許澤浩，張光宇

(廣東工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，廣東　廣州　510520)

1　顛覆性創(chuàng)新的內(nèi)涵與意義

顛覆性創(chuàng)新理論產(chǎn)生于發(fā)達(dá)國家的企業(yè)競爭和創(chuàng)新實(shí)踐，哈佛大學(xué)Christensen教授首次在《創(chuàng)新者的困境》中把創(chuàng)新分為兩類：維持性創(chuàng)新與顛覆性創(chuàng)新，并對顛覆性創(chuàng)新理論進(jìn)行了探索，其目的是研究“領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)追求新增長的努力為什么會(huì)導(dǎo)致失敗”以及“領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)如何面對顛覆性技術(shù)的挑戰(zhàn)[1]”。維持性創(chuàng)新是不斷改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的主流性能的一類創(chuàng)新。當(dāng)前領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)更多采用維持性創(chuàng)新手段，通過不斷強(qiáng)化產(chǎn)品的主流性能鞏固其在市場中的領(lǐng)導(dǎo)地位，同時(shí)獲取更多的利潤和政府資助。而顛覆性創(chuàng)新則是改變維持性創(chuàng)新的路徑，通過新的技術(shù)創(chuàng)新使得新產(chǎn)品呈現(xiàn)體積小、操作方便、成本低廉等特征，依靠吸引原市場的低端顧客或新顧客，最終顛覆現(xiàn)有產(chǎn)品的一類創(chuàng)新。顛覆性創(chuàng)新的結(jié)果更具革命性和破壞性，其對產(chǎn)業(yè)的影響是顛覆性的。

顛覆性創(chuàng)新理論提出后，學(xué)者們和創(chuàng)新管理者們從顛覆性創(chuàng)新的內(nèi)涵[2-5]、特征[6-7]、機(jī)理與路徑[8-11]做了許多探索研究?？傮w而言，顛覆性創(chuàng)新具有以下特征：①開展顛覆性創(chuàng)新的新技術(shù)或新技術(shù)組合與開展維持性創(chuàng)新的原技術(shù)，其創(chuàng)新路徑不在同一方向上；②開展顛覆性創(chuàng)新的新技術(shù)或新技術(shù)組合與原技術(shù)成對出現(xiàn)，新技術(shù)起源于原技術(shù)，成長于原技術(shù)所創(chuàng)造的環(huán)境，最后顛覆了原技術(shù)；③新技術(shù)或新技術(shù)組合在進(jìn)入市場時(shí)通常采用低端市場或新市場策略，以便避開領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的直接扼殺；④新技術(shù)或新技術(shù)組合起初在主流性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如原技術(shù)，但卻擁有諸如體積小、價(jià)格低、操作方便、攜帶方便等新的性能特征；⑤新技術(shù)或新技術(shù)組合在主流性能上能以更快的加速度不斷改進(jìn)，直至達(dá)到甚至超過原技術(shù)市場的需求，并通過逐步侵食原技術(shù)產(chǎn)品的市場，最終顛覆原技術(shù)。

顛覆性創(chuàng)新理論越來越被廣泛認(rèn)為是后發(fā)企業(yè)如何在低端環(huán)境下顛覆當(dāng)前市場上領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新戰(zhàn)略路徑，同時(shí)也是發(fā)展中國家處于產(chǎn)業(yè)鏈低端的企業(yè)與國際領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)開展競爭的重要法寶[12]。然而作為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要路徑，顛覆性技術(shù)并未能很好地得到資助和扶持，當(dāng)前政府補(bǔ)貼與社會(huì)支持的對象多數(shù)是圍繞領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的維持性創(chuàng)新，顛覆性技術(shù)由于風(fēng)險(xiǎn)高、起初實(shí)力弱小、未來前景不明朗、與當(dāng)前技術(shù)體制機(jī)制不相容等原因，很難得到有效的保護(hù)和資助。本文從創(chuàng)新的兩種不同路徑識(shí)別顛覆性創(chuàng)新與維持性創(chuàng)新，致力于通過對創(chuàng)新路徑的識(shí)別及早選定顛覆性技術(shù)的苗圃并及早培育和扶持，以顛覆性創(chuàng)新的新路徑驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)革命進(jìn)而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

2　技術(shù)進(jìn)化定律

2.1　系統(tǒng)

一般把由相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物或過程形成的具有整體功能和綜合行為的統(tǒng)一體，稱為系統(tǒng)[13]。功能是對產(chǎn)品的具體效用或技術(shù)系統(tǒng)能夠完成任務(wù)的抽象描述，反映出產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)的特定用途和特征。產(chǎn)品的技術(shù)系統(tǒng)是由不同組件組成，為滿足顧客需求而實(shí)現(xiàn)某種功能的系統(tǒng)，其功能是輸入(能量、物質(zhì)或信號(hào))與輸出(能量、物質(zhì)或信號(hào))之間的一種關(guān)系[14]。與功能分解相似，可將技術(shù)產(chǎn)品黑匣子當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)分解為各級(jí)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)是技術(shù)系統(tǒng)的組成部分，每個(gè)子系統(tǒng)也是一個(gè)獨(dú)立完整的系統(tǒng)，具有完整的結(jié)構(gòu)。

2.2　技術(shù)進(jìn)化定律

TRIZ理論通過對大量專利的分析，總結(jié)出不同領(lǐng)域中技術(shù)進(jìn)化的一般規(guī)律，并提出技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論。如Fry和Rivin在TRIZ理論的基礎(chǔ)上，將技術(shù)進(jìn)化定律歸納為9條：系統(tǒng)向理想化水平進(jìn)化、子系統(tǒng)向非均衡化進(jìn)化、技術(shù)系統(tǒng)向柔性化進(jìn)化、系統(tǒng)向復(fù)雜化進(jìn)化、系統(tǒng)向微觀化進(jìn)化、系統(tǒng)向能量流經(jīng)路徑縮短方向進(jìn)化、系統(tǒng)向完整化進(jìn)化、向可控性進(jìn)化、向和諧性進(jìn)化[15]。Kalevi和Ellen在Simplified TRIZ體系中介紹了五種有效的進(jìn)化模式，即系統(tǒng)向不均衡進(jìn)化、向宏觀性進(jìn)化、向微觀性進(jìn)化、向增強(qiáng)相互作用方向進(jìn)化、向擴(kuò)充或簡化方向進(jìn)化[16]。

技術(shù)進(jìn)化定律指出每項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新的方向，即技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展是有規(guī)律可言的。顛覆性創(chuàng)新作為以技術(shù)創(chuàng)新為本質(zhì)的創(chuàng)新，同樣遵循技術(shù)進(jìn)化發(fā)展的規(guī)律。技術(shù)在創(chuàng)新發(fā)展的過程中，技術(shù)系統(tǒng)或其子系統(tǒng)將沿一定的方向進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。具體而言，產(chǎn)品作為完整的技術(shù)系統(tǒng)，其本身或子系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)進(jìn)化定律確定創(chuàng)新方向，進(jìn)而經(jīng)過研發(fā)選定技術(shù)創(chuàng)新路線進(jìn)行創(chuàng)新，最后對產(chǎn)品的整體或部分進(jìn)行替換或改進(jìn)，創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果通常表現(xiàn)為系統(tǒng)的全部替代或子系統(tǒng)的部分替代，進(jìn)而形成新的技術(shù)產(chǎn)品。因此，要識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)新的路徑，應(yīng)從系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)化的角度梳理技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的定律與路線，分析從一種技術(shù)核心轉(zhuǎn)移到另一種新的技術(shù)核心的過程，從而確定技術(shù)創(chuàng)新方向與路徑。

2.3　功能系統(tǒng)

產(chǎn)品的子系統(tǒng)分為基本功能子系統(tǒng)和輔助功能子系統(tǒng)。基本功能子系統(tǒng)指實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品基本功能的子系統(tǒng)，由實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基本功能不可或缺的構(gòu)件組成。輔助功能子系統(tǒng)指為便于技術(shù)產(chǎn)品基本功能更好體現(xiàn)的起輔助作用的子系統(tǒng)。輔助功能子系統(tǒng)即使去除也不會(huì)因構(gòu)件的缺失而導(dǎo)致基本功能實(shí)現(xiàn)不了。

技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新可能出現(xiàn)在承載基本功能的子系統(tǒng)上，也可能出現(xiàn)在承載輔助功能的子系統(tǒng)上。因此技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新的路徑可分成兩個(gè)不同的方向，即基本功能創(chuàng)新方向與輔助功能創(chuàng)新方向。

3　顛覆性技術(shù)的進(jìn)化方向分析

3.1　顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新系統(tǒng)

顛覆性創(chuàng)新的最終結(jié)果是將原技術(shù)進(jìn)行顛覆，淘汰舊產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生新興產(chǎn)業(yè)，甚至直接對舊產(chǎn)業(yè)實(shí)行替代。如果新技術(shù)的創(chuàng)新出現(xiàn)在產(chǎn)品承載輔助功能的輔助子系統(tǒng)上，而技術(shù)產(chǎn)品承載基本功能的子系統(tǒng)不變，則其基本功能不變，這樣創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果最終將不可能實(shí)現(xiàn)對原技術(shù)產(chǎn)品的顛覆。因此，顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的載體必然是基本功能子技術(shù)系統(tǒng)(見圖1)。當(dāng)然，基本功能子技術(shù)系統(tǒng)也包括多個(gè)子系統(tǒng)，根據(jù)其重要性不同，其影響的程度也不相同，最后產(chǎn)業(yè)進(jìn)行顛覆的程度也不相同。顯然，對于產(chǎn)品創(chuàng)新而言，整體代替是最高程度的顛覆。而對于系統(tǒng)而言，越重要的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，其技術(shù)創(chuàng)新對原產(chǎn)業(yè)的顛覆程度將越高。鑒于任何系統(tǒng)都可作為上一級(jí)超系統(tǒng)的子系統(tǒng)，因此產(chǎn)品整體也可作為子系統(tǒng)進(jìn)行研究。

圖1　維持性創(chuàng)新和顛覆性創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)化的方向

3.2　顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新方向

技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果將推動(dòng)技術(shù)性能產(chǎn)生各種變化，然而技術(shù)的性能指標(biāo)是多方面的?；竟δ茏酉到y(tǒng)的創(chuàng)新可能對產(chǎn)品性能指標(biāo)形成兩個(gè)方向的影響，一是使產(chǎn)品的主流性能在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)，二是使產(chǎn)品的主流性能在其他創(chuàng)新方向上進(jìn)一步創(chuàng)新，三是使產(chǎn)品的非主流性能得到創(chuàng)新與改進(jìn)。從Christensen的定義可知，前者的創(chuàng)新屬于維持性創(chuàng)新，后兩者的創(chuàng)新屬于顛覆性創(chuàng)新。因此，技術(shù)開展維持性創(chuàng)新的進(jìn)化方向，可以通過原技術(shù)之前的創(chuàng)新方向總結(jié)分析得出，甚至通過之前的創(chuàng)新路徑可以預(yù)測技術(shù)通過維持性創(chuàng)新的未來狀態(tài)。顛覆性創(chuàng)新的方向無法確切地通過之前的創(chuàng)新方向進(jìn)行鎖定，但唯一可以確切鎖定的是，新技術(shù)的創(chuàng)新方向與原技術(shù)開展維持性創(chuàng)新的方向不同。比如在提高交通工具速度的創(chuàng)新問題上，維持性的思維是對交通工具外形的改變以減少阻力或提高發(fā)動(dòng)機(jī)等的動(dòng)力來源，然而當(dāng)前卻有人提出利用磁懸浮技術(shù)在管道中實(shí)現(xiàn)超高速度。

3.3　顛覆性技術(shù)創(chuàng)新方向識(shí)別的步驟

根據(jù)上述分析，在判斷新技術(shù)創(chuàng)新是否符合顛覆性創(chuàng)新的方向時(shí)，重點(diǎn)要分析創(chuàng)新的子系統(tǒng)與創(chuàng)新方向，具體步驟如下：

步驟一：選擇一項(xiàng)新技術(shù)，同時(shí)鎖定其對應(yīng)的原技術(shù)；

步驟二：對新技術(shù)與原技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行功能系統(tǒng)分解，鎖定新技術(shù)的創(chuàng)新子系統(tǒng)；

步驟三：對創(chuàng)新子系統(tǒng)的重要程度進(jìn)行評(píng)估；

步驟四：梳理原技術(shù)開展維持性創(chuàng)新方向；

步驟五：分析新技術(shù)創(chuàng)新的方向，并與原技術(shù)開展維持性創(chuàng)新的方向進(jìn)行對比。

若新技術(shù)創(chuàng)新子系統(tǒng)屬于基本功能子系統(tǒng)(其重要程度越高，最終實(shí)現(xiàn)顛覆性程度越大)，且創(chuàng)新方向與原技術(shù)開展維持性創(chuàng)新的方向不同，則新技術(shù)的創(chuàng)新符合顛覆性創(chuàng)新方向要求。

4　電動(dòng)汽車顛覆性創(chuàng)新進(jìn)化方向?qū)嵶C分析

4.1　內(nèi)燃機(jī)汽車基本功能結(jié)構(gòu)

當(dāng)前汽車以石油為主要燃料，通過燃燒石油獲取能量，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)將熱能轉(zhuǎn)化為汽車動(dòng)能，所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳輸給車輪，帶動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)行駛和運(yùn)輸?shù)墓δ?。而汽車在行駛過程中，需要接受轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、加速等各種指令進(jìn)行運(yùn)作。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)汽車的基本功能，構(gòu)建汽車的功能結(jié)構(gòu)圖(見圖2)?？梢姡噷⒛芰?石油等)、物質(zhì)(人或物等)、信息(指令)等通過系統(tǒng)運(yùn)作，最終轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸。

圖2　內(nèi)燃機(jī)汽車功能結(jié)構(gòu)

4.2　內(nèi)燃機(jī)汽車技術(shù)系統(tǒng)分析

汽車總體由發(fā)動(dòng)機(jī)、車身和底盤三大總成組成。底盤主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等組成，車身主要由座椅、車外附件等組成。從其基本功能出發(fā)，對應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力、傳輸動(dòng)力、輸出轉(zhuǎn)向力、輸出制動(dòng)力和承載人或貨物，本文將其分解為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、車身系統(tǒng)六大基本子系統(tǒng)。其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換以及提供動(dòng)力來源等，傳動(dòng)系統(tǒng)主要將發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力傳輸給其他各個(gè)子系統(tǒng)等，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方向控制等，制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車速控制等，行駛系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)承載運(yùn)輸人和物等，車身主要是為駕駛員提供良好的駕駛環(huán)境。

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng):發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是汽車的心臟，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并對外輸出動(dòng)力，從而為汽車提供驅(qū)動(dòng)力。它由機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供油及燃油分配系統(tǒng)、電子傳感器、點(diǎn)火系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)等零件組成。

(2)傳動(dòng)系統(tǒng)：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞裝置稱為汽車的傳動(dòng)系統(tǒng),它使汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速以及它們之間的協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；還應(yīng)保證汽車能倒車，以及左、右驅(qū)動(dòng)車輪能適應(yīng)差速要求，并使動(dòng)力傳遞能根據(jù)需要而平穩(wěn)地接合或徹底、迅速地分離。傳動(dòng)系統(tǒng)包括離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置、主減速器及差速器、半軸等部分。

(3)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)。在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證汽車各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。駕駛?cè)藛T通過操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車保持在直線或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者使上述兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)互相轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分。

(4)制動(dòng)系統(tǒng)：制動(dòng)系統(tǒng)是汽車裝設(shè)的全部制動(dòng)和減速系統(tǒng)的總稱，其功能是使行駛中的汽車減低速度或停止行駛，或使已停駛的汽車保持不動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)器、制動(dòng)傳動(dòng)裝置?，F(xiàn)代汽車制動(dòng)系中還裝設(shè)了制動(dòng)防抱死裝置。

(5)行駛系統(tǒng)：汽車行駛系的功用是接受發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳來的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著作用產(chǎn)生路面對汽車的牽引力，以保證整車正常行駛；此外，它使汽車盡可能緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車行駛平順性，并且能與汽車轉(zhuǎn)向系很好地配合工作，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，以保證汽車操縱穩(wěn)定性。行駛系統(tǒng)包括車架、車橋、懸架和車輪等部分。

此外還有車身系統(tǒng)，包括座椅、天窗等附件裝備，因車身系統(tǒng)對于本文的研究無關(guān)緊要，本文未將其做進(jìn)一步分解。

根據(jù)內(nèi)燃機(jī)汽車基本結(jié)構(gòu)圖，在六大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對內(nèi)燃機(jī)汽車產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分解，建立基本技術(shù)系統(tǒng)分解圖(見圖3)，根據(jù)研究需要子系統(tǒng)還可進(jìn)一步往下分解。

圖3　內(nèi)燃機(jī)汽車基本技術(shù)系統(tǒng)分解圖

4.3　電動(dòng)汽車技術(shù)系統(tǒng)分析

電動(dòng)汽車的基本功能與內(nèi)燃機(jī)汽車相似，只是電動(dòng)汽車以電能為能量源，通過電動(dòng)機(jī)依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電動(dòng)的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳輸給車輪，帶動(dòng)電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)行駛和運(yùn)輸?shù)墓δ?見圖4)。而電動(dòng)汽車在行駛過程中，同樣需要接受轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、加速等各種指令進(jìn)行運(yùn)作。因此，電動(dòng)汽車的功能結(jié)構(gòu)與內(nèi)燃機(jī)汽車相似，唯一不同的方面是能量源是電能。

圖4　電動(dòng)汽車功能結(jié)構(gòu)

同理，對當(dāng)前電動(dòng)汽車的基本功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和分解[17]。

(1)能源子系統(tǒng)：主要是為純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電力，目前已使用的電源類型包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池、燃料電池等。

(2)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)：主要是依據(jù)電磁感應(yīng)定律，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并通過傳動(dòng)裝置傳輸給電動(dòng)汽車。目前已使用的電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。

(3)傳動(dòng)系統(tǒng):主要是將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳輸給其他相關(guān)系統(tǒng)，以使動(dòng)力源傳輸?shù)礁鱾€(gè)需要的系統(tǒng)中進(jìn)行工作。傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括離合器、變速器和主減速器等。

(4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和車身系統(tǒng)的功能及組成與內(nèi)燃機(jī)汽車的相應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，這里不做一一闡述。

根據(jù)電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，在七大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對電動(dòng)汽車產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分解，建立技術(shù)系統(tǒng)分解圖(見圖5)，同樣根據(jù)研究需要各子系統(tǒng)還可進(jìn)一步往下分解。

圖5　電動(dòng)汽車技術(shù)系統(tǒng)分解圖

4.4　電動(dòng)汽車的創(chuàng)新子系統(tǒng)及功能系數(shù)分析

從燃油汽車和電動(dòng)汽車的技術(shù)系統(tǒng)分解圖對比可以直觀看出(見圖6)，內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車的技術(shù)系統(tǒng)中制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、車身系統(tǒng)的技術(shù)變化不大，組成單元相似。創(chuàng)新的重點(diǎn)是將內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)替換為電動(dòng)汽車中的能源系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，也即是汽車的能量轉(zhuǎn)化及動(dòng)力來源的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)正是將原來由燃油提供的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，改變?yōu)閷㈦娔苻D(zhuǎn)化為動(dòng)能。

圖6　燃油汽車和電動(dòng)汽車子系統(tǒng)差異對比

從汽車的技術(shù)系統(tǒng)分解中可見，其一級(jí)技術(shù)子系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和車身系統(tǒng) 。

為了分析各子系統(tǒng)的重要程序，采用功能系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,首先列出各子系統(tǒng)功能重要程度對比(見表1)。

表1　汽車各子系統(tǒng)重要程度對比

按照各子系統(tǒng)功能對比計(jì)算方法PA=∑(A/B,A/C,…，A/H)，計(jì)算各子系統(tǒng)重要程度對比之和分別為P發(fā)動(dòng)機(jī)=5、P傳動(dòng)系統(tǒng)=4、P轉(zhuǎn)向系統(tǒng)=3、P制動(dòng)系統(tǒng)=2、P行駛系統(tǒng)=1、P車身系統(tǒng)=0。

從各子系統(tǒng)的功能系數(shù)可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)的功能系統(tǒng)最高，是內(nèi)燃機(jī)汽車中最重要的子系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的關(guān)鍵執(zhí)行系統(tǒng)，其體現(xiàn)的功能是汽車的最主要性能。

4.5　電動(dòng)汽車技術(shù)符合汽車顛覆性進(jìn)化方向

電動(dòng)汽車的技術(shù)創(chuàng)新子系統(tǒng)是能量源子系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，而創(chuàng)新的子系統(tǒng)所代替的部分將是原汽車產(chǎn)品的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)功能系數(shù)最高，是汽車最核心的子系統(tǒng)之一。因此，電動(dòng)汽車對于燃油汽車而言，其將創(chuàng)新的是基本功能子系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)。下面重點(diǎn)分析電動(dòng)汽車子系統(tǒng)的創(chuàng)新方向與原燃油汽車開展的維持性創(chuàng)新是在同一方向上，還是在不同方向上。

從美國權(quán)威雜志《Ward′s Auto World》雜志社創(chuàng)立的全球十大最佳汽車引擎數(shù)據(jù)庫中，選取2003—2015年排氣量為3.0L、結(jié)構(gòu)為六缸的全球十大最佳汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，統(tǒng)計(jì)各年具有代表性的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)(見圖7)，以此了解發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化方向。從圖7中可以看到，在近十幾年的進(jìn)化過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩、升功率、壓縮比等主要性能指標(biāo)均在不斷提升當(dāng)中，這與人們一開始對汽車的最高速度、起步速度、加速度等需求密切相關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)從直列式到V式，從自然吸氣到渦輪增壓等結(jié)構(gòu)和工作模式的進(jìn)化，均是為提升這些性能而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。

經(jīng)過對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)化情況調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)化的方向在其主要性能如功率、扭矩、升功率、壓縮比等，而就目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等性能而言，已經(jīng)完全超出人們?nèi)粘ｑ{駛汽車的需求。通過對汽車用戶的調(diào)查表明，除了部分汽車發(fā)燒友之外，絕大多數(shù)用戶對于汽車最高速度、馬力等持續(xù)性提升已不感覺到增值，反而對汽車石油消耗等精打細(xì)算。而作為汽車動(dòng)力的另一項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)化方向節(jié)能和環(huán)保技術(shù)進(jìn)化緩慢，雖然近年來各國推出輕便、小型的汽車，但緩解能源和環(huán)保的問題有限。新能源汽車的創(chuàng)新方向與燃油汽車的創(chuàng)新方向顯然不同，屬于非主流性能的創(chuàng)新。正如各國紛紛將新能源汽車作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有顛覆性意義的潛力方向。

(數(shù)據(jù)來源：汽車科技網(wǎng)、無敵汽車網(wǎng)、中國汽車消費(fèi)網(wǎng)、梅賽德斯奔馳網(wǎng)、愛卡汽車網(wǎng)、太平洋汽車網(wǎng)、新浪汽車網(wǎng))

5　小結(jié)

在對顛覆性技術(shù)創(chuàng)新方向進(jìn)行識(shí)別與選擇時(shí)，首先研究新技術(shù)創(chuàng)新承載的系統(tǒng)是否為原產(chǎn)品系統(tǒng)的基本功能子系統(tǒng)，新技術(shù)創(chuàng)新的系統(tǒng)對原產(chǎn)品的重要性越高，其創(chuàng)新后顛覆的程度將越高。再者理清與新技術(shù)對應(yīng)的原技術(shù)開展維持性創(chuàng)新的方向，顛覆性創(chuàng)新方向與維持性創(chuàng)新方向不同，其產(chǎn)生的結(jié)果也不同，因此存在兩種情況，一是主流性能沿著新的創(chuàng)新方向進(jìn)行改進(jìn)，二是非主流性能得到創(chuàng)新和發(fā)展。電動(dòng)汽車的技術(shù)創(chuàng)新子系統(tǒng)能量源子系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)子系統(tǒng)所替代的對象是汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和石油燃料，正是汽車基本功能子系統(tǒng)中最關(guān)鍵、最重要的子系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)化的方向集中在功率、續(xù)航里程等主要性能指標(biāo)上，而電動(dòng)汽車的創(chuàng)新方向與其不同，正是向著汽車的非主流性能創(chuàng)新方向發(fā)展，符合顛覆性創(chuàng)新的方向。顛覆性創(chuàng)新方向的判斷與選擇，對于政府扶持顛覆性技術(shù)的發(fā)展以及對產(chǎn)業(yè)方向的選擇和提前布局具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對于國家產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃同樣具有極為重要的戰(zhàn)略意義。