技術創新過程

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什麼是技術創新過程

  技術創新過程是一個將知識技能和物質轉化成顧客滿意產品的過程;是知識的產生、創造和應用的進化過程;是一個信息。交流、加工的過程;技是企業提高技術產品附加價值和增強競爭優勢的過程。

企業技術創新過程模型

  企業技術創新過程涉及創新構思產生、研究開發技術管理組織工程設計與製造、用戶參與及市場營銷等一系列活動。在創新過程中,這些活動相互聯繫,有時要迴圈交叉或並行操作。技術創新過程不僅伴隨著技術變化,而且伴隨著組織與制度創新管理創新和營銷方式創新。因此,在廣義上,企業技術創新還包括組織與制度創新、管理創新和市場創新。從20世紀60年代以來,國際上出現了五代具有代表性的企業技術創新過程模型。

技術推動的創新過程模型

  人們早期對創新過程的認識是:研究開發(R&D)或科學發現是創新的主要來源,技術創新是由技術成果引發的一種線性過程。這一過程起始於R&D,經過生產銷售最終將某項新技術產品引入市場,市場是研究開發成果的被動接受者。

  基礎研究→應用研究與開發→生產→銷售→市場需要

  60年代中期,通過對大量技術創新的實證研究和分析,人們發現大多數創新特別是漸進性創新,並不是由技術推動引發的。實證研究表明,用於R&D資源投入不一定多,如果只強調R&D投入而忽視創新過程其它階段的管理市場導向,技術成果就可能沒有商業價值技術創新就無法實現。研究表明,出現在各個領域的重要創新,有60%一80%是市場需求和生產需要所激發的。市場的擴展和原材料成本的上升都會刺激企業創新,前一種創新的目的是為了創造更多的細分市場,搶占更大的市場份額,後一種創新的目的是為了減少相對昂貴的原材料的用量。於是有人提出了需求拉動(或市場拉動)的創新過程模型。在需求拉動的創新過程模型中,強調市場是R8D構思的來源,市場需求為產品和工藝創新創造了機會,並激發為之尋找可行的技術方案的研究與開發活動,認為技術創新是市場需求引發的結果,市場需求在創新過程中起到了關鍵性的作用(如圖1所示)。

  市場需求→銷售信息反饋→研究與開發→生產

  然而,由於消費者需求變化的有限性和消費者需求變化測度的困難性,儘管市場需求可能會引發大量的技術創新,但這些創新大都屬於漸進性創新,而不像技術推動那樣能引發根本性創新。漸進性創新風險小、成本低,常常有重大的商業價值,能大大提高創新者的生產效率競爭地位。所以企業往往偏愛這些創新。然而,只考慮市場這一種因素,將公司所有資源全部投向單純來自市場需求的創新項目而不考慮潛在的技術變化,也是不明智的。

技術與市場交互作用的創新過程模型

  70年代和80年代初期,人們提出了第三代創新過程模型,即技術與市場交互作用的創新過程模型(如圖2所示)。技術與市場交互作用的創新過程模型強調創新全過程中技術與市場這兩大創新要素的有機結合,認為技術創新是技術和市場交互作用共同引發的,技術推動和需求拉動在產品生命周期及創新過程的不同階段有著不同的作用,單純的技術推動和需求拉動創新過程模型只是技術和市場交互作用創新過程模型的特例。

  技术创新过程

  一體化創新過程模型是 年代後期出現的第四代創新過程模型,它不是將創新過程看作是從一個職能到另一個職能的序列性過程,而是將創新過程看作是同時涉及創新構思的產生、 設計製造和市場營銷的並行的過程 如圖3所示),它強調R&D部門、設計生產部門、供應商和用戶之間的聯繫、溝通和密切合作。波音公司在新型飛機的開發生產中採用了一體化創新方式,大大縮短了新型飛機的研製生產周期

  技术创新过程

系統集成網路模型

  九十年代初,人們提出了第五代創新過程模型,即系統集成網路模型,它是一體化模型的進一步發展。其最顯著的特征是強調合作企業之間更密切的戰略聯繫,更多地藉助於專家系統進行研究開發,利用模擬模型替代實物原型,並採用創新過程一體化的電腦輔助設計電腦集成製造系統。它認為創新過程不僅是一體化的職能交叉過程,而且是多機構系統集成網路聯結的過程。例如美國政府組織的最新半導體晶元的開發過程就是多機構系統集成網路聯結的過程。

  美國哈佛大學的阿伯納西(N.Abernathy)和麻省理工學院的厄持拜克(Jame M.Utterback)通過對以產品創新為主的持續創新過程進行研究,發現企業的創新程度取決於企業和產業的成長階段。他們把產品創新、工藝創新產業組織的演化劃分為三個階段:即不穩定階段、過渡階段和穩定階段,並與產品生命周期(PLC)聯繫起來,提出了描述以產品創新為中心的產業創新分佈形式的A—U創新過程模型如圖4所示)。

  技术创新过程

  (1)不穩定階段根據A—U創新模型,在產品生命周期的早期,廠家為滿足潛在的用戶需要進行產品創新,產品原型的創新水平很高,但由於設計思想缺乏一致性,多種產品設計進入市場且頻繁變動(如早期的汽車和電腦),主導設計尚未確定。與變動的產品設計相適應,製造工藝和產業組織也是不穩定的。這一階段稱為不穩定階段。這是一個在商業與技術上不斷“嘗試、糾錯”的階段。技術本身處於發展和變動狀態,技術的潛在市場有待確認,產品功能有待完善,產品市場有待開發。對於從事創新的企業來說,在這一階段R&D支出較高,但卻不太可能立即產生很高的經濟效益。然而,對於那些具有企業家精神和較強技術鑒別與開發能力的企業來說,若能準確地把握技術方向與市場機會並將技術開發市場開拓有機地結合起來,極有可能取得巨大的商業成功。

  (2)過渡階段

  經過一段以不斷“嘗試、糾錯”為特點的技術發展與變動時期,會出現一個將技術資源與市場需要聯結起來的代表優秀產品的主導設計,如汽車產業發展過程中的福特T型車和電腦產業發展過程中的IBM360電腦系統。主導設計為產業的發展提供了一個“標準”,降低了市場的不確定性。在主導設計確定後,產品創新率急劇下降,產品基本穩定,大規模生產成為可能,專用生產設備逐步取代通用生產設備,創新重點從產品創新轉移到工藝創新。這一階段稱為過渡階段。在過渡階段將主導設計推向市場的企業將贏得明顯的競爭優勢,但這並不意味著這些企業能對市場形成壟斷。其它一些有較強技術實力和獨特資源優勢的企業通過在產品性能、可靠性等方面對主導設計進行技術改進,加強市場開發和改善售後服務,也能獲得巨大的商業利益。

  (3)穩定階段

  主導設計的出現使產品設計、生產程式與生產工藝日趨標準化,市場需求穩定,大規模生產使製造效率大大提高,企業由此享受到規模經濟帶來的好處。企業進一步創新的重點是以降低成本和提高質量目標的漸進性的工藝創新。生產過程企業組織日趨專業化和縱向一體化,混成或複合產品(如汽車)的零部件通常由某些控制市場的企業集團的專業化分公司或獨立的供應商供給。這一階段稱為產業發展的穩定階段,穩定階段對應於技術學習曲線上成熟期,通常也是產品生命周期的後期。

  一個產業一旦發展到穩定階段,企業組織會呈現出越來越大的剛性,產業內部會產生一種強烈的抵制重大創新的力量。技術變化可能會使工廠的設備過時,大多數員工(從高級經理到一般技術工人)擔心變化會給他們的職業生涯帶來威脅,因此,技術、財務人力資源管理等各部門都可能會對企業要作出的適應性變化設置障礙。這一階段的實質性的創新大都是外部因素的刺激下產生的。例如:由於政府法律上對污染和汽油消耗規定了新標準,汽 車行業不得不進行創新;化學工業中的合成纖維技術創新的刺激導致了紡織工業的創新;電子技術的發展導致了手錶工業的創新,電腦排字導致了印刷業的創新。

  A—U創新過程模型表明,以產品創新為主的持續創新過程是產業內的企業在產品設計、生產工藝和企業組織等方面從無序、離散狀態向有序、高度整合狀態轉變的過程。在不穩定階段,產品創新多,競爭的重點在提高產品性能。在過渡到穩定階段後,技術創新以工藝創新為主,競爭的重點轉向通過工藝創新降低產品成本和提高產品質量,創新水平也從根本性創新向漸進性創新轉變。在不穩定階段,產業內許多小企業並存,通過競爭,只有一小部分企業能順利進入穩定階段,併發展成為產業中少數幾個規模巨大的壟斷企業,多數企業將會被市場競爭所淘汰。

  半導體產業的持續創新過程是以產品創新為主的持續創新過程的典型。在l 950年到l 968年這18年中,美國半導體行業最重要的產品創新有13項,其中有8項出現在前7年,而該行業前7年的總銷售額占18年中總銷售額的比例還不到5%。這說明,大多數重大產品創新出在產品生命周期的初期,大規模的生產則在產品生命周期後期,隨著產業的成長,重大創新率有所下降。另外,據統計,在18年中,三個新進入電子行業的企業(1BM、德州儀器公司和仙童半導體公司)完成了一半的重大產品創新和一項工藝創新,而三個電子行業的原有企業(Divisions of General Electric,Philco和R.C.A)僅完成了四分之一的產品創新,但卻完成了三項工藝創新。到1966年,三個原有企業的市場份額為18%,而三個新進入者的市場份額為42%。這表明,在產品生命周期初期,市場的新進入者能依靠產品創新獲得競爭優勢,而工藝創新並不能形成有效的競爭優勢。然而,1968年以後,半導體行業進入了產品生命周期的後期,競爭格局發生了變化,成本和生產率變得更為重要,工藝創新成為競爭的主要手段。

工藝導向持續創新過程分析

  建立在產品生命周期理論基礎上的A-U創新模型描述的是產品創新導向的持續創新過程,反映了許多產業實際的創新演化過程。然而,A-U創新模型並不適合於描述鋼鐵建材和化工原料等一些重要產業的創新分佈。這類產業的產品生命周期長,產品變化小,表現出了一種不同於A—U創新模型的工藝創新導向的產業持續創新模式。

  在工藝創新導向的持續創新模式中,工藝創新是產品創新的先導和必要條件。根本性工藝創新引發產品創新,漸進性工藝創新導致產品質量的提高和生產成本的下降。根本性工藝創新還常常伴隨著生產所用原材料的變化和生產規模的變化。

  仿照A—U創新過程模型,我們也可以分三個階段描述工藝創新導向的產業持續創新模式的過程。

  (1)不穩定階段

  工藝創新導向的產業持續創新過程始於某些根本性工藝創新出現,這些根本性工藝創新的初衷是剋服某些重大技術障礙。在工藝創新技術生命周期的初期,創新工作的重點是技術原理的工程實現,試驗性工作較多,工藝技術本身處於發展和變動狀態,工藝主導設計尚未出現。技術的潛在市場尚未完全明朗,但根本性工藝創新使許多產品創新成為可能。

  (2)過渡階段

  主導工藝設計產生,以工藝創新為基礎的產品創新大量出現,工藝創新的重點轉向以適應產品創新和實際生產中的原材料條件為中心。這種以產品與原料為中心的工藝創新,常常也會出現重大突破。在這一階段,產品逐漸標準化,企業開始增加專用設備,使用專供材料,規範生產過程的組織管理。

  (3)穩定階段

  工藝技術日趨成熟,生產設備逐步專門化和自動化,企業組織和生產工藝呈現出越來越大的剛性,企業技術轉換成本增大,對重大技術變化的適應能力下降。企業創新的重點轉向以提高生產效率降低成本、提高產品質量和增加產品品種為中心的漸進性創新。在這一階段,雖然仍可能存在漸進性的產品創新,但大部分是漸進性的工藝創新。這種漸進創新具有極大的累積效果,有時能降低50%以上。

  鋼鐵工業的持續創新過程是工藝創新導向持續創新過程的典型。l 9世紀50年代,一種大規模、高效率和低成本的煉鋼方法——貝西莫煉鋼法出現,首次使爐溫升高到l 540 ℃(大規模煉鋼要求爐溫1150 ℃一1600 ℃),煉鋼成本只有原來的十分之一,煉鋼時間也大大縮短,是一項根本性的工藝創新。這項工藝創新提供的新型廉價的工程材料使許多產品創新成為可能,如摩天大樓和懸索橋的建設、火車車輪的製造以及汽車的大規模生產等。

  一項根本性工藝創新出現之後,其工藝往往很不完善,隨後還會產生一些突破性的重大工藝創新。儘管貝西莫煉鋼法效率高、成本低,但只能使用低磷低硫礦石,這使得貝西莫煉鋼法在90%的礦石為高磷礦石的歐洲很難推廣。隨後,人們圍繞產品和原料進行了工藝創新。英國人托馬斯改進貝西莫煉鋼法,使包括高磷礦石在內的多種礦石都可用於煉鋼,托馬斯法迅速在歐洲各國推廣,創造了巨大的社會財富。緊接著,西門—馬丁又引入新結構與新燃料創造了可生產多種高質量鋼的鹼性平爐煉鋼法,鹼性平爐煉鋼法迅速在各國應用,成為當時的主要煉鋼工藝。l 930一1960年期間,世界鋼產量的80%都是採用這種平爐法生產的。

  隨著制氧技術的發展,鋼鐵業出現了氧氣頂吹和底吹轉爐技術,這是對貝西莫法的突破性創新,使平爐煉鋼法失去了優勢。此外,電爐煉鋼法的出現又使得鋼的品種增加,能適應市場的變化而靈活調節鋼的產量,因此可望成為下個世紀主要的煉鋼方法。

技術創新過程的技術進化論

  A—U模型描述了根本性創新產生後特定產業的成長過程,但沒有描述創新技術在到達成熟狀態之後會怎麼樣。經濟學家薩哈爾(2bvendra Sahal)根據對由許多產業組成的大樣本的觀察,提出了比A—u模型更深入的創新過程的技術進化論。他的論述反映了庫恩和玻普爾科學進化論的觀點。

  薩哈爾認為,技術是通過嘗試、糾錯這樣一種學習方式而不斷進化的,特定產業作為一個自組織系統通過對創新技術的應用與發展其技術能力會逐步提高,從而推動技術不斷發展。特定技術的成熟狀態只是技術進化連續過程中的一個停滯或間歇時期(也稱學習高原),這時形成一個與庫恩科學進化論中的範式相對應的作為階段標誌的“技術路標”(A-U)模型中主導設計的概念與技術路標相似),它是過去創新的產物和未來創新的刺激因素。對於不同的技術來說,進化過程中的間歇持續的時間有很大不同,電腦技術在25年內進化了四代,而汽車行業的T型車卻沿用了幾十年。

  薩哈爾還指出,技術進步既依賴於技術自身的發展也依賴於消費環境,因此,創新技術進入市場是決定創新成敗的重要因素,有些創新之所以失敗是由於引入市場太早而不是太遲。電加熱器和電動機早在1883年就在維也納展出過,然而直到普通發電機電力系統出現之後它們才作為新產品進入市場,創新的商業實現被延遲了幾十年。蒸汽船“大東方”是l9世紀中期進入市場的,這種船的噸位比當時的其它船大7倍,動力功率大l00倍,但由於 當時的港口服務設施不能適應,這種船最終在商業上遭到失敗。

  薩哈爾強調技術進化與生物進化的一個關鍵性區別在於:不同的生物種類不能雜交繁殖,而不同技術的創造性結合往往導致新技術的誕生,如合成纖維紡織技術與化工技術創造性結合的產物,E—Mail(電子郵件)是電腦技術和通信技術創造性結合的產物。

參考文獻

  • 《技術創新學》 清華大學出版社出版 1998年11月第1版
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