模塊化視角下關鍵核心技術創新模式研究
——基于S 企業的案例分析

祝愛民，吳蕓婷，王海軍

（沈陽工業大學管理學院，遼寧沈陽 110870）

0 引言

現階段，中國在制造業領域關鍵零部件的開發與設計技術仍鮮有突破。根據孟東暉等［1］、張羽飛等［2］的研究，中國的關鍵核心技術仍存在對外依存高、自給率不足40%的現象；加之以美國為首的西方發達國家針對中國實施技術封鎖戰略，強力禁止部分關鍵核心高端生產裝備、零配件及材料出口中國［3］。面對內憂外患的局勢，習近平總書記多次強調關鍵核心技術是靠化緣要不來、花錢買不來、市場換不來的，必須靠自己研發，需要把科技發展主動權牢牢掌握在自己手里。制造業是立國之本、興國之器、強國之基，更是建設創新型國家的核心依托［4］。因此，如何突破關鍵核心技術、加快實現核心技術自主創新，不僅是中國制造業企業在當前嚴峻形勢下亟待解決的重要問題，也是中國確保產業安全和戰略主動、提高科技對經濟社會發展的貢獻率和支撐力的重要手段。

通過梳理文獻發現，實踐界和學術界圍繞關鍵核心技術開展了大量的研究工作。其中，胡旭博等［5］、張嘉毅等［6］、韓鳳芹等［7］、陳勁等［8］著重于探討關鍵核心技術的概念界定；張羽飛等［9］、李天柱等［10］聚焦于突破路徑；以及張于喆等［11］、陳勁等［12］探討了制約因素。在概念內涵上，已有相關研究從技術體系、國家安全與國際競爭、產業鏈發展等多個角度進行闡釋，例如，張玉臣等［13］認為關鍵核心技術是由特定主體設計并構建，在技術體系/產業鏈中發揮關鍵作用且居于核心地位，其他主體在短期內難以模仿和掌握，具有稀缺獨占性的技術體系；徐霞等［14］指出，關鍵核心技術是在對中國推進高質量發展、維護國家安全和參與國際競爭方面具有重要戰略影響的關鍵技術領域中處于核心地位的技術門類。在此基礎上，趙建等［15］認為關鍵核心技術是在產業鏈中處于主導地位，難以被其他技術所替代，并對產業鏈中的其他技術具有支撐作用，對國家經濟、國防和社會等方面安全產生深遠影響的技術體系。在突破路徑上，新型舉國體制更能推動各類創新主體集中攻關、實現資源配置最優以及資源利用效率最大化［16］。王海軍［17］認為提升自主創新能力、嵌入全球高端價值鏈、構建創新生態系統和強化知識創造是推動中國關鍵核心技術創新的關鍵所在。然而，在發展障礙上，基礎投入不足、財政體制不完善、協同創新融合不夠、人才因素制約嚴重等因素制約了中國關鍵核心技術創新全面突破。

上述文獻為關鍵核心技術研究奠定了一定的理論基礎，但在揭示如何實現關鍵核心技術創新的內在機制上相對薄弱。比如，張于喆等［11］認為打好關鍵核心技術攻堅戰必須要堅持需求導向和問題導向，但是對“需求與問題如何推動關鍵核心技術創新？如何在過程中體現？”等相關問題的解答尚缺乏獨特的理論視角；韓鳳芹等［7］、王海軍［17］、王可達［18］等指出了調動多方力量、促進不同創新主體合作能有效推動關鍵核心技術創新，但缺少對成員如何圍繞創新任務展開合作的理論解釋。另外，針對關鍵核心技術創新的案例研究總體上較少，這導致現有理論在關于其前因后果、實現流程、形式安排、效果等方面還處于初級階段。且既有相關研究多關注戰略性新興產業，而針對具有高技術密集與多產品等特點的裝備制造業，其關鍵核心技術突破機制具有特殊性，現有研究難以提供可行的實踐建議。因此，亟須立足獨特視角挖掘關鍵核心技術創新驅動因素、實現機制與運作原理?；诤癫┑龋?］、王海軍［17］、余江等［19］研究提出的關鍵核心技術具有高投入性、長期性、高風險性、知識的復雜性和嵌入性等特征，關鍵核心技術的形成一般要經歷長期復雜的研發過程，涉及大量緘默知識、學科知識、專利和技術訣竅；而模塊化思想在于通過對產品進行模塊化分解，降低整體研發和制造的復雜程度，從而解決產品設計與制造的復雜性問題，提高創新效率［20］。因此，模塊化不失為一個獨特視角，用于理解關鍵核心技術的復雜性，探究其創新過程的內在機制，從而指導不同主體進行創新實踐。

鑒于此，本研究以裝備制造業企業如何通過模塊化實現關鍵核心技術創新為主題，試圖回答以下問題：第一，裝備制造業企業推進關鍵核心技術創新的動因有哪些？第二，模塊化如何賦能裝備制造業企業關鍵核心技術創新？第三，裝備制造業企業通過模塊化進行關鍵核心技術創新結果如何？為此，根據“動因—過程—結果”的研究框架，基于模塊化視角，擬通過技術、組織、環境層面剖析關鍵核心技術創新動因，以S 企業為例，深入分析其關鍵核心技術創新的驅動因素、實現過程及結果。

1 理論研究與分析框架

1.1 關鍵核心技術

就企業來說，關鍵技術是指能夠優化資源利用并保持企業領導地位的技術［21］。核心技術指在生產或技術系統中起核心作用的技術，是技術創新的“骨架”［22］。關鍵核心技術服務于企業技術創新，由核心材料、部件、設備、工藝等組成［2］；它既是核心技術的子集，也具有關鍵技術的特征，是核心技術與關鍵技術的交叉融合與革新［23］。如圖1 所示，關鍵核心技術與一般技術不同，其特點包括：技術地位的高壁壘性和壟斷性；攻關過程的高投入性和長期性；突破機制的獨特性與系統性；創新成果的外溢性和持續性；創新主體的多樣性。

圖1 關鍵核心技術概念

企業不僅是推進關鍵核心技術創新的主體，也是關鍵核心技術應用和實現產業化、商業化的重要主體［24］。針對制造業企業開展關鍵核心技術創新的突破路徑，專家學者們基于產學研深度融合、企業內外部管理和資源利用、組織學習和資源治理及模塊化等不同視角進行了探討?；诋a學研深度融合視角，張羽飛等［2］以三一集團為例，識別出民營制造業領軍企業通過推動產學研深度融合以實現關鍵核心技術創新的過程遵循“功能性突破→性能性突破→可靠性突破→前沿性突破”的演化路徑。以企業內外部管理和資源利用為視角，宋艷等［25］通過對裝備制造業領軍企業的研究發現，其技術突破路徑經歷了一個“技術引進—改進升級—自主創新—技術與產品全球引領”的過程。基于組織學習和資源治理視角，張冬梅等［26］指出伴隨復雜裝備制造企業技術能力的提升，企業的組織學習和資源治理活動也同樣呈現出序貫的演進特征。

由此可見，在不同視角下裝備制造業企業可通過多條路徑推進關鍵核心技術突破，但是現有研究還未從模塊化的角度進行探索。模塊化的核心效能在于降低復雜度，而關鍵核心技術本身具有復雜性，其攻關組織本質上也是一種復雜系統，因此，模塊化不失為裝備制造業企業推動關鍵核心技術創新的一條可行路徑。為此，本研究基于模塊化視角，通過梳理裝備制造業企業突破關鍵核心技術的動態進程，探究其推進關鍵核心技術創新的動因、過程和結果，進而提煉出裝備制造業企業的關鍵核心技術模塊化創新模式。

1.2 模塊化

“模塊”具有標準化的接口，是某種特定功能的載體［27］?！澳K化”是指將復雜系統分解成多個模塊，每個模塊都能夠獨立設計［28］，并且能和其他模塊按照一定設計規則相互聯系以構成更加復雜的系統［29］。模塊化可為關鍵核心技術創新提供新的理論基礎與探索視角。已有研究證明，模塊化通過突出復雜技術創新重點、整合技術創新資源、增強創新動力、提升創新速度等推動產業突破性技術創新［30］。在數字化情景下，模塊化數字平臺還可賦能企業顛覆性創新［31］。模塊化貫穿于企業產學研合作創新過程中，在不同階段中表現出產品模塊化、組織模塊化或平臺模塊化［32］。其中，產品模塊化表示對產品按不同層次而進行拆分的一種程度［33］，可通過模塊化分工、淘汰賽競爭、知識溢出和合作4 個途徑促進技術創新［34］。組織模塊化則是組織間通過構建模塊化體系拓寬網絡、加強同產業鏈上下游的合作與知識及資源共享而實現協同作用［35］。組織模塊的獨立性為組織內部技術創新提供基本保障；其響應性可促進技術創新在各模塊間迅速開展，進而提高組織技術創新能力［36］。

針對關鍵核心技術創新的復雜性，模塊化是一個極具解釋力的理論視角，但謝富勝等［37］、歐陽桃花等［38-39］現有相關研究主要聚焦于關鍵核心部件研發能力生成機制、企業通過模塊化獲取競爭優勢的路徑與效果等，基于模塊化視角來研究關鍵核心技術創新模式仍較為缺乏，系統地分析裝備制造業企業實現關鍵核心技術模塊化創新則更少。綜上，本研究從模塊化視角切入，借鑒曾德麟等［40］的做法，遵循“動因—過程—結果”的樸素邏輯，構建裝備制造業企業關鍵核心技術創新模式的研究框架（見圖2）。

2 研究設計與數據收集

2.1 研究方法

本研究采用探索性單案例研究方法，原因有以下3 點：（1）本研究旨在回答裝備制造業企業為什么以及如何通過模塊化推進關鍵核心技術創新，屬于“why”和“how”類型的問題，所以借鑒Yin［41］的做法，采用案例研究方法；（2）本研究不僅探討裝備制造業企業實施模塊化的推動因素，還要探索關鍵核心技術模塊化創新的動態過程與結果，這些都是現有文獻還未系統深入探究的內容，為了捋清事物發展的因果關系，所以借鑒歐陽桃花［42］的研究，采用探索性的案例研究方法；（3）由于本研究旨在深入且充分地探索裝備制造業企業通過模塊化實現關鍵核心技術創新的模式，對數據豐富性與細膩性有較高要求，相比多案例，單案例研究方法更能通過深入某一企業的管理實踐，在詳細描述現象的過程中探尋事物的一般規律，因此采用單案例研究方法。

2.2 研究樣本

選擇S 企業作為案例研究對象，主要遵循了歐陽桃花等［43］提出的3 個原則：（1）兼顧重要性與代表性的原則。S 企業作為中國重大技術裝備行業的支柱型、戰略型領軍企業，能夠代表該行業中具有相同特征的企業實現關鍵核心技術模塊化創新的實踐。（2）遵循理論抽樣原則。案例研究方法選擇某一案例是出于填補現有研究空白或者發展新理論的需要，并非統計抽樣的原因［44］。以往研究雖有指出模塊化是實現關鍵核心技術創新的關鍵路徑，但更多的是側重于關鍵核心技術研發能力以及模塊化競爭優勢的獲取，缺乏從模塊化的視角探明推進關鍵核心技術創新的內在機制。S企業多年來在研發、生產過程中探索產品模塊化、組織模塊化與平臺模塊化，實踐經驗豐富，以其為研究對象，嘗試打開裝備制造業企業如何通過模塊化實現關鍵核心技術創新的“黑箱”，有助于補充與完善關鍵核心技術和模塊化方面的理論。（3）兼顧理論目標與案例對象的一致性原則。S 企業通過將傳統研發模式轉變為模塊化研發模式，提高了研發效率及產品商業化效率，筆者在調研中對此印象深刻，并且相關新聞報道和文獻資料也較為完整?？傊?，S 企業如何識別推動關鍵核心技術模塊化創新的影響因素，并平衡不同的模塊化策略，這與構建模塊化促進裝備制造業企業關鍵核心技術創新過程模型的理論目標一致。

2.3 數據收集與分析

通過訪談、實地觀察、文獻研究、網絡搜索等多種渠道收集數據，獲取一手、二手多種數據信息，以形成證據三角形，確保研究中使用的每一個證據都至少有兩個數據來源三角化，從而保證案例研究結論的信度與效度。具體數據來源見表1。

表1 資料獲取與數據收集概況

按照Pettigrew［45］提出的縱向案例分析策略，按照以下3 個步驟對數據進行分析：（1）對通過各渠道收集的資料進行歸納整理，梳理S 企業從成立至今的發展歷程和關鍵事件，關注重大事件之間的聯系；（2）重點確認企業在技術創新過程中所采用的模塊化操作方法；（3）重點關注企業在何種因素影響下實施關鍵核心技術模塊化創新，包括具體實現過程如何、達成何種結果等，以理解S 企業是如何通過模塊化推動關鍵核心技術創新，從而使其一步步成為行業領軍企業的動態過程。

3 案例描述

S 企業從通風機產品起步，發展到現在具備為能源與化工領域全部細分市場提供核心設備及解決方案的能力，其發展歷程也同中國能源與化工動力裝備從無到有、從小到大、從弱變強的發展歷程。S 企業的技術創新歷程主要分為跟跑階段（1950—1980 年）、并跑階段（1980—1990 年）、領跑階段（2000 年至今）。其中，在跟跑階段，S 企業完成了壓縮機技術的模仿、引進與消化，走過了中國大型壓縮機從無到有的艱難創業階段；在并跑階段，S企業不斷尋求自主創新，走過了自主開發大型壓縮機和工業用泵為目標的企業成長階段；在領跑階段，S 企業依托企業技術中心，先后設立多個研究院、國家級企業技術分中心，加強國內外技術交流與合作，成功研制出106t 乙烯“三機”、106kW 核級泵、4M125 大型往復式壓縮機等近百個國產首臺套重大裝備，打破了外國企業在同類設備上的壟斷，填補了國產壓縮機的多項技術空白。

4 案例分析

4.1 關鍵核心技術創新的成因

基于“技術-組織-環境”（TOE）理論框架，從技術、組織和環境3 個層面來分析S 企業采用模塊化進行關鍵核心技術創新的推動因素。

4.1.1 技術層面

一是技術能力多樣化。資源基礎理論認為產品是由不同技術生產的零部件組成的，有的企業在一些部件生產活動中有競爭優勢，有的企業在另一些部件生產活動上有競爭優勢［46］，通過優勢資源互補可達到充分利用外部資源、提升技術水平的目的。S 企業在發展初期，主要從事大型壓縮機、風機、水泵等產品的研發與制造，技術復雜度較高。在此階段，上述產品多項關鍵核心技術被德國西門子、意大利新比隆公司等企業壟斷，因此S 企業通過技術引進方式以實現壓縮機等重大裝備的國產化，但受制于資源稟賦與研發能力，僅憑自身能力無法順利實現引進技術的消化、吸收與再創新，必須要與在基礎研究與技術開發方面具有優勢的高校、科研院所進行合作創新。隨著創新主體間的合作逐漸深入，為了更好地推動技術創新，S 企業引進精益思想，細化技術研發計劃，通過發布分解的單元技術需求，向高?；蚩蒲性核袠耍詫崿F雙方以需求為導向的協同創新。

二是信息技術發展。信息技術在應對碎片化需求與組織靈活性層面具有連接與匹配的作用［47］。大數據、工業互聯網、云平臺等新一代信息技術進一步支撐S 企業的智能制造發展道路［32］。得益于信息網絡平臺的構建，S 企業不僅能拉近用戶距離、獲取用戶需求，還能對用戶訂單需求進行分解、歸類和匹配，從而組織和調動產品生產制造所需資源，通過各子公司之間的協同運作生產定制化產品；加之云計算技術對產品生產過程中數據的深入分析與挖掘，S 企業得以設計匹配的業務流程，從而縮短交貨周期、快速滿足用戶需求。S 企業在技術層面的信息技術發展動因編碼舉例如表2 所示。

表2 S 企業技術層面動因編碼舉例

4.1.2 組織層面

合作創新網絡的構建推動參與成員之間形成一種松散耦合關系。初始階段，S 企業與學研機構構建產學研合作創新網絡，在該網絡中各節點成員通過產品制造構建合作關系。在產品的設計、研發過程中，S 企業基于市場需求劃分產品模塊，并聯合高校與科研機構針對關鍵模塊展開創新，如在PLC 離心式壓縮機設計過程中，S 企業對活塞機模塊、控制模塊等進行組件與設計與集成，基于控制模塊的具體需求與大連理工大學（以下簡稱“大工”）開展合作，實現氣體恒溫控制裝置與混合氣體節流系統研發。隨著合作創新網絡的進一步發展，S 企業依托企業技術中心，先后設立博士后工作站、院士工作站、S企業-大工研究院、企業技術分中心等多個研究院、國家級企業技術分中心，加強國內外技術交流與合作，如S 企業依托高端裝備制造業協會合作聯盟與相關企業及高校合作，入駐中國西部科技創新港、岱山石化循環經濟產業園。加之S 企業下屬總公司研究院、技術中心、客戶服務中心與分公司設計部、工藝部等部門，形成了以“兩站四院五中心”為核心、各子公司技術部門為支撐、國外研發機構為補充的自主創新與合作創新相結合的多維創新體系。S 企業組織層面的合作創新網絡動因編碼舉例如表3所示。

表3 S 企業組織層面動因編碼舉例

4.1.3 環境層面

一是國家發展需要。國家發展需要始終貫穿于S 企業的技術創新歷程（見圖4）。1956 年，中國亟須恢復經濟秩序、發展科學技術，由此發布了《1956—1967 年科學技術發展遠景規劃》。通過模仿蘇式離心壓縮機，S 企業獨立設計制造出中國鼓風機行業第一臺透平壓縮機。20 世紀70 年代，由原國家計委向國務院提出“四三方案”1），S 企業的改造納入了“四三方案”，在國家支持下，引進制造MCL、BCL、PCL 三類單軸多級離心式壓縮機技術，由此引發了S 企業在設計、技術、材料和工廠上的革命。1992 年3 月，原國家經濟貿易委員會、原國家教委、中國科學院聯合施行“產學研聯合開發工程”，此后，在一系列相關政策推動下，S 企業開始與高校、科研院所建立合作關系。2006 年，全國科技大會提出自主創新、建設創新型國家戰略，《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006—2020）》《工業轉型升級規劃（2011—2015）》《國家“十一五”科學技術發展規劃》等一系列規劃的相繼出臺，推動S 企業深化產學研合作。2012 年，黨的十八大明確提出實施創新發展戰略。2018 年，習近平總書記在中央財經委員會第二次會議中提到，關鍵核心技術要不來、買不來、討不來。必須破除“創新孤島”，打造融通各種資源、銜接各個產業、激發各方力量的系統創新鏈。在“大眾創業、萬眾創新”的政策導向下，S 企業通過聯合攻關、共建機構、構建云平臺等方式推動合作深度融合。

二是市場需求。多樣化的市場需求要求產品或者復雜系統的結構具有靈活性和可變性。在需求導向下，S 企業不僅聚焦于傳統市場的升級改造，注重用戶的具體需求，也關注未來潛在的新興市場，把握主要經濟領域的未來發展方向。S 企業結合其“十四五”發展規劃，瞄準基礎共性技術、世界前沿技術和新市場新領域，組織各子公司、技術部門謀劃并落地實施科技創新三年行動方案。這種方案聚焦于市場需求，進一步提升了技術創新的效果。同時，根據各種市場需求設立的項目能夠真實反映S 企業面臨的“卡脖子”問題，如S 企業設立的兆瓦級的電子軸承項目，不僅能夠對代表世界級水平的設備進行研究，同時也能夠鞏固S 企業在此方面的領先地位。S 企業環境層面的市場需求動因編碼舉例如表4 所示。

表4 S 企業環境層面動因編碼舉例

基于此，得出觀點1：技術能力多樣化、信息技術發展、合作創新網絡、國家發展需要以及市場需求推動S 企業采用模塊化方法進行關鍵核心技術創新。技術能力多樣化使得S 企業得以充分發揮自身技術優勢，并通過構建合作創新網絡，借助其他創新主體的技術能力優勢；在信息技術發展的幫助下，S 企業可充分了解市場需求及鏈接其他創新資源；此外，國家發展需要與市場需求使S 企業的技術創新歷程更具使命感和方向。

4.2 模塊化賦能關鍵核心技術創新

4.2.1 產品模塊化賦能關鍵核心技術創新

產品模塊化是一種設計和生產產品的方法，將產品劃分為一系列可獨立設計和制造的模塊。產品模塊化賦能S 企業關鍵核心技術創新體現在以下4個方面：

（1）聯結用戶需求和產品特征，實現核心設備的分解和獨立研發。通過定量化用戶需求，把用戶需求與產品設計參數聯結起來，構建技術解決方案轉化矩陣，將核心設備劃分為個性模塊與通用模塊等多個模塊，確定每個模塊的功能、接口和技術要求，并將終端用戶需求映射到個性模塊的研發設計過程中。如在空氣儲能系統解決方案的設計中，S 企業將空氣儲能系統劃分為多個模塊，包括壓縮機、換熱器、儲氣罐等模塊，每個模塊都有其特定設計參數和技術要求；同時，每個模塊都將交給相應的研發團隊進行獨立設計、制造、測試和驗證，以降低整體產品的研發風險。

（2）利用模塊化的靈活組合和集成，實現關鍵核心技術的創新和升級。在模塊開發完成后，通過定義和遵循標準化的接口，S 企業的研發人員在用戶需求和模塊配置規則的指導下，將各個模塊按需進行靈活組合和集成，確保模塊之間正確傳遞數據和信息，并且在模塊集成的過程中進行嚴格的測試和驗證，以保證整體系統的穩定性和可靠性。例如，在10 萬空分壓縮機裝置的設計中，S 企業通過對多個模塊進行優化和組合，成功實現了首套自主國產化，一次試車取得成功［48］。

（3）通過模塊化的獨立生產和質量控制，提高產品的可靠性和穩定性。基于功能的獨立性，模塊之間不會產生過度依賴關系。S 企業通過采用模塊化的生產方式，各個模塊的生產過程可獨立進行、并行開展，提高了生產效率；此外，引入先進的質量控制和技術手段，通過產品質量控制和溯源，更容易查找和解決問題，確保每個模塊的質量和性能達到最優。這種生產方式提高了產品的可靠性和穩定性，從而保證了關鍵核心技術的持續創新和改進。

（4）通過模塊化的可持續維護和升級，實現產品的優化和升級。由于模塊的功能獨立性特征，每個模塊的更新升級不需要和其他模塊進行協調，即形成松耦合效應下的弱聯系。S 企業在產品模塊化的過程中，不斷對模塊進行技術創新和改進，當某個模塊出現故障或需要升級時，通過替換或升級該模塊，可實現產品使用壽命和性能水平的提高；同時，通過結合模塊化設計和互聯網技術，可實現產品的遠程升級和維護。如在大型烯烴裝置用離心壓縮機組的設計和制造過程中，S 企業將大型烯烴裝置用離心壓縮機組劃分為多個模塊，包括壓縮機殼體、轉子、軸承座、密封等模塊，并對每個模塊進行獨立設計和制造。S 企業不僅通過對壓縮機殼體進行輕量化設計，采用高性能材料和先進的制造工藝提高了殼體的剛度和強度，降低了殼體的重量，還對轉子進行了優化設計，采用了先進的平衡技術，顯著提升了轉子的動平衡性能，提高了壓縮機的穩定性和可靠性。在模塊化的設計和制造方法下，S 企業成功地實現了大型烯烴裝置用離心壓縮機組的核心技術創新和升級。

基于此，得出觀點2：產品模塊化通過聯結用戶需求和產品特征、靈活組合和集成、獨立生產和質量控制、可持續維護和升級4 個方面賦能S 企業關鍵核心技術創新。其中，產品模塊化設計通過聯結用戶需求和產品特征，實現核心設備的分解和獨立研發；在此基礎上，利用模塊化的靈活組合和集成，實現關鍵核心技術的創新和升級，并進一步通過模塊化的獨立生產和質量控制，提高產品的可靠性和穩定性。最后通過模塊化的可持續維護和升級，實現產品的優化和升級。

4.2.2 組織模塊化賦能關鍵核心技術創新

組織模塊化是一種將組織劃分為多個獨立單元或模塊的方法，每個模塊都具有特定的職責和功能。在S 企業的關鍵核心技術創新過程中，通過對內部和外部創新資源的有效整合，形成了由內部組織模塊化和外部組織模塊化兩部分構成的組織模塊化架構（見圖3），實現了組織模塊化賦能關鍵核心技術創新。

圖3 S 企業內外部創新資源

一是內部組織模塊化推動需求驅動下的創新裂變。一方面，S 企業基于用戶需求分析，以項目為依托，以產品為導向，將整個組織劃分為多個研發團隊或部門，每個團隊或部門獨立決策、分工協作，都承擔特定的研發任務和技術攻關，如壓縮機技術、密封技術、控制系統等，這些團隊獨立進行研發工作，不斷探索和嘗試新的技術方案，從而不斷推出具有創新性的產品。另一方面，S 企業通過項目管理、知識管理、標準化管理、激勵機制四方面予以支撐組織內部組織模塊化。在項目管理上，S 企業通過將大型項目分解為多個小型項目或任務，每個模塊都有明確的責任人和時間表，這種管理方式有利于提高項目的可控性和可預測性，同時降低項目的風險和復雜性。在知識管理上，S 企業將核心知識劃分為多個模塊，并在企業內部進行共享和傳承，這種管理方式有利于提高企業的知識儲備和創新能力，同時降低了企業對新技術的獲取和整合成本。在標準化管理上，S 企業通過實行標準化的技術開發流程和質量標準，確保產出的各個模塊技術水平和穩定性的一致性，同時對于技術進展和問題解決等方面也有相應的標準制定和校驗機制，從而保證產品質量和研發效率的不斷提升，這種管理方式可以保證產品整體質量，同時也有利于產品的模塊化設計和組裝，降低出錯率和工作重復度。在激勵機制上，S 企業建立了一套模塊化的激勵機制，根據員工的個人能力和貢獻進行獎勵，這種激勵機制有利于提高員工的積極性和創新能力，同時降低了企業的管理成本和人才流失率。

二是外部組織模塊化增強與創新伙伴的合作。模塊化起到了連接S 企業和高等院校、科研院所及組織等不同創新伙伴的橋梁作用，彼此之間遵從技術透明、易于執行的透明設計規則，形成分工明確、能力互補、松散耦合的模塊化協同創新網絡組織。S企業通過與大連理工大學、東北大學、中國科學院金屬研究所等外部優秀創新資源開展持續、戰略性的合作關系，以獲取更多的技術和人才支持，并在技術合作過程中吸收先進開發經驗，從傳統的委托研發跨越到聯合研發、共建實體、創新聯盟、創新聯合體等合作形式，進而實現合作利益的最大化。如S 企業分別在西安交通大學、大工、東北大學以及浙江大學設立了國家級企業技術分中心，與大工、東北大學以及西安交通大學聯合建立研究院，每年定期向分中心下達年度研發任務，分中心與企業聯合申報和承擔各類計劃項目，對研究院則采用全新的企業化研發模式，由校企投入專項經費支持研究院運轉、人才聘用、科研立項等工作；同時，上海廣電電氣（集團）股份有限公司、榮信電力電子有限公司、哈爾濱電機廠等多家企業集團通過產品研發、結構件提供等形式參與到S 企業的技術攻關過程中。企業模塊與學研模塊實現獨立決策，并以此搭建持續性戰略合作的橋梁，如S 企業與相關高校及北京恩優科技有限公司等公司合作，“揭榜掛帥”遼寧省首批科技攻關項目“大功率集成壓縮機組”，以聯合攻關形式共享與集成創新要素，解決關鍵技術掣肘問題［32］。

基于此，得出觀點3：組織模塊化通過內部組織模塊化和外部組織模塊化賦能裝備制造業企業關鍵核心技術創新。其中，內部組織模塊化推動需求驅動下的創新裂變；外部組織模塊化增強與創新伙伴的合作。

4.2.3 模塊化賦能關鍵核心技術創新實現流程

目前，S 企業絕大多數壓縮機采用的都是“積木式”模塊化的設計方法，即以用戶需求為起點，基于需求分析結果，利用相似理論設計技術方案，對相應的功能模塊進行重新設計與制造，再通過“即插即用”的標準化接口與其他通用模塊進行“積木式”組合，在進行分割、替代、擴展、排除、歸納、移植等一系列模塊操作下，快速構成滿足用戶需求的產品（如圖4 所示）。模塊可以是具有一定功能的零件、組件和部件，其品質的優劣直接決定了新產品質量和效率的高低。在此方法下，S 企業通過建立基礎庫，得以存儲多個型號的葉輪、隔板、氣缸、活塞以及多個型號的標準件，且還形成了重要產品設計規范、重要產品出圖規范、往復和透平兩大形式產品設計規范，每個標準系列化元件圖都存于檔案圖庫或電腦圖庫中。在采用這種基于基礎庫的模塊化設計方法下，S 企業將各種系列離心壓縮機的主要結構件，如機殼、隔板、葉輪、密封等，根據對應用戶需求的新參數或者特殊工藝流程要求，在完善結構尺寸、系列規劃后，建立起“積木式”組合設計的結構型譜，應用規劃好的系列結構件，快速設計出客制化的新機組［49］。

圖4 S 企業基于“產品-組織”模塊化的產品研發創新流程

在S 企業壓縮機的全生命生產周期中，從研發到生產裝配再到測試交付，S 企業下屬子公司、各技術中心、大中小企業、高等院校、科研院所等組織機構均貫穿其中，以模塊化組織支撐模塊化產品的生產。如在PLC 離心式壓縮機設計過程中，S 企業對活塞機模塊、控制模塊等進行組件預設計與集成，根據壓縮機選型軟件結果，在 PDM 三維模型庫中直接調用適配的機殼系列，并基于控制模塊的具體需求信息與大連理工大學合作，實現氣體恒溫控制裝置與混合氣體節流系統研發［32］。

基于此，得出觀點4：在S 企業的創新過程中，產品模塊化推動了組織的模塊化，模塊化的組織滲透于模塊化產品的全生命生產周期。S 企業通過模塊化的分解和研發、組合和集成、生產和質量控制以及升級和改進等措施，實現了關鍵核心技術的創新。這種產品模塊化的方法，使得S 企業能夠更加靈活地適應市場和技術變化，不斷提高產品的性能和質量水平。在組織模塊化上，S 企業通過內、外部組織模塊化，合理配置資源，加強各部門間的溝通協作，確保各個環節的有效銜接，以此來提升整體的研發能力和技術水平。

4.3 關鍵核心技術創新的成果

S 企業的關鍵核心技術創新成果體現為技術創新、產品創新及商業模式創新這3 種類型。模塊化為S 企業賦能技術創新提供了機會窗口。近年來，據企業內部資料統計，S 企業先后實現了科研攻關283 項，授權專利118 件，其中發明專利38 件，在壓縮機氣體動力學、轉子動力學、傳熱學等核心技術領域不斷取得重大突破，獲得了多項自主知識產權，部分設計制造技術居世界領先地位。新產品的研發創新也是S 企業模塊化的重要創新成果，圍繞長輸管線、煉油、石化、煤化工、核電、火電等領域需求的風機、往復機、水泵，S 企業開展了一系列的新產品研發。其中，有天然氣長輸管線壓縮機、每年60 萬 t/年天然氣液化裝置用離心壓縮機、10萬 Nm3/h 等級空分裝置用壓縮機、120 萬 t/年乙烯裝置用壓縮機組、Lummus 工藝60 萬 t/年PDH 裝置產品氣壓縮機等多個首臺套國產化產品。模塊化也帶來商業模式的變革：倡導“消除浪費、全員參與、持續改善”的全系統精益管理模式覆蓋傳統管理模式；制造執行系統（MES）、企業資源規劃（ERP）、客戶關系管理（CRM）、供應商關系管理（SRM）、質量信息化平臺、服務云平臺等一系列信息化平臺補齊了多個領域的管理短板。

基于此，得出觀點5：模塊化賦能S 企業關鍵核心技術創新，使得S 企業在技術創新、產品創新以及商業模式創新上取得顯著成績。模塊化創新能夠使得一些技術和產品以更快的速度推向市場，而且性能與質量更高，并促使S 企業通過持續優化與升級實現創新發展，提升自身競爭力。

5 結論與討論

本研究基于模塊化視角剖析了S 企業實現關鍵核心技術創新的過程，得出如下研究結論：（1）在技術能力多樣化、信息技術發展、合作創新網絡、國家發展需要、市場需求等多種因素的綜合影響下，S 企業采用模塊化設計進行技術創新與產品制造；（2）產品模塊化通過聯結用戶需求和產品特征、靈活組合和集成、獨立生產和質量控制、可持續維護和升級4 個方面賦能S 企業關鍵核心技術創新；（3）組織模塊化通過內部組織模塊化和外部組織模塊化賦能裝備制造業企業關鍵核心技術創新；（4）基于模塊化的設計規則，S 企業的產品與組織均呈現出模塊化的特征，產品模塊化推動了組織的模塊化，模塊化的組織滲透于模塊化產品的全生命生產周期；（5）模塊化賦能S 企業關鍵核心技術創新實踐，成果主要體現在技術創新、產品創新及商業模式創新三方面。

基于以上結論，對于裝備制造業企業乃至中國企業如何突破關鍵核心技術提出如下建議：第一，在中國關鍵核心技術發展處處受限的今天，不僅要堅持以市場需求為導向，更要將自身發展戰略與國家需要緊密結合，關注行業發展風向與未來發展趨勢，從長遠視角來規劃企業的科技研發活動，致力于打破國外技術壟斷，實現關鍵核心技術獨立。第二，大膽地采用獨特的技術創新模式，如學習S 企業采用的模塊化創新模式，通過將復雜產品進行分解與重新組合，充分發揮自身優勢與利用外界優秀創新資源，實現產品的推陳出新與更新換代。第三，實施海納百川的開放式創新戰略，與大中小企業、高等院校與科研院所等創新主體和知識主體組建創新聯盟或創新聯合體，匯聚多方優勢創新資源協同創新，共同實現關鍵核心技術攻關。第四，營造良好的創新氛圍，形成科學的運營機制，鼓勵大膽創新，允許犯錯與失敗，接受創新過程中的不確定性與風險性。

然而，本研究還存在以下不足：（1）僅根據一家典型裝備制造業企業的關鍵核心技術創新實踐提煉模塊化創新模式，難免具有一定的個性化特征，為使該模式更具有普適性，還可結合多個案例企業的創新實踐進行對比與歸納分析，以進一步完善與深化所提出的關鍵核心技術模塊化創新模式；（2）僅對裝備制造業領域的關鍵核心技術創新模式進行案例分析，之后還可根據不同技術特性的關鍵核心技術設計不同的模塊化創新模式；（3）可以通過開發量表和調查問卷的方式，從定量分析的角度探究關鍵核心技術模塊化創新的影響因素和實現機制。

注釋：

1）即“擬用三至五年時間從美國、聯邦德國、法國、日本等西方發達國家，引進總價值為43 億美元的成套設備”。