張化照梁 璽劉靖東
(北京宇航系統(tǒng)工程研究所)
大型航空航天企業(yè)復(fù)雜產(chǎn)品體系研發(fā)與制造過(guò)程的組織間合作結(jié)構(gòu)研究
張化照1梁 璽2劉靖東
(北京宇航系統(tǒng)工程研究所)
自20世紀(jì)90年代“復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)”的概念出現(xiàn)以來(lái),出現(xiàn)了大量關(guān)于復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的研究文獻(xiàn)。本文在分析復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)特點(diǎn)、復(fù)雜產(chǎn)品體系的技術(shù)資源結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上,分析大型航空航天企業(yè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)組織形式,以及復(fù)雜產(chǎn)品體系研究與開(kāi)發(fā)的企業(yè)間合作模式,并將相關(guān)分析方法應(yīng)用于航空航天復(fù)雜產(chǎn)品體系研發(fā)制造過(guò)程中的合作類(lèi)型選擇,以期在開(kāi)展積極的對(duì)外合作的同時(shí),保護(hù)自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
航空航天企業(yè) 復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng) 模塊化 創(chuàng)新戰(zhàn)略
航空航天產(chǎn)品是一種高復(fù)雜性的產(chǎn)品類(lèi)型,這類(lèi)產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)組織結(jié)構(gòu)也隨之成為重要的研究對(duì)象,其中,如何在組織之間,特別是企業(yè)之間,通過(guò)技術(shù)合作提升研究與開(kāi)發(fā)的技術(shù)學(xué)習(xí)水平,達(dá)到具有長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略目的,成為此類(lèi)產(chǎn)品研發(fā)以及制造過(guò)程組織體系的重要議題。
復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)(Com p lex p roduc t and system,CopS)是經(jīng)過(guò)大技術(shù)系統(tǒng)(Large technical system s)演化而來(lái),由霍布德(Hobday)等著名學(xué)者較為全面、系統(tǒng)地提出。在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)成為獨(dú)立的研究對(duì)象之前,相關(guān)研究散見(jiàn)于“軍事系統(tǒng)”、系統(tǒng)復(fù)雜性測(cè)度、大技術(shù)系統(tǒng)、項(xiàng)目管理、產(chǎn)業(yè)組織理論等相關(guān)文獻(xiàn)中,航天飛行器也曾被作為特殊的創(chuàng)新案例研究過(guò)。
胡福斯在大技術(shù)系統(tǒng)的研究中,給出了一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的概念——“有相互作用、相互聯(lián)結(jié)的部分組成的一致性結(jié)構(gòu)體系”,包含“一般簡(jiǎn)單的機(jī)器”到“整個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)”。這個(gè)概念比較接近后來(lái)由霍布德等人所界定的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)——研發(fā)成本高、規(guī)模大、顧客定制的、工程密集的大型產(chǎn)品和系統(tǒng)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)指高研發(fā)成本、技術(shù)密集、工程密集、顧客定制、單件或者小批量生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、系統(tǒng)或基礎(chǔ)設(shè)施,如大型計(jì)算機(jī)、航空航天系統(tǒng)等[1,2]。Dav ies從生產(chǎn)類(lèi)型和生產(chǎn)數(shù)量?jī)蓚€(gè)維度對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品進(jìn)行了定位,如圖1所示[3]。由圖可知,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)屬于A、B兩類(lèi),是基于工程項(xiàng)目的、單件或者小批量生產(chǎn)的資本品,具有高成本、高技術(shù)的特點(diǎn),但并非A、B兩類(lèi)中所有的產(chǎn)品都屬于復(fù)雜產(chǎn)品。
圖1 產(chǎn)量—生成過(guò)程分類(lèi)
針對(duì)大型復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)與大規(guī)模制造產(chǎn)品的巨大差別,表1列出了主要的特征差異類(lèi)型。事實(shí)上,大型復(fù)雜產(chǎn)品體系在一國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。1970年全球每30件最有價(jià)值的出口貨物中有43%是復(fù)雜產(chǎn)品,并且這個(gè)比例仍在逐年提高[4]。1994年英國(guó)復(fù)雜產(chǎn)品產(chǎn)值約為680億英鎊,占當(dāng)年GDP的11.9%,至少為英國(guó)提供了140萬(wàn)-430萬(wàn)個(gè)工作崗位。
復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的復(fù)雜性在于該系統(tǒng)涉及的技術(shù)深度與寬度。新知識(shí)運(yùn)用程度,以及個(gè)性化程度通常要求較高[5]。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)其本質(zhì)特征是不同技術(shù)在系統(tǒng)不同層次水平上相互作用的多技術(shù)系統(tǒng)(m ulti-techno logical system)。系統(tǒng)越復(fù)雜,所需要技能和能力的范圍越廣[9]。概括而言,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的性能高度依賴(lài)其組成元件、次系統(tǒng)和集成結(jié)構(gòu),可以通過(guò)三個(gè)層面的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)分析復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng):首先,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的組成元件,次級(jí)系統(tǒng),以及集成結(jié)構(gòu)決定:元件和次系統(tǒng)作為復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最為基本的組成部分,決定復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所采用的基礎(chǔ)技術(shù),反映復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)基本功能屬性;其次,系統(tǒng)層是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)區(qū)別于簡(jiǎn)單產(chǎn)品的特征表現(xiàn)層,體現(xiàn)將復(fù)雜產(chǎn)品體系內(nèi)各元件和次系統(tǒng)集成構(gòu)成系統(tǒng)的總體效應(yīng),特別體現(xiàn)元件層和次系統(tǒng)層所不具有的功能屬性;第三,元件和次系統(tǒng)間存在反饋層次。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)中的反饋層主要用于各元件和次系統(tǒng)之間的有效集成,從而組成穩(wěn)定的系統(tǒng),并保持系統(tǒng)所具有的獨(dú)特功能屬性。因此,技術(shù)變化通常發(fā)生在構(gòu)成復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的三個(gè)層面上,也就是說(shuō)技術(shù)變化可能會(huì)影響:(1)構(gòu)成復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的元件和次系統(tǒng);(2)復(fù)雜產(chǎn)品的集成系統(tǒng);(3)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的反饋系統(tǒng)[10]。
表1 復(fù)雜產(chǎn)品與大規(guī)模制造產(chǎn)品的特征比較
由于系統(tǒng)和元器件具有不可分割性,考慮到整個(gè)系統(tǒng)存在反饋及系統(tǒng)各元件和次系統(tǒng)間的依賴(lài)性,系統(tǒng)任何部分發(fā)生的變化都將隱含著系統(tǒng)其它部分也將發(fā)生某種程度的變化。由多個(gè)元件和次系統(tǒng)集成而成的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)對(duì)技術(shù)復(fù)雜程度的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于簡(jiǎn)單產(chǎn)品,同生產(chǎn)簡(jiǎn)單產(chǎn)品的企業(yè)相比,生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的企業(yè)對(duì)技術(shù)能力的要求更加復(fù)雜。
考慮到復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的項(xiàng)目通常由跨企業(yè)的多職能項(xiàng)目小組承擔(dān)。H o b d n y提出項(xiàng)目制組織(Pro ject-Based O rganization)是適合于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新的組織形式[6]。所謂項(xiàng)目制組織,是指以項(xiàng)目作為組織生產(chǎn)、創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)的基本單元的組織形式。項(xiàng)目制組織形式能夠靈活地配置各種資源,方便地完成與外界的技術(shù)溝通與交流,隨時(shí)根據(jù)新知識(shí)的出現(xiàn)、相關(guān)技術(shù)的變化、政府政策的要求和客戶反饋意見(jiàn)調(diào)整產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)控制方面,項(xiàng)目制組織形式比職能型型組織更有優(yōu)勢(shì)[7][8]。
B rad y認(rèn)為職能組織關(guān)注產(chǎn)品和服務(wù)的持續(xù)情況、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì),而項(xiàng)目制組織關(guān)注單一或小批量生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)重復(fù)性、不確定性等問(wèn)題,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研發(fā)組織應(yīng)該是能夠很好的平衡矩陣組織和直線職能組織各自的優(yōu)缺點(diǎn),但他們并沒(méi)有明確提出適合與復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)[11]。另一方面,復(fù)雜產(chǎn)品體系所涉及的技術(shù)的寬度特性決定了不管企業(yè)的規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力如何,都將在其相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域受到深度和寬度兩個(gè)方面的限制,因此生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的企業(yè)很難在其內(nèi)部完成所有部件的生產(chǎn)和系統(tǒng)集成工作。所以企業(yè)一方面考慮到社會(huì)分工后市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的比較優(yōu)勢(shì),為保持復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì),企業(yè)將復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行“模塊式”分解成為若干部件,進(jìn)而選擇性的進(jìn)行技術(shù)產(chǎn)品外包;另一方面,圍繞核心競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)進(jìn)行發(fā)展的企業(yè)理論也支持企業(yè)有選擇性的將部分元件和次系統(tǒng)外包,以便企業(yè)能夠集中資源來(lái)強(qiáng)化其核心競(jìng)爭(zhēng)能力。
Prencipe也認(rèn)為將復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)垂直分解和外包可以作為生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的有效手段,同時(shí)他們也認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)外包也存在其局限性[12]。從風(fēng)險(xiǎn)的角度來(lái)看,企業(yè)完全采用外包的方式管理和生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)并不能夠最大化的降低其整個(gè)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),然而對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)來(lái)說(shuō),是否能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng),滿足客戶的需要才是企業(yè)的首要目標(biāo)。因此,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商在尋求技術(shù)產(chǎn)品外包的同時(shí)還尋求在行業(yè)內(nèi)有著重要影響的同時(shí)能夠和自己資源和市場(chǎng)相互互補(bǔ)的企業(yè)結(jié)成同盟,形成更富有影響力的、技術(shù)能力更高的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)聯(lián)盟。聯(lián)盟內(nèi)部企業(yè)間的關(guān)系非常緊密,共同領(lǐng)導(dǎo)著包括外包商在內(nèi)的整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織。
考慮到企業(yè)在未來(lái)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和企業(yè)對(duì)整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織所產(chǎn)生的影響力,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)嵌的關(guān)鍵技術(shù)或核心技術(shù)的零部件及系統(tǒng)集成技術(shù)仍需要通過(guò)企業(yè)自身進(jìn)行研究開(kāi)發(fā),即從技術(shù)深度的維度來(lái)思考需要掌握技術(shù)類(lèi)別,但這并不意味著企業(yè)完全不開(kāi)展非核心部件和關(guān)鍵部件的研究開(kāi)發(fā)工作,也就是說(shuō)不僅僅考慮技術(shù)深度問(wèn)題還需要考慮技術(shù)寬度問(wèn)題,只不過(guò)側(cè)重點(diǎn)不同。一方面,企業(yè)為更好的集成外包的各部件必須對(duì)內(nèi)嵌于各部件的技術(shù)進(jìn)行深刻全面的理解,掌握復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)各集成模塊間的界面接口技術(shù)要求。另外一方面,企業(yè)為在和各關(guān)鍵外包商的合作博棄過(guò)程中保持有利地位,從而促使整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠按照規(guī)定的開(kāi)發(fā)路徑延續(xù)下去[13]。
從復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的特征來(lái)看,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、測(cè)試和付使用后的升級(jí)更新過(guò)程都是多重非線性的反饋過(guò)程,需要所有位于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)生產(chǎn)鏈上的企業(yè)參與,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)任何部件的變化和修改來(lái)需要充分考慮對(duì)其它部件的影響,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)主要集成商需要在這些過(guò)程中扮演著導(dǎo)演的角色來(lái)指揮和協(xié)調(diào)整個(gè)開(kāi)發(fā)組織中的各種活動(dòng),這也要求復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)主要集成商了解或掌握各部件所內(nèi)嵌的技術(shù),各部件外包商也需要對(duì)系統(tǒng)集成技術(shù)進(jìn)行了解。Prencipe通過(guò)案例研究指出生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的集成商和部件供應(yīng)商都將開(kāi)展復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中需要的所有技術(shù)領(lǐng)域,只是其各自研究的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所不同,部件供應(yīng)商研究復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的集成技術(shù)以便能夠更好的理解集成企業(yè)對(duì)其部件的要求,同時(shí)也作為其進(jìn)入新領(lǐng)域的機(jī)會(huì)[12]。
陳勁和童亮[10]、周永慶,陳勁和景勁松[14]判在綜合國(guó)外學(xué)者的研究基礎(chǔ)上,對(duì)就創(chuàng)新的過(guò)程模式來(lái)看進(jìn)行了描述。由于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的高度定制特性,創(chuàng)新的原動(dòng)力來(lái)自于最終用戶定制性的需求或潛在的需求。同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些新的產(chǎn)品理念需要由各開(kāi)發(fā)商引入并傳遞給用戶。因此這兩者構(gòu)成了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的創(chuàng)新源。但在創(chuàng)新思想階段里,由于產(chǎn)品/系統(tǒng)本身的復(fù)雜性,需求往往是模糊的,用戶很難具體描述出最后的產(chǎn)品形態(tài)。集成開(kāi)發(fā)商在獲取訂單之后,首先得將整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研發(fā)任務(wù)基于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)框架以及功能需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)分。在劃分模塊的時(shí)候,有一類(lèi)模塊是須在系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)商內(nèi)部完成的,即涉及到整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作和集中控制的模塊。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)模塊分解之后,由于系統(tǒng)的復(fù)雜性,以及貫串在整個(gè)研發(fā)過(guò)程中的不確定性,需要謹(jǐn)慎的進(jìn)行外包選擇。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新過(guò)程中的外包合作往往不是建立在單純的商務(wù)合同上,而且技術(shù)的變更會(huì)導(dǎo)致商務(wù)合同的變更,同時(shí)供應(yīng)商的技術(shù)能力和經(jīng)營(yíng)能力是模塊能按時(shí)開(kāi)發(fā)完成的保證。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,由于每個(gè)獨(dú)立模塊的開(kāi)發(fā)過(guò)程包含了傳統(tǒng)研發(fā)的核心過(guò)程,隨著模塊復(fù)雜性的增加,重復(fù)開(kāi)發(fā)的次數(shù)也會(huì)增加。整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程要求的模塊開(kāi)發(fā)的同步性,所以模塊化開(kāi)發(fā)要在一定的協(xié)同機(jī)制下進(jìn)行。模塊間的界面接口程序的研發(fā)是整個(gè)協(xié)同機(jī)制下所要關(guān)注的要點(diǎn)之一。
在這一階段用戶參與到實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中,承擔(dān)一些應(yīng)用型的開(kāi)發(fā)任務(wù),復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的需求也在這個(gè)階段里逐步明晰,形成具體的技術(shù)要求和參數(shù)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)交付不再是一個(gè)瞬間行為,而是一個(gè)過(guò)程,是仿真聯(lián)調(diào)在用戶端的延續(xù),技的交接和移植也在此間逐步完成。在跟蹤完善過(guò)程中,一些系統(tǒng)運(yùn)行的信息饋到另一項(xiàng)同類(lèi)型的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié),并使之得到完善。更新的技術(shù)與反饋的問(wèn)題積累到一定程度,會(huì)導(dǎo)致全部系統(tǒng)的全面升級(jí)的創(chuàng)活動(dòng),從而帶來(lái)新一輪的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新活動(dòng)。
Hobday等人提出,復(fù)雜產(chǎn)品統(tǒng)的高技術(shù)、大投入等特征使得能夠提供復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的集成制造廠商在整個(gè)行業(yè)中相對(duì)較少?zèng)Q定了該產(chǎn)品行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所處的行業(yè)結(jié)構(gòu)一般多為寡頭市場(chǎng),即幾家集成制造商分割市場(chǎng)[5]。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的市場(chǎng)特性,不僅僅體現(xiàn)在集成制造商的寡頭結(jié)構(gòu),而在用戶端同樣體現(xiàn)這一特性,能夠購(gòu)買(mǎi)和使用復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的最終用戶多為大型專(zhuān)業(yè)用戶(如國(guó)家電信、電力部門(mén)、航空部門(mén))或者政府部門(mén)機(jī)構(gòu)等,因此“雙頭壟斷結(jié)構(gòu)”是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最為典型的市場(chǎng)特征。
復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所涉及的行業(yè)往往都受到政府高度管制和調(diào)控的行業(yè),復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的交易次數(shù)少且不頻繁。統(tǒng)一的市場(chǎng)定價(jià)并不存在,每一筆交易都可以進(jìn)行討價(jià)還價(jià),但交易金額往往較大且需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行協(xié)商談判。因此,整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所處的市場(chǎng)環(huán)境是一個(gè)政府管制下的部分競(jìng)爭(zhēng)或者說(shuō)是有限競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境。一般產(chǎn)品創(chuàng)新是技術(shù)生命周期是從不成熟到成熟,當(dāng)技術(shù)主體逐漸成熟后,小型的缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)就退出了,或者被大企業(yè)收購(gòu),剩下的企業(yè)主要依靠工藝流程的改進(jìn)或者大規(guī)模生產(chǎn)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所處的行業(yè)多數(shù)并不符合這種發(fā)展模式,這些行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)大量企業(yè)的消失或競(jìng)爭(zhēng)廠商數(shù)量的顯著減少。
正是由于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)市場(chǎng)交易過(guò)程中政府的介入以及雙頭壟斷的市場(chǎng)格局,使得復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)一般并不激烈,其交易次數(shù)少且不頻繁。統(tǒng)一的市場(chǎng)定價(jià)并不存在,每一筆交易都可以進(jìn)行討價(jià)還價(jià),但交易金額往往較大且需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行協(xié)商談判。因此,整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所處的市場(chǎng)環(huán)境是一個(gè)政府管制下的部分競(jìng)爭(zhēng)或者說(shuō)是有限競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境。
一般產(chǎn)品創(chuàng)新是技術(shù)生命周期是從不成熟到成熟,當(dāng)技術(shù)主體逐漸成熟后,小型的缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)就退出了,或者被大企業(yè)收購(gòu),剩下的企業(yè)主要依靠工藝流程的改進(jìn)或者大規(guī)模生產(chǎn)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所處的行業(yè)多數(shù)并不符合這種發(fā)展模式,換句話說(shuō),這些行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)大量企業(yè)的消失或競(jìng)爭(zhēng)廠商數(shù)量的顯著減少[16]。
由于模塊化產(chǎn)品的基本特征是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)界面之上彼此松散結(jié)合的產(chǎn)品體系,表現(xiàn)模塊之間的相對(duì)強(qiáng)的獨(dú)立性,同時(shí)又有模塊之間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)界面的契合點(diǎn),因此出規(guī)模塊技術(shù)資源的同步創(chuàng)新,與產(chǎn)品體系界面上不同組合形成的產(chǎn)品創(chuàng)新同步發(fā)展的格局,大大提高產(chǎn)品創(chuàng)新的效率。
但以此特征分析模塊化產(chǎn)品的構(gòu)造,則客觀上存在所謂模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的深度與可控兩個(gè)方面的折中特點(diǎn),即模塊化過(guò)程有一個(gè)控制邊界:當(dāng)模塊成為功能和技術(shù)內(nèi)容充分獨(dú)立的次級(jí)體系,同時(shí)模塊內(nèi)部的加工技術(shù)集成形式和集成過(guò)程差別與系統(tǒng)組合的效果具有可控特性的時(shí)候,通過(guò)邊界條件約束模塊成為可能,則整體產(chǎn)品體系呈現(xiàn)明顯的模塊化特點(diǎn)。
依照這樣的特點(diǎn)提高模塊化的可控水平,則極端情況將使整體產(chǎn)品成為很少數(shù)量的模塊組合,模塊化特性趨向模糊,產(chǎn)品成為事實(shí)上的集成化產(chǎn)品,這一可控水平不能充分降解的原因在于模塊內(nèi)技術(shù)資源不能進(jìn)一步劃分,否則控制水平降低;另一方面,如果模塊內(nèi)技術(shù)資源和知識(shí)資源可以充分降解,即模塊的劃分可以充分細(xì)致,則模塊的內(nèi)部構(gòu)成又會(huì)趨向簡(jiǎn)單,即向通用型模塊或部件的方向發(fā)展,于是所謂模塊加工技術(shù)及知識(shí)也會(huì)趨向通用水平,使得模塊的次級(jí)體系特點(diǎn)模糊,于是必然導(dǎo)致“模塊”之間的依賴(lài)性強(qiáng),模塊化水平降低。也就是說(shuō),在模塊的劃分極端細(xì)致的情況,整體產(chǎn)品也成為集成化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而不是模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式。
通過(guò)以上分析,可以根據(jù)模塊的組織邊界特征(戰(zhàn)略意愿)和模塊的技術(shù)邊界特征(可控水平)得到下列四類(lèi)典型的模塊化發(fā)展類(lèi)型(表2)。其中,兩類(lèi)狀態(tài)(II和III)都屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的欠模塊化水平狀態(tài),但前者原因是組織戰(zhàn)略原因,換句話說(shuō),如果公司戰(zhàn)略意愿為加速創(chuàng)新周期,提高本企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力目標(biāo),則可以比較容易地通過(guò)組織轉(zhuǎn)換,使得相關(guān)技術(shù)充分分解形成模塊化組織;但后者(模式III)則不同,這類(lèi)產(chǎn)品不能充分模塊化的原因是知識(shí)和技術(shù)不能充分降解,這種情況即使組織戰(zhàn)略意圖傾向于模塊化設(shè)計(jì),也不能形成事實(shí)上的模塊化組織。因此,特定產(chǎn)品體系開(kāi)發(fā)中的技術(shù)或知識(shí)的可降解特征(可控特征)比組織戰(zhàn)略更具有決定意義。
從技術(shù)資源管理戰(zhàn)略的設(shè)計(jì)角度,對(duì)模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的四類(lèi)典型選擇的解釋如下:
①集成戰(zhàn)略(狀態(tài)I):以設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程高度集成方式獲得壟斷性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),適用于不可降解的復(fù)雜產(chǎn)品制造,也適用于意欲使設(shè)計(jì)和制造知識(shí)高度壟斷的場(chǎng)合,缺陷是承擔(dān)的研發(fā)和制造過(guò)程成本高;
②準(zhǔn)模塊戰(zhàn)略(狀態(tài)III):以產(chǎn)品系統(tǒng)集成過(guò)程獲得壟斷性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),適用于不能充分降解的復(fù)雜產(chǎn)品制造,也適用于意欲使設(shè)計(jì)知識(shí)壟斷而制造知識(shí)部分壟斷的場(chǎng)合,但組織結(jié)構(gòu)上通過(guò)組織邊界劃分實(shí)行創(chuàng)新分擔(dān)機(jī)制,貌似模塊化組織,來(lái)降低成本,但因技術(shù)資源的不可降解特點(diǎn),通常只適用于組織內(nèi)部的次級(jí)組織劃分場(chǎng)合,使得組織整體仍然高度控制相關(guān)技術(shù)資源。
③準(zhǔn)集成戰(zhàn)略(狀態(tài)II),由于技術(shù)資源本質(zhì)上可以充分降解,而組織戰(zhàn)略選擇集成,而非模塊,產(chǎn)品特征的組織戰(zhàn)略明顯,因此體現(xiàn)為企業(yè)的準(zhǔn)集成戰(zhàn)略,主導(dǎo)意愿是強(qiáng)力控制企業(yè)內(nèi)技術(shù)資源。
④模塊化戰(zhàn)略(狀態(tài)IV):技術(shù)資源具有可降解特征,組織戰(zhàn)略也反映為特定功能導(dǎo)向或技術(shù)資源導(dǎo)向的模塊化模式,主導(dǎo)意愿應(yīng)是降低研發(fā)成本,提高創(chuàng)新效率,實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)的創(chuàng)新資源合作,達(dá)到跨企業(yè)的技術(shù)聯(lián)盟關(guān)系。
根據(jù)以上分析,本文提出應(yīng)用模塊化戰(zhàn)略來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空航天企業(yè)研發(fā)管理選擇要點(diǎn)如下:
①高度控制自有技術(shù)資源,選擇上述狀態(tài)I或II,可以通過(guò)高度的技術(shù)資源控制達(dá)到掌控產(chǎn)品發(fā)展的目的,但研發(fā)成本高,創(chuàng)新效率低;從目前的調(diào)研看,航空航天產(chǎn)品的研發(fā)主要采用此類(lèi)模式。
表2 模塊化復(fù)雜產(chǎn)品組織類(lèi)型與技術(shù)體系可探類(lèi)型分布
②部分依賴(lài)外部技術(shù)資源,選擇上述狀態(tài)III,由于典型航空航天產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)踐多屬于不可充分降解形式,技術(shù)知識(shí)層面的模塊化程度低,因此不易達(dá)到典型的模塊化狀態(tài),但可以選擇組織內(nèi)的模塊化發(fā)展,以提高創(chuàng)新效率。從實(shí)際調(diào)研觀察,狀態(tài)III是航空航天企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)可以選擇的重要形式。
③與外部技術(shù)資源形成互補(bǔ),同步創(chuàng)新,選擇上述狀態(tài)IV,典型的模塊化產(chǎn)品類(lèi)型,通常在技術(shù)資源的模塊程度明顯,同時(shí)組織戰(zhàn)略選擇合作與互補(bǔ),則可以實(shí)現(xiàn)比較典型的模塊化產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顟B(tài)。從目前航空航天企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程看,此類(lèi)模式只適應(yīng)了少數(shù)開(kāi)放性的產(chǎn)品設(shè)計(jì),但隨著航空航天產(chǎn)業(yè)國(guó)際化水平的發(fā)展,此類(lèi)技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式也應(yīng)是重要的選擇之一。
本文在對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)特點(diǎn)、復(fù)雜產(chǎn)品體系的技術(shù)資源結(jié)構(gòu)特性、復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)組織形式,以及復(fù)雜產(chǎn)品體系研究與開(kāi)發(fā)的企業(yè)間合作模式進(jìn)行總結(jié)和分析之后,將復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)理論應(yīng)用于航空航天復(fù)雜產(chǎn)品體系研發(fā)制造構(gòu)成的合作類(lèi)型的分析中,并提出四類(lèi)合作模式,包括高度集成模式,兩類(lèi)欠模塊發(fā)展形式,和一類(lèi)典型模塊化發(fā)展形式。研究工作提出,隨著航空航天產(chǎn)業(yè)的國(guó)際化發(fā)展,四個(gè)類(lèi)型的模塊化研發(fā)和制造模式都有其各自的特點(diǎn),具有針對(duì)特定戰(zhàn)略目標(biāo)和提高創(chuàng)新效率的適應(yīng)性。
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ZHANG Hua-zhao LIANG Xi LIU Jing-dong
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aerospace firm s,com p lex p roduct system,modularization,innovation strategy
book=48,ebook=110
F062.4
A
張化照,(1973年—)男,北京宇航系統(tǒng)工程研究所,高級(jí)工程師,碩士,研究方向?yàn)橄到y(tǒng)工程、技術(shù)管理。
梁璽,l iangmenfy@gmai l.com,北京市9200信箱10分箱5號(hào),100076