)。但是，由于財務(wù)數(shù)據(jù)受到企業(yè)的嚴(yán)密保護(hù)，是企業(yè)最核心的數(shù)據(jù)，因此利潤數(shù)據(jù)的可獲得性很低。相對而言，產(chǎn)品的銷售量或銷售額數(shù)據(jù)更容易獲得。鑒于此，基于行業(yè)的常規(guī)利潤，本文采用產(chǎn)品銷售量代替產(chǎn)品利潤來衡量獲利能力。

基于以上分析，通過對Altshuller的預(yù)測方法進(jìn)行優(yōu)化分析，本文最終選擇專利數(shù)量、專利等級和產(chǎn)品銷售量三大指標(biāo)對產(chǎn)品技術(shù)成熟度進(jìn)行預(yù)測。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

本文以Altshuller的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型為原型，將指標(biāo)優(yōu)化為專利數(shù)量、專利等級和產(chǎn)品銷售量。對于專利數(shù)量和專利等級，本文選用Altshuller的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型中的對應(yīng)曲線為產(chǎn)品技術(shù)生命周期標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，專利數(shù)量隨時間變化的特征如圖1a所示，專利等級隨時間變化的特征如圖1d所示；對于產(chǎn)品銷售量，本文基于前人研究并參考Altshuller模型中的產(chǎn)品獲利能力曲線圖（如圖1c所示），繪制產(chǎn)品銷售量的生命周期標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。據(jù)此得到的產(chǎn)品技術(shù)生命周期標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如圖2所示，其中α、β和γ分別對應(yīng)產(chǎn)品技術(shù)生命周期中兩個不同階段的臨界點。

圖2 產(chǎn)品技術(shù)生命周期標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

3.3 預(yù)測指標(biāo)的測量

1）專利數(shù)量指標(biāo)的測量。

目前國內(nèi)專利數(shù)據(jù)庫已比較完善，如上海知識產(chǎn)權(quán)（專利信息）公共服務(wù)平臺檢索系統(tǒng)、佰騰專利檢索系統(tǒng)都包含了非常全面的專利信息。首先，通過對專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動檢索，獲取與研究技術(shù)關(guān)聯(lián)的每一年度的專利審批數(shù)量，然后對初次檢索到的專利進(jìn)行手工篩選，得到與研究技術(shù)高度相關(guān)的每一年度的專利數(shù)量，據(jù)此來做統(tǒng)計分析。

2）專利等級指標(biāo)的測量。

在評價專利等級前，首先要研究產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展歷程，確定需要解決的關(guān)鍵問題以及同一產(chǎn)品各代核心技術(shù)之間的傳承關(guān)系。在評價專利等級時，孤立地對某個專利進(jìn)行評價是不可取的，關(guān)鍵是要進(jìn)行縱向?qū)Ρ取ａ槍δ骋划a(chǎn)品技術(shù)，將篩選出的相關(guān)專利按時間排序，歸納總結(jié)該產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展過程和各代產(chǎn)品的核心技術(shù)之間的傳承關(guān)系。每代產(chǎn)品中第一個出現(xiàn)的專利是等級最高的，高級別專利包括新的設(shè)計原理、新的制作工藝和新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，此后出現(xiàn)的專利都是在此專利基礎(chǔ)上的完善和補(bǔ)充，因此專利等級偏低；如果某項技術(shù)的發(fā)明對產(chǎn)品的部分甚至整體原理產(chǎn)生了巨大影響，達(dá)到了質(zhì)變效果，那么該項專利的等級偏高。

目前還沒有權(quán)威的計算機(jī)軟件可用以自動分析、評價專利等級，因此目前專利等級評價只有依靠人工主觀評價來進(jìn)行。借鑒Altshuller對發(fā)明創(chuàng)造等級的分類，本文將專利分為5個等級。第一級：外觀上的解決方案，即技術(shù)系統(tǒng)在核心技術(shù)方面沒有絲毫進(jìn)步，只是外觀上發(fā)生變化或數(shù)量特性發(fā)生改變。第二級：少量改進(jìn)，即技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生部分質(zhì)變，如結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝升級。第三級：根本性的改進(jìn)，即技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)根本性的進(jìn)步、達(dá)到質(zhì)變，如將跨行業(yè)的理論方法應(yīng)用到本領(lǐng)域。第四級，新原理，采用全新的原理實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的基本功能、替代現(xiàn)有的核心技術(shù)。第五級：新發(fā)現(xiàn)，即新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)徹底超越了現(xiàn)有的技術(shù)系統(tǒng)水平。

3）產(chǎn)品銷售量指標(biāo)的測量。

產(chǎn)品銷售量數(shù)據(jù)可從企業(yè)年度報告、各行業(yè)或省市統(tǒng)計年鑒、行業(yè)門戶網(wǎng)站、各大專業(yè)數(shù)據(jù)庫以及互聯(lián)網(wǎng)處獲得。

3.4 產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測流程

依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型，分析專利特性和產(chǎn)品銷售量的變化情況，具體分析步驟如下：

第一步，檢索專利數(shù)據(jù)。中國在專利檢索方面發(fā)展迅速，網(wǎng)上有很多公開的專利數(shù)據(jù)庫提供專利檢索功能，如上海知識產(chǎn)權(quán)（專利信息）公共服務(wù)平臺檢索系統(tǒng)、佰騰專利檢索系統(tǒng)。這些專利數(shù)據(jù)庫都可按照“專利題目或文摘”進(jìn)行檢索，因此對于某產(chǎn)品包含的技術(shù)可通過專利題目或文摘以及中國專利分類號進(jìn)行檢索。例如：要查詢液晶顯示的相關(guān)技術(shù)專利，可直接在檢索系統(tǒng)中選取“題目/文摘”檢索方式并輸入“液晶顯示”進(jìn)行查詢。

第二步，篩選專利數(shù)據(jù)。采取“題目/文摘”方式檢索出的專利中有很大一部分與所要研究技術(shù)的關(guān)系不大，可能只是文摘中提到了運用此項技術(shù)，因此需要詳細(xì)閱讀檢索出的專利文摘以刪掉無關(guān)的專利。例如：采取“題目/文摘”檢索方式檢索“液晶顯示”專利，檢索出的部分專利只是在文摘中提到該專利包含液晶顯示部件，液晶顯示并不是其核心功能。

第三步，專利分級。首先，將檢索出的專利信息按時間排序以了解該技術(shù)的發(fā)展歷程，確定要解決的核心問題，從而界定技術(shù)的相對級別；然后，根據(jù)模型中對專利等級的評價方法，劃分專利等級。

第四步，匯總分析專利。對每年的專利數(shù)量、專利平均等級以及產(chǎn)品銷售量進(jìn)行匯總統(tǒng)計。

第五步，生成曲線圖。根據(jù)匯總的統(tǒng)計信息，分別繪制隨時間變化的折線圖以進(jìn)行簡單分析，剔除圖中個別嚴(yán)重偏離曲線變化規(guī)律的數(shù)據(jù)。

第六步，預(yù)測產(chǎn)品的技術(shù)成熟度。將繪制出的折線圖與對應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)成熟度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖進(jìn)行對比分析，確定該指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)曲線圖中的位置，判斷產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展階段。

第七步，預(yù)測結(jié)論及評價。綜合剖析3個指標(biāo)的對比值，評價產(chǎn)品技術(shù)成熟度現(xiàn)狀、分析結(jié)論的可信度。

第八步，提出對策建議。產(chǎn)品技術(shù)成熟度的預(yù)測結(jié)果對企業(yè)的研發(fā)戰(zhàn)略起關(guān)鍵性引導(dǎo)作用。如果產(chǎn)品的技術(shù)成熟度處于嬰兒期或成長期，那么下一步的研發(fā)策略為優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)、進(jìn)行漸進(jìn)性創(chuàng)新、改善S型曲線、增大曲線斜率，使技術(shù)系統(tǒng)更快地走向成熟期；如果產(chǎn)品的技術(shù)成熟度處于成熟度或退出期，那么后續(xù)的研發(fā)策略為尋找新的核心技術(shù)、替代現(xiàn)有技術(shù)、進(jìn)行破壞性創(chuàng)新、提升技術(shù)的自然極限，使技術(shù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到新的S型曲線中，獲得更寬廣的發(fā)展空間。

4 案例研究

4.1 液晶顯示技術(shù)簡介

液晶顯示器的英文通稱是LCD（liquid crystal display）。世界上第一部液晶顯示器誕生于20世紀(jì)70年代，被稱為扭曲向列液晶顯示器（TN-LCD）。此時的液晶顯示僅僅是單色顯示，也就是最原始的黑白顯示。到了20世紀(jì)80年代，超扭曲向列液晶顯示器（STN-LCD）逐漸誕生，同時薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）技術(shù)也開始進(jìn)入研發(fā)試驗階段。20世紀(jì)80年代末到90年代初，日本掌握了STNLCD和TFT-LCD的生產(chǎn)技術(shù)，液晶顯示行業(yè)開始快速發(fā)展。隨著液晶技術(shù)的完善和成熟，越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域開始應(yīng)用液晶顯示技術(shù)，液晶顯示的地位日益突出。

中國大陸地區(qū)早在20世紀(jì)80年代初期就開始引進(jìn)TN-LCD和STN-LCD 的生產(chǎn)線，現(xiàn)在中國已成為世界上最大的TN-LCD 和STN-LCD 生產(chǎn)基地。從2004年開始，中國大陸地區(qū)開始自主研發(fā)TFT-LCD技術(shù)。雖然起步比日本、韓國以及中國臺灣地區(qū)要晚，但是國家一直全力支持液晶設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。例如：在國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年版）》中，“新型顯示設(shè)備、中高分辨率的彩色顯像管/顯示管和玻殼制造及技術(shù)開發(fā)”被設(shè)為鼓勵類項目；“液晶顯示技術(shù)”由原信息產(chǎn)業(yè)部載入《信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長期規(guī)劃綱要》，國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部重點支持新型平板顯示技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化專項。

4.2 液晶顯示技術(shù)成熟度預(yù)測

4.2.1 專利的檢索和篩選

中國液晶顯示器生產(chǎn)企業(yè)從代加工到積極開展技術(shù)研發(fā)經(jīng)歷了近30年的發(fā)展過程，取得了非常顯著的成果。在此時期，中國專利保護(hù)的相關(guān)法律也開始步入正軌，從國家到企業(yè)都開始重視對科研成果的保護(hù)。因此，中國專利數(shù)據(jù)庫中液晶顯示技術(shù)的相關(guān)專利可以反映中國液晶顯示行業(yè)的發(fā)展過程。

利用互聯(lián)網(wǎng)訪問中國的專利數(shù)據(jù)庫，以“液晶顯示”為關(guān)鍵詞檢索相關(guān)專利信息。具體而言：利用上海知識產(chǎn)權(quán)（專利信息）公共服務(wù)平臺檢索系統(tǒng)檢索出1986—2013年與液晶顯示技術(shù)相關(guān)的專利共57533件；利用佰騰專利數(shù)據(jù)庫檢索到包括關(guān)鍵詞“液晶顯示”的專利共65459 件。綜合上述檢索結(jié)果，剔除與液晶顯示技術(shù)的相關(guān)性較小的專利，剩余專利近3萬件。

4.2.2 專利的分級

對近3萬份專利進(jìn)行分析，結(jié)合從互聯(lián)網(wǎng)獲取的相關(guān)資訊，研究各類液晶顯示產(chǎn)品的出現(xiàn)順序以及其核心技術(shù)間的遞進(jìn)關(guān)系。對于液晶顯示來說，需要解決的技術(shù)瓶頸有分辨率、點距、波紋、響應(yīng)時間、可視角度、亮度和對比度。據(jù)此，根據(jù)預(yù)測模型中指標(biāo)的測量辦法，用5個等級劃分液晶顯示專利等級：

1）外觀上的解決方案。若液晶顯示產(chǎn)品發(fā)生外觀上的變化或數(shù)量特性上的變化等，不具有任何核心技術(shù)方面的創(chuàng)新，則此類專利的等級為1。

2）少量的改進(jìn)。若液晶顯示產(chǎn)品發(fā)生部分質(zhì)變——包括結(jié)構(gòu)和工藝等方面的改進(jìn)，則此類專利等級為2。

3）根本性的改進(jìn)。即利用其他行業(yè)的已有材料或技術(shù)解決液晶顯示產(chǎn)品的現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，使液晶顯示核心技術(shù)發(fā)生質(zhì)變，則此類專利等級為3。

4）新原理。即采用全新的工作原理，用綜合性能更高的核心技術(shù)代替現(xiàn)有的液晶顯示技術(shù)。此類專利等級都為4。

5）新發(fā)現(xiàn)。在超越現(xiàn)在技術(shù)的自然限制上發(fā)現(xiàn)一種新的科學(xué)定律，在某種場的作用下滿足人們對液晶顯示的需要，則此類專利等級為5。

4.2.3 液晶顯示技術(shù)成熟度預(yù)測

根據(jù)技術(shù)成熟度預(yù)測模型，分別構(gòu)建對應(yīng)的專利特性曲線，將得到的曲線與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品技術(shù)生命周期曲線進(jìn)行對比，對液晶顯示技術(shù)成熟度進(jìn)行預(yù)測判斷。具體過程如下：

第一步，分析專利數(shù)量曲線。

對篩選出的近3萬份專利按時間順序排序，繪制液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量與時間對應(yīng)的曲線圖，如圖3所示。圖3顯示：1986—1993年期間液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量增長非常緩慢，說明此階段該技術(shù)還未引起公眾的注視；1994—1998年期間，專利數(shù)據(jù)開始快速增長，1999年出現(xiàn)回落、增長緩慢；2000年以后，液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量開始急劇增長，直到2008年都維持著強(qiáng)勁、迅猛的增長勢頭，且曲線斜率也較大；2009年開始，液晶顯示專利技術(shù)專利數(shù)量開始下滑，直到2013年都呈下降趨勢。將圖3所示的液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量曲線圖與產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測中的標(biāo)準(zhǔn)專利數(shù)量曲線圖進(jìn)行對比分析，可看出1986—2013年期間液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量曲線圖基本完全展現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)化的整個過程。由此可初步判斷：中國液晶顯示技術(shù)已進(jìn)入成熟期后期，即將步入退出期。

圖3 1986—2013年中國液晶顯示技術(shù)專利數(shù)量曲線圖

第二步，分析專利等級曲線。

利用液晶顯示技術(shù)專利等級劃分辦法，對篩選出的近3萬件液晶顯示技術(shù)專利進(jìn)行等級劃分。由于數(shù)據(jù)量太過龐大，因此對專利數(shù)量超過100件的年份采用抽樣法近似計算該年的專利等級均值。計算辦法如下：在上海知識產(chǎn)權(quán)（專利信息）公共服務(wù)平臺檢索系統(tǒng)中按“主分類號”對每年專利進(jìn)行排序，每頁共20條專利；分別從每頁中選取第1個、10個、20個專利作為研究樣本，對從當(dāng)年抽取的所有專利樣本按等級劃分辦法進(jìn)行評價打分；最后取算術(shù)均值作為當(dāng)年技術(shù)專利等級均值的估計值。對應(yīng)地繪制液晶顯示技術(shù)專利等級與時間對應(yīng)的折線圖，如圖4 所 示。圖4 顯 示：1986—1991 年期間 液晶顯示技術(shù)的專利等級呈逐年下降狀態(tài)；1992年出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，出現(xiàn)第一個拐點；1992—2000 年液晶顯示技術(shù)的專利等級呈遞增趨勢，于2000年達(dá)到高峰；自2010年以來專利等級曲線直線下降，直至2011年開始出現(xiàn)回升至2013年。將圖4所示的液晶顯示技術(shù)專利等級曲線圖與產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測中的標(biāo)準(zhǔn)專利等級曲線圖進(jìn)行對比分析可發(fā)現(xiàn)：1986—2010年期間基本呈一個完整的專利等級生命周期，說明液晶顯示技術(shù)在2010年已進(jìn)入成熟期后期、即將步入退出期；2011年專利發(fā)明等級開始回升，說明可能已出現(xiàn)新的核心技術(shù)，引導(dǎo)液晶顯示技術(shù)開始走向更高一層的技術(shù)生命周期循環(huán)。

圖4 1986—2013年中國液晶顯示技術(shù)專利等級曲線圖

3）分析產(chǎn)品銷售量曲線。

2001年中國推出第一臺自主研發(fā)的液晶顯示器，因此本文統(tǒng)計2002—2013年中國的液晶顯示器銷售量（見圖5），數(shù)據(jù)來源于行業(yè)年鑒以及互聯(lián)網(wǎng)。從圖5可看出：2002—2004年期間中國的液晶顯示器銷售量增長緩慢；之后直到2013年液晶顯示器銷售量整體上呈快速增長態(tài)勢；2013年的銷售量仍處于曲線斜率較大的位置。將圖5所示的液晶顯示器銷售量曲線圖與產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測中的標(biāo)準(zhǔn)銷售量曲線圖進(jìn)行對比分析可發(fā)現(xiàn)，2002—2013年期間的銷售量曲線基本呈現(xiàn)出液晶顯示技術(shù)在成長期和成熟期的曲線特征，說明2013年液晶顯示技術(shù)至少處于成熟期。

圖5 2002—2013年中國液晶顯示器銷售量曲線圖

由此可以做出判斷：液晶顯示技術(shù)已進(jìn)入成熟期后期、即將步入退出期。在此情況下，增加液晶顯示技術(shù)的研發(fā)投入已不能獲得客觀收益，企業(yè)應(yīng)尋找替代技術(shù)或新的核心技術(shù)，但是生產(chǎn)該類產(chǎn)品仍能獲取利潤。同時，市場也顯示：智能電視、平板電腦、3G/4G 手機(jī)等新概念新事物的出現(xiàn)以及飛速發(fā)展，帶動了液晶顯示器的銷售量，產(chǎn)品的其他核心技術(shù)的升級帶動了液晶顯示屏的銷售。

5 結(jié)語

本文基于TRIZ 和產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化理論，以專利數(shù)量、專利等級和產(chǎn)品銷售量為三大預(yù)測指標(biāo)，構(gòu)建了基于專利分析的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型，并以液晶顯示技術(shù)為例進(jìn)行了實證檢驗，剖析了該預(yù)測方法在高新技術(shù)企業(yè)中的具體應(yīng)用，為企業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門的研發(fā)投資和產(chǎn)業(yè)布局提供了快捷有效的預(yù)測手段和決策支持。

本文的主要結(jié)論如下：

第一，理論分析和案例研究結(jié)果展示，以專利數(shù)量、專利等級和產(chǎn)品銷售量為預(yù)測指標(biāo)構(gòu)建的基于專利分析的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測模型，可為企業(yè)準(zhǔn)確把握當(dāng)前技術(shù)在市場中的位置、預(yù)測技術(shù)的發(fā)展趨勢提供決策支撐。產(chǎn)品進(jìn)化的實質(zhì)是核心技術(shù)從低級向高級的變化，處于嬰兒期的技術(shù)往往是一項專利，很難判斷其未來收益；處于成長期的技術(shù)具有絕對的競爭優(yōu)勢，能為擁有者和開發(fā)者帶來巨大財富；技術(shù)處于成熟期的產(chǎn)品可為企業(yè)賺取利潤，而退出期的技術(shù)處于完全落后狀態(tài)或變得非常普通。

第二，根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)成熟度的預(yù)測結(jié)果：若產(chǎn)品的技術(shù)成熟度處于嬰兒期或成長期，則應(yīng)優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，進(jìn)行漸進(jìn)性創(chuàng)新，改善S型曲線；若產(chǎn)品的技術(shù)成熟度處于成熟度或退出期，則應(yīng)尋找新的替代技術(shù)，進(jìn)行破壞性創(chuàng)新，產(chǎn)生新的S型曲線，從而得到更寬廣的發(fā)展空間。

第三，目前液晶顯示產(chǎn)品的性能已能滿足人們的需求，雖然近幾年智能手機(jī)、智能電視以及平板電腦的熱銷為液晶顯示市場帶來了巨大商機(jī)，液晶顯示器的銷售情況也蒸蒸日上，但是值得注意的是，液晶顯示技術(shù)已進(jìn)入成熟期后期、即將步入退出期。根據(jù)這一預(yù)測結(jié)果，企業(yè)應(yīng)對新一代液晶顯示核心技術(shù)的開發(fā)進(jìn)行重點投入，選擇替代技術(shù)或新的核心技術(shù)。

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