技术路线图

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技术路线图(Technology Roadmap)

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什么是技术路线图

  技术路线图是指应用简洁的图形、表格、文字等形式描述技术变化的步骤或技术相关环节之间的逻辑关系。它能够帮助使用者明确该领域的发展方向和实现目标所需的关键技术,理清产品和技术之间的关系。它包括最终的结果和制定的过程。技术路线图具有高度概括、高度综合和前瞻性的基本特征。

  技术路线图是一种结构化的规划方法,我们可以从三个方面归纳:它作为一个过程,可以综合各种利益相关者的观点,并将其统一到预期目标上来。同时,作为一种产品,纵向上它有力地将目标、资源市场有机结合起来,并明确它们之间的关系和属性,横向上它可以将过去、现在和未来统一起来,既描述现状,又预测未来;作为一种方法,它可以广泛应用于技术规划管理、行业未来预测、国家宏观管理等方面。

技术路线图的缘起

  技术路线图最早出现在美国汽车行业,汽车企业为降低成本要求供应商提供他们产品的技术路线图。20世纪70年代后期和80年代早期,摩托罗拉康宁公司先后采用了绘制技术路线图的管理方法对产品开发任务进行规划。摩托罗拉主要用于技术进化和技术定位,康宁公司主要用于公司的和商业单位战略。继摩托罗拉和康宁公司之后,许多国际大公司,如微软三星朗讯公司洛克-马丁公司飞利普公司等都广泛应用这项管理技术。2000年英国对制造业企业的一项调查显示,大约有10%的公司承认使用了技术路线图方法,而且其中80%以上用了不止一次(C.J.Farrukh, R.Phaal, 2001)[1]。不仅如此,许多国家政府、产业团体和科研单位也开始利用这种方法来对其所属部门的技术进行规划和管理。

  技术路线图真正的奠基人是摩托罗拉公司当时的CEO—Robert Galvin。当时,Robert Galvin在全公司范围内发动了一场绘制技术路线图的行动,主要目的是鼓励业务经理适当地关注技术未来并为他们提供一个预测未来过程的工具。这个工具为设计和研发工程师与做市场调研营销的同事之间提供了交流的渠道,建立了各部门之间识别重要技术、传达重要技术的机制,使得技术为未来的产品开发和应用服务。

  摩托罗拉的经验引起了全球企业高层管理者的注意。20世纪90年代后,企业对于技术路线图的兴趣空前高涨,技术路线图被迅速应用到各个领域,而技术路线图作为一种工具和方法也在不断发展、完善。目前,技术路线图已经是公认的技术经营和研究开发管理的基本工具之一。

技术路线图的研究现状[2]

  目前为止,国际上已成立了两个专门的技术路线图研究中心,分别是:普渡大学的技术路线图研究中心(The center for Technology Roadmapping at Purdue University)和剑桥大学的技术管理中心(The center for Technology Management within the Institute for Manufacturing at Cambridge University)。一些学术机构、大学和企业联合组织召开技术路线图讨论会,如2006年4月,剑桥大学、飞利普半导体公司、波音公司、大不列颠航空、罗斯·罗易斯(Rolls Royce)、依莱克斯公司(lectrolux)、BAE系统公司、德国夫朗霍夫研究所等联合召开技术路线图应用经验交流会。另外,在网络空间中技术路线图的论坛主要有:Strateva—以美国为基础的软件和咨询公司(一个月一次)和欧洲TRM Users Group(TRMUG)(一个季度一次)。

  技术路线图研究中,当前比较关注其具体应用,即将技术路线图的方法实际应用到具体领域,解决本领域的问题。例如,剑桥大学技术管理中心提供了一个技术路线图文章清单,这些文章来自公共领域,共有500多篇,涵盖了科学、技术及工业等领域。对它们进行的统计分析结果如表1 所示。

表1:技术路线图应用领域统计表
一般科学2能源工业61
物理学13汽车和运输行业14
天文学9电子行业23
航空宇宙19制造业17
生命科学32建筑业15
健康护理23国防工业15
地球科学9一般工业43
化学和化工10政府和政策45
材料科学26信息和通讯技术71

  从国外对技术路线图研究的状况看,对技术路线图绘制方法的研究还比较少。2001年,剑桥大学技术管理中心开发了一种 “T-Plan”技术路线图的方法,能够帮助用户迅速绘制出所需要的技术路线图。通过对剑桥大学技术管理中心提供的技术路线图研究的大约60篇核心学术论文进行统计,技术路线图方法方面的论文仅占28%(技术路线图应用方面的论文占32%;技术路线图综述方面的论文占40%)。从研究机构性质的角度看,剑桥大学技术管理中心和普渡大学的技术路线图研究中心提供的近50个研究技术路线图的网络超链接中,科研部门和企业对技术路线图的应用研究占有很高比重,而专门研究技术路线图的机构或网站仅有3家。由此可见,国外技术路线图在应用方面发展非常快,其应用的覆盖面也非常广。

  此外,技术路线图的其他方面也有发展,如,一些机构已经设计出了技术路线图软件,比如加利福尼亚州一家名为Learning Trust的公司(http://www.learningtrust.com/ ),基于摩托罗拉公司技术路线图的方法设计出了名为Geneva Vision Strategist的技术路线图绘制软件。Roadmap Technologies公司(http://www.roadmap-tech.com/gps.htm )开发了名为RoadMap Global Planning Solution的软件系统,具有预测、情景分析、风险管理等功能。普杜大学技术路线图中心已经开始通过持续性的教育来发展技术路线图和技术管理,例如,开设研究生课程,使用技术路线图设计大学课程,组建技术路线图小组,为公众提供更多技术信息等等。麻省理工学院也开设了技术路线图方面的课程。

  同国外相比,国内关于技术路线图的研究和应用还比较少,但已经开始认识到技术路线图的重要意义,探索性地开展了一些研究。王瑞祥(2002)综合地分析了技术发展蓝图(技术路线图)的定义、工作流程、所需条件等[3]。顾钢(2004)则通过介绍美国和欧洲制定的氢能技术路线图,对我国加快发展氢能提出了一些建议[4];刘海波(2004)等专家从技术经营的角度介绍了技术路线图,以及技术路线图的产生和作用[5][6];李雪凤和仝允桓(2004)对技术路线图的概念、特点、作用、分类及其绘制进行了系统的介绍[7]。谭毅(2005)还借助台湾纳米技术路线图的案例,对技术路线图架构、创新意义以及在产业创新模式中的应用进行了探索[8]。2005年北京长城战略研究所开展的《企业研究报告》中,第10期详细介绍了技术路线图的缘起、定义和类型,技术路线图在技术创新中的应用,企业如何制定技术路线图以及技术路线图作为一种战略工具为自主创新服务等等。

技术路线图的种类[2]

  技术路线图的种类很多,根据其执行层次或规模可以分为公司层的技术路线图、行业层的技术路线图、计划层的技术路线图(program-level roadmapping)和项目层面的技术路线图(project-level roadmapping);根据绘制过程的不同可以分为市场驱动的技术路线图、技术驱动的技术路线图和科学驱动的技术路线图。

  当然,根据技术路线图的不同应用目的和构建方法,还存在其他的分类形式。如美国圣地亚纳国家实验室(Sandia National Laboratories)将技术路线图分为三类:产品技术路线图、问题导向的技术路线图和新兴技术路线图(MarieL, Olin H, 1997)[9]。Radnor将技术路线图分为:行业路线图(如铝工业路线图、玻璃工业路线图、半导体工业路线图等),技术开发路线图(如半导体技术路线图、美国电子机器制造者协会的电子技术路线图),产品开发路线图(如摩托罗拉产品路线图),产品技术发展路线图(如朗讯产品技术路线图)( 1998)[10]。 Kostoff等学者还按照技术路线图应用的领域及其目标将技术路线图分为四类:科学技术路线图、工业技术路线图、公司产品技术路线图和产品或证券管理路线图(2001)[11]。这些种类的技术路线图现实地反映了技术路线图的广泛应用前景。

技术路线图的作用

  技术路线图的作用在于为技术开发战略研讨和政策优先顺序研讨提供知识、信息基础和对话框架,提供决策依据,提高决策效率。技术路线图已经成为企业、产业乃至国家制定技术创新规划,提高自主创新能力的重要工具和基础。

  根据日本产业经济研究所(http://www.rieti.go.jp )的调查,美国的一个大型半导体制造设备制造商独自绘制了技术路线图,每3周更新一次,在观察本领域世界先进技术动态的同时,确认自己技术的位置,决定下一步的战术和战略。半导体行业的摩尔法则“每18个月半导体集成度将提高两倍”就是基于半导体技术路线图的一个表述。摩尔法则的意义不只是描述了一种现象,在半导体开发技术的精细化、高度化的过程中,对关联企业明示了应该开发的具体技术和达成期限,使其向此集中。摩尔是英特尔公司的创始人之一,英特尔公司握有自己绘制的半导体开发技术路线图,随时察看技术发展动态,预测技术创新点,督促关联企业的开发竞争。有10%的英国企业已经引入技术路线图(Phael, Shehabudeen & Assaku,2002)。在企业,技术路线图至少有市场营销工具、研发管理工具、投资决策工具、决策的知识背景准备这样几个功能。

  在产业技术路线图发展过程中,有以民间为主导的路线图和以政府为主导的路线图。民间主导的路线图大多是技术发展指南,趋势记录;政府主导的路线图大多是资源配置方案、行动计划。

  各方不惜花费大量资金和时间制定技术路线图,根本原因在于其对技术、产业和组织发展的巨大作用,虽然不同类型的技术路线图有着相对不同的作用,但还是可以找到一些具有共性的作用。

  目前,所有的公司都面临激烈的市场变化。所有的产品、服务和业务都需要依赖与迅速变化的技术。产品变得更加复杂,而消费者的需求也变得更加苛刻。产品的生命周期变得越来越短,从产品到市场的时间也越来越短。全世界都在变成一个市场。即使是最强大的企业对于预测、分析、计划也没有什么秘诀。为了能够在未来竞争中获胜,确保企业的长期发展,企业必须集中力量在它们未来的市场并建立正确的技术发展策略。技术路线图能够帮助一个产业预测未来市场所需的技术和产品需求;描述一个产业在未来竞争中取得成功需要走过的道路;引导技术研发决策;增加协作、知识共享和新的合作伙伴;降低技术创新风险;帮助产业抓住未来市场发展的机会。

  从国内来看,经过20多年的快速发展,无论是中国企业、产业和国家都处于一个转型的关键时期。未来20年,中国企业、产业和国家都将逐步改变过去的发展模式,转向以自主创新为第一发展动力。而技术路线图正好是能够协助中国实现这一转变的重要工具之一。例如,中国整体技术实力与国际相比仍有较大差距,实现自主创新仍是艰苦的过程,技术路线图将帮助中国企业减少盲目性,明确技术研发重点、发展方向和未来市场,凝练企业核心能力,制定达到目标所需的步骤。根据中国自身实际情况,实现自主创新,绝非单纯依靠某一方力量就可以达到,必须集合政府、企业、社会全部的资源,以一个统一的技术路线图指导各方力量,加快中国走向自主创新的速度。

技术路线图的结构和制定步骤[12]

  技术路线图可以用数据图表、文字报告等形式表现,常用的是图表形式。Robert Phaal认为不管用哪种形式,都要回答3个问题:在充分考虑技术、产品、市场等因素发展前景的情况下,我们计划到哪里去?我们现在在哪里?我们如何达到那里?为回答这些基本问题,技术路线图一般在结构上采用多层结构格式,在横座标上(时间维度)反映技术随时间的演变,在纵座标(空间维度)上反映技术发展与研发活动、产业、基础设施、市场前景等不同层面的社会条件的联动关系。根据制定技术路线图不同的目的、不同的应用领域,在纵座标上表示的内容(层面)也会有所不同。

  制定技术路线图的过程是组织利益相关者对未来领域发展形成共识并表达出来的过程。一般而言,国家层面上的技术路线图的制定过程大致分为 H个步骤:。

  1.准备阶段。确定制定技术路线图的方法论;收集相关方面的文献;确定利益相关人[13];形成对技术发展和市场现状的初步分析。

  2.确认未来愿景。分析技术现状和各种社会条件及面临的障碍,确定未来发展的大致目标和时间框架,可采用研讨会方式完成。

  3.确认技术发展路线。为实现预期目标,根据技术发展状况和现实条件,确定优先发展方向,描述研究项目,可采用研讨会方式完成。

  4.形成技术路线图报告。

技术路线图的应用[2]

  技术路线图方法已经在政府、企业和科学界得到广泛应用,并得出了有效的结论,产生了良好效果。

  1、技术路线图应用于科学研究

  技术路线图在科学研究方面的应用是一个迅速发展的领域。技术路线图可以将各种理论和趋势的论述与各种理论模型组合在一起,鉴别出学科之间以及学科内部的潜在联系,发现更广阔的知识空间,解释并理解各种调查和实验(Robert Galvin,1998)[14]。技术路线图甚至可以将解决问题的各种工具和设备以及图纸、图表和会议演说等整合在一起。

  1998年美国Land-Grant学院和美国州立大学联合会(National Association of State Universities)联合绘制了一张科学路线图来指导Land-Grant学院未来的农学研究,并提出了一套非常完整的科学研究路线图绘制方法。1999年美国加利福尼亚州电能研究所绘制出了电学技术路线图;国家航空和宇航局NASA)用技术路线图描绘太阳系探索和发现的愿景,并绘制了天文学起源研究路线图,宇宙结构和演变路线图,日地关系路线图等等。德国Bremen技术和社会学院(Bremen Institute for technology and society)最近在武器技术后果评估(weapons technologyconsequence estimation (RTFA))中应用了科学路线图,用于研究新技术在武器中的应用,以及这些新技术应用于军备后所带来的后果。这次的科学路线图应用使得评估工作中复杂的分析工作成为可能,并且清楚的阐明了各种武器控制方法。

  2、技术路线图用于技术预测

  技术路线图用于技术预测最初是由BP石油公司(British Petroleum)提出的,并开发了一种基于路线图的技术预测方法。最初技术路线图是用于设计技术研发战略的,其中包含了企业的商业活动。在开展技术预测工作时,企业利用技术路线图方法可以对各种讨论的意见,包括计划、投资、监督以及执行等进行可视化的描绘和总结。技术路线图为企业的技术预测过程提供了一种结构化的对话平台,极大的帮助了不同层面的交流,而且它提供了一种切实可行的方法来确保研发计划正确选择、正确优先排序以及获得充足的资金支持。

  与其他传统的战略预测方法不同,技术路线图具有三个明显的优势:①更加强调并采取切实可行的措施方便所有相关者参与战略的制定;技术专家和其他人员都在技术路线图和战略制定过程中起重要作用。②能够快速和可靠地吸收影响技术战略成功的所有相关要素,提高快速的战略反应能力。③可以方便地识别差距。总的看来,这些优点主要来自于技术路线图的逻辑分析、广泛咨询和讨论以及绘图技术的组合应用。 如,以英国剑桥大学技术管理中心(Robert Phaal,2002)12教授为核心的科研小组利用技术路线图方法预测了未来的交通工具,并绘制出了未来交通工具技术路线图,目的是确定未来道路交通的核心技术和研究主题,支持英国工业中交通产品在全球市场上的竞争力同时为了英国公民未来可持续的交通便利。

  另外,F.Lizaso和G.Reger(2004)[15]提出将技术路线图和情景分析法结合起来用于技术预测。该方法综合了技术路线图的规划性以及情景分析法的推测性,既克服了技术路线图单一路线的不足,又充分考虑了未来环境的不确定性,取得了良好效果。

  3、技术路线图用于知识管理

  技术路线图可以将市场、人员、技术、管理、环境等要素紧密结合的有效手段,可以形成对知识的有效管理,提升竞争力。因此,技术路线图可以作为知识管理的工具之一,实现企业的知识环境、战略、技术开发人力资源等最佳组合,建立企业中人与人,人与信息之间的联系。如下图所示,技术路线图的各个组成单元与知识管理的核心内容构成了一个封闭循环。技术路线图在提供了一个工具的同时也描述了一个过程,促使在某一特定环境下获取、理解、组织甚至创造知识,有利于提高决策能力并实现知识共享,促成有利于组织成长的学习氛围。

  技术路线图

  另外,在科研和企业技术开发过程中,技术路线图也使得不同层面的人相互理解,提高知识管理的效果。在个人层面,所有科研参与者都可以从该技术路线图绘制过程中获益非浅;在团队层面,研究人员共享该主题范围内的所有信息,而且知道他为团队贡献了什么;在组织层面,核心团队之间可以相互沟通、彼此理解。它将分散的信息整合到一个平台上供大家共同使用,更主要的是它不仅可以捕捉现有专家的知识,而且知道专家的知识未来会被应用在哪里。

  4、技术路线图用于技术管理

  从实践看,技术路线图可以应用于技术管理的整个过程,包括技术规划、技术方案选择、技术投资决策以及技术评估等等。

  1)技术路线图应用于技术规划

  技术路线图作为一种综合性的技术规划工具,特别适用于宏观的技术规划行为,可以帮助企业更好的把握未来的市场,确定未来的产品,并就这些产品提出未来的技术规划。RobertPhaal(2004)[16]认为技术路线图是一种非常灵活的技术,已经被企业广泛应用于长期战略规划。它提供了一种结构化和图示化的方法,有效地规划出一段时间内不断发展变化的市场、产品和技术之间的关系。激光打印机技术在英国的兴起和应用,很大程度上得归功于众多企业应用技术路线图进行战略规划美国罗彻斯特大学(Rochester)技术学院J James(2004)[17]博士用技术路线图规划出了美国从现在到2020年的能源消耗路线,其中涉及到太阳能技术、风能技术等。

  2)技术路线图应用于技术方案选择

  技术路线图可以帮助各个利益相关者就用户的需求和满足这些需求的技术达成一致,它提供了一种机制和流程来帮助专家预测目标领域的技术开发前景。并提供一种识别、评价和选择技术方案的新方法,从而选择出最能满足用户需求的技术方案。技术路线图方法实际上实现了技术方案的技术经济学分析。

  3)技术路线图应用于技术投资决策

  技术路线图在技术管理和规划方面还有一个最大的用途就是为更好的技术投资决策提供信息支撑:它鉴别出能够满足产品目标性能的关键技术或技术差距,然后通过调整技术研发活动来调节研发投资。技术路线图对于行业领域的技术规划尤其有效,它可以有效避免相同技术的重复投资,将有限的资金集中于核心关键的技术领域。

  4)技术路线图还可以广泛用于技术评估

  技术路线图在科学领域的应用与工业领域有一点非常明显的不同之处是,工业领域主要关注于市场,而科学领域则更多的关注于科学研究和未来应用的问题。技术路线图作为一种技术评估工具则正好承担了这个联系研究和应用的决策。主要有两类方法:第一类是先列出研究活动试图实现的各种特殊功能,然后设计规划一系列产品蓝图来综合上述的各种特殊功能。如下图所示,那么到底那种产品,可以综合所有功能,又有那些研究活动可以实现这些功能,技术路线图的应用便可有效解决这个问题。

  第二种方法是先提议一些应用的思路,将这些思路作为技术路线图的起点,然后调查是否有可行的技术措施,以及实现这些应用需要解决什么问题,所以可以称这种方法为回溯法。具体采用什么科研行为来实现新技术是未知的,同样需要采用技术路线图来进行综合评估。德国技术评估和系统分析研究院(ITAS)就是将技术路线图作为一种技术评估工具来评价纳米技术的潜在价值,为政府的政策制定和企业的战略决策提供服务。

  5、技术路线图用于产品开发管理

  技术路线图用于产品开发改变了原有基于资金的技术开发模式,而是综合考虑市场、资源、技术等各方面的因素来选择产品开发方案。

  1)技术路线图用于产品开发战略的制定

  技术路线图的绘制是一个信息融合的过程,可以将商业和技术整合在一起,将企业商业发展战略和产品技术特征联系在一起,通过显示产品和技术之间的相互联系来制定技术发展战略,同时考虑技术和产品的近期发展和长远规划。对于每一种产品,技术路线图又将市场战略、产品计划和技术计划联系在一起。也就是说技术路线图将市场、技术和产品紧紧联系起来制定产品的发展战略。

  2)技术路线图用于产品开发的管理

  在产品开发计划管理方面,技术路线图用一种易于理解的图示方式确定需求、识别差距以及产品的优劣势,有利于企业间的产品开发合作。技术路线图可以帮助企业将目光聚焦于长远产品规划,同时在产品计划的每一个阶段都将团队的思想集中于某些最为重要的领域。它还可以用于明确在什么时间开发什么样的产品来满足重要的市场,改进新产品研制的管理过程。它不仅可以应用于整个产品系列,而且可以应用于某一产品族或某一特定产品,甚至产品零件或者与产品相关的过程。

  3)技术路线用于产品开发的实例

  摩托罗拉公司是技术路线图的创造者,它系列产品的成功开发很大程度上得益于技术路线图的应用。它绘制出了许多产品技术路线图,并将它们整合在一个平台上,促进了相同技术的跨部门利用,降低了产品的复杂性和开发成本,缩短的开发周期。

  6、技术路线图用于项目规划

  技术路线图作为一种项目规划工具可以帮助确定项目需要的技术能力,制定项目实施计划,从而确保技术在需要时可以及时获得。技术路线图用时间规划的方式将应用研究、开发实践和产品特色的需求结合起来。标明并重点关注最困难的技术问题以及时展开有针对性研发活动,检查并解决项目中最需要解决的问题。

  美国Idaho国家工程和环境实验室将技术路线图应用于支持具体项目的组织规划。2000年6月,该实验室与美国Idaho环境质量部就清理核反应堆实验遗留下来的废弃物项目达成协议,处理 700多辆坦克、未用过的装置以及含有放射性材料的遗留物。实验室应用了技术路线图方法分析工作需求,标明并对最困难的问题进行排序,然后及时开展研发活动。绘制出了废弃坦克特征路线图,成功的描述了700多辆废弃坦克的具体特征,大大方便了这些带有放射性危险物质的清除和处理。

  7、技术路线图的其他方面应用

  技术路线图广泛应用于行业研究,如美国石油组织(API)于2000年绘制出了石油工业的技术路线图,描绘了2020年美国石油工业的情况。它还可以应用于政府管理,如,美国能源部环境管理办公室将技术路线图应用于环境管理,Brent Dixon还提出了将科学技术路线图应用于环境管理的指导方法。技术路线图还渗入了我们的日常生活,欧洲科学技术观测局(ESTO)2003年一份报告中,就绘制出了与我们日常生活密切相关得住房供给、交通运输、购物和商业、教育和学习、文化休闲和娱乐、健康等方面的技术路线图。

总结[2]

  技术路线图可以将市场、产品及技术的演变信息置于一张图中展示出来,既可以看到不同层之间的相互关系,也可看到不同层的横向发展。正因如此,它已经广泛的应用于政府管理、企业经营、科学研究、技术研发等方面。绘制技术路线图,需要关注其关键组成要素:时间规划、层次关系、重要突破点等。

  借用信息分析的手段,从战略信息资源(如期刊论文、会议录、报纸等)中分析抽取出具有时间性提示(如本研究正处于起步阶段或进入成果多发期等)、趋势性提示(如搜索引擎技术的发展趋势是智能搜索)、关系性提示(如汉语切分技术对于个性化搜索引擎的发展至关重要)的典型观点,然后将这些观点进行分类、整理、统计,按技术路线图的层次性提炼出技术和科学发展的描述性认识;并根据不同观点的统计数据排列出不同技术的重要程度和先后顺序;依据关系性提示信息建立不同层之间、不同观点之间的相互联系,依据时间性提示粗略的确定出不同观点的时间预测,然后通过专家访谈或问卷调查明确具体的时间规划,最后绘制出技术路线图。这种方法非常适用于战略情报研究,利用技术路线图的分析框架,将战略情报分为战略情报需求、情报产品或服务、情报技术、情报专家等层次,借助专家的意见或者通过整理挖掘专家的文献,并以技术路线图的形式将战略情报结果表现出来,一定会大大增加战略情报研究报告的价值。

技术路线图案例分析

案例一:中国台湾纳米材料技术路线图分析[18]

  为进一步推动纳米材料技术发展,台湾有关部门组织机械、电子、化工、材料、测量等相关技术,领域的专家群,共同绘制了《纳米材料技术路线图》,以期为企业技术研发和政府产业政策提供参考依据[19]

  (1)研究与设计流程

台湾纳米技术路线图研究执行流程图

  • 文献资料收集/确认名单。该研究采用监测法收集纳米材料技术相关文献及技术路线图方法,并邀请纳米领域的产官学研专家参与,成立专家委员会。
  • 第一次专家座谈会。从远景和策略两方面探讨台湾纳米材料技术的发展远景,概观了解台湾纳米材料技术发展的策略与国际竞争的定位,并得到初步纳米技术的技术路线图雏形架构。
  • 第二次专家座谈会。第二次专家座谈会,参考第一次专家座谈会得到的纳米材料技术路线图雏形架构,进一步定义与讨论产业层面、产品层面与技术层面分类的适应性,并规划问卷调查,期望能进一步了解纳米材料关键技术的发展时程、台湾竞争力、相关性产品、技术关联性与产业关联性。并依靠专家知识将技术分成纳米材料技术、纳米制品技术以及纳米检测技术三大类和若干小类。
  • 学术研究/产业调查。学术研究调查对学术专家进行问卷调查,对143份回收问卷进行资料分析,包括纳米材料技术路线图的技术领域、技术项目及产业分析,并归纳出各技术领域的技术表。基于考虑纳米技术的现阶段发展以材料,化工等产业为最先应用推广,该研究邀请产业协会协助进行小规模调查,针对24份回收问卷进行基本分析、已商品化纳米材料技术表以及产业发展中纳米材料技术路线图等分析。
  • 第三次专家座谈会。以高分子纳米符号材料技术为主题,讨论塑、橡胶及复合材料产业发展纳米材料技术与需求。重点在:资源整合;建立平台;技术需求;人才培育;知识推广。

  (2)台湾纳米材料路线图结构与分析

  图3表明了该技术路线图的架构,在此基础上,专家们还对各主要技术项发展时程进行了预测,并辅以雷达图分析关键技术与产业间的关联程度及关键技术的相关性。如:结合技术路线图,台湾有关部门还开展了相关产业调查,这为科技政策主管机构制定推动纳米技术发展规划提供了重要参考依据(见下表)

结合技术路线图

纳米材料产业调查结果

  与台湾相比,我国大陆同样十分重视纳米技术的发展。通过“国家攻关计划”、“863计划”、“973计划”的实施,我国纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果,并引起了国际上的关注。例如,在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面已经取得了许多有意义和有影响的成果。在纳米复合材料改造传统材料和产品方面,部分成果已经实现产业化。总体来看,我国纳米材料与纳米技术的整体科研水平与先进国家相比处于同等水平。

  然而,我国关于纳米技术和相关产业发展的前瞻性规划力度还稍嫌薄弱。以纳米电子学基础材料及技术为例,虽然我国在“973计划”内已有布局。但对纳米加工与纳米测量方向重视不够,尚缺少关键的基础研究设施。对此,我国虽也组织了专家进行研究,但由于我国目前技术前瞻还没有跳出学术界讨论范畴,专家的意见过于宏观,具体包括:

  • 纳米电子学基础材料及技术是微电子工业的核心技术,也是微光机电产品工艺技术的基础,目前国内基础并不差,应加快研究使中国在国际上占有一席之地。
  • 属于新兴材料研究热点,要及时跟踪国外进展,在纳米材料的实际应用上下功夫,强化纳米结构加工及测量技术,探索纳米结构的特异性质,开展自主知识产权的纳米电子材料研究。
  • 基础研究在近5年会有重要进展,但能进入实际应用、达到一定规模、有一定影响,即使在发达国家恐怕也要10年以上。集中少数单位研究,不要面上铺开。
  • 目前支持力度已经很大,不宜跟风。
  • 与器件研究密切结合,加强理论和加工、测试技术研究,加强国际合作,建立重点研发基地,资金重点使用,不可“遍地开花”式的安排。

  可以看出,与技术路线图这种方法相比,我国目前的技术前瞻和规划缺陷在于没有对我国的研发水平和研发基础、技术发展途径、产业化前景、经济效益以及我国高技术产业、传统产业、资源环境的作用和对提高人们生活质量的作用进行系统的分析。

案例二:中国氢能路线图制定过程[20]

1.制定氢能路线图的活动

  氢作为一种清洁、安全、灵活的能源载体,是发展清洁能源的良好选择,备受关注。2003年,包括中国在内的15个国家和欧盟发起成立了氢能经济国际合作伙伴计划(InternationalPartnershipforHydrogenEconomy)。美国、日本、欧盟、韩国等都相继制定了氢能技术路线图,用以协调和指导其氢能技术发展。为保持我国在氢能这一战略领域的竞争力,明确核心技术和产品,在国家层面上推进战略研发项目,国家科技部2004年开始研究制定中国氢能路线图工作,并与美国能源部合作召开了中国氢能愿景会议(ChinaHydrogenVisionWorkshop)和中国氢能技术路线图会议(ChinaHydrogenRoadWorkshop)。制定氢能路线图活动的流程如下见图:。

  2.氢能愿景研讨会

  国家科技部于2004年5月23日在北京召开氢能愿景研讨会,广泛征求发展氢能利益相关人的观界和投资界的54名代表;从会议内容看,集中讨论了国内氢能发展现状、影响因素、未来前景、实现氢经济的时间框架、企业和政府之间的合作模式等。这次会议既注重不同利益相关人的观点表达和利益诉求,也积极寻求并达成了关于中国氢能发展的共识。

  3.技术路线图研讨会

  在对氢能发展形成共识之后,便可研究制定氢能技术发展路线图。为此,国家科技部于2005年1月18日组织召开了氢能技术路线图研讨会,围绕制氢、储氢、输氢、氢能转换、氢能标准等5个技术领域,分成5个讨论组,研讨H方面问题:(1)影响中国氢能发展的关键的技术挑战(要考虑科学、工程、经济及环境等方面)是什么?(2)为实现氢能愿景,需要在近期(到2010年)、中长期(到2015年)和长期(2015年后)完成什么样的目标(主要里程碑)?(3)为实现愿景目标,必须实施什么样的技术发展行动?(4)如何实施下一步行动?例如需要谁介入?需要什么样的资源和能力?通过两次研讨会,与会者对发展氢能基本形成共识:(1)我国面临能源短缺、能效低下和环境污染等方面的严峻挑战,开发清洁、可靠、安全和低廉的氢能是促进我国能源多元化和实现可持续发展的重要途径;"我国氢能技术研发和示范项目取得很大进展,成为世界氢能领域的重要成员,但也应看到,氢能技术的应用会伴随着许多不确定、风险和成本问题;#中国发展氢能应是一个长期战略,大致分3个阶段:示范阶段(2020)前、市场介入阶段(2020-2050年)和2050年)和氢能经济阶段(2050年后);(4)为实现氢能愿景目标,需要各界共同努力,在研发和示范阶段主要靠政府支持,此后应强化企业和市场的作用;(5)参加国际合作,加强技术合作与交流,同时应对公众开展氢能教育。根据会议讨论结果,将会议共识用图表方式表示,制成我国氢能技术路线图(见图)。

  4.中国氢能路线图的作用

  中国氢能路线图是一个发展蓝图,是关于氢能发展战略目标、技术方向、相关行动以及公S私联合实施行动计划的共识性框架。从管理学角度看,它能起到3方面作用:第一,它作为由政府部门推动制定的氢能技术发展的战略性框架,理应成为国家制定氢能科技发展项目和科研课题的基本依据之一,用以指导和协调国家氢能技术发展计划课题的立项工作;第二,作为利益相关人达成的共识性框架,它为各方共同努力奠定了认识上和技术上的基础,可以成为协调政府、研究院所、高校和企业界氢能技术研发活动的基础,使不同主体的科研和投资活动在一个框架下,形成协调的、长期的、公私合作的努力和行动,提高整个系统的效能;第三,作为一个不断修订调整的动态性框架,它可以借助利益相关方和专家的参与而得到不断充实,这是专家咨询和公众参与的一个平台。

  上形成技术路线图,明确技术研发战略、重点任务、发展方向和未来市场,更能使利益相关方在技术活动中步调一致,减少科研盲目性和重复性。

  其三,它有助于形成对政府管理人员和科技管理专家的监督机制。技术路线图是科技项目决策和管理的一张战略图谱,为政府管理人员和科技管理专家提供了一个被广泛认可的基本技术发展框架,可用于指导科研项目的立项,这样一个框架是监督科技项目和科研课题设立、实施、评价的“参考标准”,也是“行为准则”[21]。在操作层面上,它既为科技管理提供了技术决策管理工具,也为利益相关人监督政府官员和专家的管理活动提供了参照系,有助于增进科技项目和课题立项的公正性和公平性。

制定氢能技术路线图的基本流程

  从逻辑角度分析,要使技术路线图实现上述价值,需要4个基本条件:第一,技术路线图制定和修订的参与者要涵盖该领域的利益相关人,参与者名单公开,接受公众意见反馈;第二,技术路线图公开(除非涉及国家秘密);第三,该领域的国家科研课题立项名单公开(目前已建立公开制度且在实施);第四,对技术路线图实施效果进行第三方评价,将评价结果作为管理部门决策的依据之一。由此,借助利益相关人的参与,增强技术路线图的科学性和公正性;借助技术路线图和国家课题公开制度,建立利益相关人监督机制;借助第三方评估,保障技术路线图实施效果。

  当前,国家中长期科学和技术发展规划纲要确立了我国未来20年科技发展的总体目标、战略领域和重点任务。在规划纲要所确定的各技术领域和各项任务中,都可以开展技术路线图的研究和制定活动,以细化和明确实现规划纲要战略目标所需要的行动和步骤,从而将规划纲要提出的任务落到实处。

  技术路线图是一种有效的科技决策和管理的工具,它在我国科技战略规划和科技项目管理中具有重要的应用价值。当前,在科技项目实施过程中,将制定和修订技术路线图作为一项制度化的管理程序,既可以扩大科技决策和管理公众参与的程度,提高决策的科学性,又可以将技术专家的洞见、企业家的行动协调起来,同时科技管理专家也可以将技术路线图和科研项目的实际进展结合起来,提高国家科研项目的绩效。

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