供應(yīng)鏈中研發(fā)與制造協(xié)同創(chuàng)新效應(yīng)

汪 建，安 妮

（上海大學(xué) 管理學(xué)院，上海200444）

0 引言

中國迅速崛起為全球制造業(yè)強(qiáng)國是眾所周知的事實，而不為人知的是這種崛起的驅(qū)動因素。一些學(xué)者指出了國家補(bǔ)貼的作用[1]，另一些學(xué)者則強(qiáng)調(diào)更一般的因素成本優(yōu)勢問題[2-3]。然而，近年來越來越多的文獻(xiàn)指出，中國存在獨特的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新形式，這些形式既不屬于上游的研發(fā)，也不是面向世界的新發(fā)明，而是涉及了現(xiàn)有技術(shù)的重新定義和新技術(shù)的商業(yè)化的下游成果[4-9]。Pisano&Shih[10]認(rèn)為，制造和研發(fā)很多時候相輔相成，在某些產(chǎn)業(yè)，兩者甚至密不可分，制造本身就是創(chuàng)新過程不可或缺的組成部分。事實上，制造業(yè)給經(jīng)濟(jì)帶來的收益是其他任何經(jīng)濟(jì)活動都無法比擬的[11-12]，它可以衍生出高度關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會，吸納就業(yè)人口。也有學(xué)者從功能整合或價值鏈角度討論研發(fā)與制造協(xié)同定位（Colocation）問題，認(rèn)為協(xié)同定位和功能整合的需要來源于對運(yùn)營環(huán)境的要求以及生產(chǎn)或服務(wù)發(fā)展特性[13]，而協(xié)同定位也會帶來諸多益處，如部門間相互的知識分享，學(xué)習(xí)型組織的創(chuàng)建、激發(fā)新思路以及更好地理解其它部門的局限性等[14]。大量創(chuàng)新往往出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)地，制造業(yè)區(qū)位中研發(fā)與生產(chǎn)間的鄰近性，最終支持了創(chuàng)新[15]。

總結(jié)一些已經(jīng)較好的協(xié)調(diào)研發(fā)與制造過程的行業(yè)，不難發(fā)現(xiàn)研發(fā)與制造協(xié)同創(chuàng)新確實會帶來預(yù)想不到的結(jié)果。在經(jīng)濟(jì)方面，它給制造企業(yè)帶來了競爭優(yōu)勢，制造商在制造過程中發(fā)揮潛能，從生產(chǎn)制造的各個流程中想辦法提高效率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本等，將創(chuàng)造思維融入生產(chǎn)制造過程的各個環(huán)節(jié)。

為了研究研發(fā)、制造與創(chuàng)新之間的關(guān)系，本文采用洛桑管理學(xué)院（International Institute for Management Development，簡稱IMD）《國家競爭力年鑒》[25]和世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）《全球競爭力報告（GCI）》[26]中的數(shù)據(jù)來分析三者的關(guān)系，探討研發(fā)與制造如何協(xié)同促進(jìn)企業(yè)與國家的創(chuàng)新能力。

1 文獻(xiàn)綜述

研發(fā)與制造協(xié)同要求同時重視研發(fā)和制造，以研發(fā)促進(jìn)制造，以制造支持研發(fā)。近年來學(xué)術(shù)界對于研發(fā)與制造協(xié)同創(chuàng)新的研究主要從三個方面開展：

第一、制造創(chuàng)新注重通過漸進(jìn)式創(chuàng)新提升效率，同時支持研發(fā)結(jié)果的實現(xiàn)。在波特價值鏈分析模型（Porter，1985）中，制造是基礎(chǔ)，研發(fā)是支撐；在順序上，制造是實現(xiàn)研發(fā)結(jié)果的過程。制造過程注重生產(chǎn)組織過程優(yōu)化等漸進(jìn)式創(chuàng)新，例如日本、德國等創(chuàng)新的精益生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理、智能工廠等制造模式（Jones，1990；Kirner，2009）。制造環(huán)節(jié)的漸進(jìn)式創(chuàng)新對于突破性技術(shù)創(chuàng)新同時具有支撐作用（余東華，等，2015）。由于價值增加鏈中研發(fā)的附加值高于制造，過去幾十年發(fā)達(dá)國家通過制造外包降低成本。近年來，有觀點認(rèn)為制造功能對于技術(shù)創(chuàng)新過程中的技術(shù)論證、開發(fā)測試等環(huán)節(jié)的作用不僅是支撐性，而且是不可替代。發(fā)達(dá)國家在制造外包過程中低估了制造對原始技術(shù)創(chuàng)新的激發(fā)作用（Bonvillian，Singer，2019）。這不僅降低了發(fā)達(dá)國家的競爭力，也會導(dǎo)致其原創(chuàng)性研發(fā)無法持續(xù)。

第二、研發(fā)創(chuàng)新注重通過突破式創(chuàng)新產(chǎn)生新產(chǎn)品，同時支持制造效率提升。研發(fā)創(chuàng)新注重應(yīng)用及轉(zhuǎn)化突破性創(chuàng)新技術(shù)以創(chuàng)造新產(chǎn)品。研發(fā)創(chuàng)新能力不足表現(xiàn)為關(guān)鍵核心技術(shù)缺乏，例如貿(mào)易摩擦中中興面臨核心零部件短缺的困境。這也是中國制造2025實施“制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程”的原因，希望解決人工智能、生物醫(yī)藥、芯片制造等領(lǐng)域卡脖子環(huán)節(jié)。

在研發(fā)與制造協(xié)同過程中，研發(fā)環(huán)節(jié)通過改變產(chǎn)品設(shè)計支持制造效率和質(zhì)量的提升。例如，面向制造的研發(fā)技術(shù)通過集成化設(shè)計和零部件通用化設(shè)計降低制造復(fù)雜度以提升效率。這種研發(fā)與制造的協(xié)同體現(xiàn)在對現(xiàn)有技術(shù)再定義的能力以及通過再造和變換產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來降低成本的能力（Nahm，Steinfeld，2014）。隨著中國制造的光伏、風(fēng)能等設(shè)備在國外快速擴(kuò)展，中國制造的這種優(yōu)勢逐漸受到關(guān)注，但是目前尚局限在部分行業(yè)中。

第三、建立研發(fā)與制造決策之間的匹配關(guān)系。除了面向制造的研發(fā)和面向研發(fā)的制造之外，研發(fā)和制造環(huán)節(jié)各自特性之間的匹配關(guān)系越好，兩者協(xié)同也會越好。研發(fā)與制造同屬于供應(yīng)鏈中2個環(huán)節(jié)，部分供應(yīng)鏈決策也需要同時考慮研發(fā)和制造兩個方面的需求，例如產(chǎn)品多樣化決策需要從產(chǎn)品生命周期整體考慮（ElMaraghy，2013）。

在研發(fā)與制造的協(xié)同過程中，日本制造系統(tǒng)適合于集成化產(chǎn)品設(shè)計，中國制造系統(tǒng)適合于模塊化產(chǎn)品設(shè)計（Fujimoto，2004；黃群慧，等，2015）；效率型供應(yīng)系統(tǒng)與功能性產(chǎn)品設(shè)計匹配，響應(yīng)型供應(yīng)系統(tǒng)與創(chuàng)新性產(chǎn)品設(shè)計匹配（Fisher，1997）；以研發(fā)為重要內(nèi)容的生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)需要與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展（唐曉華，等，2018）。現(xiàn)有研究關(guān)于中國制造特性停留在擅長功能性及模塊化產(chǎn)品的認(rèn)知上，這無法解釋中國逐漸發(fā)展的研發(fā)能力，也不利于培育原創(chuàng)型技術(shù)創(chuàng)新能力。

2 研究方法

本文從企業(yè)層面及國家層面分析了制造能力對于研發(fā)創(chuàng)新的影響，數(shù)據(jù)來源于洛桑管理學(xué)院的《國家競爭力年鑒》和世界經(jīng)濟(jì)論壇的《全球競爭力報告》。

2.1 研發(fā)能力和制造能力的評價指標(biāo)

由于WEF的GCI指標(biāo)較多，選取研發(fā)能力和制造能力的評價指標(biāo)體系要求符合二者的特征。根據(jù)研究綜述，本文綜合考慮了研發(fā)和制造投入、團(tuán)隊質(zhì)量、所擁有的資源等幾個方面，保證了指標(biāo)選擇的科學(xué)性和全面性。分別對選取的評價要素進(jìn)行信度和效度分析，結(jié)果見表1-表3。

表1 研發(fā)能力信度分析

根據(jù)以上的信度分析結(jié)果可以看出，在研發(fā)能力上總體的標(biāo)準(zhǔn)化信度系數(shù)為0.962，根據(jù)項刪除后的信度系數(shù)可以看出都是小于總體的0.962，因此研發(fā)能力維度的指標(biāo)不需要進(jìn)行調(diào)整。總體的標(biāo)準(zhǔn)化信度系數(shù)為0.962，信度系數(shù)的取值范圍在0-1之間，越接近1可靠性越高。本次分析的結(jié)果為0.962，相對來說信度比較好。

表2 制造能力信度分析

同理，在制造能力上總體的標(biāo)準(zhǔn)化信度系數(shù)為0.818，根據(jù)項刪除后的信度系數(shù)可以看出都是小于總體的0.818，因此制造能力維度的指標(biāo)不需要進(jìn)行調(diào)整。且本次總體標(biāo)準(zhǔn)化信度系數(shù)為0.818，信度較好。

根據(jù)以上探索性因子分析的結(jié)果可以看出，KMO和巴特利特檢驗的系數(shù)結(jié)果為0.857，KMO檢驗的系數(shù)取值范圍在0-1之間。越接近1說明結(jié)構(gòu)效度越好。

根據(jù)球形檢驗的顯著性也可以看出，本次檢驗的顯著性無限接近于0，拒絕原假設(shè)，數(shù)據(jù)顯示指標(biāo)選取的準(zhǔn)確性和一致性可以進(jìn)行后續(xù)的分析應(yīng)用。

表3 KMO和巴特利特檢驗

2.2 相關(guān)性分析

針對研發(fā)能力、制造能力和創(chuàng)新能力的相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果顯示，三者之間均存在顯著的相關(guān)性，而且相關(guān)系數(shù)都是大于0的，為顯著正相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，數(shù)據(jù)適合進(jìn)行中介和交互效應(yīng)分析。

表4 各個維度間的相關(guān)性分析

2.3 交互效應(yīng)和中介效應(yīng)分析

（1）交互效應(yīng)模型驗證分析。以研發(fā)能力為自變量，創(chuàng)新能力為因變量，制造能力為交互變量，構(gòu)建的交互模型分析結(jié)果見表5。結(jié)果表明，制造能力是影響研發(fā)能力與創(chuàng)新能力之間關(guān)系的交互變量。為了直觀地說明交互變量如何影響自變量和因變量，使用M±1SD的斜率圖進(jìn)行比較，如圖1所示。

圖1 自變量、交互變量與因變量關(guān)系圖

數(shù)據(jù)分析的結(jié)論很好地證明了制造能力存在放大效應(yīng)。事實表明，研發(fā)能力并不是促進(jìn)創(chuàng)新能力提升的單一要素，而是與制造能力存在依賴關(guān)系、互為條件而形成的一個統(tǒng)一的整體。交互效應(yīng)大小為1.23。這里可利用M±1SD的簡單斜率圖計算交互項交互效應(yīng)，公式為：自變量A與交互變量B的交互效應(yīng)=（高A高B+低A低B）/2-（低A高B+高A低B）/2。

表5 交互效應(yīng)結(jié)果

（2）中介效應(yīng)模型驗證分析。以研發(fā)能力為自變量，創(chuàng)新能力為因變量，制造能力為中介變量時，中介效應(yīng)不顯著，原因在于研發(fā)能力是直接影響創(chuàng)新水平的，而制造能力在研發(fā)到創(chuàng)新的過程中是作為協(xié)調(diào)因素影響二者之間關(guān)系的。例如，根據(jù)“干中學(xué)”理論，企業(yè)在制造過程中發(fā)現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品問題等或積累制造經(jīng)驗，再向研發(fā)部門反饋甚至共同溝通解決，能夠提升研發(fā)能力進(jìn)而促進(jìn)創(chuàng)新水平的提升。但制造能力并非研發(fā)到創(chuàng)新的必經(jīng)之路。換一個角度，以制造能力為自變量，創(chuàng)新能力為因變量，研發(fā)能力為中介變量時，結(jié)果見表6?？梢钥闯觯薪樾?yīng)檢驗Bootstrap 95%置信區(qū)間不包含0，而直接效應(yīng)的置信區(qū)間含0，說明研發(fā)能力在制造促進(jìn)創(chuàng)新的過程中起到完全中介的作用，路徑系數(shù)為0.545 3，中介效應(yīng)貢獻(xiàn)度為100%。原因是制造能力并不能直接促進(jìn)創(chuàng)新水平的提升，如前所述，其通過不同路徑提升研發(fā)能力進(jìn)而提升創(chuàng)新水平。

表6 中介效應(yīng)結(jié)果

除此之外，采用Hayes（2012）編制的SPSS中的Model14（Model14假設(shè)中介模型的后半段受到調(diào)節(jié)，與本文的理論模型一致），進(jìn)一步驗證了管理能力在其中如何發(fā)揮作用，模型如圖2所示，分析結(jié)果見表7、表8。根據(jù)結(jié)果可以看出，將管理能力放入模型后，管理能力與研發(fā)能力的乘積項對創(chuàng)新能力的預(yù)測作用顯著（B=0.21，t=4.68，p<0.05)，由圖3可知，管理能力對研發(fā)與創(chuàng)新的過程產(chǎn)生正向預(yù)測作用，表明在研發(fā)能力提升促進(jìn)創(chuàng)新能力提升的同時，管理能力具有放大效應(yīng)，即管理水平越高，研發(fā)促進(jìn)創(chuàng)新的可能性越大。

圖2 有調(diào)節(jié)的中介模型

表7 有調(diào)節(jié)的中介模型檢驗

表8 在管理能力不同水平上的直接效應(yīng)及中介效應(yīng)

圖3 管理能力在研發(fā)能力與制造能力間關(guān)系中的調(diào)節(jié)作用

交互效應(yīng)和中介效應(yīng)分析結(jié)果表明，制造能夠通過影響研發(fā)水平從而影響創(chuàng)新能力；同時，管理能力對該過程具有放大效應(yīng)。從企業(yè)內(nèi)部的微觀層面來說，創(chuàng)新能力的提高一方面是企業(yè)研發(fā)投入、高水平研發(fā)人員等研發(fā)能力提升的結(jié)果，另一方面是企業(yè)在制造過程中積累經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)問題并對研發(fā)部門提出建議或共同參與創(chuàng)新過程來促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新的。另外，管理能力意味著企業(yè)能否合理制定研發(fā)激勵機(jī)制、高效協(xié)調(diào)工作流程、及時獲取市場信息以及獲取外部知識等，合理的研發(fā)激勵機(jī)制決定了研發(fā)人員的工作積極性，高效的工作流程決定了各部門之間的協(xié)作水平以及溝通能力，及時獲取市場信息能夠更快掌握市場需求，提出新產(chǎn)品，外部知識能夠更好的輔助企業(yè)開展創(chuàng)新活動。因此，提升企業(yè)的管理能力也是實現(xiàn)制造部門與研發(fā)部門更好地協(xié)作，促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新能力提升的重要途徑。從國家宏觀層面來說，中國在近二十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，不斷在制造加工過程中借鑒吸收并發(fā)展國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，利用反向設(shè)計使得制造水平大幅提升，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。同時，充分應(yīng)用“干中學(xué)”理論，比如在不斷改進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中習(xí)得新技術(shù)及新的設(shè)計靈感。美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家之所以重振制造業(yè)不僅僅是因為國外勞動力成本上升，中國制造是否成為世界工廠的主要原因也不是因為高新技術(shù)研發(fā)，而是因為對于現(xiàn)有技術(shù)再定義的能力和對于新事物商品化的能力，以及通過再造和變換產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來降低成本的能力。因此，發(fā)達(dá)國家制造業(yè)回流在一定程度上是因為制造與研發(fā)的分離削弱了本國的創(chuàng)新能力，在這種情況下，只有將制造業(yè)遷移回本國才能充分發(fā)揮制造對研發(fā)的促進(jìn)作用，從而提升國家創(chuàng)新水平。

3 討論及結(jié)論

研究基于IMD與WEF數(shù)據(jù)，構(gòu)建了研發(fā)能力和制造能力的評價指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上分析了研發(fā)、制造及創(chuàng)新三者之間的交互效應(yīng)與中介效應(yīng)，以發(fā)現(xiàn)制造能力在促進(jìn)研發(fā)與創(chuàng)新過程中的重要性。數(shù)據(jù)分析和國家發(fā)展的實踐表明，制造能力能夠與研發(fā)能力協(xié)同促進(jìn)創(chuàng)新水平的提升，對研發(fā)實現(xiàn)創(chuàng)新的過程具有放大效應(yīng)，同時管理能力對中介效應(yīng)的過程具有調(diào)節(jié)作用。

在交互效應(yīng)方面，制造能力可以與研發(fā)能力協(xié)同提升創(chuàng)新能力，在中介效應(yīng)方面，制造能力可以通過研發(fā)能力間接提升創(chuàng)新能力。這一結(jié)論與林雪萍（2020）、胡樹等（2018）的研究結(jié)果類似，但是我們的研究通過IMD和WEF的數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步驗證了這一結(jié)論，并探討了制造如何影響研發(fā)能力從而間接地影響創(chuàng)新。對企業(yè)而言，生產(chǎn)是實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新商品化的過程，研發(fā)部門提供所需的技術(shù)支持和新產(chǎn)品開發(fā)等，二者是企業(yè)價值鏈上兩個相鄰的重要環(huán)節(jié)，涉及這兩個環(huán)節(jié)的合作決策，必然存在著諸多聯(lián)系，因此企業(yè)內(nèi)部研發(fā)部門與生產(chǎn)部門的協(xié)作和配合程度在很大程度上決定了企業(yè)的創(chuàng)新能力。例如，高質(zhì)量的模塊化設(shè)計能夠提高同一零件的使用頻率和數(shù)量，從而實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，通過大規(guī)模生產(chǎn)開展“干中學(xué)”創(chuàng)新支持技術(shù)創(chuàng)新結(jié)果的實現(xiàn)。對于國家而言，楊明強(qiáng)（2012）、米建偉等（2012）和日本貿(mào)易振興機(jī)構(gòu)（2019）等眾多學(xué)者與機(jī)構(gòu)從勞動力成本優(yōu)勢降低、能源等其他要素成本此消彼長、提高本國就業(yè)率等方面來解釋發(fā)達(dá)國家實施制造業(yè)回流計劃，制造與研發(fā)的分離削弱了本國的創(chuàng)新能力也是一個重要原因。中國近十幾年的發(fā)展歷程很好的說明了制造過程對于研發(fā)的重要性。首先，中國以代工廠的角色進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，在生產(chǎn)的過程中很好的運(yùn)用了反向設(shè)計和“干中學(xué)”理論，不僅掌握了現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)，還能夠在實踐的過程中進(jìn)一步發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)；接著，以原始設(shè)計制造商的角色開展?jié)u進(jìn)式創(chuàng)新支持原型機(jī)生產(chǎn)和系統(tǒng)測試；最后，制造能力支持技術(shù)論證及開發(fā)并逐步開展突破式創(chuàng)新形成品牌生產(chǎn)。研發(fā)與制造系統(tǒng)創(chuàng)新在這個過程中呈現(xiàn)出一種螺旋式上升的路徑。

研究結(jié)論顯示，制造能力是影響研發(fā)到創(chuàng)新過程的重要因素。與創(chuàng)新源相比，新產(chǎn)品開發(fā)過程中各個職能組織之間的相互作用對新產(chǎn)品開發(fā)的成功顯得更為重要，而那些忽視研發(fā)部門與制造部門協(xié)同管理的企業(yè)，常常因為部門間的不合作與不信任而延緩新技術(shù)的開發(fā)，失去新的市場。因此，對于企業(yè)而言，建立跨職能團(tuán)隊，尤其是R&D部門人員和生產(chǎn)部門人員之間的跨職能整合，打造良好的企業(yè)文化，使職工認(rèn)同部門協(xié)作，提供方便的信息溝通技術(shù)以及一些其他高效協(xié)作管理方法，是實現(xiàn)企業(yè)制造與研發(fā)良好協(xié)同從而促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新的重要方法。另外，從國家角度而言，在鼓勵研發(fā)的同時，切不可忽視制造水平。制造過程中的漸進(jìn)式創(chuàng)新是實現(xiàn)突破式創(chuàng)新的一個重要臺階，雖然其發(fā)揮的作用在平時可能不會太顯著，但正是這個過程積累的經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)的問題一次次反饋到研發(fā)，才使得研發(fā)過程有了更快的突破式創(chuàng)新。

在未來的研究中，我們將進(jìn)一步分析國內(nèi)企業(yè)在研發(fā)和制造過程中的表現(xiàn)，開展實證研究，研究不同行業(yè)和不同領(lǐng)域如何發(fā)展及管理，以促進(jìn)研發(fā)和制造協(xié)同從而提升創(chuàng)新能力，并提出具體的建議。