山西省装备制造业集成创新之路径探索
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更新时间：2023-01-17 14:30:33 发布时间：24小时内
一、引言
装备制造业是国家的战略性、支柱性产业，是一国制造业的核心，涉及国民经济命脉和国家安全，在一定程度上反映国家的综合国力和国防实力。装备制造业处于产业链的上游，具有产业关联度高、协同性强、服务链长的特点，装备制造业自主创新能力的高低对众多产业会产生较大的甚至是决定性的联动效应。近年来，如何提高自主创新能力成为各国政府及学界、产业界的研究重点，取得了众多研究成果。其中，绝大部分的研究成果是从宏观或中观的视角，应用实证研究方法探讨创新与产业发展或区域发展的关系与路径。而针对装备制造业，从微观的视角，探索如何提升自主创新能力的研究还较鲜见;并且，即使是从微观层面着手，大部分的研究也立足于企业，较少从公共知识基础的视角来探讨其创新路径。山西省是我国重要的老工业基地和国防工业基地，装备制造业从建国以来经过几十年的发展，已形成以重型机械为首的十几个基础行业，特色优势明显，位居全省支柱产业行列。十二五期间，进一步提升装备制造业自主创新能力是引领山西建设新型工业基地和实现资源型经济转型跨越发展的着力点。本文选取山西省装备制造业典型性案例，尝试从研发机构的层面发现创新路径。山西省某大学重型机械教育部工程研究中心(以下简称“中心”)成立于2003年，经过近十年的发展，在大型冶金成套装备设计领域拥有25项发明专利，多次获得国家级科技进步奖。中心通过集成创新模式，在较短的时间内，在专利技术推广应用方面也取得了良好的市场业绩。本文通过对中心的实地调研，运用实例研究方法，在分析数据的基础上应用微观集成创新理论，从研发机构的视角探索装备制造业提高自主创新能力的实现路径。
二、理论框架
技术集成是把企业中的各种资源、手段、方法融合在一起，形成一个解决问题的方案的过程。在R&D中应用技术集成可以很好地促进整个项目的绩效。每个企业都有各自的知识累积，而技术集成可以为知识的发展确定方向，并进一步为企业技术发展创造条件(Iansiti,1995)。并且，技术集成呈现出很强的系统性，除了对知识的集成外，还体现在集成组织内部的其他资源。Iansiti和Clark(1994)。将这些集成方式分为内部集成和外部集成两大类。内部集成是一种能力，是建立新产品开发流程的能力。外部集成是指当企业面临混乱的外部环境时，需要从外部环境中学习并应用新思想、新概念来组织开发新产品。内部集成是在R&D活动中，将组织内部各部门的知识与信息基础进行融合，这个过程包括了二者之间的匹配及集成。对组织内部不同职能的集成，是项目绩效的决定性因素。集成的过程是一个创新的过程，是组织内部不同职能部门之间交流和合作的过程。一般而言，同地协作跨职能项目组由企业内部的各部门成员组成，如工艺、采购、设计以及市场营销部门。他们虽然来自不同的部门，但是在同一个办公场所一起工作(LakemondandBerggren,2006),这样的跨职能的项目组人员团队有利于整个项目吸收能力的提高，并加快解决问题的速度，以及增强项目的创造性(Gerwinand Barrowman,2002),同时，减少公司的项目开发成本、节约开发时间，来实现预期的产品性能目标(Garcíaetal.,2008).不仅如此，同地协作的方式提高了知识交流的效率和作用，从而可以促进部门的绩效和项目的绩效。
外部环境的模糊性和不确定性使得外部集成成为企业的必然选择。通常，绝大部分企业面对的是复杂多变的外部客观环境，外部环境的复杂多变性使得企业的产品和工艺要求也相应地越来越复杂。企业应该随着环境的变化而变化。环境出现新变化时，由于企业原有的知识基础已不能有效应对这些变化，所以造成所谓的不确定性。另外，环境的复杂性也会造成模糊性。虽然企业可以获得有关的信息，但是处理模糊性仍然比较困难。当企业所面临的不确定性和模糊性增强时，就会通过提高产品开发流程来加强集成化和提高知识共享程度(SongandMontoya-Weiss,2001;Kahn,2001).随着技术的不断进步以及市场的快速变化，企业在创新过程中所需要凭借和处理的知识广度和深度都在不断增加，导致企业已经不能单纯依靠自身资源而需要大量依赖外部资源。这时，企业间、企业与公共知识基础(大学、研究机构等)间的合作就成为企业扩大其已有知识基础的一种非常有效的途径(Martínez-Sanchez,etal.,2009).已有的研究表明，这种集成外部资源的机制有助于研发过程中知识的交流，加快解决问题的速度，以及及时地对市场变化做出响应(Rooney,2002),进而提高新产品的创造性和产品的质量，并最终影响企业的利润率(Koufterosetal.,2005).对外部集成的现有研究主要集中在对跨越组织边界的研究，其中主要是对用户集成和供应商集成进行研究。所谓的用户集成是指为了满足用户对产品的要求，企业通过整合其内部的活动、流程，来达到将用户的目标需求与复杂的技术解决方案相结合的系统性活动。由此可见，用户集成是与新产品的市场化、产业化相关联的。例如，企业为用户设计定制产品就是将用户特定的目标需求与复杂的技术解决方案相结合，从而通过发掘用户价值和扩大用户基础来最终达到产业化的目的(Marsh,2007),供应商集成是企业与产业链上游的战略合作，其目的是为了企业及其供应商获得长期性的商业利益。供应商集成是指企业与其供应商达成战略合作关系，通过集成供应商和企业各自的技术能力，使得供应商可以提前参与到企业新产品的设计过程中(NarasimhanandDas,1999),从而在制造商与其供应商之间形成合力，以有效应对不断变化的用户需求和市场的不确定性。
内部集成和外部集成对项目绩效有着积极的促进作用(Garcíaetal.,2008).鉴于此，通常企业还可以通过内部集成和外部集成间接或直接的提高公司部门或公司整体的业绩水平。有研究表明，提高市场份额和盈利率的有效方式之一就是加强内部集成与外部集成之间的相互作用。内部集成与外部集成的联合运用可以提高公司的总体业绩水平。
三、案例研究设计
由于本文的研究具有一定的探索性，因此在研究设计上遵循RobertK.Yin(2003a,2003b)建议的方法论，并应用扎根理论作为案例分析技术对证据进行分析，进而构建理论。
1.研究人员的组成。研究人员由技术创新管理、知识产权战略及管理、经济管理以及机械设计与自动化等多学科专业人员组成，如此，从研究人员的专业结构上构成了研究者三角形(Patton,1987)，极大地增强了研究的信度和效度。
2.资料收集的建构效度和信度。根据研究问题的需要，研究人员主要对有关文献、档案记录、访谈、直接观察进行证据收集。我们对企业管理文件、工作报告、会议纪录、技术资料以及相关的网络文本信息等相关文献进行了全面的收集。所涉及的这些文本资料都具有真实性和原始性;并尽最大可能保证收集到的资料具有合理的时间跨度和涵盖面。
3.访谈过程的效度。访谈小组不仅要提前初步研究前期收集的资料确定访谈主题，而且要实地考察每个案例企业，以提高访谈的针对性和效率。访谈过程中，保证每次访谈有足够的时间，并详细准确地记录访谈内容。访谈完成后，由专人对访谈记录进行文本化处理，并做好访谈备忘录，以便为下一步的证据进行分类和分析做好准备。在整理访谈记录的过程中，为了保证证据链的完整和真实，访谈人员对不确定之处，采用电话访谈或非结构问卷的形式对有关人员进行了进一步的核实，从而保证了研究的信度。
4.资料整理的信度。在收集证据的同时，根据证据的类别建立了规范的、直观的案例研究数据库，对每一个收集到的证据材料都进行了详细的记录和分类。采用这一多元证据资料采集方法及建立数据库，从而构成证据三角形，有效地组成了证据链，保证了本文证据的建构效度和信度。由于本文是案例研究，因此建立了项目志对研究的目的、问题、程序、方法等都做了详细的记录，并根据研究进展情况不断地进行动态修正，使研究始终聚焦，避免出现偏差和失误，增强了研究的信度。
四、案例分析
1.内部集成路径。
(1)产业共性关键技术。
产业共性关键技术是在基础科学研究成果的基础上再进行应用研究开发出有针对性的技术方案，该技术方案经历商品化、市场化后会对特定产业产生深远的影响(Tassey,1997)。也就是说，共性关键技术是产业核心的产品和工艺概念，由此可以扩展应用于多个领域。拥有产业共性关键技术亦即意味着对技术轨道的主导权以及由此带来的巨大商业利益，对国民经济的整体协调发展具有巨大的影响。因此，基于产业共性关键技术的这一特点，一般来说，产业共性关键技术创新项目研发风险较高，不确定性强，具有突破性创新的特点，研发风险较高，但是由于其具有提高收益的巨大潜力而能产生很大的市场影响力(O'ConnorandMcDermott,2004)。中心主要研发的技术领域属于产业共性关键技术，主要是大型冶金成套装备设计，该技术关乎国家重点工程和国防工程，是国家制造业的基础，对产业链下游的产品开发与质量起着决定性的作用，关系国家利益，也蕴藏着巨大的商业潜力。
中心设计的主体设备，如辊切剪具有完全自主知识产权，在全球居于领先水平(目前在全世界只有三个组织具有辊切剪完全自主知识产权，除中心外，另外两家为日本三菱、德国西马克)。中心在原有产业化应用基础上进行R&D,主要目标是节能降耗及提高生产效率。通过不到十年的努力，中心不仅获得25项发明专利，而且其科研成果获得了三个国家级奖和五个省部级科技进步奖。中心研发的产业共性关键技术突破了国外的技术封锁，对我国技术进步和社会经济发展具有深远的影响。也因此，中心的专利技术产业化推广应用潜力巨大。
(2)同地跨职能集成。
内部集成发生在企业的R&D过程中，是企业组织内部不同单元的知识和信息基础之间的匹配和集成活动。NPD是一个多学科的集成过程。“跨职能集成”对于NPD具有显著的促进作用。“跨职能集成”将R&D过程中的各方面因素进行合作与交流，有助于提高项目绩效。在此基础上，同地跨职能集成强化组织内部各部门之间在空间上的集成性。
目前，中心不仅是教育部工程研究中心，同时是省部共建国家重点实验室培育基地以及省市级工程研究中心。如前所述，中心的新技术开发是一个多学科的集成过程，是跨职能的集成创新。不仅如此，中心还是一个同地跨职能的创新平台。Gomes等(2003)的研究表明跨职能集成是一个创新过程，该过程包括组织内部不同单元之间的合作和交流，特别是市场部门与研发部门之间的交流与合作。产品开发的初始阶段，高度的同地协作跨职能集成对于企业减少决策时间，进而缩短产品研发投产所需的时间具有重要作用。同地协作跨职能集成的主要特点在于项目组由企业内部的各部门成员组成，如工艺、采购、设计以及市场营销部门。他们虽然来自不同的部门，但是在同一个办公场所一起工作(LakemondandBerggren,2006)。
在中心的同地跨职能创新团队中，特别地，集成了产业化推广应用的专门企业———A公司。在管理体制上，该公司相当于中心的一个部门，与R&D团队并行工作。这样一个跨职能的集成结构极大地提高了中心解决问题的能力及创新能力，从而使其专利技术的产业化推广应用以更低的成本、更快的速度推进，同时保证有效地实现产品性能。
同时，同地跨职能协作促进了知识导向性的交流，有助于形成并累积中心内部的知识基础，特别是形成中心特有的缄默知识。这对于提高中心的自主创新能力具有积极的影响力。而这一发现也回应了VandenBulte和Moenaert的研究结论。
(3)研发程序。
程序是组织的知识基础中重要元素的主要载体之一，蕴藏着组织的动态能力。对于创新组织来说，论文格式来自内部和外部的信息通常都是复杂和不确定的，特别是来自外部的信息。而高效率的程序有助于组织在处理这些内外部各种信息时达到程序理性。这种处理过程也逐渐形成组织储存特定知识的首要方式，推动组织的创新能力的演化。一个具有高绩效的创新者必然具有其特定的高效率的创新程序，这也使其区别于其他同类创新者。中心拥有其特定的研发和产业化程序。
中心研发程序的特点有四个：一是，在集成创新中形成了激励机制，该机制是研发程序的一个子程序。下文中对该机制做了详细分析。二是，中心内部的知识基础和部分组织知识是在公共知识基础(某大学)的基础上，在实践中逐步形成的，有助于中心在早期就能较快实现程序理性并较早储藏组织知识。三是，研发程序与用户需求联系密切，有助于加快专利技术的产业化进程。四是，中心的研发程序延伸至国家专利行政管理机构。这与下文外部集成路径相对应。可见，内外部集成不是各自孤立地存在和运行，而是呈现出相互渗透、相互作用的关系。综上所述，中心高效率的研发程序与产业化程序有机地结合起来，共同促进了创新能力的提升。
(4)创新激励。
知识产权收益分配是影响技术成果转化的一个重要因素。目前我国科技成果转化过程中，收益分配政策方面存在一些阻碍成果转化的因素，弱化了科研单位进行成果转化的动力。而中心通过同地跨职能创新的模式，不仅将A公司作为创新的一个重要环节，而且还将其作为创新激励平台。该公司应用人力资源证券化理论，对人力资源的管理是按照有关规定，构建以学校为主体，研究人员共同参与的股份结构。人力资源证券化是指企业在进行人力资源开发管理过程中，结合企业实行公司制或股份制改造的实践，按照有关法律法规，对企业生产者、经营者、劳动者依据其各自的行为特征即机会敏感性、创新性、承担风险和挑战不确定性等，对其技术、能力、胆识、经验及贡献等赋予产权并进行定价，通过有偿认购、无偿配送或奖励获得等方式，赋予企业相关人力资源享有在符合一定条件约束的前提下拥有本企业股份并获得相应股票、债券等普通证券或其他衍生证券的权利，并履行相关的义务以建立一种风险投资与收益相结合的激励制度体系的过程(羊爱军和白杨青，2009)。这样的创新激励模式对研发人员形成了比较稳定的收益分享机制，毋庸置疑，该机制有利于激励研发人员的创新动力，研发出更多的具有市场潜力的专利技术。
同时，中心的创新活动为团队生产的方式，通过团队共同的努力，中心获得了多项奖励。团队荣誉增强了成员之间的信任与依赖，凝练出团队精神，团队工作效率不断增强，并有效减少了团队搭便车现象。这也回应了Alchian和Demsetz关于团队显性激励和隐形激励相结合的长期最优激励安排。
2.外部集成路径。
(1)产学研协同。
产学研协同创新方式是指企业作为创新的主体，企业外部的公共知识资源作为创新的重要基础之一，通过将外部公共知识资源集成到企业的内部创新过程，并在该过程中不断进行交互作用，从而将企业创新的不确定性降低，使创新项目的绩效度提高。从公共知识基础的角度，中心主动与企业协同创新同样可以提高项目绩效，加快科研成果的产业化推广应用程度。中心与太重集团通过战略协议形成战略合作关系。在这一战略关系中，太重集团相应的生产部门成为中心的生产基地，中心可以将专利技术通过该基地实现产业化。同时，中心还与全国其他企业，如太矿、江海机床、济南重工等具有类似的战略合作关系。产学研协同创新模式不仅对中心的技术专利化及其产业化具有积极的影响作用，而且就交易成本而言，产学研协同创新避免了层级组织的高管理成本，降低了交易成本和技术创新的风险，回应了Miotti和Sachwald(2003)的研究结论。同时，在合作关系中，各主体之间发生相互作用，促进主体学习和创造(Lundvall,2007)，在增强企业创新能力的同时，也极大地提高了中心的R&D能力。
(2)跨学科人力资源。
大型冶金成套装备设计是大型、重载、单件、小批量的针对性很强的定制产品，其中每项技术通常不能单独产业化，一项设计需要多项专利技术集成才能发挥功能。也就是说，一项设计是个包含许多子专利的专利系统。这就需要在新产品开发过程中集成多学科的知识，包括编码知识和缄默知识。新产品开发过程的优化是一个集成的、整体的、以人为中心的集成的开发方法(Andreason,1987)。在这种系统环境中个体经验的价值很高(e.g.Leonard-Barton,1988)，这些经验随着时间而成长并表现为缄默知识的形式。因此，各学科优秀人才的集成成为提高项目绩效的必然要求。
中心的科研人员并非只来自单一院系或专业，而是来自学校的各个院系、各个专业。如此，有效地集成了中心外部的知识资源。而且，在人事管理上，虽然中心是学校一个独立的二级单位，但是中心人员不必离开各自院系调入中心，这样，不仅调动了研发人员的积极性，同时也消除了他们的后顾之忧。事实上，中心已形成了一个各学科科研人员的研发实践平台，且这种集成人才的形式吸引了越来越多的科研人员自愿到中心来从事科研工作。中心从一开始的3人已发展到现在的50多人。
(3)承担政府资助的科研项目。
“承担政府资助的科研项目”与前文“产业共性关键技术”有着内在的逻辑关系。政府资助的科研项目通常代表国家科技计划或关系地方发展的科技计划，涉及产业发展中的共性关键技术，影响国家和地方的经济发展。中心在大型冶金成套装备设计领域承担了多项国家级和省级科研攻关项目，这些项目通常又是突破关系产业发展的共性关键技术。学科带头人H教授近年连续获得国家科技进步二等奖和国家技术发明二等奖以及多项省部级一等奖。依托这些科研项目，中心通过R&D产出自主发明专利，而这些专利由于与产业发展密切相关而具有广阔的产业化前景。事实上，A公司在成立后的第二年就实现了近2000万的营业收入。
(4)交流、培训及投入支撑。
中心不断集成外部知识，从多方面与外界交流及合作。其中比较典型的有对外学术交流和专利管理业务培训。中心从澳大利亚、美国引进了本领域资深学者，于每周日为团队成员举办学术讲座。不仅如此，中心每年都作出国轮训计划，力争使每一位成员都能够出国进修。对此，中心从财力上予以保障，主要从科研经费中列支，不足部分由A公司补充。可见，集成创新模式促使中心的R&D及其产业化形成了良性循环。此外，在财力支撑方面，中心还有来自专门用于创新团队建设的中央财政资金的支持。为了进一步提高项目绩效，中心较早时期就与国家专利局合作，邀请国家专利局专家到中心进行讲座和辅导。中心的科研人员，包括教师与学生，都接受了专利申请培训。这一常规化培训机制强化了R&D团队的专利保护意识，在中心逐步形成了特有的知识产权文化，使每一位成员不仅具有创新意识和能力，而且熟悉专利申请程序和要求，也因此，由中心申请的专利都能符合要求，不会因为程序和形式问题而影响项目绩效。
(5)创新文化。
创新文化也是激励的一种方式，由于创新文化在中心发挥着举足轻重的作用，本文将其列为一个独立的创新路径进行分析。企业文化能够满足员工的精神需求，促使员工产生积极行为，并为实现理想目标而努力。领导者和员工的思维、行为模式在这个过程中会受到深远的影响。在访谈中，我们注意到在中心有一个“魂”围绕着大家、引领着大家。这个“魂”就是中心负责人H教授，他的创新思维一直激励着团队成员。在他的带领下，中心形成了敢于创新、艰苦奋斗、勇于打硬仗、开放合作的良好文化氛围。这个“魂”体现了创新的内涵，激励、增强着R&D团队成员关键技术创新和系统集成创新的信心。
创新文化这一路径与前述之交流、培训有着密切的关系。通过交流、培训及投入支撑，中心发展成为具有浓郁学习氛围、以自发学习为主、以创新精神为灵魂的学习型的创新机构，这也成为创新文化的一个重要组成部分。
五、结论
本文通过对山西某大学重型机械教育部工程研究中心这一典型案例的探索性研究，运用集成创新理论，揭示了特定技术领域促进研发机构自主专利产出及专利技术产业化的实现路径。这些路径是研发机构集成创新能力的具体体现，有助于研发机构评估本机构的自主创新能力，明确增强系统集成创新能力的路径选择。并且，这些路径并不是单独地发挥作用，它们之间有着内在的联系性，在创新过程中共同塑造着结果。进一步，在本文研究结果的基础上，为加快我国装备制造业自主创新能力建设，我们从政府政策的角度提出如下建议：
1.加大科研项目立项及其财政投入。特别是地方政府要根据经济和社会发展需要，加强对特定行业的创新引导和投入。地方政府应根据《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及国家“十二五”科技和发展规划，对关系本区域经济发展的重点产业共性技术和关键技术进行立项，大力组织产学研创新团队进行攻关。
2.制定相应政策鼓励同地跨职能创新平台或团队的建设，发挥集成创新的优势。政府应加大向高校、科研机构的创新投入，大力组建科技创新平台，完善创新机制建设，并要注重学科间的交叉融合，创建具有地方特色的创新团队。在发挥同地跨职能平台建设的同时，加强创新团队对外部信息的集成度，加大开放交流力度，不断提高自主创新能力。
3.加强创新文化建设，培养R&D人员的创新意识，营造创新氛围。创新文化是先进文化的重要内涵，对于激励和培育创新思维、造就创新人才、做出创新成果具有积极的促进作用。政府应大力支持高校、科研机构创建特色创新文化建设，对学科带头人给予政策优惠，鼓励创建以创新精神、科学思想为核心内容的创新文化。
