产业技术路线图的设计依据结构化的规划框架,在集成产业知识的基础上,通过对产业内外部环境、产业发展目标(产业价值链系统)以及产业技术系统等的系统化分析,为产业关键技术的规划和创新管理等提供一个新的分析和研究框架。由于产业环境的动态性、复杂性,产业技术创新的艰巨性、风险性等问题,针对产业技术路线图在动态不稳定环境下的设计需求,本文认为目前产业技术路线图制定过程中存在着三个关键问题:第一,如何解决目前产业技术路线图在分析产业内外部环境过程中,由于单一线性预测或只考虑一种产业发展情景而导致产业技术路线图缺乏必要的灵活性和适用性而难以实施的问题;第二,如何解决基于产业技术路线图在产业关键技术分析与识别过程存在缺乏对产业关键技术的明确定义,产业关键技术的评估准则模糊,且评估过程缺乏系统化的分析方法支撑等问题;第三,通过融合什么方法以及如何融合该方法,可以解决目前产业技术路线图在关键技术创新模式选择上主要依靠领域专家的判断和定性化分析,在支持产业关键技术创新战略上缺乏定量化分析等问题。基于上述三个关键问题,本论文通过文献计量方法对技术路线图的研究现状进行分析的基础上,首先,结合情景分析方法以及STEEP等研究了基于情景分析的产业技术路线图设计方法;其次,通过结合价值链升级理论、IDEF0模型以及熵权法对产业关键技术的识别方法进行了研究;再次,基于贝叶斯网络和技术创新理论,分析了产业关键技术选择的计算模型。本文的主要研究成果以及创新性工作表现在以下方面:(1)提出融入情景分析的产业技术路线图设计方法针对产业技术路线图设计缺乏灵活性和适用性问题,在总结目前情景分析与技术路线图的融合存在的问题基础上,首先对基于情景分析的技术路线图设计进行了解析和定义,并尝试解答为什么以及如何在技术路线图设计中融合情景分析等问题;其次,通过对情景分析在产业技术路线图中的适用性的探索分析,进一步研究开发了能融入情景分析的产业技术路线图分析框架,详细讨论了情景分析在产业技术路线图的准备阶段、开发阶段和实施与更新阶段的主要任务和支持方法。(2)提出了一种结合产业技术路线图、IDEF0以及熵权法的产业关键技术系统化识别方法。基于价值链升级理论探索和界定产业关键技术的内涵,从操作层面提出产业关键技术的评估准则;考虑产业价值链特征以及产业技术链的关联性等属性,结合产业技术路线图理论实践和IDEF0方法,提出了产业关键技术初始清单的双链识别方法;为解决产业关键技术评估过程的复杂性与主观性问题,提出结合三角模糊数和熵权法的评估准则权重计算方法;构建产业关键技术的矩阵分析模型,确定最终的产业关键技术。(3)提出了一种通过在产业层次的情景技术路线图设计中融合贝叶斯网络分析,指导产业关键技术创新模式选择的方法。首先,对产业技术路线图中的产业关键技术创新模式内涵进行了解析,并对产业技术创新的三种模型进行了分析;其次,通过基于情景的产业技术路线图设计框架分析并构建相对应的贝叶斯网络拓扑结构模型,并结合领域专家知识构造体现产业环境及产业目标和关键技术创新模式间的逻辑关系的条件概率表;最后,基于贝叶斯网络概率推理方法,提出了产业关键技术创新模式选择和路径选择等的分析及计算模型。结合广东省LED产业器件封装环节的案例分析对所提的关键技术识别和关键技术创新模式选择方法进行了分析和验证。总的来说,本论文以产业技术路线图理论方法研究为基础,理论联系实际,重点针对目前动态不稳定环境下,产业技术路线图如何支持产业关键技术识别以及产业关键技术创新模式选择进行了较深入的分析和研究。