基于專利的技術機會識別

宋威

摘 要：技術機會識別是幫助企業在快速變化的市場環境中占據優勢的有效途徑之一，但已有的研究常止于技術領域或產品中的技術空白或熱點技術的挖掘，未針對技術領域或產品提出具體的技術方案，不利于企業的技術創新。本文提出了一種基于專利的技術機會識別路徑，首先基于LDA模型獲取專利技術關鍵詞，進而結合多維技術創新地圖從關鍵詞中識別技術機會，并將所識別的技術機會以技術創新方案的形式予以表述。本文以冷藏集裝箱領域進行案例分析，驗證了所提路徑的有效性及可行性，為企業進行技術機會識別和技術創新決策提供參考。

關鍵詞：技術機會識別;LDA模型;多維技術創新地圖;冷藏集裝箱

1引言

企業等創新主體為了獲得競爭優勢，越來越重視使用有效的方法識別最新和快速增長的技術，通過技術機會識別企業可以快速確定潛在的技術機會，及時開展技術研究，在該技術領域占據優勢。隨著新一輪科技革命與產業革命加速推進，當前技術生命周期逐漸縮短，企業作為科技創新的主體所面臨的環境也越來越復雜[1]，技術機會識別已成為一項重要的研究課題。目前，已有眾多的企業和學者聚焦于對潛在技術機會的研究，運用創新式方法和大數據工具挖掘技術機會，但是目前大多的研究聚焦于分析目標技術領域或產品的熱點技術或技術空白點，未針對技術領域或產品提出具體的技術方案，不利于為企業實施技術創新戰略提供參考，以幫助企業合理規劃創新資源，在復雜多變的市場環境中生存下來[2]。

因此，本文提出了一種基于專利信息識別技術機會并進行技術創新方案評價的路徑，并以冷藏集裝箱為案例進行具體應用，以驗證該路徑的有效性與可行性，對企業做出戰略化技術決策有很高的參考價值。

2相關研究綜述

技術機會是指一項技術或某個特定的領域內取得技術進步的潛力和可能性，根據已有研究，技術機會通常來源于技術文獻，如科學文獻、專利、報告等。其中專利文獻包含大量作為研發活動直接輸出的數據，并按照國際標準進行評估和生成，是進行技術機會識別的重要基礎[3]。目前基于專利的技術機會識別已經有了眾多成熟的研究方法，Byungun Yoon運用GTM方法將專利信息在二維空間內可視化，以發現技術空白點，結合鏈路分析的方法分析已有專利技術與空白技術的聯系，挖掘有潛力的技術機會[4];馮立杰將傳統TRIZ、USIT等創新理論進行總結，結合形態分析學的理論，提出了多維空間專利地圖的技術機會識別方法[5];朱東華采用了基于SAO語義分析技術的系統化技術機會分析模型，該方法通過SAO技術識別新興技術產業的技術方法文獻關鍵語句，構建技術路線圖，追蹤技術演化路徑，最終識別有潛力的技術機會[6];黃魯成提出了基于專利的ABOD-RFM技術機會識別方法，利用ABOD識別具有潛在技術機會的異常專利，再通過RFM對異常專利進行評估以確定目標領域的技術機會[7]。

綜上所述，新興技術的有效運用提高了技術機會識別的準確性，但是以上研究缺少對技術機會進行明確化的表達，降低了企業等對技術機會的有效運用，因此本文在LDA模型輔助下從專利文獻中識別創新要素，結合多維技術創新地圖生成技術創新方案。

3研究路徑

本文基于多維技術創新地構建了技術機會的識別路徑，具體研究路徑為：

第一步，確定研究領域并檢索專利，將檢索結果進行篩選，進行中文分詞，形成詞庫文件;

第二步，運行LDA模型進行主題提取，獲得技術關鍵詞;

第三步，構建空間專利地圖將技術關鍵詞歸維，結合創新法則發掘技術機會，生成技術創新方案;

3.1基于LDA模型的主題提取

LDA模型作為一種自然語言處理方法，相較于人工分析提取內容主題，LDA模型不但擁有快速處理大批量文本的優勢，且具有著發掘潛在主題和不受人工偏見影響的優勢，LDA模型的基本假設是文檔是潛在主題的混合物，其中每個主題都是單詞的分布。因此本文使用LDA模型對數量眾多的專利文件進行主題分析和關鍵詞提取，以節省人工直接從專利獲取關鍵詞的工作量，提高技術機會識別的準確性。

LDA模型的主題數K為人工確定的參數，主題數K影響主題模型預測樣本的準確程度，本文利用困惑度結合模型試運行結果確定最佳的主題數。

3.2多維技術創新地圖識別技術機會

多維技術創新地圖 是基于形態分析的思想，融合了TRIZ、USIT等多種創新理論而誕生的技術機會識別方法。該方法是從現有技術領域中提取關鍵技術要素并進行規范化表達后劃分至9個創新維度（材料維、功能維、環境維、結構維、機理維、空間維、動力體系維、時序維、人機關系維）形成創新子維，再將9個創新法則（分解與去除、組合與集成、局部優化、替代、動態化、自服務、友好化、柔性化、智慧化）依次與創新維度融合，形成“維-法耦合”的多維技術創新地圖，進而識別技術機會。

本文使用了一種具有“創新維度-創新要素-創新法則”三軸的多維技術創新地圖，更直觀和清晰地展示創新要素維度分類與“維-法耦合”的具體路徑，生成技術創新方案。

4案例分析

冷藏集裝箱是冷鏈運輸中最重要的工具之一，中國作為世界上最大的冷藏集裝箱制造國，在掌握傳統冷藏集裝箱制造方法的前提下，需要積極探索冷藏集裝箱的技術機會，實現由制造強國到創造強國的轉變。基于此，本文選擇冷藏集裝箱作為案例，驗證所提出的技術機會與識別路徑。

4.1冷藏集裝箱專利檢索與預處理

本文共檢索得到冷藏集裝箱領域專利930項，經過篩選得到有效專利531項，包括發明專利232項，實用新型292項，外觀專利7項。本文提取所獲得專利文件的名稱和摘要信息，形成原始數據文件，原始數據文件是構建LDA模型和生成技術創新方案的重要基礎。

4.2冷藏集裝箱創新方案生成模型

4.2.1LDA模型獲取技術主題及關鍵詞

為了使LDA模型能精確識別冷藏集裝箱領域的關鍵詞，本文使用困惑度模型得到困惑度曲線在主題數為9時出現拐點，因此確定主題數K=9，然后運行LDA模型，得到模型識別的9個主題及關鍵詞。

4.2.2構建冷藏集裝箱多維技術創新地圖

根據LDA模型的運行結果提取冷藏集裝箱專利文件中具有潛在技術機會的關鍵詞，將所獲得的關鍵詞看作創新要素，繪制在如圖1所示的多維技術創新地圖上。對創新要素進行創新維度劃分進而實現“維-法耦合”，以得到冷藏集裝箱領域的潛在技術機會。

基于多維技術創新地圖，本文從創新要素中共識別出三個冷藏集裝箱領域的技術機會（如圖1所示），并將技術機會表述為以下三種技術創新方案：

①提出了一種冷藏集裝箱陸上運輸時的減震裝置設計，采用發泡聚氨酯填充集裝箱底板，可有效減少集裝箱在陸上運輸過程中的顛簸對貨物的影響，同時起到保溫的作用;

②提出了一種箱內真空環境的冷藏集裝箱設計，在該設計中，將在集裝箱箱門采用密閉設計，將出風口位置替換為真空抽風機，在關閉箱門后開啟抽風機，使集裝箱內處于真空環境，可有效延長貨物保鮮期;

③提出了一種利用太陽能進行自動除霜的冷藏集裝箱設計，冷藏集裝箱的箱內溫度通常在零度以下，因此為了除霜需要人工進行沖水或風機加熱，耗能較大。本文提出一種利用太陽能的除霜設計。該設計將太陽能吸熱板安裝在集裝箱頂板，采用可折疊設計，在集裝箱使用完成后打開吸熱板，利用太陽能快速升高集裝箱內的溫度，達到除霜的目的;

5結論與展望

本文從專利的角度出發，構建了技術機會識別路徑。本文針對現有的技術機會識別相關研究中所存在的問題，利用元易創新方法構建了具有“創新維度-創新要素-創新法則”三軸的多維技術創新地圖，直觀地展示創新要素的維度劃分與“維-法耦合”在技術機會識別中的應用過程，并將所識別的技術機會規范表述為技術創新方案，便于企業等創新主體的應用;

不過，本文缺少對技術創新方案的評價體系，在未來的研究中，應該從新穎性、實用性、創新風險性等多方面對技術創新方案進行評估。

參考文獻：

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[2]范柏乃，呂丹陽，顧賈能.城市技術創新能力、交易效率與經濟發展質量[J/OL].科學學研究：1-18[2021-12-22].https：//doi.org/10.16192/j.cnki.1003-2053.20211206.003.

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[6]李乾瑞，郭俊芳，朱東華.新興技術創新機會識別方法研究[J].中國軟科學，2018（11）：138-147.

[7]黃魯成，李曉宇，李晉.基于專利的ABOD-RFM技術機會識別方法研究[J].情報理論與實踐，2020，43（09）：144-149.

[8]馮立杰，范華森，王金鳳，張珂.產品相似性視角下基于多維技術創新地圖的技術創新路徑及其應用[J].工業工程與管理，2021，26（04）：102-108.DOI：10.19495/j.cnki.1007-5429.2021.04.013.