創新過程技術間斷及其跨越的結構模型

劉建國

(洛陽師范學院商學院，河南 洛陽 471022)

技術間斷是技術躍遷過程中出現的不連續現象，它將技術創新劃分為非突破性改進期和突破性創新期，并隨創新能力不同而成為技術跨越的路徑障礙。目前對技術創新及其間斷的研究主要是從技術生命周期、技術范式轉換、技術軌道發展、技術創新流等方面展開，但這些理論大多是從產業技術追趕層面或是從國家技術競爭層面提出技術跨越的路徑形成，而對技術間斷點及其微觀機理的研究較少。技術創新是一個非線性的變革過程，無論是順軌型技術跨越還是跨軌型技術跨越，技術發展都經歷了一個從舊技術平臺到新技術平臺的躍遷過程，在時間或空間轉移中都存在一個間斷點，它是企業突破技術發展瓶頸、成功實現技術轉型的關鍵分界點，對這一問題的研究將有助于辨識企業在技術發展過程中技術間斷的形成，理解和面對技術間斷的挑戰，并從組織能力上尋找跨越間斷點的政策和途徑。

1 技術創新間斷性及其跨越的結構模型

技術創新間斷性最早出現在對技術生命周期演化的研究中。Posner在突破性技術創新理論中認為，“技術演化存在兩個不同的技術形態，技術跨越的前后兩個技術形態之間聯系疏松，是以間斷性為主要特征的”［1］。Jenkins進一步把這種特征描述為“技術斷層”，認為“技術斷層”形成了非連續創新的“技術間斷”［2］。技術間斷性也在其他學者的理論中得到了描述，并以技術生命周期替代、技術范式轉換、技術軌道突破、機會窗口等形式出現，在這些理論中，技術間斷主要被當做新舊技術的分界點或技術突破的臨界點。

Tushman分析了技術呈S曲線運動軌跡的演變過程，認為新技術產生于技術非連續狀態，當發展到一定階段就會被創新打斷從而推動產業技術質變發展，因此，技術周期的演變就是新技術范式吸納舊技術范式的有利因素，并不斷削弱舊技術范式直至取而代之的范式轉換過程［3］。從本質上看，Tushman所說的范式轉換與技術間斷點的跨越并無不同，都表明了新技術替代舊技術的躍遷點或非線性的技術突破過程。

技術間斷點對后發企業具有重要意義，在很多情況下，前一個技術軌道上的領先企業的先占優勢往往會將其“鎖定”于舊有技術軌道上，陷于技術選擇陷阱，而這個間斷點對后發企業卻意味著突破現有技術約束，實現跨越式發展的機會，把握住這個機會，后發企業完全有可能實現技術的跳躍發展。

圖1 創新過程技術間斷及其跨越的結構模型

基于技術間斷的存在性，本文把技術創新分為“從產品創新到工藝創新”、“從組件創新到結構創新”、“從共性技術到核心技術”三個相關聯的過程，提出一個基于“創新過程—技術間斷—跨越障礙—主導能力”四個層次的技術創新結構模型 (見圖1)。與三個創新過程相關聯的技術斷層分別稱為工藝創新間斷點、結構創新間斷點和核心技術創新間斷點，其對應的跨越障礙主要表現為工程化水平、轉換成本與路徑依賴性、主導設計與技術鎖定，而工藝創新信息化能力、集成工藝平臺能力、產品平臺能力、資源柔性化能力、開拓性動力能力、界面組織能力則構成了突破技術間斷點的主導能力要素。

2 工藝創新間斷及其跨越

2.1 工藝創新間斷點

工藝創新間斷點是從產品創新到工藝創新的技術斷層和跨越障礙。產品創新是以產品技術為導向，通過改進部件、材料、結構或采用全新的技術獲得產品差異的創新活動。工藝創新是以工藝技術為導向，通過改善或變革產品的生產技術及流程而獲得產品質量、成本或性能差異的創新活動。雖然產品創新和工藝創新存在交互性和依賴性，但在技術發展過程中由于研發基礎、技術復雜性、技術吸收能力、技術交易渠道等不同，造成工藝創新和產品創新并不同步，甚至處于不同的發展軌道上:企業可能在產品創新上取得突破但卻止步于工藝創新上。研究表明，在大多數情況下，產品平臺的發展受工藝平臺的作用和制約更為明顯［4］。

技術演化的動態模型進一步揭示了從產品創新到工藝創新的間斷性 (見圖2)。在技術范式內部，存在著產品創新和工藝創新的不一致性，在技術創新的流動性階段，產品創新在前，工藝創新在后，企業技術創新的目標是產品創新而不是工藝創新;在技術創新的轉型階段，隨著主導設計的出現，會逐漸轉向工藝創新，此時企業競爭轉向以成本為導向的工藝創新競爭為主;在技術創新的固化階段，企業的目標是用更高效的手段生產固定的產品，產品越來越標準化，此時以工藝創新為主，產品創新為輔。產品創新和工藝創新在目標和強度上的差異，一方面導致產品技術和工藝技術沿著各自的技術軌道演化，另一方面由于它們演化的速率往往并不完全同步，使得在不同的時間點上，它們交替成為技術平臺演進的瓶頸［3］，從而產生工藝創新間斷性。

2.2 工藝創新間斷的跨越障礙:工程化水平

單純從技術角度而言，工藝創新間斷是由于工程化能力不足造成。廣義的工程化能力包括新材料、新工藝、新技術的應用能力，其核心是樣機的工程化實現與工藝創新能力。工程化能力決定著企業能否在后R＆D階段順利實現批量生產及持續改進等產業化技術條件，對工程化能力的忽視是很多產品停留在原理樣機或工程樣機階段而不能投入到批量生產，最終造成“R＆D邊際化”的重要原因［5］。

圖2 產品創新與工藝創新的動態過程模型

工程化水平決定著創新成果的轉化成本和效率。技術創新活動的完整創新鏈包括從基礎研究到工程化、再到產業化的完整過程中，資源的投入比例呈現出較強的線性增長趨勢，即創新成果轉化的成本大多花在創意物化及工程化階段［5］。較強的工程化能力是確保創新效率效果的基礎，工程化能力不足常常使研發或創新投入形成“無底洞”，讓投資者難下決心持續投入，最終使創新成果“湮滅”在創意階段。

2.3 工藝創新間斷跨越的主導能力

(1)工藝創新信息化能力。工藝創新信息化能力是指通過信息化手段，把軟裝備與技術設備等硬裝備，以及生產手段、生產流程等相融合，從而形成工藝創新平臺。信息化在促進工藝創新的信息搜集、工藝創新要素整合、生產方式轉變、工藝創新研發和技術知識轉化以及減少工藝創新風險等方面發揮著功能性作用，企業在進行工藝創新時，采用信息技術對生產要素進行融合，能夠有效縮短工藝創新間斷的跨越周期和成本，最終達到縮短創新活動研發時間、提高產品質量、滿足多樣化市場需求的目的。

(2)集成工藝創新平臺。對于技術創新的工藝化階段，現代計算機技術與制造技術的結合為產品創新及其工程化提供了有效的支撐平臺，如CAI、并行工程 (CE)、模塊化設計、CAX、成組技術等。CAI通過支持產品創新和工藝創新的計算機輔助創新平臺，為企業提供了新產品開發、工藝流程改進的結構化解決方案，使企業在優化產品設計的同時改進工藝質量;并行工程通過對產品及其相關過程進行并行、集成化的處理和系統優化，為企業提供了產品全壽命全周期一體化的設計方案，使產品在設計階段便具有良好的可制造性、可裝配性、可維護性等工藝特性。建立在現代工藝設計和先進制造技術基礎上的工程化能力是解決工藝創新間斷點的有效措施，企業應重視工程化能力的培育，完成從產品創新到工藝創新的跨越，實現“從創意向產品、從知識向價值”的轉變。

3 結構創新間斷及其跨越

3.1 結構創新間斷點

結構創新間斷點是從組件創新到結構創新的技術斷層和跨越障礙。對元件或其子系統的改進稱為組件創新，對界面的改進稱為結構創新。組件創新依賴于原有知識和技能的積累，創新模式以舊技術軌道內的線性創新為主;結構創新主要表現為如何整合產品部件的思維和能力，在知識結構上更多地表現為非線性的思維模式，在創新程度上也更難以突破原有的技術軌道。知識和創新內容的差異導致了從組件創新到結構創新產生技術間斷點，這類間斷點可以稱之為結構創新間斷點。

結構創新間斷點主要表現在從組件創新到結創新的代際差異上。Henderson認為，組件變化和結構變化導致了四種不同的創新模式［3］(見圖3)。在結構知識基本不變的情況下，組件的強化或改變產生漸進創新和模塊化產品，這兩種創新都是在現有產品基礎上的提高或改進，整體上并沒有突破原有產品的技術范式，仍屬于線性創新范疇;在結構聯結改變的情況下，組件的強化或改變導致產品結構改變或重大創新，這兩種形式都屬于突破性創新，所制造的產品用途、性能或特征與以往產品存在顯著差異。顯然，突破性創新只有在結構聯結改變的情形下才會發生，否則只能停留在線性創新范疇內，也就是說，從組件創新到結構創新存在一個技術躍遷的斷層，需要跨越二類創新的技術間斷點才能完成產品的代際轉換。

3.2 結構創新間斷的跨越障礙:轉換成本與路徑依賴

圖3 Henderson-Clark創新模型:組件創新與結構創新

在結構創新等替代型技術創新中，轉換成本被認為是結構創新失敗的主要原因［2］。在企業技術發展過程中，如果沿著某一技術軌道進行了大量投資，那么在跨越技術間斷點時，由于在內部已經形成了一套成熟的規范、工藝和內部價值網絡，轉換至其他類別的技術體系將會帶來巨大的沉沒成本，因此，企業對新技術的發展天然地有一種創新抵制，造成企業對技術間斷點的跨越變得非常困難。轉換成本主要表現為有形資產的提前報廢損失、停產減產損失、自我替代損失、員工的結構性過剩以及技術配套體系失效等［6］。從資產和技術配套體系失效程度以及規模經濟和學習效應來看，結構創新比組件創新的技術轉換成本要高，相應地其技術間斷點更難以跨越。

轉換成本的影響表現在對創新活動產生強烈的路徑依賴性:企業傾向于在舊技術范式內沿著成熟的技術軌道運營，以取得基于技術標準的規模經濟性和范圍經濟性。Henderson認為，已經固化在現有產品里的主導設計和企業圍繞現有業務建立的知識和組織能力能適應漸進創新但卻是結構創新的障礙，面對結構創新，現有企業不僅想在漸進創新上多投入以擴大壟斷力，而且由于已經積累了現有技術的研究開發經驗，在研究開發上更有效率，而投資非漸進創新還可能會侵害現有技術，因此，現有企業對于投資非漸進創新缺乏動力［3］。

3.3 結構創新間斷跨越的主導能力

(1)產品平臺能力。產品平臺是“為建立有效開發和生產大批派生產品的共同結構而有意規劃和發展的一套系統和界面”［6］。企業利用產品平臺，在不改變主要關鍵技術和產品部件的前提下，僅通過局部變動產品設計、改變產品輔助功能就可以推出一系列新產品。產品平臺是結構創新的基礎，它首先開發出具有先進技術性能的可擴展性的產品平臺，在此基礎上開發出產品族，并根據市場需求，不斷進行改進提高，針對不同用戶適時推出新的衍生產品，形成基于產品平臺的產品族，從而顯著縮短產品開發周期、降低成本。結構創新的外在表現就是基于平臺所對應的產品族升級，通過對平臺的核心產品和工藝技術進行修改，可以實現產品格式的多層次發展，基本構架的變化程度決定了結構創新的擴展程度。

(2)資源柔性化能力。產品平臺的基礎是資源的柔性化 (包括設備柔性、工藝柔性、組織柔性等)。從現代生產模式的發展趨勢及國外成熟經驗來看，資源柔性化是解決結構創新及其技術轉換成本的有效途徑，例如以“獨立制造島”為標志的大規模集成制造系統，可以將不同規格、形狀和工藝要求的零件集成在一個制造單元內完成加工任務，不僅能實現不同結構特性的產品集成生產，也避免了由于設備更新和工藝路線改變帶來的轉換成本。以柔性為目標的“豐田生產方式”和多品種、小批量生產方式都能在支持結構創新的同時最大限度地減少轉換成本。因此，企業應在加強技術組合、技術轉移等策略運用的同時，強化資源的柔性化和生產方式的轉型，從根本上解決結構創新的轉換成本問題。

4 核心技術創新間斷及其跨越

4.1 核心技術間斷點

核心技術間斷點是從共性技術到核心技術發展過程中的技術斷層和跨越障礙。共性技術是指在很多領域內已經或未來可能被廣泛采用，其研發成果可共享并處于競爭前階段的一類技術。核心技術是企業長期積累的一組先進復雜的、具有較大用戶價值和難以模仿、不可替代的專有技術。在技術創新過程中，企業都要在共性技術這個基礎平臺上進行后續的商業開發，最終形成企業專有的產品和工藝，并以核心技術的形態參與市場競爭。這一過程實質是企業技術平臺的突破性創新，其間的跨越障礙可稱為核心技術間斷點。

核心技術間斷點主要受創新技術的溢出效應及技術存量資源格式轉換的影響。共性技術的外部性和共享性特征，使同行內廣泛存在“搭便車”現象，即在共性技術平臺上領先企業和后發企業共同分享創新收益的情況。技術創新的溢出使創新企業不能得到全部的創新收益，當企業的創新收益小于創新成本時，將因失去創新激勵而不再創新，而對獲得溢出效應的企業來說，由于免費獲得了“搭便車”的機會而抑制了核心技術的開發動力。技術溢出使行業競爭停留于共性技術平臺上的價格競爭而不是基于核心技術的差異化競爭，特別是在專利保護不完善和技術創新顯性化的市場上，這種現象更明顯。其次，核心技術間斷點也產生于企業技術存量資源的格式轉換困難。每一項技術存量都有一定組織所特有的“格式”，即組織在長期運行過程中形成的特有的對問題的處理方式和知識表達方式［5］。從共性技術到核心技術的跨越通常需要進行“格式轉換”，包括企業一些專有技術知識的消化吸收及相應的組織結構和競爭策略的調整，這使得具有“核心剛性”和“文化鎖定”的企業難以完成核心技術間斷點的跨越。

4.2 核心技術間斷的跨越障礙:主導設計與技術鎖定

主導設計是“贏得市場的認可并且是競爭者和創新者都采用的設計范式”［2］。技術鎖定是某種技術產品的市場占有率達到一定程度后，成為了事實的標準產品，從而將用戶鎖定在該產品上。主導設計和技術鎖定為某個產品類別建立了居于主導地位的單一技術軌道，其他的技術軌道則遭到市場的排斥，特別是當主導設計上升為產業標準時，基于這個標準的技術必然會主導所有可能進入市場的其他技術的選擇，并且迫使所有的競爭者都模仿這個設計［5］。由于規范了產品設計標準，對產品的結構創新和共性技術的超越幾乎不可能，市場競爭的焦點只能轉向價格和服務導向而不是突破性的技術創新上。

突破共性技術主導的技術創新不僅帶來工藝、流程、設備等內部轉換成本，更重要的是難以得到顧客市場的認同，對市場轉換成本的擔心制約了企業向其他技術范式轉換的動力。共性技術由于具有巨大的用戶規模價值和轉換成本，使得企業很難進行獨特性技術的開發，甚至形成多個主導廠商統一于某種主導設計之下，為持續獲得既得利益而結成統一聯盟反對其他設計方式，這在一定程度上抑制了專有技術的開發和應用。

4.3 核心技術間斷跨越的主導能力

(1)開拓性動力能力。克里斯蒂森認為，核心技術的成長性與企業的動力能力有關，并進一步把動力能力分為再生性動力能力和開拓性動力能力。再生性動力是指在現有能力和資源的限定下重新產生或只是得到重復性開發的能力;開拓性動力則通過促進技術創新為企業的競爭優勢提供長期的基礎。再生性動力下的技術學習依賴于傳統的經驗曲線，在現有技術軌道或模式下進行技術的開發和改進，提高或革新的范圍相對有限。開拓性動力下的學習則主要以探索性和實驗性的活動為主，技術革新、技術融合和技術吸收的能力較強，對既有路徑有較少的依賴［2］。由于核心技術的間斷，企業賴以創新的資源和技術能力就會固化在原來的技術路徑上，企業往往只能沿著原有的軌跡進行局部的改進，技術產品創新活動局限于再生性動力下的技術學習而不是開拓性動力下的學習，這樣就產生了核心技術進一步開發的低開拓性，阻止了技術活動的創新，使企業難以逾越核心技術間斷點。

(2)界面組織能力。核心技術的突破涉及R＆D—市場、R＆D—制造、工藝—制造以及設計—工藝等部門之間復雜的界面交互過程。不同職能部門人員擁有對用戶需求、技術和財務結果的不同信息，由于文化、組織結構、知識背景等因素的影響，不同職能部門之間的信息交流常常會發生障礙，進而影響到技術創新績效，例如設計部門與市場部門之間信息交流的失真和過濾被認為是導致企業“R＆D邊際化”的重要原因［5］。無論是產品創新還是工藝創新，核心技術的突破都受到技術過程與組織過程之間交互作用的影響。因此，企業在發展核心技術過程中一方面需要投入大量的基礎研究，同時還需要加強產品設計部門、工藝部門與制造部門等多個部門間的協同溝通，并通過組織結構調整、業務流程再造等手段從整體上提高技術創新效率，完成從共性技術到核心技術的跨越。

5 結語

作為一種非連續的技術進步方式，技術創新表現為技術或產品的代際或階段的跨越，具有間斷性、不連續性的特征。技術間斷點是客觀存在的，并成為企業技術追趕的障礙。對技術間斷點的識別和管理是實施不連續技術創新的前提，辨識技術間斷點的形成、理解和面對技術間斷點的挑戰并從組織能力上尋找間斷點跨越的途徑對企業實現突破性技術創新具有重要意義。以工藝創新間斷點、結構創新間斷點和核心技術間斷點為特征的技術創新間斷并不是技術演化過程中的所有路徑障礙，其跨越能力也不僅僅是工藝平臺、產品平臺、界面組織等能力的簡單提升，還存在著諸如文化鎖定、戰略剛性等組織層面的問題。從公司整體角度講，技術跨越更像是一個從產品、工藝、流程到企業文化、價值、戰略等方面的系統工程，只有這些技術間斷點或障礙都取得突破時才能實現真正意義上的技術跨越。

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