制造业产品创新过程的概念设计生态位分析模型构建与测评研究

尹 航，雷家骕，李晓宇

(1.哈尔滨工程大学经济管理学院，黑龙江 哈尔滨 150001;2.清华大学经济管理学院，北京 100084)

1 制造业企业产品创新过程的概念设计生态位研究框架

1.1 生态位概念引入与产品创新生态位

在社会经济领域中，企业与环境通过互动博弈、渐进整合而达成均衡状态，生态位高仿真度地契合了这一演进过程;基于生态位理念，学者们在虚拟企业产品创新的动态过程机理［1－2］、产品创新能力在企业中的演化机理［3－4］、企业与环境之间的相互作用关系［5］等方面取得一系列学术成果。产品创新通过战略规划与组织协调，采掘和充分利用资本、知识、技术和人力资源，引入诸如创新环境、顾客需求与价值导向等多变敏感要素，衍生干扰并增加复杂性。产品创新生态位是描述顾客需求、价值导向与所处创新环境之间关系的总和，呈现企业在市场竞争中诱导新需求产生的循环状态;产品创新生态位反映创新主体通过特定需求、特定价值导向，驱动技术、人力、知识以及资本等资源要素的博弈与整合，是由不同子生态位按照组织关系博弈、整合而成的独特创新链条，是注重环境的创新模式［6］。

1.2 生态位与产品创新过程演进序列之间的关系

概念设计、研发、调试、工业生产以及市场交易五个管理阶段，构成了产品创新过程的演进序列，是不同且相关的子生态位演进过程，内外部资源及环境对演进过程共同产生作用，序列、重合、重叠、相邻和分离等生态位关系都存在于这一演进过程。本研究以全创新产品与重大革新产品为分析对象，将产品创新过程划分为概念设计、研发、调试、工业生产和市场交易等子生态位。

1.3 制造业企业产品创新过程的概念设计生态位内涵界定

概念设计是产品创新的起始阶段，基于对创新信息的收集与现实条件的分析，判断在当前的市场与技术环境下企业是否存在新的发展空间和开发创新产品的实力，尝试回答企业如何实现创新产品的设计功能，并使这些功能能够满足顾客的需求。因此，产品创新的概念设计阶段是对企业能否进行创新活动的决策阶段，包括如下关键环节［6］:

(1)产品创新的相关信息收集与筛选。企业需要发现与评价创新机会，并具备组织管理产品创新活动的能力［7］。掌握相关信息是企业开展创新活动的支撑点，信息收集的对象为大众群体、领先用户以及敏感用户，要将收集的信息按照一定标准筛选并甄别出有价值的信息，继而降低产品创新活动的风险性与未来市场环境的不确定性。

(2)创新产品的顾客潜在需求分析。麻省理工学院的马奎斯等人曾抽样调查了567项不同的产品创新实例，其中314项的产品创新是由顾客潜在需求拉动的，只有其余的1/5是技术推动的。绝大部分企业进行顾客需求分析时，信息收集主要是针对顾客具有现实需求的统计分析，继而对产品进行局部改进或者是重大革新，忽略了顾客潜在心理需求对于产品创新活动的重要性。

(3)企业的技术储备分析。技术储备是实现创新产品由概念设计成果进行实体化样品 (样机)转化的重要推动要素，对企业的技术储备分析主要围绕以下几个方面进行:第一，深入了解行业内技术先进性水平。第二，企业本身是否拥有创新产品实体化所需的相关技术。第三，是否需要从企业外部直接引进核心技术用以实现创新产品的功能需求。

(4)创新产品的功能分析。创新产品功能分析主要围绕以下几方面:第一，创新产品的功能是否满足顾客的需求，以及满足顾客需求的程度。第二，实现创新产品核心功能所需的技术储备水平。第三，在明确企业对创新产品所需技术储备水平的基础上，对创新产品的功能实现程度进行分析。

2 制造业企业概念设计生态位的维度结构分析与演进态势测评

2.1 制造业企业产品创新过程的概念设计生态位维度结构分析

(1)顾客需求。顾客对产品的需求类型及购买欲望，直接影响着企业估测的潜在获利空间，继而对创新方式选择与投入策略产生影响。基于顾客现实需求，对创新产品的定位会比较准确并为优化改进引导方向。基于顾客潜在需求开展的创新活动，需求程度会难以掌控，企业需要激发出潜在需求并使其清晰化，以便减小市场不确定性因素带来的风险。

(2)功能特性。①功能特性影响产品在未来市场环境中的顾客需求程度，决定目标顾客是偏向大众化就还是特定群体。②技术储备直接影响功能特性的核心价值实现程度。③商业前景取决于功能特性的顾客需求满足度，产品核心功能如果能够获得更为广泛的顾客认可并产生购买欲望，则会显著地提升创新绩效并降低商业风险。

(3)创新氛围。良好的创新氛围表现为对员工的激励、约束以及引导，渗透于创新团队的行为方式、思维方式、价值观念以及管理风格。①良好的创新氛围有助于更加敏锐地感知变化并发现可行性商机。②有助于企业员工产生较强的创新意愿并加速创新成果的诞生。③有利于成员为了实现共同目标而集思广益，创造配合与信任的环境，实现隐性知识向显性知识转化的过程并整合创新知识，使概念设计更加成熟并切合实际。

(4)企业领导的创新意识。管理者的创新意识强对企业创新意愿及创新频率影响显著。一方面，企业管理者掌握着人事安排、资金运用、设备更新等实物的决策权，并对产品的生产情况与销售情况具有宏观辨识和思考;另一方面，当不同部门之间存在局部冲突时，企业领导对产品创新的支持是创新活动顺利执行的重要助力。

(5)概念设计周期。预定计划滞后完成的可能性，会显著地影响商业化的时效性和成功概率。若概念设计周期过长，可能会因为市场需求变化而错失商机;若概念设计周期过短，可能因为缺乏具有广泛性和应用价值的信息资源，造成管理者判断失误而盲目地开展产品创新活动。

2.2 制造业企业产品创新过程的概念设计生态位演进态势的测评指标

(1)市场信息的收集能力与整合水平。

①市场信息来源渠道的多样性。企业通过多种途径获取市场动态信息，为产品创新的方向定位提供参考意见。判别标准如下:能够与供应商、代理商以及主要顾客共同分析市场需求与技术动态信息，在时效性、全面性与顾客需求针对性方面具有很强的导引作用;市场信息来源于供应商、代理商以及主要顾客，并对这些需求与技术动态信息进行有效地监测，具有很强的时效性、全面性和顾客需求针对性;市场信息来源于供应商、代理商以及主要顾客，在时效性、全面性与顾客需求针对性方面一般;市场信息来源渠道单一，主要来源于一些公开的、普视性的信息渠道，时效性、全面性与顾客需求针对性方面较差，企业盲目进行创新产品开发的可能性较高。

②专门的信息收集与处理部门。是指企业中是否拥有专业的信息收集与处理部门，是否拥有专业人员对大量信息进行筛选与甄别，为企业提供有效的创新方向导引资料。判别标准如下:设置了在行业内拥有一定权威性的、专门的信息收集与处理机构，专业化团队实时筛选与甄别掌握的动态信息，时效性和顾客需求针对性强，为迅速地制定产品创新战略 (概念设计方案)提供资讯支持;设置了专门的信息收集与处理部门，专职团队筛选与甄别掌握的动态信息，具有一定的时效性和顾客需求针对性，为产品创新活动提供一些参考信息;设置了信息收集与处理机构，少数人员对收集的信息进行筛选与甄别，时效性和顾客需求针对性一般;不具有信息收集与处理机构，无法完成大量信息的甄别工作，时效性和顾客需求的针对性较差，创新活动的成功率很低。

(2)创新产品相关技术的储备水平。

①创新产品自有核心技术使用比例。产品创新是对现有产品进行重大革新或者开发新产品，需要大量核心技术储备作为支撑条件。核心技术的自有性会降低技术瓶颈发生的概率，降低研发成本并增强研发的自主性，继而提高创新的成功率。该指标数值越高，表明相关核心技术的储备水平越好。

②获取核心技术的难易程度。创新产品所需核心技术的获取可以通过外部购买、自主研发以及短期使用等方式，能否获取产品创新活动所需核心技术对创新成功率影响显著。判别标准如下:能够从企业外部获取核心技术，并拥有专利所有权，购买核心技术所需经济成本较低;能够从企业外部获取核心技术，并拥有专利长期使用权，购买核心技术所需经济成本在可接受范围内;能够从企业外部获取短期的核心技术使用权，或者通过合作研发和委托研发的方式研制核心技术，但获取核心技术所需的经济成本较高;主要竞争对手掌握核心技术，企业无法通过正常的市场渠道获取核心技术，合作研发或者委托研发核心技术的投入巨大且成功率较低。

③研制创新成果的核心技术先进性。产品创新以核心技术为基点开展高端技术的攻关，是竞争对手在短时间内无法模仿与超越的。判别标准如下:在行业内具有绝对的核心技术领先优势，能够独立完成高端技术攻关，研制的创新成果在功能特性上具有领先优势;在行业内与少数竞争对手共同具有相对的核心技术优势，能够独立或者合作完成高端技术攻关，研制的创新成果具有较强的产品竞争力;在行业内具有一定的核心技术储备，能够通过与技术领先的创新企业共同完成高端技术攻关，研制的创新成果功能特性水平一般;在行业内不具备核心技术储备，无法完成高端技术攻关，与其他创新主体合作研制的创新成果功能特性较差、以低价格作为创新产品主要竞争手段。

(3)企业创新环境的宽容度与员工创新意愿。

①企业创新环境的宽容度。企业鼓励研发人员进行创新活动并给予一定的支持，能激发研发人员的创新意愿，有利于产出创新成果。判别标准如下:多数研发人员具有很强的创新意愿，企业鼓励研发人员开展创新活动并给予充足的技术和资源支持，研究的创新成果经常能够获得管理者的认同，多数创新成果已经实现了商业化;多数研发人员具有创新意愿，企业支持研发人员开展创新活动并给予一定的技术和资源支持，部分创新成果能够获得管理者认同，部分创新成果实现了商业化;少数研发人员具有创新意愿，企业有创新导向地支持研发人员开展创新活动并给予少量的技术和资源支持，创新成果有时能够获得管理者的认同，极少数创新成果进入了商业化阶段;多数研发人员没有创新意愿，企业对创新活动没有技术及资源的支持，创新成果很难获得管理者认同，企业基本不对研发人员的自主创新成果进行商业化。

②研发人员对创新活动的积极程度。研发人员对创新活动的积极程度一定程度上体现了自主创新意愿，从时间投入视角来分析，即研发人员自主地开展创新活动的时长。当研发人员自主研制创新产品所投入时间占进行创新活动总体投入时间比重越高，表明研发人员对创新活动的积极程度越高。

(4)创新产品概念设计的时效性。

创新产品概念设计的时效性是指在有效时间内 (市场机遇期内)，依据研发人员对需求信息的解读和分析能力，将需求信息转化为符合顾客功能需求的概念设计成果，并能够快速将其转化为实体化样品 (样机)的能力。判别标准如下:在有效时间内，能够第一时间解析出顾客对创新产品的功能需求，并快速地将概念设计成果进行实体化样品 (样机)的转化;在有效时间内，能较快地解析出顾客对创新产品的功能需求，并将概念设计成果较为实效地进行实体化样品 (样机)的转化;与合作者共同解析顾客对创新产品的功能需求，需要进行较大程度的调整，在较长的时间内才能够将概念设计成果转化为实体化样品(样机);无法对顾客需求的创新产品功能特性进行有效分析，概念设计成果无法转化为实体化的样品 (样机)。

2.3 基于Entropy-Topsis模型的测评方法建立

(1)应用熵值法 (Entropy)模型确定评价指标权重。

在有m个评价对象、n个指标的评价问题中，将决策矩阵进行处理后得到标准化矩阵R，具体步骤参照相关学术文献［7］。第j个指标的熵值为:Hj= －k∑ fij× ln fij;j=1，2，…，n，fij=rij/∑rij(i=1，2，…，m)，第j个指标的熵权dj定义为:dj=(1－Hj)/(n－∑Hj);对dj作归一化处理，获得指标标准化权重:wj=dj/∑dj(j=1，2，…，n)，∑wj=1。

(2)应用Topsis模型综合测评产品创新过程的演进态势。

对原始决策矩阵A中的数据进行规范化处理［7］，可以获得规范化决策矩阵B。结合使用规范化决策矩阵B= ［xij］m×n(i=1，2，…，m，j=1，2，…，n)和标准的权重向量 W =(w1，w2，…，wn)T，可以构建加权规范化决策矩阵Z=B ×W，并确定理想解S+和负理想解S－［8］，进而计算评价对象与理想解S+和负理想解S－的欧式距离如下所示:di+=［∑ (zij－ zj+)2］1/2(i=1，2，…，m)，di－=［∑ (zij－zj－)2］1/2(i=1，2，…，m)。分别计算评价对象与理想解的相对接近度，C=di－/(di++ di－)(i=1，2，…，m)。根据综合评价数值C与标准值之间的差距，明确当前创新生态位的进化态势与理想生态位态势之间的差距，C数值越接近标准值，表明概念设计生态位的进化态势越好，反之亦反。

3 实证分析

3.1 测评对象的说明

本研究实际选取25个行业中的167家制造业企业作为测评对象，其中西部地区16.77%(28家)，东部地区 46.11% (77家)，中部地区37.12%(62家);民营企业36.53%(61家)，国有企业53.29%(89家)，外资与合资企业8.38%(14家)，其他企业1.80%(3家)。调研工作从2010年10月开始，通过电话、E-mail及实地调研等方式发放调查问卷，回收有效调查问卷103份。本研究以23个处于概念设计生态位的产品创新项目为例证分析对象，验证理论模型并从实践角度对企业产品创新过程提出指导意见。

3.2 产品创新过程中概念设计生态位演进态势的测评过程

收集23个典型制造业企业相关统计资料，并参照相关文献计算规范化决策矩阵［8］，得出如表1所示的过程参数和指标权重;进而综合测评制造业企业研发生态位演进态势，获得如表2所示的过程参数表和综合评价结果。

表1 基于熵值法确定评价指标权重的过程参数表和标准权重值

3.3 产品创新过程中概念设计生态位演进态势的测评结果分析

(1)制造业企业在产品创新过程中的概念设计阶段，应该避免盲目的资金投入而强调信息收集与分析的有效性;在本研究的实证分析对象中(23个产品创新项目)，14个处于概念设计生态位的产品创新项目在专门信息收集与处理方面表现较差，呈现出典型的强调项目上马而忽视概念设计时效性的短视管理行为，必须调整甚或中止此类产品创新项目。

(2)在23个处于概念设计生态位的产品创新项目中，大部分项目以购买核心技术的使用专利为主要技术获取方式。其中，12个项目在自有核心技术使用比例、核心技术先进性等方面存在严重问题;一方面未能及时地对购买的核心技术进行有效的再开发，致使核心技术的适用性差且受制于人;另一方面未能将核心技术迅速地转化成创新产品的功能特性优势，滞后的核心技术转化与应用严重影响创新效率和产品竞争力。

(3)在23个处于概念设计生态位的产品创新项目中，9个项目在创新环境宽容度与员工创新意愿方面存在一定问题，集中表现为多数研发人员没有创新意愿、企业对创新活动没有技术及资源的支持、创新成果很难获得管理者认同、企业基本不对研发人员的自主创新成果进行商业化等问题，为进一步提升研发人员的创新积极性和产品创新效益，企业有必要在上述方面做出改善。

表2 基于Topsis模型的综合测评过程参数和评价结果表

4 管理启示与研究不足

4.1 管理启示

首先，产品创新是一个强调过程的系统工程，不应该片面地割裂创新过程的不同环节，严谨地界定创新过程的不同管理模块及演进序列，能够更有效地进行针对性的管理和调整，进而提升产品创新的成功率。此外，由于外部环境的动态变化以及技术创新战略执行在时间上的滞后效应，企业应该保持对环境变化的高度敏感性和迅捷整合资源以把握商机的能力。随着产业技术更新周期的日益缩短和客户需求的个性化发展态势，对创新过程的有效管理将成为产品创新成败的关键环节，企业更应该提前从战略和运作上做好准备。

其次，产品创新过程的维度结构分析、测评指标的设置以及Entropy-Topsis测评模型的构建和操作步骤的阐述，为企业相关管理者提供了对企业产品创新方向选择和创新过程中管理问题进行诊断的着力点。例如，通过监测获取、把握、重构企业内外部技术经验、创新知识和创新技能等资源的能力，企业管理者可以发现概念设计生态位、研发生态位、调试生态位、工业生产生态位以及市场交易生态位等子生态位存在的问题，也可以通过对产品创新生态位的变动来预测或解释产品创新成功率及风险的变动。

最后，经验研究检验了理论模型、测评指标以及测评方法的科学性和适用性，这有助于企业更加合理地制定产品创新方向、管理产品创新过程，进而有效地配置和整合资源。考虑到产业技术变革的高频率和市场需求的日益个性化，管理者应该特别注意到建立专门的监控部门和适应性的调控机制，是提升企业产品创新成功率的关键所在。若忽视这一经验研究发现，将可能使管理者偏差地关注短期的技术环节而忽视了产品创新过程的系统性，应该在产品创新方向制定和实施过程中充分考虑创新生态位进化的影响因素及作用机制。

4.2 研究不足

第一，本文只采用截面数据进行经验分析，这会局限对理论模型及测评方法的检验;另外，本文仅以23个样本对概念设计生态位进行理论检验。未来的研究将应用纵向数据来探讨理论模型中子创新生态位之间的因果关系，获取更大规模的样本对不同创新生态位进行理论检验，增强研究的普遍性和可靠性。

第二，创新过程与创新绩效的动态关系是一个普遍性问题，它在不同背景下有不同的表现形式。本文的经验研究是在处于相对成熟阶段的中国规模以上制造业企业中进行的，这与那些处于不同产业发展阶段、有着不同市场响应能力、初始资源和技术水平的中小型企业存在显著差异，未来的研究应该在不同的环境下检验理论成果，特别是那些欠发达与发达地区中小企业的对比研究。

第三，本研究仅考虑了概念设计生态位、研发生态位、调试生态位、工业生产生态位以及市场交易生态位等子生态位之间简单的线性演进关系，这是出于研究的需要和现有研究阶段的局限。未来的研究将探讨存在于这些创新生态位之间的非线性关系，以深入解释产品创新过程对产品创新绩效的影响。

［1］薛晓芳等．虚拟企业的知识创新机制及其知识生态位研究［J］．情报杂志．2008，(8):73－76．

［2］Yang S．L．，Li T．F．．Agility evaluation of mass customization product manufacturing［J］．Journal of Materials Processing Technology．2002，129(1):640 －644．

［3］何巨峰．基于生态位的技术能力演化模型［J］．工业工程，2008，11(3):32 －36．

［4］Dore D．L．．Wellsp Rings of Knowledge:Building and Sustaining the Sources of Innovation．Boston［M］:Harvard Business School Press．2005．

［5］许芳，李建华．企业生态位原理及模型研究［J］．中国软科学，2005，(5):130 －139．

［6］李晓宇，尹航．基于生态位理念的制造企业产品创新过程研究［D］．哈尔滨工程大学，2011，5．

［7］高建．中国企业技术创新分析［M］．北京:清华大学出版社，1999，183－189．

［8］尹航等．基于Entropy-Topsis的区域系统发展脆弱性分析与测评［J］．运筹与管理，2011，20(1):78－86．