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  华东师范大学学报(哲学社会科学版)  2012, Vol. 44 Issue (3): 62-68  
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引用本文  

张琰. 模块化网络状产业链中知识创新理论模型研究[J]. 华东师范大学学报(哲学社会科学版), 2012, 44(3): 62-68.
ZHANG Yan. A Theoretical Model of Knowledge Innovation in the Modular Network-shaped Industrial Chain[J]. Journal of East China Normal University (Humanities and Social Sciences), 2012, 44(3): 62-68.

基金项目

本文为国家自然科学基金项目(70672082)、国家社会科学基金项目(11CGL041)、上海市社会科学规划长三角课题(2011SBC001)的阶段性研究成果
模块化网络状产业链中知识创新理论模型研究
张琰     
(华东师范大学商学院,上海,200241)
摘要:模块化分工条件下,各价值要素重构形成网络状产业链。知识创新模式受到产业链形态的深刻影响,随着产业链形态演进而发生变化,形成不同于传统产业链的独特特征。网络状产业链中知识创新模型——网络主导式独立创新模型,为分析模块化时代的知识创新问题提供了理论框架。在网络主导式独立创新模型中,独立创新和协同创新构成网络状产业链中基本的知识创新方式,在系统规则的指导下,知识创新经历了模块划分与系统规则形成阶段、模块之间的协同与合作阶段、系统集成与检测阶段、双向反馈修正与知识学习阶段以及模块优选组合与产品创新阶段的模型运行过程,实现了模块创新深化,并进而推动了标准演进和产业升级。
关键词网络状产业链    知识创新    模块化    
A Theoretical Model of Knowledge Innovation in the Modular Network-shaped Industrial Chain
ZHANG Yan
Abstract: Under a modular division of labor, production factors are reconstructed into a network-shaped industrial chain. Deeply affected by the shape of this industrial chain, the mode of knowledge innovation has developed some new characteristics. This paper argues that the Network-dominant Model of Independent Innovation provides us with a theoretical framework for the study of knowledge innovation in the modular network-shaped industrial chain. According to the Network-dominant Model of Independent Innovation, independent innovation and collaborative innovation are the two primary ways of innovating knowledge. Under the guidance of system rules, the process of knowledge innovation can be divided into five phases: module division and the formation of system rules, collaboration among modules, system integration and testing, bidirectional feedback, modular combination and product innovation. Through this process modular innovation is intensified, standards are improved, and industry is upgraded.
Keywords: network-shaped industrial chain    knowledge innovation    modularity    

20世纪80年代以来,随着信息技术的不断创新和发展,模块化的理念和方法逐渐被引入到企业的生产和管理,进而成为推动产业结构调整和升级的革命性力量。模块是指可组成系统的、具有某种确定独立功能的半自律性的子系统,可以通过标准的界面和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成更加复杂的系统(青木昌彦等,2003)。模块化是与分工相联系的经济现象。随着产业链的分解和模块化重构,不同的价值模块按照一定的界面标准重新耦合,形成一种新的产业链组织方式,即被称为“网络状产业链”(芮明杰等,2006)。与传统产业链中基于工序和工艺的分工不同,模块化分工条件下网络状产业链内部的联系主要是知识的关联,其成员之间的关系主要表现为以知识关联为核心的松散的耦合关系。这时的产业链可以看作是一个知识链、一个创造递增报酬,从而使企业不断发展演化的网络价值链中,知识成为其主要关联要素,决定该产业链的本质、运行和产业发展的核心。因此,研究网络状产业链中知识创新的内容、方式与过程,对于揭示模块化时代产业链运行的规律具有重要的理论意义和现实意义。

一 网络状产业链中知识创新的特征

分工的深化带来产业链的变革。在传统产业链解构、网络状产业链形成的过程中,创新模式也在发生着改变。知识创新模式受到产业链形态的深刻影响,创新过程嵌入到产业链的演进过程中,随着产业链形态演进而发生变化。

在产业链的变革过程中,模块化分工改变了纵向一体化的生产模式。从创新资源的角度来看,企业突破了以往单一、线性创新的投入产出要素的约束,转而在整个产业链上寻找并获得创新资源,知识创新过程与外部环境的联系越来越紧密,形成网络状的关联;从创新方式的角度来看,模块化分工使整个产业链形成了一个个独立的功能模块,创新过程随之被分解成一个个独立的环节,每一个模块可以同时独立开展创新而不会受到来自其他模块的影响。这样就突破了线性创新模式下创新需要依赖上一个生产环节的产出要素的约束,整个系统可以开展并行创新,呈现网络状的结构。可以说,网络状产业链中的知识创新呈现出与传统产业链完全不同的特点和过程:知识创新过程实现了从线性创新模式到网络状创新模式的演变;知识创新主体实现了从单主体到多主体的演变;而知识创新方式则出现了从独立创新到合作创新再到协同创新的演变。

在网络状产业链内部,每一类厂商都是特定的价值模块的创造者,从而构成一个不同于传统产业链的组成方式,Callanhan和Pasternack(1999)称之为“价值网络”(Value Network)。不同的模块按照一定的规则和界面标准相互交叉和融合,当合作企业发现能够找到共同使用彼此资源和能力的方式从而创造出新的、难以模仿和超越的核心竞争力时,就会主动对自身的价值链进行分解,形成具有独立功能的价值模块,并与其他企业的价值模块进行重新组合。价值模块的形成为企业融入外部价值网络提供了大量“接口”,企业之间只要关注如何通过“接口”实现耦合,而不必关注其内部运作。通过这些“接口”,不同企业的价值要素相互连接,形成一个开放的网络,进而形成网络状产业链,相关企业的价值生成以及知识创造与共享分布在整个网络中(芮明杰、刘明宇,2006),可以认为,网络状产业链将各种要素能力协同在一个无形的网络平台上,通过不同价值模块之间的协作、创新和竞争,实现更有效率的资源配置。

本文将网络状产业链上进行模块化分工的企业,在舵手的主导下,遵照设计规则,既有联系又独立创新的模式,称之为“网络主导式独立创新”。这一模型定义了网络状产业链中知识创新的三大特征:(1)独立创新。模块化分工使生产过程被切割为相对独立的模块。在系统规则指导下,每一个模块都可以在模块内部独立地开展知识创新,同类模块之间开展背靠背的竞争。(2)舵手主导。“舵手”是网络状产业链中具有主导作用的一类模块,其作为网络状产业链中知识创新的整合者,对于模块组合具有一定的选择权。(3)网络协同。不同价值模块之间的开展知识创新的协同与合作,通过模块化组合过程中双向反馈互动,不断推动知识创新的进步,实现整个系统层面知识创新的演进。

二 网络主导式独立创新的模型构造

图 1给出了网络主导式独立创新模型的基本构造。长方框表示创新主体:一类是“舵手”,是模块化分工条件下知识创新的主导者和整合者;另外一类是“模块”,是从事具体功能模块生产的模块供应商。椭圆圈表示知识创新,II(Independent Innovation)表示模块内部的独立创新,CI(Collaborative Innovation)表示模块之间的协同创新。

图 1 网络主导式独立创新模型
(一) 知识创新主体

1.舵手。舵手在系统中扮演者主导着的角色,是模块化分工条件下知识创新的主导者和整合者(青木昌彦等,2003)。一方面,舵手制定设计规则,指导模块的划分;另一方面,舵手具有模块的选择权,有权决定哪一个模块可以留在系统里,哪一个需要被淘汰掉,以找出最合适的模块组合,形成生产系统。在网络主导式独立创新模型里,在设计规则的发展进化和事后实现模块的最优组合方面,可以说舵手起到了主导性的中介选择作用。舵手是在不断进化的,这种进化一方面来自于舵手本身自我发展的需要;另一方面,模块的独立创新和协同创新推动了系统设计规则的发展演化,这种演化力量进而反作用于舵手,使舵手也进行着优胜劣汰的选择过程。在现实的网络状产业链内,扮演舵手的可以是确定设计规则和界面标准的行业团体或大型企业,从事模块化产品最终集成的模块化集成商,也可以是对新兴企业融资、参与经营管理、名声显赫的风险投资商,等等。

2.模块。产业链上的每一个模块记作Mjkj表示产业链纵向分解的模块数量,k表示产业链横向分解的模块数量,其中j=1, 2, 3, …, jNk=1, 2, 3, …, kNMjk表示生产同类功能的模块。在设计规则的指导下,各模块开展并行研发,每个模块内部的创新技术是隐藏的,j×k个模块分别开展背靠背的独立研发,最优秀的模块才能够获得系统的选择权,这个过程就是独立创新(用“II”表示)。此外,模块之间还需要通过协作,实现共同进步和系统的整体性优良,这个过程就是协同创新(用“CI”表示)。模块的独立创新和协同创新过程共同反作用于设计规则,推动了设计规则的发展和演变。

(二) 知识创新类型

按照产业链成员间的竞争合作关系,网络状产业链中的知识创新方式分为独立创新和协同创新两种基本形式。前者是模块内部独立的模块创新,由于模块化设计规则使模块之间相对独立,不同模块可以同时开展背靠背的并行研发;后者是网络状产业链成员即不同模块之间通过合作实现创新。

1.独立创新

模块化分工改变了传统产品开发的次序,它通过设计规则、定义产品基础架构(Product Architecture),将复杂的创新过程分解为相对独立的模块。在符合整体设计规则的前提下,模块可以自由创新,因此,基于模块化分工的创新系统具有更大的开放性。模块化之后,所有的功能模块可以相互分离,可以随意去除、组合而不会影响到系统的价值,也可以独立创新而不会受到系统内其他模块的约束。这样,每一个模块成为整个系统内的一个独立选择单元和潜在的价值创造点。在网络状产业链中,独立创新主要通过以下途径实现:

第一,背靠背竞争。整体规则和模块规则并存的设计结构安排使得生产同一模块的企业之间具有背靠背的竞争关系。因为在模块的研发过程中,模块企业不能观察到竞争对手的行为,只能观测到整体规则所确定的系统信息部分,在遵守共同界面标准的前提下,相互独立地完成各自的研发。对于同一模块的研发和生产,模块集成商可以选择几家模块供应商,然后再对他们生产的模块进行选择,被选择的模块供应商由此获得更大的生存空间。这样,背靠背竞争避开了机会主义、搭便车行为,激励企业进行创新。

第二,平行作业。模块化分工将网络状产业链上复杂的生产、设计及管理过程分成独立的功能模块,使复杂产品的创新变得相对简单,模块化的生产可以方便、快捷、高效地平行作业。在网络状产业链中,从事不同的功能模块开发的模块企业通过平行作业,使产品创新的周期大大缩短。同时,由于各个模块是相对独立的,而模块化的设计规则使单个模块的生产和研发并不影响整个产品的最后整合,从而网络状产业链的制度和结构使得平行作业降低了整个网络的研发、生产、组织方面的风险,加速了产品创新。

第三,自行演化。模块分工的整体规则,使得模块企业具有类似战斗机投射巡航导弹时“发射后不管的功能”。基于模块供应商之间的关系独立性,在整体规则制定后生产特定模块的供应商即可自行研发,只要最终的创新产品符合整体规则的要求,便可以自行演化,而不必事前集中来商定研发的模块如何与其他模块进行对接(杨俊、杨杰,2001)。这样可以节约大量由集中导致的计算成本,并使每个模块企业的创新项目免受外部系统干扰,自行演化成为可能。

2.协同创新

模块化分工条件下的网络状产业链由许多模块构成,这些成员组成一个有时限的、非固定化的相互依赖、信任、合作的组织,以便快速地对市场机遇作出快速反应。从创新的角度看,模块之间的合作是一个协同的过程,不同的模块通过技术层面、组织层面,乃至战略层面的合作与交流,更好地推动技术进步,创造更符合客户需要的产品,提升顾客价值。相对于独立创新而言,协同创新更强调成员之间的合作、交流与互动。从这个意义上,可以把协同创新定义为“不同模块之间通过协作实现整体效果最优化”的创新方式。

模块之间的运作与管理协调依托于成员企业之间建立的协同体系,这个协同体系是多方位的,涉及到成员企业的诸多方面的要素(吴正刚、韩玉启、孟庆良,2005)。根据企业各协同要素的不同作用和特征,可以将企业的协同要素划分为三个层次:宏观层次的战略协同、中观层次的组织协同、微观层次的技术协同,且这三个层次是自上向下、逐层分解的。

第一,战略协同。模块创新的协同首先是战略协同。网络状产业链由大量拥有不同关键资源的模块组成,它们相互交换资源,发挥组合效应,共同创造竞争优势,力争抓住市场机遇。可以说,战略协同是促成模块(企业)之间其他方面协同的前提。所有成员企业都要明白整个网络状产业链最终的战略意图,共享战略愿景,同时创造出一种相互信任和互惠合作的氛围。由于模块化分工形成了大量生产不同功能的模块,这些核心能力互补的企业在这种互补性的环境里相互关系发生了本质的变化。由于存在互补性,只要协调得当,利益的冲突服从协调的需要,将达到双赢或者多赢。

第二,组织协同。组织协同是指网络状产业链上每个成员企业在项目运作过程中的协同管理,即工作协调。由于网络状产业链是一个松散的企业联合,难以真正预测未来出现的经营和管理问题,也做不到将所有可能出现的问题完全纳入到合作协议框架中,这就要求要进行组织的协同,加强沟通和理解,及时发现问题、解决问题,优化模块化企业群,保证项目的成功。模块的组织协同是通过跨地域的信息传递实现的,它是建立成员企业之间信任关系的基础。由于成员企业规模各异,组织流程不相同,工作流程不统一,这些都对组织协同产生一定的影响。但随着信息技术的发展和信息标准的建立,企业之间的信息鸿沟将被跨越。通过信息网络,产业链中的成员企业之间建立了信息沟通、快速反应的平台,可以实时地进行不同地域上的成员之间的协调。这种基于信息传递的组织协同,具有低成本、反应快的特点,但对信息的标准化有一定的要求,比如要满足开放性、兼容性等。

第三,技术协同。技术协同是指通过构建模块化企业群的统一、开放的技术平台,使每个成员企业能够在此平台上开展工作,进而加强技术上的共享性、兼容性和扩展性。它的任务之一就是信息的集成,解决信息的多样性、信息元的异构性、信息系统的复杂性等问题。另外一项任务就是解决联合设计与制造过程中的技术问题,主要关注不同分工带来的技术兼容与匹配问题,要求在规范的技术协议框架下加强沟通与协调,共同完成任务。计算机集成制造技术的发展为技术协同提供了可行性,它的研究目标中包括了不同系统之间的应用集成平台。

三 模型运行过程

模块化分工下,“看不见的信息”和“看得见的信息”使各模块之间既独立又统一:一方面模块应该保持较高的独立性,以保证创新可以在各模块间并行开展;另一方面模块之间必须进行某种形式的耦合,以保证系统的整体性以及创新的协同性。与传统产业链不同的是,网络状产业链内部通过模块化分工形成了大量的模块,可以作为一个有机的、内部关系可重新进行组合的松散形式的系统(DeBresson & Chris,1991)。网络状产业链上,模块是存在一定外部联系的独立功能单元,提升模块本身的效率不仅要关注模块内部的效率,而且更要关注模块之间的合作——即各经济主体之间的协调和配合,关注模块之间的联动效应和协同效应(鲍德温、克拉克,2006)。在网络主导式独立创新模型中,知识创新可以划分为五个阶段,分别是模块划分与系统规则形成阶段;模块之间的协同与合作阶段;系统集成与检测阶段;双向反馈修正与知识学习阶段;模块优选组合与产品创新阶段。见图 2

图 2 网络主导式独立创新的运行过程

第一,模块划分与系统规则形成阶段。这一阶段本质是一个系统解构的过程,其目的是通过模块划分实现对复杂创新系统的解构,减少各环节之间的关联,降低系统的复杂性。鲍德温和克拉克(2006)认为,完备的设计规则充分阐释了以下几类设计信息:一是设计架构,系统的各部分可以分成哪些模块,模块的功能和角色是怎样的;二是技术界面,描述不同的模块之间如何相互作用,包括模块之间如何匹配、连接、传递信息等等;三是技术标准,描述模块之间的集成协议和测试标准,包括设计者安装系统的方法,并决定系统如何运行,某一特定模块是否符合设计规则,以及这类版本的模块较之于其他版本的模块运行如何等方面的规定。

第二,模块之间的协同与合作阶段。模块化分工的前提是形成系统设计规则。青木昌彦等(2003)认为,设计规则指导下会形成两类模块,一类是基本模块(模块A、模块B、模块C),即负责从事某项专门功能生产的模块;另一类是系统集成与检测模块,它负责检验模块之间是否能够被很好地集成在系统中。由于网络状产业链中存在显著的网络效应,在不同设计标准体系下生产同类产品的产业链之间存在为赢得最终标准的竞争,此外模块之间存在互补性的知识关联,从研发成本节约的角度出发,模块之间希望通过协同与合作提高创新的速度、降低创新成本、提高创新效率。模块之间的协同创新具有技术转让与外包、IP协议、R & D合作、技术标准化联盟等多种表现形式,其中,R & D协作和技术标准化联盟的应用最为广泛、影响最为深入,是协同创新的两种主要形式。

第三,系统集成与检测阶段。同类模块的背靠背竞争是模块独立创新的过程,而系统集成与检测模块的重要意义就在于对每个模块独立创新的结果加以控制,确保所有模块的创新在一个相对平均的速度和水平上共同推进,其目标是实现模块知识创新的共同进步和系统的整体性优良。例如,假设生产电脑硬盘的模块通过创新使硬盘容量不断扩大,但是CPU处理器的功能却停滞不前,无法支持大容量硬盘的运行,那么硬盘容量扩大的效用就被CPU创新的滞后所抵消了,客户也无法体验大容量硬盘的真正效果。因此,系统集成与检测模块的关键就在于可以保证独立创新前提下不同模块之间创新的协同性,避免因为某个模块创新过快或者过慢而影响系统的整体创新水平。

第四,双向反馈修正与知识学习阶段。系统集成与检测模块收到各个基本模块的信息后,需要经过系统的组合与测试,并将测试结果反馈给各个模块。一方面,每个模块可以根据系统集成与检测的结果适当调整自己的研发创新,并不断通过知识学习提高创新水平;另一方面,模块在知识学习的基础上,把创新成果反馈到系统集成与检测模块。随着时间的积累,大量模块的知识学习与创新将会推动标准创新乃至产业链的分化。反馈修正与学习过程需要一个良好知识创新平台作为支撑。网络状产业链内是否存在有利于知识创新的平台机制和支撑体系,成为决定模块之间知识学习的关键因素。

第五,模块优选组合与产品创新阶段。在独立创新与协同创新的基础上,通过系统集成与检测的模块将会获得模块最终选择权;同类模块中最优秀的被系统选择,组合成最终产品。最终产品集成了每个功能模块可被系统接受的最佳知识创新,因而能够最大限度地体现市场需求,满足客户价值。

从这五个阶段看,模块化创新过程的本质就是一个通过将复杂系统解构为互相独立的模块,再通过模块化组合实现创新集成的过程。通过网络独立创新和网络协同创新,模块标准和设计规则得到优化,进而把模块化创新推向深入,同时带来快速的产业升级。

四 创新深化、标准演进与产业升级

设计规则将会使模块产生路径依赖的现象。在明确的设计规则的指导下,模块按照各自的分工独立运行,当整个系统取得期望回报时,设计规则将会被视为一种成功的规则而继续保持。这样就产生了一种自我维持的相对僵化性,而这种僵化性对于重大创新的发生是不利的。模块创新的深人对设计规则产生了更大的协调要求,当模块创新深入到必须突破设计规则时,建立新规则、新标准来容纳新的创新模块就成为必要,这样标准创新得到深入。

在网络主导式独立创新模型中,通过模块内部的独立创新和模块之间的协同创新会形成新的技术,某些情形下会超越原有的设计规则(界面标准或技术标准)。当旧的设计规则不适应系统发展时,就需要舵手进行修正,使之与知识创新的程度相适应,这意味着新一轮重大创新出现了。图 3描述了模块创新深化——标准演进——产业升级的螺旋放大式演进过程。

图 3 基于模块化的知识创新与产业升级

图 3中,纵轴向上方向表示模块创新,向下方向表示标准创新,横轴表示时间。创新曲线随时间而在模块创新和标准创新两个维度上呈现逐渐放大的螺旋演进的态势。每两个波峰(或者波谷)之间为一个创新周期。在一轮创新周期中,螺旋曲线可以划分为四个时期,在图中分别用数字表示:①平稳期。在设计规则制定初期,往往是舵手参考现有的或者可预期的产品模块制定规则,从而使这一时期整个网络运行平稳,标准与模块得到了很好的契合。②协调发展期。这一时期,各个模块相继推出创新性技术,舵手根据需要对设计规则进行适当调整,标准创新与模块创新要求基本一致、协调发展,市场上也出现了不同模块组合的创新产品。③反馈修正期。随着模块创新的深入及外部技术进步,设计规则(标准)的僵化性表现严重,某些模块供应商在产业链中未获得相应的地位、收益,从而使矛盾激化,此时,设计规则相对滞后于市场,市场亟需对原有规则进行修正或者建立新规则来容纳急剧加速的市场、技术、结构的变化。④重构期。在这一时期,由于矛盾不可调和,旧的系统规则濒于崩溃,新的设计规则开始确立,此时新一轮的重大创新开始出现。如果网络状产业链内每一轮重大产品创新以设计规则的重大变化或形成系统性的重构为分界点,就能从时间上对重大产品创新进行划分,即第一轮、第二轮等,例如,计算机产业从IBM大型机时代进化到PC机时代等。

五 结论

在网络主导式独立创新模型中,独立创新和协同创新构成网络状产业链中基本的知识创新方式,在系统规则的指导下,知识创新经历了模块划分与系统规则形成阶段、模块之间的协同与合作阶段、系统集成与检测阶段、双向反馈修正与知识学习阶段以及模块优选组合与产品创新阶段的模型运行过程,实现了模块创新深化,并进而推动了标准演进和产业升级。

在当今社会步入知识经济的背景下,知识成为企业创造并维持其独特核心竞争力的关键要素,特别是在以知识为主要关联要素的网络状产业链中,知识分工、知识共享以及知识创新是如何发生与进行从而带来整个网络的报酬递增既是重要的理论问题,也是重要的现实问题,亟待我们认真研究,并以此指导中国产业发展与知识创新的实践。本文区分了独立创新和协同创新这两种网络状产业链中基本的创新方式,并深入分析了在系统规则的指导下知识创新是如何在不同的模块之间进行,并进而推动产业进步与发展的。这一系列理论研究,丰富和深化了产业链理论,有助于理解模块化时代企业的创新行为,并进而提高政府的引导和规制能力,对于促进产业升级与提升产业竞争力具有一定的理论和实践指导意义。

参考文献
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[日]青木昌彦、安藤晴, 2003, 《模块时代——新产业结构的本质》, 上海: 上海远东出版社。
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