神經網絡在新產品開發與企業Ｒ＆Ｄ活動中的應用

摘要：新產品的開發是企業尋求技術創新的重要環節之一，是企業賴以生存與發展的關鍵所在。企業之間的競爭歸根到底還是產品的競爭，企業的經濟效益主要來自本企業有競爭力的核心產品。因此企業在經營上如要獲得成功，并實現經濟效益的持續增長，就必須開發出具有競爭力的新產品。而且通常企業的新產品開發項目不只一個，如何進行新產品開發項目的刪選是企業研發初期的重點，文章通過使用人工神經網絡的方法對新產品開發項目進行預測性的選擇，以便將來開發出的新產品能夠成功的進入市場，給企業帶來良好的經濟效益。

關鍵詞：技術創新；新產品開發；RD；人工神經網絡；項目選擇

一、 引言

在競爭激烈的市場經濟時代，新產品的成功開發是企業求得生存與發展的關鍵。現代社會中，企業彼此之間的競爭歸根到底還是產品的競爭，企業的經濟效益主要來自本企業有足夠競爭力的產品。一個企業在經營上要獲得成功，要實現經濟效益快速和持續的增長，就必須不斷開發出能夠滿足廣大用戶或消費者所需要的新產品。因此企業RD活動與新產品的開發是非常重要的，這些都直接影響著企業未來開發出的新產品能否成功進入市場，能否贏得消費者的青睞，能否從其他企業的同類產品中脫影而出，從而給本企業帶來更大的經濟效應。如今很多企業已經意識到這一點的重要性，于是越來越多的新產品被開發出來進入相關市場領域。然而不是每個新產品一進入市場就一定能夠取得預想的效果，最終獲得成功。他們往往受到許多方面的牽制，從而達不到企業所期望的結果。因此，要認真對待新產品的開發過程和企業RD活動，不能盲目的開發新產品。針對許多新產品的構思要仔細斟酌，形成的新產品開發項目要經過必要的選擇，最后得出那些以后可能給企業帶來預期效果的產品開發項目，再進行后續的研制與開發。本文將通過介紹一種新的方法——人工神經網絡方法來對新產品開發項目進行選擇，到底哪些項目適合繼續開發，這也為企業的決策人員提供了一個有別于傳統預測的新方法。

二、 新產品開發所涉及的相關問題

1． 新產品開發與企業RD活動。新產品的開發對企業至關重要，企業生存和發展的關鍵就是如何開發出新的產品，企業RD活動便在這個問題中顯得非常重要。RD是指科學研究與試驗發展，是指在科學技術領域，為增加各方面知識的總量、以及運用這些知識與技術去創造新的應用，從而進行全面而又系統的創造活動。企業RD包括基礎研究、應用研究、試驗發展三個階段，在企業新產品開發中具有舉足輕重的地位。新產品與過去研制的舊產品相比，在產品的功能結構、性能、材料、技術、工藝特征等某一方面或幾個方面都有明顯的改進、提高或創新，而且能夠充分體現新產品技術上的先進性和經濟上的合理性。雖然目前國內外學者對新產品開發某些環節和階段的劃分有著各自不同的觀點，但不管學者們如何劃分，新產品開發過程中都有RD活動的內容，這一點是不可避免而且必須涉及到的。就一般而言，新產品的形成過程主要包括以下幾個階段：構思的產生、基礎研究、應用研究、開發、大規模生產和試驗、商業化生產。其中第2、3、4三個階段就是RD活動。由此可見， RD活動是新產品開發過程中的重要內容，且是新產品開發過程中的重要環節。

新產品開發與企業RD活動的關系密切，企業RD活動對企業新產品開發有著不可替代的作用，而新產品開發對企業RD活動也有著重要影響。簡單的說可以概括為以下幾點：（1）企業RD活動為新產品開發提供前端技術和有效保障；（2）企業RD活動的層次決定了企業新產品的競爭力、生命力和RD收益率；（3）企業開發出新產品的數量決定了企業RD活動的頻率；（4）企業新產品開發周期的長短決定企業RD活動的速度；（5）企業新產品開發的模式決定了企業RD研究的廣度和深度。由此可見，企業是不能把新產品開發與RD活動分割開來，只有對他們加以足夠的重視才能開發出具有預期效果和滿意的新產品，以便日后成功進入市場取得比較好的經濟效益。

2． 新產品開發項目的選擇。一般說來，企業開發一個新產品主要經歷三個階段：（1）新產品構思的形成；（2）對構思的計劃和研究；（3）進行產品研制。新產品開發項目便在前兩個階段中形成。而這整個過程又與RD活動相關。

新產品開發首先要有計劃，研發人員對此計劃要進行全面、系統的研究與討論。企業應該指明什么樣的產品和其相關的市場需要被著重強調。對新產品要制定相應的目標，并把所有的資源分配到新產品開發的過程中。幾個構思便產生在這個階段。

下個階段的目的是，進行新產品開發項目的選擇，這是為了使企業只追求那些有利可圖的產品。基于以下的這幾種原因，有些開發新產品的計劃將不能實施：（1）技術上的不可行性；（2）沒有收益效果的；（3）缺乏足夠的體積位勢；（4）企業目標和策略的不相容性；

給定了一個企業的行銷和產品目標，內部與外部的約束，就只能開發出少數新產品項目，選擇適當的新產品項目并進行開發，而那些不被看好的項目就選擇放棄。在此過程的后個階段，新產品開發的成本也會有著顯著的增加。因此，對于評估和選擇這些新產品項目，是至關重要的。接下來本文將介紹一種神經網絡方法，用它來評價新產品開發的重要級別，從而選擇合適的新產品項目進行開發。

三、 神經網絡方法

1． 神經網絡的介紹。人工神經網絡是對人腦功能作某種簡化、抽象和模擬，高度復雜、非線性動力學系統，它具有學習、記憶、聯想、歸納、概括和抽取、容錯以及自學自適應的能力。其結構的產生是來自于人腦模式的靈感，人腦的強大的處理功能是基于它的高度連接和平行的結構。人工神經網絡也就是利用人腦的這種處理機制和能力的相關知識來設計的。反向傳播神經網絡是一個多層前饋神經網絡，簡稱BP網絡。典型的BP網絡具有三層結構，即輸入層、隱含層和輸出層（其結構如圖1所示）。輸入層包含自變量，隱藏層包含處理個體（通常被稱為隱藏節點），輸出層包含因變量。各層之間通過權值的聯系而連接起來。BP網絡的學習過程是由正向傳播和反向傳播兩部分組成的。

2． 神經網絡的應用。人工神經網絡已經被認為是用來做預測的一種有效方法。正如上文所提到的，每一個需要經過訓練的神經網絡都由輸入層，隱藏層和輸出層組成。本文所提出的神經網絡輸入層由15個節點組成。每個節點都有自己的意義：一個現有的產品線；技術上的可行性；資源的可用性；市場規模；市場趨勢；市場穩定性；競爭；進入的壁壘；產品信譽；產品活力；價格活力；交易活力；提升空間；投資數量和利率。隱藏層包含9個節點。輸出層有5個節點，分別代表每個級別成功的可能性。

本文用1到5個等級來描述新產品成功開發和進入的影響程度。在訓練神經網絡的過程中，對各變量進行賦值，基于對15個因素的價值來確定新產品構思成功的級別。新產品開發項目的成功級別分成5個級別，用值1，2，3，4，5來表示（如輸出節點）。值越大，新產品開發項目完成的可能性就越大。

針對每個新產品開發項目的15種因素來訓練神經網絡。使用的是神經網絡個人電腦工具的反向傳播模型。所有的訓練過程都可以在電腦上完成。在訓練的階段，向前輸出狀態是由反向誤差傳播和權的調整結合考慮的。這兩部分都表現了網絡的學習和訓練。最初用250個數據裝置來訓練學習系統。接著用另外100個數據裝置來測試。其結果表明誤差率小于3%。

通過對神經網絡的訓練，得出相應的輸出，從而得到每個新產品開發項目的成功級別，值大的項目成功可能性就高，因此就選擇可能成功的新產品開發項目進行后續的研發工作。

四、 結論

本文介紹了新產品開發和企業RD活動對企業的重要性，并且針對新產品開發過程中所涉及到的如何選擇新產品開發項目進行了討論，最后提出了一個選擇開發新產品項目的方法——人工神經網絡方法。通過訓練好的神經網絡來評估和預測哪些新產品開發項目成功的可能性較高，從而使開發出的新產品更容易打入市場，贏得消費者的青睞。這樣使企業也不用多走彎路，縮短研發時間和節約相應的開發成本，也使企業開發出來的新產品更具競爭力，最終給企業帶來理想的收益。當把此方法與目前使用的其他方法做比較時，比如層次分析法，收益貢獻方法，財政收益模型，市場調研方法等，神經網絡方法在以下幾個方面表現出更多的優點。（1）自動評估系統：在訓練完畢后，不需要專家的實際參與就可以重復決策過程。（2）適應性調整：神經網絡提供了一個連續更新的機制，在變化的商業環境中不斷改進此類模型。（3）無需數學公式：為了代表決策系統，神經網絡不需要使用數學公式。當然，在使用輸入—輸出函數時也沒有嚴格的限制。（4）如果當新產品開發項目中存在互相依賴的關系時，為了分配企業有限的財政資源，可以通過神經網絡的結果，結合運用其他方法來解決。

參考文獻：

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2．蔣宗禮．人工神經網絡導論．北京：高等教育出版社，2001．

3．李慎恒．新產品開發涉及企業的生存．經濟師，2002，（9）．

4．Thieme，R．Jeffrey and Song，Michael．Artificial Neural Network Decision Support Systems for New Product Development Project Selection．Journal of Marketing Research（JMR），)2000，（11）．

作者簡介：董景榮，重慶師范大學經濟與管理學院院長、教授、博士生導師；王俊，重慶師范大學經濟與管理學院管理科學與工程專業研究生。

收稿日期：2007-05-05。