创新过程技术间断及其跨越的结构模型

刘建国

(洛阳师范学院商学院，河南 洛阳 471022)

技术间断是技术跃迁过程中出现的不连续现象，它将技术创新划分为非突破性改进期和突破性创新期，并随创新能力不同而成为技术跨越的路径障碍。目前对技术创新及其间断的研究主要是从技术生命周期、技术范式转换、技术轨道发展、技术创新流等方面展开，但这些理论大多是从产业技术追赶层面或是从国家技术竞争层面提出技术跨越的路径形成，而对技术间断点及其微观机理的研究较少。技术创新是一个非线性的变革过程，无论是顺轨型技术跨越还是跨轨型技术跨越，技术发展都经历了一个从旧技术平台到新技术平台的跃迁过程，在时间或空间转移中都存在一个间断点，它是企业突破技术发展瓶颈、成功实现技术转型的关键分界点，对这一问题的研究将有助于辨识企业在技术发展过程中技术间断的形成，理解和面对技术间断的挑战，并从组织能力上寻找跨越间断点的政策和途径。

1 技术创新间断性及其跨越的结构模型

技术创新间断性最早出现在对技术生命周期演化的研究中。Posner在突破性技术创新理论中认为，“技术演化存在两个不同的技术形态，技术跨越的前后两个技术形态之间联系疏松，是以间断性为主要特征的”［1］。Jenkins进一步把这种特征描述为“技术断层”，认为“技术断层”形成了非连续创新的“技术间断”［2］。技术间断性也在其他学者的理论中得到了描述，并以技术生命周期替代、技术范式转换、技术轨道突破、机会窗口等形式出现，在这些理论中，技术间断主要被当做新旧技术的分界点或技术突破的临界点。

Tushman分析了技术呈S曲线运动轨迹的演变过程，认为新技术产生于技术非连续状态，当发展到一定阶段就会被创新打断从而推动产业技术质变发展，因此，技术周期的演变就是新技术范式吸纳旧技术范式的有利因素，并不断削弱旧技术范式直至取而代之的范式转换过程［3］。从本质上看，Tushman所说的范式转换与技术间断点的跨越并无不同，都表明了新技术替代旧技术的跃迁点或非线性的技术突破过程。

技术间断点对后发企业具有重要意义，在很多情况下，前一个技术轨道上的领先企业的先占优势往往会将其“锁定”于旧有技术轨道上，陷于技术选择陷阱，而这个间断点对后发企业却意味着突破现有技术约束，实现跨越式发展的机会，把握住这个机会，后发企业完全有可能实现技术的跳跃发展。

图1 创新过程技术间断及其跨越的结构模型

基于技术间断的存在性，本文把技术创新分为“从产品创新到工艺创新”、“从组件创新到结构创新”、“从共性技术到核心技术”三个相关联的过程，提出一个基于“创新过程—技术间断—跨越障碍—主导能力”四个层次的技术创新结构模型 (见图1)。与三个创新过程相关联的技术断层分别称为工艺创新间断点、结构创新间断点和核心技术创新间断点，其对应的跨越障碍主要表现为工程化水平、转换成本与路径依赖性、主导设计与技术锁定，而工艺创新信息化能力、集成工艺平台能力、产品平台能力、资源柔性化能力、开拓性动力能力、界面组织能力则构成了突破技术间断点的主导能力要素。

2 工艺创新间断及其跨越

2.1 工艺创新间断点

工艺创新间断点是从产品创新到工艺创新的技术断层和跨越障碍。产品创新是以产品技术为导向，通过改进部件、材料、结构或采用全新的技术获得产品差异的创新活动。工艺创新是以工艺技术为导向，通过改善或变革产品的生产技术及流程而获得产品质量、成本或性能差异的创新活动。虽然产品创新和工艺创新存在交互性和依赖性，但在技术发展过程中由于研发基础、技术复杂性、技术吸收能力、技术交易渠道等不同，造成工艺创新和产品创新并不同步，甚至处于不同的发展轨道上:企业可能在产品创新上取得突破但却止步于工艺创新上。研究表明，在大多数情况下，产品平台的发展受工艺平台的作用和制约更为明显［4］。

技术演化的动态模型进一步揭示了从产品创新到工艺创新的间断性 (见图2)。在技术范式内部，存在着产品创新和工艺创新的不一致性，在技术创新的流动性阶段，产品创新在前，工艺创新在后，企业技术创新的目标是产品创新而不是工艺创新;在技术创新的转型阶段，随着主导设计的出现，会逐渐转向工艺创新，此时企业竞争转向以成本为导向的工艺创新竞争为主;在技术创新的固化阶段，企业的目标是用更高效的手段生产固定的产品，产品越来越标准化，此时以工艺创新为主，产品创新为辅。产品创新和工艺创新在目标和强度上的差异，一方面导致产品技术和工艺技术沿着各自的技术轨道演化，另一方面由于它们演化的速率往往并不完全同步，使得在不同的时间点上，它们交替成为技术平台演进的瓶颈［3］，从而产生工艺创新间断性。

2.2 工艺创新间断的跨越障碍:工程化水平

单纯从技术角度而言，工艺创新间断是由于工程化能力不足造成。广义的工程化能力包括新材料、新工艺、新技术的应用能力，其核心是样机的工程化实现与工艺创新能力。工程化能力决定着企业能否在后R＆D阶段顺利实现批量生产及持续改进等产业化技术条件，对工程化能力的忽视是很多产品停留在原理样机或工程样机阶段而不能投入到批量生产，最终造成“R＆D边际化”的重要原因［5］。

图2 产品创新与工艺创新的动态过程模型

工程化水平决定着创新成果的转化成本和效率。技术创新活动的完整创新链包括从基础研究到工程化、再到产业化的完整过程中，资源的投入比例呈现出较强的线性增长趋势，即创新成果转化的成本大多花在创意物化及工程化阶段［5］。较强的工程化能力是确保创新效率效果的基础，工程化能力不足常常使研发或创新投入形成“无底洞”，让投资者难下决心持续投入，最终使创新成果“湮灭”在创意阶段。

2.3 工艺创新间断跨越的主导能力

(1)工艺创新信息化能力。工艺创新信息化能力是指通过信息化手段，把软装备与技术设备等硬装备，以及生产手段、生产流程等相融合，从而形成工艺创新平台。信息化在促进工艺创新的信息搜集、工艺创新要素整合、生产方式转变、工艺创新研发和技术知识转化以及减少工艺创新风险等方面发挥着功能性作用，企业在进行工艺创新时，采用信息技术对生产要素进行融合，能够有效缩短工艺创新间断的跨越周期和成本，最终达到缩短创新活动研发时间、提高产品质量、满足多样化市场需求的目的。

(2)集成工艺创新平台。对于技术创新的工艺化阶段，现代计算机技术与制造技术的结合为产品创新及其工程化提供了有效的支撑平台，如CAI、并行工程 (CE)、模块化设计、CAX、成组技术等。CAI通过支持产品创新和工艺创新的计算机辅助创新平台，为企业提供了新产品开发、工艺流程改进的结构化解决方案，使企业在优化产品设计的同时改进工艺质量;并行工程通过对产品及其相关过程进行并行、集成化的处理和系统优化，为企业提供了产品全寿命全周期一体化的设计方案，使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性等工艺特性。建立在现代工艺设计和先进制造技术基础上的工程化能力是解决工艺创新间断点的有效措施，企业应重视工程化能力的培育，完成从产品创新到工艺创新的跨越，实现“从创意向产品、从知识向价值”的转变。

3 结构创新间断及其跨越

3.1 结构创新间断点

结构创新间断点是从组件创新到结构创新的技术断层和跨越障碍。对元件或其子系统的改进称为组件创新，对界面的改进称为结构创新。组件创新依赖于原有知识和技能的积累，创新模式以旧技术轨道内的线性创新为主;结构创新主要表现为如何整合产品部件的思维和能力，在知识结构上更多地表现为非线性的思维模式，在创新程度上也更难以突破原有的技术轨道。知识和创新内容的差异导致了从组件创新到结构创新产生技术间断点，这类间断点可以称之为结构创新间断点。

结构创新间断点主要表现在从组件创新到结创新的代际差异上。Henderson认为，组件变化和结构变化导致了四种不同的创新模式［3］(见图3)。在结构知识基本不变的情况下，组件的强化或改变产生渐进创新和模块化产品，这两种创新都是在现有产品基础上的提高或改进，整体上并没有突破原有产品的技术范式，仍属于线性创新范畴;在结构联结改变的情况下，组件的强化或改变导致产品结构改变或重大创新，这两种形式都属于突破性创新，所制造的产品用途、性能或特征与以往产品存在显著差异。显然，突破性创新只有在结构联结改变的情形下才会发生，否则只能停留在线性创新范畴内，也就是说，从组件创新到结构创新存在一个技术跃迁的断层，需要跨越二类创新的技术间断点才能完成产品的代际转换。

3.2 结构创新间断的跨越障碍:转换成本与路径依赖

图3 Henderson-Clark创新模型:组件创新与结构创新

在结构创新等替代型技术创新中，转换成本被认为是结构创新失败的主要原因［2］。在企业技术发展过程中，如果沿着某一技术轨道进行了大量投资，那么在跨越技术间断点时，由于在内部已经形成了一套成熟的规范、工艺和内部价值网络，转换至其他类别的技术体系将会带来巨大的沉没成本，因此，企业对新技术的发展天然地有一种创新抵制，造成企业对技术间断点的跨越变得非常困难。转换成本主要表现为有形资产的提前报废损失、停产减产损失、自我替代损失、员工的结构性过剩以及技术配套体系失效等［6］。从资产和技术配套体系失效程度以及规模经济和学习效应来看，结构创新比组件创新的技术转换成本要高，相应地其技术间断点更难以跨越。

转换成本的影响表现在对创新活动产生强烈的路径依赖性:企业倾向于在旧技术范式内沿着成熟的技术轨道运营，以取得基于技术标准的规模经济性和范围经济性。Henderson认为，已经固化在现有产品里的主导设计和企业围绕现有业务建立的知识和组织能力能适应渐进创新但却是结构创新的障碍，面对结构创新，现有企业不仅想在渐进创新上多投入以扩大垄断力，而且由于已经积累了现有技术的研究开发经验，在研究开发上更有效率，而投资非渐进创新还可能会侵害现有技术，因此，现有企业对于投资非渐进创新缺乏动力［3］。

3.3 结构创新间断跨越的主导能力

(1)产品平台能力。产品平台是“为建立有效开发和生产大批派生产品的共同结构而有意规划和发展的一套系统和界面”［6］。企业利用产品平台，在不改变主要关键技术和产品部件的前提下，仅通过局部变动产品设计、改变产品辅助功能就可以推出一系列新产品。产品平台是结构创新的基础，它首先开发出具有先进技术性能的可扩展性的产品平台，在此基础上开发出产品族，并根据市场需求，不断进行改进提高，针对不同用户适时推出新的衍生产品，形成基于产品平台的产品族，从而显著缩短产品开发周期、降低成本。结构创新的外在表现就是基于平台所对应的产品族升级，通过对平台的核心产品和工艺技术进行修改，可以实现产品格式的多层次发展，基本构架的变化程度决定了结构创新的扩展程度。

(2)资源柔性化能力。产品平台的基础是资源的柔性化 (包括设备柔性、工艺柔性、组织柔性等)。从现代生产模式的发展趋势及国外成熟经验来看，资源柔性化是解决结构创新及其技术转换成本的有效途径，例如以“独立制造岛”为标志的大规模集成制造系统，可以将不同规格、形状和工艺要求的零件集成在一个制造单元内完成加工任务，不仅能实现不同结构特性的产品集成生产，也避免了由于设备更新和工艺路线改变带来的转换成本。以柔性为目标的“丰田生产方式”和多品种、小批量生产方式都能在支持结构创新的同时最大限度地减少转换成本。因此，企业应在加强技术组合、技术转移等策略运用的同时，强化资源的柔性化和生产方式的转型，从根本上解决结构创新的转换成本问题。

4 核心技术创新间断及其跨越

4.1 核心技术间断点

核心技术间断点是从共性技术到核心技术发展过程中的技术断层和跨越障碍。共性技术是指在很多领域内已经或未来可能被广泛采用，其研发成果可共享并处于竞争前阶段的一类技术。核心技术是企业长期积累的一组先进复杂的、具有较大用户价值和难以模仿、不可替代的专有技术。在技术创新过程中，企业都要在共性技术这个基础平台上进行后续的商业开发，最终形成企业专有的产品和工艺，并以核心技术的形态参与市场竞争。这一过程实质是企业技术平台的突破性创新，其间的跨越障碍可称为核心技术间断点。

核心技术间断点主要受创新技术的溢出效应及技术存量资源格式转换的影响。共性技术的外部性和共享性特征，使同行内广泛存在“搭便车”现象，即在共性技术平台上领先企业和后发企业共同分享创新收益的情况。技术创新的溢出使创新企业不能得到全部的创新收益，当企业的创新收益小于创新成本时，将因失去创新激励而不再创新，而对获得溢出效应的企业来说，由于免费获得了“搭便车”的机会而抑制了核心技术的开发动力。技术溢出使行业竞争停留于共性技术平台上的价格竞争而不是基于核心技术的差异化竞争，特别是在专利保护不完善和技术创新显性化的市场上，这种现象更明显。其次，核心技术间断点也产生于企业技术存量资源的格式转换困难。每一项技术存量都有一定组织所特有的“格式”，即组织在长期运行过程中形成的特有的对问题的处理方式和知识表达方式［5］。从共性技术到核心技术的跨越通常需要进行“格式转换”，包括企业一些专有技术知识的消化吸收及相应的组织结构和竞争策略的调整，这使得具有“核心刚性”和“文化锁定”的企业难以完成核心技术间断点的跨越。

4.2 核心技术间断的跨越障碍:主导设计与技术锁定

主导设计是“赢得市场的认可并且是竞争者和创新者都采用的设计范式”［2］。技术锁定是某种技术产品的市场占有率达到一定程度后，成为了事实的标准产品，从而将用户锁定在该产品上。主导设计和技术锁定为某个产品类别建立了居于主导地位的单一技术轨道，其他的技术轨道则遭到市场的排斥，特别是当主导设计上升为产业标准时，基于这个标准的技术必然会主导所有可能进入市场的其他技术的选择，并且迫使所有的竞争者都模仿这个设计［5］。由于规范了产品设计标准，对产品的结构创新和共性技术的超越几乎不可能，市场竞争的焦点只能转向价格和服务导向而不是突破性的技术创新上。

突破共性技术主导的技术创新不仅带来工艺、流程、设备等内部转换成本，更重要的是难以得到顾客市场的认同，对市场转换成本的担心制约了企业向其他技术范式转换的动力。共性技术由于具有巨大的用户规模价值和转换成本，使得企业很难进行独特性技术的开发，甚至形成多个主导厂商统一于某种主导设计之下，为持续获得既得利益而结成统一联盟反对其他设计方式，这在一定程度上抑制了专有技术的开发和应用。

4.3 核心技术间断跨越的主导能力

(1)开拓性动力能力。克里斯蒂森认为，核心技术的成长性与企业的动力能力有关，并进一步把动力能力分为再生性动力能力和开拓性动力能力。再生性动力是指在现有能力和资源的限定下重新产生或只是得到重复性开发的能力;开拓性动力则通过促进技术创新为企业的竞争优势提供长期的基础。再生性动力下的技术学习依赖于传统的经验曲线，在现有技术轨道或模式下进行技术的开发和改进，提高或革新的范围相对有限。开拓性动力下的学习则主要以探索性和实验性的活动为主，技术革新、技术融合和技术吸收的能力较强，对既有路径有较少的依赖［2］。由于核心技术的间断，企业赖以创新的资源和技术能力就会固化在原来的技术路径上，企业往往只能沿着原有的轨迹进行局部的改进，技术产品创新活动局限于再生性动力下的技术学习而不是开拓性动力下的学习，这样就产生了核心技术进一步开发的低开拓性，阻止了技术活动的创新，使企业难以逾越核心技术间断点。

(2)界面组织能力。核心技术的突破涉及R＆D—市场、R＆D—制造、工艺—制造以及设计—工艺等部门之间复杂的界面交互过程。不同职能部门人员拥有对用户需求、技术和财务结果的不同信息，由于文化、组织结构、知识背景等因素的影响，不同职能部门之间的信息交流常常会发生障碍，进而影响到技术创新绩效，例如设计部门与市场部门之间信息交流的失真和过滤被认为是导致企业“R＆D边际化”的重要原因［5］。无论是产品创新还是工艺创新，核心技术的突破都受到技术过程与组织过程之间交互作用的影响。因此，企业在发展核心技术过程中一方面需要投入大量的基础研究，同时还需要加强产品设计部门、工艺部门与制造部门等多个部门间的协同沟通，并通过组织结构调整、业务流程再造等手段从整体上提高技术创新效率，完成从共性技术到核心技术的跨越。

5 结语

作为一种非连续的技术进步方式，技术创新表现为技术或产品的代际或阶段的跨越，具有间断性、不连续性的特征。技术间断点是客观存在的，并成为企业技术追赶的障碍。对技术间断点的识别和管理是实施不连续技术创新的前提，辨识技术间断点的形成、理解和面对技术间断点的挑战并从组织能力上寻找间断点跨越的途径对企业实现突破性技术创新具有重要意义。以工艺创新间断点、结构创新间断点和核心技术间断点为特征的技术创新间断并不是技术演化过程中的所有路径障碍，其跨越能力也不仅仅是工艺平台、产品平台、界面组织等能力的简单提升，还存在着诸如文化锁定、战略刚性等组织层面的问题。从公司整体角度讲，技术跨越更像是一个从产品、工艺、流程到企业文化、价值、战略等方面的系统工程，只有这些技术间断点或障碍都取得突破时才能实现真正意义上的技术跨越。

［1］Posner M V．International trade and technical change［R］．Oxford Economic Papers，1981．153 －164．

［2］Mark Jenkins．Trajectories in the evolution of technology:a multilevel study of competition informal racing［J］．Organization studies，2001，(l22):945 －970．

［3］Tushman M L．Organizational determinants of technological change［J］．Research in Organizational Behavior，1992，14:311 －347．

［4］张鹏，朱常俊．论技术跨越的实现途径以及对我国政府的启示［J］．科学学研究，2007，(2):47－50．

［5］郭斌．基于核心能力的竞争优势理论［M］．北京:科学出版社，2003．

［6］朱斌，吴佳音．自主创新进程探索:主流与新流的动态演进—基于福建省两家制造型企业的案例研究［J］．科学学研究，2011，(9):1389 －1396．