面向未来重点产业和领域发展的工程科技需求分析——以医疗和能源领域为例

    摘要：工程科技进步和创新对经济社会发展的主导作用愈加突出，从国家战略需求和经济社会发展需求的角度把握工程科技的发展趋势，对于优化科技资源配置、推进实施创新驱动发展战略、实现科技自立自强具有重要意义。本研究基于需求拉动创新理论分析科技进步与产业发展的关系，以及新兴产业发展需求推动技术创新的理论激励，提出面向未来重点产业发展需求的工程科技预见研究框架体系和实施路径。基于未来经济发展预测和未来经济社会发展的愿景描绘，以医疗卫生和能源两个行业为例，综合考虑行业未来发展面临的关键问题、国家重大战略的目标要求等，邀请领域战略专家对行业工程科技的需求方向、重点工程技术、发展制约因素和可能的产业化前景进行预见。
    关键词：发展愿景；未来产业发展；工程科技需求；技术预见
    基金：国家自然科学基金应急管理项目“基于问卷调查的若干重点产业未来发展对工程科技的需求研究”（L1724038）。
    0 引言
    世界主要国家高度重视技术预见研究，将预见前沿技术作为各国战略布局的重点，其研究发展经历了“始于美国—日本改进—欧洲跟进—世界各国开始加入”的历史进程[1]。二战期间，美国军方首次采用技术预测方法为制定政策提供科学依据。随后，日本、英国、德国等国家将技术预见作为政府制定科技政策、使科技最大化作用于经济及社会发展的必要工具。目前，英国、德国、日本分别开展了3次、5次、11次技术预见活动。美国兰德公司[2]、汤森路透[3]和美国战略与国际研究中心[4]分别对全球2020年、2025年和2045年可能产生重大创新突破的技术发展方向进行预见。俄罗斯于2007年开始组织“2025年科技发展预先项目”，并于2009年和2011年发布后续研究报告，不断完善其技术预见方法和体系[5]。技术预见也受到国际组织的重视和运用，例如，1990年OECD启动了国际未来研究项目（IFP）；1998年APEC成立了技术预见中心（CIF），1999年底开展了“面向拉丁美洲与加勒比海地区的技术预见项目（TF for LAC）”；2014年欧洲议会科学技术选择和评估委员会（STOA）开展了对未来20～50年的科学和技术预见工作[6]。
    中国的技术预见活动始于20世纪90年代，并于2000年后形成系统性的技术预见研究[7]。国家层面的技术预见活动最早由科技部和中国科学院带头开展，科技部于2002年启动技术预见工作，目前已开展六次。2003年，中国科学院开展了“中国未来20年技术预见研究”，并于2009年发布了《创新2050：科技革命与中国的未来》，描绘了2050年中国在能源、人口健康、空间与海洋等18个重要领域的科技发展路线图。中国工程院于2009年启动“面向2030年的中国工程科技发展战略研究”，目前已开展了三次大规模的技术预见活动。上海、广东、武汉、天津、山东、新疆、云南、湖北、江西和贵州等地区也先后发布了各自的技术预见报告。这些技术预见实践逐步形成了促进科技与经济社会协同发展、有效支撑国家科技发展战略制定的技术预见研究体系。
    当前，新一轮科学技术革命和产业变革已经提速，世界各国已经进入创新竞技的新阶段。工程科技是连接科学发明、技术发明、工程建设以及经济增长的重要枢纽，也是经济社会发展的主要驱动力。如何科学、有效地遴选未来工程科技发展的优先领域和重点方向，对于优化国家科技资源配置、实现科技自立自强至关重要。对于未来经济社会发展趋势的判断，是分析工程科技发展方向的基础，具有重要的战略意义。本研究从国家战略需求和未来经济社会发展愿景的角度，提出面向未来重点领域和产业发展的工程科技需求分析框架和实施路径，并以医疗和能源两个行业为例，邀请战略科学家基于2040年两个产业的发展需求和方向开展需求侧的工程科技预见。
    1 文献综述
    技术预见是一种通用的技术研究方法，始于20世纪40年代美国的跨国公司或特定产业技术计划制定。根据国际通行定义，技术预见是指对科学、技术、经济、环境和社会的远期未来进行有步骤的探索过程，目的在于选定可能产生最大经济与社会效益的战略研究领域和通用新技术[8]。技术预见活动经历了从技术预测到技术预见的发展历程，逐渐向经济、社会各个领域渗透，涉及主体从企业、政府到科研机构等不断扩散。从以关注技术预测本身为主，到侧重国家创新体系、关注技术、市场与社会的综合关系，升级到注重国家创新生态系统，面向全球科技创新发展趋势，最后到关注技术与实践结合，从战略角度分析决策中的多个要素[9]。
    技术预见方法根据其目标、内涵和范围等发展不断更新拓展，经历了从定性到定量再到综合研究方法的演进过程。早期技术预见以定性研究为主，如情景分析法、德尔菲法等。后期开始逐渐引入定量研究方法，如文献计量、专利分析等，以强化预见结果的客观性。未来技术预见活动将更加复杂，以强调技术适用性、定量分析以及方法创新性为未来演进趋势[10]。在以专家经验为基础的技术预见方法中，德尔菲法最为常用[11]，专家咨询和头脑风暴的应用也较为广泛。我国学者围绕改进德尔菲法、专家选择、改进数据处理方法等问题展开了广泛研究[12，13，14，15，16，17，18，19]，提出将专家组法、情景分析法、德尔菲调查法、技术路线图和专利地图等探索性与规范性方法相结合，开展不同领域以及地区层面和国家层面的技术预见研究[1，6，20，21，22，23，24，25]。
    目前技术预见的价值理念逐渐从科技政策导向向社会发展导向和愿景使命导向转变，并相应带动技术预见实施路径的转变[26]。以日本、英国和德国等发达国家为例，其技术预见研究和制定本国的科技发展战略时，越来越重视经济社会发展的需求分析，将实现未来经济社会发展的愿景和满足发展需求作为遴选关键技术进而制定本国工程科技发展战略的重要参考。日本在开展第6至11次技术预见时引入需求分析，特别是在2019年的第11次技术预见中，综合使用地平线扫描、愿景分析、情景分析等方法，分别对科学技术和社会趋势、社会未来形态、科学技术未来形态、基于科学技术发展的社会未来形态进行研究，整体描绘了2040年的发展蓝图[27，28]。我国相对较晚开始在科技发展战略研究中引入需求分析工具，其中较有代表性的研究包括中国科学院科技战略咨询研究院的中国未来20年技术预见研究，中国科学技术发展战略研究院的国家科技发展“十二五”规划编制研究，中国工程院的2035至2040年中国工程科技发展战略研究等。也有少数学者从国家战略要求和产业发展的角度，优化了特定领域的技术预见研究。王倩等[29]通过分析大数据市场需求，采用专利地图法对大数据产业共性技术进行识别，提出大数据产业未来发展方向和趋势。贾晓峰等[30]研究了医药制造产业技术发展路径，通过纵向分析市场需求，综合判断其时间变化趋势。杨雪[31]研究了新型工业化战略实施对工程科技的需求。彭健[32]综合分析国家两化深度融合和推进实施“中国制造2025”的战略要求，提出深化“频谱高速公路”技术预见的前瞻性研究。
    从上述文献研究可以发现，一是目前面向未来、强调科技需求分析的研究还比较薄弱，分析视角较为单一，缺乏系统性、多维度的综合需求分析，基于国家重大战略需求、面向未来重点产业发展需求、针对现实需要的研究较少；二是现有一些探索性的研究还没有形成系统性的、从经济社会发展角度开展的未来技术需求预见理论和分析方法框架，未能给出产业发展对工程科技需求的具体传导路径，少数仅针对某个产业的分析难以为整个国家的科技资源配置提供参考；三是在分析方法上，虽然近年来一些学者开始采用综合研究方法开展技术预见，但在考虑未来经济社会发展愿景与需求的前提下，如何将多种方法有机结合并应用于大规模的技术预见，目前的文献还比较空白。为此，本文做了一些探索性的研究工作：一是从需求侧角度，构建基于未来经济社会发展需求分析工程科技发展方向的研究框架和体系；二是基于经济发展和社会形态的愿景分析和重点领域发展战略目标要求，并结合目前面临的关键问题，多维度提炼出满足未来经济社会民生需求的发展方向，并以医疗卫生和能源行业为例，从需求角度分析工程科技发展及其关键技术的产业化前景。
    2 未来产业发展对工程科技需求的机理分析
    产业发展与工程科技是相互促进、相互交织的关系，两者良性互动推动经济高质量发展。一方面，工程科技是产业发展的基础，任何一个领域的重大工程科技突破都可能引发新的产业变革，催生新兴产业，促进产业发展。另一方面，产业发展对工程科技的人力、财力、物力、政策等产生需求，指明了技术发展的轨迹路线。
    2.1 需求拉动创新理论
    按照创新来源，可以将创新划分为供给推动型创新和需求拉动型创新两种类型。“供给推动创新”理论将市场看作研发成果的被动接受者，认为创新活动是由科学知识发现、技术开发的可能性、研发人员和研发机构的效率、大规模推广创新技术的成本等供给方面因素决定的[33，34]。“需求拉动创新”理论认为创新活动受市场需求的引导和制约，与其他经济活动一样，创新活动是追求利润的经济活动，在此过程中需求比知识进步更重要，销售规模和盈利水平的变化刺激了研发经费投入[35，36]。
    与供给推动创新理论相比，需求拉动创新理论愈发受到理论界尤其是实业界的高度重视和认可，研究表明60%～80%的重要创新活动是因需求拉动而产生和扩张的[37]。虽然较大市场规模能够帮助厂商建立竞争优势，但国内购买者的特质更加重要，将有效驱动厂商对产品不断进行改进和创新[38]。消费者行为和消费者素质会影响产业发展与创新的方式，小企业想要短期内赶超行业霸主，就要深度挖掘对小市场和新兴市场有很大吸引力的“破坏性技术”，形成对现有市场的“破坏性创新”[39]。
    相对于外部需求，高速增长的本土市场需求对创新具有更强的拉动力，本土市场需求的多样化、层次跨度大的特征，会进一步影响技术创新速度和方向。对于一个高速增长的市场需求空间来说，可以不用借助外部市场需求，通过发挥本土市场需求对创新动力的引致功能，就能够培育出本土企业的高级要素发展能力[40，41，42，43，44]。程鹏等[45]认为韩国手机产业发展为行业领导者主要源于当地需求演化，作为新产品、服务和技术的重要试验台，促进和调整了本土手机生产商和运营商的技术进步速度和方向。
    实践经验表明，由需求拉动创新所形成的产业往往在当时都是刚刚兴起的新兴产业。从市场成熟度来看，这些新兴产业具有市场容量非常小、市场存在高度不确定性等特征，需求在这些新兴产业发展过程中起到决定性作用。在需求拉动下，这些新兴产业能够迅速占领主流市场，成长为产业关联性强、产品附加值高的产业，从而对产业结构转型升级和经济高质量发展产生重要影响。
    2.2 产业发展对工程科技需求的传导路径分析
    工程科技是与经济社会联系最紧密、作用最直接、效果最显著的科学技术，是形成现实生产力的关键要素。新时代下构建现代化经济体系要以高质量的产业创新体系为基础，而产业创新依赖于工程科技进步。工程科技发展不仅要与经济社会需求紧密相连，而且要面向产业未来发展需求。产业发展的工程科技需求分析要基于产业未来发展的目标定位和发展约束，进而确定企业发展的基本形态和布局特征，最终提出工程科技发展的重点领域和关键技术需求（见图1）。
    
    图1 产业发展对工程科技需求的传导路径
    与技术驱动产业发展的供给侧研究工具不同，需求分析是产业发展对技术需求的需求侧研究用到的重要方法。需求分析方法是开展战略研究的重要研究方法，该方法通过将经济社会发展愿景和需求投射到工程科技的各个领域，为我国工程科技的系统谋划和前瞻部署提供支撑。产业发展对工程科技的需求分析是以经济社会发展愿景为起点，在现有资源、技术等因素制约下，从社会需求角度出发，考察不同发展阶段社会公众对于相关产品的需求，分析生产相关产品所需要的技术，从而进行技术需求分析。
    可见，不同于供给侧从技术—产品—企业—产业的分析路径，这种从产业—企业—产品—技术的需求侧分析路径更着眼于产业发展的问题导向和需求导向[46]。也即确定产业发展工程科技需求是从市场的未来需求出发，通过对某重点产业发展现状、问题、机遇、挑战以及技术发展趋势的分析和论证，确定该重点产业未来若干年后发展所要研发的重点产品，最终找出未来所要发展的关键技术。基于需求侧的分析论证，不仅可以明确产学研各个主体在产业链中的分工与合作，还能有效规避将有限资源重复投资或投入不重要技术领域的情况[47]。
    3 产业发展对工程科技需求的研究框架
    未来经济社会发展愿景是工程技术需求分析的出发点，也是最终的落脚点。当今经济社会发展需求对于工程科技的拉动作用不断加大，工程技术发展的过程即是满足和创造经济社会需求的过程。产业发展对工程科技的需求分析是以可能的未来愿景为场景，通过提炼未来工程科技的需求，确定工程科技的发展方向。
    3.1 分析框架
    本文基于文献梳理，在吸收已有研究成果的基础上，将未来经济社会发展愿景、国家重大战略、重点产业的目标定位和发展约束三个视角相结合，分析重点产业发展对工程科技的需求。概括来说，以未来的经济社会发展预测和愿景研究为前提，分析在现有资源等发展约束下，经济社会发展、国家战略和公众需求对未来相关产品和服务的需要，从而推导出生产相关产品或服务所需要的对应工程科技，并分析具体领域工程科技的产业化前景。首先，在现有资源、技术的约束下，依据经济社会发展的规律和国家未来发展战略目标，描绘未来整体发展愿景和行业发展趋势，为后续研究提供基础。工程科技的发展要立足于解决新时代的主要矛盾，满足民生发展的要求。工程科技的发展不仅强调科技本身的发展，更包括对经济、社会、生态、环境甚至伦理等方面的广泛影响，需要进行全面多维度的愿景分析，提炼满足未来多维度经济高质量发展和人民生活需要的重点需求。其次，工程科技是实现国家重大战略的重要支撑，要结合我国国情和发展需求，提炼支撑实现国家重大战略的关键领域科技需求方向，开展工程科技发展路径设计，强调工程科技的战略导向性。最后，工程科技紧密贴近市场，要把握产业发展规律，着眼于产业发展的问题导向和需求导向，遵循产业—企业—产品—技术的传导路径，从需求侧提炼促进未来重点行业发展和解决现实突出问题的关键工程科技需求。
    整体上，本研究在坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康的原则下，结合国家重大发展战略的导向，顺应未来产业发展的需要，对工程科技未来的需求方向进行综合判断和识别，具体的研究路线如图2所示。
    
    图2 未来重点产业发展对工程科技需求的技术路线图
    3.2 产业发展对工程科技需求的分析方法
    由于单一的定性或定量技术预见方法可能造成预见结果的客观性和科学性不强，因此越来越多的国内外学者将多种技术预见方法进行组合，技术预见方法呈现多元化发展的趋势，并且也逐渐由定性分析向定量分析过渡，形成综合分析。本研究采用愿景分析方法、社会与经济需求调查法、德尔菲法和专家咨询等多种方法组合进行分析。首先，通过假设、预测、模拟等手段生成未来发展展望，并将愿景分析结果作为技术预见的背景资料提供给参加德尔菲调查的专家，增强德尔菲调查的客观性。其次，在技术预见的整个过程中实现定量分析与专家经验互动关联，将定量分析的结果提供给专家学者参考，并由专家学者提出建议，对定量分析进行修正和完善。最后，在各专业领域内遴选适合的业界、学界和投资界的专家开展多轮圆桌会议，对未来20年可持续发展的技术领域进行座谈，并通过情景分析评估核心技术的产业化前景。
    3.3 产业发展对工程科技需求的实施路径
    第一，基于对未来经济发展、社会形态、生态环境变化、能源发展、生活消费方式、生产制造模式等分析，描绘未来经济社会发展愿景。以整体的经济社会发展愿景为基础，分析重点产业自身发展的趋势和规律性。从重点行业的发展规模、研发投入、生产效率等角度综合预测未来重点行业的发展。第二，提炼促进未来产业发展、解决关键现实问题的重点需求，进而分析各行业未来发展对重点领域工程科技的需求。第三，结合我国重大战略导向，分析重点行业发展的目标定位和发展约束，参考国家未来科技战略中前沿领域发展方向，分析各行业发展对工程科技的需求方向。第四，结合社会发展愿景、重点行业发展预测、国家重大战略分析等，组织专家访谈和研讨会，判断重点行业或领域工程科技的需求方向和产业化前景。
    3.4 实施产业发展对工程科技需求研究的重点环节
    一是多领域战略专家遴选。多层次专家的筛选和过程管理是本研究需要解决的关键问题，要依据代表性、权威性、前瞻性等原则，选择了解国家战略需求和经济社会未来发展愿景、了解产业未来发展方向的战略科学家、工程科技专家、经济学家、社会学家和企业家。专家的综合判断，既要明确未来重点产业发展趋势和主要需求方向，也要对不同维度的工程科技发展方向进行整合与收敛。二是面向未来的多层次愿景分析。首先基于当前我国经济社会发展的阶段性判断和国际经济发展形势研究，运用大型宏观经济系统模型，对不同情境下的未来经济发展总量、产业结构、投资消费、产业增长、科技创新投入等进行预测分析。对标发达国家同等发展水平（以人均GDP为标准），并预测分析我国未来居民消费水平和消费结构。其次开展科技、社会、人口、生态、信息、能源等方面发展的预测分析，并通过问卷调查和访谈研讨邀请战略科学家、社会学家和企业家形成中国经济社会整体发展愿景。最后结合国家重大战略对重点行业或领域发展的目标定位和发展约束，对重点行业或领域的发展愿景进行细化描述，得到不同时期的重点行业或领域的发展愿景。三是未来重点行业或领域发展需求方向判断。结合社会经济发展愿景、重点行业发展预测、国家重大战略分析等，对各重点行业或领域的发展需求进行细化分析，将需求清单投射到工程科技各领域，凝练出各产业子领域的工程技术需求集。在此基础上，设计包括重要程度、预期效果、与国际水平比较、制约因素、发展路径、产业化前景、未来应采取措施等内容的调查问卷，邀请战略科学家、行业专家、技术专家、企业专家、经济学家、社会学家预测重点行业或领域对工程科技的需求方向，识别和分析重点工程技术、发展的制约因素和条件，以及可能的产业化前景。
    3.5 调查问卷设计及实施
    坚持“全面、简洁、准确、客观、可行、一致”原则，根据研究目标，调查问卷内容包括以下几个方面：①基本信息，区分被调查专家的专业熟悉程度。由专家根据以往研究经历判断对具体产业工程科技的熟悉程度，了解被调查者的研究方向、关注技术及其所属领域。②备选工程科技集。作为投射经济社会和产业领域发展需求的基础，调查问卷充分考虑国家未来发展战略需求、汇总已有行业未来发展路线研究成果，提出本研究的备选工程科技集，邀请专家从领域关键工程技术中选择能够满足未来发展需求、支撑国家发展战略实现的重点工程科技。以医疗卫生和能源产业为例，医疗卫生领域技术备选集参考国家未来发展战略中医疗卫生领域的科技发展方向、中国工程科技2035发展战略医疗卫生领域研究的研究结果；能源领域技术备选集参考国家发展战略中关于能源科技发展的方向、《中国工程科技2035发展战略：能源与矿业领域报告》《中国至2050年能源科技发展路线图》《中国先进能源2035技术预见》等研究成果。③未来重点产业发展对工程科技需求的方向，基于前期研究中提出的未来重点产业发展需求，设置若干半开放性问题，向专家征询“为了实现这一发展目标，最重要的三项具体工程科技”，调查产业未来发展对工程科技需求的方向，并通过多轮调查和专家征询辅助收敛备选工程技术集。④工程科技发展现状和产业化前景，针对专家提出的产业发展需要实现的工程科技，从实现时间、重要程度、预期效果、与国际水平比较、实现的制约因素、促进开发的途径、促进开发的主体、国家应采取的措施等方面，调查工程科技发展现状水平、与发达国家的相对差距、未来趋势和产业化等技术应用展望。
    问卷设计思路如图3所示，确定调查时间与调查计划，通过问卷调查、专家访谈、现场座谈多种方式开展调查研究。在进行专家访谈、现场调研之前，首先要向专家详细描绘未来总体经济社会发展愿景，重点行业领域的未来发展趋势，以及未来行业发展对工程科技的发展需求，让各个专家在明确未来发展愿景的场景下发表建议。在进行两轮德尔菲调查时，同样以书面的形式，提供未来的发展愿景以及未来各重点行业发展对工程科技的发展需求，让受访者在未来发展的场景下参与问卷调查。之后对调查结果进行统计和专家讨论，不断提炼备选技术清单。
    
    图3 调查问卷的基本内容
    4 医疗和能源领域未来工程科技需求的案例分析
    本研究以2040年作为未来发展的目标阶段，主要选取对国家未来经济社会发展和民生领域较为重要的医疗和能源领域作为典型案例进行深入研究。首先对2040年经济发展、社会形态、生态环境、能源发展、生活消费方式、生产制造模式等进行愿景分析。基准情境下，2040年中国不变价GDP规模将达到2010年的13.6倍，三次产业增加值在国民经济中的比重分别为7%、27%和66%左右。机械工业、电子仪器仪表行业、交通邮电、商业服务业、金融等行业发展速度始终快于GDP增速。科技创新的整体水平与世界科技强国还有一定的差距，基础科学短板突出，创新组织模式仍需完善。中国整体消费水平与发达国家差距仍较大，城乡居民消费差异明显，传统的食品、服装等的消费支出将大幅下降，医疗卫生、教育、文化娱乐等消费明显增加。中国的社会结构、社会形态、社会心理都将发生深刻变化，将整体进入高级城市型社会，橄榄形社会结构初步形成。人口发展的内在动力与外部条件均发生明显变化，人口总数于2030年前后达到峰值后进入负增长阶段，老龄化程度持续加深，生育率处于较低水平。随着生态环保技术不断进步，主要污染物排放与经济增长之间呈现环境库兹涅茨曲线关系或脱钩关系。中国将进入信息社会的高级阶段，实现高速信息网络全面覆盖、产业发展高度数字化、基础设施高度智能化。能源消费总量、生产总量以及温室气体排放总量都将在2030年之前达到峰值，综合交通能源体系快速发展，燃料电池与储能技术的发展将成为新兴产业。以下关于2040年医疗和能源领域未来工程科技发展的需求和产业化前景，都是在上述经济社会发展愿景的场景下开展的。
    4.1 面向2040年医疗卫生产业发展的工程科技需求预见
    （1）医疗卫生产业未来发展方向。
    以经济社会发展愿景为基础和依据，2040年居民对医疗卫生产业的发展需求将产生以下变化。一是居民慢性病管理需求增加，重视以疾病预防和监测为主的诊疗模式，居民健康生活和健康管理意识增强。与之相应，依托大数据、云计算、可穿戴设备、物联网等信息技术与医疗服务融合发展的智慧医疗将成为医疗卫生产业发展可以预见的重要方向之一[48，49]48-49]。二是居民对治愈重大疾病和罕见病的期待不断提高，对基于基因组测序技术、生物信息和大数据科学交叉应用的精准医疗等前沿医疗技术的需求增加[50]50]。三是居民生活水平提高，对医疗服务的需求多层次多样化，包括更具针对性的治疗方案、方便快捷的就医流程、突破距离和环境限制的远程会诊和远程诊断等高品质就医服务的需求增加[51]51]。
    （2）医疗卫生产业工程科技需求预见调查。
    本研究进一步设计医疗卫生产业工程科技需求预见问卷，通过全国学会邀请医疗卫生领域的权威专家、战略科学家预见满足未来人口健康和经济社会发展需要的医疗卫生产业工程科技。调查共回收有效问卷41份，其中21位专家来自企业，占专家总数的51.2%；13位专家来自高校，占专家总数的31.7%；7位专家来自研究院所，占专家总数的17.1%。
    一是以疾病预防和监测为主的诊疗模式的工程科技需求预见分析。调查中，34位专家从备选技术集中选择疾病预防和监测为主诊疗模式的关键工程技术，其中半数专家认为“基于组学大数据的疾病预警及风险评估技术”（52.9%）和“慢性病防控工程与治疗关键技术”（50.0%）是这一发展方向最重要的工程科技。除了上述技术备选集外，各有14.6%的专家提出“人工智能”和“穿戴设备/柔性设备传感技术”。可以认为，在疾病预防和监测诊疗方面，除了早期预警和精准诊断等要求外，还需要传感技术、计算机技术和通信技术为代表的信息技术作为支撑。接近或超过半数的专家认为我国“基于组学大数据的疾病预警及风险评估技术”研发水平落后国际5～0年，“慢性病防控工程与治疗关键技术”和“基于生物医学大数据的个性化健康管理技术”均基本与国际水平一致。
    二是精准医疗的工程科技需求预见调研分析。27位专家从备选技术集中选择精准医疗的关键工程技术，其中“基于生物医学大数据的个性化健康管理技术”（44.4%）、“基于分子检测和分子影像的精准诊断及疗效评价技术”（37.0%）和“基于组学大数据的疾病预警及风险评估技术”（33.3%）是专家认为精准医疗最重要的三项工程科技，其中两项与疾病预防和监测方面的重要工程科技重合。此外，分别有29.6%和25.9%的专家认为“细胞与组织修复及器官再生的新技术与应用”和“智能药物递送体系与新型药物制剂技术”也是实现精准医疗的重要工程科技。可以认为，精准医疗的发展对细胞分子的精确定位和检测提出了更高要求，与此相关的工程科技相应具有更高的重要性，并且应用于疾病早期预警、诊断和个体化疗效评价方面的精准医疗技术也具有较高的重要性。接近或超过半数的专家认为，我国的“基于分子检测和分子影像的精准诊断及疗效评价技术”落后国际水平5～10年，“细胞与组织修复及器官再生的新技术与应用”和“智能药物递送体系与新型药物制剂技术”则与国际水平基本一致。
    三是远程医疗的工程科技需求预见分析。调查显示，25位专家从技术备选集中选择远程医疗的关键工程技术，专家认为“面向社区的健康大数据及智能健康管理系统”（52.0%）、“慢性病防控工程与治疗关键技术”（36.0%）、“基于组学大数据的疾病预警及风险评估技术”（32.0%）、“基于生物医学大数据的个性化健康管理技术”（32.0%）是远程医疗最重要的工程科技。除了上述在技术备选集中的选择外，22.2%的专家提到“信息化”、12.2%的专家提到“人工智能”技术。可以认为，处理、传输以个人为中心的健康数据和医院诊疗数据形成的海量医疗健康大数据是实现远程医疗的关键，同时早期预警、精准化、个性化的健康管理和治疗仍是远程医疗的重点，上述工程科技相应具有更高的重要性。46.2%的专家认为，我国的“面向社区的健康大数据及智能健康管理系统”基本与国际水平一致。
    4.2 面向2040年能源行业发展的工程科技需求预见
    （1）经济社会发展对能源工程科技的需求。
    基于上述经济社会发展愿景分析，结合能源资源禀赋状况以及能源技术发展的基本规律，到2040年我国经济社会发展对能源行业工程科技需求大致有以下五个方面：①从能源消费角度看，要满足未来经济社会发展需求，对节能的需求增加；②从能源供给角度看，由于传统的化石能源在我国能源体系中的基础性地位还无法替代，需要大力发展化石能源清洁高效开发利用技术；③从能源安全角度看，为了扭转油气对外依存度持续快速攀升的局面，提升油气资源国内保障能力，对油气勘探开发技术的需求增加；④从环境约束角度看，随着温室气体减排标准不断提高和环境监管政策不断趋严，对清洁能源技术和可再生能源技术的需求增加；⑤从能源管理角度看，为了提高能源系统整体效率，对智能电网、储能等技术的需求增加。
    （2）能源行业的工程科技需求调查。
    本研究将能源领域的工程科技分为煤炭清洁利用技术、新能源汽车技术、智能电网技术与储能技术、可再生能源技术、油气勘探开发技术和核能技术六个方面。调查依托能源行业协会、研究机构、企业相关专家进行问卷填答，回收有效问卷60份。从专家的类型看，技术型专家38人，占63.33%；企业型专家15人，占25%；战略型专家7人，占11.67%。从专家所在机构看，35位来自企业，占58.33%；14位来自高校，占23.33%；11位来自研究院所，占18.33%。
    一是化石能源清洁高效开发利用的技术预见分析。对煤炭清洁高效开发利用技术的需求方面，700℃先进超超临界燃煤发电技术、煤炭开采与生态环境保护关键技术、先进二氧化碳捕集、利用和封存技术是需要优先发展的方向。
    二是新能源汽车的技术预见分析。对新能源汽车技术的需求方面，电池技术和新型轨道交通技术是优先发展方向。此外，燃料电池、氢能汽车等也是该领域重要的工程科技需求。
    三是油气勘探开发的技术预见分析。对深海油气、非常规油气勘探开发技术的需求方面，煤层气、页岩气大规模高效勘探开发技术、海洋深水钻完井与事故快速处理技术及装备、钻井实时智能优化钻井系统是相对重要的工程科技需求。
    四是可再生能源的技术预见分析。对可再生能源的需求方面，高可靠光伏建筑一体化智能微网技术、高效光伏环保型功能材料技术、低风速风电机组关键技术是优先发展方向。此外，可再生能源综合利用系统也是可再生能源的重要工程科技需求。
    五是核能技术预见分析。对清洁能源的需求方面，先进核能系统的核燃料后处理技术、高放废物深地质处置关键技术、在役反应堆高放射性条件下设备状态监测、维修及评价技术是相对重要的工程科技需求。
    六是智能电网与储能技术预见分析。对智能电网、储能技术的需求方面，大型电力储能技术、规模化新型电能存储技术和以智能电网为基础的综合能源系统是优先发展方向。此外，调节技术、储能安全技术、储能材料技术也是该领域的重要工程科技需求。
    从调查问卷结果来看，专家认为到2040年，为了保障能源安全，满足未来经济社会发展对清洁、高效、绿色、低碳、智慧、多元化能源的需求，能源行业的工程科技需求还应考虑能源互联网、能源综合系统/综合能源服务、氢能利用技术等方面。
    5 结论与建议
    本研究从需求侧角度探讨了在重点行业开展未来工程科技预见的理论机制和方法论，并探索了实施工程科技预见的可能性和可行性，为从需求侧开展工程科技预见及制定中长期战略规划提供理论基础和现实决策依据。未来产业发展对工程科技需求的机理分析认为，产业发展程度越高，产业转型升级越快，对科技需求也越强。基于理论研究和各国实践总结，在传统技术预见研究基础上进行探索和创新，提出分析重点产业工程科技需求的技术路线，构建了基于未来经济社会发展需求的工程科技发展方向预见的研究框架。以医疗卫生和能源行业为例，采取多种组合方法，对重点行业工程科技发展的需求方向和产业化前景进行提炼和推断。
    经济社会科技发展是复杂的巨系统，科技与经济社会民生的密切相关且相互促进相互制约，而且未来的经济社会发展对科技的需求复杂多变。未来的工程科技需求既要基于对世界大势的敏锐洞察，也要基于对未来经济社会发展愿景及其不确定性的深刻把握，这是保障技术预见的科学性和客观性的重要环节。目前我国面向未来发展需求的工程科技发展预见研究还不充分，技术预见更多是从供给侧角度出发。建议国家有关部门在实施技术预见活动中，增强对未来经济社会发展愿景的分析，重视社会科学与科学技术的交叉分析。通过建立合理的制度设计和组织程序，促进工程科技领域和社科领域的有机融合，将经济社会发展愿景纳入技术预见的活动中，以便更好地提高技术预见工作的系统性、客观性、针对性和有效性。
    由于各种条件的限制，目前的研究还主要集中在面向未来的工程科技预见的理论和方法论的探讨，实证分析只是集中在个别领域是否具有可行性和可操作性方面的探索，访谈和调查的专家数量还比较有限，有些结论还需要进一步深入求证。此外，如何与从供给侧角度研究的工程科技预见结果相结合得到收敛的分析结果，还需要在方法论层面和实践层面进行深入探讨。
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