基于專利數(shù)據(jù)的企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)識(shí)別方法研究

朱琳，戰(zhàn)洪飛，余軍合，王瑞

（寧波大學(xué) 機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院，浙江 寧波 315211）

一、引言

現(xiàn)今在技術(shù)迅速更迭的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科技技術(shù)創(chuàng)新已然成為企業(yè)不斷提升自身核心競爭力的關(guān)鍵要素，新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得企業(yè)在解決業(yè)務(wù)問題時(shí)面臨的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的選擇更加多樣化和復(fù)雜化。一旦企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)方向的識(shí)別和選擇上有所偏差，不僅會(huì)錯(cuò)失最佳解決問題時(shí)機(jī)，造成大量人力和物力資源的浪費(fèi)，而且還會(huì)影響企業(yè)未來技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，準(zhǔn)確分析未來技術(shù)演化趨勢(shì)，并及時(shí)把握技術(shù)更替帶來的良好機(jī)遇對(duì)企業(yè)提升業(yè)務(wù)問題的求解績效尤為重要。

技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)分析相關(guān)的研究，國外已經(jīng)開展了較多的研究工作，起步較早。Porter等（1995）[1]利用監(jiān)測(cè)和文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)來挖掘和分析多芯片模塊開發(fā)領(lǐng)域的相關(guān)信息，以有效生成新興技術(shù)創(chuàng)新情報(bào)；Jeong等（2015）[2]以太陽能照明設(shè)備為例，通過研究市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)路線圖來尋找新的技術(shù)機(jī)會(huì)。Kim等（2011）[3]通過從專利中獲得的技術(shù)屬性和功能與TRIZ趨勢(shì)聯(lián)系起來，以尋求進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)的方向。Yoon等（2005，2007）[4-5]通過文本挖掘提取薄膜晶體管-液晶顯示器相關(guān)專利的關(guān)鍵詞，提出了基于關(guān)鍵詞的形態(tài)分析法來總結(jié)技術(shù)形態(tài)，來探究可替代的更有效的新興技術(shù)組合方案；Park H等（2012）[6]提出應(yīng)用SAO結(jié)構(gòu)來挖掘分析專利文本信息，開發(fā)技術(shù)樹來分析技術(shù)機(jī)會(huì)的綜合信息；Kang等（2015）[7]利用文本挖掘技術(shù)構(gòu)建專利地圖，通過定量分析技術(shù)新穎度，并對(duì)發(fā)光二極管的熱管理技術(shù)進(jìn)行了實(shí)例研究；Fang等（2015）[8]運(yùn)用文本聚類方法來識(shí)別微藻生物燃料領(lǐng)域科學(xué)論文和專利所展現(xiàn)的不同技術(shù)，來發(fā)現(xiàn)可能存在的技術(shù)機(jī)會(huì)；JoséM等（2013）[9]通過結(jié)合技術(shù)挖掘方法和語義TRIZ方法來迅速準(zhǔn)確地識(shí)別石墨烯在陰極材料中的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。在國內(nèi)，汪雪鋒等（2014）[10]為給企業(yè)提供更多更好的技術(shù)創(chuàng)新方案，引入了形態(tài)分析法來構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的創(chuàng)新導(dǎo)圖；潘東華（2014）[11]對(duì)科技期刊文獻(xiàn)進(jìn)行深入研究，在探究鋁電解領(lǐng)域有潛力的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)時(shí)使用了共詞分析與可視化技術(shù)，以期從理論研究角度為企業(yè)業(yè)務(wù)活動(dòng)的技術(shù)創(chuàng)新過程提供支持；陳浩義等（2011）[12]為給企業(yè)決策者識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新方案提供更加科學(xué)有效的依據(jù)，分析了企業(yè)外部環(huán)境因素并構(gòu)建了基于信息分析的技術(shù)機(jī)會(huì)識(shí)別分析模型；李乾瑞等（2018）[13]運(yùn)用SAO語義分析的技術(shù)，構(gòu)建技術(shù)路線圖來分析染料敏化太陽能電池領(lǐng)域的技術(shù)演化路線，以識(shí)別可能存在的技術(shù)創(chuàng)新方案；許琦（2013）[14]通過專利引證網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了更為全面的專利搜索路徑并進(jìn)行文本挖掘和分析，以探索數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)；郭俊芳等（2014）[15]將SAO結(jié)構(gòu)分析法引入到技術(shù)路線圖中來探究染料敏化太陽能電池領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

從國內(nèi)外的研究可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究較少對(duì)其所提出的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，一些學(xué)者專注于新興的技術(shù)，刻意強(qiáng)調(diào)所研究領(lǐng)域技術(shù)的新穎性，而忽略了企業(yè)實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用能力，以致于其研究分析得出的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)并不一定適合當(dāng)前企業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向，往往難以在企業(yè)得到實(shí)際有效的應(yīng)用。因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，引入了基于專利三維技術(shù)功效圖的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)分析方法，采用大數(shù)據(jù)文本分析技術(shù)，挖掘相關(guān)新興技術(shù)專利數(shù)據(jù)中隱含的創(chuàng)新機(jī)遇。一方面可以針對(duì)企業(yè)產(chǎn)品功能需求，找到對(duì)應(yīng)的技術(shù)組合方案情況，并與企業(yè)技術(shù)功效圖進(jìn)行對(duì)比分析，從而發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)；另一方面可以通過綜合分析每一技術(shù)機(jī)會(huì)的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，主要從技術(shù)新穎度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性角度來計(jì)算分析技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值以輔助決策。這對(duì)于企業(yè)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)決策具有重要的理論研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

二、基于專利數(shù)據(jù)的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)識(shí)別方法構(gòu)建

（一）專利三維技術(shù)功效矩陣的構(gòu)建

當(dāng)前，在記錄技術(shù)創(chuàng)新信息的各類文獻(xiàn)中，專利有著數(shù)量可觀，記錄技術(shù)信息真實(shí)詳細(xì)，新穎可靠以及內(nèi)容格式較為標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，記載著80%以上的技術(shù)相關(guān)知識(shí)[16]。因此本文基于專利數(shù)據(jù)建立三維技術(shù)功效矩陣以挖掘技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

專利三維技術(shù)功效矩陣圖結(jié)合了兩種技術(shù)分析方法：技術(shù)功效矩陣和技術(shù)路線圖，即把功效特征、技術(shù)特征和時(shí)間特征分別作為三維空間坐標(biāo)的三軸，建立專利三維技術(shù)功效矩陣的分析模型。由此，不僅能夠體現(xiàn)專利技術(shù)功效矩陣的映射功能，得出目標(biāo)領(lǐng)域功效信息與技術(shù)信息的內(nèi)在聯(lián)系，即通過哪些技術(shù)方法來實(shí)現(xiàn)某些功能效果；還能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的二維技術(shù)功效矩陣體現(xiàn)不出技術(shù)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)的缺陷，補(bǔ)充技術(shù)路線圖的展現(xiàn)功能，從多個(gè)維度更全面地展現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的整體情況和變化趨勢(shì)，得出目標(biāo)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的技術(shù)成熟度和延續(xù)性信息。

專利三維技術(shù)功效矩陣的構(gòu)建流程主要包括三個(gè)核心環(huán)節(jié)，具體如圖1所示。

1.數(shù)據(jù)采集和清理：首先對(duì)產(chǎn)品以及產(chǎn)品功能需求進(jìn)行綜合性分析和規(guī)范化表述，以“產(chǎn)品+產(chǎn)品功能”為關(guān)鍵詞來全面、準(zhǔn)確地檢索相關(guān)專利信息，如“豆?jié){機(jī)+減震降噪”等。構(gòu)建技術(shù)功效圖的數(shù)據(jù)源主要有中文專利、美國專利、德溫特專利等專利資源，根據(jù)所確定的業(yè)務(wù)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵詞，以企業(yè)實(shí)際研究需要為背景，來確定數(shù)據(jù)源進(jìn)行專利挖掘。把抓取到的專利數(shù)據(jù)整合并存儲(chǔ)，形成專利信息庫。初始爬取到的專利數(shù)據(jù)往往是不規(guī)則的，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。由于專利的題目和摘要信息格式較為規(guī)范，且簡練總結(jié)了專利所涉及的技術(shù)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能效果等信息，因此本文抽取專利的題目和摘要數(shù)據(jù)來獲取每項(xiàng)專利的技術(shù)功效信息，抽取專利的說明書數(shù)據(jù)來獲取主題聚類信息。并將抽取到的所有數(shù)據(jù)通過文本去重、分句分詞、刪除停用詞、詞性標(biāo)注等方式，去除大量無用的噪點(diǎn)數(shù)據(jù)，不斷精簡原始數(shù)據(jù)庫，從而形成專利語料庫，為下一步驟做好前期準(zhǔn)備。

圖1 專利三維技術(shù)功效矩陣的構(gòu)建流程

2.主題分類、技術(shù)詞與功效詞提取：首先基于LDA模型確定了產(chǎn)品所在領(lǐng)域的技術(shù)主題和功效主題。繼而進(jìn)行專利技術(shù)詞和功效詞的提取，其中技術(shù)類信息為專利中所涉及的原理、算法、結(jié)構(gòu)、組件、材料、零部件、軟件工具、理論、方法等信息，可以劃分為多個(gè)層次，從橫向或縱向上進(jìn)行擴(kuò)展研究。功效類信息指實(shí)施該專利方案所能實(shí)現(xiàn)的功能效果等信息。通常從專利摘要中來提取技術(shù)詞與功效詞，通過研究發(fā)現(xiàn)專利摘要中的技術(shù)詞前往往有較為明顯的引導(dǎo)詞，例如：“運(yùn)用……方法/原理”“應(yīng)用……軟件/技術(shù)”等，本文通過定義一些相關(guān)的規(guī)則庫，提取符合這些規(guī)則的句子，并抽取規(guī)則中間的名詞短語作為技術(shù)詞候選詞；功效短語的構(gòu)詞結(jié)構(gòu)也較為規(guī)范，往往由動(dòng)賓結(jié)構(gòu)（v+n、v+n/a+n）或主謂結(jié)構(gòu)（n+a）等的短語組合而成，例如：“降低噪聲”“整體結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀”“達(dá)到了……的效果”等，將專利摘要文本中符合以上結(jié)構(gòu)的短語提取出來作為功效詞候選詞。并對(duì)提取得到的技術(shù)詞候選詞和功效詞候選詞進(jìn)行過濾處理，進(jìn)而形成該領(lǐng)域?qū)＠募夹g(shù)詞詞典和功效詞詞典，并不斷更新完善詞典。同時(shí)分類標(biāo)注每項(xiàng)專利的技術(shù)特點(diǎn)、功效特點(diǎn)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

3.可視化分析：根據(jù)以上步驟確定的技術(shù)主題分類和功效主題分類，以功效特征為x軸、技術(shù)特征為y軸、時(shí)間節(jié)點(diǎn)為z軸，建立空間直角坐標(biāo)系形成三維技術(shù)功效矩陣結(jié)構(gòu)。并進(jìn)行專利數(shù)據(jù)填充，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)相對(duì)應(yīng)技術(shù)、功效和時(shí)間在各個(gè)交點(diǎn)位置上的的專利數(shù)量。當(dāng)技術(shù)分類維數(shù)和功效分類緯數(shù)過多或者專利數(shù)量過大時(shí)，可以應(yīng)用分布式計(jì)算來提高統(tǒng)計(jì)效率。最后將已統(tǒng)計(jì)好的專利數(shù)量填充到三維技術(shù)功效矩陣中的對(duì)應(yīng)交點(diǎn)處，并以氣泡圖的形式更直觀地展示出各交點(diǎn)處的專利數(shù)量大小[17]，完成三維技術(shù)功效圖的構(gòu)建。通過三維技術(shù)功效圖的可視化分析，可得到該研究領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的技術(shù)成熟度和延續(xù)性信息，以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而識(shí)別該領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

（二）基于專利三維技術(shù)功效矩陣的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)識(shí)別分析

構(gòu)建出三維技術(shù)功效矩陣后，進(jìn)而對(duì)三維技術(shù)功效矩陣x軸上每個(gè)功效特征節(jié)點(diǎn)進(jìn)行平行于y-z平面的切片分析，與企業(yè)技術(shù)功效圖進(jìn)行綜合對(duì)比得出企業(yè)已有技術(shù)研發(fā)情況與國際技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展情況的差異，進(jìn)而初步識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)，為企業(yè)解決業(yè)務(wù)問題提供更加優(yōu)化和創(chuàng)新的知識(shí)。本文構(gòu)建的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)識(shí)別方法如圖2所示，其中切片對(duì)比分析圖中“√”表示企業(yè)對(duì)該技術(shù)功效組合已有較少研究；“◇”表示企業(yè)對(duì)該技術(shù)功效組合已有較多研究；“○”表示企業(yè)對(duì)該技術(shù)功效組合已有很多研究和應(yīng)用。

圖2 基于專利數(shù)據(jù)的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)識(shí)別方法

對(duì)三維技術(shù)功效模型進(jìn)行綜合分析，以三維模型中的每一縱向分支表示該研究領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)機(jī)會(huì)，氣泡的大小程度體現(xiàn)出各個(gè)交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)專利數(shù)量的多少。每個(gè)技術(shù)機(jī)會(huì)由對(duì)應(yīng)的兩個(gè)維度的具體特征一同來確定：功效維度和技術(shù)維度。根據(jù)三維模型圖中各個(gè)技術(shù)機(jī)會(huì)上專利數(shù)量分布情況，經(jīng)過研究可以發(fā)現(xiàn)：

（1）若一個(gè)技術(shù)機(jī)會(huì)所涉及的專利數(shù)量整體分布較密集、氣泡較大、技術(shù)成熟度較高，且專利數(shù)量的動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)也比較平穩(wěn)、連續(xù)性較好，則為該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)（如圖中a11）。

（2）若技術(shù)機(jī)會(huì)涉及的專利數(shù)目總體上雖然不多，但在近些年中增長較快，甚至出現(xiàn)了爆發(fā)性增加，則為技術(shù)研發(fā)的新晉點(diǎn)（如圖中a21）。新晉點(diǎn)強(qiáng)調(diào)近幾年的發(fā)展趨勢(shì)良好，是引領(lǐng)未來發(fā)展的技術(shù)機(jī)會(huì)。對(duì)于技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)和新晉點(diǎn)，若企業(yè)已有相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用，應(yīng)繼續(xù)保持或加大力度。若企業(yè)還沒有相關(guān)研究與應(yīng)用，應(yīng)予以重視，抓住時(shí)機(jī)跟上國際技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。

（3）若某一技術(shù)機(jī)會(huì)所包含的專利數(shù)量總體上較少，且發(fā)展的連續(xù)性較差，則為技術(shù)研發(fā)的稀疏點(diǎn)（如圖中a31）。對(duì)于稀疏點(diǎn)，說明該類技術(shù)研發(fā)已有一定的基礎(chǔ)，但技術(shù)成熟度不高，尚沒有形成系統(tǒng)。若企業(yè)還沒有對(duì)其投入較多關(guān)注，未來在結(jié)合市場(chǎng)需求發(fā)展情況的前提下，企業(yè)可適度投入研發(fā)。若企業(yè)已有相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用，且符合市場(chǎng)需求，可適當(dāng)加大力度投入研發(fā)，爭取發(fā)展成為企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，提高自身競爭力；若并不符合市場(chǎng)需求，企業(yè)可適當(dāng)減少研發(fā)力度，合理配置資源給更好的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

（4）若某一技術(shù)機(jī)會(huì)所包含的專利數(shù)量在整個(gè)時(shí)間段都極少，甚至幾乎沒有相關(guān)專利，則為該技術(shù)領(lǐng)域的空白點(diǎn)（如圖中a13）。則該技術(shù)機(jī)會(huì)的基礎(chǔ)技術(shù)尚且不夠扎實(shí)，企業(yè)可適當(dāng)關(guān)注，待基礎(chǔ)技術(shù)逐漸成熟，取得一定的突破后，結(jié)合市場(chǎng)需求方向及時(shí)抓住時(shí)機(jī)進(jìn)行規(guī)劃布局技術(shù)研發(fā)方向和力度，不錯(cuò)失良機(jī)。

（三）技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)評(píng)價(jià)分析

進(jìn)一步對(duì)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)進(jìn)行潛在價(jià)值評(píng)價(jià)分析，評(píng)估技術(shù)機(jī)會(huì)是否切實(shí)適合企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。本文主要從技術(shù)新穎度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性兩個(gè)角度來計(jì)算分析技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值，根據(jù)三維技術(shù)功效矩陣圖與企業(yè)技術(shù)功效圖的對(duì)比分析，最大限度地挖掘所選數(shù)據(jù)資源背后的技術(shù)機(jī)會(huì)潛在價(jià)值，來輔助評(píng)判有益于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的技術(shù)機(jī)會(huì)。并進(jìn)行最佳技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)排序，確定接下來的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向，提高企業(yè)業(yè)務(wù)求解績效。

在參考相關(guān)研究的基礎(chǔ)上[18-20]，本文結(jié)合企業(yè)內(nèi)部技術(shù)功效圖和國際技術(shù)研發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)以及技術(shù)成熟度和延續(xù)性情況對(duì)公式進(jìn)行了改進(jìn)，通過同行評(píng)議法、專家打分法等定性方法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法等定量方法相結(jié)合的方式來計(jì)算分析各技術(shù)創(chuàng)新方向的潛力參數(shù)：技術(shù)新穎度x1i和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性x2i。由于各參數(shù)指標(biāo)的計(jì)量單位不同，最后需要進(jìn)行歸一化處理計(jì)算各技術(shù)機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值，從而確定最佳技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的排序。為企業(yè)決策人員決定下一步的主要技術(shù)創(chuàng)新方向提供知識(shí)服務(wù)。具體過程如下：

公式（1）左邊zi表示第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值。x1i和x2i分別代表判斷第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)潛力的兩項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)新穎度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性。各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)分別為α1、α2，由專家打分確定。

公式（2）表示計(jì)算分析第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的技術(shù)新穎度x1i。式中αti表示第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)功效組合分支近五年所包含的專利數(shù)量，αni表示該技術(shù)功效組合分支所有年份包含的專利數(shù)量總和。由此說明如果一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)近幾年發(fā)展趨勢(shì)越好，其所包含的近五年的專利數(shù)量越多，其技術(shù)新穎度越高。

公式（3）表示計(jì)算分析第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性x2i，式子由兩部分之和組成，一部分為第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)功效組合分支所包含的專利數(shù)量與同一功效特征下所有技術(shù)機(jī)會(huì)的專利總量的比值；另一部分c（t）表示企業(yè)對(duì)該技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)已經(jīng)有所研究和應(yīng)用的程度，由企業(yè)內(nèi)部專家通過分析企業(yè)研發(fā)成果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品案例等信息來確定，對(duì)應(yīng)賦分情況如表1所示。即式中，αei表示第i種技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)功效組合分支所包含的專利數(shù)量；n表示同一功效特征下所有技術(shù)機(jī)會(huì)總數(shù)。此公式用以表明技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)所對(duì)應(yīng)的技術(shù)功效組合分支所包含的專利數(shù)量越多，企業(yè)對(duì)其已經(jīng)有所研究和應(yīng)用的程度越大，該技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)越有可能在實(shí)際中得到實(shí)施和發(fā)展。

公式（4）表示對(duì)技術(shù)機(jī)會(huì)的以上各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行歸一化處理。以上各項(xiàng)參數(shù)值根據(jù)其自身的特點(diǎn)有著不同的計(jì)量單位，需對(duì)其進(jìn)行歸一化處理來計(jì)算各技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)潛在的價(jià)值。通過以上公式的計(jì)算分析可得出各個(gè)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值，并根據(jù)其大小來排序，進(jìn)而幫助企業(yè)決策人員得到最佳技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)，找到切實(shí)適合企業(yè)，可以為企業(yè)帶來良好發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

表1 企業(yè)相關(guān)研究基礎(chǔ)情況對(duì)應(yīng)的c（t）賦分表

三、實(shí)例分析

（一）專利數(shù)據(jù)挖掘

本研究的數(shù)據(jù)來自中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)專利數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫具有海量的專利資源、數(shù)據(jù)真實(shí)可靠、專利文本格式規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)。首先以豆?jié){機(jī)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞在該平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行專利檢索，共檢索到全國2000—2018年間發(fā)布的相關(guān)專利6 362條。由于專利從提出申請(qǐng)到公布通常有一年左右的滯后期，所以2018年的專利數(shù)據(jù)是不完整的，下文分析時(shí)不過多討論。

（二）專利三維技術(shù)功效圖與企業(yè)技術(shù)功效圖對(duì)比分析

本研究選取2010—2017年共設(shè)置了八個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以功效特征詞為x軸、技術(shù)特征詞為y軸、時(shí)間節(jié)點(diǎn)為z軸建立三維空間結(jié)構(gòu)，其中每一縱向分支表示該研究領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)機(jī)會(huì)，氣泡的大小程度體現(xiàn)出各個(gè)交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)技術(shù)功效和時(shí)間的專利數(shù)量有多少。由于整張圖所占篇幅過大，選取技術(shù)分類：粉碎組件、電機(jī)、電熱電器技術(shù)、控制面板；功效分類：減震降噪、提升粉碎效果、智能化自動(dòng)化為例進(jìn)行展示（見圖3）。對(duì)應(yīng)的全國技術(shù)功效與企業(yè)技術(shù)功效對(duì)比分析表如表2所示。

圖3 三維技術(shù)功效圖（部分）

表2 全國技術(shù)功效與企業(yè)技術(shù)功效對(duì)比分析表

從圖3、表2中可以看出，通過改善電熱電器技術(shù)來提升安全可靠性（技術(shù)機(jī)會(huì)1）以及改進(jìn)粉碎組件來提升粉碎效果（技術(shù)機(jī)會(huì)2）的專利數(shù)量處于明顯的突出地位，貫穿整個(gè)時(shí)間段，其專利數(shù)量一直處于較高水平，是該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)。此外，通過改善電機(jī)來減震降噪（技術(shù)機(jī)會(huì)3）的專利數(shù)量在2010—2013年雖然不多，但在2013年后開始穩(wěn)步增加，且近幾年發(fā)展趨勢(shì)良好，因此是技術(shù)發(fā)展的新晉點(diǎn)。由企業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)功效圖中可看出，企業(yè)已經(jīng)在以上熱點(diǎn)和新晉點(diǎn)技術(shù)機(jī)會(huì)上投入研究，應(yīng)繼續(xù)保持或加大研發(fā)力度。

由于二維技術(shù)功效矩陣圖體現(xiàn)不出技術(shù)隨時(shí)間發(fā)展的動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)，有一定的局限性和不準(zhǔn)確性。由分析三維技術(shù)功效圖所發(fā)現(xiàn)的結(jié)論可以對(duì)二維技術(shù)功效矩陣圖的分析結(jié)果有一定的修正和補(bǔ)充。比如，雖然通過改善電機(jī)來提升粉碎效果（技術(shù)機(jī)會(huì)4）這一技術(shù)機(jī)會(huì)總體上專利數(shù)量并不突出，在2014年下降波動(dòng)明顯，但從全局來看，其近幾年技術(shù)發(fā)展延續(xù)性良好，仍然是該技術(shù)領(lǐng)域的新晉點(diǎn)。而如何通過改善控制面板和利用電熱電器技術(shù)來提升豆?jié){機(jī)智能化自動(dòng)化（技術(shù)機(jī)會(huì)5和技術(shù)機(jī)會(huì)6）這兩項(xiàng)技術(shù)機(jī)會(huì)所包含的專利數(shù)量整體上波動(dòng)較大，在2011—2013年專利數(shù)量不多，總的發(fā)展連續(xù)性較為不足，還不夠成為該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)，但近三年這兩項(xiàng)技術(shù)機(jī)會(huì)所包含的專利數(shù)量出現(xiàn)了明顯較好的發(fā)展趨勢(shì)，因此可看作該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的新晉點(diǎn)。目前企業(yè)對(duì)通過改善控制面板來提升豆?jié){機(jī)智能化自動(dòng)化還沒有投入較多關(guān)注，未來在結(jié)合市場(chǎng)需求發(fā)展情況的前提下，企業(yè)可適度投入研發(fā)。

另外，通過改善粉碎組件來實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)化（技術(shù)機(jī)會(huì)7）為該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的空白點(diǎn)，其所包含的專利數(shù)量在整個(gè)時(shí)間段都很少，專利分布較為離散，甚至幾乎沒有相關(guān)專利。由此看來，該技術(shù)機(jī)會(huì)的基礎(chǔ)技術(shù)尚且不夠扎實(shí)，企業(yè)可適當(dāng)關(guān)注，待基礎(chǔ)技術(shù)逐漸成熟，取得一定的突破后，及時(shí)抓住時(shí)機(jī)進(jìn)行規(guī)劃布局技術(shù)研發(fā)方向和力度，增強(qiáng)企業(yè)自身競爭力。

（三）技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)潛在價(jià)值評(píng)價(jià)分析

為方便表述，以上提到的七種技術(shù)機(jī)會(huì)，按先后順序依次編號(hào)為技術(shù)機(jī)會(huì)1～技術(shù)機(jī)會(huì)7。各技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值由技術(shù)新穎度x1i和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性x2i指標(biāo)共同確定。對(duì)于無法定量分析的指標(biāo)，由企業(yè)專家打分法來確定，如公式（1）中權(quán)重系數(shù)α1和α2依次為0.4、0.6。并依據(jù)公式（2）、公式（3）計(jì)算x1i和x2i，結(jié)果如表3所示。由于上述2項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)量單位有所不同，需根據(jù)公式（4）進(jìn)行歸一化處理，如表4所示。最后，根據(jù)公式（1）計(jì)算各技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值，計(jì)算結(jié)果如表5所示。

表3 各技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的指標(biāo)值

表4 歸一化處理

表5 各技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值

結(jié)果分析，根據(jù)潛在價(jià)值的高低可得出最佳技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的排序依次為：5、3、2、4、1、6、7。企業(yè)決策人員在確定接下來的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向時(shí)，可優(yōu)先考慮排在前面的技術(shù)機(jī)會(huì)，繼而將相關(guān)專利方案推送給相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或產(chǎn)品決策人員。

四、結(jié)語

本研究提出了基于專利文本挖掘與三維技術(shù)功效圖的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)分析方法，并以豆?jié){機(jī)領(lǐng)域?yàn)槔M(jìn)行了實(shí)例研究。將時(shí)間維度、技術(shù)維度和功效維度分別作為三維技術(shù)功效矩陣模型的三軸。此模型不僅能更直觀準(zhǔn)確的體現(xiàn)技術(shù)研發(fā)的動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)，同時(shí)兼具了技術(shù)和功效之間多對(duì)多的映射功能，可以更加全面地分析豆?jié){機(jī)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的技術(shù)成熟度和延續(xù)性情況，更準(zhǔn)確地識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。并參考企業(yè)實(shí)際情況，主要從技術(shù)新穎度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性角度來計(jì)算分析技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)的潛在價(jià)值。進(jìn)而幫助企業(yè)決策者識(shí)別對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)求解有潛力的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)，更加科學(xué)合理地制定進(jìn)一步的技術(shù)研發(fā)策略，提升企業(yè)研發(fā)資源的利用效率和業(yè)務(wù)問題的求解績效，促進(jìn)企業(yè)的智能創(chuàng)新發(fā)展和增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。