技术创新过程

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什么是技术创新过程

  技术创新过程是一个将知识技能和物质转化成顾客满意产品的过程;是知识的产生、创造和应用的进化过程;是一个信息。交流、加工的过程;技是企业提高技术产品附加价值和增强竞争优势的过程。

企业技术创新过程模型

  企业技术创新过程涉及创新构思产生、研究开发技术管理组织工程设计与制造、用户参与及市场营销等一系列活动。在创新过程中,这些活动相互联系,有时要循环交叉或并行操作。技术创新过程不仅伴随着技术变化,而且伴随着组织与制度创新管理创新和营销方式创新。因此,在广义上,企业技术创新还包括组织与制度创新、管理创新和市场创新。从20世纪60年代以来,国际上出现了五代具有代表性的企业技术创新过程模型。

技术推动的创新过程模型

  人们早期对创新过程的认识是:研究开发(R&D)或科学发现是创新的主要来源,技术创新是由技术成果引发的一种线性过程。这一过程起始于R&D,经过生产销售最终将某项新技术产品引入市场,市场是研究开发成果的被动接受者。

  基础研究→应用研究与开发→生产→销售→市场需要

  60年代中期,通过对大量技术创新的实证研究和分析,人们发现大多数创新特别是渐进性创新,并不是由技术推动引发的。实证研究表明,用于R&D资源投入不一定多,如果只强调R&D投入而忽视创新过程其它阶段的管理市场导向,技术成果就可能没有商业价值技术创新就无法实现。研究表明,出现在各个领域的重要创新,有60%一80%是市场需求和生产需要所激发的。市场的扩展和原材料成本的上升都会刺激企业创新,前一种创新的目的是为了创造更多的细分市场,抢占更大的市场份额,后一种创新的目的是为了减少相对昂贵的原材料的用量。于是有人提出了需求拉动(或市场拉动)的创新过程模型。在需求拉动的创新过程模型中,强调市场是R8D构思的来源,市场需求为产品和工艺创新创造了机会,并激发为之寻找可行的技术方案的研究与开发活动,认为技术创新是市场需求引发的结果,市场需求在创新过程中起到了关键性的作用(如图1所示)。

  市场需求→销售信息反馈→研究与开发→生产

  然而,由于消费者需求变化的有限性和消费者需求变化测度的困难性,尽管市场需求可能会引发大量的技术创新,但这些创新大都属于渐进性创新,而不像技术推动那样能引发根本性创新。渐进性创新风险小、成本低,常常有重大的商业价值,能大大提高创新者的生产效率竞争地位。所以企业往往偏爱这些创新。然而,只考虑市场这一种因素,将公司所有资源全部投向单纯来自市场需求的创新项目而不考虑潜在的技术变化,也是不明智的。

技术与市场交互作用的创新过程模型

  70年代和80年代初期,人们提出了第三代创新过程模型,即技术与市场交互作用的创新过程模型(如图2所示)。技术与市场交互作用的创新过程模型强调创新全过程中技术与市场这两大创新要素的有机结合,认为技术创新是技术和市场交互作用共同引发的,技术推动和需求拉动在产品生命周期及创新过程的不同阶段有着不同的作用,单纯的技术推动和需求拉动创新过程模型只是技术和市场交互作用创新过程模型的特例。

  技术创新过程

  一体化创新过程模型是 年代后期出现的第四代创新过程模型,它不是将创新过程看作是从一个职能到另一个职能的序列性过程,而是将创新过程看作是同时涉及创新构思的产生、 设计制造和市场营销的并行的过程 如图3所示),它强调R&D部门、设计生产部门、供应商和用户之间的联系、沟通和密切合作。波音公司在新型飞机的开发生产中采用了一体化创新方式,大大缩短了新型飞机的研制生产周期

  技术创新过程

系统集成网络模型

  九十年代初,人们提出了第五代创新过程模型,即系统集成网络模型,它是一体化模型的进一步发展。其最显著的特征是强调合作企业之间更密切的战略联系,更多地借助于专家系统进行研究开发,利用仿真模型替代实物原型,并采用创新过程一体化的计算机辅助设计计算机集成制造系统。它认为创新过程不仅是一体化的职能交叉过程,而且是多机构系统集成网络联结的过程。例如美国政府组织的最新半导体芯片的开发过程就是多机构系统集成网络联结的过程。

  美国哈佛大学的阿伯纳西(N.Abernathy)和麻省理工学院的厄持拜克(Jame M.Utterback)通过对以产品创新为主的持续创新过程进行研究,发现企业的创新程度取决于企业和产业的成长阶段。他们把产品创新、工艺创新产业组织的演化划分为三个阶段:即不稳定阶段、过渡阶段和稳定阶段,并与产品生命周期(PLC)联系起来,提出了描述以产品创新为中心的产业创新分布形式的A—U创新过程模型如图4所示)。

  技术创新过程

  (1)不稳定阶段根据A—U创新模型,在产品生命周期的早期,厂家为满足潜在的用户需要进行产品创新,产品原型的创新水平很高,但由于设计思想缺乏一致性,多种产品设计进入市场且频繁变动(如早期的汽车和计算机),主导设计尚未确定。与变动的产品设计相适应,制造工艺和产业组织也是不稳定的。这一阶段称为不稳定阶段。这是一个在商业与技术上不断“尝试、纠错”的阶段。技术本身处于发展和变动状态,技术的潜在市场有待确认,产品功能有待完善,产品市场有待开发。对于从事创新的企业来说,在这一阶段R&D支出较高,但却不太可能立即产生很高的经济效益。然而,对于那些具有企业家精神和较强技术鉴别与开发能力的企业来说,若能准确地把握技术方向与市场机会并将技术开发市场开拓有机地结合起来,极有可能取得巨大的商业成功。

  (2)过渡阶段

  经过一段以不断“尝试、纠错”为特点的技术发展与变动时期,会出现一个将技术资源与市场需要联结起来的代表优秀产品的主导设计,如汽车产业发展过程中的福特T型车和计算机产业发展过程中的IBM360计算机系统。主导设计为产业的发展提供了一个“标准”,降低了市场的不确定性。在主导设计确定后,产品创新率急剧下降,产品基本稳定,大规模生产成为可能,专用生产设备逐步取代通用生产设备,创新重点从产品创新转移到工艺创新。这一阶段称为过渡阶段。在过渡阶段将主导设计推向市场的企业将赢得明显的竞争优势,但这并不意味着这些企业能对市场形成垄断。其它一些有较强技术实力和独特资源优势的企业通过在产品性能、可靠性等方面对主导设计进行技术改进,加强市场开发和改善售后服务,也能获得巨大的商业利益。

  (3)稳定阶段

  主导设计的出现使产品设计、生产程序与生产工艺日趋标准化,市场需求稳定,大规模生产使制造效率大大提高,企业由此享受到规模经济带来的好处。企业进一步创新的重点是以降低成本和提高质量目标的渐进性的工艺创新。生产过程企业组织日趋专业化和纵向一体化,混成或复合产品(如汽车)的零部件通常由某些控制市场的企业集团的专业化分公司或独立的供应商供给。这一阶段称为产业发展的稳定阶段,稳定阶段对应于技术学习曲线上成熟期,通常也是产品生命周期的后期。

  一个产业一旦发展到稳定阶段,企业组织会呈现出越来越大的刚性,产业内部会产生一种强烈的抵制重大创新的力量。技术变化可能会使工厂的设备过时,大多数员工(从高级经理到一般技术工人)担心变化会给他们的职业生涯带来威胁,因此,技术、财务人力资源管理等各部门都可能会对企业要作出的适应性变化设置障碍。这一阶段的实质性的创新大都是外部因素的刺激下产生的。例如:由于政府法律上对污染和汽油消耗规定了新标准,汽 车行业不得不进行创新;化学工业中的合成纤维技术创新的刺激导致了纺织工业的创新;电子技术的发展导致了手表工业的创新,计算机排字导致了印刷业的创新。

  A—U创新过程模型表明,以产品创新为主的持续创新过程是产业内的企业在产品设计、生产工艺和企业组织等方面从无序、离散状态向有序、高度整合状态转变的过程。在不稳定阶段,产品创新多,竞争的重点在提高产品性能。在过渡到稳定阶段后,技术创新以工艺创新为主,竞争的重点转向通过工艺创新降低产品成本和提高产品质量,创新水平也从根本性创新向渐进性创新转变。在不稳定阶段,产业内许多小企业并存,通过竞争,只有一小部分企业能顺利进入稳定阶段,并发展成为产业中少数几个规模巨大的垄断企业,多数企业将会被市场竞争所淘汰。

  半导体产业的持续创新过程是以产品创新为主的持续创新过程的典型。在l 950年到l 968年这18年中,美国半导体行业最重要的产品创新有13项,其中有8项出现在前7年,而该行业前7年的总销售额占18年中总销售额的比例还不到5%。这说明,大多数重大产品创新出在产品生命周期的初期,大规模的生产则在产品生命周期后期,随着产业的成长,重大创新率有所下降。另外,据统计,在18年中,三个新进入电子行业的企业(1BM、德州仪器公司和仙童半导体公司)完成了一半的重大产品创新和一项工艺创新,而三个电子行业的原有企业(Divisions of General Electric,Philco和R.C.A)仅完成了四分之一的产品创新,但却完成了三项工艺创新。到1966年,三个原有企业的市场份额为18%,而三个新进入者的市场份额为42%。这表明,在产品生命周期初期,市场的新进入者能依靠产品创新获得竞争优势,而工艺创新并不能形成有效的竞争优势。然而,1968年以后,半导体行业进入了产品生命周期的后期,竞争格局发生了变化,成本和生产率变得更为重要,工艺创新成为竞争的主要手段。

工艺导向持续创新过程分析

  建立在产品生命周期理论基础上的A-U创新模型描述的是产品创新导向的持续创新过程,反映了许多产业实际的创新演化过程。然而,A-U创新模型并不适合于描述钢铁建材和化工原料等一些重要产业的创新分布。这类产业的产品生命周期长,产品变化小,表现出了一种不同于A—U创新模型的工艺创新导向的产业持续创新模式。

  在工艺创新导向的持续创新模式中,工艺创新是产品创新的先导和必要条件。根本性工艺创新引发产品创新,渐进性工艺创新导致产品质量的提高和生产成本的下降。根本性工艺创新还常常伴随着生产所用原材料的变化和生产规模的变化。

  仿照A—U创新过程模型,我们也可以分三个阶段描述工艺创新导向的产业持续创新模式的过程。

  (1)不稳定阶段

  工艺创新导向的产业持续创新过程始于某些根本性工艺创新出现,这些根本性工艺创新的初衷是克服某些重大技术障碍。在工艺创新技术生命周期的初期,创新工作的重点是技术原理的工程实现,试验性工作较多,工艺技术本身处于发展和变动状态,工艺主导设计尚未出现。技术的潜在市场尚未完全明朗,但根本性工艺创新使许多产品创新成为可能。

  (2)过渡阶段

  主导工艺设计产生,以工艺创新为基础的产品创新大量出现,工艺创新的重点转向以适应产品创新和实际生产中的原材料条件为中心。这种以产品与原料为中心的工艺创新,常常也会出现重大突破。在这一阶段,产品逐渐标准化,企业开始增加专用设备,使用专供材料,规范生产过程的组织管理。

  (3)稳定阶段

  工艺技术日趋成熟,生产设备逐步专门化和自动化,企业组织和生产工艺呈现出越来越大的刚性,企业技术转换成本增大,对重大技术变化的适应能力下降。企业创新的重点转向以提高生产效率降低成本、提高产品质量和增加产品品种为中心的渐进性创新。在这一阶段,虽然仍可能存在渐进性的产品创新,但大部分是渐进性的工艺创新。这种渐进创新具有极大的累积效果,有时能降低50%以上。

  钢铁工业的持续创新过程是工艺创新导向持续创新过程的典型。l 9世纪50年代,一种大规模、高效率和低成本的炼钢方法——贝西莫炼钢法出现,首次使炉温升高到l 540 ℃(大规模炼钢要求炉温1150 ℃一1600 ℃),炼钢成本只有原来的十分之一,炼钢时间也大大缩短,是一项根本性的工艺创新。这项工艺创新提供的新型廉价的工程材料使许多产品创新成为可能,如摩天大楼和悬索桥的建设、火车车轮的制造以及汽车的大规模生产等。

  一项根本性工艺创新出现之后,其工艺往往很不完善,随后还会产生一些突破性的重大工艺创新。尽管贝西莫炼钢法效率高、成本低,但只能使用低磷低硫矿石,这使得贝西莫炼钢法在90%的矿石为高磷矿石的欧洲很难推广。随后,人们围绕产品和原料进行了工艺创新。英国人托马斯改进贝西莫炼钢法,使包括高磷矿石在内的多种矿石都可用于炼钢,托马斯法迅速在欧洲各国推广,创造了巨大的社会财富。紧接着,西门—马丁又引入新结构与新燃料创造了可生产多种高质量钢的碱性平炉炼钢法,碱性平炉炼钢法迅速在各国应用,成为当时的主要炼钢工艺。l 930一1960年期间,世界钢产量的80%都是采用这种平炉法生产的。

  随着制氧技术的发展,钢铁业出现了氧气顶吹和底吹转炉技术,这是对贝西莫法的突破性创新,使平炉炼钢法失去了优势。此外,电炉炼钢法的出现又使得钢的品种增加,能适应市场的变化而灵活调节钢的产量,因此可望成为下个世纪主要的炼钢方法。

技术创新过程的技术进化论

  A—U模型描述了根本性创新产生后特定产业的成长过程,但没有描述创新技术在到达成熟状态之后会怎么样。经济学家萨哈尔(2bvendra Sahal)根据对由许多产业组成的大样本的观察,提出了比A—u模型更深入的创新过程的技术进化论。他的论述反映了库恩和玻普尔科学进化论的观点。

  萨哈尔认为,技术是通过尝试、纠错这样一种学习方式而不断进化的,特定产业作为一个自组织系统通过对创新技术的应用与发展其技术能力会逐步提高,从而推动技术不断发展。特定技术的成熟状态只是技术进化连续过程中的一个停滞或间歇时期(也称学习高原),这时形成一个与库恩科学进化论中的范式相对应的作为阶段标志的“技术路标”(A-U)模型中主导设计的概念与技术路标相似),它是过去创新的产物和未来创新的刺激因素。对于不同的技术来说,进化过程中的间歇持续的时间有很大不同,计算机技术在25年内进化了四代,而汽车行业的T型车却沿用了几十年。

  萨哈尔还指出,技术进步既依赖于技术自身的发展也依赖于消费环境,因此,创新技术进入市场是决定创新成败的重要因素,有些创新之所以失败是由于引入市场太早而不是太迟。电加热器和电动机早在1883年就在维也纳展出过,然而直到普通发电机电力系统出现之后它们才作为新产品进入市场,创新的商业实现被延迟了几十年。蒸汽船“大东方”是l9世纪中期进入市场的,这种船的吨位比当时的其它船大7倍,动力功率大l00倍,但由于 当时的港口服务设施不能适应,这种船最终在商业上遭到失败。

  萨哈尔强调技术进化与生物进化的一个关键性区别在于:不同的生物种类不能杂交繁殖,而不同技术的创造性结合往往导致新技术的诞生,如合成纤维纺织技术与化工技术创造性结合的产物,E—Mail(电子邮件)是计算机技术和通信技术创造性结合的产物。

参考文献

  • 《技术创新学》 清华大学出版社出版 1998年11月第1版
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