面向政府的实践：图情大数据成果

技术预见是一种贯穿前沿科技研发、转化和产业化链条的综合性研究。目前，技术预见研究经过长期发展已经实现了大面积普及，与现代政府的科技管理职能有密切关系，尤其是在科技规划和计划的制订中具有极其重要的作用。在大多数情况下，专家访谈、调查、研讨会等是国家开展大规模技术预见的首要方法。但与此同时，对基于定量分析方法的需求也在不断增长，从而验证专家评估并使用大量数据揭示技术变化的隐含迹象。理论研究越来越注重改进定量技术分析方法和开发自动化数据处理程序，形成了潜在的多元数据分析的研究和应用趋势。因此，近年来各国在开展技术预见研究和实践时都考虑文本挖掘、文献计量分析、大数据分析等多来源多样化的数据分析方法。

1）美国

在美国，前沿科技识别的发起、推进和创新都与美国军方的智囊团及研究机构密切相关，其中包括兰德公司、美国海军研究办公室和美国军部。而且，美国军方前沿科技识别的方法也从依赖传统的德尔菲法逐渐转为采用自动化处理的文本挖掘方法。

自1998年以来，美国海军研究办公室（ONR）一直致力于其“科学和技术文本挖掘”计划。该项目是通过处理从科技数据库（出版物、专利等）获得的文本数据并在规划和制定政治举措时使用结果来确定技术趋势。该计划寻找新的跨学科方法来克服当前的挑战，并确定特定科技领域的主要参与者和专家。鉴于该计划对保护国家安全的重要性，结果将通过保密渠道提交给美国海军指挥部。与此同时，研究背后的作者也定期在学术期刊上发表文章，并将他们的工作用作经验证据，以支持分析结论的准确性。

2016年，美国陆军部公布了《2016—2045年新兴科技趋势》预测报告。该报告是在对过去五年美国内外的政府机构、行业分析机构、智囊团和学术组织等各自发表的32份科技趋势预测报告进行文献分析的基础上形成的。通过对这些报告涉及的690项科技趋势进行综合分析，明确了24个值得关注的新兴科技趋势。在分析方法上，该报告通过搜索已公布的趋势分析报告、借助语义分析进行聚类分析以识别出共同主题、编码后确定新兴科技趋势类型等步骤，采用趋势识别方法对新兴科技趋势进行了甄别。同时，采用基于重合与分享的关注度指标来对24个焦点问题进行深度分析。其中，重合值（concurrence values）是指用来测得特定趋势源报道的百分比，显示了每个趋势的报道量；分享值（share values）是整个源文档数据库中的每个报道趋势被分享的百分比，是衡量被预测相关源文件中，每个趋势被分享的次数。

2）日本

自1971年全球首次开展国家技术预见工作以来，日本已经开展了10次技术预见工作。日本科技厅组织实施了第1～4次技术预见活动，日本国家科学技术政策研究所（NISTEP）从1992年开始进行第5次技术预见。在2001年的改革中，NISTEP成为文部科学省的下属机构，并成立了专门的科技预见中心，负责组织实施随后的历次国家技术预见工作。2005年的第8次技术预见则首次同日本的国家研发基础计划相挂钩，直接支持了2006—2010年的第三期国家研发基础计划的制订。之后每次技术预见工作均同随后的国家研发基础计划以五年为周期协同开展。最近的一次是2020年开展的第11次技术预见。2010年，日本曾对1971—1992年间开展的前5次技术预见的实现情况做了系统性回顾总结。结果显示，在各次技术预见的全部技术项目中“全部实现”和“部分实现”的技术均维持在70%左右，而未能实现的原因则大部分是由于技术问题难以解决。

在进行历次技术预见调查时，NISTEP并不完全复制前一次的预见模式，而是不断完善预见过程和方法。第1～4次技术预见活动应用德尔菲法，对调查过程进行改进，实施2轮调查问卷。第5～7次技术预见活动仍然采用德尔菲法，但在实施步骤上更加完善、合理，对参与调查问卷的人数选取进行了优化，问卷的设计也更加优化。第8次技术预见活动在以德尔菲法为主的基础上，新增了需求分析法、文献计量法作为辅助方法。第9次技术预见活动在以德尔菲法为主的基础上，同时使用了情景规划法，通过未来情景展示未来科技的发展，并组织研讨会，研究区域的绿色创新能力。第10次技术预见活动同时采用了德尔菲法、文献计量学方法和定标比超的方法，在文献计量学方法中以高被引论文为指标快速识别前沿领域。第11次技术预见更是引入了人工智能的方法，结合信息通信技术进行信息收集和分析。这些方法相辅相成，提高了技术预见活动的准确性和科学性，为技术预见工作提供有力支撑。

图7-1　NISTEP技术预见方法（2017年）

3）韩国

韩国的国家技术预见主要由科学技术委员会支持，依托韩国科学技术评价及规划研究所（KISTEP）开展，从1993年首次启动到目前已经累计开展了5次。在2008—2012年执行的韩国第二期研发基础计划（类似中国的科技五年规划）的制订中，就参考了2003年开展的第3次技术预见的成果的修订版内容。随后2013—2017年的第三期以及2018—2022年的第四期研发基础计划中，均直接采纳了2010年和2015年开展的第4、第5次技术预见的内容。韩国在2010年也对第一轮技术预见的实现情况进行了回顾，“完全实现”和“部分实现”的技术比例合计为72.2%。最主要的不利影响因素也同日本一致，为技术问题难以解决。

韩国开展的前两次技术预见主要采用了头脑风暴法和德尔菲法，并且以专家导向为主要着眼点。在第3次技术预见中，则采用了德尔菲法、全景扫描及情景描绘，而着眼点也在多领域专家的基础上增加了未来需求因素。第4次的技术预见在方法采用上同第3次一致，另外则特别增加了对于韩国未来发展需求、技术发展的不利因素等方面的思考。韩国自第3次技术预见中引入的情景描绘是韩国技术预见的一个突出特点，即通过漫画、动画等形式描绘不同场合下的未来场景，并对公众进行深入的宣传教育，这一方式也沿用至今。在韩国第5次的技术预见中引入了大数据技术，根据未来的需求和科技发展描述未来的社会情景，并分析出能够极大冲击传统社会的创新技术及其“引爆点”（即促使社会发生翻天覆地变化，并带来主流社会技术趋势变化的时间点）。在这一研究过程中，大数据被作为基本数据的有益补充来支撑技术预见，包括使用科学地图方式找出新兴技术崛起点、通过网络分析方式找到各种未来挑战之间的关系。此外还利用大数据开展外推式的分析，为技术预见提供了更可靠的结果。最终结合两轮德尔菲和大数据的分析确定了未来发展的五大宏观趋势和40个子趋势，并分析了每一个技术趋势发展过程中面临的众多短期挑战和长期挑战。

4）欧盟委员会

欧盟委员会实施各种计划，研究能够影响经济和社会发展前景的全球技术趋势，发布总结报告，并向欧洲议会提出有关科技政策的建议。例如，欧洲安全组织的“欧洲技术观察”计划汇集了各类参与者（科学、商业、政府）的努力，以期进一步提高现有能力并提高欧洲国家的科技潜力，确保该地区在世界上的领先地位。这类预见涉及寻找潜在的重要技术领域，并采取措施刺激其在欧洲国家的发展。

2017年，欧盟委员会“地平线2020（Horizon 2020）”计划设立了名为欧洲社会知识制作（knowledge in the making in the European society，KNOWAK）的项目。该项目围绕三个综合要素构建：①研究主题，围绕社会大挑战（societal grand challenges，SGC）和关键使能技术（Key Enabling Technologies，KET）开发本体；②行动，重点关注四重螺旋和社会参与者参与知识共同创造；③地理空间，重点关注多层次的大都市、地区、国家和欧洲空间及其相互关联性。该工具将基于欧洲研究区（ERA）知识产生的现有的多个数据来源，即来自CWTS-WOS数据库的科学出版物，来自PATSTAT的专利（UPEMPATSTAT数据库）和源自CORDIS的欧洲项目（AIT-EUPRO数据库）。此外，该项目将发展另外两个数据集，一个涉及社会创新项目和参与者，另一个通过社交媒体涉及用户注意力。综合要素（主题、参与者、空间）允许数据的相互关联，以产生对制作中不同知识维度的表征。项目从2017年持续到2019年。

5）英国

20世纪80年代以来，素有“科学家摇篮”之称的英国，在应用研究及制造技术方面远远落后于美国和日本。为改变这一局面，英国政府于1993年决定借鉴他国的经验，通过前沿科技识别为政府制定科技政策和确定优先支持领域提供依据，并在科学、技术和工业界之间建立更好的伙伴关系，以最大限度地发掘英国的科技潜力为经济服务。这些工作对英国的科技、经济和产业发展产生了深远的影响。

英国最新一轮的前沿科技识别成果是2017年1月23日发布的《技术与创新的未来2017》（TIF3）报告。这份最新报告并没有提出新的技术领域，而是对快速发展的新兴技术正在产生的技术融合与相互作用，及其对经济与社会颠覆性的影响与机会进行了全面的阐述。TIF3报告认为，在提高生产率和提供公共服务方面，未来最大的机会取决于现有和新兴技术的相互作用，以及开发成可应用的产品。这些应用将颠覆和取代现有的商品和服务市场。这一报告旨在帮助决策者对新兴技术未来可能带来的一系列的机会和风险提高敏感度和积极性。

该报告采用了基于证据的研究方法，首先收集了来自学术界和工业界超过1 000条新兴技术远景的在线调查结果，然后通过分析知识产权局2万项专利、创新英国和研究委员会研究基金项目数据以及自2012年以来发表的约100篇文献综述文章，最后召开由80多位业界和投资界专家参加的7场圆桌会议对50多种技术进行市场潜力分析，以此构建英国技术优势和探索潜在创新应用的图景。

6）德国

德国联邦教育研究部（BMBF）已经有超过20年的内部技术预见经验。自2009年起，BMBF构建了一个由“技术推动”和“需求牵引”两个不同视角的研究阶段交替开展形成的循环的技术预见研究策略。技术推动研究阶段重点从新技术提供新的可能性、开拓未来的角度开展研究；需求牵引研究阶段则强调对特定市场和社会需求出发而产生的创新。

BMBF于2007—2009年开展了第1次技术预见，时间跨度为2年，预见重点是科学技术领域。2012—2014年，BMBF进行了第2次技术预见，重点是社会发展及挑战，主要聚焦2030年社会和科学技术的新发展，特别是健康、科技创新、教育、经济、政治等领域，着眼于找出2030年之前德国将要面对的全球性社会挑战。

第2次技术预见共由三个步骤完成（图7-2）。第一步，首先找到2030年社会上出现的趋势和挑战，这些趋势和挑战一共涉及7大领域，经过整合最后形成60个方案；第二步，找出研究和技术的发展前景和使用潜力；第三步是找到创新的萌芽，借助一些形象的小故事，让未来的形象跃然纸上。

图7-2　德国第2次技术预见实行的三个步骤

基于第2次技术预见的任务目标，社会趋势可分为三种，即显性、隐性及常规性。针对上述社会趋势的三种类型，相应的研究方法如图7-3所示。

BMBF在上述方法从隐性、显性及常规性社会趋势的前提下，对主题重复的趋势进行整合，对相似主题进行整合，最终可以形成150种被确定的社会趋势。技术预见办公室的核心小组成员结合选取标准，然后进行详细讨论，最后分析并总结出了60项社会发展趋势，涵盖社会、文化、生活质量、商业、政治以及治理等诸多方面。

图7-3　显性、隐性、常规性社会趋势的研究方法(www.xing528.com)

7）俄罗斯

俄罗斯的第一个国家级大规模预见研究，是面向2025年的科技预见，由俄罗斯教育科学部在2007年开始实施，它包括三大部分：俄罗斯经济的宏观经济预见、优先级科技领域的预见研究，以及不同国民经济部门的预见。在国家第二周期科技预见（2008—2009年）的框架下，俄罗斯对全球经济和主要市场的未来进行评估。面向2030年科技预见研究是由俄罗斯教育与科学部在2011年创建的完全成熟的国家级科技预见工作（图7-4）。它的目标是识别并选择俄罗斯科学技术发展中的最有前景的领域，以确保2030年国家竞争性优势的实现，在国家政府部门、重点研究大学、行业较高水平公司和各领域专家等的全体协调下执行大量特定任务复杂项目。

面向2030年的俄罗斯技术预见的特色是收集了200多个来源的信息数据，主要包括：

①国际组织的分析和前瞻性研究（经合组织、欧洲委员会、联合国、工发组织、世界银行、世界卫生组织、国际能源机构、欧佩克等）。

②国家科学和技术预见研究（英国、德国、法国、美国、日本、韩国、中国、巴西、南非、芬兰、荷兰等）。

③主要企业（壳牌、英国石油、西门子、微软、戴姆勒、德意志银行等）以及一些国际专业协会的技术预见研究。

④主要国际技术预见中心（兰德公司、欧盟委员会前沿技术研究所、曼彻斯特大学、日本国家科学技术政策研究所、加拿大渥太华大学Telfer商学院、韩国科学技术评估与规划研究所、美国佐治亚理工学院、中国科学院科技政策与管理科学研究所、奥地利技术研究所等）。

图7-4　俄罗斯面向2030年科学和技术预见组织设计

⑤俄罗斯科学和技术预见研究，包括俄罗斯教育和科学部委托的研究。

⑥关于俄罗斯经济及其部门长期发展前景的战略文件（《俄罗斯长期社会经济发展概念：2020》、《俄罗斯长期社会经济发展预测：2030》、行业发展战略、大公司创新发展计划等）。

⑦专利局数据库（俄罗斯专利局、美国专利和商标办公室、欧洲专利局、世界知识产权组织等）。

⑧国际期刊数据库（汤森路透的ISI Web of Knowledge、Elsevier的Scopus、俄罗斯科学引文索引等）。

俄罗斯技术预见专家Sokolov还介绍了俄罗斯在面向2030年科技预见中所采用的方法，如表7-1所示。

表7-1　俄罗斯面向2030年科技预见中所采用的方法

（续表）

8）中国

中国的技术预见活动始于1992—1995年完成的“国家关键技术选择研究”，上海和北京也于2001年分别启动了“上海科技发展重点领域技术预见工作研究”和“北京技术预见行动计划”，2003年，中科院主持了“中国未来20年技术预见研究”。之后，技术预见的应用和实证研究就在中国一些省市及产业间陆续展开。2013年，新一轮技术预见的方法和流程设计比以前的活动要成熟得多。这一轮技术预见更加关注在国家创新体系中解决重大社会挑战的方向。每项活动都有自己的目标，在一定程度上，中国的技术预见已经转变为“创新预见”。

在国家层面，几乎所有以前的中国科技规划都强调了对未来科学技术趋势的全面研究。中国技术预见最强大的动力源于科技规划的制定。自2013年以来，由政府在国家层面牵头科技部／中国科学技术发展战略研究院、中国工程院、国家自然科学基金委员会和中国科学院承担的新一轮大规模技术预见活动开始实施。

这一轮综合技术预见活动通过技术评估、预见调查和关键技术选择三个步骤实施，采用大规模德尔菲调查和文献计量学相结合的定性和定量方法。调查涉及13个领域，包括信息、生物学、新材料、制造业、地球观测与导航、能源、资源与环境、人口与健康、农业、海洋、交通、公共安全和城市化。在第二轮调查之后，该研究小组测量并选择了428项技术，筛选出了280项关键技术。进一步的研究包括关键技术路线图、未来情景、交叉影响和技术集群分析。从整体科技发展现状和一些典型的科技领域等方面分析了中国与全球先进水平的差距，客观地评价中国科技发展水平。该轮技术预见框架如图7-5所示。

图7-5　国家技术预见框架（2013年启动）

2015年，中国工程院和国家自然科学基金委员会联合推动“中国面向2035工程科技发展战略研究”计划。文献计量学、专利分析、德尔菲和技术路线图等方法在实践中得到应用，两轮德尔菲调查之间的间隔时间延长。第一轮可选技术清单由11个领域组成，包括93个子领域和833个技术。2015年10月，第一轮德尔菲调查完成。来自各个领域和部门的8 400多名专家受访，近3 000人填写问卷，总参与率为35%，各个领域提交了约3万份问卷。在技术预见的同时进行了需求调查；需求调查问卷基于2035年的六个愿景，提出了102个问题。在第一轮德尔菲调查之后，每个领域的一个研究小组对关键技术和技术路径进行了深入研究，特别是根据需求调查的结果对第一轮调查产生的技术提出异议。当更加彻底掌握技术趋势时，进行了第二轮德尔菲调查，并增加了一些有针对性的调查问题，例如发展目标、关键发展领域、需要突破的关键技术、需要建设的重大项目，以及2035年中国工程科技优先发展的基本研究方向，以便更好地服务于研究这种技术预见活动最终将支持国家工程科学和技术的系统科技规划和前沿部署，以及相关领域的基础研究。中国面向2035工程科技发展战略研究流程示意图如图7-6所示。

在地方层面，上海是中国最早开展区域技术预见活动的地区之一。20世纪80年代，上海市科委技术预见处就为行业技术发展提供前沿报告。随后，上海市科学学研究所承担了相关的研究工作。目前已经形成了以上海科技五年规划的编制和执行为核心，包括了中长期综合领域技术预见、重点领域路线图绘制等多种方法在内的滚动式工作方针，将技术预见工作同上海科技规划制定紧密结合。2009年以来，上海市科学学研究所在产业技术路线图、产品技术路线图、战略性技术路线图等方面进行了较为深入地实践，先后在生物医药、信息技术、社会发展、高新技术等领域持续开展了技术路线图工作，并且把产业技术路线图的理念、方法、形式成功地运用到上海市“十二五”“十三五”科技规划之中。在中长期技术预见的研究中则确定了从国际形势到国内态势、再到区域基础这一逐步递进的筛选方针，进而进行领域扫描、主题演绎，明确研究内容。在2013—2014年开展的中长期技术预见研究中涉及的技术项目同上海建设具有全球影响力的科技创新中心提出的22项重大任务高度重合，也同上海“十三五”科技创新规划里重大专项的方向、内容高度重合。上海的技术预见研究为上海科技规划的制定提供了前瞻的、充分的论证。

图7-6　中国面向2035工程科技发展战略研究流程示意图（2015年启动）

2011年前后，广东省陆续开展了40多个不同领域的产业技术路线图的制定工作，这些路线图的分析单元涵盖了产业、公共创新平台和产业共性技术，重点关注产业发展对区域经济的促进作用，关注公共创新平台、产业共性技术和关键技术对企业技术创新的基础性支撑作用。从地理范围来看，广州、佛山、潮州、梅州、江门、东莞、汕头、中山、肇庆等10余个地市，都针对本地的优势产业或专业开展了产业技术路线图的制定工作。2011年，湖北省在汽车零部件、光伏、生物医药、氟化工、加工装备、光通信、重点污染行业节能减排等8个产业领域开展了技术路线图制定工作；福建省启动了组建福建省产业技术路线图战略研究基地的建设试点工作；黑龙江省对煤炭工业节能减排等科技攻关重点课题开展了路线图研究；陕西省对太阳能光伏和半导体照明、软件和物联网等产业领域开展技术预见工作。2010年，河北省启动了首批8个重点产业领域的产业技术路线图编制工作；四川省启动了技术创新工程专项资金，专项支持四川省高钛型高炉渣综合利用技术创新联盟、卫星通信技术创新联盟等10个产业技术创新联盟开展产业技术预见研究工作。2015—2016年，广西壮族自治区科技厅联合科技部战略院、复旦大学、上海市科学学研究所先后开展了大规模的德尔菲调查工作以支持广西的科技“十三五”规划编制工作。