技术路线图理论

技术路线图理论

1技术路线图的产生、发展及研究概况

1.1技术路线图的起源及发展

技术路线图的雏形出现在美国汽车行业，汽车生产商为降低成本，要求上游的供应商提供其产品的技术路线图。上世纪70年代末期和80年代早期，摩托罗拉(Motorola)和康宁(Corning)公司先后采用技术路线图对产品开发任务进行规划。[6]

目前的研究人员认为技术路线图真正的奠基人是摩托罗拉公司的第二代领军人物——

1961~1988年的董事长兼CEO——罗伯特·加尔文(Robert Galvin)。罗伯特·加尔文于20世纪70年代后期在摩托罗拉公司内展开了技术路线图绘制行动，主要目的是鼓励业务经理适当地关注技术的发展。技术路线图为设计和研发工程师与做市场调研和营销的同事之间提供了交流的渠道。

1987年，威尔亚德(Willyard)和麦克莱利(McClees)在1987年发表的《摩托罗拉的技术路线图过程》(Motorola’s technology roadmap process)[7]中首先提出了技术路线图的说法，这篇文章也成为技术路线图研究和应用的奠基之作。继摩托罗拉之后，许多国际大公司，如康宁、微软、三星、朗讯、洛克-马丁、飞利浦、惠普等都广泛应用这项管理技术，2002年英国对制造业企业的一项调查显示，大约有10%的公司使用了技术路线图方法，而且其中89%以上用了不止一次[6][8][9]。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。90年代，技术路线图被运用于半导体行业，1992年发表的美国国家半导体行业技术路线图(National Technology Roadmap for Semiconductor)是行业技术路线图的标志性成果，这一成果于21世纪初发展为国际半导体行业技术路线图(International Technology Roadmap for Semiconductor)[6][10]；90年代末期，技术路线图开始应用于政府和国家的战略规划，最先编制国家技术路线图的是美国。2002年，韩国制定了国家技术路线图[11]。日本经济产业省于2005年制定了《战略技术路线图》，共包括21个领域，2006年修订后，包括24个领域，以后逐年更新，目前的最新版本是《2010年战略技术路线图》，包括8大类31个领域[12]。欧盟在2006年1月召开的欧盟委员会第六次峰会上，公布了《纳米领域技术路线图》，包括了材料、健康医疗和能源三个部分[13]。

此外，其他发达国家如加拿大、澳大利亚、新加坡等也启动了国家或产业技术路线图的制定工作。

尤其引人注意的是，1998年，罗伯特·叙理赫(Robert Zucher)召集美国海军的一个研究小组进行了技术路线图研讨[6]；2004年，美国海军研究局和北佛罗里达大学Coggin商学院、拉里管理和技术学院伦斯勒理工学院合作发表了破坏性技术路线图(Disruptive technology roadmaps)[14]，表明军方对技术路线图方法的浓厚兴趣。

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）。[6][15]

1.2技术路线图的定义及应用

技术路线图是一种实践工具，使用者立场、经验、目的，路线图的制定过程、表达形式等存在较大差异。因此，目前尚无较为严格、准确和通用的关于技术路线图的定义，关于路线图(Roadmap)和制定过程(Roadmapping)的认识也不统一。

罗伯特·哈尔(Robert Phaal)从研究角度提出了一个较为宽泛的定义：技术路线图(Roadmap)给出技术发展和应用的大致方向；制定过程(Raodmapping)是参与者之间学习和交流的机制，作为使大家对未来看法一致的工具。[16]

中国科学技术发展战略研究院认为技术路线图是通过时间序列，系统地描述技术创新过程中技术、产品和市场的互动关系，研究技术创新方向和产业竞争态势，确定对未来可产生重大影响的关键技术及其发展路径。技术路线图可以为科学制定研发计划、有效组织研发、合理配置创新资源提供支撑。这种方法强调时间维度(现在到未来)、创新链(技术到市场) [11]。

罗伯特·加尔文(Robert Galvin)认为技术路线图是一个技术规划工具，是对某一特定领域的未来延伸的看法，这种看法集中了核心技术人员和决策层的集体智慧，技术路线图本身包含了技术发展的方向并且是所讨论领域的可能发展方向的详细目录[17][18]。

大卫·普洛贝特(David Probert)从产业、学院联合角度出发，提出了强调制定过程的定义：技术路线图是利益相关人对预期目标和如何达到预期目标的看法，描述的是从目前技术状态转移到预期技术状态的路径，其制定过程可以使相关人员明确如何在合适的时候达到合适的目标[19]。

澳大利亚工业部在2001年发布的关于商业竞争的技术路线图和技术规划中提出：技术路线图是帮助公司更好地理解市场和作出投资决策的全面的工具，是一个由行业领导的，识别未来产品、服务、技术需求以及评估和选择技术来满足需求的规划过程[20]。

加拿大的杰夫(Geoff)从产业发展战略角度提出：技术路线图是一个过程工具，行业、部门、公司在制定过程中识别实现未来成功目标的关键技术，以及实现这些技术所需项目或步骤[21]。

我国台湾省的技术路线图理念源于美国，认为技术路线图是未来发展的愿景图，它结合了知识、理想、企业、政府资源、相关投资及控管流程。技术路线图对于产业的技术需求提供了确认、评估及选择策略的方案，借以达到技术发展的目的。整体而言，技术路线图是针对某一特定领域，集合众人意见，对重要变动因素所作的未来展望[22]。

刘细文、柯春晓认为，技术路线图的制作过程可以综合各种利益相关者的观点，并统一到预期目标上；路线图本身实现了目标、资源、市场的有机结合，以及过去、现在、将来的统一[15]。李雪凤、仝允恒等认为技术路线图是一种新型的技术管理工具，在对比分析了不同国家对技术路线图的典型描述后认为：广义的技术路线图反映了对某一领域的前景的看法和达到这个前景的方法，狭义的技术路线图指对技术前景的一致看法[23]。丁云龙、谭超认为技术路线图是一种技术预见工具，是逼近预见精确性和可靠性的尝试之一[24]。陈家昌认为技术路线图是一种有效的科技决策和管理工具[25]。叶继涛从技术预见出发，认为技术路线图是对某一特定技术领域的未来延伸的看法，并将这些看法图示化[26]。

技术路线图方法广泛应用于科学研究、技术预见、知识管理、技术规划、技术方案选择、技术评估及投资决策、产品开发管理、项目规划等领域。[7][15][27][28]

1.3技术路线图的表达形式

已经发表和文献中介绍的技术路线图表达形式很多。

罗伯特·哈尔等提出了单层结构和文本结构。单层结构较为简单明了，其不利之处在于不能直观地表达各层之间的互动关系，摩托罗拉的路线图就是用单层形式表达的[7]。文本结构将其它形式的路线图所附设的文字说明作为重点加以表达，强调的是技术路线图制定过程中的交流内容。德国爱克发(Agfa)的技术白皮书中用大量的文字描述了技术和市场发展趋势。[16] 约翰逊提出了多层式[29]，是目前最为常用的形式，Philips的技术路线图就是采用此种格式[28]。多层式结构比较适合产品开发，将工作分为技术层、产品层、市场层，各层之间有交互关系，也可以独立开展工作，图1-1是一个多层结构技术路线图的示意[16]。

图1-1 多层式示意图

Fig1-1 Schematic diagram of multi-layers type

普拉哈拉德(Prahalad)提出了表格式和数据图式。表格式通常以时间作为标题栏，内容包含同一时间段的技术和产品的情况。数据图式是表格式的直观化，一般以时间为横轴，表达不同时间的技术进步和产品性能的提升，图1-2是数据图形式的示意。[31][32]

图1-2 数据图式示意图

Fig1-2 Schematic diagram of graphical type

马特斯威斯(Matthews)从摩托罗拉车载收音机技术路线图中总结出条形图式结构[33]。安德森和图斯曼提出了树形图结构[34](被夏普用于液晶显示器发展技术路线图中[35]，见图1-3)，以及流程图结构[36](被美国国家航空航天局NASA用于1998年技术规划路线图中，该路线图从国家战略需求出发提出了短期、中期、长期目标)。

图1-3 树形图式示意图(Sharp的LCD发展路线图[35])

Fig1-3 Schematic diagram of the tree-type(Sharp's LCD roadmap[35])

1.4技术路线图的特点和分类

技术路线图的特点是理念新颖、高度概括、高度综合、前瞻性、不定型性(可以且必须不断修正)、应用灵活，其制定过程则具有弹性、学习性、资源和思想整合、时间为基准维、团队协作等特点[6]。

技术路线图的最大特点是灵活：形式灵活、制定过程灵活、使用灵活。正是由于其灵活性，使得技术路线图很难准确分类。

刘海波、李平将技术路线图分为三类：一类是政府绘制的技术路线图，包括中央政府和地方政府；另一类是产业绘制的技术路线图；再一类是企业绘制的技术路线图。这三类技术路线图从绘制方式、表达形式到功能作用等方面都各有侧重。[37]

通过分析一些已公开的技术路线图不难发现，政府绘制的技术路线图分成很多重要领域，以各领域达到某一技术水平为目标；产业技术路线图和企业技术路线图的特点是通过分析技术趋势及市场需求，最终收敛到某种或某几种产品，或者某些技术指标。

刘细文、柯春晓根据技术路线图的执行层次或规模将其分为项目、公司、行业、计划4个层面的技术路线图；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。[15]

美国圣地亚纳国家实验室的玛丽(Marie)和奥林(Olin)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。[38]

科斯托夫(Kostoff)、萨勒(Schaller)等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。

[39][40]

罗伯特·哈尔等根据制定技术路线图的目的，将其归纳为产品规划、服务/能力规划、战略规划、长期规划、知识资产规划、程序规划、流程规划、综合规划8种。[16]

香月祥太郎根据技术技术路线图的作用的不同分为战略型、宣传型和战术型三类[41]。

古田健二根据技术路线图的内容不同，又分为市场路线图、产品路线图和技术路线图三类[42]。

应指出，上述各种分类并不是严格的，一个路线图可以演变为不同种类和不同层次。拉德诺(Radnor)1998年将技术路线图分为：行业路线图、技术开发路线图、产品开发路线图、产品技术发展路线图[15]。铝工业技术路线图[43]、铜的应用技术路线图[44]同时属于行业路线图、技术开发路线图；集成光电子技术路线图[45]同时属于技术开发路线图、产品开发路线图、产品技术发展路线图；半导体工业路线图[10]则涵盖了上述4类。

1.5技术路线图的制定方法

文献报道的技术路线图绘制方法有4种，如表1-3所列[23]。

罗伯特·哈尔提出了用于产品开发的T－plan标准流程(图1-4所示)[21]，该流程由4次耗时3.5小时的研讨会组成[46]。

表1-3 技术路线图绘制方法

Tab1-3 Design method of technology roadmapping

名称特点

专家法利用专家知识确定各要素

工作组法不同背景的人组成工作组，利用各自经验确定各要素

计算机法利用专门的软件处理各种信息，确定各要素

综合法专家、工作组、计算机三种方法综合

图1-4 用于产品开发规划的T－plan标准流程[16]

Fig1-4 T-plan standard process of product developing plan [16]

为了更好的利用计算机对信息进行分析并更好地表达技术路线图，Learning Trust公司根据摩托罗拉技术路线图绘制过程设计了名为Geneva Vision Strategist的技术路线图绘制软件，该软件具有综合分析影响因素、建立知识网络、建立综合性路线图、以专业化格式输出等功能[46]。Roadmap Technologies公司开发了名为RoadMap Global Planning Solution的软件系统，具有预测、情景分析、风险管理等功能[15]。

日本早稻田大学朝比奈宏一和黑须诚治提出了用系统设计思考的方法编制技术路线图，它围绕目标、手段、结果、可能性四个方面采用自问自答的形式逐步展开，进行深入研究探讨，以解决技术路线图编制中存在的时间周期长和编制者的知识差异而结果不同等缺点[47]。

日本东北大学的田口真言、中岛一郎提出在技术路线图编制的过程中引入专利分析的方法，以解决技术图编制过程中对于编制者掌握信息的范围和水平的过分依赖，同时还可节约成本、时间和人力[48]。

为了减少在公共技术路线图编制过程中，由于编制者将个人及其所属的组织的利益掺杂在一起，使技术路线图结果出现偏差，日本的远腾丰和和中岛一郎对技术路线图的编制者的资格进行了研究[49]。

1.6技术路线图在我国的发展情况

国家科技部委托中国科学技术发展战略研究院组织相关单位，组成了国家技术前瞻研究组，于2003年~2007年期间开展了“国家技术路线图研究”，凝练出未来10~15年我国科技发展的30项战略任务，选择出90项国家关键技术及286个技术发展重点，研究成果形成了《中国技术前瞻报告 2006~2007》。

2007年，中国科学院开始编制“中国至2050年重要领域科技发展路线图”。该项目分别从经济、社会、国家安全、生态环境、科学技术进行前瞻，研究我国经济社会发展的前景和挑战、科学发展对科学技术的指导作用、科技对科学发展的支撑作用等。2009年先后出版了《科技革命与中国的现代化—关于中国面向2050年科技发展战略的思考(总报告)》、《中国至2050年矿产资源科技发展路线图》、《中国至2050年先进制造科技发展路线图》、《中国至2050年先进材料科技发展路线图》、《中国至2050年生态与环境科技发展路线图》、《中国至2050年能源科技发展路线图》等共计14个分领域技术路线图[50][51][52][53][54][55]。

2007年，中国科学技术发展战略研究院和国家半导体照明工程研发及产业联盟开展了半导体照明产业技术路线图研究，于2008年底发布研究报告。[11]

我国广东省科技厅在国内率先启动了产业技术路线图的制定，2008年9月发布了广东省建筑陶瓷技术路线图、无铅技术路线图、铝产业技术路线图、食品安全检测与评价技术路线图以及工业产品环境适应性国家重点实验室技术路线图[56]。2010年又发布了《广东省现代农业产业技术路线图》，其中包括水稻、蔬菜、肥料、农业信息化等在内的30个农业产业技术路线图书馆。

2008年8月，湖北省启动了“湖北省汽车零部件产业技术路线图”、“湖北省光伏产业发展技术路线图”等9个产业技术图编制工作。上海、福建、厦门、黑龙江等多省市都相继开展了关于产业技术路线图的研究工作。四川省2007年组织全省各市州相关科技管理人员和科技工作者对产业技术路线图的基本理论和实践进行培训，目前有几个市州和企业围绕自己的产业和产品正在开展这方面的研究工作，但没有形成正式的产业技术路线图。

我国台湾省于2003年绘制了纳米材料技术路线，研究内容包括：台湾纳米材料技术的发展远景，台湾纳米材料技术发展的策略与国际竞争的定位；纳米材料关键技术的发展、台湾竞争力、相关产品、技术关联性与产业关联性；纳米材料技术路线图的技术领域、技术项目及产业分析，已商品化的纳米材料及产业发展中的纳米材料；塑、橡胶及复合材料产业发展纳米材料技术与需求。