基于TRIZ理論的陜西航空產業升級策略研究

朱煜明，宋小玉，閆文琪，翁曉海，方 煒

（西北工業大學管理學院，陜西西安 710072）

航空產業具有影響范圍廣、集成和綜合化程度高、多元化廣域協同等重要特點，同時也是集技術密集性、資本密集型和高附加值的戰略新興產業，具有非常強的經濟帶動能力，對國民經濟和國防工業發展起著重要作用，更是國家綜合實力、科技能力和國際競爭力的綜合體現。由于我國航空產業起步相對較晚，我國航空產業相對歐美等發達國家在科技原創能力方面還有很大的差距，存在航空技術水平不高、創新能力不足、產品種類偏少、產能過剩等影響我國航空產業優化升級的問題[1-3]。隨著航空產業的全球價值鏈不斷的調整，以及日益突出的航空市場寡頭壟斷現象，使得我國航空產業的發展進一步受到擠壓，參與國際航空產業的業務份額受到影響，且很難升級到全球價值鏈的高端市場。目前我國航空產業正處于轉型升級的重要階段，為了促進我國航空產業快速發展，亟待通過產業升級進一步優化產業結構，提升創新能力，加快產品升級，從而推動我國航空產業向全球價值鏈中高附加值領域攀升[4]。

陜西作為我國航空產業的重要基地，在我國航空產業中具有重要的作用和意義。陜西航空產業發展擁有充沛的人力資源、領先的技術研發、完善的產業體系和活躍的國際合作[5]。目前，陜西省已經形成了“一基地五園區”的航空產業格局，形成了從航空產品設計、生產、試驗和維護的較為完善的航空產業鏈，涵蓋了航空材料、航空零部件加工、航空專用設備生產和航空維修等業務環節，相對國內其他航空產業集群，具有較強的競爭優勢[6]。但同時也應該看到，陜西航空產業依然處于全球航空產業價值鏈的低端，產品附加值較低，并且存在高技術產業所需裝備主要依賴進口、自主創新能較差、產業配套能力薄弱和成本持續增加等問題[6]。因此，在我國大力實施“一帶一路”倡議和國家大飛機項目機遇下，研究陜西省航空產業優化升級問題，促進陜西省航空產業走出技術附加值低區域，向全球航空產業價值鏈中高端邁進，對于推動陜西省航空產業提升，提升我國航空產業綜合競爭力具有重要意義。

傳統的策略制定更多是從定性層面提出相應策略，主觀性較強，并且不考慮問題間的相互作用，對于解決航空產業升級中的矛盾存在一定的局限性[7]。例如，對于航空產業普遍創新能力不足和人才短缺問題，傳統的解決方法之一是通過引進人才提升創新能力，但會導致成本增加，這就形成一對矛盾，而傳統方法更加注重解決當前關鍵問題，而不是通過問題間的矛盾關系徹底解決這一矛盾。TRIZ理論提供了一套高度抽象的解決問題的方法，可以幫助人們擺脫思維慣性，從更高的層次去思考問題，從而有更多創新的空間，找到更加合適的問題解決方案。TRIZ理論將現有問題抽象為矛盾，并通過分析一對一對的矛盾，利用其相應的發明原理和方法更好地解決系統內的矛盾[8]。陜西航空產業升級涉及多種影響因素，存在多對技術矛盾，因素間也會相互影響產生矛盾，利用TRIZ理論可更好地處理此類技術矛盾問題。

綜上，本文針對陜西省航空產業升級，利用解釋結構模型識別了陜西航空產業升級的關鍵成功影響因素；運用TRIZ理論識別陜西航空產業升級關鍵問題，并建立問題模型和解決方案模型；根據TRIZ理論的40條發明原理制定陜西航空產業升級策略。

1 研究綜述

國內外學術界對航空產業的發展和戰略管理做了一定的研究，本文從國外航空產業發展戰略研究現狀、和國內航空產業發展戰略研究現狀方面進行文獻綜述。

（1）國外航空產業發展戰略研究現狀。國外的航空機構致力于航空產業發展的戰略管理研究，經過NASA和ESA的長期和系統性研究，目前已經形成建立成體系的航空工業發展戰略和戰略管理機制。NASA將航空產業戰略規劃分為三個層面，分別是管理局發展戰略、航空企業發展戰略和航空產業組建的發展戰略[9]。管理局發展戰略明確了其航空產業戰略管理的組織機構、并將航空產業戰略管理劃分為戰略規劃、戰略實施和戰略監督與控制三個階段；航空企業發展戰略則基于總體戰略規范化管理企業發展；航空產業組建發展戰略側重于戰略規劃的具體工作內容。ESA制定了“終點-終點”的戰略管理框架，從而建立了高效、透明和協同的戰略管理體系[10]。此外、學者Niosi Jorge 等[11]分析了蒙特利爾的航空產業對當地就業和其他產業的促進作用。Wilson Suzigan等[12]探討了有利于航空產業集群發展的影響因素。

（2）國內航空產業升級研究現狀。國內學者較少涉及航空產業發展戰略的研究，目前國內學者對航空產業升級和發展戰略研究集中在國外航空產業發展戰略分析、國內航空科技產品的發展戰略分析和選擇等。此外，我國學者通過分析我國航空產業面對的產業環境和政策環境，從不同的角度和維度提出了有利于我國航空產業發展的發展戰略，具體包括多元化競爭戰略、技術創新戰略、航空產業內部重組戰略等，不同程度的促進了我國航空產業發展[13]。在戰略選擇層面，學者們有從價值鏈角度探討我國航空產業升級的發展戰略，以及通過運用經典戰略管理工具——SWOT和波特五力模型等方法研究我國及區域航空產業發展現狀、航空制造業升級影響因素等[14-15]，提出技術創新、集群發展、軍民融合發展和差異化策略有利于我國航空產業發展[16-18]。學者朱煜明等[19]通過實證研究建立了關于航空產業升級效果評價的指標體系，為航空產業升級效果評價提供依據。學者蘇秦等[20]以航空產業為例分析了技術創新和組織對裝備質量競爭力的促進作用。

此外，學者們從產業集群角度對陜西航空產業進行了研究，分析了陜西航空產業集群的分類、競爭力和陜西航空產業集群發展影響因素，并提出了相應的發展策略。學者白山穩[21]利用SWOT方法分析了陜西航空產業的機會、威脅、優勢和劣勢，并提出了陜西航空產業發展戰略。學者朱煜明等[22]通過運用GE矩陣進行了航空子產業評價和選擇研究。學者楊瑾等[23]則分析了陜西航空產業集群績效的關鍵影響因素。學者吳靜[24]分析了區際產業轉移對西部制造業轉型升級的影響，得出陜西制造業對區際轉移溢出的吸收和轉化力較強。學者段婕等[25]從投入、產出和市場三個方面建立了陜西航空產業競爭力評價體系，對陜西航空競爭力進行了評價，并提出了提升對策。

總體而言，對陜西航空產業升級的研究集中在發展戰略、產業評價和影響因素等方面，缺少對陜西航空產業升級相關研究。而且，目前對陜西航空產業的研究注重對解決某一問題或數個問題而提出對策和策略，未考慮解決單個問題時引起的其他問題的惡化，無法有效解決陜西航空產業升級中的矛盾。本文利用TRIZ理論，在陜西航空產業升級策略制定中，可系統性地考慮各關鍵問題間的矛盾關系，從而提出有效的陜西航空產業升級策略。

2 陜西航空產業升級TRIZ模型建立

2.1 TRIZ理論

TRIZ(創新問題解決理論)是一種以知識和矛盾解決為基礎的、面向人的系統方法[26]。TRIZ是根里奇·阿奇舒勒通過分析大量不同領域的專利，經過歸納得出的一中解決問題的方法[27]。TRIZ方法解決問題的一般模式如圖1所示，包括識別特定問題、建立TRIZ問題模型、建立解決方案模型和獲取特定解四個步驟。根據TRIZ理論，任何一對技術矛盾都可以根據相應的39個技術參數（表1列舉了部分技術參數）找到對應的創新解[28]。用來解決矛盾的方法由40條發明創新原理構成（表4列舉了本研究所用到原理），通過將矛盾的參數以及對應的發明創新原理形成矛盾矩陣，便可以對矛盾進行解決。雖然TRIZ起源于工程技術領域，但是目前已被廣泛的應用在管理領域，解決管理中存在的矛盾問題[29]。

表1 TRIZ部分技術參數

圖1 應用TRIZ理論解決實際問題的一般模式

2.2 陜西航空產業升級的TRIZ模型

（1）關鍵問題生成。利用TRIZ研究陜西航空產業升級策略，第一步需要分析對陜西航空產業有重要作用和影響的關鍵影響因素，也即TRIZ模型的輸入內容（標準因子）。已有研究成果基于實證研究方法，從關鍵成功因素和外部驅動力兩個維度研究了航空產業升級影響因素，形成了影響因素集 S [15，19]。本文基于上述研究成果，結合問卷調查方法和ISM（解釋結構模型）方法從影響因素集中獲得陜西省航空產業升級關鍵影響因素。然后將關鍵影響因素轉換為陜西航空產業升級的關鍵問題，即TRIZ輸入的標準因子。運用ISM方法獲取陜西航空產業升級關鍵影響因素的過程如圖2所示。

圖2 陜西航空產業升級相關影響因素解釋結構模型

1）根據Si對Sj有無直接影響，進行以下賦值：

2）如果兩個因素之間存在相互作用，按以下規則進行賦值：

值得注意的是：當i和Sj之間有直接的相互影響關系，且兩因素之間的影響不相上下，則都賦值為1。

3）如果兩個因素之間不存在直接的相互作用，則都賦值為0。

根據可達矩陣，可將所有因素分為可達集、前因集、共同集、起始集和終止集，并進一步獲得各個因素的級位劃分矩陣M（L），L代表級別。

根據級位劃分矩陣進一步得到骨架矩陣A'，進而獲得多級遞階解釋結構圖D（A'）。建立規則如下所示：①分區域從上到下對因素進行逐級排列；②在同一級別因素中添加與級別中某一個因素有強連接關系的因素，并用有向弧表示它們之間的相關關系；③按A'所表示的相關關系，根據級間的有向弧最終繪制出有向圖D（A'） 。

最后，結合問卷調查中各個因素的重要程度和在遞階結構中的所處級別獲得關鍵影響因素。

（2）問題模型建立。

因為TRIZ中的參數是為了解決工程技術領域的矛盾，不能直接應用于解決管理領域的矛盾。為研究陜西航空產業升級問題，通過將陜西航空產業升級標準因子與TRIZ標準參數適配，適配流程如圖3所示，從而可以將TRIZ理論應用于陜西航空產業升級研究中。基于適配流程，通過文獻研究和具體領域專家的完善，最終形成與TRIZ適配結果，見表2。

圖3 標準因子與TRIZ標準參數的適配模型

（3）解決方案模型建立。根據表1中關于陜西航空產業升級的標準因子與TRIZ標準參數的適配結果，根據陜西航空產業升級解決方案模型構建流程（如圖4），建立陜西航空產業升級中矛盾問題的解決方案模型，如表3所示。

表3 陜西航空產業升級解決方案模型

圖4 陜西航空產業升級解決方案模型構建流程

3 基于TRIZ的陜西航空產業升級策略制定

3.1 陜西航空產業升級關鍵問題生成

（1）識別關鍵影響因素。根據已有研究成果獲得39個影響因素備選集，經過問卷調查方法，得到23個影響因素。以23個因素為準，由專家打分建立23個因素兩兩間影響關系列表。專家小組共5位成員，皆為對陜西航空產業具有深入研究的政府管理者和學者，其中政府管理者2名，高校學者3名。經過3輪專家意見的收集和反饋得到鄰接矩陣A，見圖5。根據2.2中的影響因素ISM建立流程和方法，最終建立如圖6所示的關于陜西航空產業升級影響因素的解釋結構模型。

圖5 影響因素領接矩陣

根據問卷調查時對39個影響因素重要程度的評價結果，選擇評價值大于重要性評語非常重要和重要中間值4.5的影響因素，并結合各影響因素在多級遞階結構中的層級，選擇處于較為基層的影響因素，最終得到陜西航空產業升級的關鍵影響因素分別為S1專業知識和技術的掌握程度、S2技術創新能力、S3研發資源條件保障能力、S4高級人力資源的獲取能力、S5工藝流程管理與創新能力、S8培植龍頭企業、S10國家戰略與政策。

圖6 陜西航空產業升級相關影響因素解釋結構模型

（2）確定關鍵問題。應用TRIZ解決問題的思路和“以解決技術矛盾來推動產業發展”的思想，結合專家訪談意見，將以上識別出的7個關鍵影響因素（標準因子）轉化為相應的影響產業升級的關鍵問題，如表3所示。

表3中展示了陜西航空產業升級的關鍵影響因素和關鍵問題，與之相對應的TRIZ參數，以及解決該關鍵問題時會得到改善和惡化的參數，從而形成了11對技術矛盾，并給出可用于解決這些技術矛盾的發明創新原理。例如，對于在與研發相關的關鍵影響因素中的“S2：技術創新能力”，對應的關鍵問題是“C2：創新能力不足”。根據張東生等[30]的研究可以得到，解決這個問題會得到改善的工程參數是“9、速度”，在改善該參數的同時，會引起參數“35、適應性和通用性”的惡化，從而形成一對矛盾。通過查詢矛盾矩陣表找到與該對矛盾對應的發明創新原理是“10、預先作用原理”“26、復制原理”“15、動態特性原理”。同理，可得到其他關鍵問題對應的改善和惡化的TRIZ標準參數，以及相應的發明創新原理。

3.2 TRIZ發明原理在航空產業的應用

根據大量研究成果可得，TRIZ中的40條發明原理不僅僅適用于工程技術領域，其在管理領域也普遍適用。TRIZ理論已經被廣泛引用于解決復雜管理創新問題[31-32]。結合相關研究成果[33-34]，并根據陜西航空產業的特點，通過對TRIZ領域專家和航空領域專家調研訪談，得到TRIZ各個發明原理對航空產業升級的啟示，部分如表4所示。

表4 TRIZ 40條發明創新原理對航空產業升級的啟示

3.3 陜西航空產業升級策略制定

根據已建立的陜西省航空產業升級解決方案模型、TRIZ40條發明原理在航空產業升級領域的啟示，結合航空產業的專家意見和陜西航空產業所處的發展環境制定陜西航空產業升級策略。

在制定陜西航空產業升級策略時，根據策略持續的時間長短，將策略分為中長期策略和短期策略兩種。航空產業內中長期策略一般與國家航空產業的五年規劃相一致，而短期策略則以年度經營計劃為主。因此本研究將持續時間為3～5年的策略定義為陜西航空產業中長期策略，而將持續時間為1～3年的策略定義為陜西航空產業的短期策略。

具體的某一個策略是為了解決關鍵問題。當通過改善對應TRIZ中的技術參數來解決面對的關鍵問題時，將可能引起其他參數惡化，根據改善的參數和惡化的參數，利用矛盾解決矩陣，便可找到對應的發明創造原理；而根據發明創造原理對航空產業的啟示，通過對航空領域專家調研，便可得出具體的策略。例如要解決關鍵問題“C8：生產效率較低”，其對應改善的參數為第39個參數生產率，改善生產率會導致第35個參數適用性和多用型參數惡化，查找矛盾解決矩陣可找到對應發明創造原理為1/30/35。對照表4中TRIZ原理在航空產業中的啟示：原理1為分割原理，對航空產業的啟示為“a.將產業鏈作進一步劃分；b.將航空市場進行細分”，通過此原理可知進一步細分產業鏈可以優化生產結構，能夠集中生產資源，從而提高生產效率；原理30為柔化原理，對航空產業的啟示為“a.柔性管理；b.柔性制造系統”，通過此原理可知利用柔化制造系統可提高生產效率；原理35為物理或化學參數改變原理，對航空產業的啟示為“a.調整產業結構、對產業環節進行重組；b.調整知識體系、人才建設體系”，通過此原理可知調整產業結構、對產業環節進行重組。此外，通過在策略制定的過程中對航空領域專家的調研，獲得拋棄多元化經營中的不良環節和將非核心生產活動外包也可是提高生產效率的策略。因此，根據發明創造原理1/30/35對航空產業的啟示，結合航空產業專家的意見，最終得出解決生產率低的問題可以采取以下策略。策略分別是a.對流程進行重組，b.拋棄多元化經營中的不良環節，c.柔性制造系統，d.非核心活動部分外包給最佳分包商等策略。因此，解決生產率低問題的策略類型為短期策略。

以解決關鍵問題為目標，依照表3中解決該問題對應的發明創新原理，對照表4中TRIZ發明原理在管理中的運用及對航空產業升級的啟示，并結合航空產業領域專家意見，最終針對10個關鍵問題分別制定短期和長期的升級策略，具體如表5所示。

表5 陜西航空產業升級策略

4 結論

本文運用TRIZ理論，對陜西省航空產業升級策略進行了研究，通過識別陜西航空產業升級關鍵影響因素，形成陜西航空產業升級關鍵問題，與TRIZ理論的標準參數形成適配；分析了TRIZ理論的40個發明創新原理在陜西航空產業升級中的應用和啟示，構建陜西航空產業升級的TRIZ模型，并得到了陜西航空產業的中長期和短期升級策略。陜西航空產業升級的短期策略側重于航空制造和市場運營保障相關領域，應盡量減少多元化經營中的不良環節，強化核心產品，分包非核心產品，通過對已有設備進行升級，對產品制造流程進行再造和重組，形成科學和標準的制造工藝和生產流程，降低航空科技裝備和產品的成本，提升航空產品的制造品質，從而在短期內提升航空產品的效益。

中長期策略則從國家政策、產業環境、技術創新和產品研發和產品制造等方面提出了升級策略。緊跟國家“一帶一路”倡議和“軍民融合”等戰略，積極響應和利用國家航空產業發展政策，著力提升航空技術創新能力，培育航空產業市場，進而以需求刺激航空相關產業發展，培植龍頭企業，加強產業集聚，為陜西航空品牌建設和運營銷售提供升級空間。充分利用陜西航空優勢，建立優勢突出的陜西航空產業體系，加強地方政府支持力度，將航空產業作為陜西支柱產業，積極引進航空產業配套子項目，成為全球航空器重要部件及配套設備的研發、試制、生產、試飛和維修基地。通過重點項目的實施，進一步優化陜西航空產業結構。積極參與航空產業全球價值鏈活動，通過加強產學研合作充分轉化和吸收國外先進航空技術，提升陜西航空產業的原始創新能力。從陜西省層面設置航空技術研究和航空產品開發的優惠政策，吸引高級人才資源，通過產學研合作建立專業航空人才培養體系，為陜西航空產業注入發展動力。著重攻克通航領域的產業技術，研制先進的通航產品，以通航產業的發展帶動航空產業發展。

基于陜西航空產業升級的短期和中長期策略，提出陜西航空產業升級可借鑒的具體策略實施方案。

（1）加強標準化和智能化提高生產效率。陜西省航空制造業綜合實力位居全國前列，但與發達國家航空制造業相比，陜西航空制造業依然工藝流程弱和生產效率低問題。優化工藝流程，提高生產效率是陜西航空制造業升級的基礎。借助發展大飛機和MA700等支線飛機契機，一方面陜西省政府協同航空制造龍頭單位組織團隊總結、學習和吸收國外航空制造先進理念、流程和標準，進而形成先進而完備的航空制造標準，通過流程和標準推廣優化制造流程；另一方面，針對重點航空制造單位，更換老舊生產設備，促進制造過程中的工業軟件的應用，推動航空制造的自動化和智能化，進而提升航空制造生產效率。

（2）深化航空領域的軍民融合發展。軍民融合戰略是陜西航空產業發展指導戰略，同時也是陜西航空產業升級的依托。陜西省擁有豐富的航空軍工資源，陜西省政府應大力推進航空領域的融合。通過“軍轉民”方式最大化地利用陜西省豐富的航空軍工資源，轉化先進航空技術推動陜西省航空產業升級。陜西省政府組織和培育一批具有發展潛力的民營企業作為“民參軍”的主力軍，通過“民參軍”活動進一步發展陜西省航空民營產業，在加強陜西航空民營企業發展的同時，加快航空產業集群的壯大和發展。

（3）建立航空產學研合作聯盟支撐創新發展。產學研合作成為創新發展的重要途徑。陜西省具有多個航空領域國家重點實驗室，陜西航空動力研究院的成立加速了航空領域的成果轉化，推動了陜西航空產業的發展。在此基礎上，陜西省應建立范圍更廣的航空產學研合作聯盟，將陜西省重點航空企業、研究所、院校和服務單位緊密的聯系在一起，構建產學研協同創新網絡，通過統一平臺加強航空技術交流，加速航空領域的科技成果轉化。

（4）延伸產業鏈條提高本地配套率。航空產業集群發展是陜西航空產業升級發展的根本方式。陜西省具有豐富的航空軍工資源，西飛和一飛院等研發生產單位也是陜西航空的龍頭企業，是陜西航空產業基地集群發展的重要力量。然而，陜西省的原材料和機載成品配套產值只占5%和25%左右，未能有效的利用好龍頭企業的帶動能力。因此，陜西省應明確以龍頭企業帶動發展航空產業集群，以龍頭企業為核心，通過政府支持發展一批配套企業，鼓勵和協調龍頭企業與本地的零部件廠商建立戰略聯盟，提高本地化配套率。