基于TRIZ理论的陕西航空产业升级策略研究

朱煜明，宋小玉，闫文琪，翁晓海，方 炜

（西北工业大学管理学院，陕西西安 710072）

航空产业具有影响范围广、集成和综合化程度高、多元化广域协同等重要特点，同时也是集技术密集性、资本密集型和高附加值的战略新兴产业，具有非常强的经济带动能力，对国民经济和国防工业发展起着重要作用，更是国家综合实力、科技能力和国际竞争力的综合体现。由于我国航空产业起步相对较晚，我国航空产业相对欧美等发达国家在科技原创能力方面还有很大的差距，存在航空技术水平不高、创新能力不足、产品种类偏少、产能过剩等影响我国航空产业优化升级的问题[1-3]。随着航空产业的全球价值链不断的调整，以及日益突出的航空市场寡头垄断现象，使得我国航空产业的发展进一步受到挤压，参与国际航空产业的业务份额受到影响，且很难升级到全球价值链的高端市场。目前我国航空产业正处于转型升级的重要阶段，为了促进我国航空产业快速发展，亟待通过产业升级进一步优化产业结构，提升创新能力，加快产品升级，从而推动我国航空产业向全球价值链中高附加值领域攀升[4]。

陕西作为我国航空产业的重要基地，在我国航空产业中具有重要的作用和意义。陕西航空产业发展拥有充沛的人力资源、领先的技术研发、完善的产业体系和活跃的国际合作[5]。目前，陕西省已经形成了“一基地五园区”的航空产业格局，形成了从航空产品设计、生产、试验和维护的较为完善的航空产业链，涵盖了航空材料、航空零部件加工、航空专用设备生产和航空维修等业务环节，相对国内其他航空产业集群，具有较强的竞争优势[6]。但同时也应该看到，陕西航空产业依然处于全球航空产业价值链的低端，产品附加值较低，并且存在高技术产业所需装备主要依赖进口、自主创新能较差、产业配套能力薄弱和成本持续增加等问题[6]。因此，在我国大力实施“一带一路”倡议和国家大飞机项目机遇下，研究陕西省航空产业优化升级问题，促进陕西省航空产业走出技术附加值低区域，向全球航空产业价值链中高端迈进，对于推动陕西省航空产业提升，提升我国航空产业综合竞争力具有重要意义。

传统的策略制定更多是从定性层面提出相应策略，主观性较强，并且不考虑问题间的相互作用，对于解决航空产业升级中的矛盾存在一定的局限性[7]。例如，对于航空产业普遍创新能力不足和人才短缺问题，传统的解决方法之一是通过引进人才提升创新能力，但会导致成本增加，这就形成一对矛盾，而传统方法更加注重解决当前关键问题，而不是通过问题间的矛盾关系彻底解决这一矛盾。TRIZ理论提供了一套高度抽象的解决问题的方法，可以帮助人们摆脱思维惯性，从更高的层次去思考问题，从而有更多创新的空间，找到更加合适的问题解决方案。TRIZ理论将现有问题抽象为矛盾，并通过分析一对一对的矛盾，利用其相应的发明原理和方法更好地解决系统内的矛盾[8]。陕西航空产业升级涉及多种影响因素，存在多对技术矛盾，因素间也会相互影响产生矛盾，利用TRIZ理论可更好地处理此类技术矛盾问题。

综上，本文针对陕西省航空产业升级，利用解释结构模型识别了陕西航空产业升级的关键成功影响因素；运用TRIZ理论识别陕西航空产业升级关键问题，并建立问题模型和解决方案模型；根据TRIZ理论的40条发明原理制定陕西航空产业升级策略。

1 研究综述

国内外学术界对航空产业的发展和战略管理做了一定的研究，本文从国外航空产业发展战略研究现状、和国内航空产业发展战略研究现状方面进行文献综述。

（1）国外航空产业发展战略研究现状。国外的航空机构致力于航空产业发展的战略管理研究，经过NASA和ESA的长期和系统性研究，目前已经形成建立成体系的航空工业发展战略和战略管理机制。NASA将航空产业战略规划分为三个层面，分别是管理局发展战略、航空企业发展战略和航空产业组建的发展战略[9]。管理局发展战略明确了其航空产业战略管理的组织机构、并将航空产业战略管理划分为战略规划、战略实施和战略监督与控制三个阶段；航空企业发展战略则基于总体战略规范化管理企业发展；航空产业组建发展战略侧重于战略规划的具体工作内容。ESA制定了“终点-终点”的战略管理框架，从而建立了高效、透明和协同的战略管理体系[10]。此外、学者Niosi Jorge 等[11]分析了蒙特利尔的航空产业对当地就业和其他产业的促进作用。Wilson Suzigan等[12]探讨了有利于航空产业集群发展的影响因素。

（2）国内航空产业升级研究现状。国内学者较少涉及航空产业发展战略的研究，目前国内学者对航空产业升级和发展战略研究集中在国外航空产业发展战略分析、国内航空科技产品的发展战略分析和选择等。此外，我国学者通过分析我国航空产业面对的产业环境和政策环境，从不同的角度和维度提出了有利于我国航空产业发展的发展战略，具体包括多元化竞争战略、技术创新战略、航空产业内部重组战略等，不同程度的促进了我国航空产业发展[13]。在战略选择层面，学者们有从价值链角度探讨我国航空产业升级的发展战略，以及通过运用经典战略管理工具——SWOT和波特五力模型等方法研究我国及区域航空产业发展现状、航空制造业升级影响因素等[14-15]，提出技术创新、集群发展、军民融合发展和差异化策略有利于我国航空产业发展[16-18]。学者朱煜明等[19]通过实证研究建立了关于航空产业升级效果评价的指标体系，为航空产业升级效果评价提供依据。学者苏秦等[20]以航空产业为例分析了技术创新和组织对装备质量竞争力的促进作用。

此外，学者们从产业集群角度对陕西航空产业进行了研究，分析了陕西航空产业集群的分类、竞争力和陕西航空产业集群发展影响因素，并提出了相应的发展策略。学者白山稳[21]利用SWOT方法分析了陕西航空产业的机会、威胁、优势和劣势，并提出了陕西航空产业发展战略。学者朱煜明等[22]通过运用GE矩阵进行了航空子产业评价和选择研究。学者杨瑾等[23]则分析了陕西航空产业集群绩效的关键影响因素。学者吴静[24]分析了区际产业转移对西部制造业转型升级的影响，得出陕西制造业对区际转移溢出的吸收和转化力较强。学者段婕等[25]从投入、产出和市场三个方面建立了陕西航空产业竞争力评价体系，对陕西航空竞争力进行了评价，并提出了提升对策。

总体而言，对陕西航空产业升级的研究集中在发展战略、产业评价和影响因素等方面，缺少对陕西航空产业升级相关研究。而且，目前对陕西航空产业的研究注重对解决某一问题或数个问题而提出对策和策略，未考虑解决单个问题时引起的其他问题的恶化，无法有效解决陕西航空产业升级中的矛盾。本文利用TRIZ理论，在陕西航空产业升级策略制定中，可系统性地考虑各关键问题间的矛盾关系，从而提出有效的陕西航空产业升级策略。

2 陕西航空产业升级TRIZ模型建立

2.1 TRIZ理论

TRIZ(创新问题解决理论)是一种以知识和矛盾解决为基础的、面向人的系统方法[26]。TRIZ是根里奇·阿奇舒勒通过分析大量不同领域的专利，经过归纳得出的一中解决问题的方法[27]。TRIZ方法解决问题的一般模式如图1所示，包括识别特定问题、建立TRIZ问题模型、建立解决方案模型和获取特定解四个步骤。根据TRIZ理论，任何一对技术矛盾都可以根据相应的39个技术参数（表1列举了部分技术参数）找到对应的创新解[28]。用来解决矛盾的方法由40条发明创新原理构成（表4列举了本研究所用到原理），通过将矛盾的参数以及对应的发明创新原理形成矛盾矩阵，便可以对矛盾进行解决。虽然TRIZ起源于工程技术领域，但是目前已被广泛的应用在管理领域，解决管理中存在的矛盾问题[29]。

表1 TRIZ部分技术参数

图1 应用TRIZ理论解决实际问题的一般模式

2.2 陕西航空产业升级的TRIZ模型

（1）关键问题生成。利用TRIZ研究陕西航空产业升级策略，第一步需要分析对陕西航空产业有重要作用和影响的关键影响因素，也即TRIZ模型的输入内容（标准因子）。已有研究成果基于实证研究方法，从关键成功因素和外部驱动力两个维度研究了航空产业升级影响因素，形成了影响因素集 S [15，19]。本文基于上述研究成果，结合问卷调查方法和ISM（解释结构模型）方法从影响因素集中获得陕西省航空产业升级关键影响因素。然后将关键影响因素转换为陕西航空产业升级的关键问题，即TRIZ输入的标准因子。运用ISM方法获取陕西航空产业升级关键影响因素的过程如图2所示。

图2 陕西航空产业升级相关影响因素解释结构模型

1）根据Si对Sj有无直接影响，进行以下赋值：

2）如果两个因素之间存在相互作用，按以下规则进行赋值：

值得注意的是：当i和Sj之间有直接的相互影响关系，且两因素之间的影响不相上下，则都赋值为1。

3）如果两个因素之间不存在直接的相互作用，则都赋值为0。

根据可达矩阵，可将所有因素分为可达集、前因集、共同集、起始集和终止集，并进一步获得各个因素的级位划分矩阵M（L），L代表级别。

根据级位划分矩阵进一步得到骨架矩阵A'，进而获得多级递阶解释结构图D（A'）。建立规则如下所示：①分区域从上到下对因素进行逐级排列；②在同一级别因素中添加与级别中某一个因素有强连接关系的因素，并用有向弧表示它们之间的相关关系；③按A'所表示的相关关系，根据级间的有向弧最终绘制出有向图D（A'） 。

最后，结合问卷调查中各个因素的重要程度和在递阶结构中的所处级别获得关键影响因素。

（2）问题模型建立。

因为TRIZ中的参数是为了解决工程技术领域的矛盾，不能直接应用于解决管理领域的矛盾。为研究陕西航空产业升级问题，通过将陕西航空产业升级标准因子与TRIZ标准参数适配，适配流程如图3所示，从而可以将TRIZ理论应用于陕西航空产业升级研究中。基于适配流程，通过文献研究和具体领域专家的完善，最终形成与TRIZ适配结果，见表2。

图3 标准因子与TRIZ标准参数的适配模型

（3）解决方案模型建立。根据表1中关于陕西航空产业升级的标准因子与TRIZ标准参数的适配结果，根据陕西航空产业升级解决方案模型构建流程（如图4），建立陕西航空产业升级中矛盾问题的解决方案模型，如表3所示。

表3 陕西航空产业升级解决方案模型

图4 陕西航空产业升级解决方案模型构建流程

3 基于TRIZ的陕西航空产业升级策略制定

3.1 陕西航空产业升级关键问题生成

（1）识别关键影响因素。根据已有研究成果获得39个影响因素备选集，经过问卷调查方法，得到23个影响因素。以23个因素为准，由专家打分建立23个因素两两间影响关系列表。专家小组共5位成员，皆为对陕西航空产业具有深入研究的政府管理者和学者，其中政府管理者2名，高校学者3名。经过3轮专家意见的收集和反馈得到邻接矩阵A，见图5。根据2.2中的影响因素ISM建立流程和方法，最终建立如图6所示的关于陕西航空产业升级影响因素的解释结构模型。

图5 影响因素领接矩阵

根据问卷调查时对39个影响因素重要程度的评价结果，选择评价值大于重要性评语非常重要和重要中间值4.5的影响因素，并结合各影响因素在多级递阶结构中的层级，选择处于较为基层的影响因素，最终得到陕西航空产业升级的关键影响因素分别为S1专业知识和技术的掌握程度、S2技术创新能力、S3研发资源条件保障能力、S4高级人力资源的获取能力、S5工艺流程管理与创新能力、S8培植龙头企业、S10国家战略与政策。

图6 陕西航空产业升级相关影响因素解释结构模型

（2）确定关键问题。应用TRIZ解决问题的思路和“以解决技术矛盾来推动产业发展”的思想，结合专家访谈意见，将以上识别出的7个关键影响因素（标准因子）转化为相应的影响产业升级的关键问题，如表3所示。

表3中展示了陕西航空产业升级的关键影响因素和关键问题，与之相对应的TRIZ参数，以及解决该关键问题时会得到改善和恶化的参数，从而形成了11对技术矛盾，并给出可用于解决这些技术矛盾的发明创新原理。例如，对于在与研发相关的关键影响因素中的“S2：技术创新能力”，对应的关键问题是“C2：创新能力不足”。根据张东生等[30]的研究可以得到，解决这个问题会得到改善的工程参数是“9、速度”，在改善该参数的同时，会引起参数“35、适应性和通用性”的恶化，从而形成一对矛盾。通过查询矛盾矩阵表找到与该对矛盾对应的发明创新原理是“10、预先作用原理”“26、复制原理”“15、动态特性原理”。同理，可得到其他关键问题对应的改善和恶化的TRIZ标准参数，以及相应的发明创新原理。

3.2 TRIZ发明原理在航空产业的应用

根据大量研究成果可得，TRIZ中的40条发明原理不仅仅适用于工程技术领域，其在管理领域也普遍适用。TRIZ理论已经被广泛引用于解决复杂管理创新问题[31-32]。结合相关研究成果[33-34]，并根据陕西航空产业的特点，通过对TRIZ领域专家和航空领域专家调研访谈，得到TRIZ各个发明原理对航空产业升级的启示，部分如表4所示。

表4 TRIZ 40条发明创新原理对航空产业升级的启示

3.3 陕西航空产业升级策略制定

根据已建立的陕西省航空产业升级解决方案模型、TRIZ40条发明原理在航空产业升级领域的启示，结合航空产业的专家意见和陕西航空产业所处的发展环境制定陕西航空产业升级策略。

在制定陕西航空产业升级策略时，根据策略持续的时间长短，将策略分为中长期策略和短期策略两种。航空产业内中长期策略一般与国家航空产业的五年规划相一致，而短期策略则以年度经营计划为主。因此本研究将持续时间为3～5年的策略定义为陕西航空产业中长期策略，而将持续时间为1～3年的策略定义为陕西航空产业的短期策略。

具体的某一个策略是为了解决关键问题。当通过改善对应TRIZ中的技术参数来解决面对的关键问题时，将可能引起其他参数恶化，根据改善的参数和恶化的参数，利用矛盾解决矩阵，便可找到对应的发明创造原理；而根据发明创造原理对航空产业的启示，通过对航空领域专家调研，便可得出具体的策略。例如要解决关键问题“C8：生产效率较低”，其对应改善的参数为第39个参数生产率，改善生产率会导致第35个参数适用性和多用型参数恶化，查找矛盾解决矩阵可找到对应发明创造原理为1/30/35。对照表4中TRIZ原理在航空产业中的启示：原理1为分割原理，对航空产业的启示为“a.将产业链作进一步划分；b.将航空市场进行细分”，通过此原理可知进一步细分产业链可以优化生产结构，能够集中生产资源，从而提高生产效率；原理30为柔化原理，对航空产业的启示为“a.柔性管理；b.柔性制造系统”，通过此原理可知利用柔化制造系统可提高生产效率；原理35为物理或化学参数改变原理，对航空产业的启示为“a.调整产业结构、对产业环节进行重组；b.调整知识体系、人才建设体系”，通过此原理可知调整产业结构、对产业环节进行重组。此外，通过在策略制定的过程中对航空领域专家的调研，获得抛弃多元化经营中的不良环节和将非核心生产活动外包也可是提高生产效率的策略。因此，根据发明创造原理1/30/35对航空产业的启示，结合航空产业专家的意见，最终得出解决生产率低的问题可以采取以下策略。策略分别是a.对流程进行重组，b.抛弃多元化经营中的不良环节，c.柔性制造系统，d.非核心活动部分外包给最佳分包商等策略。因此，解决生产率低问题的策略类型为短期策略。

以解决关键问题为目标，依照表3中解决该问题对应的发明创新原理，对照表4中TRIZ发明原理在管理中的运用及对航空产业升级的启示，并结合航空产业领域专家意见，最终针对10个关键问题分别制定短期和长期的升级策略，具体如表5所示。

表5 陕西航空产业升级策略

4 结论

本文运用TRIZ理论，对陕西省航空产业升级策略进行了研究，通过识别陕西航空产业升级关键影响因素，形成陕西航空产业升级关键问题，与TRIZ理论的标准参数形成适配；分析了TRIZ理论的40个发明创新原理在陕西航空产业升级中的应用和启示，构建陕西航空产业升级的TRIZ模型，并得到了陕西航空产业的中长期和短期升级策略。陕西航空产业升级的短期策略侧重于航空制造和市场运营保障相关领域，应尽量减少多元化经营中的不良环节，强化核心产品，分包非核心产品，通过对已有设备进行升级，对产品制造流程进行再造和重组，形成科学和标准的制造工艺和生产流程，降低航空科技装备和产品的成本，提升航空产品的制造品质，从而在短期内提升航空产品的效益。

中长期策略则从国家政策、产业环境、技术创新和产品研发和产品制造等方面提出了升级策略。紧跟国家“一带一路”倡议和“军民融合”等战略，积极响应和利用国家航空产业发展政策，着力提升航空技术创新能力，培育航空产业市场，进而以需求刺激航空相关产业发展，培植龙头企业，加强产业集聚，为陕西航空品牌建设和运营销售提供升级空间。充分利用陕西航空优势，建立优势突出的陕西航空产业体系，加强地方政府支持力度，将航空产业作为陕西支柱产业，积极引进航空产业配套子项目，成为全球航空器重要部件及配套设备的研发、试制、生产、试飞和维修基地。通过重点项目的实施，进一步优化陕西航空产业结构。积极参与航空产业全球价值链活动，通过加强产学研合作充分转化和吸收国外先进航空技术，提升陕西航空产业的原始创新能力。从陕西省层面设置航空技术研究和航空产品开发的优惠政策，吸引高级人才资源，通过产学研合作建立专业航空人才培养体系，为陕西航空产业注入发展动力。着重攻克通航领域的产业技术，研制先进的通航产品，以通航产业的发展带动航空产业发展。

基于陕西航空产业升级的短期和中长期策略，提出陕西航空产业升级可借鉴的具体策略实施方案。

（1）加强标准化和智能化提高生产效率。陕西省航空制造业综合实力位居全国前列，但与发达国家航空制造业相比，陕西航空制造业依然工艺流程弱和生产效率低问题。优化工艺流程，提高生产效率是陕西航空制造业升级的基础。借助发展大飞机和MA700等支线飞机契机，一方面陕西省政府协同航空制造龙头单位组织团队总结、学习和吸收国外航空制造先进理念、流程和标准，进而形成先进而完备的航空制造标准，通过流程和标准推广优化制造流程；另一方面，针对重点航空制造单位，更换老旧生产设备，促进制造过程中的工业软件的应用，推动航空制造的自动化和智能化，进而提升航空制造生产效率。

（2）深化航空领域的军民融合发展。军民融合战略是陕西航空产业发展指导战略，同时也是陕西航空产业升级的依托。陕西省拥有丰富的航空军工资源，陕西省政府应大力推进航空领域的融合。通过“军转民”方式最大化地利用陕西省丰富的航空军工资源，转化先进航空技术推动陕西省航空产业升级。陕西省政府组织和培育一批具有发展潜力的民营企业作为“民参军”的主力军，通过“民参军”活动进一步发展陕西省航空民营产业，在加强陕西航空民营企业发展的同时，加快航空产业集群的壮大和发展。

（3）建立航空产学研合作联盟支撑创新发展。产学研合作成为创新发展的重要途径。陕西省具有多个航空领域国家重点实验室，陕西航空动力研究院的成立加速了航空领域的成果转化，推动了陕西航空产业的发展。在此基础上，陕西省应建立范围更广的航空产学研合作联盟，将陕西省重点航空企业、研究所、院校和服务单位紧密的联系在一起，构建产学研协同创新网络，通过统一平台加强航空技术交流，加速航空领域的科技成果转化。

（4）延伸产业链条提高本地配套率。航空产业集群发展是陕西航空产业升级发展的根本方式。陕西省具有丰富的航空军工资源，西飞和一飞院等研发生产单位也是陕西航空的龙头企业，是陕西航空产业基地集群发展的重要力量。然而，陕西省的原材料和机载成品配套产值只占5%和25%左右，未能有效的利用好龙头企业的带动能力。因此，陕西省应明确以龙头企业带动发展航空产业集群，以龙头企业为核心，通过政府支持发展一批配套企业，鼓励和协调龙头企业与本地的零部件厂商建立战略联盟，提高本地化配套率。