刘群彦：概念验证的案例实践及思考|刘群彦|实验

2024年7月，党的二十届三中全会报告将“概念验证”列入其中，要求“加强国家技术转移体系建设，加快布局建设一批概念验证、中试验证平台”。9月，上海市人民政府《上海市促进科技成果转移转化行动方案(2024-2027年)》提出，“实施概念验证中心建设计划(POC计划),引导本市科技企业、社会资本联合科研机构建设概念验证中心”。可见，“概念验证”和“概念验证中心”正在深入到科技成果转化的“核心地带”。

本文通过介绍美国PARC创新实验室、上海交通大学早期探索、上海某公司在概念验证方面的具体做法及方案规划，对我国当前概念验证活动及平台建设提出一些思考和看法，希望能对某些问题的实践探索和认识提高有所助益。

一、美国施乐公司PARC的借鉴和启示

20世纪70年代，美国施乐公司（Xerox）在加州建立了帕罗奥多研究中心（Palo Alto Research Center，以下简称PARC创新实验室），于2002年起成为施乐公司的独立子公司。在PARC，研究人员提出了诸如图形用户界面、激光打印机、以太网等具有技术创新的革命性概念，对美国乃至全球的科技创新产生了深刻影响。PARC最著名的贡献之一是电子纸技术的早期构想，1975年由Nick Sheridon（尼克·谢尔顿）首次提出电子墨水概念，并设计了名为“Gyricon”的显示设备。这种设备利用充满油的小球，通过电场控制小球的旋转，从而显示图像和文字，它为后来的电子纸技术奠定了基础。

（一）PARC的创新体系

PARC创新实验室采用基于用户需求的创新策略，做市场需求的探索者、技术创新的驱动者和市场化的快速跟随者。为探索市场需求，他们与当下和潜在的客户形成紧密联系，致力于技术解决方案，重点关注未发布的用户需求，争取第一个触达市场。PARC创新实验室重视技术驱动的方法解决客户“未曾表达的需要”，利用技术推动研究开发。驱动突破式创新和渐进式创新，成为市场需求的探索者。用谨慎的方法监视客户竞争对手，聚焦于渐进式创新，做“快速跟随者”和“市场解读者”。

图1 PARC创新实验室的创新框架

（注：摘自Jeremy Clark关于《PARC创新实验室》的介绍材料，本节下同）

（二）PARC创新工具箱

PARC创新实验室自设一个“创新工具箱”，形成包括战略构想、结构创建、文化适应、推广流程等的完整“创新工具套装”。

图2 PARC创新工具箱中的概念验证

PARC创新实验室为客户提供技术研发方案，其创新工具箱具有概念验证的全部特点。图2中“构思、原型、开发”三个部分形成概念验证的核心；“探索和发现”是概念验证的市场发现起点，“商业化”则是概念验证的目标；战略规划、结构设计、文化探索、流程确定则是概念验证的配套措施。

PARC创新实验室通过“探索和发现”，寻找客户的实际需求。采用社会学中的“田野调查法”，开展实地调查，聚焦“市场现有和未来的产品需求”，模拟用户使用场景，分析用户产品的类别和种类，访问技术专家，对用户的需求、挫折、受阻的真实场景进行探索。结合人类学基本原理，采用交互分析、会话分析、趋势分析、对比分析、竞争力分析、技术分析等不同方法。

PARC创新实验室“构思、原型、开发”三个部分形成概念验证的核心。

一是，构思和设计。

研究人员组建学习小组，运用头脑风暴方法，集中线上、线下管理系统，设计、支持和使用来自客户需求的产品构思，建立产品设计亲密关系地图，创造原型和粗略的解决方案，将构思分组过滤，迅速筛选，反复进行测试和验证。

二是，构建原型。

基于用户使用愿望，快速循环验证和学习，实现样品原型的构建，其主要过程为：采用纸上线框图方式，绘制和创造产品原型；针对市场实际需求，开展概念创设活动；利用台式实验，初步实验原型的可行性；开展实验室验证，对样品原型进一步验证；对应用户需求，用新的方案快速替代原有方案；将原型样品，在市场中由用户体验；设计最初产品，产生最小的可行产品。

图3 从纸上原型到互动原型

三是雏形开发。

样品开发活动同样是复杂的过程，不仅要开展项目估价、风险管理、人机交互模型设计，还要交付用户中心开展模型设计，在重复测试、集成系统演示基础上，定位商品雏形。

PARC创新实验室在通过上述三个步骤之后，开展样品开发和商业化活动。产品商业化过程是最后一步，包括取证、质检、使用过程，也包括渠道伙伴搜寻和训练，以及知识产权管理和保护活动等。

（三）PARC创新实验室的借鉴和启示

PARC创新实验室为我们提供了一个“市场驱动概念验证中心”建设的样本，对我国概念验证中心建设及其概念验证活动有如下启示：

一是，概念验证可能要持续漫长的技术迭代过程。

PARC创新实验室尽管于1975年首次提出了电子墨水概念，并设计了“Gyricon”的显示设备，但在当时未能得到施乐公司高层重视，导致其专利被撤销，尽管这一设想为后来的电子纸技术奠定了基础。直到上个世纪90年代，麻省理工学院的媒体实验室重新点燃了对电子纸的研究热情，在1996年成功开发出基于电泳显示技术的电子墨水原型，此后成为E-Ink公司的核心产品。

二是，来源于市场之“技术概念”是具有生命力的创新源头。

创新固然可以来自大学和科研院所的实验室，但最终决定产品成败的因素是市场和用户。只有帮助客户深入理解用户如何在现实工作和生活中使用产品，进而深度发掘用户的潜在需求，才是概念验证的核心要义。在市场用户需求基础上，概念验证集应用研究、用户体验、工业设计、用户行为等要素为一体，将人类学的研究方法应用在商业创新，发掘用户未被满足的需求，帮助企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。

三是，概念验证中心建设应当充分重视创新方法和技术开发。

“以用户为中心”的概念验证，要与人的行为习惯、需求、场景、心理等各种群体要素紧密结合，在此基础上建立学习小组，产生新的想法，利用头脑风暴法等各种创新方法，进而产生最小可行产品（MVP），开展迭代升级式的试验。至于在技术转移活动中的经常提到的技术许可、熟化应用、创业融资、示范推广等环节，是概念验证的最终目标，而不是概念验证的核心要素。

二、上海交通大学概念验证的早期探索

几年以来，概念验证在国内逐渐兴起，并在全国各地得到政府财政资金支持，支持概念验证中心建设正在成为各地科技成果转化的“标配式模板”。但是，不可回避的是，实践中的概念验证是科技创新技术产品化的必然过程，无论是否采用“概念验证”的术语，高校和企业都在实践中进行持续探索。本部分以上海交通大学青蒿素的高效常规人工合成的概念验证为例，说明该校概念验证活动的早期做法和探索。

（一）青蒿素人工合成技术概况

上世纪70年代，我国科学家首次发现青蒿素对治疗疟疾具有显著的疗效。但是，在植物黄花蒿中提取青蒿素，需要干燥的植物原料提取工艺复杂，生产效率低，成本较高，导致青蒿素成为“天价药”。80年代初期，研究人员分别采用化学方法合成生产青蒿素，虽经许多年研究，但产品制成率仍然较低，产业化结果难以实现。2012年，上海交通大学开展青蒿素的高效常规人工合成工艺研究取得突破之后，该校先进产业技术研究院（以下简称“产研院”）采用项目资金支持、专利分析布局、模式路径设计、技术合作实施等方式，支持该项目开展概念验证，并快速实现了技术市场化。

（二）实验室开展小试验证

上海交通大学张万斌团队长期从事“手性药物合成技术”的研究开发。2012年，张万斌团队利用自主开发的手性催化剂，通过从手性中间体前体到手性关键中间体的试验，完成了无光照条件下青蒿素的高效常规人工合成实验室研究。图4为青蒿素人工合成的生产过程。

图4 从青蒿酸到青蒿素的人工合成路径

与当时世界上研究青蒿素合成的方法相比，无光照条件下青蒿素高效常规人工合成方法，只要使用少量的手性源，就可以获得大量的手性药物关键中间体，合成路线短，收率高，且无需光照等特殊化学反应条件，简单高效成本更低，可以接近60%的合成率得到青蒿素。这一合成效率突破了理论上的50%，使得原料的“原子经济性”获得较大提升。该技术入选2012年度“中国十大科技新闻”，被国际社会誉为首次实现青蒿素的高效人工合成，标志着青蒿素化学合成领域的一个重要里程碑。

（三）资金支持和知识产权保护

为进一步推进青蒿素人工合成项目在实验室的试验扩大，产研院在学校支持下，采用法律尽职调查方法，对项目发明人团队、关键技术和知识产权、国家财政资助、项目对外横向合作、市场前景和趋势、规范运作等方面判断技术市场化的合法合规性，最终经专家论证后在“985工程”三期中专列“手性药物合成技术研究”子项目，支持该项目进一步开展概念验证工作。课题组通过产研院委托知识产权专业机构，在专利检索、专利分析后申请知识产权保护，同时采用技术秘密保护手段，强化保密要求。

（四）青蒿素产业链对比分析

青蒿素制备是较为漫长的生产过程，从黄花蒿的收割、干燥、运输到青蒿素的提取，成本高、产量低，工艺复杂。国外人工合成研究的研究开发，解决了青蒿酸的人工合成，但在青蒿酸到青蒿素合成阶段，尚未产生大批量工业化的良好效果。产研院在分析全球产业基础上，得出人工合成青蒿素成本较低和工业化效果好的结论。

图5 青蒿素人工合成技术的产业链分析

（五）概念验证的转化模式支撑

2013年，经产研院组织牵头，上海交通大学与XX医药公司签订协议，该校将实验室小试验证的青蒿素合成技术授权许可给该公司。该公司在张万斌团队提供实验室技术配方及技术服务基础上，进一步开展概念验证放大实验，在优化药物纯度，促进合成效果逐步从药物纯度从实验室级逐步向中试级“靠拢”，实现技术商品化活动。合作协议还约定，在该技术实现商品化之前，上海交通大学将该技术向公司进行转让实施。

图6 青蒿素人工合成技术的概念验证及转化模式设计

除青蒿素的高效常规人工合成项目之外，上海交通大学在同期还开展了绿色校园示范网、微生物源绿色农药等多项技术的概念验证活动。2015年《促进科技成果转化法》实施之后，上海交通大学制定系列促进成果转化的政策文件，激发广大教师通过创办企业方式实施概念验证，产生了类似手术机器人“生剥鹌鹑蛋”“缝合葡萄皮”[1]等大量的概念验证故事。正是大批实验室原创技术项目的初步概念试验，奠定了该校教师创业企业的蓬勃发展，支撑了当前“大零号湾创新创业功能区”的发展壮大。

图7 北京术锐手术机器人缝合葡萄皮（模拟组织缝合）

（注：图片来源创业中关村视频号）

与美国PARC创新实验室的概念验证项目采用“市场用户驱动”模式具有显著不同，上海交通大学的概念验证活动可用“大学技术驱动”方式来概括。从概念验证的组织实施模式上看，上海交通大学通过设立校内技术转移机构（产研院）推进落实，验证资金来源于学校，产研院则从产业分析、专利布局、模式设计等方面开展服务支持活动。该种组织实施方式虽然在2020年之后产研院升级为校内职能部门告于终结，但却对该校教师创新创业的组织实施和环境营造等科技成果转化成效的提高，奠定了坚实的基础。

三、上海某公司智能装备制造概念验证方案设计

2018年以来，全国各地概念验证中心建设的快速推进，激励了一些企业自主开展概念验证平台建设的积极性，其中既有大型国有集团公司专门成立技术转移活动的企业，也有中小型企业自行开展的概念验证项目，更有专门开展培育孵化的“平台型企业”自行设立的概念验证中心。本部分以位于上海某科技园设计的智能装备制造概念验证中心方案为例，介绍其具体的实施推进活动。

（一）智能装备制造科技园区概况

上海XX科技投资管理有限公司（以下简称“公司”“该公司”）是高科技创业项目培育孵化的企业。自2014年以来，公司与华东理工大学、上海应用技术大学、上海第二工业大学等大学的科研团队建立合作关系，充分利用大学的人工智能、机械制造、信息工程、工程管理等科研优势，开展概念验证、中试熟化、孵化培育、创业发展等科技成果转化和创新创业活动，推动智能装备制造科技成果的产品化、商品化和产业化。该公司通过科技园区的管理和运行，专注于智能装备制造科技项目的孵化培育，已孵化培育的高新技术企业累计1726家，上缴税收30.8亿元，成为上海南部科创中心建设中的“标杆孵化器”。

2023年10月，该公司聚焦智能制造装备领域早期科技成果，在前期“市场拉动概念验证项目”经验积累基础上，启动“智能制造装备概念验证中心”建设，目标是打造成为上海智能制造装备的概念验证示范基地。

（二）补足概念验证的“木桶短板”

公司虽在早期开展了“基于市场需求拉动的概念验证”实践，但在汇聚高校科技成果资源的技术供应驱动概念验证上，仍然存在项目碎片化、规模小、松散性等不足和短板（如图8）。公司将通过智能装备制造的概念验证中心建设，希望补足技术供应驱动产品化的“木桶短板”。

图8 基于技术供应驱动产品化的“木桶短板”

（三）建立“双向奔赴”的组织体系

公司在“市场需求拉动的概念验证”项目经验基础上，更加重视研发项目的市场化概念验证。但是，对于来源于高校院所的新概念、新原型、新样品等，却存在项目不足情形，形成了“重市场轻技术的瘸腿效应”（图9）。公司联动在沪高校科研资源，通过汇聚科研团队的新想法、新创意、新假设、新论文等“技术概念”项目，在绘制设计装备新原型、试验开发新样品基础上，实现技术验证的“脱虚向实”，建立技术和市场“双向奔赴”的概念验证组织体系。

图9 技术和市场“双向奔赴”的概念验证组织体系

（四）完善概念验证的支撑保障体系

公司在概念验证组织实施过程中，建立早期成果库、专题数据库、专家学者库、科技企业库、风投基金库，形成“概念聚集”效应。配备技术经理、工程管理、知识产权专员、销售经理、投资经理等专业化人才，在实施概念验证之后，推进市场拓展、技术保护、模式设计、技术融资活动，培育一批孵化项目和创业企业成长壮大。公司具体的支撑保障体系如图10所示。

图10 科技园区培育孵化运行中的概念验证支撑体系

对比美国PARC创新实验室做法和上海交通大学内设机构的建设实践，该公司的概念验证中心建设有如下特点：

一是，显著的“组织实施”特点。

公司是科技项目培育孵化的企业，在其招引孵化的企业中，有数量较多的智能装备制造高新技术企业，这些企业或多或少本来就有自行实施概念验证的经验。公司在孵企业概念验证分散性和碎片化实施基础上，通过产品销售服务、市场分析服务功能，弥补中小微企业在概念验证方面的专业服务不足。

二是，抓住“概念验证”的本质。

尽管该公司的概念验证计划尚在推进过程之中，但其方案以“技术和市场双向奔赴”为基础，以高校新想法、新创意、新假设、新论文等“创新概念”项目为技术创新源头，以市场企业的新需求、新体验、新产品为实施方法，在技术和市场互动基础上，开展组织实施活动，体现出对概念验证中心建设的深刻理解。

三是，建立相对合理的支撑保障措施。

该公司的实施方案，将概念验证项目来源定位于高校或科研院所，通过建立早期成果库、专题数据库等集聚概念创意，通过技术经理人、工程管理人员、投资经理等专业化服务人员，为概念验证项目配套开展市场拓展、知识产权保护、转化模式设计、技术融资等活动，具有一定的合理性。

四、我国概念验证中心建设的思考

在概念验证被国内学术界和实践中密切关注前提下，各地政府出台较多政策措施，采用财政资助方式支持概念验证中心建设。但在具体建设支持过程中，仍然存在一定值得思考的空间。以下是概念验证中心建设中关键问题的个人意见或思考。

（一）国内学术研究和实践情况如何？

从学术研究文献上来看，国内最早研究活动可追溯到1980年代末，相关理论研究文献分为两类：一是，针对某一种或某一类概念验证技术的具体方法或路径研究，如白志浩等（2023年）关于“纯电动汽车防触电功能安全概念设计和验证”[2]等。该类研究大约自1988年开始直到目前，研究文献较多，但呈现出碎片化特征；二是，针对概念验证平台或中心建设的国内外做法的面上研究，如姚畅等（2024）年关于“概念验证中心建设的美国经验和启示”[3]等。该类研究大约自2013年开始，2018年之后呈现出多发趋势，目前则是科技成果转化的热点话题，其内容以政策分析、环境营造、组织实施为主。

从实践做法上来看，无论概念验证的学术理论研究深入到何种程度，科技型企业在技术创新过程中，基于市场需求的概念验证从来不可或缺，且一直在开展实践探索活动。我国概念验证或概念验证中心建设之所以成为理论或实践的热点话题，起源于自2015年《促进科技成果转化法》的生效实施，从事科技成果转化的实践工作者逐渐发现影响或制约科技成果转化的因素之一，是大学或科研机构所产出的“科技成果”大多是“青果子”，需要在逐步“熟化”基础上，才能起到促进“转移转化”的创新策源和经济发展作用。

（二）“概念验证”中的“概念”是什么？

如同“技术转移”概念是“进口货”一样，“概念验证”也是“舶来品”。但是，在如何理解“概念”问题上，尤其值得思考和探索。如前美国PARC创新实验室的做法，基于市场需求驱动而带来的“概念”，或许以新想法、新创意方式呈现，也可能以新设计、新样品为特征，要经过原型设计、验证迭代等复杂的创新过程，方能得以“验证”。其中，“原型验证”无非是概念验证的中间环节之一，它可能来源于科研机构，需要进一步开展迭代式的升级验证。

我国科技成果转化的推进和落实，主要集中于高校、科研院所、医疗机构等创新主体之上，“概念验证中心”的建设实践，也就基于科技成果转化成效提升的主要目标。当前，我国企业作为创新主体的科技成果转化成效尚不明显，路径也并不清晰。故而，整体上来看，我国科技成果转化的落实推进，仍处于从“技术研发驱动”向“市场需求拉动”的过渡阶段。在这个判断前期下，概念验证活动中的“概念”，更多来源于高校、院所或部分企业“书架”上知识产权或“冰箱”里试验样品，那么这些“概念”更多以专利、软著、专有技术等知识产权类科技成果形式呈现。如此一来，概念验证平台（中心）的建设要求，就呈现出与国外做法完全不同的实践特征。

（三）概念验证的目的是什么？

各种自媒体、他媒体中对概念验证的讨论文献，虽对概念验证活动的分析大有裨益，但更多带有“混合菜系”的“乱炖”特征。例如，大多文献认为，概念验证分为“技术可行性和商业可行性两大维度”,其中技术可行性包括技术可行性分析、原型验证、知识产权状况与风险评估，商业可行性包括市场潜力与需求分析、商业模式与盈利路径、团队与资源匹配度[4]。

站在“技术研发驱动”的科技成果有效转移转化目标上，上述分析不无道理，也符合科技成果转化的自身规律。科技成果转移转化本身是一个漫长的过程，样品化、产品化、商品化、资本化均是其应然过程。但是，概念验证无非是“概念样品化”中的环节之一而已，因为只有经历样品化的“概念性技术”，后续中间试验、产品放大、规模生产活动方可接续。因此，概念验证更多是研究开发的过程，不可能“包打天下”。概念验证的目标设定也应当定位于样品、原型的产生，而不应被扩大为科技企业的创办或技术成果的商品化。

（四）如何支持概念验证中心建设？

截止目前，国内公开的概念验证平台建设，大约可以分为孵化企业类和研究开发类两种类型。孵化企业类概念验证平台大多由科技园区建设，其建设目的是通过知识产权、投资支持、物理空间、创业招引等方式培育孵化更多“独角兽”企业。

研究开发类概念验证平台大多由高校院所或企业建设。其中，高校院所支持的概念验证中心或由课题组牵头开展，或由下属企业牵头建设。课题组牵头的平台偏重于技术源头创新，下属企业（如大学科技园）开展的概念验证中心建设活动，与孵化企业类概念验证中心并无本质区别。企业自建的概念验证中心，或由集团性企业专设的机构（如某集团公司成立的“技术转移公司”），或由单一生产经营性企业开展某一种产品的概念验证。集团性企业大多利用企业集团下属各单位的研发成果，在统一的概念验证平台中推进实施。单一生产经营性企业的概念验证，往往集中于某类技术，以该技术的生产经营为目标。

无论哪一种方式开展概念验证平台建设，利用政府财政性资金支持是共性特点。各地政府在发布的概念验证平台建设项目支持方案中，大多以科技成果有效转移转化为目标，财政资助要求通常偏重于“科技成果转化全链条”建设。这种要求虽不偏离科技创新促进科技进步和经济发展的最终目标，但或多或少会与“概念验证”的本质特征相悖。

总体来说，我国概念验证的实践主要以高校、科研院所的在研技术之科技成果转化为目标，其基本特点是“技术研发驱动”。随着党中央关于概念验证、中试验证平台建设的快速推进，企业“市场需求拉动”的建设模式必将获得快速发展，企业作为创新主体的科技成果转化能力也会得以迅速提高，通过新质生产力的发展壮大促进科技进步和经济发展的“创新驱动”战略也必将实现。

[1]武圣俊.生剥鹌鹑蛋、缝合葡萄皮……来看这家企业的机器人手有多巧[N].创业中关村视频号，2020.06.21.

[2]白志浩，黄锐锋，陈晓阁，王洪佩，赵征澜，纯电动汽车防触电功能安全概念设计和验证[J].车辆与动力技术,2023(2):51-55.

[3]姚畅，刘海波.概念验证中心的建设：美国经验及对中国的启示[J].全球科技经济瞭望，2024（2）：40-48.

[4]贾斌.概念验证到底验什么？一文详解概念验证6大核心关注要点[N].技术转移研究院、赣州科技等公众号，2024.08.28.