基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬3D打印技術為例

2023年12月11日發(作者：草原情歌曲)

-

２０１８年第７期　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌ科技管理研究　ｏｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　２０１８　Ｎｏ．７　ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１０００－７６９５．２０１８．０７．０１０　基于專利和科技論文的技術機會識別研究　以金屬３Ｄ打印技術為例　王坤，王京安，湯月，校姜文　（南京工業大學經濟與管理學院，江蘇南京２１１８００）　摘要：主要基于Ｗｅｂ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ科技論文和Ｄｅｒｗｅｎｔ專利文獻，利用ＳＡＴ／、ＳＰＳＳ等分析工具，提取文本關鍵詞并　構建相異共現矩陣，采用多維聚類方法識別研究熱點主題。在繼承和發展Ｎａｏｋｉ　Ｓｈｉｂａｔａ技術機會理論的基礎上，　通過對比科技論文和專利文獻研究熱點主題的差異來識別金屬３Ｄ打印的技術機會。研究得出，科技論文和專利文　獻分別有４個研究熱點主題，識別了兩大類共４個技術機會。首次基于專利和科技論文研究金屬３Ｄ打印的技術機會，　開拓了金屬３Ｄ打印的研究視野，對金屬３Ｄ打印行業的企業戰略決策具有指導作用。　關鍵詞：金屬３Ｄ打印；研究熱點；多維聚類；技術機會；專利；科技論文　　’中圖分類號：Ｆ２７３．１；Ｇ３５３．１；ＴＰ３９１．７３　文獻標志碼：Ａ　文章編號：１０００—７６９５（２０１８）０７－００７３－０７　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐａｔｅｎｔ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｐａｐｅｒｓ：　Ａｎ　Ｃａｓｅ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　３Ｄ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｗａｎｇ　Ｋｕｎ，Ｗａｎｇ　Ｊｉｎｇ’ａｎ，Ｔａｎｇ　Ｙｕｅ，Ｘｉａｏ　Ｊｉａｎｇｗｅｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　ｎａｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｔｅｃｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１　１８００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｒｏｗｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｒｎ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔｈｅ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ’Ｓ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｙｒ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ．Ｍａｉｎｌｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｗｅｂ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐａｐｅｍ　ａｎｄ　Ｄｅｒｗｅｎｔ　ｐａｔｅｎｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＳＡＴＩ，ＳＰＳＳ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｏｏｌｓ　ｔｏ　ｅｘｔｒａｃｔ　ｔｅｘｔ　ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ＣＯ—ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ　ｍａｔｉｒｘ，　ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｔｏｐｉｃｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎｈｅｒｉｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ　ｏｆ　Ｎａｏｋｉ　Ｓｈｉｂａｔａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐａｐｅｍ　ａｎｄ　ｐａｔｅｎｔ　ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ　ｔｏ　ｓｕｔｄｙ　ｈｔｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｉｎ　ｈｏｔ　ｔｏｐｉｃｓ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｙｆ　ｈｔｅ　ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｉｔｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　４　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｔ　ｔｏｐｉｃｓ　ｉｎ　ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐａｐｅｒｓ　ａｎｄ　ｐａｔｅｎｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ａ　ｔｏｔａｌ　ｏｆ　４　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　２　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｓｕｔｄｙ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｂａｓｅｄ　ｐａｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｏｐｅｎｓ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｖｉｓｉｏｎ，ａｎｄ　ｉｔ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｍａｋｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓ；ｍｕｌｉｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｄｕｓｔｅｒｉｎｇ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ；ｐａｔｅｎｔ；ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ　ｐａｐｅｒ　１研究背景　業的主導方向，其中金屬粉末材料是金屬３Ｄ打印的　金屬３Ｄ打印作為快速原型制造技術的一種，　物質基礎，也是當前尚待攻破的難點…。快速進步　它是以金屬或合金作為原材料，通過三維建模軟件　的科學技術為３Ｄ打印技術的深入發展提供了理論支　對金屬零部件形狀進行建模和切片處理，將得到的　撐，消費升級的時代背景對材料性能提出了更高的　數字信號傳遞到３Ｄ打印機，經過燒結、沉積、熱處　要求，采用現代３Ｄ打印技術生成金屬零部件是現代　理和表面處理等一系列復雜工藝后得到產品。３Ｄ打　制造業的重要發展方向　Ｊ。　印技術被譽為“第三次工業革命”的核心技術，而　各國政府逐漸認識到金屬３Ｄ打印對于提升本　金屬３Ｄ打印被學術界和產業界普遍認可為現代制造　國制造業核心競爭力的重大意義，先后制定了一系　收稿日期：２０１７－０６－０７，修回日期：２０１７—０８—２５　項目基金：國家自然科學基金面上項目“技術范式轉換預警的理論與方法”（７１４７３１１９）　７４　王坤等：基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ打印技術為例　列計劃推動金屬３Ｄ打印發展的舉措。澳大利亞政府　為促進本國制造業轉型升級，于２０１３年制定了比較　詳細的金屬３Ｄ打印的技術路線圖，并與中國科研　機構聯合成立了“中澳輕金屬聯合研究中心”，著　力在金屬材料上有所突破ｌ３　Ｊ。此外歐洲成立了旨在　促進金屬３Ｄ打印技術發展的“驚奇項目”（Ａｍａｚｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ）工作組＿４　Ｊ。２０１７年，以工信部為首的四部　委聯合發布了《新材料產業發展指南》，將金屬及　高分子增材制造材料作為前沿材料之一，金屬３Ｄ打　印技術及其材料的戰略地位進一步提升　Ｊ。以美國、　澳大利亞為代表的發達國家較早投資了金屬３Ｄ打印　產業，形成了較為完善的產業生態鏈，與我國相比　獲得了顯著的先發優勢。我國的金屬３Ｄ打印產業還　金屬材料打印技術的標準的制度化和常態化。　同時一些學者基于論文或專利等情報學視角對　３Ｄ打印技術的熱點、發展趨勢和技術機會進行有益　探索。陳燕和　¨　基于文獻計量學視角，以１９９３—　２０１４年發表的與３Ｄ打印相關的論文為樣本，研究　發現大多數為應用型研究，基礎研究較少。劉紅光　等－１　以專利數據為例，研究發現國內３Ｄ打印技術　至少落后國外１０年，金屬３Ｄ打印技術尚處于萌芽期，　機遇與挑戰并存。董坤等¨　整合了國外３Ｄ打印技　術的Ｗｅｂ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ論文和Ｄｅｒｗｅｎｔ專利文獻資料，　通過多維尺度聚類分析認為３Ｄ打印技術的研究熱點　主要集中在信息技術領域，并呈現出多元化的發展　趨勢。任佳妮等　從專利情報和文獻計量兩個視角，　處于發展的萌芽階段，在理論研究和產業應用方面　分析得出新材料研制開發、打印設備精度等將是我　明顯滯后　Ｊ。因此，分析金屬３Ｄ打印發展現狀，　國３Ｄ打印技術的發展趨勢。　可以發現，既往研究從技術性能和情報學兩個　尋找潛在的技術機會，對于快速提高我國制造業核　心競爭力具有重要意義。　視角對３Ｄ打印技術的研究熱點、發展趨勢、技術機　會進行了廣泛的研究，而對金屬３Ｄ打印的相關研究　２文獻回顧　主要是從技術性能視角展開，缺乏從情報學視角研　金屬３Ｄ打印技術最早可追溯到２０世紀８０年　究金屬３Ｄ打印的研究熱點和技術機會。與國外金屬　代。美國德克薩斯大學奧斯汀分校于１９８８年成功研　３Ｄ打印技術相比，雖然國內發展較快但整體上差距　制了世界上首臺選區激光熔化設備（ＳＬＭ），采用　較大，把握當前國際研究熱點和潛在的技術機會，　金屬粉末材料獲得了在致密度、尺寸精度和表面粗　對于我國發揮后發優勢實現制造業轉型升級具有重　糙度近乎完美的金屬零件，并由此引起了ＳＬＭ在歐　要意義。本文首先在金屬３Ｄ打印相關專家指導協助　美的快速發展。整體上來看，當前對金屬３Ｄ打印技　下，從技術性能視角系統分析了金屬３Ｄ打印的工藝　術的研究熱點、發展前景和技術機會的研究，主要　技術、材料以及數值仿真模擬等，為深入準確挖掘　是從技術性能和情報學兩個視角展開…。一部分學　金屬３Ｄ打印的技術機會奠定專業知識基礎；然后，　者主要是從打印工藝、打印材料、數值仿真模擬等　基于情報學視角，主要采用ＩＳＩ平臺上的科技論文和　技術性能進行深入研究。曾光　以３種主要的金屬　專利文獻識別金屬３Ｄ打印的研究熱點，在該領域專　３Ｄ打印技術為主要研究對象，分析了當前國內外金　家協助下比較分析，進而發現金屬３Ｄ打印的潛在技　屬３Ｄ打印的在研發層面和應用層面的現狀，并得出　術機會，并最終得出結論。　我國金屬３Ｄ打印技術處于萌芽期階段結論，政府和　３數據來源與研究方法　企業應當加大投資力度。今后發展的重點應當集中　在將金屬３Ｄ打印的技術優勢與傳統加工方法的成本　本文采用文獻計量方法，將技術機會定義為科　優勢相結合，在精度、表面粗糙度、結構復雜度以　技論文與專利文獻研究熱點的差異集合。科學文獻　及在制造周期上突破　Ｊ。劉偉　采用了數值計算　和專利數據均來自于ＩＳＩ數據平臺。其中，科學文獻　與實驗分析相結合的方法，深入研究了金屬熔滴沉　主要來自Ｗｅｂ　ｏｆ　ＳｃｉｅｎｃｅＴＭ核心合集，以Ａｍｅｒｉｃａｎ　積３Ｄ打印技術在技術性能上的表現。秦天等¨。　基　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ（ＡＣＳ）、Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　于理論視角研究了３Ｄ打印技術的研究現狀，并深入　分析了金屬３Ｄ打印在溫度場、殘余力、熱影響力等　層面的特性。鄭增等…綜述了鈦合金、鋁合金、不　（ＡＰＳ）為補充數據庫，專利本文來自于Ｄｅｒｗｅｎｔ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｅｘ（ＤＩＩ）專利數據庫。　３．１技術機會的定義　銹鋼、高溫合金和鎂合金等５種金屬原材料在金屬　３Ｄ打印技術中的具體應用，指出需要加強材料結構　和屬性之間的關系研究，研發耐腐蝕、耐高溫和綜　合力學性能優異的金屬原材料；從制度層面上看，　應當加快修訂３Ｄ打印粉體材料技術標準體系，實現　Ａｌａｎ　Ｐｏｒｔｅｒ＿１　于１９９５年最早正式提出并系統　闡述技術機會概念，他認為技術機會是一種發展趨　勢，存在于整個技術發展歷史之中，與當前存在的　技術密切相關并具有復雜的互動機制。對于競爭比　較激烈的行業而言，從自身擁有和競爭對手擁有的　王坤等：基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ打印技術為例　７５　技術和產品中發掘潛在的技術機會，并最大限度利　用企業可控制資源擴展自身的技術的多樣化組合，　是企業獲得競爭優勢的關鍵。整體上分析，全球技　術競爭可以抽象為企業識別技術機會并率先利用技　術機會的過程。因此，識別技術機會的能力被視為　國家和企業的最重要的研發核心競爭力之一¨　。　技術機會可以定義為，在系統分析科學和技術之間　關系的基礎上，通過識別技術與科學之間、科學與　科學之間、技術與技術之間互動關系，從而發現潛　在的技術可能性¨　。李陽等¨　從具體操作層面提　出于科技論文和專利文獻易于計量且有一定研究基　礎的考量，因此本文繼承和發展Ｎａｏｋｉ　Ｓｈｉｂａｔａ等　提出的定義。一方面，將論文中存在但專利中不存　在的主題看作技術機會，即存在科學研究但沒有技　術開發，盡管該領域的內容或許比較基礎，但在理　論支撐下的技術空白很可能代表孕育潛在顛覆性技　術的機會，較高的研發風險和誘人的技術前景并存；　另一方面，將專利中存在但論文中不存在的主題作　為技術機會，存在技術開發但沒有相關的科學研究，　說明該技術發展還處于萌芽狀態，深入的理論研究　出了基于論文和專利數據識別潛在技術機會的過程。　馮靈等¨　基于專利信息，采用Ｃｉｔｅｓｐａｃｅ軟件，以　高鐵技術為例實證分析了技術機會。王靜靜¨　基　于科技論文和專利文獻創新了識別技術機會的方法。　整體上看，國內學者對技術機會的研究多集中在理　論研究，在研究內容和研究方法上仍相對滯后，技　術機會識別的準確性和及時性有待提高　２ｏ　３。傳統　的技術機會識別主要依靠專家知識，在局部范圍內　的細分技術領域能夠保證較高的正確率，但是隨著　我國積極融人國際競爭，在全球一體化競爭和大數　據背景下亟需新的技術識別方法。同時，隨著技術　創新速度越來越快，技術顛覆和迭代周期越來越短，　涌現了海量技術信息數據，較大規模的權威科學技　術信息數據庫的出現和信息分析技術的成熟，為我　們深入挖掘技術機會提供了數據和技術支撐。　３．２技術機會的識別原理　在技術萌芽期，技術機會更多地表現為科學與技　術之間錯綜復雜的關系及其作用機制。科學與技術既　有區別也有聯系，是“知”與“行”的關系　。從　科學技術史來看，科學和技術具有不同的源流，在長　期的歷史時期幾乎沒有顯著交流。隨著機器大工廠時　代的到來，科學和技術之間開始建立了顯著的聯系，　彼此互相借鑒和學習。２０世紀８Ｏ年代以來，隨著生　命科學與技術等高科技的井噴式發展，科學與技術的　發展日趨一體化，呈現出科學技術化和技術科學化的　態勢，科學和技術之間由此進入了全新的互動關系時　代　。因此，科學不僅是技術重要的起源之一，技　術的深入發展已經成為了科學研究的重要源泉，由形　成了一個彼此促進的良性互動關系　Ｊ。　基于技術生命周期視角，可以將技術從最初的　科學家理論到接受市場檢驗形成產品的整個過程，　理解為顛覆性技術形成和主導型技術確立兩個前后　相繼的階段　Ｊ。本文主要研究的是顛覆性技術發　現及初步發展階段。科技論文和專利文獻是兩類不　同的技術知識載體，能夠清晰反映技術發現及其發　展過程。由于科學和技術是彼此互動的關系，同時　是該技術良性發展的重要動力，企業在技術萌芽階　段的大量投入是獲得技術優勢的重要機遇。本文的　具體路徑是：首先基于關鍵詞共現分析，通過多維　聚類找到金屬３Ｄ打印科技論文和專利文獻的研究熱　點主題，然后通過集對分析，找到論文和專利研究　熱點的同異反，從而發現金屬３Ｄ打印的技術機會，　得出相應結論。　３．３數據分析工具及其流程　ＳＡＴＩ、ＳＰＳＳ是主要的數據分析工具。ＳＡＴＩ是由　劉啟元、葉鷹開發的一款文獻題錄統計分析工具，　支持輸人ＷｏＳ數據庫平臺導出的ＴＸＴ純文本格式、　ＨＴＭＬ格式等多種格式，可以抽取導人題錄中的標　題、關鍵詞、時間、來源等核心信息，具有頻次統　計、構建相異共現矩陣等８種功能　。ＳＰＳＳ是世　界上最早的統計分析軟件，可以進行多元聚類分析，　并能夠得出可視化圖片，被廣泛應用于科學研究中。　數據分析的基本流程為：首先從ＷｏＳ數據庫導出　“ＴＸＴ純文本”格式的科技論文和專利文獻，在數　據預處理后，導入ＳＡＴＩ軟件成本專門的．ｘｍｌ專用　格式，提取文本關鍵詞和時間，進行關鍵詞頻次統　計和構建相異矩陣；然后再將導出的．ｅｘｃｅｌ格式的　相異矩陣導人ＳＰＳＳ２０．０中，采用多維聚類分析科技　論文和專利文獻研究熱點；最后，比較科技論文和　專利文獻研究熱點的差異，識別金屬３Ｄ打印的技術　機會，完成研究任務。　４金屬３Ｄ打印研究熱點分析與機會識別　４．１數據獲取　通過對既有文獻檢索策略和檢索結果對比分　析，檢索結果差異較大，主要有檢索數據庫和檢索　詞兩個主要原因。為了提高數據查全、查準率，在　數據庫選擇方面，科技論文數據主要來自Ｗｅｂ　ｏｆ　ＳｃｉｅｎｃｅＴＭ核心合集、專利文獻來自ＤＩＩ，這兩個數　據庫均為國際上知名的同一平臺且權威的數據庫，　基本能夠涵蓋本次研究所需要的數據量，同時以　ＡＣＳ、ＡＰＩ為重要補充以保證查全率。在檢索詞和檢　７６　王坤等：基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ打印技術為例　索策略方面，首先鎖定３Ｄ打印技術，然后根據金屬　后通過ＩＰＣ精煉結果（如表１所示）。　材料和金屬３Ｄ打印專門工藝技術縮小檢索結果，最　表１金屬３Ｄ打印ＩＰＣ對照表（部分）　科技論文和專利文獻采用“標題詞”檢索，檢　索詞主要包含３Ｄ打印多種表達式、主要工藝技術、　主要金屬材料。檢索式為：ＴＩ＝（（３Ｄ　ｐｒｉｎｔ＊）ＯＲ（ｔｈｒｅｅ—　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐｒｉｎｔ　）ＯＲ（３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐｒｉｎｔ　）ＯＲ（ｒａｐｉｄ　ｐｒｏｔｏｔｙｐ　）ＯＲ（ＲＰ）ＯＲ（ａｄｄｉｔｉｖｅ　ｍａｎｕｆａｃｔ　）ＯＲ（ｄｉｇｉｔｌａ　ｍａｎｕｆａｃｔ　）ＯＲ（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｍａｎｕｆａｅｔ　）ＯＲ（ｒａｐｉｄ　ｍａｎｕｆａｃｔ　）ＯＲ（ａｄｄｉｔｉｖｅ　ｐｒｏｔｏｔｙｐ　）ＯＲ（ｒａｐｉｄ　ｐｒｏｔｏｔｙｐ　ｍａｎｕｆａｃｔ　）ＯＲ（ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎｃｒｅａｓ　ｍａｎｕｆａｅｔ　）ＯＲ（Ｌａｓｅｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ　ｎｅｔ　ｓｈａｐ　）ＯＲ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｔａｌ　Ｌａｓｅｒ　Ｓｉｎｔｅｒ　）ＯＲ　（Ｓｅｌｅｃｔ　ｌａｓｅｒ　ｓｉｎｔｅｒ　）ＯＲ（Ｓｅｌｅｃｔ　ｌａｓｅｒ　ｍｅｈ　）ＯＲ（Ｄｉｒｅｃｔ　ｍｅｔｌａ　ｄｅｐｏｓｉｔ　）ＯＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍ　ｓｅｌｅｃｔ　ｍｅｌｔ　））ＡＮＤ　ＴＩ＝（ａｌｌｏｙ　ＯＲ　ｍｅｔａｌ　ＯＲ（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅ１）ＯＲ　ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ　ＯＲ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　０Ｒ　Ｔｉ　０Ｒ　ＴＩ６ＡＩＡＶ　０Ｒ　ａｌｕｍｉｎａ　ＯＲ　Ａｌ　０Ｒ　４．２關鍵詞提取及整合　（１）關鍵詞提取。預處理后的每篇科技論文都　Ｉｒｏｎ　ＯＲ　Ｆｅｒｒｕｍ　ＯＲ　Ｆｅ　ＯＲ　Ｃｏｐｐｅｒ　ＯＲ　Ｃｕ　ＯＲ　Ｎｉｃｋｅ１）。　語種為Ｅｎｇｌｉｓｈ，文獻類型為Ａｒｔｉｃｌｅ，時間范圍為截　至２０１６年１２月３１日，檢索日期為２０１７年２月１５　日。對于專利檢索結果采用ＩＰＣ精煉，得到科技論　文１　３２３篇，專利文獻１　１８７篇，剔除信息不完整或　與研究主題無關文本后，最后得到科技論文１　２８９篇，　專利文獻１　１２３篇，有效率分別為９７．４％，９４．６％。　以２００７－－２０１６年為例，科技論文和專利文獻每年數　量分布情況如圖１所示，可以發現以“金屬３Ｄ打印”　為主題的科技論文和專利文獻發展較快，尤其是近　兩年的發文量均超過１５０篇。　有作者給定的４～８個關鍵詞，這是文章核心內容　的提煉，可以利用ＳＡＴＩ軟件直接提取每篇科技論文　標題、關鍵詞、時間等信息。對應專利文獻而言，　并沒有可以直接利用的關鍵詞，目前有些軟件方法　可以提取專利關鍵詞或核心信息，但相應技術還不　成熟且軟件使用門檻較高　Ｊ。鑒于本次研究專利　量不大，可以在專家的指導下手工提取關鍵詞，并　以ＴＸＴ純文本格式保存，方便ＳＡＴＩ軟件對專利關　鍵詞的頻次統計和共現分析。在專家指導下，關鍵　詞提取遵循以下規則：每篇專利文獻關鍵詞數量至　少為２個，且不設置上限，只要能夠反映該篇專利　的單詞或詞組都可以作為關鍵詞；將關鍵詞主要分　為主要工藝、具體工藝技術、建模與仿真、金屬原　材料、材料特性、產品應用等６個方面，提高手工　提取關鍵詞的準確度。　（２）關鍵詞整合。同一個關鍵詞往往有多種表　達方式，也有單復數和詞性的差異，同時論文和專　利是異構文獻，都有自身特定的語言表達范式。鑒　于此，對科技論文和專利文獻關鍵詞整合遵循以下　規則：ｌ１大寫小寫化，即所有的關鍵詞拼寫都是小　寫，包括首字母；２）復數單數化，即所有關鍵詞都　以單數形式呈現；３）簡寫全拼化，即簡寫的專業術　語用全稱形式展開；４）近義詞統一化，即意思相近　圖１　２００７－－２０１６年科技論文和專利文獻數量分布　的關鍵詞用同一個表達方式等。關鍵詞整合主要通　過ｔｘｔ的“查找”和“替換”功能。此外，用于本文　研究的是金屬３Ｄ打印的研究熱點和技術機會，所選　擇的文獻均與金屬３Ｄ打印直接相關，為避免不必要　的干擾，故而不將“３Ｄ打印”或“增材制造”作為　關鍵詞。經過整合，利用ＳＡＴＩ關鍵詞提取和頻次統　計功能，得到科技論文和專利文獻頻次統計結果。　由于頻次差距較大，且存在較多頻次較低的關鍵詞，　為提高分析效率和結果準確度，所以僅選擇科技論　文和專利文獻前２５位關鍵詞。由于篇幅所限，僅僅　分別列出排名前５的關鍵詞，如表２所示。　川ｊ等：璉ｒ　利和科技論史的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ十．Ｆｌ￣ｌＪ技術為例　表２金屬３Ｄ打印高頻關鍵詞　７７　１　，　４．３　多維尺度聚類與研究熱點　主要采川選擇性激光熔化技術幣¨激）匕沉積技術，將　不銹鋼和鋁合金等金屬原材料經過激光沉積、熱處　理等＿Ｔ　藝后．應川于醫療　ｑ　領域；主題＃２——主　要采川直接激光金屬燒結和沉積技術，經過金屬燒　結、激光處理、表面處理等Ｊ　藝　，從　改變材料　火鍵詞頻率高低是對　ｆ，前研究熱點最直觀的反　映，隨蓿科學和技術　命周期的縮短，技術研究熱　點　現多兀化幣¨動態化趨勢，儀憑天鍵州的線性分　析有失客觀，　此需要采川多維聚類分析方法識別　技術研究熱點　．ＳＡＴＩ軟什【１『以實現多值共現，采　ｊ｛Ｊ　Ｅｑｌｄｖａｌｅｎ￣　系數　ｉ　ｆ１１．Ｊ　的硬度及其微觀機構等材料特性；豐題＃３——　嚶　采朋選擇性激光燒結技術幣Ｉｌ電子求熔化技術，將鈦　合金等材料經過燒結、快速　化等１－藝后，改變材　料的力學性能及其結構；主題＃４——通過非線性建　構建取值分布在［０，１］　問　Ｉ　ｆＨ似　陣，數值越大父聯程度越強　對丁關鍵詞　，　ｉｉ為　卡ｆ１似矩陣【ｆ１的ｆ　，Ｆｉ為關鍵澗ｉ　ｊ¨脫的總次數，ｒｉ為父鍵洲川；脫的總次數，　表　模仿真，測試金屬材￣ｂＶ，Ｊ金屬疲勞等性能，　利文獻多維聚類結果ｆｎ１　３所爪　．金屬３Ｄ打　印專利義獻主要有４個研究熱　主題：主題＃１——　／１　ｉ和ｉ』　Ｈ…現的次數　、ｉｔｉ于相似矩陣值過小容易　增ｎ仃分析誤差，所以將卡｝ｊ似矩陣值　ｊ—ｌ相加得￣ＩＪＳＨ　異矩陣　體操作為：　‘先通過ＳＡＴＩ軟件提取　父鍵詞并構建相異　陣；其次仵ＳＰＳＳ２０．０【ｆ】導入由　ＳＡ３　Ｉ｛＝ｊ＝件，卜成的．ＰＸ（·ｅＩ格式的卡ｆＩ異矩陣（比率），　采，｝ｆｊ選擇性激光熔化技術，以數據（ｄｉｇｉｔａｌ　ｄａｔａ）　為支撐，將以銅為核心的　屬材料混合、加熱、快　速冷卻到基底上；主題＃２——采用選擇性燒結技　術和激光處理技術兩種技術，將主要以磁石、鉻、　選擇ＳＰＳＳ分析功能ＩｆＩ多維　度分析，分別選擇科　技淪文和　利義獻前２５個高頻父鍵洲作為被分析變　域、具體參數沒　為：形狀為“正對稱”，度量為　錳為原材料的金屬合金進行熱處理和快速淬火等１＿　藝技術，從而改良或匝塑原材料的微觀結構；主題　＃３——采川鑄造１－豈，在尚溫條件下對鎳和鈦合金　“Ｅｕｃｌｉ￣ｔｅａｌ　離”，度　水平為“比率”，條件性　為“矩陣”，維數最大最小值均為“２”，度撾模　“Ｅｕ＜，ｌｉｄｅａｎ趴離”，輸ｆＩＪ傘選、　科技論義多維聚類結果如　２所示。金屬３Ｄ打　印科技論文主要釘４個研究熱點主題：主題＃ｌ——　等金屬材料的表面加１一處理；主題＃４——將以鈄１和　銅為主要成分的金屬材料熔化處理，并將其快速㈨　化成　、　Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ塒Ｉ隨｜５ｌ　圖２科技論文研究熱點主題多維聚類　７８　王坤等：基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ打印技術為例　Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ距離模型　一ｅａｍｇ　啦敏　，　１　０　Ｏ　口　，　，　【ｓ　塑】　：＝＝塾：　（．　　／　＝呻ｉｏｎ　Ｏ　ｏ　鞠醐嚆ｌ砷嗡＝Ｏ　、＝　．。　／　，　　１　Ｏ　難教＇　圖３專利文獻研究熱點主題多維聚類　４．４技術機會識別　論文主題＃４）。對企業而言，充分借鑒科學研究的　如圖４所示，通過對金屬３Ｄ打印科技論文研究　有益成果，加大這兩個領域的投入，尤其要加強以　主題和專利文獻研究主題的對比分析，可以發現有　不銹鋼、鋁合金為核心的金屬原材料研發和應用，　兩個相對應的主題：（１）科技論文主題＃ｌ與專利文　力圖實現科學理論的專利化、產業化。　獻主題＃１相對應，都是與選擇性激光熔化技術及相　（２）第二類技術機會有：１）主要采用鑄造Ｔ藝，　關工藝為主，不過兩者在金屬原材料關注重點不同，　在高溫條件下對鎳和鈦合金等金屬材料進行表面處　這意味著以不銹鋼和鋁為核心的金屬原材料很可能　理和成型加工（專利文獻主題樣３）；２）將以鋁和　是下一階段的發展重點；（２）科技論文主題＃３與專　銅為核心的金屬材料熔化處理并快速同化成型（專　利文獻主題＃２相對應，主要是用激光技術改變金屬　利文獻主題＃４）。對企業而言，這兩個技術領域發　原材料的微觀結構。同時，也存在４個技術機會。　展還比較初級，主要是因為缺乏科學理論的支持，　（１）第一類技術機會：１）采用直接激光金屬　企業需要在加強金屬原材料應用的同時高度重視理　燒結和沉積技術，經過金屬燒結、激光處理、表面　論研究，尤其要加大以鎳、銅、鋁、鈦為原料的金　處理等一ｒ藝后，從而改變材料的硬度及其微觀機構　屬合金材料理論研究，以金屬材料理論的突破促進　等材料特性（科技論文主題＃２）；２）通過非線性　３Ｄ打印產業的更好發展，由此形成一個彼此促進的　建模仿真，測試金屬材料的金屬疲勞等特性（科技　良性循環。　不　科　存　（Ｔ３，？）　技　在　（Ｔ４，　？）　論　（Ｐ１，Ｔ１）　（Ｐ１，？）　（Ｐ３，Ｔ２）　（Ｐ４，？）　存在　不存在　專利文獻（Ｔ）　圖４科技論文和專利文獻研究熱點主題比較　５創新點　過ＳＡＴＩ軟件提取關鍵詞并構建相異共現矩陣，采用　本文基于科技論文和專利文獻分析了金屬３Ｄ打　ＳＰＳＳ多維聚類方法識別研究熱點，最后對比分析科　印的技術機會，在提高數據查全查準率基礎上，通　技論文和專利文獻研究熱點主題的差異發現金屬３Ｄ　王坤等：基于專利和科技論文的技術機會識別研究——以金屬３Ｄ打印技術為例　［１２］劉紅光，楊倩，劉桂鋒，等．國內外３Ｄ打印快速成型技術的專　利情報分析［Ｊ］．情報雜志，２０１３，３２（６）：４０—４６　［１３］董坤，吳紅．基于論文一專利整合的３Ｄ打印技術研究熱點分　析［Ｊ］．情報雜志，２０１４，３３（１１）：７３—７６，６１　［１４］ＰＯＲＴＥＲ　ＡＬ，ＤＥＴＡＭＰＥＬ　Ｍ　Ｊ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｐｐｏ￣ｕｎｉｉｆｅｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｏｃｉａｌ　Ｃｈａｎｇｅ，１９９５，４９（３）：　２３７—２５５　打印的技術機會，本文主要創新點和結論如下：　（１）發展了技術機會理論。基于技術創新視角，　系統分析了科學和技術之間的互動關系，進而歸納　出兩類不同的技術機會，即“科技論文中但專利文　獻中沒有”的技術機會、“專利文獻中有但科技論　文中沒有”的技術機會，并將技術機會識別過程可　視化呈現，加深了對技術機會的理解，有利于后續　研究的開展。　（２）填補了金屬３Ｄ打印技術機會研究的空白。　當前學術界主要是從技術性能視角研究金屬３Ｄ打印　［１５］ＤＯＮＧＨＵＡ　ＺＨＵ，ＡＬＡＮ　Ｌ　ＰＯＲＴＥＲ．Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｏｃｉａｌ　Ｃｈａｎｇｅ，　２００２，６９（５）：４９５—５０６　［１６］ＯＬＳＳＯＮ　０．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｒｏｗｔｈ【Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　技術及其發展前景，從情報學視角的研究多集中在　３Ｄ打印技術，目前尚未涉足金屬３Ｄ打印。本文首　次基于科技論文和專利文獻的多源信息視角研究金　屬３Ｄ打印的研究熱點及其技術機會，識別出兩類共　４個技術機會，為企業戰略決策以及金屬３Ｄ打印行　業的發展提供了重要參考。　參考文獻：　［１］鄭增，王聯鳳，嚴彪．３Ｄ打印金屬材料研究進展［Ｊ］．上海有　色金屬，２０１６，３７（５）：５７－６０　［２］曾光，韓志宇，梁書錦，等．金屬零件３Ｄ打印技術的應用研　究［Ｊ］．中國材料進展，２０１４，３３（３：３７６—３８２　［３］科技部．中澳聯合研究中心揭牌儀式在京舉行［ＥＢ／ＯＬ］．　（２０１３－０６—０７）［２０１７—０４—１０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｓｔ．ｇｏｖ．ｃｎ／　ｋｊｂｇｚ／２０１３０６／ｔ２０１３０６０６＿１０６４４９．ｈｔｍ　［４］中華網．歐洲航天局“驚奇項目”將帶領３Ｄ打印進入金屬時　代【ＥＢ，ＯＬ　Ｊ．（２Ｏ１３一ｌ０一ｌ６）ｌ　２０１７－０４—１０　Ｊ．ｈｔｔｐ：／／ｔｅｃｈ．ｃｈｉｎａ．　ｃｏｒｎ／ｎｅｗｓ／ｃｏｍｐａｎｙ／ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ／１１０６６１３０／２０１３１０１６／１８０９２７５１．ｈｔｒａｌ　［５］工業和信息化部．工業和信息化部、發展改革委、科技部、　財政部關于印發新材料產業發展指南的通知［ＥＢ／ＯＬ］．　（２０１７一Ｏ１—２３１［２０１７—０４—１０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｉｔ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｎｌ１４６２９５／　ｎ１６５２８５８，ｎｌ６５２９３０，ｎ３７５７０１６／ｃ５４７３５７０／ｃ０ｎｔｅｎｔ．ｈｔｍｌ　［６］任佳妮，張薇，錢虹，等．基于專利情報和文獻計量的國內３Ｄ　打印技術研究分析［Ｊ］．情報探索，２０１６，２２２（４）：５１—５７　［７］吳菲菲，段國輝，黃魯成．基于團隊識別的３Ｄ打印技術發展前　景分析［Ｊ］．情報雜志，２０１３，３２（８）：６２—６７　［８］ＧＲＩＦＦＩＴＨ　Ｌ，ＫＥＩＣＨＥＲ　Ｄ，ＡＴＷＯＯＤ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ｆｒｅｅ　ｆｏｒｍ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｕｓｉｎｇ　ｌａｓｅｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ　ｎｅｔ　ｓｈａｐｉｎｇ（ＬＥＮＳ）　［ｃ］／／ＤＥＦＥＮＳＥ　ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯ　ＣＴＲ　ＥＬＥＣ　ＲＥＰ．Ｓｏｌｉｄ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．Ａｕｓｔｉｎ：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏＴｅｘａｓ　ａｔ　Ａｕｓｔｉｎ，１９９６．　［９］劉偉．金屬３Ｄ打印成形工藝研究［Ｊ］．中國鑄造裝備與技術，　２０１７（６）：４－７　［１０］秦天，葛沈瑜，黃進浩，等．金屬增材制造技術的理論研究現　狀討論［Ｊ］．材料開發與應用，２０１６，３１（６）：９４—１０２　［１１］陳燕和．中國的３Ｄ打印研究（１９９３－－２０１　４１：基于文獻計量學的　分析［Ｊ］．現代情報，２０１５，３５（６】：８６—８９　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　Ｇｒｏｗｔｈ，２００５，１０（１）：３１－５３　［１７］李陽，許培揚．基于專利分析的技術機會識別流程研究［Ｊ］．　情報理論與實踐，２０１４，３７（５）：６１—６３　［１８］馮靈，余翔，張軍榮．基于專利信息的高鐵技術機會分析［Ｊ］．　情報雜志，２０１５，３４（１２）：９５—１００　［１９］王靜靜．基于論文和專利的技術機會分析［Ｄ］．北京：北京工　業大學，２０１６　［２Ｏ］呂一博，康宇航，王淑娟，基于共現分析的技術機會發現與可　視化識別［Ｊ］．科研管理，２０１２，３３（４）：８０—８５　［２１］巨乃岐，劉冠軍．從科學與技術的關系看科學向技術轉化的　實質與要求［Ｊ］．河南大學學報（社會科學版），２００４，４４（１）：　２４—２８　［２２］王春法．當代科學技術發展的基本特點及其含義［Ｊ］．學習與　實踐，２００２（１１）：３４—３８，１　．　［２３］眭紀剛．科學與技術：關系演進與政策涵義［Ｊ］．科學學研究，　２００９，２７（６）：８０１－８０７　［２４］王坤，王京安．技術生態視角下的技術演化分析框架［Ｊ］．經　營與管理，２０１７￣）：１００—１０２　［２５］ＳＨＩＢＡＴＡ　Ｎ，ＫＡＪＩＫＡＷＡ　Ｙ，ＳＡＫＡＴＡ　Ｉ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｇａｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ｎａｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ａ　ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｉｇｃａｌ　Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｏｃｉｌａ　Ｃｈａｎｇｅ，　２０１０，７７（７）：ｌ　１４７－１　１５５　［２６］劉啟元，葉鷹．文獻題錄信息挖掘技術方法及其軟件ＳＡＴＩ的　實現：以中外圖書情報學為例［¨．信息資源管理學報，２０１２，　２（１）：５０－５８　［２７］黃魯成，張璐，吳菲菲，等．基于突現文獻和ＳＡＯ相似度的新　興主題識別研究［¨．科學學研究，２０１６（６）：８１４—８２１　［２８］ＣＡＬＬＯＮ　Ｍ，ＣＯＵＲＴＩＡＬ　Ｊ　Ｐ，ＬＡＶＩＬＬＥ　Ｆ．Ｃｏ－ｗｏｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａ８　ａ　ｔｏｏｌ　ｆｏｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｂａｓｉｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ：ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ【Ｊ　Ｊ．　Ｓｅｉｅｎｔｏｍｅｔｒｉｃｓ，１９９１，２２（１）：１５５—２０５．　作者簡介：王坤（１９９２一），男，湖北恩施人，碩士研究生，主要研究　方向為技術創新與知識管理；王京安（１９７ｌ一），男，通信作者，河　北安國人，教授、博士，主要研究方向為組織理論與創新管理；湯月　（１９９４一），女，安徽巢湖人，碩士研究生，主要研究方向為技術創新；　校姜文（１９９３一），男，江蘇溧陽人，碩士研究生，主要研究方向為技　術創新。　

-