（技术经济及管理专业论文）面向装备制造业的技术集成研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 我国装备制造业总体现状是产品相对陈旧、种类不全、具有自主知识产权的产品少， 低水平生产能力过剩，我国工业的快速发展，迫切需要更多高技术水平的装备制造产品 的支持。装备制造业具有鲜明的复杂产品系统特征，其产品多由复杂多样的子系统和元 件藕合而成，技术构成复杂，制造与开发过程复杂，生产周期长，需求纷繁复杂，这就 决定了装备制造业在发展过程中对技术创新的强依赖性，客观上对实现技术集成理论与 复杂产品系统在产品研发或更早的阶段的有效耦合提出了迫切的要求。 技术集成作为一种新兴的技术管理范式，其最大的优越之处是可以在需求变化不确 定性加剧的条件下，更快速的提出集成解决方案，并通过对内、外部技术源的集成利用， 有效实现需求与供给的匹配，同时，其开展过程也有利于我国企业实现产品系统层次上 的技术能力跃升，并逐步走向产品技术独立。 本文以装备制造业为研究对象，采用以实证研究为主的研究方法，实证研究与规范 研究相结合，将装备制造业产品技术集成方法的实施过程分为产品概念开发和产品技术 开发两个阶段。针对复杂产品概念设计过程建立由需求识别、技术模块明晰和评价反馈 三部分组成的产品概念设计模型，认为成功的产品概念设计是经过以上流程所最终确定 的；产品技术开发阶段，首先建立了新产品技术知识的识别模型；企业在产品技术开发 过程中应该注意领域知识的选择与集成，在有效利用外部技术源的基础上，实现基于产 品平台的产品创新；以大连机车车辆厂、哈尔滨电机厂等我国知名装备制造业企业为例， 提出我国装备制造业企业在应用技术集成方法过程中，应该注重将技术集成与自主创新 近性有机结合，以期有效突破企业产品技术发展过程中的瓶颈，实现产品技术的持续创 新。 关键词：技术集成；复杂产品系统：装备制造业：产品概念 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 r e s e a r c ho nt e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n b a s e do n e q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y a b s t r a c t c h i n e s ee q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yi sn o wi nt h ee m b a r r a s s i n gs i t u a t i o no f f e w e rc a t e g o r i e s ，o l d e rp r o d u c t s ，l e s si n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h t sa n do v e r p l u sp r o d u c t so n l o w e rt e c h n o l o g yl e v e l n o w ，c h i n e s ei n d u s t r y sf a s ti m p r o v e m e n tn e e d sm o r es u p p o go f h i g h t e c hl e v e lm a n u f a c t t t r i n gp r o d u c t su r g e n t l y e q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y ( e m j ) h a si t sv i v i dc h a r a c t e r so fc o m p l e xp r o d u c t ss y s t e m ( c o p s ) a n di t sd e v e l o p m e n td e p e n d so n t e c h n o l o g yi n n o v a t i o nd e e p l y ，b e c a u s ei t sp r o d u c t s a r e u s u a l l yi n t e g r a t e db yd i f f e r e n t c o m p l i c a t e dt e c h n o l o g yc o m p o n e n t sa n dm o d u l e s ，a n du s u a l l yh a v et h ec h a r a c t e r so fs m a l l q u a n t i t i e s ，l o n gp r o d u c i n gp e r i o da n dv a r i o u sd e m a n d s t h e s ec h a r a c t e r sm e n t i o n e da b m 7 e d e c i d e st h a tt h et h e o r i e so ft e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n ( t i ) a n dc o p ss h o u l db ef u l l yi m p l e m e n t i nt h ee a r l i e rp e r i o do fp r o d u c td e v e l o p m e n t a sar i s i n gm o d e lo ft e c h n o l o g ym a n a g e m e n t ，t ic a np r o v i d eaf a s t e ra n dm o r e e f f i c i e n tp r o d u c ts o l u t i o nb yi n t e g r a t i n gi n n e ra n do u t e rt e c b a m l o g yr e s o u r c et oa c h i e v et h e m a t c hb e t w e e nd e m a n da n ds u p p l yu n d e rt h ec i r c u m s t a n c et h a tv a r i o u sd e m a n d sa r ec h a n g i n g f a s t m o r e o v e r ，t 1w o u l de v e rd ob e n e f i tt oe n t e r p r i s e s a r c h i t e c t u r ec a p a b i l i t y ，a n dh e l p e n t e r p r i s e sb u i l du n d e p e n d e n tt e c h n o l o g i c a lc a p a b i l i t - t h ep a p e rt a k e st h ee m ia st h eo b j e c tw i t ht h ee m p i r i c a lr e s e a r c hb l e n d i n gw i t hn o r m a l r e s e a r c h t h ei m p l e m e n t i n gp r o c e s so ft ii ne m si sp a r t i t i o n e di n t ot w op e r i o d si n c l u d i n g p r o d u c tc o n c e p t i o nd e v e l o p m e n ta n dp r o d u c tt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t t h em o d e lo fp r o d u c t c o n c e p t i o nd e v e l o p m e n ti sb u i l tw h i c hi sc o m p o s e do fd e m a n d si d e n t i f y i n g ，t e c h n o t o g i c a l m o d u l e si d e n t i t y i n ga n dc o n c e p t i o na p p r a i s e m e n t ht h ep e r i o do fp r o d u c tt e c h n o l o g y d e v e l o p m e n t ，t h ei d e n t i f i c a t i o nm o d e lo fk n o w l e d g eo nn e wp r o d u c ti sc o n s t r u c t e da tf i r s t e n t e r p r i s e s s h o u l db e w a r eo fs e l e c t i o na n di n t e g r a t i o no ft h er e l a t i v e d o m a i n - s p e c i f i c k n o w l e d g e ，a n dd op r o d u c ti n n o v a t i o nc o n t i n u o u s l yb yp r o d u c tp l a t f o r ma p p r o a c hb a s e do n t h ei n t e g r a t i o no fo u t e rt e c h n o l o g yr e s o u r c ee f f i c i e n t l y ，t h ev i e wi sp u tf o r w a r dt h a t c h i n e s ee m ie n t e r p r i s e ss h o u l dd ot 1w i t h e n t e r p r i s e s b u i l du n d e p e n d e n tt e c h n o l o g i c a l c o n t i n u o u s l y s e l f - i n n o v a t i o n ，a n do n l yb yt h i sw a yc o u l d c a p a b i l i t ya n dk e e p i n gp r o d u c ti n n o v a t i o n k e yw o r d s ：t e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n ；c o p s ；e q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y ； p r o d u c tc o n c e p t i o n i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：刁黟猫日期：边叠：z 大连理工太学硬砑究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名 导师签名 丝益年月上日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 选题依据及背景 1 1 1 现实背景 装备制造业是国民经济的支柱和基础，以生产资本品为目的，为其他产业的发展提 供生产装备，具有带动性强、科技含量高等特点，其整体能力和技术水平是衡量一个国 家经济技术实力、国防实力、综合国力的重要标志。装备制造业不但是一国制造业的基 础，也是促进国家其他产业发展壮大的重要动力，与国家整体经济发展息息相关，当今 世界上的工业强国，均是以重大技术装备为主要代表的装备制造业强国。统计资料显示， 美国、日本、德国、英国的装备制造业在制造业中所占比重均处于较高水平，分别达到 了3 7 5 、3 8 8 、4 0 9 、3 1 8 。美、日、德、英均以装备制造业为重要发展对象， 根据自身国情在某些主要制造业领域形成了较强的领先优势，如f 本以生产电器机械为 主，德国以生产运输机械为主，美国以生产集成电路、飞机为主。 我国装备制造业总体现状是产品相对陈旧、种类不全、具有自主知识产权的产品少， 低水平生产能力过剩，具有高附加值的产品开发及生产能力严重不足。按我国2 0 0 1 年 统计资料显示，我国制造业主要划分为三类：1 轻工纺织制造业：占整个制造业的 3 0 5 8 ；2 资源( 包括原材料和能源) ：加工工业：占3 3 9 3 ；3 机械电子制造业：占 3 4 1 6 。而1 9 9 6 年时，机械电子制造业在工业发达国家已经处于较高行业比例，如： 美国为4 1 9 、日本4 3 6 3 、德国4 6 4 、法国3 9 6 3 、英国3 7 3 3 、韩国4 5 _ 3 。 我国机械电子制造业所占比重偏低，致使我国制造业呈现较明显的轻型化特征，直接影 响了我国工业结构升级的进程。在我国钢铁、石化、电力、纺织、建筑等行业，我国企 业的装备技术水平落后于世界先进水平5 1 0 年，在个别行业落后情况更严重，产业结 构不理想，装备制造业在整个制造业中所占比例偏低。 装备制造业产品多由复杂多样的子系统和元件耦合而成，技术构成复杂，产品批量 不大，制造与开发过程复杂，生产周期长，所需投资一般较大，这就决定了装备制造业 在发展过程中对技术创新的强依赖性。与之形成鲜明对比的是，我国装备制造业的技术 创新能力十分薄弱，企业多从事产品的组装生产，拥有的关键性的自主知识产权少，多 数关键产品技术仍要依赖于发达国家。第三次全国工业普查显示，全国大中型企业的 1 1 8 0 种主要专业设备中，达到先进水平的仅占2 6 1 ，我国装备制造业企业工业增加值 率仅为2 6 ，远低于美国的4 9 、日本的3 8 和德国的4 8 5 ，其主要原因就在于我 国装备制造业技术水平不足。在知识经济背景下，以技术实力为基础的经济竞争趋于白 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 热化，如何有效促进我国装备制造业技术进步，并带动整体工业经济结构优化发展已成 为我国经济发长过程中面临的紧迫问题。 2 0 世纪9 0 年代以来，信息技术、微电子以及材料科学等领域的快速发展，使得许 多行业的技术基础发生了前所未有的变化，企业在新时期的发展过程中面临着严峻挑 战：一是技术体系的迅速膨胀，使得技术可供选择的范围迅速扩大；二是市场需求的变 化加速，客观上要求企业将技术可能性和市场需求高效地联系起来。作为技术密集型产 业，装备制造业不但技术发展迅速，而且技术构成复杂，所涉及的技术门类多，与其他 产业的关联度高，作为后进者的我国装备制造业企业没有必要也不可能掌握关于产品开 发和生产的全部技术知识，客观上要求通过有效利用企业外部的技术资源，并与企业自 主开发的技术进行集成。 通过有效集成企业内外部的技术资源，可以节省研究与开发的投入，从而更加有重 点地发展自身的技术专长，逐渐取得产品的核心技术知识，建立企业的长期竞争优势； 技术集成应用于在装备制造业，将有效提升企业对于市场需求变化的快速反应能力，缩 短市场需求从产生到被满足的时间周期，从而在整体上提升企业竞争力。因此，以装备 制造业为背景开展技术集成研究，将为企业发展决策提供理论指导和分析工具，有助于 实现企业技术能力的跨越式发展，缩小与国际先进水平之间的技术和经济差距，这在现 阶段具有突出的现实意义。 1 1 2 理论背景 装备制造业具有鲜明的复杂产品系统( c o m p l e x p r o d u c t sa n ds y s t e m s ，c o p s ) 特征， 其产品多由复杂多样的予系统和元件耦合而成，技术构成复杂，产品批量不大，制造与 开发过程复杂。在当代工业和经济发展过程中，复杂产品系统的作用变得愈发重要，其 典型代表是飞机、航空模拟器、军事系统、近海石油平台、高速列车、移动通讯网络、 船舶制造等重工业产品。国外学者在对航空发动机、通信设备等装备制造业的研究基础 上，逐渐形成了复杂产品系统理论。 英国s u s s e x 大学s p r u 研究中心的学者率先提出复杂产品系统较完整的概念， h o b d a y 认为“复杂”表现在顾客定制元件的数量、其所需知识技能的宽度和对新技术 知识的综合利用上，在此基础上，将复杂产品系统定义为高成本、技术密集型的系统、 网络和建筑物。复杂产品系统的技术复杂性以及其支持系统的元件性等特点，使得技术 集成在企业产品开发和生产过程中变得至关重要。 2 0 世纪9 0 年代以来，在市场需求快速变化以及技术存量迅速膨胀的背景下，技术 创新过程中如何实现技术存量与市场需求的高效整合逐渐引起人们的重视。r o g e r 提出 2 大连理工大学硕士学位论文 以虚拟网络等组织形式促进知识的创造及流动，并通过有效的优化组合，形成可以为组 织带来收益的技术知识；h a r d a r k 等指出在技术来源多样化的条件下，通过系统集成进 行产品创新是在快速变化的环境下保持企业持续发展的有效途径；而t a n g 指出在创新 过程中有必要将组织内部和外部的知识源进行有效整合；。这些研究在产品、技术 与市场三者紧密联系的基础上展开，逐渐勾勒出技术集成理论的轮廓。 1 9 9 8 年，i a n s i t i 较系统地提出了技术集成理论，将技术集成定义为在寻求技术选项 与市场需求之间有效匹配过程中，对多种技术选项进行调查、评估和选择的一系列活动； 并将关于产品的知识分为领域知识( d o m a i n - s p e c i f i ck n o w l e d g e ) 和系统知识( s y s t e m k n o w l e d g e ) ，强调技术集成要将多个领域知识集成为关于新产品的系统知识；与之类 似，b e s t 提出了系统集成创新模型，强调要改变传统的由基础研究驱动的产品开发方式， 而应以提高产品技术水平为目标，使研究开发服从于产品创新。近年来，技术集成作为 技术创新的新范式逐渐引起重视，成为新的研究热点。陈劲提出了知识集成、战略集成 和组织集成的企业集成创新理论框架：庄越、胡树华围绕技术集成、信息集成和管理集 成几个方面，提出了企业产品创新集成化的运作模式；而慕玲、路风提出技术集成是以 需求为起点，通过开放的产品建构和企业互动模式来集成各式各样的技术资源，以提高 产品开发绩效及生产率。 需要指出的是，技术集成理论是基于对美国高新技术企业的技术管理和生产组织方 式研究基础上提出的，我国装备制造业企业开展技术创新的背景与美国企业存在明显差 异，在引进技术集成理论的并开展相关研究的过程中，有必要结合我国装备制造业企业 开展技术创新的背景，着力研究中国装备制造业企业如何基于技术集成开展创新活动， 以使技术集成方法在中国装备制造业企业中得以有效的推广应用。 1 2 相关领域研究进展分析 1 2 ，1 复杂产品系统理论的形成与发展 ( 1 ) 复杂产品系统理论的国外研究评述 在当代工业和经济发展过程中，复杂产品系统( c o m p l e x p r o d u c t sa n ds y s t e m s ，c o p s ) 的作用变得愈发重要，其典型代表是飞机、航空模拟器、军事系统、近海石油平台、高 速列车、移动通讯网络、船舶制造等重工业产品。近些年来，关于复杂产品系统的研究 日益得到重视。m o w e r y 和r o s e n b e r g 曾对航空制造业等产业进行研究，但仅将其作为 技术创新的个案进行分析【1 j ，在n e l s o n 和r o s e n b e r g 的研究中也曾涉及到复杂产品，但 仍未给出关于复杂产品的准确界定【2 】。 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 国外学者在对航空发动机、通信设备等装备制造业的研究基础上，逐渐形成了复杂 产品系统理论。英国s u s s e x 大学s p r u 研究中心的学者率先提出复杂产品系统较完整的 概念，h o b d a y 认为“复杂”表现在顾客定制元件的数量、其所需知识技能的宽度和对 新技术知识的综合利用上，在此基础上，将复杂产品系统定义为高成本、技术密集型的 系统、网络和建筑物【3 j ，并通过对复杂产品系统的组织形态、支持网络以及技术能力评 价等问题开展研究，提出在组织内部创新、战略、工业结构调整以及政府策略等方面有 必要进行更深入地研究【4 j ；h a n s e n 和r u s h 则认为，复杂产品系统具有高成本、技术及 信息密集、顾客定制等特点，有大量支持其运行的子系统和元件【5 】；d a v i e s 和b r a d y 通 过对移动通讯系统的实证研究，认为复杂产品系统是具有高附加值、技术资本密集型等 特点的产品、系统、网络和建筑物，一次性订购或小批量定制，其与大宗消费品相比在 创新方式和竞争方面存在很大不同，政府直接或间接的控制对企业技术创新方式将产生 重要影响| 6j ；k a s h 和r y c o f t 将复杂技术创新方式分为标准、过渡、变革三种方式，在 分别阐述了每种方式特征的基础上，提出网络组织在实现由一种方式向另外一种方式转 变的过程中，公司战略和公共政策需要随之进行相应的改变p j 。 以项目为基础的组织形式( p r o j e c tb a s e do r g a n i z a t i o n ，p b o ) 能够根据复杂产品系统 产品和客户的需要度不断调整组织结构，并可以更好地解决不同知识和技能的整合问 题，因而复杂产品系统的研发与制造多以项目组织为基础进行【4 j ；以项目为基础的组织 可以有效应对产品复杂性不断增长、市场快速变化、跨技术源应用、面向顾客定制以及 技术不确定性条件下的技术创新，企业既应意识到以项目为基础的组织形式在现有市场 竞争中所具有的潜力，又要注意发展企业全面的能力，为企业开拓和创造未来的市场机 会奠定基础瑙；g a n n 和s a l t e r 认为很多企业不能有效地在企业已有知识与项目所需知识 之间创造匹配，并基于此，对以项目为基础的复杂产品样本进行研究，构建企业提高创 新绩效的支持框架一j 。 b a r l o w 的研究表明，在用户需求不断提高和项目愈发复杂的环境下，复杂产品系统 的创新变得愈发困难，供应网络短期、离散的存在形式以及项目的不连续性特点使得知 识在组织间的流动变得更加复杂，阻碍了技术标准化、组织创新和组织学习，很多企业 的问题都源于合作的不充分性，在这种环境下，加强合作与跨组织的知识集成，对于项 目的成功与否具有至关重要的作用【1 0 1 ；复杂产品系统创新过程中，虽然因其项目性而各 具特性，但也存在着共同之处，t r a n f i e l d 等人将技术创新过程中的知识管理分为三步： 发现、应用与培育【l l 】：p r e n c i p e 通过对企业在项目间的知识学习的研究，认为企业应建 立项目间的知识学习机制，并进一步将学习过程分为三阶段：经验积累、知识明晰及编 码化，特别指出，隐形知识的积累、明晰与编码化对企业的知识学习将产生重要的补充 大连理工大学硕士学位论文 作用，虽然一些知识难以显性化，但是将其明晰与编码化的过程同样有助于企业总结项 目成功或失败的原因1 1 2 1 。 近年来，一些世界知名大公司已经将其战略重点从提供单一产品或服务转向提供产 品解决方案，b r a d y 等人的研究表明，利润市场的诱惑、客户外包的需求、政府领导的 市场改革以及个人资金对于公共基础设旋的投入是企业转向提供集成方法的主要动力 ”；企业在从事以项目为基础的复杂产品系统开发和生产过程中，应在个人、团队、组 织等各个层次开展知识学习，并通过项目间的知识学习形成学习机制，不断丰富积累通 过不同项目获得的知识，这对企业开发能力的提升具有重要作用【l4 1 。 关于复杂产品系统的研究已经取得相当的研究成果，但仍需开展进步研究。在世 界范围内，如韩国、台湾、马来西亚等经济追赶者已经具备了相当的技术能力并制造越 来越多的复杂产品，h o b d a y 认为，在现有的研究中，对发展中国家工业深化发展过程 中的追赶过程研究不够，迫切需要进一步的深入研究，以揭示在工业经济发展多样化条 件下，发展中国家如何实现追赶，以及在这一过程中其成功与挫折的经验教训【钔。 ( 2 ) 杂产品系统理论的国内研究现状评述 近年来，国内学者针对复杂产品系统也展开了相应的研究。陈劲等人将复杂产品系 统创新要素分为核心要素和周边要素，并以此构建复杂产品系统创新评估指标权重表 1 15 1 , 从技术宽度和深度两个维度来认识复杂产品系统，认为企业在技术开发过程中应根 据行业特征探索有益的技术开发模式f 1 6 】：同时，从复杂产品系统的学习效应、创新流程、 政策支持等方面要进行技术管理创新1 1 7 】；杨志刚，吴贵生提出复杂产品系统的创新是由 自组织网络完成的，其技术能力成长具有路径依赖性，并以通讯设备制造业为对象进行 复杂产品系统的实证研究，认为在路径依赖性的引导下，以自主研发为主的企业将迅速 提高自身的产品创新能力，而合资企业将容易陷入技术依赖陷阱1 1 8 】；霍艳芳等人从复杂 产品系统创新的技术复杂性及其与传统大规模制造产品差异性出发，在产业演化模式、 组织形式、组织方式等方面开展研究，提出基于虚拟组织的全生命周期管理体系及i t 支持环境 1 9 】。 1 2 2 技术集成理论的形成与发展 ( 1 ) 技术集成理论产生背景 自从有组织的工业r & d 在十九世纪7 0 年代出现后，企业设立r & d 机构这种组织 形式到2 0 世纪初已经成为美国工业的基本特征，杜邦公司的w i l m i n g t o n 实验站、i b m 的w a s t o n 研究中心、a t & t 的贝尔实验室、施乐公司的p a l o a l t o 研究中心等著名的r & d 机构不仅成为美国企业的一种标志，而且也是他们称霸世界雄厚技术基础。但是从二十 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 世纪8 0 年代中期开始，美国企业开始大量削减对基础研究的投入、裁减人员，甚至出 现解散r & d 机构的现象，一些新兴的高技术企业甚至一开始就不设立专门的r & d 机 构。根据众多学者的研究显示，主要原因有以下几方面：第一，国际竞争日趋激烈，企 业资金的加速流动以及经济的不景气使得企业没有像原来那么充沛的资金投入研发，在 竞争压力加大的环境下，企业必然要对在短期内不自g 带来收益的研发进行缩减；第二， 企业原有研发机构研发过程中虽然对社会技术进步做出巨大贡献，但是不z 月, t b , 很z 好的促进 企业专业技术的增长，在研究的技术成果商业化方面成效甚微，虽然基础研究硕果累累， 但却无法为企业带来与巨额研发投入相符的经济收益，这其中的典型是施乐公司的p a l o a l t o 研究中心，它开发出了计算机技术的许多关键技术，但是却和公司的主营业务( 复 印机和办公用品) 毫无关系，而巨额的研发费用却要由施乐公司负担；第三，技术的合 作在企业发展工中越来越频繁，电子技术、信息技术等高技术的兴起使得企业的产品日 益被嵌套与复杂的网络之中，越来越普遍的信息沟通与交流使得单个企业完全控制某项 新技术知识的可能性锐减，专有技术的保持越来越难，这使得企业越来越不愿意进行耗 资巨大的独：立研发。 宏观条件和企业战略的调整过程中，酝酿着新的企业r & d 模式。2 0 世纪9 0 年代 以来，企业在研究与开发过程中面临着两个挑战：一是技术体系的迅速膨胀，使得技术 可供选择的范围迅速扩大；二是市场需求的变化加速，这客观上要求企业将技术可能性 和市场需求高效地联系起来。在此背景下，技术集成作为技术创新的新范式开始受到关 注。p i s a n o 提出组织内部不同技术源的有机集成对组织产品创新绩效有着重要影响 2 0 】： r o g e r 认为虚拟网络等组织形式可以促进知识的创造及流动，通过有效的优化组合，形 成可以为组织带来收益的技术知识，并提出了以技术选择战略化、企业技术平台集成化 为特征的第五代管理模型【2 l j ；h a r d a r k 等指出技术变化的多样性导致了不可预见性变化 的产生，企业应该作出有效反应并调整以适应变化的环境，在技术来源多样化的条件下， 通过系统集成进行产品创新是在快速变化的环境下保持企业持续发展的有效途径【2 目； t a n g 从信息与交流、行为与整合、知识与技能、项目的实施与开展、控制与支持等构 成创新的六方面分别进行了分析，并建立组织创新的集成模型，指出在创新过程中有必 要将组织内部和外部的知识源进行有效整合【2 3 ：d u r a n d 指出，产品概念的开发过程伴 随着企业对外部知识信息的集成，产品开发的实施过程伴随着企业内部信息、人员、团 队、部门的集成，对内外部知识交流与融会的管理影响着企业的创新绩效 2 4 1 ；h a n d e r s o n 和c l a r k 指出新产品的开发需要元件知识和建构知识，元件知识是关于元件核心设计概 念的知识，建构知识是关于把各个元件整合并连接成为一个整体的知识，建构创新是“改 变零部件连接的方式，而维持其核心设计概念不变”，并以k a s p e r 设备制造公司开发前 大连理工大学硕士学位论文 轴定位器等项目为例，认为在开发过程中，要寻找新的解决方案，包括引用以往并不关 联的技术，并与企业现有的技术有机结合起来2 5 1 。这些研究在产品、技术与市场三 者紧密联系的基础上展开，为技术集成理论的形成奠定了基础。 ( 2 ) 技术集成的国外研究评述 探索 图t1i a n s i t i 技术集成的三阶段模型 f i g 1 1 l a n s i t i st h r e ep e r i o d sm o d e lo f t e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n 在二十世纪9 0 年代，美国哈佛商学院i a n s i t i 教授通过对大型计算机产业的实证研 究，认为已有的理论模式很难描述该产业的技术创新模式，即使在需求和企业的主导设 计能够保持稳定的条件下，新技术概念的不断出现也使得企业的技术能力呈现出相对的 退化，因而，在复杂产品和技术快速变化的条件下，对企业技术能力发展的动力和技术 创新源泉进行研究变得尤为必要1 2 6 ：通过对大型计算机产业领先企业技术创新过程的研 究，发现在技术非连续性变化条件下，不同企业的产品开发绩效存在很大的不问，而与 这些不同绩效表现直接相关的就是企业技术集成的开展过程和企业进行技术集成的能 力，高绩效企业成功的关键在于，自产品概念开发阶段即强调在开阔的技术视野以及在 深入理解各技术方法基础上有效的集成利用 2 7 1 ；企业技术创新过程中，新技术概念的创 造、技术选项的选择和重组对企业研发绩效存在着重要影响，i a n s i t i 提出了技术集成过 程探索、集成和开发的三阶段模型( 如图1 1 ) 2 s j ；通过对半导体产业的进一步研究， l a n s i t i 认为，为了满足产品需求日趋复杂的环境变化，企业应在有效利用已有技术基础 e ，实现对各种技术的匹配应用，并以美、日产业为背景，对技术选项的处理过程进行 了进一步的深入研究 2 9 】；企业通过对技术的选择和重组优化，将其运用到新产品、新工 艺、新服务中，以实现技术集成，如果所选技术不能协调使用，必然会导致产品难于生 产、不能及时投放市场，进而严重影响原有的产品开发设想。近年来，可选技术的快速 膨胀和市场需求的不确定性变化趋势使得技术集成变得越发重要，新的经济形势下，企 业间的竞争态势发生了微妙变化，竞争优势开始倾向于那些擅长选择技术并进行整合的 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 企业，而不是新技术的丌发者；现实条件下很少有企业能够像七、八十年代的i b m 和 a t & t 那样进行各方面技术的研发，这就使得技术集成显得更为必要f 3 “。 i a n s i t i 于1 9 9 8 年系统地提出了技术集成理论，将技术集成定义为在寻求技术选项与 市场需求之间有效匹配过程中，对多种技术选项进行调查、评估和选择的一系列活动； 并将关于产品的知识分为领域知识( d o m a i n s p e c i f i ck n o w l e d g e ) 和系统知识( s y s t e m k n o w l e d g e ) ，强调技术集成要将多个领域知识集成为关于新产品的系统知识【3 ”。 人们通常倾向于在过往经验的附近范围寻找解决新问题的答案【3 “，这一行为惯性往 往限制了人们的技术视野，因此，创新者必须摆脱传统思维定势束缚，充分利用技术发 展带来的机遇。与i a n s i t i 的研究类似，b e s t 提出了系统集成创新模型，强调要改变传统 的由基础研究驱动的产品开发方式，而应以提高产品技术水平为目标，使研究开发服从 于产品创新1 3 ”。技术集成要解决的问题不是技术供给本身，而是通过解决技术资源与实 际应用之间的脱节，在符合需求的产品与庞大的技术资源之间通过创造匹配，使企业以 更快的速度开发出更有竞争力的产品，从而年为企业带来更强的竞争优势。需要指出的 是，国外学者关于技术集成的研究多是基于对美国高技术企业的技术管理和生产组织方 式研究基础上提出的，i m l s i t i 和b e s t 等人认为技术集成的知识来源是美国大学和工业试 验室为主的基础研究，技术集成是美国独特的模式和优势，其存在与发展与美国的工业 r & d 基础结构和社会文化密切相关。 ( 3 ) 技术集成的国内研究评述 近年来，技术集成作为技术创新的新范式逐渐引起重视，成为国内学者新的研究热 点。中国软科学曾在2 0 0 2 年1 2 期专门就集成创新进行讨论，不少国内学者也针对 技术集成提出了各自的学术观点。创新不等于创造，企业在创新过程中要把市场与创新 紧密联系起来，通过引用国外文献中对创新的认识“n 聪o v a t i o n _ n e w e s s + m a r k e t v a l u e ( 创新= 新+ 市场价值) ”，王缉慈提出企业技术创新过程中要注意对需求的把握 p 4 1 ；陈劲提出了知识集成、战略集成和组织集成的企业集成创新理论框架，认为集成创 新的实质，是在对企业全面变革与改善管理的条件下，实施发明到创新的新探索【3 “；庄 越、胡树华围绕技术集成、信息集成和管理集成几个方面，提出了企业产品创新集成化 的运作模式，认为企业产品创新集成化不断发展的过程，也就是企业技术创新、管理创 新和制度创新有机结合协调发展的过程【3 6 】；金军、邹锐认为技术集成是新时期技术创新 的客观要求，是我国企业实现技术跨越式发展的重要创新模式之一，技术集成过程中， 创新主体可以采用“拿来主义”，通过o e m 和其他途径，集成世界上一流的技术与配件 等，较短的时间内形成自己的产品，取得竞争优势，同时可以逐渐了解和掌握该产品的 全部技术特性，为最终掌握某领域的关键技术奠定基础m j ；张保明通过以美国科技中心 计划为案例的研究指出，在推动科技发展的模式中，应该实现科技投入产出的最大比， 而不应只是盲目地增加科研经费的投入【，8 】；我国的技术刨瓤还处在一个粗放式的水平 上，大量的研究各自为战，低水平、重复性研究，不仅耗费了资源，而且其成果还难以 转化，无法有效地形成企业竞争优势，张华胜、薛澜通过对集成的对象、集成的主体、 集成的平台、集成的系统结构与组织能力、集成创新网络等内容进行的研究，提出不同 层次的集成创新均将促进企业竞争力的提高，从而在整体上推动经济的发展p 9 j ；官建成 等人对北京地区2 1 3 家制造业企业进行问卷调查，通过数据分析，采用0 一t m a p 工具， 提出企业在技术创新过程中要实现技术集成与组织变革调整的协调发展，才能取得更加 的技术创新效果【4 。 通过综合运用技术集成和构架创新理论，王毅、吴贵生在案例研究基础上提出，以 技术集成为基础的构架创新是利用企业内部、外部已有的元件技术和各构架技术，通过 技术集成形成新的技术构架以实现技术创新，以新产品或降低产品成本等提高企业绩 效，并构建了以技术集成为基础的构架创新基本框架 4 i t ；而慕玲、路风以新科v c d d v d 的系统集成为例，提出技术集成是以需求为起点，通过开放的产品建构和企业互动模式 来集成各式各样的技术资源，以提高产品开发绩效及生产率，企业应根据技术的应用关 联环境产生或形成产品概念，并在产品系统层次上进行技术学习并掌握相应的建构技术 能力，同时应以掌握核心技术为导向的促进企业技术能力爬升，企业产品开发和技术管 理模式的变革以及中国政府对基础研究和上游工业发展的支持、对国家创新体系的建设 和推行标准和知识产权战略也是中r 嗣- & , l l t 有效运用技术集成必不可少的前提1 4 2 ；余浩、 陈劲在研究中提出，政府要对技术集成的开展加以弓 导，建立技术集成协调机制，运用 各种技术预见手段，选择企业发展过程中所需的关键技术，加以鼓励和引导，促进技术 平台的构建，以为大中小企业的技术集成提供有效支持【4 。 1 2 3 综述 随着经济与科技的蓬勃发展和人类对未知领域的不断探索，复杂产品的规模将变得 愈发庞大，对产品的需求也将变得纷繁复杂，这客观上对实现技术集成理论与复杂产品 系统在产品研发或更早的阶段的有效耦合提出了迫切的要求。技术集成作为一种新兴的 技术管理范式，其最大的优越之处是可以在需求变化不确定性加剧的条件下，更快速的 提出集成解决方案，并通过对内、外部技术源的集成利用，有效实现需求与供给的匹配。 复杂产品系统的技术复杂性以及其支持系统的元件性等特点，使得技术集成在企业产品 开发和生产过程中变得至关重要，作为典型复杂产品系统的装备制造业，其技术密集型 9 杨阿猛：面向装备制造业的技术集成研究 特点决定了将技术集成理论和复杂产品理论的交叉运用将对企业快速提升企业技术水 平起到有效的推动作用。 现有文献资料表明，相关研究主要集中于如何在产品研发生产( 主要是生产) 过程 中节省企业资源。d a v i e s 和b r a d y 的研究表明，企业要根据环境变化进行调整，形成动 态的组织能力，以促进企业将其核心业务能力扩展到新的产品领域，而这一调整过程就 要求企业建立相应的集成能力m 】：p r e n c i p e 构建了衡量企业技术能力的两个维度：深度 和广度，并在此基础上提出，为了能更有效地确定、测试、评估相关元件，并最终成功 整合为新产品，企业不仅应关注其在产品建构层面的能力，更应重视深化发展其在元件 层面的技术能力，在深入理解各元件技术基础上，保持和发展企业自身技术能力的广度 和深度，将有助于企业在产品研发与制造过程中不断整合新技术”5 j ：n i g h t i n g a l e 针对复 杂产品开发过程中产品、过程和组织之间的关系进行研究，构建了复杂产品与其创新过 程的理论框架，认为由不确定性因素引致的重复设训对企业产品的开发效率有着重要影 响，企业可以通过将低不确定性，更加灵活有效分配企业资源，以避免设计过程中重大 重复设计的发生f 4 6 】；p a o l i 和p r e n c i p e 提出，系统集成者通常以对多方面知识的总体掌 握为基础，构造全新的产品技术构架，确定并集成外包的产品模块，将产品丌发任务划 分给外在供应商，从而实现自主创新【4 7 】；s t e i n m u e l l e r 的研究表明，对元件的系统集成 困难在于如何获得、保留集成过程中需要的知识，以及这些知识如何在集成过程中得到 有效运用，并针对此，提出加强技术标准兼容性将有助于企业以技术集成促进复杂产品 系统技术创新1 4 8 1 。 复杂产品在当代经济中起着至关重要的作用，传统创新理论多是基于对大宗消费品 的研究所得，针对复杂产品系统开展实证研究将帮助企业在创新过程中提高创新绩效， 并为企业的决策提供相应的理论依据1 4 j 。复杂产品系统理论是国外学者在实证研究基础 上提出的，其研究对象是欧美高度发达的工业经济背景下的知名企业，我国企业无论从 发展历史还是经济技术水平与其均存在较大不同，有必要对我国复杂产品系统企业技术 创新过程中的产品开发管理及其支持环境等方面进行本土环境下的实证研究，以更加有 效地促进复杂产品系统理论在我国企业实践中的推广应用。 同时，虽然关于技术集成的研究在国内外已经引起了相当的重视，但现今国内研究 多停留在理论层面，关于技术集成的研究迫切需要的是在企业层次上的、结合中国企业 技术创新实践的基于实证分析的深入研究。与国外学者的某些观点不同，我们已有的研 究指出，中国企业可以成功地应用技术集成，技术集成可以成为我国企业实现技术能力 升级的途径之_ 4 9 1 ；同时，通过实证研究发现，技术集成模式在我国装备制造业企业的 ，查堡堡王丕堂堡主堂垡笙壅 发展过程中具有较强的可操作性，技术集成的开展将促进以装备制造业企业产品技术能 力的后发跨越式发展【5 0 】。 1 2 4 问题界定 ( 1 ) 装备制造业 装备制造业是指为国民经济各部门进行简单再生产和扩大再生产提供装备的各类 制造业的总称。马克思认为，装备工业就是“生产生产资料的生产资料”。按国民经济行 业划分，其范围应包括金属制品业、普通机械制造业、专用设备制造业、交通运输设备 制造业、电气机械及器材制造业、电子及通信设备制造业、仪器仪表及文化办公用品机 械制造业等七大行业。由于七大行业既包括生产资料的生产，也包括消费资料的生产， 为取得与装备制造业含义的一致性，本文的论述将剔除以上七大行业中的轻工业，七大 行业中的重工业部分，即为装备制造业的实质所指。 ( 2 ) 技术集成与技术引进、技术合作 本文作者在研究过程中发现，技术集成作为新兴的技术管理模式经常被人们与技术 引进、技术合作等概念相混淆，