A Practical Approach for Beginning the Process of Technology Roadmapping

이종수, Chul-Yong Lee, Tai-Yoo Kim (2009) · International Journal of Technology Management 47(4):306-321

기술 로드맵 (technology roadmap) 의 출발 단계 인 기술 요소 우선순위 결정 을 정량화하기 위해 컨조인트 분석 + quality-function-deployment (QFD) + 시간 차원 (3·5 년 후 consumer preference 변화 예측) 의 결합 framework 제안. 사례 적용은 한국 Power Line Communications (PLC) 의 9 engineering characteristics. 1,000 명 conjoint 결과 — 가격 RI 41.24% > 전송속도 36.04% > 안정성 15.88%; 8 명 PLC 전문가 (한국 6 + UK 1 + 독일 1) 의견과 결합한 QFD → bandwidth · channel coding · modulation 이 우선순위 top 3. 5 년 후 importance 변동 시 전송속도 우선순위 ↓ (이미 충족) + 안정성 우선순위 ↑.

RQ: 기술 로드맵의 초기 단계 (engineering characteristics 우선순위 결정) 에서 consumer pull + technology push + 경쟁 gap + 미래 변화 의 4 요소를 어떻게 정량 통합할 것인가?
방법론: 컨조인트 분석, 혼합 로짓, quality-function-deployment, bayesian-inference, metropolis-hastings
데이터: 한국 4 지역 (북·남·동·서) 각 250 명 face-to-face conjoint N=1,000 (2004-05); PLC 5 attribute (STABILITY 3 / SPEED 2 / PRICE 3 / ADD 2 / WIRE 2) × 16 cards 4 sets ranking; 8 PLC 전문가 (한국 6 + UK 1 + 독일 1) survey
주요 발견: Mixed logit 추정 (Bayesian Metropolis-Hastings) — PRICE mean -0.0449 *** (log-normal), SPEED +0.205 *** (censored normal), STABILITY -0.090 *** (방해 횟수), ADD -0.033 *** (extra device 비선호), WIRE -0.042 *** (유선 비선호); Relative importance — PRICE 41.24% > SPEED 36.04% > STABILITY 15.88%; PLC 의 경쟁 기술 (xDSL · cable · wireless LAN · Ethernet) 대비 technology gap — STABILITY 2.11×, SPEED 2.66×, PRICE 1.54× (PLC 가 가격은 가장 가깝지만 성능에서 큰 gap); QFD HOQ 결과 9 engineering characteristics 중 bandwidth · channel coding · modulation 이 Time 1 우선순위 top 3; 5 년 후 STABILITY importance +36% 변화 → bandwidth 와 MAC 우선순위 ↑
시사점: 기술 로드맵의 초기 prioritization 을 quantitative + expert judgment + competitive benchmarking + future-change 의 4 축 통합. 다른 산업 (반도체 · 자동차 · 통신) 으로 framework 확장 가능. 단순 expert opinion 만으론 consumer 차원 무시 + future change 무시 의 bias 발생

Fig. 1. 기술 로드맵 방법론 4 단계 framework — (1) consumer preference (conjoint), (2) engineering characteristics (expert), (3) competitive gap, (4) future change → QFD HOQ 로 통합 우선순위 도출.

요약

기술 로드맵 (technology roadmap) 은 Motorola (1970s) 이래 기업·국가 R&D 전략의 핵심 도구이지만, 기존 연구는 roadmap 의 유형 분류 (Kappel 2001 의 science/industry/product 4 분류 등) 에 집중하고 실제 작성 방법론 은 제공하지 않았다 (Probert and Shehabuddeen 1999; Farrukh et al. 2003). 이종수 · Chul-Yong Lee · Tai-Yoo Kim 은 practical 도구의 빈자리 를 컨조인트 분석 (consumer requirement) + quality-function-deployment (QFD, engineering 매핑) 결합으로 채운다. 본 paper 는 이종수 연구실 제1기 방법론 확립 의 기업·정책 응용 표지작이며, Chul-Yong Lee (Georgia Tech) 와의 협업으로 미국 tech management 학계와의 연결.

방법론 framework 는 4 단계. (1) 컨조인트 분석 — consumer 의 attribute-level utility 정량화. (2) Expert survey — engineering characteristics 의 importance + consumer requirement 와의 relationship 평가 (5 pt scale). (3) Competitive benchmarking — PLC 와 경쟁 기술 (xDSL · cable · wireless LAN · Ethernet) 의 attribute-level gap 비율. (4) Future change — 3·5 년 후 consumer preference 변동률 예측. 4 요소를 quality-function-deployment 의 House of Quality matrix 로 통합:

\text{score}_e = R_e \times \sum_i \left( \text{CR}_i \times \text{REL}_{e,i} \times \text{CW}_i \right)

여기서 $R_e$ 는 engineering characteristic $e$ 의 expert rating, CR $_i$ 는 consumer requirement $i$ 의 relative importance, REL $_{e,i}$ 는 EC-CR 관계, CW $_i$ 는 competitive weight.

PLC 사례 적용: 1,000 명 5 attribute (STABILITY · SPEED · PRICE · ADD · WIRE) conjoint, 혼합 로짓 + Bayesian Metropolis-Hastings 추정. utility:

U_{ijt} = \beta_{i1} STABILITY_{jt} + \beta_{i2} SPEED_{jt} + \beta_{i3} PRICE_{jt} + \beta_{i4} ADD_{jt} + \beta_{i5} WIRE_{jt} + \varepsilon_{ijt}

PRICE 는 log-normal distribution (부호 일관성 보장), 나머지는 censored normal. 추정 결과 — PRICE mean -0.0449 (variance 6.91 매우 큰 이질성), SPEED +0.205, STABILITY -0.090. Part-worth × range 로 Relative Importance — PRICE 41.24% > SPEED 36.04% > STABILITY 15.88%.

PLC 9 engineering characteristics (bandwidth · impedance matching · channel coding · modulation · MAC · interface · algorithm · gates · microprocessor) 우선순위 — QFD HOQ 계산 결과 bandwidth · channel coding · modulation top 3. 5 년 후 STABILITY importance +36%, SPEED +18% 변동 시 bandwidth · MAC 우선순위 ↑ — consumer preference 의 미래 변화가 engineering 우선순위 재조정 으로 자동 전파. Expert opinion alone vs framework 비교: expert 만으론 bandwidth · microprocessor 가 top 으로 와서 consumer 차원 가격 우선 이 무시됨. Framework 가 consumer pull + competitive gap 까지 통합해 더 균형잡힌 우선순위 산출.

핵심 결과

Mixed logit 추정 (N=1,000, Bayesian Metropolis-Hastings)

Attribute	Mean (b)	Variance (W)	t-stat	RI
STABILITY (방해/일)	−0.0903	0.0985	−7.72	15.88%
SPEED (Mbps)	+0.2049	0.1683	+4.42	36.04%
PRICE (만원)	−0.0449	6.9070	−17.01	41.24%
ADD (extra device)	−0.0327	0.0273	−7.72	—
WIRE (유선)	−0.0415	0.0260	−7.59	—

PLC vs 경쟁 기술의 technology gap (PLC = competing 의 X 배)

Attribute	Gap	해석
STABILITY	2.11×	PLC 가 더 불안정
SPEED	2.66×	PLC 가 더 느림
PRICE	1.54×	PLC 가 약간 더 비쌈

Future change (3년·5년 후 importance 변동률, expert opinion)

Attribute	3 yr	5 yr
STABILITY	+18%	+36%
SPEED	(감소 예상)	(감소 예상)
PRICE	(변동)	(변동)

→ STABILITY 우선순위 시간이 갈수록 증가; SPEED 우선순위 감소 (이미 충족).

QFD HOQ 우선순위 top 3 (Time 1): bandwidth · channel coding · modulation.

방법론 노트

quality-function-deployment (QFD, Akao 1990) 의 House of Quality (HOQ) 는 consumer requirement 와 engineering characteristic 간 3 단계 변환 matrix. 본 paper 는 표준 QFD 를 4 요소 (consumer × expert × competitive × future) 통합 형태로 modified QFD 변환. 각 cell 의 점수 계산은 $R_e \times \sum_i (CR_i \times REL_{e,i} \times CW_i)$ 의 weighted sum.

혼합 로짓 의 rank-ordered 형태 (Calfee et al. 2001):

\Pr(U_{i1} > U_{i2} > \cdots > U_{iJ} | \beta) = \prod_{t=1}^T \prod_{j=1}^J \frac{e^{\beta' X_{ijt}}}{\sum_{k=j}^J e^{\beta' X_{ikt}}}

$\beta_i$ 는 응답자별 normal 분포. Price 만 log-normal (부호 일관성). Bayesian 추정으로 posterior $\beta_i$ 산출, 직접 적분 어려워 metropolis-hastings algorithm (Train 2003) 사용. Relative importance:

RI_a = \frac{|\beta_a \cdot \text{range}_a|}{\sum_k |\beta_k \cdot \text{range}_k|}

식별은 (i) 16 orthogonal cards, (ii) 5 attribute 의 within-set variation, (iii) 1,000 응답자의 between-respondent variation 으로 mixed logit 의 distribution 식별.

연구 계보

본 paper 의 framework 조상은 Akao (1990) QFD + Phaal et al. (2001, 2004) 기술 로드맵 표준 도구 + Willyard and McClees (1987) Motorola 원조 + Kappel (2001) 분류. Conjoint 의 기술 관리 응용은 Green and Srinivasan (1990) · Kim (2004). 혼합 로짓 Bayesian 추정의 직접 선행은 Train (2003) + Lee et al. (2006b) + jongwuk-ahn-2006-bayesian-mixed-logit (동일 그룹). 이종수 author page 의 제1기 방법론 확립 라인 안에서, 본 paper 는 sibling Evaluation of Technological Innovation in the Cellular Phone Display (cellular phone conjoint) · Forecasting future demand for large-screen television sets using conjoint analysis with diffusion model (TV demand) 와 함께 conjoint-analysis 활용 시리즈 의 조직 의사결정 지원 확장 작업. 미국 학계 측은 Albright and Kappel (2003) · Holmes and Ferrill (2005) · Groenveld (1997).

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