后发复杂产品系统制造企业的技术演化:一个探索性案例研究,本文主要内容关键词为:制造企业论文,案例论文,系统论文,产品论文,技术论文,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。
复杂产品系统是指高成本、工程和信息密集、具有大量专用子系统和元件的客户定制产品,在推动一国经济发展和“简单”产品的研发制造方面具有重要意义,[1,2]具有研发成本高、规模大、技术密集、用户定制、单件或小批生产[3]以及垄断程度高[4]等特征。针对上述特征,已有研究探讨了复杂产品系统的研发组织、流程和模式等问题,得出了有别于“简单”产品的基于项目的研发组织、[5]网络式研发、[6]客户定制导向的研发流程[7]与模块化研发[8]等结论。虽然已有理论研究成果极力倡导复杂产品系统的模块化和集成研发,但是难以否认的是,目前全球工业尚处于前模块化时代,特别是对于后发企业而言,模块化的程度则更低;此外,发达国家在技术输出上设置了层层障碍,使得在很多情况下后发企业难以获得所需的先进技术、无法完成复杂技术的集成。那么,在这个前模块化时代,后发复杂产品系统制造企业又应如何实现技术追赶?近年来,中印卫星、巴西航空工业公司和三峡等企业和项目的成功,后发复杂产品系统制造企业的技术发展和管理备受政府和业界的关注,尤其是企业如何战胜产品本身所固有的复杂性、自身技术劣势和先发企业的技术封锁而实现自主创新。[9]
一、后发企业技术追赶路径理论回顾
技术追赶理论是后发企业技术管理理论研究的焦点和热点问题之一,相关研究主要关注后发企业如何实现技术追赶、即技术追赶路径理论。后发企业的技术追赶旨在通过企业技术和技术能力的发展实现自主创新,可以通过引进消化吸收再创新、集成创新或原始创新三种途径予以实现,既可以是路径依赖型技术发展的结果,同时也可以是路径转换型技术发展的结果。[10]
已有文献主要从技术来源、技术能力和技术类别三种视角研究了后发企业的技术追赶路径。(1)技术来源视角的研究主要秉持技术引进消化吸收再创新的观点并在此基础上进行发展,提出了诸如从技术学习到消化吸收再到跨越式再创新、[11]从OEM到ODM再到OBM、[12,13]以及从以技术引进为主的外源性技术引进到内源性与外源性技术相结合再到以内源性技术为主[14]等后发企业技术追赶路径的观点。(2)相对而言,技术能力视角的研究最为丰富,包括以下经典理论研究成果:从仿制能力到创造性模仿能力再到自主创新能力;[15]从基于二次创新的模仿创新能力到创造性模仿能力再到改进型创新能力;[16]从技术学习到技术学习与模仿改进到适应性创新再到全面自主创新能力;[17]基于技术学习的从技术引进到提高生产能力再到提高创新能力;[18]以及从仿制到技术多元化再到互补性资产选择与自主创新结合能力[19]等。(3)技术类别视角的研究则根据技术或技术知识的性质在对技术进行分类的基础上探讨后发企业的技术追赶路径,先后出现过以下代表性研究成果:逆A-U模型时序的技术学习过程;[20]从基于终端产品的集成创新到基于核心关键件的渐进式追赶再到基于技术标准变迁的技术超越;[21]从制造技术到架构技术到部件技术再到基础技术应用开发;[22]从前沿技术到平台技术再到衍生技术[23]等。
简言之,现有后发企业技术追赶理论以“简单”产品及企业为研究对象,从技术来源、能力和类别三种视角出发探讨了后发企业技术追赶路径的特点和规律,但缺乏以复杂产品系统及其制造企业为对象的研究。已有复杂产品系统的研究表明,复杂产品系统在研发组织、流程和模式等方面表现出区别于“简单”产品的特征,因此有必要对后发复杂产品系统制造企业技术演化的特征和规律进行有针对性的探讨。①
二、研究设计
1.研究方法
本研究采用探索性嵌入式单案例研究方法揭示后发复杂产品系统制造企业技术路径演化的特点和规律。选择该研究方法主要是出于三点考虑:首先,鉴于本研究需要解决的问题——后发复杂产品系统制造企业的技术是如何演化的,属于回答“如何”问题的范畴,因此适宜采用案例研究方法。[24]案例研究能够在客观记录企业管理实践及其发生情境基础上,从原始数据中提取相关概念并分析概念之间的关系,因此能够用于解答“如何”的问题。[25]其次,嵌入式单案例研究不但具有单案例研究针对一个研究样本进行深入细致调研和分析的优势,同时还能够通过对同一情境下多个嵌入式单元的分析有效提高研究结论的信度和效度。再次,尽管已有文献从技术来源、技术能力和技术类别三种视角探讨了后发企业的技术追赶路径问题,但鉴于缺乏以复杂产品系统及企业为对象的研究,而且已有复杂产品系统的相关研究结果也表明了复杂产品系统与“简单”产品的研发管理理论存在相当大的区别,因此后发复杂产品系统制造企业的技术演化理论尚属于探索性研究的范畴,需遵循探索性研究范式开展相关研究。综上,本研究采用探索性嵌入式单案例研究方法。
2.研究样本
本研究以中国北车集团大连机车车辆有限公司(以下简称大机车)为案例样本,以其八类复杂产品系统——240、280、270和265系列柴油机,交直流传动内燃机车,交流传动内燃机车,电力机车和城市轨道车辆(城轨)技术的发展历程为分析单元,探讨后发复杂产品系统制造企业技术演化的特点和规律。
该案例研究样本是在典型性原则的指导下选取的:无论是企业本身,还是企业复杂产品系统技术路径演化方面的实践都具有典型代表性,能够代表一类具有相同或相似特征的后发企业及这类企业在技术演化方面的实践特征,因此使用该案例能够提出具有一定普适性的理论。[26]
3.数据收集与分析策略
在案例研究流程上,本研究遵循“案例预研→案例研究草案设计→数据收集→数据分析”的案例研究范式。(1)在预研阶段,案例研究小组调研了包括大机车、沈阳华晨、一汽(大连)柴油机有限公司等在内的多家复杂产品系统制造企业,形成了一个研究主题——后发复杂产品系统制造企业的技术演化。(2)在案例研究草案设计阶段,在前期预研和讨论的基础上设计了调研大纲。(3)在数据收集阶段,以访谈和文件档案为主收集数据。访谈从2011年一月开始到四月结束,先后访谈了当时的企业董事长、总经理、总工程师、技术中心从事管理工作的人员以及负责公司日常事务记录的秘书;先后访谈八人次,访谈持续时间从2小时-4小时不等,有对单一受访者的访谈,也有以访谈小组形式开展的访谈。同时还全面收集了大机车从1989-2010年的年鉴:一本从成立至1988年的企业发展记录以及20余份技术项目可行性研究报告。(4)在数据分析阶段,首先使用数据来源和调研者两种三角验证策略[24]对数据进行筛选,对其中的可信数据进行誊抄。随后由三位作者独立对誊抄的数据进行反复阅读,绘制出后发复杂产品系统制造企业技术演化路径图;在此基础上进行小组讨论,对取得一致的结论予以保留,对不一致的结论由三位作者再次研读相关数据提出新的结论,直至取得一致为止。
三、案例描述与分析:大机车复杂产品系统技术的发展
大机车是中国北车股份有限公司的全资子公司之一,是我国机车行业②的支柱企业。公司始建于1899年,是我国机车发展史的见证者,最早从修理蒸汽机车起家,经过不懈努力先后成功研制了蒸汽机车、内燃机车和电力机车,产品发展历程如图1所示。目前已建成国家级企业技术中心,在最新公布的国家认定企业技术中心2011年评价结果中排名第64位。主要产品有大功率中速柴油机、内燃机车、电力机车和城轨车辆,产品遍及我国铁路,大型电力、冶金、化工、油田、港口和矿山企业,并出口到缅甸、伊拉克和新西兰等发达国家和发展中国家市场。
图1 大机车的产品发展历程
1.案例描述
(1)柴油机技术的发展
①240系列柴油机技术的发展
大机车首台柴油机的技术源自仿制前苏联TЭ3型电传动内燃机车时一并仿制的10L107E型柴油机以及后经改进研制的12V240ZJ型柴油机。后者成为日后大机车进行柴油机升级的基础。进入20世纪80年代,改革开放为大机车改进柴油机技术提供了契机。从1982年开始,公司与英国里卡多公司分三期合作对自行设计开发的12V240ZJ柴油机进行升级,合作开发出16V240ZJB型、D型和E型柴油机。在三种型号柴油机的联合开发过程中,大机车采取了技术引进与消化吸收并行的方式以加速实现国产化:采取联合设计开发,或者大机车设计、里卡多验收修正的模式。到1998年,国产化率达到70%。同期,工厂还对一些非核心部件进行了改进设计。随后,不断进行研发设计。与此同时,在每一个新型号柴油机的开发过程中,大机车都进行了大量的试验。
②280系列柴油机技术的发展
1996年底,大机车与美国西南研究院合作着手开发280系列柴油机。与240B、D和E型柴油机的开发类似,280系列柴油机的合作研发模式有效加速了其国产化速度。随着280系列柴油机技术的日趋成熟,从2008年起,大机车开始着手进行280系列柴油机核心部件的研制。与240系列柴油机的研制一样,在280系列柴油机的研制过程中,大机车在前期样机试制过程中对样机的负荷和功能等性能进行了大量的试验;此后,随着零部件改进和国产化的进行,除了进行整机性能试验外、公司还对零部件的性能进行了测试以保障和增强柴油机的整体性能;随着核心零部件研发的进行,核心零部件性能试验成为了大机车柴油机试验的另一个重要内容,由于有240系列柴油核心部件研发作为基础,在280系列柴油机核心零部件的测试上,大机车更多地采取了内部试验的方式。
③270系列柴油机技术的发展
2005年,大机车整机引进了德国Man公司的16RK270型柴油机。公司于2006年实现了16RK270型柴油机的自主生产。2007年,在整机性能试验和零部件性能测试的基础上,大机车开始着手进行270系列柴油机曲轴、活塞和凸轮轴等部件的国产化工作,以及船用柴油机改造。自行设计完成挖泥船用270柴油机,完成12RK270柴油机安装、调试、试航和交验等工作。
④265系列柴油机技术的发展
2007年,大机车引进了易安迪公司的16V265H型柴油机。同年,对265系列柴油机编制了国产化部件明细以及供应商级别认证。从2008年开始继续从图纸的翻译、标准转换、供应商认证以及气缸盖等周边技术上实现国产化。
(2)内燃机车技术的发展
①交直流电力传动内燃机车技术的发展
大机车的内燃机车技术是于1958年通过仿制前苏联TЭ3型电传动内燃机车获得的,研制出巨龙号内燃机车,但由于该机车性能未过关而未能批量生产。1969年,通过不断改进研制了东风4型内燃机车,1974年开始批量生产。此后在运用考核和牵引试验的基础上又对东风4型内燃机车进行了进一步改进、研制出东风4A型内燃机车,并成为后续东风系列内燃机车的设计制造平台。随后,研制出一系列基础主力车型。此外,从1990年开始,大机车还基于开发的基础主力车型、针对客户的差异化需求,有针对性的研制了一系列工矿企业和海外市场用交直流传动内燃机车。在研制内燃机车的同时,从1998年开始,大机车开始涉足内燃机车核心部件的研制。此后,这些新开发的核心部件被应用于新型内燃机车上。此外,针对在运行暴露出的问题以及客户的定制化需求,大机车开发了一些非核心零部件。为了完成以上交直流传动内燃机车的设计、研制和改进工作,大机车进行了大量的试验工作。
②交直交电力传动内燃机车技术的发展
1999年,大机车与西门子签订合作协议,双方约定基于东风4D型内燃机车,在只变更传动装置基础上研制我国首台交直交(交流)传动内燃机车——东风4DAC(后改称东风4DJ)。此后,2004年,在铁道部牵头下,大机车和永济电机厂联合引进了美国易安迪公司的120公里/小时大功率交流传动货运内燃机车(和谐N3)技术。从2007年至今,大机车一直致力于对该型号内燃机车进行国产化。
与交直流传动技术相比,交流传动技术更为复杂,而且对大机车而言也是一种新型技术体系,因此为了掌握交流传动技术、研制相关产品,从1999年开始,大机车的试验数量明显增多。从1999年与西门子合作开始到2008年和谐N3下线,大机车针对交流传动机车的整体性能进行了反复评估和考核。此后,在零部件国产化过程中,还对国产化的牵引整流柜等部件进行了性能测评,以及加装新部件后的整机性能试验。
(3)电力机车技术的发展
2000年,在我国铁路技术从内燃机车转向电力机车技术趋势的迫使下,大机车在先前致力于内燃机车研制、极其缺乏电力机车技术储备的情况下,着手研制电力机车。公司成立了电力机车设计组,组织技术人员到有关工厂和机务段参观调研、收集资料,并作为成员单位之一获得了铁道部韶山4改型电力机车研制项目。2001年,大机车又参与到北车集团牵头、大机车和大同与株洲厂参与的韶山7E型电力机车的设计项目之中。2003年,又作为参与单位之一参与到由株洲厂牵头,大机车、大同和资阳厂共同参与的韶山3B固定重联电力机车的研制项目中。同年,大机车与东芝合资成立大连东芝机车电气设备有限公司,联合研制交流传动电力机车。2004年,与东芝合作研制了具有自主知识产权的7200千瓦韶山J3(后改为和谐D3)型电力机车。
此后,从2006年开始,大机车开始了对和谐D3型电力机车的技术消化吸收历程。先后实现了主变压器、牵引变流器、辅助变压器和异步牵引电动机的国产化。
类似地,在电力机车的研制过程中大机车也进行了大量的试验。在合作研制和谐D3阶段,由于直接引进了东芝先进成熟的部件,大机车的试验主要关注电力机车的整体性能。从2006年开始,随着国产化的推进,试验内容拓展至零部件性能测试上。在此后的9600千瓦、110伏电源装置、IGBT和和谐D3B电力机车的研制上,大机车与永济厂等开展了广泛的合作,对研发的核心零部件性能和整机性能进行测试考核。
(4)城市轨道车辆技术的发展
城轨在大机车所有产品中发展历史最短。2000年,大连市提出要建设城市轨道交通系统。2001年,大机车与东芝签署了合作开发城轨车辆的合作协议并召开了专家研讨会。同年,还与日本YTT国际咨询公司和北京运通城市轨道交通中心建立了咨询关系,得到两个公司的技术指导。为了快速形成城轨车辆的研发和制造能力,大机车成立了项目领导小组、生产准备小组和技术工作组展开调研和学习。此后,引进了东芝最先进水平的VVVF逆变器控制的交流传动系统静止逆变器、辅助低压电源和模拟电空制动系统等,合作开发了首批城轨车辆。2006年,在引进日本YTT公司的车体钢结构、东芝的电气系统和克诺尔制动系统基础上研制了一动一拖不锈钢城轨车辆。
由于城轨车辆技术还处于引进阶段,以整机制造为主,相关的试验也仅局限于整机性能测试和考核。
2.案例分析
从上述对技术发展历程的描述中可以看出,各类复杂产品系统技术主要包括架构技术、元件技术和测试技术三类。架构技术是关于产品元件间连接、形成系统并使系统正常运转的相关知识。[27]元件技术是关于产品组成部件设计制造所需的知识,包括核心元件技术和周边元件技术两类。测试技术用于测量元件本身的性能以及元件与架构的匹配性,主要以试验的方式描述产品特性,对于提高产品性能的稳定性具有重要意义。
此外,从上述案例描述中还可以看出,由于发展时间和技术先进性等的不同,虽然目前大机车各类复杂产品系统技术所处的发展阶段不尽相同,但从技术引进到自主研发可以分为三个阶段:架构与核心元件技术引进阶段、架构技术消化吸收与周边元件技术发展阶段、架构技术与核心元件技术协同发展阶段;在不同阶段中,测试技术都是链接架构技术与元件技术的纽带,并且呈现出逐渐纵深化和拓展化的特征。在大机车的各类复杂产品系统中,240系列柴油机技术、交直流传动内燃机车技术和电力机车技术已经处于第三阶段的中后期;280和270系列柴油机技术刚刚完成第二阶段,正在向第三阶段迈进;265系列柴油机、交流传动内燃机车技术和城轨车辆技术刚刚完成技术引进,正处于第二阶段、国产化初期。③
(1)阶段一:架构与核心元件技术引进阶段的技术特征
表1列举了大机车240、280、270和265系列柴油机技术、交直流传动内燃机车技术、交流传动内燃机车技术、电力机车技术以及城轨车辆技术第一阶段的里程碑事件和对技术特征的总结。
(2)阶段二:架构技术消化吸收与周边元件技术改进阶段的技术特征
表2列举了大机车240、280和270系列柴油机技术、交直流传动内燃机车技术第二阶段的里程碑事件和对技术特征的总结。
该阶段大机车复杂产品系统架构技术、元件技术和测试技术的发展实践说明:在该阶段中,公司致力于架构技术的消化吸收,同时关注元件的国产化和周边元件技术的改进;并且架构技术的消化吸收是以元件的国产化、改进和增设为基础进行的;元件的国产化,改进和增设分别是总成本领先战略和客户定制作用的结果。测试技术在完成对架构技术和元件技术匹配性评估的同时还需要实现纵向发展,以完成对国产化元件和改进元件性能的测试。
(3)阶段三:架构技术与元件技术协同发展阶段的技术特征
表3列举了大机车240系列柴油机技术、交直流传动内燃机车技术和电力机车技术第三阶段的里程碑事件和对技术特征的总结。
该阶段大机车复杂产品系统架构技术、元件技术和测试技术的实践说明:在该阶段中,公司致力于核心元件技术的研发,同时关注客户导向的周边元件技术改进;拓展产品功能与用途,实现复杂产品系统系列化;最终实现架构技术和元件技术的协同发展。其中,核心元件的研发可以采用多种途径,如合作研发、引进消化吸收再创新和集成创新等。此外,在这一阶段中,测试技术在联接架构技术与元件技术、评估两者匹配性基础上还需要对研制的核心元件和改进元件进行测试,因此相对于第二阶段而言,第三阶段中测试技术呈现更为纵深化、拓展化的特征。
四、后发复杂产品系统制造企业的技术演化特征
通过对大机车八类复杂产品系统技术发展的探索性嵌入式单案例研究,可以提炼出一些关于后发复杂产品系统制造企业技术演化的特征和规律。图2描绘了后发复杂产品系统制造企业的技术演化路径。
图2 后发复杂产品系统制造企业技术演化路径框架
后发复杂产品系统制造企业技术演化路径框架表明:(1)后发复杂产品系统制造企业的研发涉及三类技术:架构技术、元件技术和测试技术;(2)测试技术对架构技术和元件技术起到中间联接作用;(3)架构技术、元件技术和测试技术在不同阶段表现出不同特征,架构技术的发展路径是“引进→消化吸收→系列化”,元件技术的发展路径是“引进→国产化和周边元件改进→核心元件研制与元件改进”,测试技术的发展路径是“匹配性测试→匹配性与周边元件性能测试→匹配性与元件性能测试”。各阶段中后发复杂产品系统制造企业的技术特征具体为:
1.阶段一:架构与核心元件技术引进阶段的技术特征
阶段一为后发复杂产品系统制造企业最初的技术获取阶段,即从复杂产品系统引进到产品制造成功阶段,后发企业主要通过技术引进或仿制获取复杂产品系统的架构技术和核心元件;并且核心元件的获取是以整体产品为依托的,即架构技术和核心元件技术的获取呈现出伴生性的特征。
不同于“简单”产品,由于复杂产品系统具有结构和核心技术复杂的特征,考虑到研发费用和时间成本等因素,后发制造企业难以从科学原理出发、通过原始创新完成架构技术和核心元件技术的获取,通常情况下则是通过技术引进和仿制的方式获取技术,以快速实现与国际先进技术的接轨。同时,随着全球化趋势的蔓延,较仿制而言,由于技术引进在研发资金、时间和人力成本等方面更具优势,因此当不存在技术壁垒时,技术引进成为后发复杂产品系统制造企业更为青睐的架构和核心元件技术获取模式,并且技术引进可以依托于技术合作、合资和咨询等多种模式。
与“简单”产品的技术引进不同,由于复杂产品系统属于单件小批的范畴,往往需要与具体的项目情况相匹配,因此即使采用技术引进模式也难以全盘照搬技术供应商的技术方案,往往需要根据引进方项目的实际情况进行二次匹配性研发。虽然有技术提供方的支持,架构技术和核心元件技术都无需做较大调整,但在核心元件、周边元件与架构的匹配性方面仍需开展进一步的研究。因此,测试技术成为评估元件和架构匹配性的重要中间环节。
2.阶段二:架构技术消化吸收与周边元件技术改进阶段的技术特征
阶段二为后发复杂产品系统制造企业技术引进后进行消化吸收的第一个环节,制造企业主要致力于对架构技术进行消化吸收,同时实现元件国产化和周边元件改进。这一阶段完结的标志、亦即后发制造企业掌握架构技术的标志是自主研制出同种异类结构产品。
虽然后发制造企业在引进复杂产品系统架构和核心元件技术的基础上获得了产品的制造能力,但迫于降低成本的需要、客户需求异质性和外部市场竞争等因素,企业不能仅仅停留在引进产品的制造上,还需要实现产品的持续创新。此时,虽然后发企业有意愿实现对架构和核心元件两种技术的快速消化吸收,但面对降低成本的压力和自身技术能力的限制,后发企业不得不选择首先实现零部件国产化;同时面对定制化的市场,企业还会在现有技术水平的基础上通过增加、完善或改进某些周边元件满足客户需求。对于复杂产品系统而言,零部件的替换或增加不仅涉及零部件本身,同时还涉及被替换的、增设的零部件与其他零部件之间的匹配问题,属于架构技术的范畴。因此从这个意义上说,零部件的替代或增设过程实际上也是后发企业对架构技术的消化吸收过程。综上,在引进架构和核心元件技术后,后发企业首先会在成本压力和客户需求导向的作用下进行架构技术的消化吸收。在第二阶段中,相对于第一阶段,测试技术将呈现纵深化发展特征。这是由元件国产化以及增加和改进元件引发的。为了保证这些元件的性能,企业必须对这些元件本身的性能进行测试。此外,为了保证装用这些元件的复杂产品系统的整体性能,企业还须对元件和架构的匹配性进行测试。
3.阶段三:架构技术与元件技术协同发展阶段的技术特征
在第三阶段,后发复杂产品系统制造企业在完成架构技术消化吸收的基础上将致力于核心元件技术的研发,同时还将持续对某些核心和周边元件进行持续改进或客户导向的增设。核心元件研制的成功也将推动复杂产品系统的升级换代,最终形成架构技术与元件技术协同发展的局面。
在消化吸收架构技术的基础上,为了能够实现“自主”、掌握核心技术、实现复杂产品系统的升级换代,后发企业将致力于核心元件技术的研发。对核心元件技术的研发可以采取合作研发、引进消化吸收再创新和集成创新等多种模式。合作研发能够有效利用企业自身对引进核心元件的理解,通过第三方技术支持,研制出相同或类似的核心元件。对核心元件的引进消化吸收再创新则是依靠企业自身的力量,在核心元件的使用、问题查找和修理过程中积累经验,逐步掌握其结构、特性和工作原理等,完成元件研制。集成创新是后发企业在掌握核心元件结构和工作原理等的基础上,通过购买核心元件的部件进行集成,完成核心元件的研制工作。在研制核心元件的同时,在这一阶段中,后发企业还会根据客户需求和复杂产品系统应用过程中暴露出的问题对元件进行改进。在研制核心元件以及元件改进的同时,由于已经掌握了架构技术,后发企业能够顺利地将新的元件技术与架构技术相结合,研制升级的复杂产品系统,最终实现架构技术与元件技术的协同发展。在这一阶段中,由于技术和产品的发展涉及核心元件和周边元件性能以及元件与架构技术的匹配性问题,后发企业需要对元件技术和元件与架构技术匹配性进行测试。由于核心元件技术对后发企业而言多是新型技术,因此较第二阶段而言,该阶段测试技术的特征将表现出更为纵深化以及拓展化的特征。测试技术的纵深化发展旨在基于已有的测试技术对新研制和改进的元件,以及元件与架构的匹配性进行评估。而拓展化发展则是由后发企业现有的测试技术难以满足对新研制核心元件技术测试的需求,而需要构建或外包新的测试技术引起的。
五、结论、讨论与展望
1.研究结论与讨论
本研究旨在探讨后发复杂产品系统制造企业技术演化的特点和规律。通过对大机车八类复杂产品系统——240、280、270和265系列柴油机技术、交直流传动内燃机车技术、交流传动内燃机车技术、电力机车技术和城轨车辆技术发展历程的嵌入式单案例分析得出以下结论:首先,后发复杂产品系统制造企业的研发涉及架构技术、元件技术和测试技术;其次,随着企业发展不同类型技术表现出不同的演化特征,其中架构技术的演化表现为“引进→消化吸收→系列化”,元件技术的演化表现为“引进→国产化与周边元件改进→核心元件研发与元件改进”,测试技术的演化表现为“匹配性测试→周边元件性能与匹配性测试→元件性能与匹配性测试”,并且测试技术是架构技术与元件技术的联接纽带。
与后发“简单”产品制造企业相比,后发复杂产品系统制造企业的技术演化表现出如下异质性特征:
(1)架构技术复杂,国产化和元件改进能够有效促进架构技术的消化吸收,并且在后发企业的“自主”研发方面发挥了至关重要的作用。对于“简单”产品制造企业而言,架构技术较为简单,能够较为容易地在装配过程中通过“干中学”的方式获得。[22]但是对于复杂产品系统制造企业而言,架构技术具有复杂性的特征,是后发企业掌握复杂产品系统技术的重点和难点之一。仅仅局限于对引进的复杂产品系统的装配难以促进对架构技术的消化吸收,而通过元件国产化、改进与增设的实施能够有效加速实现后发企业对架构技术的消化吸收。此外,架构技术是后发企业实现“自主”研发的基础,只有掌握了架构技术才能实现降低成本和满足客户定制化需求的目的,从而在占领市场的同时有余力进行核心元件技术的研发。
(2)测试技术是联接架构技术和元件技术的纽带,在后发企业的技术发展中发挥了重要作用。由于架构简单,测试技术对于“简单”产品制造企业的意义并不如对于复杂产品系统制造企业一样重要,两者在测试频率和范围等方面具有明显差异。测试技术对于后发复杂产品系统制造企业的重要性与架构技术的复杂性密切相关。由于架构技术具有复杂性特点,因此当后发企业进行国产化、元件改进、增设和替换时,需要不间断地测试元件与架构的匹配性。此外,对于改进的元件和新开发的元件还需要对元件的性能进行测试,以免影响复杂产品系统的整体性能。
(3)核心元件研发模式具有多样性特征。通常情况下,后发“简单”产品制造企业往往倾向于采取自主研发的模式、完全依靠自身的力量突破核心关键技术,[22]以获得竞争优势。而对于复杂产品系统制造企业而言,每一个核心元件都相当于一个“简单”产品、甚至是复杂产品系统。虽然有一些核心元件能够完全依靠自主研发实现突破和创新,但鉴于研究资源的有限性,仍会有部分元件需要通过合作研发和集成的方式实现突破和创新。通过合作研发和集成创新,后发企业一方面可以利用自身在技术和产品引进和消化吸收进程中积累的技术和经验;另一方面还能有效利用外部的技术或产品优势,加速和优化核心元件技术创新。
2.研究贡献与展望
本文的研究贡献主要体现在如下三方面:(1)以后发复杂产品系统制造企业的技术发展过程为研究对象,揭示了一些后发复杂产品系统制造企业技术演化的特点和规律,探讨了后发企业的研发技术体系,分析了架构技术、元件技术和测试技术演化的特点和规律,并通过与后发“简单”产品制造企业技术演化理论的对比得出了后发复杂产品系统制造企业架构技术、测试技术和核心元件技术的异质性特征;(2)通过对大机车八类复杂产品系统技术发展历程的扎根分析,发现了复杂产品系统制造企业技术体系中的一种新技术类型——测试技术,形成了对复杂产品系统技术体系的补充和完善;(3)大机车复杂产品系统技术发展历程的案例为其它后发企业的技术发展提供了可供参考的模板,本研究提出的后发复杂产品系统制造企业的技术演化理论框架也能为后发企业制定技术战略提供一定的理论指导。
本文的研究思路是通过对大机车复杂产品系统技术发展历程的探索性案例研究发掘一些基于事实的、关于后发复杂产品系统制造企业技术演化的特点和规律;然后在基于事实的理论(Substantive Theory)的基础上提出相应的正式理论(Formal Theory)。[28]然而,由于研究时间和精力的限制,案例研究小组没能进一步选取其它更多类型的后发复杂产品系统制造企业的案例、拓展基于事实的理论的普适性,而是直接从基于事实的理论跨越到正式理论层面。这种直接跨越难免限制了研究结论的普适性,我们将在今后的研究中进行补充和完善,相信通过更多类型案例样本的选择和研究能够有效改进和完善本文提出的关于后发复杂产品系统制造企业技术演化路径的一些结论。
注释:
①后发复杂产品系统制造企业的技术体系由制造技术和产品研发的相关技术构成。鉴于复杂产品系统制造企业关注产品的研发,而非制造技术的研发,通常采用外购形式获取相关的制造技术。因此,本研究聚焦于后发复杂产品系统制造企业的研发及其中所涉及的技术。
②机车是牵引或推送铁路车辆运行、而本身不装载营运载荷的自推进车辆,俗称火车头。
③经过访谈和专家咨询,认为大机车第一阶段——架构与核心元件技术引进完成的标志是样机制造完成;第二阶段——架构技术消化吸收与周边元件技术发展的完成标志是基于引进技术研制出首台异类结构产品;第三阶段——架构技术与核心元件技术协同发展的标志是研制核心部件,并且当企业将核心部件应用于新型复杂产品系统时则可认为进入第三阶段后期。
④大机车电力机车在第二阶段中并没有研制出其它基于和谐D3型电力机车的异类结构产品,而是经过国产化过程,直接进入第三阶段,研制成功世界上牵引功率最大、最先进的9600千瓦电力机车。访谈中,大机车技术人员表示,电力机车与内燃机车在架构技术上具有很强的通用性,因此对电力机车架构技术的消化吸收较为容易。
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