中国高铁破坏性创新路径探析，本文主要内容关键词为：探析论文,破坏性论文,中国论文,路径论文,高铁论文，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。
文章编号：1000～2995(2015)10～008～0077 1 引言 随着经济全球一体化的加深，技术创新周期以及行业发展过程大大缩短，企业之间的竞争焦点由产品转变为以知识为基础的技术竞争。技术创新环境的改变导致新的创新模式不断地被提出。Freeman[1]从创新程度角度，将创新模式划分为渐进性创新、根本性创新、技术系统的变革、技术经济范式的变更；基于同样的视角，Bower and Christensen[2]提出了破坏式创新理论，他们认为创新应该被划分为维持性创新和破坏式创新。从创新活动的角度，March[3]将创新划分为探索性创新和应用性创新。1998年，哈佛大学教授MarcoIansiti[4]首次提出集成创新概念。源于“技术集成”(Technology Integration)理念的集成创新认为，整体的功能大于个体和部分，强调各要素之间的关联性和整体性。Chesbrough[5]于2003年首次提出了开放式创新的概念，指出在这种创新范式下，企业能够并且应该利用外部和内部的创意和商业化途径实现技术进步。2006年美国麻省理工学院斯隆中心的研究员Peter Gloor[6]提出了协同创新的概念，他将其定义为“由自我激励的人员所组成的网络小组形成集体愿景，借助网络交流思路、信息及工作状况，合作实现共同的目标。” 根据Christensen的定义，破坏性创新是指通过开发新市场或提供新的功能来重塑现有市场；维持性创新则是对现有市场上主流客户的需求不断进行产品的改进和完善[8]。对于破坏性创新的发生主体，学者们通常认为，相较于传统企业，因为新入企业规模小、历史短以及进入现有价值网络和技术范式存在较大的局限性，从而更容易发生破坏性创新[9，10]。破坏性创新的特征在于：(1)破坏性创新具有相对性，破坏是相对于现有的主流技术、主流客户和相关企业而言的，对某企业来说具有维持性特性，但是对其它企业而言则是破坏性的[11]；(2)破坏是一个过程，会对现有市场产生重大影响，但是不一定完全替代现有产品[12]。现有研究对破坏性创新的技术特征和技术发展流变的总结不足，且在破坏性作用发生机理中，对政府政策和政府参与作用不明确。本文的发现，补充了破坏性创新的理论，即在市场竞争之外的政府力量也可以诱发破坏性创新。 高铁作为国家重点发展的战略新兴产业，对其创新模式和路径的探索可以更好地进行行业预测和展望。高铁的出现对既有交通市场产生了破坏性的影响，中国高铁是否属于破坏性创新有待研究。本文拟通过案例和历史比较分析方法，总结出破坏性创新的技术特征和技术流变轨迹，结合中国高铁的创新背景，揭示中国高铁技术的破坏性创新属性和过程。中国高铁破坏性创新的路径阐释体现了政府的政策引导、资金扶持等方面的重大作用，为政府参与破坏性创新提供了研究范本。 2 研究方法 Tellis(2006)认为Christensen对破坏性创新的定义缺乏可测量性和预测性，他的理论表明“破坏性技术最终会替代现有技术”，但是这个结果只有事后才能确定。但是对于新技术的研发者和主流市场的领导者来说，提前评估该技术在什么范围内会成为破坏性技术是非常重要的。事前的预测有助于双方制定和调整的他们的商业模式[12]。有学者承认破坏性创新的重要性，但是他认为Christensen理论的缺陷在于，没有提出衡量破坏性创新的标准。他将破坏性创新技术定义为“通过改变性能来改变企业竞争基础的技术”。依照他的定义，仍然难以明确一项技术是否属于破坏性创新的技术[13]。对破坏性创新理论的最新补充来自于Gilbert[14]，他对破坏性创新的定义是“一项技术出乎意料地代替了现有技术”。Gilbert的贡献在于他提出了破坏性创新的一个特点在于，破坏性创新的出现是意外且对现有技术有非常重大影响的。但是，他还是没有提出一个判断破坏性创新的标准。 可见，上述研究缺乏破坏性创新的判定标准和测量方法。国内有学者通过案例分析分析了平板电脑和山寨手机的破坏性创新兴起原因和过程，但是他们没有对破坏性创新的特征进行归纳分析[15，16]。国外有学者梳理历史上已经成功的破坏性创新案例，通过对比分析的方法，证明电动汽车和燃料电池汽车都可以被列入破坏性创新技术的范围[17]。在缺乏特定的评判标准和数据支撑的环境下，案例和历史对比分析法显然是一个可操作且具有说服力的研究方法。 破坏性创新技术成功案例的总结和归纳(如表1)是获取破坏性创新技术特征的基础和依据。
依据上述五个成功的案例，从技术维度和市场效应维度，可以归纳出破坏性创新技术的特性。技术维度通过产品本身的质量和附加值来体现，市场效应则由产品成本或价格以及市场占有情况来反映。从上述两个角度总结破坏性创新的特征：(1)破坏性技术出现之初，虽然其质量的稳定性差于传统技术，但是存在着消费者所期待的特定附加价值；(2)破坏是一个过程，不一定替代现有产品，通常是从填补市场缺口的状态，慢慢渗入主流消费群体。 从技术成熟度维度和市场效应维度，还可以归纳出破坏性创新技术的流变轨迹(如图1)。技术成熟维度通过产品本身的质量和附加值来体现，市场效应则由产品成本或价格以及市场占有情况来反映。新技术对传统技术的破坏不是一蹴而就的，都是经历了市场渗透、市场扩张和巩固过程，伴随着技术成熟度的不断增强，新技术的破坏力度逐渐加大，直至最终彻底破坏并取代传统技术或产品。
图1 破坏性创新技术流变过程 Figure 1 The rheological process of disruptive innovation technology 新技术出现的初期，由于成熟度较低，质量和性能不稳定，只能在市场的夹缝中求得生存，慢慢进行市场的渗透。这一时期，新技术对传统技术的破坏性非常小。随着新技术成熟度的增强，传统技术的市场开始受到冲击，新技术开始扩张其市场份额，这个阶段，新技术的破坏性增强。例如，数码相机1991年刚问世时像素只有40万，这意味着它的成像质量很低，能满足的消费人群和市场非常小。随着利基市场的渗透，数码相机最终克服像素问题，使之不再是消费者的顾虑，它的用户越来越多，市场份额开始持续扩张。新技术达到高技术成熟度和高市场效应的时候，其破坏性是最大的，基本已经彻底破坏并取代传统技术。破坏性技术只有在进入大众市场时才能对传统技术产生最大的破坏，但是在这之前，它必须先占领利基和中观层面的市场。蒸汽轮船最开始的时候并不是在收益最好的远洋航线上行驶，而是在帆船运行效率低下的内陆水域运行。换句话说，蒸汽轮船初时只能在“最坏”的市场上与帆船竞争，随着产品性能的改进和消费者的增加，才最终完全取代了帆船。 3 中国高铁创新模式分析 国内已有学者将破坏性创新理论用于企业及行业的实际案例分析中。例如，基于破坏性创新理论探索平板电脑兴起的原因[22]，基于金字塔底层(BOP)市场，分析山寨手机的破坏式创新[23]。与这两个行业不同，中国高铁的特殊之处在于，它所处的市场并非完全竞争的市场，了解其创新模式及形成机理，有助于了解整个行业的创新规律，为企业战略的制定提供参考作用。 对于中国高铁的研究，国内学者的研究多涉及专业技术的分析和介绍、基于专利数据的创新进展分析[24，25]以及产业政策分析[26]。关于高铁创新模式，各界提到最多的是自主创新，但是没有学者对其进行系统研究。笔者认为，各种创新模式的概念本就有互相承袭和交叉的特点，因此特定技术的创新模式并不是绝对单一的。自主创新仅从技术本身这一个维度，强调学习的过程。相较自主创新，破坏性创新理论不但揭示技术发展的过程，还能从市场效应的角度描述技术发展的结果，向企业和政府展示一个多维的行业蓝图，从而为企业的战略决策和政府决政策制定提供一定的参考。基于破坏性创新理论，本文将从技术和市场两个维度探讨中国高铁的创新模式。 3.1 技术维度分析 从中国高铁的发展历程看，高速铁路的发展大概经历了三个阶段(见图2)。1992～2004年，中国自主研发出了电力动车组“大白鲨”、“先锋号”、“中华之星”、“长白山号”，这个时期列车研发投入高，存在着行车速度受限、安全性能差等问题。2004～2006年，通过引进包括加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子在内的国外四大企业的高速列车技术，我国开始了高速列车的引进、消化和吸收进程，产品时速和安全性能等问题得以改进。2007至今，在引进吸收和消化的基础上，产生了“和谐号”众多车型，随着我国高速列车的再创新，规模生产效应导致产品研发和生产成本降低，性能逐渐稳定。
图2 中国高铁发展历程 Figure 2 The process of China’s high-speed rail development 中国高铁技术发展到今天，经历了许多艰难的历程，跟上述破坏性技术一样，初期质量和性能不稳定，仅在极少的线路上运行。随着国家研发投入的不断增加，企业和相关研发机构的创新能力得到大幅，技术成熟度不断增强。 3.2 市场效应维度分析 相较于维持性创新，破坏性创新的特点之一在于，新产品能适应客户新的价值衡量标准，将潜在消费群体吸引到新的市场网络中。新技术最初不会正面侵犯主流市场，但是随着产品的改进，能让消费者逐渐脱离原来的价值网络，进入新市场。现代旅客运输方式包括高速公路、普通铁路、高速铁路和民航。每种运输工具的功能都是使人发生空间位移，功能上的替代关系导致了不同运输方式之间的竞争。 在运输市场上有这样一类消费人群，他们对交通工具的速度、便捷性和安全性有较高的要求，而现有的运输工具中，没有能符合这个需求的产品。例如，对于许多企业或政府普通公务人员来说，在一定的旅程范围以内，普通铁路虽然价格经济且安全性较高，但是较少的车次和较慢的速度使他们很难接受这一出行方式。这一类的消费人群渴望在保证安全性的前提下，能出现较快行驶速度的运输方式。这样的消费愿景是新市场破坏发生的条件。在政府的主导和支持下，随着新的高速线路的建设，2009～2013年我国高速铁路运营里程持续增加。中国已有294个高铁站，覆盖28个省区。2008年8月1日正式投入运营的京津城际铁路是我国高速铁路的开端。截至2013年底，我国高速铁路的运营总里程达11028公里。
图3 2009～2013年中国高速铁路运营里程(单位：公里) Figure 3 The operating distance of China’s high-speed rail in 2009～2013(Unit：km) 在一定的距离以内，相较于其它运输方式，高速铁路在旅行时间、安全性、舒适性和环保性等方面具有明显优势，因此成功抢占了较大份额的运输市场。高铁的票价虽然比普通铁路高出较多，但是其快速和舒适的附加优势弥补了价格上的劣势，满足了大批潜在消费人群的需求。 高速铁路的研究开发和推广，满足了特定的市场需求，相对于其它运输方式，具有明显的高速、便捷和舒适等优势。根据我国高速铁路技术发展历程和市场扩散速度，可以描述出我国高速铁路破坏性创新的大概过程(如图4)。
图4 我国高速铁路技术破坏性创新过程 Figure 4 The disruptive innovation process of China’s high-speed rail 上图的A点至B点，是我国高速铁路技术发展较为艰难点阶段。自1992～2006年，我国高速铁路经历了完全自主研发和引进消化吸收国外技术的过程。引进国外技术以后，通过消化吸收以及再创新，我国高铁技术的取得较大的进展，市场效应随之扩张。2007年至现在，我国开始强调完全的自主创新和产品的国产化，在政府的大力支持下，技术的国产化率不断提高，产品的生产成本越来越低，市场效应越来越好。C点至D点是我国高速铁路技术发展路线的预测。技术水平累积到一定到程度以后，提高幅度会减缓，市场效应开始显著增强，企业开始注重市场的扩张和巩固。 综合两个维度的分析结果，发现我国高铁符合破坏性创新技术的两个特征：在技术出现初期，质量低、市场小(仅在极少的路段行驶)，但有舒适、便捷的附加价值；价格高，然而随着性能的提升，成本得以降低，市场逐步扩大。我国政府的研发支持和政策引导是高铁迅速发展的重要驱动，也是高铁形成破坏性创新的重要原因。中国高铁破坏性创新的路径阐释也将基于政府政策引导和资助扶持这两个重要支撑。 4 政府作用机理下的中国高铁破坏性创新路径 已有的破坏性创新研究通常聚焦在企业和市场层面，较少有研究涉及到政府层面。破坏性创新较多发生在小企业以及自由竞争的市场，本文的不同在于，以高铁为例，探索大企业的破坏性创新及政府在其中的主导作用。高铁作为基础设施，同时也是我国战略新兴产业之一，其研发创新获得了政府的较大支持。我国高铁整车制造企业是国有企业，企业发挥主观能动作用的同时，政府在整个高速列车行业的发展和创新过程中起到了主导作用。从技术引进到行业发展规划、从资助研发到集中控制市场，政府的政策引导和资金扶持是中国高速列车发展速度远快于其它国家的重要和特殊的原因。
图5 我国高速铁路技术破坏性创新路径 Figure 5 The disruptive innovation path of China’s high-speed rail 如图5所示，政府的政策引导和资助促成了中国高铁行业和企业从学习向创造的转变，自主创新能力的提升，保证了新技术或产品的形成并逐步替代传统技术或产品，最终实现高铁的破坏性创新。 4.1 政府的政策引导 2010年10月国务院颁发《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，提出大力发展轨道交通设备。随着《铁路“十二五”节能规划》、《国家铁路“十二五”发展规划》、《轨道交通装备产业十二五发展规划》等政策的实施，政府在高铁技术的整个引进消化吸收和再创新过程中，体现了重要的主导和协调作用。2004～2006年，铁道部(2013年3月改名为中国铁路总公司)组织了南北车与川崎重工、阿尔斯通、庞巴迪和西门子的技术引进谈判。高铁由动车组的车体、转向架、牵引控制、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、制动系统、列车网络控制系统、动车组系统集成技术，9大关键技术和系统配套技术构成。相关企业和研发机构在政府的协调和安排下，开展各自的研发活动。
图6 政府在高铁技术创新中的作用 Figure 6 The role of Chinese government in high-speed rail’s disruptive innovation 4.2 政府对高校及研究机构高铁基础研发的支持 通过国家自然科学基金，我国高校自2003～2013年间，就高铁项目共获得3.15亿的研发资助(图7)。其中，西南交通大学、北京交通大学、中南大学和清华大学，在高铁基础研发上占据重要优势。 通过整理2003～2013年高铁自然科学基金项目的数据发现，自2008年国家的研发投入开始明显上升。这一年正是我国引进消化吸收国外高铁技术的开始，而高校在引进消化吸收中的作用是不容忽视的。我国政府显然早已意识到高校是技术创新发展的主要力量，而其资金上的支持，为高铁基础理论的发展和创新提供了必需的条件。
图7 2003～2013年我国高校高铁项目所获自科基金资助费用 Figure 7 The National Nature Science Foundation funds obtained by universities for high-speed rail project in 2003～2013 数据来源：笔者查阅国家自然科学基金委员会网站统计所得。 4.3 政府对企业技术研发和创新的支持 我国政府通过国家科技计划①对高铁技术的关键领域进行科研项目的布局。仅“十一五”期间，国家共投入了22亿作为高铁技术的研发基金。中国南车集团和中国北车集团作为创新主体，联合西南交通大学、北京交通大学、中南大学等高校和科研机构，形成了一个庞大的创新网络。中国南车和北车在高铁领域的创新取得了较大进展，动车组营业收入占两个企业总营业收入的比重逐年增加。专利数据可以客观地反映企业的创新活动及成果，虽然有其局限性，但是专利仍是常用的创新活动测量指标。本文利用中国知识产权网专利信息平台检索了南北车总的专利概况。以申请人作为检索条件，分别统计了两个公司历年在中国的专利量和技术构成。截至2014年12月中，南车国内专利申请总量为11074件，其中实用新型专利6958件，发明专利3526件。北车国内专利申请总量为6331件，其中实用新型专利3696件，发明专利2390件。
图8 2000～2014年南北车中国专利申请量 Figure 8 The patent applications of CSR and CNR in 2000～2014 (数据来源：中国知识产权网专利信息平台) 图8描述了2000～2014年南北车国内专利申请量的变化趋势，由于专利申请的公开有至多18个月的滞后，所以2013和2014年的数据存在不完整的问题。两公司创新活动的上升期开始于2006年，2008年以后增长趋势非常明显。这与我国政府对高铁领域的研发投入趋势是相符的，可以大概反映政府的研发资助对高铁企业的创新活动是存在正相关关系的。 5 结论 现有破坏性创新研究通常聚焦在小企业和市场层面，较少有研究涉及到大企业的破坏性创新以及政府的作用。根据现有研究的结果，破坏性创新较多发生在小企业以及自由竞争的市场。本文以高铁技术为例，探索大企业的破坏性创新，发现大企业也能实现破坏性创新，但是政府在其中起着非常重要的主导作用。通过列举和总结成功的破坏性创新技术的共同特点，本文发现中国高铁技术的创新符合破坏性创新的特征。政府通过对中国高铁发展的整体协调和引导、对高校高铁基础研究和企业研发的支持，突出了其在中国高铁的破坏性创新过程中所担任的重要角色和发挥的不可忽视的作用。基于上述政府的破坏性创新驱动作用，中国高铁破坏性创新的路径得以阐释。因此，在破坏性创新的研究中，加入政府和政策因素分析是必要的。此外，未来在对中国高铁技术创新的研究中，可以增加实证分析的内容，作为本文的进一步研究方向。 注释： ①关于高铁技术的国科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863计划)和基础研究(973计划)。
标签：高速铁路论文; 空间维度论文;
