供應鏈中研發與制造協同創新效應

汪 建，安 妮

（上海大學 管理學院，上海200444）

0 引言

中國迅速崛起為全球制造業強國是眾所周知的事實，而不為人知的是這種崛起的驅動因素。一些學者指出了國家補貼的作用[1]，另一些學者則強調更一般的因素成本優勢問題[2-3]。然而，近年來越來越多的文獻指出，中國存在獨特的產業創新形式，這些形式既不屬于上游的研發，也不是面向世界的新發明，而是涉及了現有技術的重新定義和新技術的商業化的下游成果[4-9]。Pisano&Shih[10]認為，制造和研發很多時候相輔相成，在某些產業，兩者甚至密不可分，制造本身就是創新過程不可或缺的組成部分。事實上，制造業給經濟帶來的收益是其他任何經濟活動都無法比擬的[11-12]，它可以衍生出高度關聯的產業鏈，創造就業機會，吸納就業人口。也有學者從功能整合或價值鏈角度討論研發與制造協同定位（Colocation）問題，認為協同定位和功能整合的需要來源于對運營環境的要求以及生產或服務發展特性[13]，而協同定位也會帶來諸多益處，如部門間相互的知識分享，學習型組織的創建、激發新思路以及更好地理解其它部門的局限性等[14]。大量創新往往出現在工業生產地，制造業區位中研發與生產間的鄰近性，最終支持了創新[15]。

總結一些已經較好的協調研發與制造過程的行業，不難發現研發與制造協同創新確實會帶來預想不到的結果。在經濟方面，它給制造企業帶來了競爭優勢，制造商在制造過程中發揮潛能，從生產制造的各個流程中想辦法提高效率、改進產品質量、降低成本等，將創造思維融入生產制造過程的各個環節。

為了研究研發、制造與創新之間的關系，本文采用洛桑管理學院（International Institute for Management Development，簡稱IMD）《國家競爭力年鑒》[25]和世界經濟論壇（WEF）《全球競爭力報告（GCI）》[26]中的數據來分析三者的關系，探討研發與制造如何協同促進企業與國家的創新能力。

1 文獻綜述

研發與制造協同要求同時重視研發和制造，以研發促進制造，以制造支持研發。近年來學術界對于研發與制造協同創新的研究主要從三個方面開展：

第一、制造創新注重通過漸進式創新提升效率，同時支持研發結果的實現。在波特價值鏈分析模型（Porter，1985）中，制造是基礎，研發是支撐；在順序上，制造是實現研發結果的過程。制造過程注重生產組織過程優化等漸進式創新，例如日本、德國等創新的精益生產、全面質量管理、智能工廠等制造模式（Jones，1990；Kirner，2009）。制造環節的漸進式創新對于突破性技術創新同時具有支撐作用（余東華，等，2015）。由于價值增加鏈中研發的附加值高于制造，過去幾十年發達國家通過制造外包降低成本。近年來，有觀點認為制造功能對于技術創新過程中的技術論證、開發測試等環節的作用不僅是支撐性，而且是不可替代。發達國家在制造外包過程中低估了制造對原始技術創新的激發作用（Bonvillian，Singer，2019）。這不僅降低了發達國家的競爭力，也會導致其原創性研發無法持續。

第二、研發創新注重通過突破式創新產生新產品，同時支持制造效率提升。研發創新注重應用及轉化突破性創新技術以創造新產品。研發創新能力不足表現為關鍵核心技術缺乏，例如貿易摩擦中中興面臨核心零部件短缺的困境。這也是中國制造2025實施“制造業創新中心建設工程”的原因，希望解決人工智能、生物醫藥、芯片制造等領域卡脖子環節。

在研發與制造協同過程中，研發環節通過改變產品設計支持制造效率和質量的提升。例如，面向制造的研發技術通過集成化設計和零部件通用化設計降低制造復雜度以提升效率。這種研發與制造的協同體現在對現有技術再定義的能力以及通過再造和變換產品結構來降低成本的能力（Nahm，Steinfeld，2014）。隨著中國制造的光伏、風能等設備在國外快速擴展，中國制造的這種優勢逐漸受到關注，但是目前尚局限在部分行業中。

第三、建立研發與制造決策之間的匹配關系。除了面向制造的研發和面向研發的制造之外，研發和制造環節各自特性之間的匹配關系越好，兩者協同也會越好。研發與制造同屬于供應鏈中2個環節，部分供應鏈決策也需要同時考慮研發和制造兩個方面的需求，例如產品多樣化決策需要從產品生命周期整體考慮（ElMaraghy，2013）。

在研發與制造的協同過程中，日本制造系統適合于集成化產品設計，中國制造系統適合于模塊化產品設計（Fujimoto，2004；黃群慧，等，2015）；效率型供應系統與功能性產品設計匹配，響應型供應系統與創新性產品設計匹配（Fisher，1997）；以研發為重要內容的生產性服務業需要與制造業協同發展（唐曉華，等，2018）?，F有研究關于中國制造特性停留在擅長功能性及模塊化產品的認知上，這無法解釋中國逐漸發展的研發能力，也不利于培育原創型技術創新能力。

2 研究方法

本文從企業層面及國家層面分析了制造能力對于研發創新的影響，數據來源于洛桑管理學院的《國家競爭力年鑒》和世界經濟論壇的《全球競爭力報告》。

2.1 研發能力和制造能力的評價指標

由于WEF的GCI指標較多，選取研發能力和制造能力的評價指標體系要求符合二者的特征。根據研究綜述，本文綜合考慮了研發和制造投入、團隊質量、所擁有的資源等幾個方面，保證了指標選擇的科學性和全面性。分別對選取的評價要素進行信度和效度分析，結果見表1-表3。

表1 研發能力信度分析

根據以上的信度分析結果可以看出，在研發能力上總體的標準化信度系數為0.962，根據項刪除后的信度系數可以看出都是小于總體的0.962，因此研發能力維度的指標不需要進行調整。總體的標準化信度系數為0.962，信度系數的取值范圍在0-1之間，越接近1可靠性越高。本次分析的結果為0.962，相對來說信度比較好。

表2 制造能力信度分析

同理，在制造能力上總體的標準化信度系數為0.818，根據項刪除后的信度系數可以看出都是小于總體的0.818，因此制造能力維度的指標不需要進行調整。且本次總體標準化信度系數為0.818，信度較好。

根據以上探索性因子分析的結果可以看出，KMO和巴特利特檢驗的系數結果為0.857，KMO檢驗的系數取值范圍在0-1之間。越接近1說明結構效度越好。

根據球形檢驗的顯著性也可以看出，本次檢驗的顯著性無限接近于0，拒絕原假設，數據顯示指標選取的準確性和一致性可以進行后續的分析應用。

表3 KMO和巴特利特檢驗

2.2 相關性分析

針對研發能力、制造能力和創新能力的相關關系分析結果顯示，三者之間均存在顯著的相關性，而且相關系數都是大于0的，為顯著正相關關系。結果表明，數據適合進行中介和交互效應分析。

表4 各個維度間的相關性分析

2.3 交互效應和中介效應分析

（1）交互效應模型驗證分析。以研發能力為自變量，創新能力為因變量，制造能力為交互變量，構建的交互模型分析結果見表5。結果表明，制造能力是影響研發能力與創新能力之間關系的交互變量。為了直觀地說明交互變量如何影響自變量和因變量，使用M±1SD的斜率圖進行比較，如圖1所示。

圖1 自變量、交互變量與因變量關系圖

數據分析的結論很好地證明了制造能力存在放大效應。事實表明，研發能力并不是促進創新能力提升的單一要素，而是與制造能力存在依賴關系、互為條件而形成的一個統一的整體。交互效應大小為1.23。這里可利用M±1SD的簡單斜率圖計算交互項交互效應，公式為：自變量A與交互變量B的交互效應=（高A高B+低A低B）/2-（低A高B+高A低B）/2。

表5 交互效應結果

（2）中介效應模型驗證分析。以研發能力為自變量，創新能力為因變量，制造能力為中介變量時，中介效應不顯著，原因在于研發能力是直接影響創新水平的，而制造能力在研發到創新的過程中是作為協調因素影響二者之間關系的。例如，根據“干中學”理論，企業在制造過程中發現技術、產品問題等或積累制造經驗，再向研發部門反饋甚至共同溝通解決，能夠提升研發能力進而促進創新水平的提升。但制造能力并非研發到創新的必經之路。換一個角度，以制造能力為自變量，創新能力為因變量，研發能力為中介變量時，結果見表6?？梢钥闯觯薪樾獧z驗Bootstrap 95%置信區間不包含0，而直接效應的置信區間含0，說明研發能力在制造促進創新的過程中起到完全中介的作用，路徑系數為0.545 3，中介效應貢獻度為100%。原因是制造能力并不能直接促進創新水平的提升，如前所述，其通過不同路徑提升研發能力進而提升創新水平。

表6 中介效應結果

除此之外，采用Hayes（2012）編制的SPSS中的Model14（Model14假設中介模型的后半段受到調節，與本文的理論模型一致），進一步驗證了管理能力在其中如何發揮作用，模型如圖2所示，分析結果見表7、表8。根據結果可以看出，將管理能力放入模型后，管理能力與研發能力的乘積項對創新能力的預測作用顯著（B=0.21，t=4.68，p<0.05)，由圖3可知，管理能力對研發與創新的過程產生正向預測作用，表明在研發能力提升促進創新能力提升的同時，管理能力具有放大效應，即管理水平越高，研發促進創新的可能性越大。

圖2 有調節的中介模型

表7 有調節的中介模型檢驗

表8 在管理能力不同水平上的直接效應及中介效應

圖3 管理能力在研發能力與制造能力間關系中的調節作用

交互效應和中介效應分析結果表明，制造能夠通過影響研發水平從而影響創新能力；同時，管理能力對該過程具有放大效應。從企業內部的微觀層面來說，創新能力的提高一方面是企業研發投入、高水平研發人員等研發能力提升的結果，另一方面是企業在制造過程中積累經驗、發現問題并對研發部門提出建議或共同參與創新過程來促進企業創新的。另外，管理能力意味著企業能否合理制定研發激勵機制、高效協調工作流程、及時獲取市場信息以及獲取外部知識等，合理的研發激勵機制決定了研發人員的工作積極性，高效的工作流程決定了各部門之間的協作水平以及溝通能力，及時獲取市場信息能夠更快掌握市場需求，提出新產品，外部知識能夠更好的輔助企業開展創新活動。因此，提升企業的管理能力也是實現制造部門與研發部門更好地協作，促進企業創新能力提升的重要途徑。從國家宏觀層面來說，中國在近二十年的經濟發展過程中，不斷在制造加工過程中借鑒吸收并發展國外先進生產技術，利用反向設計使得制造水平大幅提升，形成規模經濟。同時，充分應用“干中學”理論，比如在不斷改進產品生產的過程中習得新技術及新的設計靈感。美國、日本、德國等發達國家之所以重振制造業不僅僅是因為國外勞動力成本上升，中國制造是否成為世界工廠的主要原因也不是因為高新技術研發，而是因為對于現有技術再定義的能力和對于新事物商品化的能力，以及通過再造和變換產品結構來降低成本的能力。因此，發達國家制造業回流在一定程度上是因為制造與研發的分離削弱了本國的創新能力，在這種情況下，只有將制造業遷移回本國才能充分發揮制造對研發的促進作用，從而提升國家創新水平。

3 討論及結論

研究基于IMD與WEF數據，構建了研發能力和制造能力的評價指標體系，并在此基礎上分析了研發、制造及創新三者之間的交互效應與中介效應，以發現制造能力在促進研發與創新過程中的重要性。數據分析和國家發展的實踐表明，制造能力能夠與研發能力協同促進創新水平的提升，對研發實現創新的過程具有放大效應，同時管理能力對中介效應的過程具有調節作用。

在交互效應方面，制造能力可以與研發能力協同提升創新能力，在中介效應方面，制造能力可以通過研發能力間接提升創新能力。這一結論與林雪萍（2020）、胡樹等（2018）的研究結果類似，但是我們的研究通過IMD和WEF的數據分析進一步驗證了這一結論，并探討了制造如何影響研發能力從而間接地影響創新。對企業而言，生產是實現技術創新商品化的過程，研發部門提供所需的技術支持和新產品開發等，二者是企業價值鏈上兩個相鄰的重要環節，涉及這兩個環節的合作決策，必然存在著諸多聯系，因此企業內部研發部門與生產部門的協作和配合程度在很大程度上決定了企業的創新能力。例如，高質量的模塊化設計能夠提高同一零件的使用頻率和數量，從而實現大規模生產，通過大規模生產開展“干中學”創新支持技術創新結果的實現。對于國家而言，楊明強（2012）、米建偉等（2012）和日本貿易振興機構（2019）等眾多學者與機構從勞動力成本優勢降低、能源等其他要素成本此消彼長、提高本國就業率等方面來解釋發達國家實施制造業回流計劃，制造與研發的分離削弱了本國的創新能力也是一個重要原因。中國近十幾年的發展歷程很好的說明了制造過程對于研發的重要性。首先，中國以代工廠的角色進行大規模生產，在生產的過程中很好的運用了反向設計和“干中學”理論，不僅掌握了現有的生產技術，還能夠在實踐的過程中進一步發展生產技術；接著，以原始設計制造商的角色開展漸進式創新支持原型機生產和系統測試；最后，制造能力支持技術論證及開發并逐步開展突破式創新形成品牌生產。研發與制造系統創新在這個過程中呈現出一種螺旋式上升的路徑。

研究結論顯示，制造能力是影響研發到創新過程的重要因素。與創新源相比，新產品開發過程中各個職能組織之間的相互作用對新產品開發的成功顯得更為重要，而那些忽視研發部門與制造部門協同管理的企業，常常因為部門間的不合作與不信任而延緩新技術的開發，失去新的市場。因此，對于企業而言，建立跨職能團隊，尤其是R&D部門人員和生產部門人員之間的跨職能整合，打造良好的企業文化，使職工認同部門協作，提供方便的信息溝通技術以及一些其他高效協作管理方法，是實現企業制造與研發良好協同從而促進企業創新的重要方法。另外，從國家角度而言，在鼓勵研發的同時，切不可忽視制造水平。制造過程中的漸進式創新是實現突破式創新的一個重要臺階，雖然其發揮的作用在平時可能不會太顯著，但正是這個過程積累的經驗、發現的問題一次次反饋到研發，才使得研發過程有了更快的突破式創新。

在未來的研究中，我們將進一步分析國內企業在研發和制造過程中的表現，開展實證研究，研究不同行業和不同領域如何發展及管理，以促進研發和制造協同從而提升創新能力，并提出具體的建議。