基于专利的技术机会识别

宋威

摘 要：技术机会识别是帮助企业在快速变化的市场环境中占据优势的有效途径之一，但已有的研究常止于技术领域或产品中的技术空白或热点技术的挖掘，未针对技术领域或产品提出具体的技术方案，不利于企业的技术创新。本文提出了一种基于专利的技术机会识别路径，首先基于LDA模型获取专利技术关键词，进而结合多维技术创新地图从关键词中识别技术机会，并将所识别的技术机会以技术创新方案的形式予以表述。本文以冷藏集装箱领域进行案例分析，验证了所提路径的有效性及可行性，为企业进行技术机会识别和技术创新决策提供参考。

关键词：技术机会识别;LDA模型;多维技术创新地图;冷藏集装箱

1引言

企业等创新主体为了获得竞争优势，越来越重视使用有效的方法识别最新和快速增长的技术，通过技术机会识别企业可以快速确定潜在的技术机会，及时开展技术研究，在该技术领域占据优势。随着新一轮科技革命与产业革命加速推进，当前技术生命周期逐渐缩短，企业作为科技创新的主体所面临的环境也越来越复杂[1]，技术机会识别已成为一项重要的研究课题。目前，已有众多的企业和学者聚焦于对潜在技术机会的研究，运用创新式方法和大数据工具挖掘技术机会，但是目前大多的研究聚焦于分析目标技术领域或产品的热点技术或技术空白点，未针对技术领域或产品提出具体的技术方案，不利于为企业实施技术创新战略提供参考，以帮助企业合理规划创新资源，在复杂多变的市场环境中生存下来[2]。

因此，本文提出了一种基于专利信息识别技术机会并进行技术创新方案评价的路径，并以冷藏集装箱为案例进行具体应用，以验证该路径的有效性与可行性，对企业做出战略化技术决策有很高的参考价值。

2相关研究综述

技术机会是指一项技术或某个特定的领域内取得技术进步的潜力和可能性，根据已有研究，技术机会通常来源于技术文献，如科学文献、专利、报告等。其中专利文献包含大量作为研发活动直接输出的数据，并按照国际标准进行评估和生成，是进行技术机会识别的重要基础[3]。目前基于专利的技术机会识别已经有了众多成熟的研究方法，Byungun Yoon运用GTM方法将专利信息在二维空间内可视化，以发现技术空白点，结合链路分析的方法分析已有专利技术与空白技术的联系，挖掘有潜力的技术机会[4];冯立杰将传统TRIZ、USIT等创新理论进行总结，结合形态分析学的理论，提出了多维空间专利地图的技术机会识别方法[5];朱东华采用了基于SAO语义分析技术的系统化技术机会分析模型，该方法通过SAO技术识别新兴技术产业的技术方法文献关键语句，构建技术路线图，追踪技术演化路径，最终识别有潜力的技术机会[6];黄鲁成提出了基于专利的ABOD-RFM技术机会识别方法，利用ABOD识别具有潜在技术机会的异常专利，再通过RFM对异常专利进行评估以确定目标领域的技术机会[7]。

综上所述，新兴技术的有效运用提高了技术机会识别的准确性，但是以上研究缺少对技术机会进行明确化的表达，降低了企业等对技术机会的有效运用，因此本文在LDA模型辅助下从专利文献中识别创新要素，结合多维技术创新地图生成技术创新方案。

3研究路径

本文基于多维技术创新地构建了技术机会的识别路径，具体研究路径为：

第一步，确定研究领域并检索专利，将检索结果进行筛选，进行中文分词，形成词库文件;

第二步，运行LDA模型进行主题提取，获得技术关键词;

第三步，构建空间专利地图将技术关键词归维，结合创新法则发掘技术机会，生成技术创新方案;

3.1基于LDA模型的主题提取

LDA模型作为一种自然语言处理方法，相较于人工分析提取内容主题，LDA模型不但拥有快速处理大批量文本的优势，且具有着发掘潜在主题和不受人工偏见影响的优势，LDA模型的基本假设是文档是潜在主题的混合物，其中每个主题都是单词的分布。因此本文使用LDA模型对数量众多的专利文件进行主题分析和关键词提取，以节省人工直接从专利获取关键词的工作量，提高技术机会识别的准确性。

LDA模型的主题数K为人工确定的参数，主题数K影响主题模型预测样本的准确程度，本文利用困惑度结合模型试运行結果确定最佳的主题数。

3.2多维技术创新地图识别技术机会

多维技术创新地图 是基于形态分析的思想，融合了TRIZ、USIT等多种创新理论而诞生的技术机会识别方法。该方法是从现有技术领域中提取关键技术要素并进行规范化表达后划分至9个创新维度（材料维、功能维、环境维、结构维、机理维、空间维、动力体系维、时序维、人机关系维）形成创新子维，再将9个创新法则（分解与去除、组合与集成、局部优化、替代、动态化、自服务、友好化、柔性化、智慧化）依次与创新维度融合，形成“维-法耦合”的多维技术创新地图，进而识别技术机会。

本文使用了一种具有“创新维度-创新要素-创新法则”三轴的多维技术创新地图，更直观和清晰地展示创新要素维度分类与“维-法耦合”的具体路径，生成技术创新方案。

4案例分析

冷藏集装箱是冷链运输中最重要的工具之一，中国作为世界上最大的冷藏集装箱制造国，在掌握传统冷藏集装箱制造方法的前提下，需要积极探索冷藏集装箱的技术机会，实现由制造强国到创造强国的转变。基于此，本文选择冷藏集装箱作为案例，验证所提出的技术机会与识别路径。

4.1冷藏集装箱专利检索与预处理

本文共检索得到冷藏集装箱领域专利930项，经过筛选得到有效专利531项，包括发明专利232项，实用新型292项，外观专利7项。本文提取所获得专利文件的名称和摘要信息，形成原始数据文件，原始数据文件是构建LDA模型和生成技术创新方案的重要基础。

4.2冷藏集装箱创新方案生成模型

4.2.1LDA模型获取技术主题及关键词

为了使LDA模型能精确识别冷藏集装箱领域的关键词，本文使用困惑度模型得到困惑度曲线在主题数为9时出现拐点，因此确定主题数K=9，然后运行LDA模型，得到模型识别的9个主题及关键词。

4.2.2构建冷藏集装箱多维技术创新地图

根据LDA模型的运行结果提取冷藏集装箱专利文件中具有潜在技术机会的关键词，将所获得的关键词看作创新要素，绘制在如图1所示的多维技术创新地图上。对创新要素进行创新维度划分进而实现“维-法耦合”，以得到冷藏集装箱领域的潜在技术机会。

基于多维技术创新地图，本文从创新要素中共识别出三个冷藏集装箱领域的技术机会（如图1所示），并将技术机会表述为以下三种技术创新方案：

①提出了一种冷藏集装箱陆上运输时的减震装置设计，采用发泡聚氨酯填充集装箱底板，可有效减少集装箱在陆上运输过程中的颠簸对货物的影响，同时起到保温的作用;

②提出了一种箱内真空环境的冷藏集装箱设计，在该设计中，将在集装箱箱门采用密闭设计，将出风口位置替换为真空抽风机，在关闭箱门后开启抽风机，使集装箱内处于真空环境，可有效延长货物保鲜期;

③提出了一种利用太阳能进行自动除霜的冷藏集装箱设计，冷藏集装箱的箱内温度通常在零度以下，因此为了除霜需要人工进行冲水或风机加热，耗能较大。本文提出一种利用太阳能的除霜设计。该设计将太阳能吸热板安装在集装箱顶板，采用可折叠设计，在集装箱使用完成后打开吸热板，利用太阳能快速升高集装箱内的温度，达到除霜的目的;

5结论与展望

本文从专利的角度出发，构建了技术机会识别路径。本文针对现有的技术机会识别相关研究中所存在的问题，利用元易创新方法构建了具有“创新维度-创新要素-创新法则”三轴的多维技术创新地图，直观地展示创新要素的维度划分与“维-法耦合”在技术机会识别中的应用过程，并将所识别的技术机会规范表述为技术创新方案，便于企业等创新主体的应用;

不过，本文缺少对技术创新方案的评价体系，在未来的研究中，应该从新颖性、实用性、创新風险性等多方面对技术创新方案进行评估。

参考文献：

[1]苏娜平，谭宗颖.技术机会分析方法研究综述与展望[J].情报理论与实践，2020，43（11）：179-186.

[2]范柏乃，吕丹阳，顾贾能.城市技术创新能力、交易效率与经济发展质量[J/OL].科学学研究：1-18[2021-12-22].https：//doi.org/10.16192/j.cnki.1003-2053.20211206.003.

[3]杨辰，王楚涵，陶琬莹，耿爽.基于专利的技术机会识别：深度学习领域的案例分析[J].科技管理研究，2021，41（12）：172-176.

[4]吴菲菲，陈明，黄鲁成.基于GTM的3D生物打印专利技术空白点识别[J].情报杂志，2015，34（03）：58-64.

[5]冯立杰，王亚星，岳俊举，王金凤.基于多维空间专利地图的技术机会分析[J].科技管理研究，2017，37（14）：187-195.

[6]李乾瑞，郭俊芳，朱东华.新兴技术创新机会识别方法研究[J].中国软科学，2018（11）：138-147.

[7]黄鲁成，李晓宇，李晋.基于专利的ABOD-RFM技术机会识别方法研究[J].情报理论与实践，2020，43（09）：144-149.

[8]冯立杰，范华森，王金凤，张珂.产品相似性视角下基于多维技术创新地图的技术创新路径及其应用[J].工业工程与管理，2021，26（04）：102-108.DOI：10.19495/j.cnki.1007-5429.2021.04.013.