高端装备制造企业组织创新演化机制研究——基于混沌理论

金 玮, 石春生, 李逍然

(哈尔滨工业大学 经济与管理学院,黑龙江 哈尔滨 150001)

0 引言

具有技术密集和知识密集特征的高端装备制造企业将大量资源投入技术创新中，以期保持企业活力和生命力，推动绩效提升，并获得无可比拟的竞争优势。但单纯在技术系统中进行创新是不够的，相关研究[1,2]和企业创新实践都显示高端装备制造企业技术创新效率较低。高投入低产出的困境表明高端装备制造企业必须具备较高组织创新能力，才能实现技术水平和运营效率的全面升级。组织创新是企业竞争优势的重要来源之一，对技术创新、绩效和组织成长都具有深远影响。对正处于升级转型关键阶段的中国高端装备制造企业，如何产生或采纳组织创新已经成为亟须解决的重要问题。

企业组织创新的根本矛盾是如何在从事渐进式创新以获得短期收益和成功的同时，投入足够的资源推行激进式创新以保证未来的生存与繁荣[3]。这个矛盾使高端装备制造企业组织创新系统中总是存在着两种对抗力量，一种力量从事对现有战略、结构、管理流程或制度的选择、改进、细化等渐进式创新活动，推动创新系统进入稳定和有序；另一种力量从事对更加新颖的战略、结构、管理流程或制度的搜索、发现、实验等激进式创新活动，推动创新系统趋向不稳定和无序。当这两种力量以平衡的方式共同主导高端装备制造企业组织创新系统运动时，会产生高度复杂的情形：一个潜在混沌的企业组织创新系统[4]。

高端装备制造企业组织创新演化是动态平衡渐进式创新和激进式创新的非线性过程。两类组织创新在任何时点的平衡状态即是适应环境变化的结果，也是组织历史的产物[5]。实现两类创新的平衡是非常复杂的，苏敬勤和崔淼[6]、张璐等[7]基于扎根理论和多案例研究方法，探讨了在组织规模、行业环境、组织文化等因素的综合作用下，为何一些中国企业选择激进式创新，而另一些选择渐进式创新。但现有研究均使用截面数据，仍缺乏对貌似随机的组织创新演化过程的研究。因此，本文在建立高端装备制造企业组织创新演化模型的基础上，模拟组织创新混沌演化过程并分析组织创新混沌演化规律。

1 理论基础

1.1 基于演化视角的组织创新分类

基于间断均衡演化视角的研究认为激进式创新必须快速、大规模地实施。而基于二元性演化视角的研究则指出激进式创新可以在不同时间、在企业松散耦合的子单元中引入，并认为是激进式的概念引发了快速、大规模变革的错觉。两类研究在如何推行激进式创新的分歧，是源于对激进式创新内涵的不同理解。结合Greenwood和Hinings[8]、Weick和Quinn[9]、Plowman等[10]的理论框架，本文对高端装备制造企业组织创新演化过程中出现的创新类型进行分类(见图1)。在图1中提出的4类组织创新在5个维度中存在差别。

第一象限描述了持续收敛的组织创新，它们是缓慢、渐进的，并不与特定非持续创新直接相关。这与两类演化视角对渐进式创新的理解一致。当环境不稳定性较低时，高端装备制造企业通过在组织创新系统局部开展利用性学习，不断产生小改进，以适应缓慢变化的环境。

第二象限描述的渐进式创新以少见的、有目的替代的形式出现，它们快速发生并与企业特定非持续创新直接相关。当高端装备制造企业经历了快速、大规模的激进式创新重新进入收敛时段时，组织创新系统各部分之间的联系变得松散，需要局部的小替代，以战胜残留在局部的小惰性。

第三象限描述的组织创新是非持续、激烈和革命性的，它们由环境剧变引发，并快速、大规模地实施。这符合间断均衡演化视角对激进式创新的理解。当环境剧变时，高端装备制造企业为了战胜内部巨大的惰性，以急剧的、结构扭曲的替代方式产生激进式创新，如重新定位的战略等。

第四象限描述了持续、激烈的小适应，它们的积累在一定情境下会带来新的组织模式。这与二元性演化视角对激进式创新的理解相同。环境不稳定使高端装备制造企业试图寻找更加适应环境的替代组织模式，但由于高端装备产品对高尖端技术的强烈依赖，企业倾向于将更多资源投入到技术创新，而将通过探索性学习不断产生的小适应限制在组织创新系统局部。但当环境急剧变化时，这些小适应的积累可能成为构建新组织模式的序参量。因此，在企业创新演化过程中，激进式创新并不都是革命性的，它们中的一些可能仅是改进技术创新能力、运营效率的小适应。

1.2 企业组织创新演化过程

从企业个体长期适应的角度，企业组织创新演化遵循间断均衡模式。而从企业松散耦合子单元的角度，企业可以灵活地推行渐进式创新和激进式创新。在组织创新演化过程中，高端装备制造企业以间断均衡和二元性的方式实现两类创新的动态平衡(见图2)。

(1)变革时段 内外部环境的急剧变化使高端装备制造企业现有组织创新系统与环境的匹配度急剧降低，企业组织创新必须转向新的、提高环境适应性的演化轨道，所以激进式创新在变革时段中占主导地位。

在内外部环境的综合影响下，在收敛时段中属于微涨落的激进式创新(小适应)，被非线性地放大为巨涨落。它们推动组织创新演化跨越临界点，破坏现有组织创新系统的稳定结构，并为组织创新演化提供了多样选择[11]。这些巨涨落在竞争中能否获胜是企业组织历史和环境适应共同作用的结果，而最终获胜的巨涨落会成为组织创新向新系统演化的序参量。这些序参量促进以其为核心的激进式创新的高度实施，并形成新的组织创新系统。

(2)收敛时段 与变革时段相比，高端装备制造企业组织创新演化收敛时段经历的时间相对较长。在这一时段，企业锁定现有创新演化轨道，通过持续实施渐进式创新，促进有利于提升绩效的组织惯例的形成与完善，这对企业短期成功具有重要影响[12]。

在收敛时段中也存在激进式创新，但它们处于足够范围的较低阈值[13]。企业在松散耦合的子单元中同时推行渐进式和激进式创新，是为了在提高短期收益的同时维持企业中的异质性单元。它们使企业能够将对新发展机会、效率提升模式等的持续探索，控制在局部而不影响创新系统整体稳定，并将更多资源投入到技术创新中。这些激进式创新大多属于微涨落，会在路径依赖和惰性压力的限制下，产生涨落回归，不会使组织创新演化直接偏离现有轨道。但它们会在异质性单元中不断积累，当环境剧变时，可能成为向新系统演化的序参量。

2 企业组织创新演化模型

根据前面分析，为了兼顾短期成功与长期发展，高端装备制造企业必须对渐进式和激进式创新持续投资、不断调整，并随时间推移实现两类创新的动态平衡。在组织创新演化过程中，两类创新为争夺企业稀缺资源相互竞争，这种竞争关系具有动态性、复杂性的特点。本文借鉴生态学的种群竞争模型，建立描述渐进式创新和激进式创新之间争夺企业稀缺资源的竞争模型，以研究高端装备制造企业组织创新的动态演化过程。

2.1 基本前提

与自然界中生物种群的竞争进化过程类似，在高端装备制造企业组织创新演化过程中，渐进式创新种群和激进式创新种群同样经历了一个产生、发展和相互竞争的演化过程。企业组织创新演化符合种群竞争模型的基础条件。

(1)渐进式创新和激进式创新是两个相对独立的种群。渐进式创新和激进式创新可以在高端装备制造企业松散耦合的子单元中并存。两类组织创新是两种根本不同的创新活动，它们需要不同的知识、思维、惯例、程序和技能，它们的变异性和变革时机不同，它们的后果也存在显著差异[14,15]。

(2)渐进式创新和激进式创新演化存在代际遗传。企业在平衡两类创新过程中，会出现大量不同的创新组合，没有一种组合内在优于其他组合[16]。但是企业高层管理者会发现不是所有创新组合对他们都是可行的，因为企业组织创新锁定在特定演化轨道中，即使在应对环境急剧变化时，他们的选择仍会受到过去组织创新的影响[16]。高端装备制造企业的渐进式创新和激进式创新在自身的知识、思维、惯例、程序和技能的作用下，都可以通过迭代进行自我强化，并在迭代过程中不断增强自身的知识、思维、惯例、程序和技能。

(3)渐进式创新和激进式创新之间存在“争夺稀缺资源”的竞争效应。虽然高端装备制造企业可以通过获取外部资源缓解内部资源紧张对两类创新的限制，但是两类创新都需要的大部分资源仍处于较为紧缺的状况。尽管同时推行两类创新对企业的生存和繁荣非常重要，但资源有限性往往迫使企业推行一类创新超过另一类。而两类创新资源竞争能力之间的差距会被创新的自我强化机制不断扩大，导致在竞争中处于劣势的创新随着时间推移会最终灭绝。

2.2 符号定义

考虑在高端装备制造企业组织创新演化过程中，渐进式创新和激进式创新之间的竞争关系，对符号和假设说明如下。

(1)x为企业渐进式创新状态值，y为企业激进式创新状态值。

(2)Nx和Ny分别为企业所有资源能够支持的渐进式创新和激进式创新的最大规模。由于企业可用于组织创新的资源是有限的，Nx和Ny为有限的常数。根据文献[17]，进一步假设渐进式创新和激进式创新的独立增长均服从Logistic增长规律。

(3)k1和k2分别为渐进式创新和激进式创新的内禀增长率，反映行业环境、组织规模、技术创新、创新文化等内外部环境因素对渐进式创新和激进式创新的综合影响。

(4)x/Nx和y/Ny分别为渐进式创新和激进式创新各自占最大创新规模的比例，称为自然增长饱和度。(1-x/Nx)和(1-y/Ny)分别为渐进式创新和激进式创新的自身增长阻滞项，反映在企业资源限制下，渐进式创新和激进式创新对自身增长的阻滞作用。

(5)r1表示激进式创新的自然增长饱和度对渐进式创新增长的贡献，r2表示渐进式创新的自然增长饱和度对激进式创新增长的贡献。r1>0，r2>0。r1为内外部环境变化对激进式组织创新需求与企业对渐进式组织创新倾向的比值，r2为内外部环境变化对渐进式组织创新需求与企业对激进式组织创新倾向的比值。r1>1表示激进式创新对渐进式创新所需资源的获取能力更强，r2>1可以作相应的理解。

2.3 模型建立

当高端装备制造企业单独推行渐进式创新和激进式创新时，由于假设两类创新的种群规模增长遵循Logistic增长规律，所以对渐进式创新和激进式创新应有:

(1)

(2)

(3)

(4)

根据微分方程稳定性定理[18]，分析4个平衡点的稳定性。P1、P2和P3均为稳定平衡点，P4为不稳定平衡点。企业为了维持生存与发展，必须随着内外部环境变化持续采纳两类创新并维持创新之间的动态平衡，所以企业组织创新演化轨道必然会远离P4。

2.4 演化趋势

记L1：1-x/Nx-r1y/Ny=0,L2:1-y/Ny-r2x/Nx=0。对于r1和r2的不同取值范围，直线L1和L2在相平面上的位置不同，它们分别对应组织创新演化的3个稳定平衡点的4种演化趋势，如图3所示。

(1)当r1<1，r2>1时，无论高端装备制造企业组织创新演化的初始点在何处，创新演化轨道会趋向并稳定在P1(见图3a)。在这种情况下，企业更关注获得稳定的短期收益，在资源投入等方面更倾向渐进式创新。随着时间推移，企业发现从事已经获得丰富经验积累、具有较高胜任能力的渐进式创新更有效率，进而不断增加这类创新，最终导致企业组织创新演化陷入成功陷阱。

(2)当r1>1，r2<1时，高端装备制造企业组织创新演化对初始点不敏感，所有创新演化轨道会趋向并稳定在P2(见图3b)。在这种情况下，企业更关注获得长期发展机会，倾向于采纳激进式创新。激进式创新背离现有组织惯例，具有随机性和突变性的特点，产生或采纳它更容易产生不确定性和风险。激进式创新的失败往往促使企业搜寻更新颖想法，随着激进式创新新颖性的不断增强，组织创新演化陷入失败陷阱。

(3)当r1<1，r2<1时，高端装备制造企业组织创新演化不依赖于初始点，所有创新演化轨道会趋向并稳定在P3(见图3c)。在这种情况下，企业同时追求短期成功和长期发展，通过均衡配置创新资源，协调两类创新的关系，使创新演化到一个稳定的平衡状态。但不考虑内外环境变化，以固定组合推行两类创新，会导致创新演化陷入平衡陷阱。而在组织创新管理实践中，企业持续以固定组合推行两类组织创新的情况很少见。

3 组织创新演化的混沌性判定

非线性是动力系统运动中出现混沌行为的必要条件。虽然高端装备制造企业组织创新系统是确定性系统，不包含任何随机因素，但创新系统由于内部激进式创新和渐进式创新之间的复杂竞争关系，而具有非线性特征，在演化过程中会自发地产生貌似随机的创新行为。

Lyapunov指数能够定量描述动力系统演化轨道之间的平均分离或者收缩的快慢，反映系统整体的混沌水平。而根据高端装备制造企业组织创新演化模型，组织创新系统是2维相空间动力系统。它具有混沌吸引子的条件是λ1>0，并且λ2<0。λ1越大，动力系统的混沌性越强。

根据公式3和4，引入时间间隔t，令X(t)=x(t)/Nx，Y(t)=y(t)/Ny分别表示在现有资源条件下，高端装备制造企业在t时刻推行渐进式创新和激进式创新的状态值，X(t)∈[0,1]，Y(t)∈[0,1]。则企业组织创新演化方程为：

X(t+1)=k1X(t)(1-X(t)-r1Y(t))+X(t)

(5)

Y(t+1)=k2Y(t)(1-Y(t)-r2X(t))+Y(t)

(6)

4 组织创新混沌演化过程

在图4a中，当环境变化对激进式创新压力较小(k2∈([0,2])时，关注探索新组织模式的高端装备制造企业在松散耦合子单元中推行的激进式创新，会累积成为组织创新演化的新序参量，并引发以其为核心的大规模激进式创新(X(t)→0,Y(t)→1)。但当环境剧变(k2∈(2.5699,3])时，激进式创新演化的不确定性以指数级数增强，激进式创新由倍周期分岔进入混沌演化时段。

在图4c中，由于环境变化对激进式创新压力较小(k2∈[0,1.28495])，持续成功的渐进式创新使高端装备制造企业内的惰性压力不断增强，企业只接受渐进性的调整，组织创新锁定在现有演化轨道(X(t)→1,Y(t)→0)。当环境剧变(k2∈(1.28495,1.5])时，由于缺乏推行激进式创新的经验和能力，激进式创新进入混沌演化时段，而由于激进式创新和渐进式创新之间的复杂竞争关系，渐进式创新也随之进行混沌演化。

在图4b和图4d中，鞍点P3是高端装备制造企业组织创新混沌演化的转折点，进入P3的轨线是P1和P2吸引域的分界线，具有很强的敏感性。当初始点位于进入P3轨线的影响域时，企业组织创新演化轨道会产生断裂式跃迁，演化轨道的断裂位置和跃迁方向与初始点(X(0),Y(0))密切相关。当初始点位于区域Ⅱ内进入P3轨线的影响域时，创新演化轨道由(X(t)→1,Y(t)→0)向(X(t)→0,Y(t)→1)跃迁。而当初始点出现在区域Ⅳ内进入P3轨线的影响域时，创新演化轨道表现为由(X(t)→0,Y(t)→1)跃迁到(X(t)→1,Y(t)→0)。

进入鞍点轨线的影响域是高端装备制造企业以二元性方式平衡激进式创新和渐进式创新的临界域，两类创新竞争效应强。在图4b中，初始点的X(0)和Y(0)值均较低，表明企业在改善现有组织模式的同时，维持异质性单元以探索新的组织模式。但当环境压力较小时，在组织惰性等有序力量的影响下，创新演化轨道向(X(t)→1,Y(t)→0)收敛。而随着环境压力不断增强，企业需要更新颖的组织模式以适应环境变化时，创新演化轨道向(X(t)→0,Y(t)→1)跃迁，创新演化初始点越靠近P2吸引域，创新演化轨道越早跃迁。

在图4d中，初始点的X(0)和Y(0)值均较高，表明企业期望通过组织创新同时获得短期成功与长期发展机会。但企业不仅需要投入大量资源实现两类创新的较高程度实施，还需要投入资源平衡两类创新之间的关系。当环境压力较小时，较强的激进式创新倾向使企业转向积极探寻新的组织模式，创新演化轨道向(X(t)→0,Y(t)→1)收敛。但随着环境压力增强，同时以较高程度推行两类创新并维持两者平衡对企业是很困难的。在资源限制下，企业转向更为胜任的渐进式创新，创新演化轨道跃迁到(X(t)→1,Y(t)→0)。创新演化初始点越靠近P1的吸引域，演化轨道越早跃迁。

环境的急剧变化使P1和P2不再是创新演化的局部稳定平衡点，虽然它们仍然会吸引创新演化轨道向其收敛，但在其吸引域中创新演化状态不确定。演化初始点位于P2的吸引域或演化轨道会跃迁到该区域的高端装备制造企业对环境变化的应变能力更强，表现为k2∈(2.5699,3]，企业激进式创新才经由倍周期分岔进入混沌演化状态，而演化初始点位于P1的吸引域或演化轨道会跃迁到该区域的企业在k2∈(1.28495,1.5]，激进式创新就带动渐进式创新开始进行混沌演化。

当创新演化的初始点位于P2的吸引域或演化轨道会跃迁到该区域时，高端装备制造企业积极投入资源，推行激进式创新以应对环境剧变。虽然激进式创新演化进入混沌状态，但企业有多样的创新选择。企业可以控制有害的初始条件，选择有利的初始条件并使其成为构建新组织创新系统的序参量，推动创新演化进入变革时段。而当演化初始点位于P1的吸引域或演化轨道会跃迁到该区域时，高端装备制造企业即使面对环境剧变，仍然更倾向于推行渐进式创新，导致激进式创新不但进入混沌演化状态，而且创新多样性有限，较难成为推动组织创新演化进入变革时段的序参量。

在分析当r2>r1>1时高端装备制造企业组织创新混沌演化过程的基础上，本文进一步研究了r1>r2>1和r1=r2>1时的创新混沌演化过程，发现虽然企业组织创新演化的X(0)、Y(0)和ki是偶然和较难预测的，并且它们会导致创新演化轨道的变化尺度不同，但是激进式创新和渐进式创新都由确定性演化经倍周期分岔进入混沌，两类创新的演化轨道都遵从Feigenbaum常数系，具有标度不变形的特性。因此只要创新演化方程满足整体演化需要，企业组织创新演化轨道的变化形式是相似的。

5 结论和管理启示

本文在建立高端装备制造企业组织创新演化模型的基础上，判定组织创新演化的混沌性并通过模拟组织创新演化过程，从混沌理论角度研究企业组织创新演化机制。研究结果显示：①渐进式创新和激进式创新之间较强的竞争效应(r1>1，r2>1)是企业组织创新演化进入混沌的一般条件。②进入鞍点P3的轨线有很强的敏感性，在其影响域中，创新演化轨道会产生断裂式跃迁，而演化轨道的断裂位置和跃迁方向与初始条件密切相关。在进入鞍点轨线的影响域中，渐进式创新和激进式创新之间竞争效应强，这是企业以二元性方式平衡两类创新的临界域。当企业在改善现有组织模式的同时，持续实施小规模激进式创新时，随着环境压力增强，创新演化轨道会由(X(t)→1,Y(t)→0)向(X(t)→0,Y(t)→1)跃迁。但当企业同时以较高程度推行渐进式和激进式创新时，在企业创新资源和激进式创新能力的限制下，随着环境压力增强，创新演化轨道跃迁到(X(t)→1,Y(t)→0)。③环境压力会增强创新演化的混沌性。当环境压力较小时，企业组织创新演化有P1和P2两个局部稳定平衡点。而当激进式创新承受较大的环境压力时，激进式创新演化敏感依赖于初始条件，并且由于激进式创新与渐进式创新之间的复杂竞争关系，渐进式创新也随之进入混沌演化状态。P1和P2不再是创新演化的局部稳定平衡点，虽然它们会吸引创新演化轨道向其收敛，但是演化状态不确定。面对环境变化，具有较强激进式创新能力的企业更可能将创新演化的初始点设置在P2的吸引域或演化轨道会向该吸引域跃迁的区域。企业在面对混沌状态中的多样创新选择时，能合理设置序参量，并推动创新演化进入变革时段。而当企业倾向于推行渐进式创新时，即使面对环境剧变，它的创新演化初始点仍然更可能位于P1的吸引域或演化轨道会向该吸引域跃迁的区域。企业组织创新系统整体进入混沌运动状态，但激进式创新的多样性相对有限，组织创新演化并没有进入变革时段。这解释了同样面对环境剧变，为什么一些高端装备制造企业产生了激进式创新，而另一些则采纳了渐进式创新。

研究对高端装备制造企业改善组织创新演化过程管理提出了如下管理启示：①在组织创新混沌演化时段，企业应加强对组织创新初始条件的管理，培育和诱导预期好的初始条件，干预和控制预期差的初始条件，促使企业从混沌态中获得期望的组织模式。②当环境压力较小时，企业可以尝试在子单元中持续推行小规模激进式创新，以寻找更适合开展技术创新活动、提升企业运营效率的组织模式。这些创新的积累，不但有利于提升企业激进式创新能力，也为变革时段构建新组织创新系统提供了可能的序参量。在面对环境急剧变化时，企业更容易将演化初始点设置在P2的吸引域，或推动创新演化轨道向P2的吸引域跃迁，获得更多样的创新选择，推动组织创新演化尽早进入变革时段。③实现渐进式创新和激进式创新之间的合理平衡，需要企业即立足现在，承担推行渐进式创新以运作现有资源的责任，又着眼未来，具有产生激进式创新以适应未来的能力。但企业对两类创新的平衡不是以同等水平或者固定比例采纳两类创新，而是根据内外部环境变化，进行动态调整。由于创新资源和激进式创新能力的限制，当环境压力较强时，企业持续较大规模地同时实施两类创新不利于新组织模式的形成。而企业持续小规模地同时实施两类创新，不但有利于对现有组织模式进行持续改善，并且随着环境压力不断增强，创新演化轨道会跃迁到(X(t)→0,Y(t)→1)，即也有利于促进新组织模式形成。