王禮恒,屠海令,王崑聲,袁建華,葛宏志,胡良元,王海南,趙滟,盧躍,崔劍
(1. 中國航天科技集團公司,北京 100048;2. 北京有色金屬研究總院,北京 100088;3. 中國航天工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院,北京 100048)
產(chǎn)業(yè)成熟度評價方法研究與實踐
王禮恒1,屠海令2,王崑聲3,袁建華3,葛宏志3,胡良元3,王海南3,趙滟3,盧躍3,崔劍3
(1. 中國航天科技集團公司,北京 100048;2. 北京有色金屬研究總院,北京 100088;3. 中國航天工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院,北京 100048)
產(chǎn)業(yè)發(fā)展遵循著客觀的周期性規(guī)律,經(jīng)歷從技術(shù)研發(fā)成熟、制造能力成熟,再到新商品市場完善成熟的必然過程。本研究在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟規(guī)律的基礎(chǔ)上,結(jié)合系統(tǒng)工程和數(shù)據(jù)決策方法,提出了產(chǎn)業(yè)成熟度的理論及評價方法,以一致、規(guī)范、量化的方法評價技術(shù)、制造、產(chǎn)品、市場和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài),通過綜合集成第三方評審專家的評價和判斷得出產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的綜合評價結(jié)果,并對“十三五”末(2020年)的產(chǎn)業(yè)方向進行了預(yù)測。以中國工程院重點課題“‘十三五’戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”的材料領(lǐng)域為例,運用產(chǎn)業(yè)成熟度評價與預(yù)測產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,客觀地分析產(chǎn)業(yè)制約要素,進而有針對性地提出培育與發(fā)展政策建議。產(chǎn)業(yè)成熟度是分析和評價產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的有效工具,具有重要的理論意義和實用價值。
產(chǎn)業(yè)成熟度;戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);評價方法
DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.04.002
產(chǎn)業(yè)是提供相近商品和服務(wù),在相同或相關(guān)價值鏈上活動的企業(yè)的集合,是介于宏觀經(jīng)濟與微觀經(jīng)濟之間的中觀經(jīng)濟[1, 2]?!俺墒臁钡谋疽?,是指植物果實成長到可以收獲的程度。成熟度被引申為事物的完善程度,是對一個事物或人的發(fā)展、成長的綜合性描述和度量[3]。成熟度評價方法可以看作一種基于系統(tǒng)工程解決實際工程問題的方法,是系統(tǒng)整體實現(xiàn)最優(yōu)目標(biāo)的組織管理技術(shù)。
產(chǎn)業(yè)成熟度(IML),是評價和度量產(chǎn)業(yè)從誕生到成熟發(fā)展過程的量化標(biāo)準(zhǔn),反映了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的完善程度。產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展遵從一定的演化規(guī)律,處于早期形成階段的產(chǎn)業(yè)稱為新興產(chǎn)業(yè),當(dāng)新興產(chǎn)業(yè)經(jīng)過初始階段和增長階段,一直發(fā)展到成熟階段時就被稱為成熟的產(chǎn)業(yè)。劍橋大學(xué)技術(shù)管理中心通過對25個產(chǎn)業(yè)形成過程的分析,總結(jié)出了從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到新興產(chǎn)業(yè)形成的共性過程框架,其中描述了在新興產(chǎn)業(yè)的形成過程中,科學(xué)(science)、技術(shù)(technology)、應(yīng)用(application)與市場(market)等主導(dǎo)因素如何交替變遷,刻畫出新興產(chǎn)業(yè)演化的共性規(guī)律,也被稱為新興產(chǎn)業(yè)形成的 S–T–A–M 過程框架[3],如圖1所示。
圖1 產(chǎn)業(yè)形成與發(fā)展的階段、變遷、里程碑與演化軌道[3]
根據(jù)以上關(guān)于產(chǎn)業(yè)演化過程的相關(guān)分析,本文認(rèn)為可以將產(chǎn)業(yè)的成熟過程看作是由產(chǎn)品成熟逐步發(fā)展到市場成熟的過程。只有產(chǎn)品首先實現(xiàn)了穩(wěn)定成熟的技術(shù)性能,才有可能創(chuàng)造出新的市場需求或是滿足已有的市場需求,并最終實現(xiàn)產(chǎn)品的最大價值和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。至此,可以將產(chǎn)業(yè)成熟度劃分為四個成熟階段(等級)(本文研究產(chǎn)業(yè)從萌芽到成熟的規(guī)律,不考慮之后的衰退過程),即萌芽階段、培育階段、發(fā)展階段和成熟階段[4-6]。萌芽階段(IML1):以技術(shù)研發(fā)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)萌芽階段,主要活動是開展技術(shù)的基礎(chǔ)研究和研發(fā);培育階段(IML2):以技術(shù)應(yīng)用為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)培育階段,階段標(biāo)志是產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品或服務(wù)取得了商業(yè)化應(yīng)用示范的成功,且隨著商業(yè)化應(yīng)用的推廣,產(chǎn)品或服務(wù)在性能、成本等方面的優(yōu)勢得到了確認(rèn);發(fā)展階段(IML3):以市場為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展階段,大規(guī)模市場推廣示范取得成功后,吸引大量競爭者進入市場,產(chǎn)品或服務(wù)的銷售量在一段時間內(nèi)可以保持較高增長率;成熟階段(IML4):以產(chǎn)業(yè)鏈為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟階段,該階段標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)鏈條基本形成,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得到應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)鏈向著逐步完善的方向發(fā)展。隨著產(chǎn)品或服務(wù)的供需接近飽和狀態(tài),銷售量增長率逐步趨緩,企業(yè)之間進行大規(guī)模兼并重組,產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高,領(lǐng)先企業(yè)脫穎而出。
產(chǎn)業(yè)成熟度評價是定性到定量綜合集成的方法,首先對技術(shù)、制造的成熟狀況進行評價,進而集成出產(chǎn)品成熟度;在此基礎(chǔ)上結(jié)合市場成熟度評價結(jié)果最終集成產(chǎn)業(yè)成熟度的綜合評價結(jié)果(產(chǎn)業(yè)成熟度等級)。產(chǎn)業(yè)成熟度評價模型及指標(biāo)體系如圖2所示。
圖2 產(chǎn)業(yè)成熟度評價的指標(biāo)體系
表1 技術(shù)成熟度評價準(zhǔn)則
(一)產(chǎn)品成熟度
產(chǎn)品是向市場提供的滿足用戶需求的物品或服務(wù)。從工程角度講,產(chǎn)品是一項研發(fā)與制造過程的結(jié)果[7]。產(chǎn)品成熟度(PRL)是評價和度量產(chǎn)品研制所處發(fā)展?fàn)顟B(tài)的量化標(biāo)準(zhǔn),它反映了產(chǎn)品對于預(yù)期應(yīng)用目標(biāo)的滿足程度。產(chǎn)品成熟度等級,是度量和評測特定產(chǎn)品成熟程度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度,劃分為5個等級,即5個階段:概念產(chǎn)品、實驗室產(chǎn)品、工程產(chǎn)品、市場化產(chǎn)品和精益市場化產(chǎn)品,其中1等級最低,5等級最高。因此,產(chǎn)品的成熟主要體現(xiàn)在兩個重要方面[7]:一方面是外在的技術(shù)性能指標(biāo)逐漸成熟的過程,通過技術(shù)成熟度評價確定;另一方面是內(nèi)在的制造工藝、材料、過程控制的成熟過程,通過制造成熟度評價確定。因此,產(chǎn)品成熟度主要由技術(shù)成熟度和制造成熟度評價結(jié)果綜合集成得到。
1. 技術(shù)成熟度
技術(shù)成熟度(TRL),是指技術(shù)相對于某個具體系統(tǒng)或項目而言所處的發(fā)展?fàn)顟B(tài),它反映了技術(shù)對于項目預(yù)期目標(biāo)的滿足程度[8,9]。技術(shù)成熟度注重評價技術(shù)載體、集成狀態(tài)和驗證環(huán)境的發(fā)展情況,見表1。
2. 制造成熟度
制造成熟度(MRL),用來表示關(guān)鍵制造的成熟程度,它量化反映了技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品或系統(tǒng)過程中制造能力對于項目目標(biāo)的滿足程度[10]。產(chǎn)品研制與發(fā)展的過程中,不能單一地關(guān)注技術(shù)的成熟問題,制造能力的成熟也是至關(guān)重要的。根據(jù)項目制造管理的最佳實踐經(jīng)驗,制造成熟過程涵蓋了從提出制造概念到形成批量生產(chǎn)、精益化生產(chǎn)能力的全過程,體現(xiàn)了從研制到工業(yè)化生產(chǎn)的一般發(fā)展過程,制造
成熟度等級劃分及各級標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。
制造成熟度注重評價制造對象、制造環(huán)境、制造能力的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。①制造對象指新技術(shù)的載體,其成熟的階段劃分為概念樣件、原理樣件、演示樣件、工程產(chǎn)品、定型生產(chǎn)產(chǎn)品;②制造環(huán)境指制造生產(chǎn)的場所,階段分為實驗室環(huán)境、相關(guān)生產(chǎn)環(huán)境、典型生產(chǎn)環(huán)境、試生產(chǎn)線環(huán)境、批量生產(chǎn)環(huán)境;③各階段的制造能力是指實驗室模擬、試制造,直到低速率、全速率生產(chǎn)等階段的狀態(tài)。
3. 產(chǎn)品成熟度
技術(shù)成熟度、制造成熟度與產(chǎn)品成熟度的集成關(guān)系如表3所示。
表 2 制造成熟度評價準(zhǔn)則
表3 產(chǎn)品成熟度綜合集成
(二)市場成熟度
市場成熟度(MML),是評價和度量市場相對于完全成熟而言所處狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。它反映了運用新技術(shù)研發(fā)出的產(chǎn)品在導(dǎo)入市場后,其市場規(guī)模、市場結(jié)構(gòu)和市場潛力相對于預(yù)期成熟目標(biāo)的滿足程度,是量化市場發(fā)展過程的方法。市場成熟度等級是度量和評測商品或服務(wù)市場成熟程度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度,劃分為3個等級,即3個階段:導(dǎo)入階段、發(fā)展階段和成熟階段,其中1等級最低,3等級最高,等級劃分及各級標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。
(三)產(chǎn)業(yè)成熟度的等級劃分
產(chǎn)業(yè)成熟度評價采用定性定量相結(jié)合的方法,重點把握從技術(shù)、制造到產(chǎn)品、市場和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟規(guī)律,并以此來最終確定產(chǎn)業(yè)成熟度等級。因此,產(chǎn)業(yè)成熟度反映了產(chǎn)品成熟和市場成熟的綜合集成情況,其二者的綜合集成關(guān)系如表5表示。
表 4 市場成熟度評價指標(biāo)體系
表5 產(chǎn)業(yè)成熟度綜合集成
產(chǎn)業(yè)成熟度評價是度量產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展?fàn)顟B(tài)的方法。根據(jù)前文對產(chǎn)業(yè)成熟度構(gòu)成的分析,從評價內(nèi)容上看,重點是技術(shù)成熟度、制造成熟度和市場成熟度;從評價方法上看,重點是評價指標(biāo)體系權(quán)重的確定、綜合評價結(jié)果的集成以及評價表單的設(shè)計;從評價程序上看,重點是要做好產(chǎn)業(yè)成熟度的自評價和綜合評價兩個階段的工作。
(一)產(chǎn)業(yè)成熟度評價表
產(chǎn)業(yè)成熟度是通過分析技術(shù)、制造、市場等相關(guān)指標(biāo)的統(tǒng)計信息,進而對產(chǎn)業(yè)的成熟狀態(tài)給予整體性評價的過程。在具體的評價方法確定之后,關(guān)鍵是收集開展產(chǎn)業(yè)成熟度評價的指標(biāo)輸入數(shù)據(jù),而評價表單則是開展評價調(diào)查、收集評價數(shù)據(jù)的載體。
數(shù)據(jù)采集后確定評價指標(biāo)權(quán)重。本文運用模糊互補判斷矩陣法確定指標(biāo)權(quán)重[11],輸出最終結(jié)果就是指標(biāo)的權(quán)重;然后根據(jù)權(quán)重向量和評價矩陣得到模糊綜合評價結(jié)果。評價表單既要滿足開展評價工作的數(shù)據(jù)需求,也要務(wù)求直觀明了,易于操作。產(chǎn)業(yè)成熟度的評價表單如表6所示。
(二)評價工作流程
“十三五戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”項目中開展產(chǎn)業(yè)成熟度評價,其過程分為兩個階段:第一階段,領(lǐng)域?qū)<易栽u價階段;第二階段,綜合評審階段,如圖3所示。
產(chǎn)業(yè)成熟度評價人員組成為:產(chǎn)業(yè)成熟度評價支撐人員、領(lǐng)域?qū)<?、第三方評審專家。
(1)產(chǎn)業(yè)成熟度評價支撐人員:是指產(chǎn)業(yè)成熟度評價方法研究與應(yīng)用支撐人員,支撐領(lǐng)域組專家和評審專家開展相關(guān)工作。
(2)領(lǐng)域?qū)<遥菏侵府a(chǎn)業(yè)方向的自評價專家,熟悉突破性技術(shù)及其產(chǎn)品,掌握市場和產(chǎn)業(yè)綜合方面的情況,對自身提出的產(chǎn)業(yè)方向進行評價。
(3)第三方評審專家:評審專家由7~11位來自研究機構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)、行業(yè)管理機構(gòu)等熟悉領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)、制造、市場和產(chǎn)業(yè)的專家組成。
本文研究依托“十三五戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”課題開展應(yīng)用研究。本節(jié)案例以材料領(lǐng)域為例,選擇4項具有代表性的重點產(chǎn)業(yè)方向,運用產(chǎn)業(yè)成熟度評價技術(shù)到產(chǎn)業(yè)的等級,預(yù)測“十三五”的發(fā)展?fàn)顟B(tài),通過統(tǒng)計和對比分析,明確領(lǐng)域發(fā)展重點情況,針對性評估中反映的制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展因素,提出有針對性的具體建議,為政府部門進一步完善“十三五”規(guī)劃提供支撐。
表6 產(chǎn)業(yè)成熟度評價表單
圖3 產(chǎn)業(yè)成熟度評價實施流程圖
(一)材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)成熟度評價結(jié)果
材料領(lǐng)域4項產(chǎn)業(yè)重點方向的產(chǎn)業(yè)成熟度評價結(jié)果如表7所示。技術(shù)和制造能力反映的是我國自主研發(fā)的情況,市場和產(chǎn)業(yè)也是我國自主產(chǎn)品市場及生產(chǎn)企業(yè)的情況。2015年新材料產(chǎn)業(yè)的人工晶體材料、鋰離子電池及材料、血管支架等3項產(chǎn)業(yè)方向的技術(shù)較為成熟,關(guān)鍵技術(shù)取得突破,產(chǎn)品處于示范應(yīng)用階段。另外,汽車輕量化用新一代先進超高強度鋼產(chǎn)業(yè)方向的技術(shù)和制造能力處于工程研制初級階段,關(guān)鍵技術(shù)和制造存在瓶頸,尚待突破。相互比較市場和產(chǎn)業(yè)層面情況,鋰離子電池及材料產(chǎn)業(yè)方向的市場較其他3項產(chǎn)業(yè)方向成熟,其他3項自主研發(fā)的產(chǎn)品市場尚待培育。
(二)“十三五”末(2020年)產(chǎn)業(yè)成熟度與產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測
通過產(chǎn)業(yè)成熟度評價與預(yù)測,獲得“十三五”末(2020年)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟度,以及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)完全成熟所需的時間,見表8。
人工晶體材料產(chǎn)業(yè)方向:“十三五”時期技術(shù)成熟度提高1個等級,達(dá)到TRL8,預(yù)計2022年達(dá)到TRL9狀態(tài)。產(chǎn)業(yè)成熟度提高2個級別,從培育階段到發(fā)展階段,達(dá)到IML3,完全成熟需要8年。
鋰離子電池及材料產(chǎn)業(yè)方向:“十三五”時期技術(shù)成熟度提高1個級別,達(dá)到TRL9;產(chǎn)業(yè)成熟度提高2個級別,從發(fā)展階段到成熟階段,達(dá)到IML4,完全成熟需要10年。
血管支架產(chǎn)業(yè)方向:“十三五”時期,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品將取得歐盟歐洲共同體(CE)認(rèn)證,并獲得美國食品藥品管理局(FDA)的批準(zhǔn)。技術(shù)成熟度和產(chǎn)業(yè)成熟度分別提高1個級別和2個級別,均達(dá)到完全成熟狀態(tài)。
汽車輕量化用新一代先進超高強度鋼產(chǎn)業(yè)方向:“十三五”時期技術(shù)成熟度提高4個等級,達(dá)到TRL9的完全成熟狀態(tài),是4項產(chǎn)業(yè)方向中技術(shù)提高最快的。產(chǎn)業(yè)成熟度提高2個級別達(dá)到IML3,從萌芽階段發(fā)展到發(fā)展階段,完全成熟需要8年。通過專家評價和數(shù)據(jù)分析顯示,目前技術(shù)研發(fā)滯后是制約發(fā)展的主要問題。目前該產(chǎn)業(yè)方向市場需求很大,一旦技術(shù)取得突破,市場和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會很快。
(三)“十三五”重點方向的培育與發(fā)展建議
通過領(lǐng)域?qū)<易栽u價和第三方專家綜合評審,明確了現(xiàn)階段材料領(lǐng)域4項產(chǎn)業(yè)方向的技術(shù)、制造、產(chǎn)品、市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,并研討了未來發(fā)展過程中亟需解決的主要問題,找出制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的微觀或宏觀主要因素,進而為4項產(chǎn)業(yè)方向“量身定做”培育與發(fā)展建議。這樣從實際情況出發(fā)制定的建議,
能夠進一步更好地為管理機關(guān)決策提供有參考價值的依據(jù)。表9統(tǒng)計了制約4項產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展的主要因素,以及對應(yīng)的具體培育與發(fā)展建議。
材料產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),新材料是材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo),是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。掌握大量關(guān)鍵新材料的核心技術(shù),推動關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化,實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)的突破和系統(tǒng)集成技術(shù)的完善,縮短與世界先進水平之間的差距;同時,建立以企業(yè)為主體的高水平新材料研發(fā)平臺,加強工程化技術(shù)的研究,實現(xiàn)關(guān)鍵新材料的批量生產(chǎn)。至2020年前后,關(guān)鍵新材料的自給率達(dá)到70 %,基本滿足國家重大工程建設(shè)、國家安全等領(lǐng)域的需求。
表7 產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展方向的產(chǎn)業(yè)成熟度評價結(jié)果統(tǒng)計表
表8 產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展預(yù)測統(tǒng)計表
表9 產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展方向的培育與發(fā)展建議匯總分析表
產(chǎn)業(yè)成熟度評價是一種定性與定量相結(jié)合的綜合集成評價方法。通過探索將成熟度的理論和方法從工業(yè)技術(shù)與制造領(lǐng)域引入市場和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,構(gòu)建產(chǎn)業(yè)成熟度評價模型和評價指標(biāo)體系。通過不斷實踐、提煉與總結(jié)來完善產(chǎn)業(yè)成熟度評價方法,形成適用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展的宏觀評價與咨詢模式。在此,課題組十分感謝“‘十三五’戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”各個領(lǐng)域課題組的眾多專家,他們對產(chǎn)業(yè)成熟度研究與應(yīng)用過程給予了指導(dǎo)支持和幫助。課題組擬通過后續(xù)研究工作,進一步將成熟度與投資回報等方法結(jié)合起來,具體解決技術(shù)轉(zhuǎn)化、投產(chǎn)論證、軍民融合的決策過程中需要對各個層面量化評價的問題,為投資決策提供數(shù)據(jù)化支撐。
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Assessment of Industry Maturity Levels: Research and Practice
Wang Liheng1, Tu Hailing2, Wang Kunsheng3, Yuan Jianhua3, Ge Hongzhi3, Hu Liangyuan3, Wang Hainan3, Zhao Yan3, Lu Yue3, Cui Jian3
(1. China Aerospace Science and Technology Corporation, Beijing 100048, China; 2. General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China; 3. China Academy of Strategy on Aerospace Engineering Science and Technology, Beijing 100048, China)
Development of an industry follows an objective cyclical law that is an inevitable progression from technological and manufacturing maturity to a developed market for new products. Based on research into the cyclical law of emerging industries combined with system engineering and data decision making, this thesis uses the industrial maturity levels theory and assessment method to assess the maturities of technology, manufacture, product, market, and industry in a consistent, standardized, and quantitative evaluation method. Comprehensive evaluation results are obtained through the integration of evaluation and judgment data from experts. Finally, this method predicts the emerging industrial trend at the end of 13thFive-Year Plan in 2020. This paper uses the material field in the Chinese Academy of Engineering's important fund subject of research on the cultivation and development planning of China's strategic emerging industry in the 13thFive-Year Plan as an example of using industrial maturity levels to assess and predict industrial development trends, to analyze their restrictions, and then to propose targeted policy recommendations.
industrial maturity levels; strategic emerging industries; assessment method
F42
A
2016-05-30;
2016-07-07
王禮恒,中國航天科技集團公司,高級技術(shù)顧問,中國工程院院士,研究方向為導(dǎo)彈動力技術(shù)和航天工程管理; E-mail:pepsijian@163.com
中國工程院重大咨詢項目“‘十三五’戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展規(guī)劃研究”(2014-ZD-7)
本文由《中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》中《產(chǎn)業(yè)成熟度評價理論與方法介紹》改寫
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