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第1讲技术创新的过程 模式与机制 创新 一个存在普遍分歧的领域创新理论的发端发明 技术创新与R D摩尔定律与S型曲线创新的分类 工业创新主体技术创新的动力来源创新的过程模型工业创新的分布模式创新群集技术范式与技术轨道 1 创新 一个存在普遍分歧的领域 创新的重要意义 innovationordie创新已经成为新的信仰 然而 关于它究竟是什么以及如何培育创新 仍是一个存有困惑的问题 英 NicholasValery著 战洪起等译 工业创新 InnovationinIndustry 清华大学出版社 1999年 第1页 美国IRI IndustrialResearchInstitute 在对美国主要技术公司的年度调查中发现 设法使创新发生 已经从早些年的第4 5位问题上升为1998年工业界面临的首要问题 创新领域普遍存在的分歧Definition whatisinnovation 事实上 创新的界定在多数情形下取决于研究者本人所关注的层次 产业层次 企业层次或者是国家层次 创新类型如何进行划分 创新是technologypushormarketpull 市场因素与技术因素究竟何者在发挥着主导作用 渐进创新与重大创新究竟何者具有更为重要的经济意义 大企业与小企业孰为工业创新主体 2 创新理论的发端 J A 熊彼特 J A Schumpeter 美籍奥地利裔经济学家 代表作 经济发展理论 1912年德文版 1934年英文版 关于50 60年长周期的 创造性毁灭 的论述 俄国经济学家NikolaiKondratieff于1925年对法 英 美三国价格 工资 利率以及工业生产与消费数据发现了 经济长波 现象 对古典经济学的挑战 非主流经济学 1 古典经济学家寻求在稳定环境中最大限度地利用现有经济资源 任何干扰都视为外生的 2 熊彼特认为经济在大多数情形下处于非均衡状态 不断受到 技术创新 的扰动 从而产生 经济长波 熊彼特的创新理论 1 创新与企业家创新 innovation 指将生产要素的 新组合 引入生产体系 引进新产品 采用新技术 开辟新的市场 控制原材料新的供应来源 引入新型的工业组织 2 50 60年长周期的 创造性毁灭 过程 3 每个经济活动的长周期都是独特的 受完全不同的产业群所推动 NicholasValery 第11页 4 经济长波随技术进步在逐渐缩短 周期从50 60年缩短至30 40年 3 发明与技术创新 发明与技术创新之间通常存在 滞后期 历史上重大技术创新例子技术与产品发明年份创新年份滞后期日光灯1859193879采棉机1889194253拉链1891191827电视1919194122喷气发动机1929194314雷达1922193513复印机1937195013蒸汽机1764177511尼龙1928193911无线电报188918978三极真空管190719147圆珠笔193819446当发明者与创新者合二为一时 可以大大缩短 滞后期 讨论 1 原因分析 2 随着技术发展的加速 情形是否会发生变化 4 创新与R D 研究与开发 R D researchanddevelopment 研究与开发是在系统的基础上进行的一项创造性工作 其目的在于丰富有关人类 文化和社会的知识库 并利用这一知识进行新的发明 OECD 1981 R D 1 基础研究 basicresearch 2 应用研究 appliedresearch 3 开发 development 创新的产出 商业化过程 product relatedR D的产出 知识R D与创新之间的关联 1 R D费用已经被普遍采用为创新投入的测度指标 R D R D sales 2 R D与创新之间的关系是非线性的 5 摩尔定律 Moor sLaw INTEL公司创始人之一 诺伊斯 摩尔与葛洛夫摩尔观察了从1959 1965年的数据 而以1959年数据为基准 发现每隔18个月左右 芯片技术就大约进展一倍 1965年4月 摩尔发表论文 提出 摩尔定律 摩尔定律 1965年 集成电路上可容纳的零件数量 每隔一年半左右就会增长一倍 性能也会提升一倍 参见 虞有澄 我看英特尔 三联书店 1995年 第34页图 第304页图 6 Price曲线 S shapedCurve S型曲线规律 某一特定的技术因受其物理的或自然的制约而使其性能参数逐渐趋于饱和的上限 随着技术逐渐趋于极限 则技术改进的成本将急剧上升R D成本汽油劳动力资本 万美圆 发动机压缩率单位工程化小时单位资本投入第一代工艺第一代工艺 改进 14 4N A 623 200第二代工艺700 21 7 28 50第二代工艺 改进 72000 277 240第三代工艺1100 35 3 32 55第三代工艺 改进 1150 380 57第四代工艺1500 25 3 45 12第四代工艺 改进 1500 225 60资料来源 J L Enos Petroleumprogressandprofits ahistoryofprocessinnovation TheMITPress CambridgeMA 1962 当技术的渐进性改进出现锐减的收益时 技术自身已经非常近于技术极限 对于一条对称的S曲线 当R D产出率达到其最大值时 技术改进的潜力一般还剩一半 当技术发展趋近于饱和极限时 必须完成重大创新 使技术从一条S型曲线跃迁到更高层次的S型曲线 资料来源 许庆瑞编著 研究与发展管理 高等教育出版社 1985年 第11 13页 美 理查 福斯特 创新 进攻者的优势 经济管理出版社 1991年 7 创新的分类 1 创新 新产品 思想 或新工艺的首次成功的商业化 C Freeman ClaytonChristensen TheInnovator sDilemma 1 持续性技术 sustainingtechnology 改善产品的性能 2 破坏性技术 disruptivetechnology 最初性能很差 针对非主流市场用户 真空管技术v s 晶体管技术 结论 1 领先制造商的衰落往往是由于外部后起之秀的破坏性创新引起的 2 公司所能做的最好事情莫过于 创造适合激进想法的发展条件 奥斯陆技术创新统计手册 1993 产品创新类型 1 重大产品创新 指一种其用途 性能 特征或使用的材料和部件与以往制造的产品有显著差异的产品 涉及全新的技术 组合已有的技术取得新的应用 2 渐进产品创新 是指在现有产品基础上其性能得到提高或改进的产品 通过使用高性能的部件或材料而得以改进的产品 通常表现为改进了性能或降低了成本 通过局部改变产品其中一个子系统而得以改进的复杂产品 工艺创新 是指对新的或重大改进的生产方法或工艺的采用 它将对产品的性能 特征 成本等产生显著影响 它可以用以生产用现行生产方法无法生产的新的或改进的产品 也可用于增加现有产品的生产效率 NOTE 1 产品在美学或技术上的较小改变不是渐进产品创新 而是产品差异或产品变型 2 为改进企业生产方法而安装的机器和设备是工艺创新 但为生产新产品而不是改进生产方法而安装的机器和设备不是工艺创新 8 创新的分类 2 创新的SPRU SciencePolicyResearchUnit Sussex 分类 1 渐进创新 incrementalinnovation 一种渐进的 连续的小创新 例如 集装箱 尽管在技术上并没有重大的突破 但其商业价值非常大 运输革命 甚至有可能出自于用户 制造部门 2 重大创新 radicalinnovation 出自于研究部门 单个产业结构的变动 例如 尼龙 3 技术系统的变革 changeoftechnologysystem 创新集群的出现 伴随新产业的出现 4 技术 经济范式变革 changeintechno economicparadigm 几乎影响到经济的各个部门 导致经济周期出现 例如 信息技术与信息经济 9 工艺创新类型及其特性 工艺创新类型 1 以产品可制造性为导向的 2 以提高生产效率 扩大生产规模为导向的 3 以降低产品成本为导向的 4 以提高产品性能为导向的 5 对加速工艺开发过程 提高工艺开发效率的工具和方法的开发 工艺创新特性 1 相对产品创新而言 工艺创新由于 沉淀成本 和 重置成本 而表现出更为强烈的途径依赖性 2 企业工艺创新过程经常涉及到产品开发部门 制造部门 工艺开发部门之间频繁的信息交流 因而企业内部界面效率对工艺创新成本影响较大 3 企业产品核心技术和工艺核心技术之间存在技术上的交互作用 并且这种交互作用的强弱程度存在着产业差异性 4 与产品创新相比 工艺创新更依赖于开发环境的可代表性与使用成本 工艺创新的开发环境与制造环境越相似 则创新导入制造环节后的有效程度越高 10 重大创新与渐进创新的经济意义 一些学者对渐近创新 incrementalinnovation 和重大创新 radicalinnovation 对组织的经济意义和影响进行了研究分析 Rosnberg 1982 技术中小的改进对生产效率的提高具有累计效应 从而使得这种微小改进总的作用可能超过相对大的创新 J Z Yin 1993 提出现值指数模型对美国石油精炼工业1900年至1960年间五个重要工艺创新的经济效果进行定量考察 结果表明 渐进性创新在经济收益上要大于根本性创新 DewarTushman Anderson 1986 渐近创新对企业经济绩效具有重要的作用 11 工业创新的主体大企业VS小企业 J A Schumpeter的观点 资本主义 社会主义和民主 1947年 1 完全竞争不仅是不可能的而且是低劣的 它没有权利被树立为理想效率的典范 2 大企业 已经成为经济进步最有力的发动机 尤其已成为总产量长期扩张最有力的发动机 技术创新是内生的 将导致市场集中度的增加 产业垄断 12 技术创新动力来源 1 技术推动vs市场拉动 J A Schumpeter的观点 经济发展理论 中译本第73页 经济体系的创新一般并不是按下面的这种方式发生的 那就是 首先新的需要在消费者方面自发地产生 然后生产工具通过它们的压力转动起来 我们并不否认存在这种联系的方式 可是 一般是生产者发动经济的变化 而消费者只是在必要时受到生产者的启发 消费者好象被教导去需要新的东西 J Schmookler的 市场拉动 观点 1966年 J Schmookler 1966 对美国炼油 造纸 铁路和农业这四个产业的投资 产出与这些产业的专利数量之间关系进行了考察 FINDINGS 1 这些产业产出变化领先于专利数量的变化 技术创新经济学 第30页附图 2 1939年 1947年的20多家产业投资对数值与随后3年的资本品专利数之间存在高度的相关性CONCLUSION 专利活动 即发明活动 基本上是追求利润的经济活动 受到市场需求的引导和制约 资料来源 J Schmookler InventionandEconomicGrowth HarvardUniversityPress 1966 13 技术创新动力来源 2 技术推动vs市场拉动 Mayers Marquis 1969 考察了5个产业的567项创新研究表明 对于多数新产品而言 其成功更多地来源于市场需要而非技术机会 NOTE Rosenberg指出 他们所选择的产业是消费者主导型 英 Langrish等人 1972 对1966 1967年间获得theQueen sAwardwinner的84项成功商业化的技术创新进行了分析 结论 也许 关于技术创新稳妥也是最高程度的概括是 它必须是特定需要和特定技术可能性的综合 J Utterback 1974 60 80 的重要创新是需求拉动的 技术创新的来源美国英国1 技术推动22 27 2 市场拉动47 48 3 来自制造的需要31 25 资料来源 许庆瑞编著 研究与发展管理 高等教育出版社 1985年 第56页 14 技术创新动力来源 3 技术推动vs市场拉动 SPRU 1979 Walsh Townsend andFreeman研究对象 science basedindustry 塑料 医药 化工未发现需求拉动现象 结论 科学 技术与市场之间的关联是复杂的 互动的 主要的创新驱动力因时间 产业不同而有很大的差异 Rosenberg的观点 1 科学技术作为根本的 发展的知识基础 与市场需求的结构在创新中以一种互动的方式起着重要的作用 2 创新活动由需求和技术共同决定 需求决定了创新的报酬 技术决定了成功的可能性及成本 15 技术创新过程模型 1 J Hicks 要素稀缺诱致创新内生的第一代创新 要素稀缺 引致第二代创新 经济系统的稳定状态N Rosenberg 诱导机制模型创新的三种诱导机制 瓶颈 bottleneck 1 技术发展的不平衡 2 生产环节的不确定性 节省劳动 3 资源供给的不确定性 天然橡胶与复合橡胶传统的创新线性模型基础研究 应用研究 开发 制造 商业化S Kline N Rosenberg 链环 回路模型 chain linkedmodel 参见 柳卸林 技术创新经济学 第28页 16 创新的过程模型 2 线性模型链环模型网络模型R R模型 参见 技术创新经济学 第76页 资料来源 R RothwellandA Robertson Theroleofcommunicationsintechnologicalinnovation ResearchPolicy 2 1973 pp 204 225用户 制造商交互模式交互模式 用户 制造商信息的粘滞性 stickyinformation 创新相关信息的分布 职能载体载体之间的信息沟通成本创新任务的可分割性 17 工业创新分布模式 1 U A模式 美 JamesM Utterback N Abernathy 1976 U A模式 产品创新 processinnovation 组织结构三者之间的关系及其动态演化创新动态模型的三阶段 1 流动阶段 fluidphase 产品设计具有多样性 变化快 创新的重点在于产品性能 创新具有很大的不确定性 用户需求具有歧异性 创新的思想来源多样化 客户 非正式的外界联系 等等 2 过渡阶段 transitionalphase 主导设计出现主导设计 dominantdesign 指为消费者共同认可的设计 且具有技术可行性 它对其它设计具有排斥性 顾客对产品有了偏好性选择 3 明确阶段 specificphase 竞争焦点放在成本 价格之上 强调生产效率和规模经济 生产流程标准化 产品创新 流程创新以渐进创新为主主导设计的出现将伴随着产业结构的变动规模经济导致产业结构从小企业竞争转换到产业集中度日趋增大 18 U A模式 频率产品创新工艺创新 19 工业创新分布模式 2 U A模式 创新动态模型的阶段特点流动阶段过渡阶段明确阶段竞争焦点产品性能产品多样性降低成本创新的主要类型重大产品创新重大工艺创新产品 工艺渐进创新产品品种 productline 多样化 定制产品稳定设计 规模产量标准化产品生产流程柔性逐渐变得刚性效率高 变更成本大组织控制企业家精神项目小组 强调协调强调结构 目标 规则U A模式的缺陷 1 U A模式更适用于大批量生产的产品 且产品消费者在偏好上具有同质性 对于那些不具有规模经济和学习效应的细分市场 则U A模式解释力较弱 Teece 1986 2 U A模式在解释发展中国家或是处于创新被动跟随者地位的企业创新分布时 也存在一些问题 J Lee 1988 3 U A模式未能为理解整个技术进化过程提供一个综合框架 C DeBressonandJ Townsend 1981 资料来源 1 W T AbernathyandJamesUtterback Patternsofindustrialinnovation TechnologyReview 80 7 1978 2 JamesUtterbackandN Abernathy Adynamicalmodelofprocessandproductinnovation Omega vol 3 No 6 1975 pp 639 656 3 C DeBressonandJ Townsend Multi variatemodelsforinnovation lookingattheAbernathy Utterbackmodelwithotherdata Omega 9 4 1981 20 工业创新分布模式 3 二次创新分布模式 reverseU Apattern 我国工业创新分布特点 1 我国企业的创新活动起点大多为对引进技术的仿制和消化吸收 2 国外技术的发展对我国企业技术开发和创新具有 示范 作用 使得我国企业的技术发展受制于国外企业的技术发展轨道 这将导致我国企业的产品开发一开始就处于主导范式作用之下 而不存在主导范式确立前各种设计范式相互竞争的阶段 3 国外企业创新速率不断加快 而对国外技术的改进创新需要一定的周期 这样不同技术代和工业标准的更替导致我国企业创新分布曲线尚未完成其标准状态就已进入下一个分布曲线状态 创新分布模式的转换 21 创新群集 innovationcluster J A Schumpeter最早提出 创新群集 概念 创新不是孤立事件 并且不在时间上均匀地分布 而是相反 它们趋于群集 或者说 成簇地发生 这仅仅是因为 在成功的创新之后 首先是一些 接着是大多数企业会步其后尘 其次 创新甚至不是随机地均匀分布于整个经济系统 而倾向于集中于某些部门及其邻近部门 美国1967 1982年化学工业产品创新 年平均数 1967 1973年3321974 1979年391980 1982年65资料来源 C FreemanandL Soete eds Newexplorationsintheeconomicsoftechnicalchange London PinterPublishers 1990 p 83创新群集的原因 1