基于TRIZ的新能源汽车产业技术成熟度分析
时间：2021-02-12 20:02:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】随着环境保护局势和能源危机的日益严峻，新能源汽车的发展前景十分可观。但是，目前我国新能源汽车的技术发展路线不清晰，产业的发展定位不明确，很大程度上限制了新能源汽车产业。本文利用TRIZ理论提供的S曲线进化法则作为产品技术成熟度的分析工具，分别从专利数量、专利等级和获利能力三个方面对国内新能源汽车技术进行分析，预测新能源汽车产业关键技术的进化途径。研究结果表明：我国的新能源汽车产业目前处于成熟期，避免改进性的技术研发，开发突破性的新技术是本阶段的发展方向。
【关键词】新能源汽车；专利技术；TRIZ理论；技术成熟度
【中图分类号】TK-9 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2019）02-0205-03
1 引言
能源是推动人类社会可持续发展的物质保障，煤炭、原油、天然气三大能源是我国目前最为依赖的能量资源，然而我国三大能源的使用量均超本国的产量，我国庞大的汽车保有量对石油的消耗也是惊人的，面临日益加剧的环境污染和能源危机问题，发展新能源汽车成为关键[1-3]。
新能源汽车区别于传统能源汽车，指采用新型燃料作为动力来源，结合新型的驱动方式，降低汽车的污染物排放，实现节能减排和环保低碳的要求。但是，目前虽然新能源汽车类型众多但是普遍售价较高，而且能源补充不方便，大大制约了新能源汽车的销售和推广，而且我国新能源汽车企业在国际上缺乏影响力，因此有必要对新能源汽车产业现状进行成熟度分析，制定产业技术发展策略，解决影响新能源汽车发展的障碍，提高我国新能源汽车产业的国际竞争力[4.5]。我国的“863”项目主要研究纯电池、混合动力、燃料电池三种类型的新能源汽车，目前这三种类型是研究最广泛和最有前景的新能源汽车，所以本文也以这三种类型的新能源汽车为例，采用TRIZ理论提出的技术系统S曲线进化法则进行技术系统成熟度预测，对我国新能源汽车产业发展策略进行研究。
2 TRIZ理论和S曲线进化法则
TRIZ理论全称为“发明问题解决理论”，是上个世纪中期由前苏联发明家阿奇舒勒（G.S.Altshuller创立，他通过分析成千上万的专利发现，发明创新并不是随机出现的，而是有一套固定的进化模式和路线可以遵循[6]。他坚信技术的变革和创新是客观存在的且有一定的规律和方法，如果我们按照这样的原则改进技术系统不仅能大大缩短开发时间，增加开发成功的几率，同时能帮助我们对产品发展过程进行可靠的预测。
TRIZ理论提出，任何一个技术系统的进化过程都是随着时间向着更高级的方向发展，它们的进化过程有着相似的规律，经历着相同的几个阶段，其规律类似一条S型曲线，曲线的横坐标表示时间，纵坐标表示技术系统的某个性能指标。阿奇舒勒通过对大量专利的总结归纳，分别从性能参数、专利等级、专利数量和获利能力四个方面绘制S曲线（图1），把产品的技术进化过程分为婴儿期、成长期、成熟期和衰退期4个阶段[7.8]。根据产品的曲线特征可以判断出技术系统所处的发展阶段，根据发展阶段判断下一步的研究方向。
3 新能源汽车产业的技术成熟度分析
本文采用国家知识产权网上的专利数据作为分析样本，取样本时间为2009年1月1日—2018年12月1（由于2018年缺少一個月的数据量，本文将本年1～11月份的专利数量取算数平均后乘以12作为该年的专利数量，经济效益采用相同方法计算）共10年，关键词为“燃料电池汽车or纯电动汽车or混合动力汽车”共检索出专利信息7046条。
3.1 新能源汽车的专利数量分析
专利数量是技术系统发展过程最为直观的反映，较多的专利数量意味着较多的科研投入和关注度，本文绘制了近10年专利数量变化曲线（图2）。从图2可以看出，从2009年之后，新能源汽车的专利申请量逐年递增（由于专利公开需要1～2年，所以2018年专利数量有所下降），表明业界对新能源技术的研发力度不断增大，专利数量处于高速增长阶段，新能源汽车产业逐步从成长期向着成熟期过渡。
3.2 新能源汽车的专利等级分析
专利数量是评价技术产品发展阶段的重要指标，专利的质量也同样重要。破坏性的创新能较大程度的提高产品的性能指标，推动技术系统的发展进程，所以如何较好的根据性能指标划分专利等级对于技术系统成熟度预测非常重要[10]。对专利等级的划分不能孤立的评价单一专利的技术创新程度，需要统观该产品的发展过程进行纵向对比。阿奇舒勒为了将专利级别进行客观的划分，首先将发明问题的难度进行分级，那么解决这些发明问题的专利也对应划分等级，本文将专利划分为5个等级（表1）。本文对每年的专利按照知识产权局网页上每页12条数据的规则进行显示，分别抽取该页第1个、6个、12个专利作为样本进行等级划分，按照阿奇舒勒的等级划分规则进行打分，取算术平均值作为该年的专利等级数值，刻画出新能源汽车的专利等级曲线（图3）。从图3可以看出从2009年开始，新能源汽车技术的专利等级平稳下降，表明目前的专利只是实现非核心技术层面的改进，没有实现技术上的重大突破，但是专利等级虽有下降但不算太低，仍有继续研究的空间，寻找突破性创新是本阶段的重点[9]。
3.3 新能源汽车的获利能力分析
获益能力也是衡量技术系统成熟度的重要指标，随着技术系统的快速发展，收益也会不断提高最后趋于稳定。但是由于无法公开得到新能源汽车厂商的收益数据，本文利用新能源汽车的销售量代表经济收益进行分析，销售量数据来源于新能源汽车行业年鉴。从销售量曲线（图4）可以看出，2013年之前，由于新能源汽车技术不成熟，配套设施不完善，新能源汽车的销售量较少。2014年开始，由于国家的大力支持，新能源汽车产业快速发展，汽车的销量快速提高。2018年底，新能源汽车销售量有望突破100万辆。销量的大幅提升表明新能源汽车产业慢慢进入稳定期，获益能力逐步提高，该阶段应该完善新能源汽车的性能指标，提高市场竞争力。
