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    創(chuàng)新工程學體系構建研究

    2020-04-25 02:48:30李茂國馬一丹朱正偉
    科學決策 2020年4期
    關鍵詞:工程學環(huán)節(jié)思維

    李茂國 汪 洋 馬一丹 朱正偉

    1 引 言

    創(chuàng)新已經(jīng)成為全球性的大趨勢,世界主要國家持續(xù)推動國家創(chuàng)新戰(zhàn)略。例如:美國,2009年《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質量就業(yè)》、2011年《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:確保經(jīng)濟增長與繁榮》、2015年《美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略》;英國,2004年《2004—2014科學與創(chuàng)新投入十年框架》、2009年《2009—2012年科技與創(chuàng)新戰(zhàn)略》、2013年《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》、2014年《我們的增長計劃:科學和創(chuàng)新》;德國,2006年《德國高技術戰(zhàn)略》、2010年《德國2020高科技戰(zhàn)略》、2013年《保障德國制造業(yè)的未來關于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》的報告并上升為德國國家戰(zhàn)略、2014年《新的高技術戰(zhàn)略——創(chuàng)新為德國》;法國,2009年《科研與創(chuàng)新國家戰(zhàn)略(2009—2012)》、2013年《國家科研戰(zhàn)略(2015—2020)》、《法國—歐洲2020:科研、技術轉化和創(chuàng)新的戰(zhàn)略議程》;日本,2011年《區(qū)域創(chuàng)新戰(zhàn)略支持計劃》,2014、2015、2016、2017年《科學技術創(chuàng)新綜合戰(zhàn)略》,2018—2019年《綜合創(chuàng)新戰(zhàn)略》。2017年4月,聯(lián)合國大會通過設立“世界創(chuàng)意和創(chuàng)新日”決議,將每年4月21日指定為世界創(chuàng)意和創(chuàng)新日,并呼吁各國支持大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新。該決議的通過,顯示了創(chuàng)新作為推動可持續(xù)發(fā)展重要動力已獲得廣泛的國際共識。

    中國高度重視創(chuàng)新,黨的十七大提出提高自主創(chuàng)新能力、建設創(chuàng)新型國家;黨的十八大提出創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略;黨的十八屆五中全會將創(chuàng)新列為“五大發(fā)展理念”之首;黨的十九大提出“創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力,是建設現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐”。2015年中共中央、國務院出臺《中共中央國務院關于深化體制機制改革加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的若干意見》;2015年政府工作報告提出“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”;2016年中共中央、國務院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》;2018年國務院發(fā)布《關于推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級版的意見》。創(chuàng)新已經(jīng)成為中國發(fā)展的必由之路,成為“引領發(fā)展的第一動力”。

    目前,基于“雙創(chuàng)”的中國方案已經(jīng)成為國際共識,固然是一種榮譽,但同時也意味著某種使命,即應該以更積極、更主動的努力,推動創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新。中國科技部、發(fā)改委、教育部、科協(xié)于2008年4月23日聯(lián)合發(fā)布了《關于印發(fā)〈關于加強創(chuàng)新方法工作的若干意見〉的通知》(國科發(fā)財〔2008〕197號),經(jīng)過10多年來的推廣工作,取得了很多成績,但仍然沒達到預期目標,其中的原因很多。但是,沒有學科支撐是最關鍵的因素,在中國的教育科研環(huán)境下,沒有學科就沒有可持續(xù)發(fā)展的基礎,沒有學科就缺少學術組織系統(tǒng)的支撐。創(chuàng)新如此重要,然而,我國卻沒有一個專門研究創(chuàng)新活動的學科,這是我們渴望創(chuàng)新卻又難以很好實現(xiàn)創(chuàng)新的原因之一。因此,創(chuàng)立研究創(chuàng)新活動的學科迫在眉睫。創(chuàng)新工程學就成為推廣創(chuàng)新思維、方法、工具以及實踐的一項重要任務,也是走好創(chuàng)新之路,建設創(chuàng)新型國家的必然要求。

    2 創(chuàng)新的概念內涵

    熊比特在其1912年出版的《經(jīng)濟發(fā)展理論》一書中,首次使用了創(chuàng)新(Innovation)一詞,他將創(chuàng)新定義為新的生產(chǎn)函數(shù)的建立,企業(yè)家對生產(chǎn)要素的新組合,創(chuàng)新包括引入一種新產(chǎn)品、采用一種新的生產(chǎn)方法、開辟一個新的市場、獲得一種新的原材料或半成品的供應來源、實現(xiàn)一種新的工業(yè)組織形式等五種情況。從熊比特對創(chuàng)新的表述中可以看出創(chuàng)新的內涵十分豐富。熊彼特將企業(yè)家視為創(chuàng)新的主體,其作用在于創(chuàng)造性地破壞市場的均衡,以獲取潛在的利潤。他認為創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的根本動因。

    熊彼特及其追隨者開創(chuàng)了技術創(chuàng)新理論。甘德安(1998)[1]認為英國蘇塞克斯大學科學政策研究所提出了一種技術創(chuàng)新的分類:漸進性創(chuàng)新(Incremental Innovation),即連續(xù)的、漸進的小創(chuàng)新;突破性創(chuàng)新(Radical Innovation),即重大技術突破開拓全新領域的創(chuàng)新;技術系統(tǒng)的變革(Change of Technology System),即出現(xiàn)技術上有關聯(lián)的創(chuàng)新群的出現(xiàn),產(chǎn)生具有深遠意義的變革;技術—經(jīng)濟范式的變更(Change in Techno-economic Paradigm),即包含很多技術系統(tǒng)變更,很多突破性的創(chuàng)新群。哈佛大學商學院Clayton Christensen(2019)[2]提出顛覆性創(chuàng)新(Disruptive Innovation)能夠開辟一片新的市場,或者能給現(xiàn)有產(chǎn)品提供一個更簡單、低價或更方便的替代品。中國工程院院士徐匡迪(2019)[3]認為作為創(chuàng)新的“頂峰”,顛覆性技術是一種“改變游戲規(guī)則”的前沿技術,真正的顛覆性技術具有兩個共性:一是基于堅實的科學原理,它不是神話或幻想,而是對科學原理的創(chuàng)新性應用;二是跨學科、跨領域的集成創(chuàng)新,并非設計、材料、工藝領域的“線性創(chuàng)新”。

    但是,這些創(chuàng)新理論依然是從現(xiàn)象來闡述創(chuàng)新的。創(chuàng)新是如何發(fā)生的,其具體過程是怎么樣的,依然不能解釋清楚。張鳳海和侯鐵珊(2008)[4]指出技術創(chuàng)新新古典學派將技術創(chuàng)新過程看成一個“黑箱”(black box)。余志良和謝洪明(2003)[5]指出技術創(chuàng)新的新熊彼特學派將技術創(chuàng)新作為一個過程進行研究,著重研究“黑箱”內部運作機制,先后提出了許多著名的技術創(chuàng)新模型。20世紀70年代,形成了創(chuàng)新的“線性范式”,認為在企業(yè)內部技術創(chuàng)新一般經(jīng)歷“發(fā)明—開發(fā)—設計—中試—生產(chǎn)—銷售”等簡單的線性過程,后來創(chuàng)新研究又從企業(yè)內部轉向企業(yè)與外部環(huán)境的聯(lián)系和互動,形成了創(chuàng)新的網(wǎng)絡范式,發(fā)展出了國家創(chuàng)新系統(tǒng)、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新系統(tǒng)等理論(周培棟等,2007[6])。

    創(chuàng)新具有哲學上更廣泛、更深刻的意義。斯坦納(Steiner,1995[7])認為創(chuàng)新的哲學內涵在于從舊有思維框架和運行模式中解脫出來,并創(chuàng)造出一種新的解釋或理解框架,賦予一種新的意義。哲學上,創(chuàng)新是人的實踐活動,是人類對于事物和發(fā)現(xiàn)的利用和再創(chuàng)造,特別是對物質世界矛盾的利用和再創(chuàng)造,產(chǎn)生新的價值。

    創(chuàng)新是社會進步的動力和事業(yè)發(fā)展的階梯。創(chuàng)新具有五個方面的特征:(1)目的性,創(chuàng)新往往遵從一定的目的而進行的活動,這個特性貫穿于創(chuàng)新過程的始終;(2)新穎性,創(chuàng)新是對現(xiàn)有事物的改進、突破,從而建立新的事物;(3)價值性,創(chuàng)新可以重新組合生產(chǎn)要素,從而改變資源產(chǎn)出,產(chǎn)生價值,往往對經(jīng)濟社會帶來一定的效益;(4)發(fā)展性,創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的本質規(guī)定,發(fā)展是經(jīng)濟循環(huán)流轉過程的中斷,也就是實現(xiàn)了創(chuàng)新;(5)動態(tài)性,創(chuàng)新是一個動態(tài)過程,而只有不斷的變革,才能適應不確定性。

    3 創(chuàng)新工程學的概念內涵

    3.1 創(chuàng)新工程學的概念

    創(chuàng)新是人類社會最重要的活動之一,一直是學術研究的重要對象。曾經(jīng)認為創(chuàng)新是不可預測、不可傳授的,但是,作為創(chuàng)新者來說其實是希望有目的、有計劃地創(chuàng)新,特別是企業(yè)的創(chuàng)新都有明確的目的性和計劃性、甚至是成本控制;即便是本質上實為發(fā)現(xiàn)的科學創(chuàng)新,發(fā)現(xiàn)的目的性也越來越強,許多大科學工程在立項的時候就確定了明確的目標,這就要求創(chuàng)新要有組織、有效率地進行。但是,不同的領域,都有自身的規(guī)律、自身的方法、自身的創(chuàng)新活動,相互之間很難遷移,導致創(chuàng)新效率太低、創(chuàng)新過程不確定。

    熊比特認為,發(fā)明家未必是創(chuàng)新者,只有企業(yè)家將發(fā)明引進經(jīng)濟系統(tǒng),發(fā)明者才成為創(chuàng)新者。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(2001)[8]提出創(chuàng)新被理解為是新的創(chuàng)造,它只有被組織內采用才能體現(xiàn)其經(jīng)濟意義;其內涵比發(fā)明更加深刻,只有考慮在經(jīng)濟上的運用,才能實現(xiàn)其潛在的經(jīng)濟價值。只有把發(fā)明引入經(jīng)濟領域,它才能成為創(chuàng)新。

    無論是發(fā)明還是創(chuàng)新,都面臨提高效率、減少盲目性的問題。我們要探究創(chuàng)新的本質、創(chuàng)新的規(guī)律、創(chuàng)新的方法,探尋普適性的創(chuàng)新規(guī)律和創(chuàng)新方法,使得創(chuàng)新活動變得可學習、可控制、可定向、可重復、可工具化,創(chuàng)新已經(jīng)成為有目的有計劃的活動,創(chuàng)新過程越來越具有工程的屬性,因此,研究創(chuàng)新活動的學科已經(jīng)超越了“創(chuàng)造心理學”和“創(chuàng)造工程學”的層面,是全面系統(tǒng)地研究創(chuàng)新活動過程,必然要從方法學層面進入到工程學層面。

    創(chuàng)新是人類特有的活動,是在意識支配下進行的有創(chuàng)造的活動。在人類社會之外,其他動植物只是進化、演化,而不是創(chuàng)新。創(chuàng)新也是有規(guī)律的社會實踐活動(李宇和苗莉,2018[9])。創(chuàng)新工程學要研究創(chuàng)新活動全過程,研究各個創(chuàng)新環(huán)節(jié)中創(chuàng)新主體、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新管理等創(chuàng)新要素及其之間的相互作用;研究創(chuàng)新活動一般規(guī)律及其改良。毫無疑問,創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新鏈方法是創(chuàng)新工程學的主要研究內容,前兩者的研究已經(jīng)很多,本文就不必細述了,本文將重點闡述更具工程屬性的創(chuàng)新鏈方法。

    3.2 創(chuàng)新工程學與其他學科的主要區(qū)別

    目前國際上有“創(chuàng)造心理學”和“創(chuàng)造工程學”兩個學科在研究創(chuàng)新活動。創(chuàng)造心理學側重于揭示人的創(chuàng)造活動中的思維活動,以美國心理學家的工作為代表性。創(chuàng)造工程學側重于揭示發(fā)明過程中的創(chuàng)造技法,以日本學者的工作為代表。但這些尚不能與具體領域的知識結合產(chǎn)生創(chuàng)新成果。鑒于目前的現(xiàn)實情況和面向未來的發(fā)展趨勢,中國既要借鑒美國、日本等國的經(jīng)驗,又要創(chuàng)立中國特色的創(chuàng)新工程學科。

    創(chuàng)新工程學與工業(yè)工程學、技術經(jīng)濟學的主要區(qū)別,“工業(yè)工程是對人、物料、設備、能源和信息等所組成的集成系統(tǒng),進行設計、改善和實施的一門學科”,側重研究生產(chǎn)階段的管理技術問題?!凹夹g經(jīng)濟學是應用理論經(jīng)濟學基本原理,研究技術領域經(jīng)濟問題和經(jīng)濟規(guī)律,研究技術進步與經(jīng)濟增長之間的相互關系的科學”。創(chuàng)新工程學的知識來源于理學、工學和管理學等門類,研究創(chuàng)新活動過程中創(chuàng)新主體、創(chuàng)新環(huán)節(jié)、創(chuàng)新要素、創(chuàng)新方法之間的相互關系,研究應用創(chuàng)新方法獲得創(chuàng)新成果的規(guī)律。

    從學科分類的角度看,創(chuàng)新工程學隸屬于管理學門類(12)比較合適。創(chuàng)新工程學學科屬性與工業(yè)工程學、技術經(jīng)濟學等類似。因為中國的學科體系管理很嚴格,創(chuàng)新工程學可以從二級學科開始設置,由于管理科學與工程(1201)下不設二級學科,所以,在工商管理(1202)下設置創(chuàng)新工程學是比較可行的學科發(fā)展路徑。創(chuàng)新工程學可以開設為本科生的課程,可以設置為研究生的培養(yǎng)專業(yè)。

    4 創(chuàng)新工程學的研究范式

    范式理論早已經(jīng)超越出了科學史和科學哲學的領域范圍,研究范式的形成往往被認為是一個學科發(fā)展的標志,深刻地影響到人們對學科發(fā)展過程的認識思維。

    創(chuàng)新范式經(jīng)歷了技術進步與應用創(chuàng)新的雙螺旋驅動模式(即創(chuàng)新范式1.0,“需求+科研”的雙螺旋驅動模式)和創(chuàng)新體系(創(chuàng)新范式2.0,“政府+企業(yè)+學研”的三螺旋驅動模式),開始進入創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)(創(chuàng)新范式3.0,“需求+科研+競爭+共生(政府+企業(yè)+學研+用戶)”的四螺旋驅動模式(李萬等,2014[10])時期,創(chuàng)新活動、創(chuàng)新實踐的復雜性、組織性、工程性日增,創(chuàng)新理論和方法也愈趨專門化和系統(tǒng)化。

    3.0范式下創(chuàng)新活動已發(fā)展到有目的、有計劃、有組織、有價值的新階段,也成為由若干創(chuàng)新環(huán)節(jié)和創(chuàng)新要素組成并相互作用的動態(tài)復雜系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)內,知識、技術、工程與創(chuàng)新主體、創(chuàng)新環(huán)節(jié)、創(chuàng)新要素等,按照創(chuàng)新活動的時序過程呈現(xiàn)為創(chuàng)新鏈,成為整個創(chuàng)新活動的主要表現(xiàn)形式和“骨架”,并使得整個系統(tǒng)能夠復雜有序運轉。創(chuàng)新鏈的思維是發(fā)展、變化、多維、聯(lián)系的辯證思維、整體思維、邏輯思維等的結合,是在經(jīng)濟、社會生活創(chuàng)新活動中,特別關注并分析相關主體、相關要素及其所在環(huán)境中的相互關系和作用。

    圖1 創(chuàng)新鏈-創(chuàng)新環(huán)節(jié)-創(chuàng)新要素三維圖

    創(chuàng)新鏈是從創(chuàng)新源頭開始,以創(chuàng)新主體及其關系為核心,各創(chuàng)新主體為了共同的目標而開展創(chuàng)新活動的鏈接結構,是由眾多創(chuàng)新環(huán)節(jié)、創(chuàng)新要素按一定邏輯組成的創(chuàng)新活動過程,按照創(chuàng)新主體可以劃分為個體創(chuàng)新鏈、企業(yè)創(chuàng)新鏈、政府創(chuàng)新鏈三個層次,這三者的關系可構成一個三維模型,如圖1示??v觀所有創(chuàng)新活動,其要素組成無外乎是主體、方法、資源及相應的管理等四種,是技術要素和非技術要素的組合,但對于不同的創(chuàng)新鏈,這些要素的內涵是不一樣的,其創(chuàng)新環(huán)節(jié)的構成也有所區(qū)別。個體、企業(yè)、政府創(chuàng)新鏈的創(chuàng)新環(huán)節(jié)和要素的構成與相互關系,將是創(chuàng)新活動研究從方法學層面進入到工程學層面的主要區(qū)別。創(chuàng)新鏈將各個結點連接起來,通過分工協(xié)作和互聯(lián)互動,合力實現(xiàn)創(chuàng)新的優(yōu)化。在創(chuàng)新鏈的范圍里,任何創(chuàng)新主體都不是孤立封閉的,創(chuàng)新活動存在一定的上下游的聯(lián)系,創(chuàng)新結果通常是多節(jié)點多主體協(xié)同的產(chǎn)物(劉思偉等,2018[11])。

    宋剛等(2008)[12]認為技術創(chuàng)新是各創(chuàng)新主體、創(chuàng)新要素交互復雜作用下的一種復雜涌現(xiàn)現(xiàn)象,是技術進步與應用創(chuàng)新的“雙螺旋結構”共同演進的產(chǎn)物。我們認為創(chuàng)新活動的本質是創(chuàng)新要素之間的相互作用,創(chuàng)新工程學的研究就是研究人類創(chuàng)新活動、圍繞創(chuàng)新要素之間的相互作用來展開的,是全過程、全要素、全系統(tǒng)地研究。

    5 個體創(chuàng)新鏈

    個體創(chuàng)新鏈是個體從某一創(chuàng)新源頭出發(fā),遵循一定創(chuàng)新流程,經(jīng)過由執(zhí)行不同功能的創(chuàng)新要素構成并相互作用、支撐的創(chuàng)新環(huán)節(jié),從而實現(xiàn)某一具體明確的創(chuàng)新目標的過程,如表1所示。在“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的背景下,個體創(chuàng)新鏈更具有時代意義,這里的個體是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的個人或者創(chuàng)業(yè)團隊。

    個體創(chuàng)新鏈的創(chuàng)新環(huán)節(jié)包括創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)富五個階段,他們構成了完整的創(chuàng)新概念。創(chuàng)意就是產(chǎn)生新的思想、概念或想法等;創(chuàng)造是把自己的創(chuàng)意轉變?yōu)楝F(xiàn)實事物的過程;創(chuàng)新這里主要是指技術創(chuàng)新,是新技術、新產(chǎn)品得到市場應用之前的階段涉及到的“硬技術”的改變,有時候也把技術創(chuàng)新與研究開發(fā)等同使用,經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(2001)[13]把研究開發(fā)定義為:“研究和實驗開發(fā)是在一個系統(tǒng)的基礎上的創(chuàng)造性工作,其目的在于豐富有關人類、文化和社會的知識庫,并利用這一知識進行新的發(fā)明?!眲?chuàng)業(yè)是創(chuàng)辦自己的組織來經(jīng)營自己的創(chuàng)新成果,是產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;倪^程;創(chuàng)富就是通過創(chuàng)業(yè)或者出售創(chuàng)新成果產(chǎn)生新的社會財富和個人財富。不是個體創(chuàng)新鏈所有的環(huán)節(jié)都能必然和下一環(huán)節(jié)進行銜接,創(chuàng)意、創(chuàng)造出來的新事物只有經(jīng)歷創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè),向他人展示并得到價值肯定,個體創(chuàng)新鏈才真正從封閉走向開放。

    對于個體創(chuàng)新鏈,典型的創(chuàng)新主體為創(chuàng)客或創(chuàng)業(yè)團隊,創(chuàng)客的創(chuàng)新活動往往是由“閑逸的好奇”所驅動,創(chuàng)業(yè)團隊更加關注創(chuàng)新成果的經(jīng)濟價值。創(chuàng)業(yè)的復雜性、風險性決定了其主體是身心素質、知識儲備和能力俱佳的創(chuàng)業(yè)者;而最后“幸存”下來并具有企業(yè)家精神的創(chuàng)業(yè)者將成長為企業(yè)家,成為創(chuàng)富環(huán)節(jié)的主體。

    對于創(chuàng)新方法,好的創(chuàng)意需要發(fā)散性思維和收斂性思維并存,求異性思維、逆向性思維、綜攝法、頭腦風暴法、整體思考法等創(chuàng)新方法可以幫助人們在盡可能打破思維慣性的同時,又能將思維最終停留在一定的范圍,以供主體對創(chuàng)意進行評估篩選;3D打印成型技術、虛擬仿真則可以使創(chuàng)新主體更快地完成創(chuàng)意的設計及其制造過程,在現(xiàn)有條件下創(chuàng)造出最佳實物;解決發(fā)明問題,讓創(chuàng)新活動落地并有效地增加發(fā)明專利數(shù)量、提高發(fā)明專利水平是TRIZ研究的主要目的(趙敏等,2015[14]),因此TRIZ能極大地提高創(chuàng)新環(huán)節(jié)運轉效率;同樣,SWOT分析、六西格瑪、決策樹法等創(chuàng)新方法對創(chuàng)業(yè)者和企業(yè)家的創(chuàng)新活動都會起到支撐作用。

    不同環(huán)節(jié)對創(chuàng)新資源、創(chuàng)新管理的要求也不一樣。雖然個體創(chuàng)新鏈離不開信息、知識、特質、教育、社交、資金、場地、設備、政策等創(chuàng)新資源,但創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)富環(huán)節(jié)對資金、場地、設備、政策等創(chuàng)新資源的依賴程度明顯比創(chuàng)意、創(chuàng)造環(huán)節(jié)更強。對于擁有同樣創(chuàng)新資源的創(chuàng)新主體,如何進行問題識別、搜索并激活相應的知識決定了其產(chǎn)生創(chuàng)意的數(shù)量和質量;要順利過渡到創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié),除了要具備較高的知識應用、動機管理、資源管理能力,還需要掌握機會識別和社會網(wǎng)絡管理方法。企業(yè)管理則是創(chuàng)富階段非常重要的管理方法。

    表1 個體創(chuàng)新鏈示意

    6 企業(yè)創(chuàng)新鏈

    企業(yè)創(chuàng)新鏈是建立在個體創(chuàng)新鏈基礎之上,如表2所示,但較之個體創(chuàng)新鏈,其特性鮮明:1)由多元主體的創(chuàng)新活動組成,各創(chuàng)新主體之間相互分工協(xié)作實現(xiàn)創(chuàng)新鏈條的平穩(wěn)對接;2)形成的動力主要源于市場需求;3)呈現(xiàn)出明顯的非線性特征,更加注重環(huán)節(jié)之間的協(xié)同。

    企業(yè)創(chuàng)新鏈一般要經(jīng)歷構思、設計、實現(xiàn)、運行、營銷五個創(chuàng)新環(huán)節(jié)。構思需要大量具備產(chǎn)生經(jīng)濟效益潛能的“新奇點子”,其來源主要是基于用戶的需求或競爭對手的創(chuàng)新,實驗室里的科學發(fā)現(xiàn)及重大的技術發(fā)明等(趙志等,2000[15])。設計主要包括產(chǎn)品的概念設計、詳細設計、設計評估、工程分析、文檔管理及EBOM管理等(黃雙喜和范玉順,2004[16])。實現(xiàn)是指根據(jù)設計信息、制造標準、市場需求以及功能性質等,經(jīng)過實驗室實驗、“小試”以及“中試”環(huán)節(jié),將創(chuàng)新成果產(chǎn)品化。運行指通過采購材料和設備儀器,對產(chǎn)品進行規(guī)模制造。在經(jīng)過了目標市場定位、營銷渠道選取、產(chǎn)品投放時間確定等階段,把產(chǎn)品推送向市場并獲利的過程就是營銷環(huán)節(jié)。

    由于構思不僅基于產(chǎn)品本身和市場需要,尤其在開放式創(chuàng)新生態(tài)下,還要綜合考慮其他環(huán)節(jié)創(chuàng)新主體的創(chuàng)新需求,所以其創(chuàng)新主體為全體企業(yè)員工。而設計、實現(xiàn)、運行、營銷四個環(huán)節(jié)都對創(chuàng)新主體的專業(yè)知識和技能、社會網(wǎng)絡、商業(yè)素質等提出了一定要求,因此其對應的創(chuàng)新主體分別為科技人員、工程師、技術人員、營銷人員。

    不同創(chuàng)新環(huán)節(jié)由不同創(chuàng)新方法群驅動。根源分析、魚骨分析、VOC分析、QFD等方法是構思環(huán)節(jié)常用的創(chuàng)新方法;設計環(huán)節(jié)則多運用ARIZ、Pugh矩陣、快速響應設計、模糊設計、并行設計等;反求工程、SPC、DOE和防呆法、OEE分析、5W2H法等分別為實現(xiàn)和運行環(huán)節(jié)的創(chuàng)新方法;面向營銷環(huán)節(jié)的創(chuàng)新方法有Bass模型、MPV、精益營銷、可拓營銷方法等。

    以提升創(chuàng)新績效為目的,企業(yè)創(chuàng)新鏈更加注重創(chuàng)新資源的開發(fā)、集聚,并將創(chuàng)新資源組合、配置至各個創(chuàng)新環(huán)節(jié),以實現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新目標。不同環(huán)節(jié)的創(chuàng)新資源和創(chuàng)新管理的內涵也不一樣。技術創(chuàng)新和非技術創(chuàng)新都是企業(yè)創(chuàng)新鏈關注的內容,因此其創(chuàng)新管理也以全面創(chuàng)新管理模式(許慶瑞等,2006[17])為主,要求企業(yè)對戰(zhàn)略理念、組織結構、制度文化、環(huán)境布局等全方位進行變革,以實現(xiàn)各創(chuàng)新環(huán)節(jié)協(xié)同創(chuàng)新。

    表2 企業(yè)創(chuàng)新鏈示意

    7 政府創(chuàng)新鏈

    政府創(chuàng)新鏈是以促進經(jīng)濟社會發(fā)展、保障和改善民生、支撐國家和地方重大戰(zhàn)略實施、增強綜合實力和影響力為創(chuàng)新目標,并圍繞某一產(chǎn)業(yè)集群,進而連接各個領域創(chuàng)新系統(tǒng),為創(chuàng)新要素在整個國家乃至全球創(chuàng)新網(wǎng)絡的配置、流動、碰撞提供渠道;它包括中央政府構建的國家創(chuàng)新鏈,行業(yè)管理部門構建的行業(yè)創(chuàng)新鏈,以及地方政府構建的區(qū)域創(chuàng)新鏈等三種。不同于微觀層面的個體創(chuàng)新鏈或企業(yè)創(chuàng)新鏈,政府創(chuàng)新鏈關注的是系統(tǒng)層次上的創(chuàng)新活動,其不僅是一個區(qū)域概念,更是一個跨界、跨區(qū)域、跨國際的創(chuàng)新網(wǎng)絡概念。

    政府創(chuàng)新鏈創(chuàng)新主體包含了高校和科研機構,主要負責知識創(chuàng)造、應用研究、人才培養(yǎng);企業(yè)和科技服務機構,主要側重于技術開發(fā)、市場開拓及產(chǎn)品開發(fā)制造(司月芳等,2016[18]);各級政府,聚焦于投資潛力研究、提供創(chuàng)新政策、營造良好創(chuàng)新環(huán)境。創(chuàng)新方法包括了原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新(自主創(chuàng)新層面)以及協(xié)同創(chuàng)新(陳曦,2013[19])等層次的方法。創(chuàng)新資源則包括:基本要素、主體要素、投入要素、環(huán)境要素(陳宏愚,2003[20])。創(chuàng)新管理則主要以國家政策為主,主要包括供給政策、環(huán)境政策(包括技術創(chuàng)新)、需求政策(張雅嫻和蘇竣,2001[21])。

    表3 政府創(chuàng)新鏈示意

    不同國家,不管其創(chuàng)新環(huán)節(jié)、要素的名稱相同或不同,其內涵也是一致的,如中美兩國政府都以計劃、規(guī)劃與戰(zhàn)略確定創(chuàng)新方向,在創(chuàng)造并維護激勵創(chuàng)新的環(huán)境、整合創(chuàng)新資源、進行或資助進行“種子研究”方面發(fā)揮著不可替代的作用(盧周來,2020[22])。總體上看,美國聯(lián)邦政府一直在緊盯前沿科學技術的進展,不斷通過國家計劃推動本國科技創(chuàng)新的進程,并不只是依靠“市場的偉大力量”。

    7.1 行業(yè)創(chuàng)新鏈

    行業(yè)部門是政府的組成單位,行業(yè)部門構建的地區(qū)性、全國性乃至全球性的行業(yè)創(chuàng)新鏈,也屬于政府創(chuàng)新鏈的組成部分,其創(chuàng)新環(huán)節(jié)和創(chuàng)新要素與國家創(chuàng)新鏈一致,內涵更具體化。

    行業(yè)創(chuàng)新鏈能促進基礎研究轉變?yōu)閼醚芯浚龠M高等院校、科研院所具有解決技術商品“內在化”和“可模化”問題的能力,以此充分發(fā)揮科技生產(chǎn)關系促進科學創(chuàng)新向技術創(chuàng)新轉化的功能,從而在兼顧各方積極性的基礎上,實現(xiàn)優(yōu)勢互補、互利互惠,提高合作的匹配度。按照行業(yè)創(chuàng)新鏈通過堅持市場主導和政策引導相結合,培育具有國際競爭力的大型企業(yè)集團。

    現(xiàn)以我國移動通信的創(chuàng)新發(fā)展為例,說明行業(yè)創(chuàng)新鏈中創(chuàng)新環(huán)節(jié)及創(chuàng)新要素的內涵和運行方式。移動通信行業(yè)創(chuàng)新鏈涵蓋了系統(tǒng)、終端、芯片、軟件、儀器儀表等多個子系統(tǒng),因而其基礎研究涉及電子、通信、計算機領域;應用研究指從技術研發(fā)、方案到系統(tǒng)的仿真驗證、網(wǎng)絡模擬等;以5G為代表的技術創(chuàng)新環(huán)節(jié)主要聚焦于超密集組網(wǎng)、非正交多址、TDD系統(tǒng)設計等5G標志性技術(郭婷,2018[23]);產(chǎn)業(yè)化環(huán)節(jié)體現(xiàn)在形成了包括設備商、運營商、開發(fā)商、芯片商、硬件商、終端商在內的全覆蓋、遍布上下游的完整產(chǎn)業(yè)。

    中國移動、中國聯(lián)通、大唐集團、華為、中興等企業(yè)和武漢郵電科學研究院、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、北郵、清華等是移動通信行業(yè)創(chuàng)新鏈的主要創(chuàng)新主體。新一代移動通信測試驗證國家工程實驗室、中國移動新一代移動通信技術應用國家工程實驗室為移動通信行業(yè)創(chuàng)新鏈從基礎研究到技術創(chuàng)新提供了關鍵的創(chuàng)新資源;無線傳輸、無線網(wǎng)絡等關鍵核心技術的突破,又為移動通信產(chǎn)業(yè)化提供了創(chuàng)新資源。TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的創(chuàng)立、注重基礎和應用學科的交叉以及從之前大量技術引進與專利購買到如今走出國門、嵌入全球,說明我國移動通信行業(yè)創(chuàng)新鏈充分利用了引進吸收消化再創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新的創(chuàng)新方法。通過供應鏈創(chuàng)新、網(wǎng)絡精準營銷、在線支持服務等創(chuàng)新方法,移動通信實現(xiàn)了全方位、全周期、全流程的商業(yè)化服務。創(chuàng)新管理主要關注政府創(chuàng)新行為。原國家計委、原信息產(chǎn)業(yè)部等政府部門為大唐集團、中國移動、通信研究院等在資金投入、分配頻率、發(fā)放牌照、確定標準等方面提供了資源保障和政策支持。

    7.2 區(qū)域創(chuàng)新鏈

    以硅谷、中關村、深圳為例。首先,它們都以高科技高附加值的產(chǎn)業(yè)集群為特征,并依靠良好的經(jīng)濟地理優(yōu)勢,集聚了大量人力、資金以及技術等創(chuàng)新資源。其次,三者都擁有完善的創(chuàng)新支持系統(tǒng):人才、高校和科研機構、企業(yè)及各種中介服務機構,較為完善的市場,提供創(chuàng)新政策的政府。最后,三個區(qū)域創(chuàng)新均涵蓋了基礎研究、應用研究、技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化五個創(chuàng)新環(huán)節(jié),使得創(chuàng)新主體角色的轉移能夠順利地得以實現(xiàn)(關士續(xù),2002[24]).。

    表4 硅谷、中關村、深圳區(qū)域創(chuàng)新特征比較

    不同區(qū)域創(chuàng)新鏈盡管在創(chuàng)新環(huán)節(jié)、創(chuàng)新要素等構成上具有相似性,但由于國家之間自然稟賦、經(jīng)濟歷史等存在差異,所以面對不同的創(chuàng)新環(huán)節(jié),不僅需要不同的創(chuàng)新要素配置,且同一創(chuàng)新環(huán)節(jié)的創(chuàng)新主體、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新資源和創(chuàng)新管理乃至區(qū)域創(chuàng)新鏈的形成都將烙印上國家特色。如,斯坦福大學、MIT等學校不同于我國世界一流大學,其創(chuàng)新行為幾乎囊括了所有創(chuàng)新環(huán)節(jié);較之美國,作為快速發(fā)展的發(fā)展中大國,模仿創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、激進創(chuàng)新等都是我們常用的創(chuàng)新方法;而由于國家體制機制的差異,美國區(qū)域創(chuàng)新鏈更多以市場需求為主導,依賴資本自主判斷并進行投資以形成和產(chǎn)生持續(xù)的創(chuàng)新,我國中關村和深圳的形成主要依靠政府直接推動,依賴國家或地方政府政策的強引領、強支撐,以形成創(chuàng)新的風向標。

    7.3 國家創(chuàng)新鏈

    國家創(chuàng)新鏈創(chuàng)新環(huán)節(jié)包括基礎研究、應用研究、技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化。由于行業(yè)、產(chǎn)業(yè)眾多,與區(qū)域創(chuàng)新不同的是,基于創(chuàng)新網(wǎng)絡構建的國家創(chuàng)新鏈著眼于系統(tǒng)層次的創(chuàng)新,且由政府、企業(yè)、大學、中介服務機構及其相互作用構成的國家創(chuàng)新鏈,彼此之間銜接、交錯形成國家創(chuàng)新鏈縱橫網(wǎng)絡。國家創(chuàng)新鏈縱橫網(wǎng)絡遍布全球范圍,其能夠聯(lián)結全國、全球范圍內包括國家政府在內的不同性質、不同類型的創(chuàng)新主體、創(chuàng)新要素,具有跨國際的動態(tài)網(wǎng)絡特征。國家創(chuàng)新鏈是創(chuàng)新的新發(fā)展,是一種開放的創(chuàng)新系統(tǒng),可以利用全球的創(chuàng)新資源提高創(chuàng)新能力。在當前國際競爭日益激烈的情況下,很多國家已經(jīng)從控制全球的生產(chǎn)要素轉變到整合全球創(chuàng)新鏈,控制全球的創(chuàng)新要素之中來。我國要轉變經(jīng)濟增長方式,保持經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展,需要更好地關注國家創(chuàng)新鏈、全球創(chuàng)新鏈,推動建設創(chuàng)新型的國家。

    圖2展示了國家創(chuàng)新鏈的網(wǎng)絡關系,空心、紋理、實心三種填充分別代表基于不同產(chǎn)業(yè)而建構的國家創(chuàng)新鏈,每一條國家創(chuàng)新鏈都包含了從基礎研究到商業(yè)化的五個創(chuàng)新環(huán)節(jié)。在這個網(wǎng)絡中,每一條國家創(chuàng)新鏈既相互獨立,又彼此作用。實線表現(xiàn)的是不同國家創(chuàng)新鏈內部的完整性和獨立性,點劃線和虛線分別顯示了不同國家創(chuàng)新鏈不同環(huán)節(jié)的縱向聯(lián)系和同一環(huán)節(jié)形成的橫向聯(lián)盟。如國家創(chuàng)新鏈A的基礎研究環(huán)節(jié)不僅能支撐自身的應用研究,其同樣能和國家創(chuàng)新鏈B中的應用研究環(huán)節(jié)聯(lián)結,使A、B兩條國家創(chuàng)新鏈之間產(chǎn)生聯(lián)動。同樣,國家創(chuàng)新鏈A、B、C中的技術創(chuàng)新環(huán)節(jié)之間,可以組成橫向聯(lián)系,共同對任一或多個國家創(chuàng)新鏈的其他創(chuàng)新環(huán)節(jié)施加影響。不同鏈之間結網(wǎng)聯(lián)系,形成了包括產(chǎn)學研合作、官產(chǎn)學合作、企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟等多種創(chuàng)新關系。

    圖2 國家創(chuàng)新鏈的網(wǎng)絡關系示意圖

    8 創(chuàng)新工程學的知識體系構建

    創(chuàng)新工程學是一門實證研究的學科,所有的知識都來自于創(chuàng)新實踐活動。創(chuàng)新工程學目前還是以集成知識為主的學科,不斷吸收其它學科的成果,構建自己的知識體系。創(chuàng)新工程學是一門工具性的學科,它必須和其它學科結合,才能在具體領域產(chǎn)生創(chuàng)新成果。構建創(chuàng)新工程學知識體系,是為了培養(yǎng)研究創(chuàng)新活動的專門人才,掌握創(chuàng)新的規(guī)律,更重要的是培養(yǎng)掌握創(chuàng)新規(guī)律的各類專業(yè)人才。

    創(chuàng)新工程學的知識體系是按照認識論和系統(tǒng)論的思想指導構建的,概括了創(chuàng)新活動過程中所運用到的、能夠支持創(chuàng)新的理論和方法,但不包括具體學科領域的理論和專門方法。不過當具體學科領域的理論和專門方法成為通用理論和方法的時候,也會納入到創(chuàng)新工程學的知識體系中來。由于創(chuàng)新工程學的理論和方法來自各方,自然顯得種類繁多,十分繁雜,因此,創(chuàng)新工程學的任務之一就是對這些理論和方法進行歸納,化繁為簡,形成本學科的理論和方法。同時,通過參與各類創(chuàng)新實踐活動,發(fā)展出新的創(chuàng)新理論和方法,指導各類創(chuàng)新實踐活動。創(chuàng)新工程學的知識體系包括創(chuàng)新思維、產(chǎn)品創(chuàng)新方法、管理創(chuàng)新方法、創(chuàng)新鏈方法等四部分,知識體系結構如表5所示。

    表5 創(chuàng)新工程學知識體系

    續(xù)表

    創(chuàng)新思維是創(chuàng)新工程學的基礎。思維方法是一切學科的基礎,創(chuàng)新工程學也不例外。創(chuàng)新思維包括了邏輯思維、非邏輯思維、創(chuàng)造性思維。邏輯思維是創(chuàng)新活動的基礎,包括了比較與分析、分析與綜合、歸納與演繹、證明與反駁等。邏輯思維是創(chuàng)新能力的第一階梯。

    非邏輯思維是創(chuàng)新活動中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象,包括形象思維、靈感思維、直覺思維、想象思維等,由于腦科學還不能很好解釋思維活動,當創(chuàng)意出現(xiàn)的時候,人們就用非邏輯思維來解釋。當然,非邏輯思維也是可以通過訓練加強的,能夠提升創(chuàng)新能力。非邏輯思維是創(chuàng)新能力的第二階梯。

    創(chuàng)造性思維是創(chuàng)新活動的主要思維方式,包括發(fā)散思維、正向思維、縱向思維、求同思雄、收斂思維、逆向思維、橫向思維、求異思維等。創(chuàng)造性思維實質上是要求創(chuàng)新者按照固定模式去思考,必定會得到新的創(chuàng)意。創(chuàng)造性思維是創(chuàng)新能力的第三階梯。

    產(chǎn)品創(chuàng)新方法是創(chuàng)新思維應用于產(chǎn)品創(chuàng)新而產(chǎn)生的一大類方法,種類繁多,經(jīng)常讓創(chuàng)新者不知所措,感到學習困難,應用也困難。從創(chuàng)新思維的角度來分類,可以劃分為發(fā)散式、收斂式、流程式等三大類創(chuàng)新方法,每一類方法掌握其中一種就可以了。

    發(fā)散式創(chuàng)新方法包括頭腦風暴法、檢核表法、5W2H法、635法、和田十二法等,共同點是從需求出發(fā),按照規(guī)定的思考模式,必然產(chǎn)生眾多的方案,然后通過論證從中選擇合適的方案。創(chuàng)新工程學的研究應該整合提煉出更為通用的發(fā)散式創(chuàng)新方法。發(fā)散式創(chuàng)新方法是創(chuàng)新能力的第四階梯。

    收斂式創(chuàng)新方法包括整體思考法、形態(tài)分析法、QFD法、信息交合法、KJ法等,共同點是從眾多的因素出發(fā),按照規(guī)定的思考模式,必然歸納、收斂形成確定的或者很少量的方案,然后進行方案的論證。創(chuàng)新工程學的研究應該整合提煉出更為通用的收斂式創(chuàng)新方法。收斂式創(chuàng)新方法是創(chuàng)新能力的第五階梯。

    流程式創(chuàng)新方法包括FPBS法、SIT法、創(chuàng)造性模板法、TRIZ法、USIT法等,這類方法的共同點是不用大量的散發(fā)式或者收斂式的思考,而是按照規(guī)定的流程,一步一步的走下去,就能得到合適的方案。創(chuàng)新工程學的研究應該整合提煉出更為通用的流程式創(chuàng)新方法。流程式創(chuàng)新方法是創(chuàng)新能力的第六階梯。

    管理創(chuàng)新方法是創(chuàng)新思維應用于管理創(chuàng)新產(chǎn)生的一大類方法,包括精益管理、六西格瑪、TOC約束理論、海因里希法則、阿米巴經(jīng)營模式等等,每一種管理方法就是一種創(chuàng)新方法,是適應技術、市場、政策的變化而形成的新管理方法,管理創(chuàng)新方法還會不斷涌現(xiàn)新的方法,種類也很多,創(chuàng)新者選擇適合自己的一種方法就可以了。管理創(chuàng)新方法是創(chuàng)新能力的第七階梯。

    創(chuàng)新鏈方法是為了完成創(chuàng)新活動全過程,多種創(chuàng)新方法融合或集成而形成的系列創(chuàng)新方法。運用創(chuàng)新思維、產(chǎn)品創(chuàng)新方法、管理創(chuàng)新方法,在個體創(chuàng)新鏈、企業(yè)創(chuàng)新鏈、行業(yè)創(chuàng)新鏈、區(qū)域創(chuàng)新鏈、國家創(chuàng)新鏈、全球創(chuàng)新鏈不同層次上進行創(chuàng)新活動,形成了不同層次的創(chuàng)新鏈方法。其中的個體創(chuàng)新鏈和企業(yè)創(chuàng)新鏈是創(chuàng)新能力的第八階梯,研究的是企業(yè)領域的問題。而行業(yè)創(chuàng)新鏈、區(qū)域創(chuàng)新鏈、國家創(chuàng)新鏈、全球創(chuàng)新鏈層次上,形成的創(chuàng)新鏈方法,屬于第九階梯,研究的是政府領域的問題。

    總而言之,創(chuàng)新工程學是一門研究人類創(chuàng)新活動的學科,創(chuàng)新是有目的有計劃的活動,是在個體、企業(yè)、政府多層次上進行的創(chuàng)新活動,創(chuàng)新活動具備經(jīng)濟和工程屬性,因此,創(chuàng)新工程學的學科名稱很好地反映了創(chuàng)新活動的發(fā)展現(xiàn)狀。創(chuàng)新工程學是以問題為導向的學科,以解決政府創(chuàng)新鏈、企業(yè)創(chuàng)新鏈、個體創(chuàng)新鏈中的理論和實踐問題為目標,在創(chuàng)新實踐中不斷豐富和發(fā)展知識體系,不斷吸收各個學科具有通用性的創(chuàng)新理論和方法,因此,創(chuàng)新工程學是一門開放、動態(tài)、系統(tǒng)化的學科。

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