国防科技重大工程技术总成模式：一个分析框架，本文主要内容关键词为：国防科技论文,总成论文,工程技术论文,框架论文,模式论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
0 引言
国防科技重大工程投资规模大，实施周期长，面临风险高，涉及单位众多，实施过程需要核心技术攻关、基础研究支撑和核心技术突破，且往往需要跨学科、跨领域、跨部门、跨行业、跨层次的全方位协同。因此，国防科技重大工程不同于一般的大规模生产商品，属于复杂产品系统(complex product and system,CoPS)。这类系统的复杂性主要体现在定制元件数量、知识技能跨度和新技术应用程度等方面，具有成本高、耦合性强、信息和技术密集、顾客定制等特点，包含大量子系统。
自20世纪60年代以来，以“两弹一星”为代表的国防科技重大工程的实施取得了举世瞩目的成就，不仅仅在技术落后、物质极其匮乏的条件下，研制出一系列当时具有国际先进水平的高质量、高可靠性的产品，还开创了既具有中国特色又具有普遍科学意义的研究、规划、设计、试制、生产和试验一体化的研制体制，形成了“一个中心、两条指挥线、三大法宝、四个管理体系”的系统工程组织管理模式[1]。经过几十年的发展，我国在国防科技工业领域取得了显著进步和卓著成果，但是总体上看，我国国防科学技术与欧美等军事发达国家仍然存在明显差距。如在飞机制造技术领域，与美、英、法等国相差近15年；在大规模集成电路制造技术领域，与美、英、日相差12年以上[2]。军工技术落后已经成为我国国防科技工业发展的瓶颈之一。客观地看，如不尽快解决这一问题，我们的国防制造业将很难赶超发达国家的军工制造业，更无法与之展开竞争。
解决我国当前国防科技工业技术落后问题的重要途径之一就是在国家层面进行资源整合，这对最大限度地挖掘我国科技潜力，增强我国军事领域的国际竞争能力等无疑是有益的。特别是，“技术整合”可“整合”的不仅是新研发的技术，也可以是以往开发的技术，甚至可以是长期被“束之高阁”的技术成果。在政府难以进一步大幅度增加科技投入的情况下，进行技术整合既能够低成本、高效益地改善我国国防技术落后的现状，也将有助于促进我国科技事业的发展。
1 技术集成理论研究综述
20世纪90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。
Iansiti[3]通过对美国、日本的半导体和计算机行业技术系统的实证研究，较系统地提出了技术集成(technology integration，也称技术整合)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；将关于产品的知识分为领域知识(domain-specific knowledge)和系统知识(system knowledge)，并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。Best[4]提出了系统集成创新模型，强调改变传统的由基础研究驱动的产品开发方式，而以提高产品技术水平为目标，使研究开发服从于产品创新。
现有对技术集成的研究大体有两条主线，一条是技术主线，即把技术集成看作是产品开发的技术路线，是对现有技术的整合过程。如Jonathan West、Henderson Rebecca和Robert Berlorznik等[5-7]对技术集成中知识的划分，这条主线的研究也可以称为技术集成在技术层次上的研究。另一条是管理主线，即把技术集成看作是一种技术管理和生产组织方式，研究技术集成这种产品开发模式会要求企业进行哪些方面的管理变革，以适应和促进这种产品开发方式。如Tushman和Samra[8-9]等研究技术集成带来企业战略、结构和文化等方面的变化，余浩和陈劲[10]提出知识集成、战略集成和组织集成的企业集成创新理论框架，这方面的研究也可以称为技术集成在管理层次上的研究。这两个层次构成了现有技术集成的理论体系，该理论对于企业解决技术升级，进而实现企业的大规模生产，起到了较好的指导作用。
国防科技重大工程具有国家意志性、科技攻关性、系统集成性、高度复杂性、高度风险性、军民融合性等诸多特性[11-12]。这些特性决定了现有的技术集成理论和方法，若单纯从管理或技术视角出发已经不能很好地满足国防科技工程的技术整合需求，需要融合技术手段和管理手段，站在国防科技发展战略高度进行技术总成。
2 技术总成概念内涵及构成要素
2.1 技术总成体系概念内涵界定
技术总成是指在国防科技重大工程实施过程中，对庞大的复杂产品结构，进行技术汇集和集成，有效利用各种资源，最终通过不同部门的协调和配合，将各个不同的组件技术组合成为具有整体结构特质的科技成果的过程。技术总成体系是指在技术总成过程中，技术、知识、组织、战略等诸要素相互耦合，有机协同而构成的整体。其本质是保障技术总成的顺利、高效进行，形成技术集群，实现技术效能的最大化。需要强调的是，各种要素仅仅是一般性结合或是简单重组不能被称为技术总成体系，只有当要素经过主动优化，选择搭配，相互之间以一定目的、最合理的结构形式结合在一起，形成一个有合理要素组成、相互优势互补、匹配的有机体，这样的过程才称为技术总成体系。
2.2 技术总成体系构成要素
根据技术总成以及技术总成体系概念，同时借鉴企业集成创新体系，构建国防科技重大工程技术总成体系分析框架，主要包括：技术总成、知识总成、组织总成和战略总成4个层面，4个层面互相融合，共同构成国防科技重大工程技术总成的过程。
2.2.1 构成要素
技术总成是在工程实施过程中对产品设计技术、材料技术、工艺技术、设备技术、标准化技术、控制技术等按照“团队技术－部门技术－单个组织技术模块－跨组织技术模块－子系统技术集群－跨子系统技术集群”的流程进行有机组合，开发旨在进行定制生产的产品制造方案和制造流程。
知识总成是将技术总成过程中的事实知识、原理知识、技能知识和人为知识进行良性积累，促进新技术、新知识的涌现，进而提高技术总成的时效性。
组织总成是在工程实施过程中，各个组织围绕技术总成过程而进行的组织结构整合，以提高技术总成的效率，主要通过两个层次研究：组织内部总成和跨组织总成。每个层次内又包括垂直和水平两个维度的组织总成。垂直维度包括组织间的用户方、工程方、供应方的有机结合，组织内部战略决策层、具体管理层和组织实施层之间的交流协调；水平维度是组织内部的生产部门、研发部门和销售部门间的有机结合，以及同级组织单位之间的协同。
战略总成是指在技术总成过程中要立足于工程服务对象，实现工程产品多型号、多目标、多用途。主要体现在工程技术能力拓展和工程产品市场定位两个方面：①工程技术能力拓展。工程技术能力拓展源于技术总成过程中技术集群优势带来的集成创新结果；②工程产品市场定位。解决战略总成后产生的潜在的或必然的新市场、新用户的确定问题。
2.2.2 要素间关系
在面向国防科技重大工程的技术总成体系中，技术、知识、组织、战略四大要素辩证统一于技术总成体系，技术总成是这一体系的主线和中心，各种技术在组织内部和跨组织的横向以及纵向流动过程中必然伴随着显性知识和隐性知识的传递，二者彼此融合。人是一切活动的基础，知识和技术的总成离不开人的参与，但是人都处在一定的组织中，这就使得技术总成体系中不能忽视组织的因素，必须以推动和提高技术总成与知识总成的科学性和时效性为目标，在技术总成与知识总成过程中同步进行组织总成，打破原有的条条框框，进行组织内部和跨组织的机构重组，或者搭建有利于技术和知识总成的新组织机构。因为只有科学、合理的组织结构和高效、富有柔性的组织架构，才会带来战略决策层、工程管理层和工程实施层的人员优化配置，才能实现人尽其才，物尽其用，进而为技术和知识总成提供有力保障。近年来，随着经济的发展和国际形势的变化，国防科技产品也面临着战略选择和战略定位问题，不再是完全服务于本国的国防事业，而是要开发复合型工程产品，实现同类工程产品的多目标和多用途，为实现这一目标就需要进行战略总成。即在技术和知识总成过程中需要结合工程战略目标，以科学合理的组织为载体和保障，以实现产品多用途和多目标为原则，指导技术和知识总成过程，进行技术与知识的模块化设计和生产。技术总成体系的各个构成要素彼此之间的关系如图1所示。
图1 技术总成体系结构
2.3 国防科技重大工程技术总成原则
2.3.1 系统性原则
从系统工程的视角分析，面向国防科技重大工程的技术总成过程具有系统性，要遵循系统性原则。因为技术总成过程既包含各种技术和知识的总成，又涉及为技术和知识提供总成载体的各个组织的总成，而技术、知识和组织的总成需要在战略总成的指导下进行。因此，技术、知识、组织、战略不是孤立存在的，而是彼此相互影响，辩证统一于技术总成体系中。实现技术总成需要从全局出发、从系统最优化出发，对4个部分进行有效汇集，产生整体大于部分之和的效果。
2.3.2 技术与目标一致性原则
工程过程与自然过程的根本区别就是工程过程是有目的的，而自然过程是无目的的[13]。工程活动的目的和核心就是造出一个新的存在物，工程活动过程中的各种技术、知识、组织等要素始终围绕着形成一个新的存在物而展开。“当人们调动各种成熟的技术要素来实现某一具体的项目，建成某一设施以解决某一问题时，这种过程才是工程[14]。”工程中的技术总成，是一系列技术相互联系、相互协同而形成的一个集成整体，必须遵循技术目的同一性原则。技术是实现工程目的的手段，只有把目的和手段统一起来，才能把各种技术要素按照同一目的组织起来服务于工程。在工程活动的各个阶段，无论是计划决策还是具体实施，技术目的同一性都是技术总成的基本原则。
2.3.3 功能匹配性原则
在工程技术总成过程中，必须考虑各项技术功能。的相互适应、配合协同问题，以保证技术总成的有效性、适应性及可操作性，这是工程技术系统正常运行的内在要求。任何工程要达到一定的目的，都需要把各种功能的专门技术，按照它的功能匹配成一个能实现这种工程目的的有机整体[15]。功能不匹配的技术，不能相互支撑，尽管它们各具特色，但仍不能形成一个有机整体，不能发挥整体功能，致使工程无法进行。
2.3.4 渐进式优化原则
国防科技重大工程是一个复杂的巨系统，参与单位繁多。各种技术流、知识流和信息流在同一级子系统之间和子系统内部的不同组织之间以及组织内部不同部门之间，均进行着适时的水平流动。与此同时，各种资源也在不同层级系统之间沿着技术总成的方向进行汇集，涌现出技术集群，最终实现技术创新，产生革命性的技术成果。技术总成是一个技术流、知识流和信息流彼此交互、有机结合的过程。国防科技重大工程的特点决定了此过程不可能一蹴而就，进行“革命式”的技术汇集，而是需要在战略总成思想指导下按照不同的技术目标逐级展开，实现逐级渐进式优化。因此，面向国防科技重大工程技术总成过程必须遵循渐进式优化原则。
3 国防科技重大工程技术总成过程模型
3.1 技术总成微观过程模型
在分析国防科技重大工程技术总成必要性的基础上，将国防科技重大工程技术总成的过程分为宏观和微观两个层面。微观层面主要是从单一组织内部出发，进行技术总成，推动局部范围内创新性技术的产生。微观视角下按照局部最优的革命性技术成果的生命周期，可以将技术总成流程概括为以下几个阶段：产品概念设计、技术分解、技术选择、技术引入、技术吸收和技术创新。
3.1.1 产品概念设计
当前我国组织实施国防科技重大工程的目的是在实现工程产品服务于本国的国防事业、提高本国国防能力的基础上，带动和促进我国经济水平的提高。在进行产品设计时，需要考虑不同的用户需求因素，结合定制用户进行产品概念设计，从技术和市场匹配的角度进行工程产品概念设计。当产品概念形成后，必须采取行之有效的技术路径把概念转化为有型产品，这就需要将转化过程中可能涉及的技术进行技术分解和识别。
3.1.2 技术分解
完成产品设计后，需要在工程总设计师对各项技术进行透彻分析并切实把握工程系统整体的基础上，对各种技术进行分解，明确技术存量和技术增量，以及两者之间如何实现有效互补。在此基础上进行进一步细化分解，明确各个参研单位的技术目标。这一过程应该在工程研制的初期完成，并将有助于推动技术总成的有效开展，最后完成技术总成目标，并促进技术创新能力的提高。
3.1.3 技术选择
技术选择是用来解决技术如何应用这一问题的，其内容既包括具体技术的选择(即国内外各种可获得的高端技术资源)，又包括进行技术应用总成的指导方针和技术政策的选择。目的是为了对国防科技重大工程的技术路线、技术方针、技术方案等进行合理化取舍。结合国防科技重大工程自身的特点，在进行技术选择过程中需要遵循一定的原则。通过专家咨询和实地调研，我们分析提炼出以下几大原则：技术先进性原则、技术适用性原则、技术可靠性原则、技术经济性原则和技术可接受性原则。
3.1.4 技术引入
国防科技重大工程具有复杂产品系统特性，是一个系统工程，因而从知识转化的视角分析，技术引入是指通过一定的方式，将选择后的系统外部技术资源和各种显性(隐性)知识内化到系统内部的过程。技术引入模式主要分为技术购买(如设计图纸、关键设备等)、技术联盟以及以技术引入为目标的组织并[16-17]。技术联盟可以实现联盟成员的技术互补，缩短研发周期，分担创新成本和风险。组织并购不仅可以引入各种技术资源，还能瞬间提高并购组织的生产组织能力和研发创新能力。
3.1.5 技术吸收
技术吸收是指将引入后的技术和系统或组织内的已有的技术存量进行相互耦合的过程。技术引入仅仅是手段，耦合作用能否见效，并且最终能否将耦合后的“产品”进行消化、吸收，纳入原有的技术轨道或者重建技术轨道，进而提高竞争力，很大程度上取决于技术吸收过程中技术存量和技术增量的耦合程度，也就是技术吸收的实现程度。技术吸收又可分为知识转换的内化和群化两个过程。
3.1.6 技术创新
技术创新是技术能力和知识能力综合作用的结果，没有技术创新，则技术只能在水平方向发展，难以提高技术竞争力。技术总成可以实现对技术的吸收、升级甚至创造，从而实现技术能力的跨越式发展。技术创新是技术总成的高级阶段，也是实现技术自力更生的目标。创新后的新技术可能成为下一轮技术总成周期的初创点，如此会形成一个良性循环的技术总成的“螺旋式”升级结构，在技术的不断创新过程中催生革命性技术的涌现。微观层面技术总成过程模型如图2所示。
图2 微观技术总成过程模型
3.2 技术总成宏观过程模型
参与国防科技重大工程组织实施的各个单位经过微观技术总成过程，可以使组织获得局部最优技术成果，形成局部技术优势。国防科技重大工程作为一项系统工程，参与单位和人员众多，单一组织的最优技术成果难以直接对工程最终产品产生贡献，并且由于信息、技术以及知识的黏滞作用，局部技术成果对工程产品的“贡献值”会产生衰减。与此同时，不同组织之间的技术成果可能产生排斥现象。如何实现诸多局部技术成果的有机结合，形成最优的技术效能，并最终对工程产品产生最大贡献是一个技术难题，也是一个管理难题。从技术层面分析，需要进行跨组织的宏观技术总成。宏观技术总成过程是指以单个组织在微观技术总成过程中形成的局部最优技术成果为基础，按照不同的层级，进行跨组织、跨系统的技术汇集，形成整体性创新技术成果并为工程产品的定型和生产提供技术支撑的过程。按照宏观技术总成过程的层次性要求，总成过程由低级到高级主要包括技术组件、技术模块、技术集群和创新性技术成果4个层级。宏观技术总成过程模型如图3所示。
图3 宏观技术总成过程模型
技术组件既是微观技术总成过程的终点，又是宏观技术总成的起点。在不同组织内部形成的技术组件相互配合，形成子系统技术，即技术模块。
技术模块(子系统技术)从技术汇集过程看是不同技术组件相互作用的结果，从功能上看却不再是各种技术组件技术的简单叠加，而是由技术组件经过非线性作用形成的。通过调整不同的技术参数，可以实现不同的技术目标，满足不同的技术要求。技术模块是催生整个系统的创新性技术成果，并满足不同客户定制需求的技术基础。
技术集群(分系统技术)在总系统技术目标的要求下，由不同技术模块协同整合而成。相比技术模块，技术集群拥有更强的自主意识和更高的技术成熟性、稳定性。形成技术集群不仅可以服务于工程技术，而且还有助于新技术的涌现，促进革命性新技术成果的出现，以满足不同定制用户的产品需求。
4 结语
国防科技重大工程的成功组织和实施，不仅对于增强我国的国防能力具有重要作用，而且对国民经济的发展起到了战略辐射作用。作为一项系统工程，国防科技重大工程涉及的各种技术可谓是纷繁复杂，既需要基础研究支撑，又需要核心技术突破，同时必须积极利用国内外各种技术资源优势，实现新时期下的“洋为中用”和“军民共用”。本文通过对国防科技重大工程技术总成体系的研究，提出了技术总成和技术总成体系概念，分析了技术总成体系构成要素，构建了微观和宏观层面的技术总成过程模型，这将为研究国防科技重大工程技术总成体系的运行机制以及国防科技重大工程的组织管理提供基础。同时，为研究大型复杂科技工程的技术集成和整合以及组织管理提供一定的参考。