基于專利信息分析的技術生命周期判斷方法

〔摘 要〕本文從專利信息特征出發研究技術生命周期的判斷方法，歸納總結出了5種典型方法，分別為：S曲線法、專利指標法、相對增長率法、技術生命周期圖法、TCT計算法。論文給出了具體計算公式及詳細的判斷方法。最后對5種判斷方法進行評價，指出各自的適用條件。論文對技術生命周期判斷方法的歸納全面而實用，為研究者根據實際情況靈活選用不同判斷方法提供了理論參考。

〔關鍵詞〕技術生命周期；專利分析；專利指標；S曲線

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１２．０２．０２５

〔中圖分類號〕Ｇ２５５.５３ 〔文獻標識碼〕Ｂ 〔文章編號〕１００８－０８２１（２０１２）０２－００９８－０４

The Distinguishing Methods of Technology Life Cycle Based on Patent AnalysisLi Chunyan

（Institute of Scientific and Technical Information of Jiangsu，Nanjing 210042，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕This article studied the distinguishing methods of technology life cycle from the information characteristic of patent.It summarized five typical methods, which were s-curve,patent indicators,relative growth rates,patent technology life cycle diagram,TCT.The article gave specific calculation formulas and distinguishing methods.Lastly it evaluated the five methods and also pointed out their applicable conditions.The distinguishing methods of technology life cycle the article summarized were comprehensive and practical.The article provided a theoretical reference for studiers of choosing proper distinguishing methods according to actual situation.

〔Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ〕technology life cycle;patent analysis;patent indicators;s curve

技術生命周期，是描述一項技術的使用，從基礎科學或應用科學衍生發展而來，將之應用于產品開發與設計上，到該項產品導入市場后，直至該項產品退出整個市場的一段時間［１］。

因為技術生命周期中的各個階段是可以預測而重復的，所以了解技術處于何種發展階段，方能進行前瞻性的管理，及早處理或避免問題發生。企業在技術的穩定階段就應有計劃地思考如何使技術持續成長的問題，以避免技術陷入因無法及時變遷而面臨衰退甚至解體的困境。

判斷技術生命周期的方法很多，現在越來越多的人使用專利數據評估技術生命周期。首先，專利包含許多隱性技術知識，透露出技術的發展脈絡。其次，專利能揭示技術的商業潛能，因為專利申請的前提是商業應用的可能。第三，基于專利申請數據的技術生命周期分析比產品生命周期分析早。最后，專利申請可以通過專利數據庫容易且客觀地衡量。基于以上優勢，傾向于用專利申請數據作為技術生命周期描述的基礎［２］。

１ 技術生命周期的階段特征

一般將技術生命周期可劃分為4個階段：導入期、成長期、成熟期、衰退期。

１.１ 導入期

任何一項新技術自實驗室誕生后最初被引入市場的那段時期。在這段時期，專利數量較少，大多是原理性的基礎專利，由于技術市場還不明確，研發風險較大，只有少數幾個企業參與技術研究與市場開發，表現為重大的基本專利的出現。此時，專利數量和申請專利的企業數都較少（集中度較高）。在此階段，研發人員對此技術的研發缺乏經驗，對此技術之知識累積也不夠。開發的技術，大都應用之前的基礎與應用研究所獲得的較抽象的科學知識來開發設計，此階段的技術為新技術。由于發展市場產品前提的基本技術問題還未解決，創新產品價格昂貴，顧客的接受能力低，在導入期的后期，專利申請量停滯甚至減少。這個時期屬于根本性創新時期。

１.２ 成長期

隨著基本技術問題的解決和市場不確定性的消除，迎來了快速發展的成長期。在這段時期，新技術逐漸贏得市場認同并為部分廠商相繼采用。許多企業相繼開始投入研發。對于從導入期就開始進行研發的企業，由于已經累積一定程度的R&D經驗，便可運用先前累積的經驗，進一步加大R&D投資以進行創新技術活動，此階段技術謂之發展中技術。隨著技術的不斷發展，市場擴大，介入的企業增多，技術分布的范圍擴大，表現為大量的相關專利申請和專利申請人的激增［３］。由于新的競爭者的涌現，專利集中度降低了。

２０１２年２月第３２卷第２期基于專利信息分析的技術生命周期判斷方法Ｆｅｂ.，２０１２Ｖｏｌ.３２ Ｎｏ.２１.３ 成熟期

新技術在經歷了導入期和成長期之后贏得了社會的廣泛認同，并為廣大用戶所采用的時期。在此時期，企業間競爭非常激烈，產業界R&D人員對技術研發已累積足夠的經驗與知識，技術商品化的程度非常高。在此時期，以符合顧客需求的技術功效改善的邊際率仍大于研發資源的投資力度，故此階段所使用的技術為主流技術。當技術處于成熟期時，由于市場有限，進入的企業開始趨緩，專利增長的速度變慢。由于技術的成熟，專利申請人數量基本維持不變。

１.４ 衰退期

新技術在經歷了成長期和成熟期之后其技術的領先優勢逐步趨于消失的時期，技術的發展已瀕臨飽和，此時的技術稱為基礎技術或常規技術。在此時期內，只剩下晚期大眾及落伍型消費者會購買此類產品。當技術老化后，企業也因收益遞減而紛紛退出市場，此時有關領域的專利技術幾乎不再增加，每年申請的的專利數和企業數都呈負增長。

技術生命周期各階段的專利數據特征分析如表１所示。表１ 技術生命周期各階段特征［４］

項目導入期成長期成熟期衰退期專利數量較少，

增長較緩激增增長趨緩負增長專利類型發明發明實用新型外觀設計

（商標）專利申請人較少，

增長較緩激增保持穩定負增長２ 技術生命周期的判斷方法

判斷技術生命周期階段的方法很多，本文歸納出了5種典型的判斷方法。

２.１ S曲線法

一項技術的出現和發展過程，有其規則軌跡可循，其出現的狀況如同人類的生命周期現象，經歷萌芽期、成長期、成熟期、衰退期，故又有“成長曲線”之稱，其形狀近似S,也有S曲線之稱。“成長曲線”的用途主要包括兩方面：一為預測單一技術解決問題的績效，二為預測此技術如何及何時到達上限。

任何一項新技術在最初均成長緩慢，一旦突破某個界限之后，其效能的成長就變得快速；而當其接近上限時，其效能的增加就變得非常困難，成長也再度緩慢下來，而以圖形表現就如同S形狀一般。技術進步的速度會因努力（投入、時間）的程度，而呈現開始的緩慢增加，到中間階段的快速成長，最后因為自然條件的限制而無法突破，其技術進步的速度又變得緩慢。這一思想來源于對某些技術的技術行為數據隨時間或累積研發付出變化呈S形的觀察。圖１顯示了技術生命周期的S形狀概念，可以看到分為4個階段：導入期、成長期、成熟期、衰退期（飽和期）。

技術導入期的技術行為相對于研發努力來說增長率相對較低。在成長階段，相對于累積R&D付出的邊際技術進步是正的，即曲線是下凸的，曲線函數的二次微分為正，技術進步速度不斷提高。而進入成熟期，曲線出現一個拐點，曲線開始變為上凸，曲線函數的二次微分為負，技術進步速度開始變小。進入技術飽和階段即衰退期，即使付出大的R&D努力，技術行為的提高也是比較小的，技術績效幾乎不變，幾乎沒有新的專利產生。因此進入成熟期后不宜繼續投資于老的技術，因為未來技術的提高是很小的，此時應尋找有更高發展潛力的新技術［５－７］。

S曲線主要包括兩種：一種是對稱型S曲線，稱Logistic曲線；一種是非對稱型S曲線，成為Gompertz曲線［８］。當研究對象的發展只和已生長（已代換）量（率）有關時，則選用Gompertz曲線；當研究對象的發展受已生長（已代換）量和待生長（待代換）量的雙重影響時，則選用Logistic曲線。在適用上，以Logistic曲線較為普遍。

２.２ 專利指標法

該方法通過計算技術生長率（ｖ）、技術成熟系數（α）、技術衰老系數（β）和新技術特征系數（N）的值測算專利技術生命周期［３］。

２.２.１ 技術生長率（ｖ）

所謂技術生長率是指某技術領域發明專利申請或授權量占過去5年該技術領域發明專利申請或授權總量的比率，計算方法如下：圖１ 技術生命周期的S曲線［９］

ｖ＝ａ／Ａ

a為該技術領域當年發明專利申請量或授權量；A為追溯到5年的該技術領域的發明專利申請累積量或授權累積量。

如果連續幾年技術生長率持續增大，則說明該技術處于生長階段。

２.２.２ 技術成熟系數（α）

所謂技術成熟系數是指某技術領域發明專利申請或授權量占該技術領域發明專利和實用新型專利申請或授權總量的比率，計算方法如下：

Е粒劍幔（ａ＋ｂ）

a為該技術領域當年發明專利申請量或授權量；b為該技術領域當年實用新型申請量或授權量。

如果技術成熟系數逐年變小，說明該技術處于成熟期。

２.２.３ 技術衰老系數（β）

所謂技術衰老系數是指某技術領域發明和實用新型專利申請或授權量占該技術領域發明專利、實用新型和外觀設計專利申請或授權總量的比率，計算方法如下：

Е攏劍ǎ幔ｂ）／（ａ＋ｂ＋ｃ）

a、b含義同上。c為該技術領域當年外觀設計申請量或授權量。

如果技術衰老系數逐年變小，說明該技術處于衰老期。

２.２.４ 新技術特征系數（N）

新技術特征系數由技術生長率和技術成熟系數推算而來，計算方法如下：

В危劍觶α

在某一技術領域新技術特征系數越大，說明該技術的特征越強。

計算歷年的這4個專利指標，將其列表并畫成一折線圖，觀察其變化趨勢，即可判斷技術所處的生命周期。表２ 技術生命周期與4個專利指標的關系

階段ｖαβＮ導入期↑較小，逐年增長，

但增速緩慢↑↑↑成長期↑增速明顯↑↑↑成熟期↓↓↑或不變↓衰退期↓↓↓↓

２.３ 相對增長率法

用某技術領域的相對增長率與相對增長潛力率構成的二維矩陣分析技術的生命周期，如圖２所示。

圖２ 相對增長率法

相對增長率和相對增長潛力率的計算公式如下：

RGR＝某技術領域的專利申請數的平均增長率／所有技術領域的專利申請數的平均增長率；

某技術領域的增長潛力率（DGR）＝后n年的專利申請數的平均增長率／前n年的專利申請數的平均增長率；

RDGR＝某技術領域的DGR／所有技術領域的DGR。

如圖２所示，處于區域Ⅰ的技術領域相對增長率和相對增長潛力率都很高，技術增長很快并且具有很大潛力，說明該區域的技術領域處于成長階段；區域Ⅱ的技術領域相對增長率依然很高，但相對增長潛力率有所降低，很可能是處于成熟階段的技術領域；區域Ⅲ的技術領域相對增長率和相對增長潛力率都很低，該區域的技術領域有可能處于衰退階段；區域Ⅳ，相對增長率不是很高，但是相對增長潛力率很高，該區域的技術領域很可能處于萌芽階段，屬于具有很大潛力的朝陽技術［１０］。

２.４ 技術生命周期圖法

利用專利申請量與專利申請人隨時間的推移而變化的數據繪制而成。一般來說，專利申請量反映技術開發活動的程度，而專利申請人反映了該技術領域參與技術競爭的企業或個人。了解他們之間的相互關系可以推斷技術的生命周期，從而指導企業技術投入與開發策略。

圖３ 技術生命周期圖［４］

２.５ TCT計算法

與上述研究某一領域整體技術生命周期不同，該方法主要針對的研究對象是某件專利文獻所代表技術的生命周期。TCT計算法基于以下理論：技術生命周期可以用專利在其申請文件扉頁中所有引證文獻技術年齡的中間數表示。具體計算方法如下：

專利年齡＝本專利授權年－參考專利授權年

TCT＝中間年齡＝專利年齡由大到小排列位于中間位置的年齡

中間位置＝參考專利數／2

若參考專利數為偶數，則結果為整數；若參考專利數為奇數，則取結果的整數部分和之后的一個位置。即若參考專利數為n，﹏/2若為整數，則正好是中間位置；﹏/2若不是整數，設其整數部分為a，則第a位和第a+1位為中間位置，中間年齡為第a位的年齡n1和第a+1位的年齡n2的平均數即(n1+n2)/2АＨ綣中間年齡同時有幾篇，應該計算它們的平均貢獻，如第a位的年齡n1，第a+1位的年齡n2，第a+2位的年齡也是n2，則中間年齡為(n1+n2+n2)/3年。

TCT用于捕獲企業正在進行技術創新的信息，它測量的是最新專利和早期專利之間的一段時間。很顯然，早期專利代表著現有技術，因此TCT其實就是現有技術和最新技術之間的發展周期。一個技術領域其技術生命周期TCT平均值可以從本質上區別于其他技術領域。TCT具有產業依存性，相對熱門的技術TCT較短，快速變化的技術領域，如電子技術，技術生命周期一般為三四年，而技術緩慢變化的技術領域，如造船技術，技術生命周期一般在15年或更長。實際工作中TCT主要用來計算單件專利的技術生命周期，但也可以計算企業專利技術的平均生命周期或技術領域的生命周期［３］。然而計算企業或技術領域的生命周期時需要逐項計算TCT，再求其平均值，操作起來過于繁瑣，故一般不用于計算技術領域的生命周期。

３ 方法評價

本文較為全面系統地歸納整理了判別技術生命周期階段的5種方法即S曲線法、專利指標法、相對增長率法、技術生命周期圖法、TCT計算法。這5種方法各有特點，可根據實際情況選擇相應的方法。S曲線法和TCT計算法可以計算出具體的數值，為定量的方法。S曲線法可用專門的軟件工具畫出直觀明確的技術發展趨勢圖，演算各個階段的分界點及臨界值。實際工作中TCT主要用來計算單件專利的技術生命周期，然而計算企業或技術領域的生命周期時需要逐項計算TCT，再求其平均值，操作起來過為繁瑣，故一般不用來計算技術領域的生命周期。專利指標法和相對增長率法為定量定性相結合的方法，專利指標法各指標均要逐年計算，優點是指標容易采集。技術生命周期圖法根據趨勢判別生命周期階段，可視為定性的方法。

參考文獻

［１］賴佳宏.薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)產業之技術發展趨勢研究——以專利分析與生命周期觀點［Ｄ］.臺灣:中原大學,2003.

［２］Reinhard Haupt,Martin Kloyer,Marcus Lange.Patent indicators for the technology life cycle development［Ｊ］.Research Policy,2007，(36):387-398.

［３］陳燕,黃迎燕,方建國，等.專利信息采集與分析［Ｍ］.北京：清華大學出版社,2006:244-248．

［４］李春燕.基于技術生命周期的專利組合分析研究［Ｄ］.北京:中國科學院文獻情報中心,2009.

［５］彭智強.多角化與國際化策略配合對企業經營績效關系之研究——以技術生命周期觀點分析之［Ｄ］.臺灣:中原大學,2003.

［６］陳欽雨.臺灣CRT與TFT-LCD產業之比較分析——以產業生態與生命周期觀點［Ｄ］.臺灣:大葉大學,2005.

［７］張志立.以技術生命周期作為技術預測模式之比較［Ｄ］.臺灣:中原大學,2004.

［８］朱慶華.信息分析基礎、方法及應用［Ｍ］.北京:科學出版社,2004:149-150.

［９］H.Ernst.The Use of Patent Data for Technological Forecasting:The Diffusion of CNC-Technology in the Machine Tool Industry［Ｊ］.Small Business Economics,1997(9):361－381.

［１０］曹雷.面向專利戰略的專利信息分析研究［Ｊ］.科技管理研究,2005，(3):97-100.