制造業產品創新過程的概念設計生態位分析模型構建與測評研究

尹 航，雷家骕，李曉宇

(1.哈爾濱工程大學經濟管理學院，黑龍江 哈爾濱 150001;2.清華大學經濟管理學院，北京 100084)

1 制造業企業產品創新過程的概念設計生態位研究框架

1.1 生態位概念引入與產品創新生態位

在社會經濟領域中，企業與環境通過互動博弈、漸進整合而達成均衡狀態，生態位高仿真度地契合了這一演進過程;基于生態位理念，學者們在虛擬企業產品創新的動態過程機理［1－2］、產品創新能力在企業中的演化機理［3－4］、企業與環境之間的相互作用關系［5］等方面取得一系列學術成果。產品創新通過戰略規劃與組織協調，采掘和充分利用資本、知識、技術和人力資源，引入諸如創新環境、顧客需求與價值導向等多變敏感要素，衍生干擾并增加復雜性。產品創新生態位是描述顧客需求、價值導向與所處創新環境之間關系的總和，呈現企業在市場競爭中誘導新需求產生的循環狀態;產品創新生態位反映創新主體通過特定需求、特定價值導向，驅動技術、人力、知識以及資本等資源要素的博弈與整合，是由不同子生態位按照組織關系博弈、整合而成的獨特創新鏈條，是注重環境的創新模式［6］。

1.2 生態位與產品創新過程演進序列之間的關系

概念設計、研發、調試、工業生產以及市場交易五個管理階段，構成了產品創新過程的演進序列，是不同且相關的子生態位演進過程，內外部資源及環境對演進過程共同產生作用，序列、重合、重疊、相鄰和分離等生態位關系都存在于這一演進過程。本研究以全創新產品與重大革新產品為分析對象，將產品創新過程劃分為概念設計、研發、調試、工業生產和市場交易等子生態位。

1.3 制造業企業產品創新過程的概念設計生態位內涵界定

概念設計是產品創新的起始階段，基于對創新信息的收集與現實條件的分析，判斷在當前的市場與技術環境下企業是否存在新的發展空間和開發創新產品的實力，嘗試回答企業如何實現創新產品的設計功能，并使這些功能能夠滿足顧客的需求。因此，產品創新的概念設計階段是對企業能否進行創新活動的決策階段，包括如下關鍵環節［6］:

(1)產品創新的相關信息收集與篩選。企業需要發現與評價創新機會，并具備組織管理產品創新活動的能力［7］。掌握相關信息是企業開展創新活動的支撐點，信息收集的對象為大眾群體、領先用戶以及敏感用戶，要將收集的信息按照一定標準篩選并甄別出有價值的信息，繼而降低產品創新活動的風險性與未來市場環境的不確定性。

(2)創新產品的顧客潛在需求分析。麻省理工學院的馬奎斯等人曾抽樣調查了567項不同的產品創新實例，其中314項的產品創新是由顧客潛在需求拉動的，只有其余的1/5是技術推動的。絕大部分企業進行顧客需求分析時，信息收集主要是針對顧客具有現實需求的統計分析，繼而對產品進行局部改進或者是重大革新，忽略了顧客潛在心理需求對于產品創新活動的重要性。

(3)企業的技術儲備分析。技術儲備是實現創新產品由概念設計成果進行實體化樣品 (樣機)轉化的重要推動要素，對企業的技術儲備分析主要圍繞以下幾個方面進行:第一，深入了解行業內技術先進性水平。第二，企業本身是否擁有創新產品實體化所需的相關技術。第三，是否需要從企業外部直接引進核心技術用以實現創新產品的功能需求。

(4)創新產品的功能分析。創新產品功能分析主要圍繞以下幾方面:第一，創新產品的功能是否滿足顧客的需求，以及滿足顧客需求的程度。第二，實現創新產品核心功能所需的技術儲備水平。第三，在明確企業對創新產品所需技術儲備水平的基礎上，對創新產品的功能實現程度進行分析。

2 制造業企業概念設計生態位的維度結構分析與演進態勢測評

2.1 制造業企業產品創新過程的概念設計生態位維度結構分析

(1)顧客需求。顧客對產品的需求類型及購買欲望，直接影響著企業估測的潛在獲利空間，繼而對創新方式選擇與投入策略產生影響。基于顧客現實需求，對創新產品的定位會比較準確并為優化改進引導方向。基于顧客潛在需求開展的創新活動，需求程度會難以掌控，企業需要激發出潛在需求并使其清晰化，以便減小市場不確定性因素帶來的風險。

(2)功能特性。①功能特性影響產品在未來市場環境中的顧客需求程度，決定目標顧客是偏向大眾化就還是特定群體。②技術儲備直接影響功能特性的核心價值實現程度。③商業前景取決于功能特性的顧客需求滿足度，產品核心功能如果能夠獲得更為廣泛的顧客認可并產生購買欲望，則會顯著地提升創新績效并降低商業風險。

(3)創新氛圍。良好的創新氛圍表現為對員工的激勵、約束以及引導，滲透于創新團隊的行為方式、思維方式、價值觀念以及管理風格。①良好的創新氛圍有助于更加敏銳地感知變化并發現可行性商機。②有助于企業員工產生較強的創新意愿并加速創新成果的誕生。③有利于成員為了實現共同目標而集思廣益，創造配合與信任的環境，實現隱性知識向顯性知識轉化的過程并整合創新知識，使概念設計更加成熟并切合實際。

(4)企業領導的創新意識。管理者的創新意識強對企業創新意愿及創新頻率影響顯著。一方面，企業管理者掌握著人事安排、資金運用、設備更新等實物的決策權，并對產品的生產情況與銷售情況具有宏觀辨識和思考;另一方面，當不同部門之間存在局部沖突時，企業領導對產品創新的支持是創新活動順利執行的重要助力。

(5)概念設計周期。預定計劃滯后完成的可能性，會顯著地影響商業化的時效性和成功概率。若概念設計周期過長，可能會因為市場需求變化而錯失商機;若概念設計周期過短，可能因為缺乏具有廣泛性和應用價值的信息資源，造成管理者判斷失誤而盲目地開展產品創新活動。

2.2 制造業企業產品創新過程的概念設計生態位演進態勢的測評指標

(1)市場信息的收集能力與整合水平。

①市場信息來源渠道的多樣性。企業通過多種途徑獲取市場動態信息，為產品創新的方向定位提供參考意見。判別標準如下:能夠與供應商、代理商以及主要顧客共同分析市場需求與技術動態信息，在時效性、全面性與顧客需求針對性方面具有很強的導引作用;市場信息來源于供應商、代理商以及主要顧客，并對這些需求與技術動態信息進行有效地監測，具有很強的時效性、全面性和顧客需求針對性;市場信息來源于供應商、代理商以及主要顧客，在時效性、全面性與顧客需求針對性方面一般;市場信息來源渠道單一，主要來源于一些公開的、普視性的信息渠道，時效性、全面性與顧客需求針對性方面較差，企業盲目進行創新產品開發的可能性較高。

②專門的信息收集與處理部門。是指企業中是否擁有專業的信息收集與處理部門，是否擁有專業人員對大量信息進行篩選與甄別，為企業提供有效的創新方向導引資料。判別標準如下:設置了在行業內擁有一定權威性的、專門的信息收集與處理機構，專業化團隊實時篩選與甄別掌握的動態信息，時效性和顧客需求針對性強，為迅速地制定產品創新戰略 (概念設計方案)提供資訊支持;設置了專門的信息收集與處理部門，專職團隊篩選與甄別掌握的動態信息，具有一定的時效性和顧客需求針對性，為產品創新活動提供一些參考信息;設置了信息收集與處理機構，少數人員對收集的信息進行篩選與甄別，時效性和顧客需求針對性一般;不具有信息收集與處理機構，無法完成大量信息的甄別工作，時效性和顧客需求的針對性較差，創新活動的成功率很低。

(2)創新產品相關技術的儲備水平。

①創新產品自有核心技術使用比例。產品創新是對現有產品進行重大革新或者開發新產品，需要大量核心技術儲備作為支撐條件。核心技術的自有性會降低技術瓶頸發生的概率，降低研發成本并增強研發的自主性，繼而提高創新的成功率。該指標數值越高，表明相關核心技術的儲備水平越好。

②獲取核心技術的難易程度。創新產品所需核心技術的獲取可以通過外部購買、自主研發以及短期使用等方式，能否獲取產品創新活動所需核心技術對創新成功率影響顯著。判別標準如下:能夠從企業外部獲取核心技術，并擁有專利所有權，購買核心技術所需經濟成本較低;能夠從企業外部獲取核心技術，并擁有專利長期使用權，購買核心技術所需經濟成本在可接受范圍內;能夠從企業外部獲取短期的核心技術使用權，或者通過合作研發和委托研發的方式研制核心技術，但獲取核心技術所需的經濟成本較高;主要競爭對手掌握核心技術，企業無法通過正常的市場渠道獲取核心技術，合作研發或者委托研發核心技術的投入巨大且成功率較低。

③研制創新成果的核心技術先進性。產品創新以核心技術為基點開展高端技術的攻關，是競爭對手在短時間內無法模仿與超越的。判別標準如下:在行業內具有絕對的核心技術領先優勢，能夠獨立完成高端技術攻關，研制的創新成果在功能特性上具有領先優勢;在行業內與少數競爭對手共同具有相對的核心技術優勢，能夠獨立或者合作完成高端技術攻關，研制的創新成果具有較強的產品競爭力;在行業內具有一定的核心技術儲備，能夠通過與技術領先的創新企業共同完成高端技術攻關，研制的創新成果功能特性水平一般;在行業內不具備核心技術儲備，無法完成高端技術攻關，與其他創新主體合作研制的創新成果功能特性較差、以低價格作為創新產品主要競爭手段。

(3)企業創新環境的寬容度與員工創新意愿。

①企業創新環境的寬容度。企業鼓勵研發人員進行創新活動并給予一定的支持，能激發研發人員的創新意愿，有利于產出創新成果。判別標準如下:多數研發人員具有很強的創新意愿，企業鼓勵研發人員開展創新活動并給予充足的技術和資源支持，研究的創新成果經常能夠獲得管理者的認同，多數創新成果已經實現了商業化;多數研發人員具有創新意愿，企業支持研發人員開展創新活動并給予一定的技術和資源支持，部分創新成果能夠獲得管理者認同，部分創新成果實現了商業化;少數研發人員具有創新意愿，企業有創新導向地支持研發人員開展創新活動并給予少量的技術和資源支持，創新成果有時能夠獲得管理者的認同，極少數創新成果進入了商業化階段;多數研發人員沒有創新意愿，企業對創新活動沒有技術及資源的支持，創新成果很難獲得管理者認同，企業基本不對研發人員的自主創新成果進行商業化。

②研發人員對創新活動的積極程度。研發人員對創新活動的積極程度一定程度上體現了自主創新意愿，從時間投入視角來分析，即研發人員自主地開展創新活動的時長。當研發人員自主研制創新產品所投入時間占進行創新活動總體投入時間比重越高，表明研發人員對創新活動的積極程度越高。

(4)創新產品概念設計的時效性。

創新產品概念設計的時效性是指在有效時間內 (市場機遇期內)，依據研發人員對需求信息的解讀和分析能力，將需求信息轉化為符合顧客功能需求的概念設計成果，并能夠快速將其轉化為實體化樣品 (樣機)的能力。判別標準如下:在有效時間內，能夠第一時間解析出顧客對創新產品的功能需求，并快速地將概念設計成果進行實體化樣品 (樣機)的轉化;在有效時間內，能較快地解析出顧客對創新產品的功能需求，并將概念設計成果較為實效地進行實體化樣品 (樣機)的轉化;與合作者共同解析顧客對創新產品的功能需求，需要進行較大程度的調整，在較長的時間內才能夠將概念設計成果轉化為實體化樣品(樣機);無法對顧客需求的創新產品功能特性進行有效分析，概念設計成果無法轉化為實體化的樣品 (樣機)。

2.3 基于Entropy-Topsis模型的測評方法建立

(1)應用熵值法 (Entropy)模型確定評價指標權重。

在有m個評價對象、n個指標的評價問題中，將決策矩陣進行處理后得到標準化矩陣R，具體步驟參照相關學術文獻［7］。第j個指標的熵值為:Hj= －k∑ fij× ln fij;j=1，2，…，n，fij=rij/∑rij(i=1，2，…，m)，第j個指標的熵權dj定義為:dj=(1－Hj)/(n－∑Hj);對dj作歸一化處理，獲得指標標準化權重:wj=dj/∑dj(j=1，2，…，n)，∑wj=1。

(2)應用Topsis模型綜合測評產品創新過程的演進態勢。

對原始決策矩陣A中的數據進行規范化處理［7］，可以獲得規范化決策矩陣B。結合使用規范化決策矩陣B= ［xij］m×n(i=1，2，…，m，j=1，2，…，n)和標準的權重向量 W =(w1，w2，…，wn)T，可以構建加權規范化決策矩陣Z=B ×W，并確定理想解S+和負理想解S－［8］，進而計算評價對象與理想解S+和負理想解S－的歐式距離如下所示:di+=［∑ (zij－ zj+)2］1/2(i=1，2，…，m)，di－=［∑ (zij－zj－)2］1/2(i=1，2，…，m)。分別計算評價對象與理想解的相對接近度，C=di－/(di++ di－)(i=1，2，…，m)。根據綜合評價數值C與標準值之間的差距，明確當前創新生態位的進化態勢與理想生態位態勢之間的差距，C數值越接近標準值，表明概念設計生態位的進化態勢越好，反之亦反。

3 實證分析

3.1 測評對象的說明

本研究實際選取25個行業中的167家制造業企業作為測評對象，其中西部地區16.77%(28家)，東部地區 46.11% (77家)，中部地區37.12%(62家);民營企業36.53%(61家)，國有企業53.29%(89家)，外資與合資企業8.38%(14家)，其他企業1.80%(3家)。調研工作從2010年10月開始，通過電話、E-mail及實地調研等方式發放調查問卷，回收有效調查問卷103份。本研究以23個處于概念設計生態位的產品創新項目為例證分析對象，驗證理論模型并從實踐角度對企業產品創新過程提出指導意見。

3.2 產品創新過程中概念設計生態位演進態勢的測評過程

收集23個典型制造業企業相關統計資料，并參照相關文獻計算規范化決策矩陣［8］，得出如表1所示的過程參數和指標權重;進而綜合測評制造業企業研發生態位演進態勢，獲得如表2所示的過程參數表和綜合評價結果。

表1 基于熵值法確定評價指標權重的過程參數表和標準權重值

3.3 產品創新過程中概念設計生態位演進態勢的測評結果分析

(1)制造業企業在產品創新過程中的概念設計階段，應該避免盲目的資金投入而強調信息收集與分析的有效性;在本研究的實證分析對象中(23個產品創新項目)，14個處于概念設計生態位的產品創新項目在專門信息收集與處理方面表現較差，呈現出典型的強調項目上馬而忽視概念設計時效性的短視管理行為，必須調整甚或中止此類產品創新項目。

(2)在23個處于概念設計生態位的產品創新項目中，大部分項目以購買核心技術的使用專利為主要技術獲取方式。其中，12個項目在自有核心技術使用比例、核心技術先進性等方面存在嚴重問題;一方面未能及時地對購買的核心技術進行有效的再開發，致使核心技術的適用性差且受制于人;另一方面未能將核心技術迅速地轉化成創新產品的功能特性優勢，滯后的核心技術轉化與應用嚴重影響創新效率和產品競爭力。

(3)在23個處于概念設計生態位的產品創新項目中，9個項目在創新環境寬容度與員工創新意愿方面存在一定問題，集中表現為多數研發人員沒有創新意愿、企業對創新活動沒有技術及資源的支持、創新成果很難獲得管理者認同、企業基本不對研發人員的自主創新成果進行商業化等問題，為進一步提升研發人員的創新積極性和產品創新效益，企業有必要在上述方面做出改善。

表2 基于Topsis模型的綜合測評過程參數和評價結果表

4 管理啟示與研究不足

4.1 管理啟示

首先，產品創新是一個強調過程的系統工程，不應該片面地割裂創新過程的不同環節，嚴謹地界定創新過程的不同管理模塊及演進序列，能夠更有效地進行針對性的管理和調整，進而提升產品創新的成功率。此外，由于外部環境的動態變化以及技術創新戰略執行在時間上的滯后效應，企業應該保持對環境變化的高度敏感性和迅捷整合資源以把握商機的能力。隨著產業技術更新周期的日益縮短和客戶需求的個性化發展態勢，對創新過程的有效管理將成為產品創新成敗的關鍵環節，企業更應該提前從戰略和運作上做好準備。

其次，產品創新過程的維度結構分析、測評指標的設置以及Entropy-Topsis測評模型的構建和操作步驟的闡述，為企業相關管理者提供了對企業產品創新方向選擇和創新過程中管理問題進行診斷的著力點。例如，通過監測獲取、把握、重構企業內外部技術經驗、創新知識和創新技能等資源的能力，企業管理者可以發現概念設計生態位、研發生態位、調試生態位、工業生產生態位以及市場交易生態位等子生態位存在的問題，也可以通過對產品創新生態位的變動來預測或解釋產品創新成功率及風險的變動。

最后，經驗研究檢驗了理論模型、測評指標以及測評方法的科學性和適用性，這有助于企業更加合理地制定產品創新方向、管理產品創新過程，進而有效地配置和整合資源。考慮到產業技術變革的高頻率和市場需求的日益個性化，管理者應該特別注意到建立專門的監控部門和適應性的調控機制，是提升企業產品創新成功率的關鍵所在。若忽視這一經驗研究發現，將可能使管理者偏差地關注短期的技術環節而忽視了產品創新過程的系統性，應該在產品創新方向制定和實施過程中充分考慮創新生態位進化的影響因素及作用機制。

4.2 研究不足

第一，本文只采用截面數據進行經驗分析，這會局限對理論模型及測評方法的檢驗;另外，本文僅以23個樣本對概念設計生態位進行理論檢驗。未來的研究將應用縱向數據來探討理論模型中子創新生態位之間的因果關系，獲取更大規模的樣本對不同創新生態位進行理論檢驗，增強研究的普遍性和可靠性。

第二，創新過程與創新績效的動態關系是一個普遍性問題，它在不同背景下有不同的表現形式。本文的經驗研究是在處于相對成熟階段的中國規模以上制造業企業中進行的，這與那些處于不同產業發展階段、有著不同市場響應能力、初始資源和技術水平的中小型企業存在顯著差異，未來的研究應該在不同的環境下檢驗理論成果，特別是那些欠發達與發達地區中小企業的對比研究。

第三，本研究僅考慮了概念設計生態位、研發生態位、調試生態位、工業生產生態位以及市場交易生態位等子生態位之間簡單的線性演進關系，這是出于研究的需要和現有研究階段的局限。未來的研究將探討存在于這些創新生態位之間的非線性關系，以深入解釋產品創新過程對產品創新績效的影響。

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