Function-based Patent Analytics for Technology Intelligence

Abstract

기업의 전략적 기술경영을 위해서는 기술과 관련된 가장 최신의 정보가 의사결정자 및 전문가들에게 제공되어야 한다. 따라서 기술적 기회 또는 위협이 되는 기술정보를 적시에 발견하는 기술지능(Technology Intelligence)은 기업의 기술전략 및 기술경영을 위해 가장 필수적인 활동의 하나로 인식되고 있다. 이러한 지능정보를 얻기 위해 기존에는 기술 전문가의 정성적인 분석에 전적으로 의존하였다. 하지만 최근의 기술환경을 고려할 때, 기존의 접근은 더 이상 필수적 기술정보를 발견하기에 적합하지 못하다. 첫째로 기술의 복잡화와 빠른 변화속도로 인해 기술전문가의 직관 및 경험에만 의지하여 기술을 분석하는 것은 분석결과의 객관성 측면에서 위험할 수 있다. 둘째로 다양한 기술영역에 대한 전문성을 가진 전문가가 극히 드물거나 존재하지 않기 때문에 전문가의 지식에만 의존하여서는 최근의 기술융합 트렌드에 적절하게 대처하기 힘들다. 셋째로 폭발적으로 증가하는 기술정보를 IT자원의 도움 없이 인간의 능력만으로 감당하는 것은 불가능하다. 따라서 정량적 접근 기반의 체계적 기술지능방법론의 중요성이 그 어느때 보다도 강조되고 있다.기술지능방법론이 실용적이며 효과적이기 위해서는 다음과 같은 요건들이 반드시 충족되어야 한다. 첫째로 각 기술들은 다른 기술들과 차별화 되는 방법적 원리 또는 독창적 지식을 가지고 있기 때문에 기술지능방법론은 각 기술의 구체적인 기술내용을 충분히 반영할 수 있어야 한다. 둘째로 최근과 같은 개방혁 혁신 패러다임에서의 기술분석을 효과적으로 지원하기 위해서는 기술지능방법론은 어떠한 기술도메인 또는 산업에서 나타날 수 있는 기술적 기회 및 위협을 스캐닝(Scanning) 할 수 있어야 한다. 즉, 서로 다른 영역에 속하는 기술간의 의미론적 기술비교가 가능해야 한다. 셋째로 기술지능방법론은 특정 기술영역 내에서의 구체적인 기술 모니터링(Monitoring)이 가능해야 한다. 비록 키워드 기반의 특허분석방법론이 기술지능을 위한 정량적 접근법으로 제시되었지만, 키워드 기반의 접근은 서로 다른 분야의 기술간의 비교에 적합하지 않을 뿐만 아니라, 특허의 기술내용을 개념-수준이 아닌 단어-수준으로 요약한다는 점에서 특허에 기술된 구체적 기술내용을 충분히 반영하기 힘들다. 따라서 키워드 기반의 접근을 사용하는 기술지능방법론은 최근의 기술환경에서 효과적으로 기술정보를 스캐닝 및 모니터링 하기에 적합하지 못하다고 할 수 있다.이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 기술지능을 위한 기능기반의 특허분석방법론을 제안한다. 기능기반의 접근은 특허의 기술적 컨셉 및 발명적 지식을 충분히 반영할 수 있으며 기술구성요소들 간의 구조적 관계 및 영향 관계를 명확히 보여줄 수 있다는 점에서 기술 또는 기술분야에 대한 구체적인 분석이 가능하다. 또한 일반적으로 기술적 기능은 변하지 않고, 그 기능을 수행하는 기술 또는 제품만이 변하기 때문에, 기능기반의 접근은 기술영역간의 기술분석(Cross-domain technological analysis)에 적합하다. 이러한 기능기반의 특허분석론을 기반으로 본 연구는 다음의 세가지 연구이슈를 수행한다: 1) 기술지능의 스캐닝 단계에서의 기술적 기회를 발견하기 위한 기능정보간의 의미론적 유사도 분석방법, 2) 기술지능의 모니터링 단계에서의 기술적 기회 및 위협을 발견하기 위한 기능기반의 특허맵 분석방법, 3) 특정 기술의 가치를 미시적 수준(Micro-level)에서 평가하기 위한 기능기반의 기술수준 분석 방법론.첫번째 이슈인 기능정보의 의미론적 유사도 분석 방법에서는 기능정보간의 유사도를 계산하는 새로운 방법을 제안하고 이를 보유기술의 응용분야를 발견하는 기술지능방법론에 적용한다. 기능정보간의 유사도는 단어간의 의미론적 유사도계산법을 기반으로 결정된다. 특히 명사구간의 유사도 측정이 발생할 수 있는 Target-discordance 문제를 최소화 하기 위해서 본 연구는 문제가 될 수 있는 케이스를 바탕으로, 계산법칙(Measurement rules)을 정의하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 서로 다른 기술영역에 속하는 기술들간의 비교 분석이 가능하고, 이를 활용해 보유기술을 새롭게 적용할 수 있는 응용분야 발견 방법론을 개발하였다. 두번째 이슈인 기능기반의 특허맵 분석 방법에서는 기능기반의 특허맵을 생성하는 방법을 제안하고, 이를 기업의 기술 흡수 기회 및 특허 침해 위협을 발견하는 기술지능방법론 개발에 적용하였다. 특허맵은 특정 기술영역에서의 복잡한 특허간의 기술적 관계를 이해하기 쉬운 이차원 지도 형태로 시각화 해주는 도구이다. 본 연구에서 제안하는 특허맵은 특허간의 기술적 유사도 정보를 평면에서의 거리정보로 전환하여 생성한다. 본 연구에서 제안하는 방법을 기반으로 회사의 기술흡수전략에 적합한 타겟을 발견 및 평가하는 기술지능방법론과 잠재적 특허침해를 발견하는 기술지능방법론을 개발하였다.세번째 이슈인 기능기반의 기술수준 분석 방법에서는 특허의 기술수준을 평가하는 방법을 제안하고, 이를 특정분야의 유망기술을 발견하는 기술지능방법을 개발에 적용하였다. 기술의 진화패턴은 기술의 기술적 수준을 평가하기에 유용한 기준이 될 수 있으며, 또한 미래 진화 방향을 예측하는데도 유용하다. 이런 측면에서 기술 또는 기술시스템의 진화 패턴과 진화의 원인을 기능적 이유를 통해 제시하는 TRIZ Evolutionary Trends는 기술적 평가를 위한 결정적인 도구로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 특허의 관련 TRIZ Evolutionary Trends와 현재 진화수준(Evolution phase)를 발견하는 방법을 제안한다. 본 방법을 이용하여, 특정 기술영역에서 미래가치가 높은 유망특허를 발견하는 방법을 개발하였다.

For strategic technology management of firms, the very recent technological information that is the principal requisite source for technological analysis has to be provided to experts or managers. Accordingly, technology intelligence (TI), which is an activity or task that supports decision-making of technological and general management concerns by timely providing relevant information on potential opportunities and threats, has been recognized as an essential task. To secure the intelligence information, previous approaches have relied on an expert-based qualitative technological analysis. However, considering the recent technological environments, the previous approach is difficult to produce the necessary technological information. First, increasing complexity and speed of technological change makes it impossible or risky to solely rely on experts’ intuition and experience in technological analysis. Second, there exists no or few experts who are specialized in all or multiple technology domains and able to deal with convergence or emerging technologies. Third, due to the explosive growth in the amount of technical data, human cannot deal with big technical data without the use of information technology resources. Therefore, development of the quantitative-based systematic TI methods have become more significant than ever before. In order to develop the practical and robust TI methods, a method should fulfill the following requirements. First, because each technology, even though it may seem similar to other technologies, has its own uniqueness, an analytic approach for TI has to be able to fully consider the specific knowledge on methodological principles and inventive expertise of the technology. Second, under the open innovation paradigm, the methods have to do scanning the technological opportunities and threats from any technology domains or industrial sectors, i.e., semantic comparison between technologies appertain to different disciplines where use the different technical terminologies. Third, the methods should be able to perform the detailed and concrete analysis for monitoring a specific technology area where actual and direct competitions occur.Even though a keyword-based patent analysis was suggested as a quantitative approach for TI method, a keyword-based approach not only is unsuitable for comparative analysis among technologies in different technology domains, but also cannot reflect the information on technological concepts in patents because it transforms a patent into not a concept-level information, but a word-level information. Therefore, TI methods using a keyword-based patent analysis are insufficient to effectively support the scanning and monitoring phases in TI process under the recent technological environments. To overcome the existing limitations and support TI more effectively, this research proposes function-based patent analytics for TI. Given that a function-based approach can fully reflect both the specific key concepts and inventive knowledge in patents and the structural and influential relationships among technical components, more detailed analysis of technologies or technological domains is available. Furthermore, because the detailed functionalities, in most cases, are not changed over time, but only technologies or technical systems performing that functions would be changed, a function-based approach can be appropriately applied to cross-domain technological analysis. Based on function-based patent analytics, this research performs three issues: 1) Semantic similarity analysis of function information to identify the technological opportunities in scanning phase, 2) Function-based patent map analysis to identify the technological opportunities and threats in monitoring phase, and 3) Function-based technological level analysis to assess the relative values of patents from a micro-level in monitoring phase. The first issue, Semantic similarity analysis of function information, proposes a new approach to measure the semantic similarity between function information and applies this to develop TI method to identify potential application areas of the possessing technologies. Semantic similarity measurement between concepts is used as basis for determination of function similarity. Especially, to reduce the target-discordance problems occurred during similarity measurement between noun phrases, which is recognized as an important but challenging issue in similarity measurement process, this research defined the measurement rules to handle the problematic cases. The proposed approach enables to do a comparative analysis of technologies in different domains, and using the approach, this research develops a TI method that can identify new application opportunities of a firm’s technologies. The second issue, Function-based patent map analysis, suggests an approach to generate the function-based patent maps and applies it to devise TI methods to identify a firm’s acquisition opportunities and potential patent infringement. A patent map is a visualization tool to transform the complex technological landscape of patents in a specific technology area into an easily-understandable form, usually 2-dimensional map. The proposed patent map is generated using the technological distances among patents, which can be calculated based on semantic similarity measurement between function information. This approach enables to perform the technological analysis for identification of opportunities and threats in a specific area. By using the approach, this research develops two TI methods

first one is a method to identify companies that fulfill one’s acquisition strategy and assess their technological aspects from overall corporate perspective and specific strategic perspective

second one is a method to identify the potential patent infringement.The third issue, Function-based technological level analysis, proposes a systematic approach to assess the technological level of patents and applies it to develop the TI method to identify promising patents in a specific technology area. Evolutionary patterns of technologies are useful metrics not only to assess the technological level, but also to predict the future direction of evolution. Given this aspect, TRIZ evolution trends, which provides the patterns of technologies and technical systems and specifies the required function for evolutionary jump, can be a critical tool for technological evaluation. This research suggests an approach to identify the relevant TRIZ evolution trends of a patent and evaluate its evolution phase. By using the approach, this research develops a method to identify the patents having high future technological value in a specific technology area.