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Given that theoretical development lags behind China′s cutting-edge innovation management practices, this paper employs a single-case study method. Taking China Railway Construction Heavy Industry Corporation Limited (CRCHI), a leading enterprise in China′s tunnel boring machines industry, as the research case, it explores from a dynamic process perspective: under the dual constraints of technological blockades from forerunner countries and a lack of their own technological accumulation, how do Chinese latecomer firms mobilize complementary innovation entities to collaborate, cobble together multi-source innovation elements, and gradually achieve key core technology innovation? It then aims to distill the dynamic process mechanism of key core technology innovation in latecomer firms.
The study finds that key core technology innovation in latecomer firms is a dynamic process wherein they play a leading role, mobilize complementary innovation entities to collaborate, and thereby create value. Specifically, first, under the guidance of entrepreneurial spirit and guaranteed by innovation institutions, latecomer firms do their utmost to invest in basic innovation elements such as talent and funds to fill the gap of lacking technological accumulation. This serves as the foundational starting point for key core technology innovation and lays the groundwork for subsequently leveraging external forces like the government. Second, in the interactive process of government guidance-firm undertaking, latecomer firms convert external support into motivation to mobilize complementary innovation entities for collaboration. Based on exploratory and search-based innovation element bricolage models, they collaborate with complementary entities to gradually cross two major chasms in key core technology innovation.Third, the progressive connection and cyclical evolution of exploratory and search-based bricolage gradually generate economic, technological, and industrial value. This trifecta marks the successful realization of key core technology innovation by latecomer firms, thereby completing a dynamic closed-loop process.
The findings contribute to theoretical innovation in three aspects: First, by incorporating technological accumulation as a contextual variable, this study identifies the starting point of key core technology innovation in latecomer firms under the dual constraints of technological blockades from forerunner countries and a lack of their own technological accumulation, addressing the theoretical gap in existing research regarding insufficient attention to innovation processes of firms with different starting points. Second, from the perspective of government-enterprise interaction, it reveals the motivational mechanism for latecomer firms to mobilize complementary innovation entities for collaboration, deconstructing the implementation process of latecomer firms how they undertake strategic guidance from the government and mobilize complementary entities for collaboration. This breaks through the limitation of previous studies that primarily focused on the unilateral perspective of government support. Third, centering on the dynamic process of key core technology innovation, the study proposes differentiated innovation element bricolage models for collaboration between latecomer firms and heterogeneous innovation entities, revealing their progressive connection and cyclical evolution. This breaks through the theoretical cognition that treats innovation entities as “homogenized” units. These findings not only deepen the theory of key core technology innovation but also provide theoretical support and practical insights for governments and enterprises to engage in key core technology innovation activities, holding significant importance for China′s strategic goal of achieving self-reliance and strength in science and technology.
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关键核心技术是在特定历史时期、特定行业或领域起决定性作用的技术[1]。推动关键核心技术创新,对于我国实现高水平科技自立自强具有重要意义。我国企业早期技术创新主要通过“技术引进—消化—吸收”路径,在先发国家技术封锁情境下,这一路径已难以为继。与此同时,我国涌现出一批成功突破关键核心技术封锁的后发企业,实现“落后—追赶—超越”的正向蝶变。中国盾构机领军企业—中国铁建重工集团股份有限公司(以下简称“铁建重工”)就是其中的典型代表。铁建重工作为地下工程装备和轨道交通装备制造企业,“地下工程装备之王”盾构机是其核心产品。21世纪初,盾构机被德国、日本、英国等国家企业垄断,严重制约了我国地下工程建设进程。面对这一局面,曾以高铁道岔为核心产品的铁建重工敏锐意识到研制盾构机的战略意义,在技术积累匮乏的情境下毅然进军盾构机行业。自2008年起,铁建重工通过与产业链、创新链上的创新主体协同,走出一条从跟跑到并跑再到领跑的关键核心技术创新之路。
当前,关键核心技术创新的研究落后于先进的创新实践,存在以下不足:第一,技术积累作为企业在某一领域积累的技术知识与能力存量,是企业开展创新活动的基础,对企业创新绩效具有正向影响[2]。然而,已有研究未区分“已有一些技术积累但尚未处于领先地位”与“几乎没有任何技术积累”两类后发企业的创新起点与路径差异,尤其是对后者如何从“零”起步并逐步实现关键核心技术创新的动态过程缺乏系统阐释。第二,技术积累匮乏的后发企业往往处于关键核心技术创新领域边缘地位,且企业创新主体地位缺失,难以调动产业链、创新链上的创新主体与之开展协同攻关。已有研究对于后发企业如何承接政府战略引领、调动互补创新主体与之协同的探讨较少。第三,关键核心技术创新涉及多类创新主体与多源创新要素[3],已有研究多将各类创新主体视为同质化单元,未能识别后发企业调动高校、用户等创新主体与之协同的差异化创新要素拼凑模式。
基于此,本文以铁建重工为例,基于动态过程视角探讨如下问题:在先发国家技术封锁、企业自身技术积累匮乏的双重约束下,中国后发企业如何调动互补创新主体与之协同、拼凑多源创新要素,从而逐步实现关键核心技术创新?进而,提炼后发企业关键核心技术创新动态过程机制。本文将技术积累纳入后发企业关键核心技术创新研究情境,从政企互动层面识别企业调动互补创新主体与之协同的动力机制,揭示后发企业与异质创新主体协同的差异化创新要素拼凑模式和演化机制,以期为技术积累较匮乏的后发企业实现关键核心技术创新提供参考借鉴。
熊彼特式创新聚焦企业技术创新活动,认为技术创新是企业应用新知识与新工艺,采用新经营管理模式,开发新产品,提供新服务,从而创造价值的过程[4]。近年来,伴随先发国家技术封锁的持续影响,关键核心技术创新成为重要研究议题。在要素层面,关键核心技术创新具有知识复杂、跨越多学科领域、缄默知识含量高、研发费用多等特征[3],其实质是企业将内外部技术知识等创新要素转化为产品,从而实现价值创造的动态过程(田震等,2024)。在主体层面,关键核心技术长期被少数先发企业垄断,并通过技术标准等构建“新进入者壁垒”占据产业链核心地位。有学者认为关键核心技术创新是在系统集成企业主导下,与各子系统创新主体协同攻关,从而推动技术突破与价值创造的动态过程[3,5]。在宏观层面,关键核心技术位于全球价值链高价值区段,与经济发展及国家安全密切相关。据此,部分学者认为其本质上是实现技术自主可控并创造价值,进而为科技自立自强提供战略支撑[6-7]。综上,本文将后发企业关键核心技术创新界定为:后发企业在关键核心技术领域,通过与多主体协同,组合创新要素,开发新产品以响应市场需求,突破技术封锁,最终实现价值创造的动态过程。
企业关键核心技术创新路径因创新情境不同而存在显著差异。现有研究聚焦于3类典型情境:一是先发创新情境(以欧美国家企业为代表)。这类研究强调企业技术创新建立在既有产业技术积累之上,拥有充足的时间进行技术更新与发展,创新路径呈现出从研发能力提升到生产工艺创新再到产品市场化的正向线性过程[8]。二是中小经济体后发创新情境(以韩国企业为代表)。这类研究指出后发企业技术基础有限、难以在短期内实现技术升级与产业化,通常以技术引进为起点,通过消化吸收进行逆向开发,呈现从产品生产到研发能力提升的逆向创新路径[9]。三是中国后发创新情境。中国后发企业面临严格的技术封锁,无法沿袭引进、消化、吸收的创新路径,只能以自主创新为起点[10]。有学者以中国高铁为例,指出以自主创新为主的技术进步是实现创新的关键(路风等,2019),而技术积累是决定后发企业关键核心技术创新的关键情境变量。中国有些后发企业虽可凭借代加工等方式进行技术积累,从而快速启动自主创新,但有些企业却不得不在技术积累匮乏的情境下启动自主创新。当前,已有大量研究聚焦中国后发创新情境,但对技术积累这一情境变量的关注不足,往往将“已有一些技术积累但尚未处于领先地位”与“几乎没有任何技术积累”两类后发企业的创新问题等同视之,对于后者如何从零起步,逐步实现关键核心技术创新的探讨有待深入。
在关键核心技术创新过程中,不同创新主体扮演的角色不同,企业与各方主体协同能够吸引耐心资本,抑制企业管理层短视行为,进而推动关键核心技术创新[11]。现有研究主要包含两类:一是关键核心技术创新主体协同机制。有学者指出复杂产品这类关键核心技术创新需采用双循环创新组织模式,即由核心企业联合产学研等创新主体自上而下、自下而上地破解“冷启动悖论”与“平衡技术升级与迭代创新间关系”[10]。另有研究指出采用政府干预和市场自由相结合的协调配置机制、提升创新链上下游主体能力,是跨越关键核心技术形成、转化及推广3个阶段“死亡之谷”的关键(吴晓波等,2026)。还有部分研究基于价值共创视角,提出“主体协同—知识整合—利益共生”机制(张贝贝等,2024),以及国家使命与市场需求双驱动的有组织价值共创机制[3]。二是技术演进周期下的主体协同机制。技术演进的机会窗口(如前沿技术突破)能够“倒逼”后发企业与用户、政府等主体开展合作(张贝贝等,2024)。其中,高校与科研机构提供知识支撑[12],供应商确保关键零部件供应,用户为产品提供应用场景与市场反馈[13-14],政府则通过政策引导、基金立项、平台建设等方式提供系统性支持[15-16]。国有企业作为具有行政制度禀赋独特性的创新主体,采取行政协调、柔性治理与规范合作3种机制可促进各方主体开展合作[17]。可见,现有研究强调企业创新主体地位与多主体协同的重要性,并将政府战略引领视为关键动力。然而,政府战略引领并不局限于某一家企业,缘何有些企业可以承接政府战略引领并调动各方主体与之协同,而有些企业却不能?后发企业应如何承接政府战略引领、调动互补创新主体与之协同?对以上问题仍有待深入探讨。
创新要素是创新活动中一切要素的集合,涵盖资源要素、管理要素和政策要素等[18],人才、设备、原料等均是典型的创新要素[19]。在关键核心技术创新过程中,多主体合作的关键在于系统整合各类创新要素[3]。现有研究多围绕创新目标或创新路径探讨创新要素组合机制。有学者将关键核心技术划分为可靠性技术与原理性技术,提出“成长式”与“攻关式”两类创新要素组合机制[18]。另有学者聚焦资源要素,提出集聚型结构化、重构型能力化与开放型杠杆化3类资源编排方式,并指出充分利用数字资源能提升资源组合多样性并加快资源重构[20]。还有学者聚焦人才要素,发现从海外先发企业引进专家有助于破解关键核心技术创新难题[21]。此外,也有研究强调技术演进周期与知识要素共同影响创新成功率,指出较短的技术周期、频繁的机会窗口、平缓的学习曲线、易于获取的差异化知识能显著促进企业关键核心技术创新[22-24]。然而,创新主体作为创新要素的重要供给方,鲜有研究结合创新主体特性探讨后发企业如何拼凑不同来源、不同类型创新要素。
综上所述,已有研究为本文提供了重要理论基础,但对于技术积累这一情境变量的关注不足,未深入剖析技术积累匮乏的后发企业调动互补创新主体与之协同的动力机制,以及后发企业与不同类型主体协同的差异化创新要素拼凑模式与演化机制。因此,本文聚焦先发国家技术封锁与企业自身技术积累匮乏双重约束下的后发创新情境,解构企业调动互补创新主体与之协同的创新要素拼凑过程,以期打开后发企业关键核心技术创新机制的“黑箱”。
本文采用单案例探索性研究方法,主要基于以下考虑:第一,单案例研究适合通过深入了解案例背景、收集丰富的研究数据、根植案例实践来挖掘具有启发性的研究结论。第二,本文探讨在先发国家技术封锁与企业自身技术积累匮乏的双重约束下,中国后发企业如何调动互补创新主体与之协同、组合多源创新要素,从而逐步实现关键核心技术创新,属于“How”的问题,且呈现纵向动态演化特征,单案例研究有助于识别案例在动态演进过程中关键事件的发生次序及因果关系[25]。第三,结合文献综述可以发现,现有研究对于后发企业关键核心技术创新动态过程机制的研究较少,适合采用探索性案例研究方法[25]构建理论框架,以弥补现有研究的不足[26]。
本文以铁建重工为研究对象,主要考虑如下:第一,案例具有典型性,符合理论抽样原则[27]。铁建重工作为地下工程装备与轨道交通装备制造企业,自2008年起,从高铁道岔领域“转战”盾构机领域,并在先发国家技术封锁、盾构机技术积累匮乏的初始状态下,逐步实现盾构机创新赶超。目前,以铁建重工为代表的中国盾构机已远销美国、非洲、西亚等30多个国家和地区,占据全球2/3的市场份额,成为中国高端装备“走出去”的名片。第二,案例与理论目标相匹配[25]。铁建重工作为盾构机领域的后发企业,通过调动产业链、创新链上互补创新主体与之协同(如浙江大学、中铁十八局等)、拼凑多源创新要素,先后实现两代盾构机创新,清晰呈现了中国后发企业关键核心技术创新的动态过程,与本文研究目标高度匹配,关键事件如图1所示。第三,案例具有启发性。铁建重工从“零”起步,逐步攻克盾构机创新难题,实现从落后追赶向国际领先的赶超,成为中国后发企业关键核心技术创新的典范,不仅能为航空工业等领域国有企业技术创新提供理论依据,也能为民营企业关键核心技术创新提供借鉴。
图1 铁建重工盾构机技术创新关键事件
Fig.1 Key events of TBM technology innovation of CRCHI
(1)数据收集。研究团队对铁建重工开展8年的跟踪调研,通过系统收集一手与二手数据,构建完整的三角证据链,如表1所示。团队在2019年和2022年围绕铁建重工盾构机技术突破与市场化、制造能力等主题,采用半结构化访谈方式,遵循“关键挑战→如何破解→为何能破解”的逻辑,对铁建重工科技发展部、前沿与基础研究设计院、智能制造研究设计院等高管进行访谈,收集一手数据,识别后发企业关键核心技术创新这一研究问题,并通过文献梳理确认该问题的探索性研究价值。为确保数据饱和度,研究团队在2024年再次通过半结构化访谈方式对盾构机关键零部件研究院员工、智能制造研究院院长等进行补充访谈,以验证研究发现。同时,在研究过程中持续关注企业发展,保持与调研负责人长期沟通,并通过企业内部、官网及权威媒体等多种渠道收集二手数据,从而形成多源数据相互验证的三角证据链。
表1 数据收集情况
Table 1 Data collection
数据类型阶段访谈主题访谈对象时长(分钟)编码一手数据第一阶段(2019年)盾构机技术突破过程科技发展部副部长、海外战部总经理、前沿与基础研究设计院所长、掘进机研究设计院研究员等175F1A创新人才培养与企业成长人力资源部部长、智慧企业研究设计院经理168F1D第二阶段(2022年)智能制造模式与转型历程智能制造研究设计院院长109F2A智能制造背景下研发运营工作变革、创新人才培养研发运营部门负责人118F2B第三阶段(2024年)关键零部件创新某关键零部件研究院两位员工62F3A智能制造与产学研合作智能制造研究设计院院长、掘进机研究院副院长114F3B二手数据①铁建重工官网、企业年报、公众号S1②铁建重工盾构技术创新相关学术论文、教学案例、书籍、内部资料(视频、文档PPT)等S2③官方媒体报道、企业年报等S3
(2)数据分析。本文运用Gioia数据分析方法,遵循“一阶构念→二阶主题→理论维度”编码逻辑展开分析[27]。首先,识别铁建重工盾构机创新关键活动,依据开放式译码原则对数据进行概念化处理,共提炼出20个一阶构念。其次,基于动态过程视角,围绕“后发企业调动互补创新主体与之协同以推动盾构机创新”这一问题,对一阶构念进行归纳整合。例如,“政府设立基金项目支持型号产品开发”与“企业通过申报基金等承接政府项目溢出”可归纳为企业主动承接政府战略引领以跨越第一道鸿沟。基于此类归纳,共提取出10个二阶主题,建立理论与实践之间的连接。最后,通过追问“为何能够实现”的问题,辨析各二阶主题间的因果逻辑,总结出后发企业关键核心技术创新理论维度,即“企业自发行动奠基→主体联合行动演化→行动结果显现”,并据此构建理论模型,实现从案例实践复盘到理论凝练的跃迁。在此过程中,本文综合运用多源数据进行交叉验证与一致性检验(每个一阶构念均包含2项及以上的一手数据与二手数据相互验证);同时,邀请相关领域专家对编码过程进行检查,以确保研究信度与效度[25],数据结构如图2所示。在案例分析部分,依据通过数据分析确立的阶段划分,分别呈现由一阶构念组成的具体数据结构与佐证来源,系统揭示后发企业关键核心技术创新的演进过程、关键行动与结果表现。
图2 数据结构
Fig.2 Data structure
铁建重工作为后发企业,首先通过投入关键核心技术创新要素发挥主导作用、强化其科技创新主体地位,进而通过拼凑互补创新主体的关键核心技术创新要素与其实现有效协同,最终实现关键核心技术创新。
关键核心技术创新具有投入高、回报周期长、效益可预见性弱等特点[3]。对于技术积累匮乏的后发企业而言,由于其处于关键核心技术行业“边缘地位”,往往难以调动互补创新主体与之协同。对此,铁建重工发挥主导作用,在企业家精神引领下,投入创新人才要素与创新资金要素,并制定创新制度,为创新要素的安排与使用提供保障。此举不仅强化了其科技创新主体地位,也为其互补创新主体提供了支撑,数据典型证据援引如表2所示。
表2 后发企业关键核心技术创新要素投入阶段的典型证据援引
Table 2 Typical evidence in the input phase of key core technology innovation elements by latecomer firms
二阶主题 一阶构念 典型例证企业家精神引领企业家进取精神董事长给我们的定位是只干非标准化的、个性化的,干出来这事必须在市场排到前三(F1A与S1)企业家民族精神有的企业通过与国外合作有了产品,但并没有摆脱对国外技术的依赖……董事长说不搞合作了(F1A与S2)创新人才要素投入引进领军人才从集团成立之初就不拘一格地引进人才,只要是企业需要的,不惜高薪……按市场化机制引进(F1D与S2)培育创新型人才并搭建人才梯队人才储备是超前的,预计要哪些方面人才,会提前去找……研发人员占比始终都在20%以上(F1D与S2)创新资金要素投入研发人员工资与奖金投入十几年前引进的人才薪酬就高于董事长……2009—2018年,我们总共的奖励额度是6 116万元(F1D与S1)持续投入研发经费从公司成立开始,研发投入一直占总收入5%以上,营收增长、研发投入也随之递增(F1A与S2)创新制度保障灵活的创新制度人力资源机制方面的整体理念就是两个字“创新”,一套机制下来就要比民企做得更灵活(F1D与S2)包容失败的创新制度你可以做错事……即便是中间有差错也没关系,你能很快地改进改善、能够完善就可以了(F2B与S2)
(1)企业家精神引领。企业家精神作为企业家的特质与价值取向,决定企业创新方向与投入程度[28]。在铁建重工进入盾构机行业之初,该行业已被国外寡头垄断、难以实现技术引进。面对这一局面,在积极主动开拓新道路的企业家进取精神,以及不甘国之重器受制于人的民族精神引领下,铁建重工决定开展盾构机自主创新。如铁建重工时任董事长所言:“既然要干,就自己干”。这一战略决策使其成为中国凭借自主创新实现盾构机技术突破的后发企业。在企业家精神引领下,铁建重工明确了创新方向,并持续投入人才与资金等关键要素。
(2)创新人才要素投入。一支结构合理、能力突出的创新人才队伍是企业开展创新活动的基础。铁建重工通过以下举措培育创新人才队伍。首先,引进领军人才。铁建重工开展盾构机创新时,中国盾构机创新人才比较稀缺。2002—2010年,国家通过“863计划”培养了一批精通盾构机技术的创新人才。铁建重工时任董事长亲自上门拜访技术人才,分享打破“国之重器”受制于人的愿景,以技术情怀吸引人才加入。其次,培育人才并搭建人才梯队。自2007年起,企业持续扩大人才招聘规模,坚持研发人员占比不低于20%。上市公司年报显示,至2023年,该比例已提升至32.1%。上述一系列举措为铁建重工开展盾构机创新奠定了人才基础。
(3)创新资金要素投入。充足的创新资金是企业持续开展创新活动的物质基础。铁建重工通过以下两种方式夯实物质基础:首先,研发人员工资与奖金投入。为吸引并留住关键技术人才,企业突破薪酬体系限制,部分领军人才工资超过了董事长。不仅如此,为激励创新,企业给予创新型人才期权激励与现金奖励,2009—2018年共奖励达六千多万元。其次,持续投入研发经费。自企业成立以来,其研发投入占营收比重始终不低于5%,上市公司年报显示,2023—2025年,该比例相继达到8.79%、9.12%和8.03%,从而为盾构机创新提供了坚实的资金保障。
(4)创新制度保障。完善的创新制度是高效配置人才与资金要素的关键[28]。以创新人才要素配置与使用为例,铁建重工的创新制度具有两方面特色:首先,灵活的创新制度。铁建重工不局限于国企晋升制度,对创新人才实施特殊提拔政策。曾经有一名原就职于某一家科研院所的工程师来到铁建重工连升三级。其次,包容失败的创新制度。为培育创新人才,铁建重工建立容错机制,鼓励技术人员大胆探索、在创新实践中不断成长。
创新要素拼凑是指企业在技术积累匮乏的情况下,对内外部一切可用创新要素进行创造性重组,以实现价值创新的过程[29]。关键核心技术创新包含基础研究、型号产品开发与市场化3个关键环节,其间存在两道鸿沟[30]:一是从基础研究到型号产品开发间的鸿沟;二是从型号产品开发到市场化间的鸿沟。针对第一道鸿沟,铁建重工在政府战略引领下,与高校、科研院所等互补创新主体开展协同合作,学习、组合一切可以探索开发型号产品的原理知识要素,并对其进行重组与利用,从而形成要素集聚效应。本文将这一过程称为探索式拼凑,数据典型证据援引如表3所示。
表3 探索式拼凑阶段典型证据援引
Table 3 Typical evidence in the exploratory bricolage phase
二阶主题 一阶构念 典型例证企业主动承接政府战略引领以跨越第一道鸿沟政府设立基金项目以支持型号产品开发我们自己搞可能要追溯到国家“863计划”在推……我们在这一基础上慢慢地做一些优化、调整(F1A与S2)企业通过申报基金等主动承接政府项目溢出你拿了课题是没有退路的,就把产学研这支队伍拉起来了,课题只能成功不能失败(F1A与S2)原理知识要素拼凑学习互补创新主体的既有原理知识通过不断学习,经过无数次开发、生产、验证、再开发、再生产、再验证,终于掌握了技术(F1A与S2)组合互补创新主体的前沿原理知识做产品设计时会邀请施工单位、高校做技术交流,工程单位专家和领导都在这里做报告(F1A与S1)提升原理知识要素重组能力建立用户导向制造模式客户参与设计、制造,挖掘客户显性及隐性需求,从根本上解决为谁制造、如何制造的问题(F3B与S1)利用数智技术赋能制造过程构建一个与现实车间同生共长的数字车间……采用精益流水线以及智能生产与检测设备等(F3B与S1)
(1)企业主动承接政府战略引领以跨越第一道鸿沟,二者互动过程如下:首先,政府设立基金项目以支持型号产品开发。政府通过“863计划”等科研专项为后发企业盾构机创新活动提供资金与政策支持,推动中国隧道局集团有限公司等创新主体不断提高创新水平,他们成为铁建重工开展盾构机创新的协同创新主体。其次,企业通过申报项目等主动承接政府项目溢出。在第三代盾构机(以土压/泥水平衡盾构机为代表)创新过程中,铁建重工主动承接政府项目溢出,找到曾获国家科技计划支持的创新主体与之合作;在第四代盾构机(以全断面岩石隧道掘进机为代表)创新过程中,铁建重工牵头申报并获批第四代盾构机“863项目”,吸引浙江大学、中南大学等高校与其合作。由此,政府通过基金项目为企业提供支持,显著增强了企业调动高校、科研院所等与之协同、拼凑原理知识要素的主导力。
(2)原理知识要素拼凑。原理知识要素是跨越从基础研究到产品开发间鸿沟所必需的科学原理与技术知识。盾构机涉及地质学、力学、机械工程等多学科原理知识,铁建重工通过两步实现原理知识要素的拼凑。首先,学习互补创新主体的既有原理知识。以第三代盾构机攻关过程为例,当时我国企业虽能购买盾构机型号产品,却无法引进原理知识。对此,铁建重工采取逆向开发模式,将先前母公司(中国铁建股份有限公司)购买的两台成熟盾构机作为样机,按模块分解为上万个零件,反复研究、学习,并加以生产,再按模块组装试运行、测试,从而自主研制了第三代盾构机。其次,组合互补创新主体的前沿原理知识。与第三代盾构机攻关情境不同,在进行第四代盾构机攻关时,相关技术不够成熟、国际上也在探索,缺乏可以学习的经验。对此,铁建重工通过国家支持,调动高校、科研院所与之协同,组合浙江大学等在基础理论与共性技术方面的研究成果,共同推动第四代盾构机创新。
(3)提升原理知识要素重组能力。创新要素重组能力是指企业将拼凑所得要素转化为创新成果的能力[29]。制造能力是跨越此阶段鸿沟的关键能力[31],铁建重工从两方面提升制造能力。首先,建立用户导向制造模式。在盾构机制造过程中,铁建重工与用户双方共同制定盾构机监督制造大纲,详细规定检验、试验内容及方法,做到监造标准化、规范化,从而确保按用户需求进行个性化定制。其次,利用数智技术赋能制造过程。数智时代,铁建重工积极开展智能制造转型,通过开发应用数字孪生生产线、中央智能物流体系等举措打造智能工厂,提高制造能力,为企业将拼凑的原理知识要素转化为型号产品提供了保障。由此,铁建重工通过“主动承接政府对企业的战略引领→原理知识要素拼凑→提升原理知识要素重组能力”3个步骤开展关键核心技术创新要素的探索式拼凑,先后跨越了第三代与第四代盾构机创新过程中的第一道鸿沟。
在后发企业完成型号产品开发后,仍需跨越从型号产品开发到市场化间的鸿沟,否则容易陷入“落后—追赶—再落后”的负向循环。针对这一道鸿沟,铁建重工在政府战略引领下,转向与用户、供应商等互补创新主体协同,获取、整合各类可以响应不同场景个性化需求的市场应用要素,并提升创新要素重组能力,从而形成要素场景化效应。本文将这一过程称为关键核心技术的搜寻式拼凑,典型证据援引如表4所示。
表4 搜寻式拼凑阶段典型证据援引
Table 4 Typical evidence in the search-based bricolage phase
二阶主题 一阶构念 典型例证企业主动承接政府战略引领以跨越第二道鸿沟政府出台政策以助力型号产品市场推广“首台首用”的风险谁承担?国家有支持文件如《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,相当于风险在一定程度上国家给你承担了(F1A与S2)企业对产品进行适应性改进以承接政策溢出针对长沙地铁项目的地质条件进行针对性设计,使该盾构机性能优越、可靠性和安全性高(F1A与S2)市场应用要素拼凑获取互补创新主体订单等市场应用要素铁建重工和施工企业同属于中国铁建,为铁建重工盾构机开辟了市场……(F1A与S3)整合互补创新主体工程数据等市场应用要素针对施工采集的数据修改设计方案,对刀盘刀具大胆改革,创新皮带硫化技术……(F1A与S2)提升市场应用要素重组能力链接研发设计与营销部门这部分人主要发挥的作用,一是技术方面,二是协助营销方面……我们直接面对客户需求……(F2B与S2)利用数智技术赋能市场化发展把装备服役过程、施工过程中采集的数据传输到大数据协同管理平台进行监管,保证设备维保(F3B与S2)
(1)企业主动承接政府战略引领以跨越第二道鸿沟。后发企业开发出新型号产品后仍面临“首台首用”的难题。在此阶段,政府继续发挥战略引领作用,协助企业对接早期用户并建立初始市场信任。首先,政府出台政策助力型号产品市场推广。为推动盾构机等重大技术装备找到早期用户,政府出台了多项首台(套)重大技术装备支持政策。同时,国有企业作为政策执行的关键主体,积极为自主研制的重大技术装备提供市场验证机会,铁建重工第三代盾构机首台首用的用户就是国有企业——长沙市轨道交通集团。其次,对产品进行适应性改进以承接政策溢出。以第三代盾构机在长沙地铁项目中的首台首用为例,为获取负责招标的国有企业用户的信任,铁建重工在政府的政策支持下,面向国有企业用户需求,结合长沙地下以红土为主的地质特点,对盾构机进行针对性改进,如加固“盾体”结构以防坍塌,并优化抽吸系统以防范泥沙堵塞等。由此,政府通过政策支持助力型号产品市场推广,显著增强了铁建重工调动用户和供应商等与之协同、拼凑市场应用要素的主导力。
(2)市场应用要素拼凑。市场应用要素是跨越型号产品开发到市场化鸿沟所必需的订单、工程数据等创新要素。铁建重工通过以下两步拼凑市场应用要素:首先,获取互补创新主体订单等市场应用要素。在两代盾构机首台首用过程中,铁建重工分别从外部国企与母公司获取订单。在第三代盾构机首台首用过程中,铁建重工针对用户需求对盾构机进行适应性改进,进而成功获取了订单这一市场应用要素。而在第四代盾构机首台首用过程中,铁建重工从母公司获取到订单。铁建重工母公司中国铁建下属子公司中铁十八局等多家施工单位(盾构机用户企业)为其提供了大量订单。例如,铁建重工与中铁十八局联合投标并顺利中标“引松供水”工程,二者同属于中国铁建。其次,整合互补创新主体工程数据等市场应用要素。例如,在某北方地铁施工过程中,由于北方地下地质多为硬岩,刀盘磨损较快。对此,铁建重工面向用户需求,与刀盘企业等主体协同整合用户工程数据、零部件知识等市场应用要素,研制出适合北方地下工程工况的刀盘,推动盾构机市场化应用。
(3)提升市场应用要素重组能力。营销能力是跨越第二道鸿沟的关键能力[31]。铁建重工从两方面提升营销能力:首先,链接研发设计与营销部门。铁建重工成立了融合研发设计、营销职能于一体的研发运营中心,在该部门中,研发团队可基于用户工程数据识别用户需求,与互补创新主体协同进行盾构机研发设计,快速响应用户个性化需求。其次,利用数智技术赋能市场化发展。数智时代,铁建重工开发了盾构机智能互联装备协同管理平台与智能化建造云平台,对盾构机施工运行大数据进行智能化分析和研判,从而实现施工故障预警和预测。当盾构机在施工过程中出现问题时,第一时间派专业技术团队到施工现场加紧处理,为企业将拼凑的市场应用要素转化与利用提供了保障,推动盾构机市场化发展。由此,铁建重工通过“主动承接政府对企业的战略引领→市场应用要素拼凑→提升市场应用要素重组能力”3个步骤开展关键核心技术创新要素的搜寻式拼凑,先后跨越了第三代与第四代盾构机创新过程中的第二道鸿沟。
综上所述,铁建重工作为盾构机领域中的后发企业,面对先发国家技术封锁、企业自身技术积累匮乏的双重约束,首先通过关键核心技术创新要素投入强化企业科技创新主体地位,进而在政府支持下拼凑互补创新主体创新要素,跨越两代盾构机的创新鸿沟,最终创造了经济、科技与产业3个方面的价值。在经济维度,铁建重工市场占有率位居全球前列,营业收入突破十亿元;在科技维度,铁建重工突破了74项关键核心技术,填补了国内外空白120项,获得2 400多个专利授权,获得“中国专利奖”“国家知识产权示范企业”“国家技术创新示范企业”等荣誉;在产业维度,通过技术溢出带动产业链协同发展,不仅为用户创造了显著经济效益,还推动行业标准制定与高端人才培养。上述3个方面价值创造标志着铁建重工这一盾构机领域后发企业成功实现了关键核心技术创新。
本文以铁建重工为例,基于动态过程视角,发现在先发国家技术封锁、企业自身技术积累匮乏双重约束下,后发企业的关键核心技术创新是其发挥主导作用、投入创新要素,调动互补创新主体与之协同、拼凑创新要素,从而实现价值创造的动态过程,如图3所示。
图3 后发企业关键核心技术创新动态过程机制模型
Fig.3 Dynamic process mechanism of key core technological innovation in latecomer firms
(1)后发企业投入关键核心技术创新要素并发挥主导作用,是其突破技术封锁、开展关键核心技术创新活动的基础和起点。关键核心技术创新具有投入高、回报周期长的特点,对于技术积累匮乏的后发企业来说,要在企业家精神引领与创新制度保障下“尽其所能”地加大关键核心技术创新投入,如人才、资金等,从而补齐技术积累匮乏的短板、强化其科技创新主体地位,为后续借助政府等外部力量提供基础。
(2)在“政府引领—企业承接”互动过程中,后发企业借助外部支持,调动互补创新主体与之协同,提升创新要素重组能力,分阶段组合多源异质创新要素,从而先后跨越关键核心技术创新的两道鸿沟。在政府战略引领与创新要素重组能力的保障下,后发企业与高校、科研院所等创新主体协同,学习、组合原理知识要素,形成要素聚集化效应,基于探索式拼凑模式跨越,从基础研究到型号产品开发之间的鸿沟;后发企业与用户、供应商等创新主体协同,获取、整合市场应用要素,形成要素场景化效应,从而基于搜寻式拼凑模式跨越从型号产品开发到市场化间的鸿沟。尽管两种模式均是后发企业为突破先发国家技术封锁、自身技术积累匮乏双重约束,调动互补创新主体与之协同的创新要素拼凑模式,但二者在适用情境、协同创新过程、创新效应三方面存在明显不同,如表5所示。
表5 探索式拼凑与搜寻式拼凑对比
Table 5 Comparison of exploratory bricolage and search-based
对比维度探索式拼凑搜寻式拼凑适用情境 研究与开发情境:基础研究→型号产品开发验证与改进情境:型号产品开发→型号产品市场化协同创新过程主体链接企业在政府战略引领下链接产品研究与开发主体企业在政府战略引领下链接产品验证与改进主体要素拼凑学习与组合关键核心技术创新原理知识要素获取与整合关键核心技术创新的市场应用要素能力保障提升创新要素重组能力之制造能力提升创新要素重组能力之营销能力创新效应 要素聚集化效应:聚集一切可利用的创新要素,实现型号产品探索开发要素场景化效应:搜寻各类可以响应不同场景需求的市场应用要素以实现产品市场化
(3)探索式拼凑与搜寻式拼凑两种模式之间呈现递进衔接、循环演进的动态关系,逐步创造经济价值、科技价值与产业价值3类价值,标志着后发企业成功实现了关键核心技术创新。探索式拼凑为搜寻式拼凑提供可验证的型号产品,搜寻式拼凑的市场反馈又为下一轮探索式拼凑校准创新方向。铁建重工关键核心技术创新过程包含两代盾构机创新,其中探索式拼凑为搜寻式拼凑提供基础,而搜寻式拼凑则反向推动探索式拼凑深化,形成第三代盾构机基础研究→型号产品开发→第三代盾构机市场化与第四代盾构机基础研究→第四代盾构机型号产品开发→市场化的完整创新循环。
(1)本文纳入技术积累这一情境变量,弥补了现有研究对不同起点企业创新过程关注的不足。在已有研究中,基于韩国等中小经济体后发情境的研究认为“技术引进”是起点[9],而中国后发企业面临先发国家技术封锁、关键核心技术难以引进的挑战。尽管部分研究认为中国后发情境关键核心技术创新只能自主创新[10],但对于技术积累匮乏后发企业创新起点的探讨较少。本文研究发现,后发企业需要在企业家精神引领与创新制度保障下投入人才与资金等基础性创新要素、补齐创新短板,才能进一步借助外部力量开展关键核心技术攻关,这是技术积累匮乏的后发企业无法“绕开”的创新起点,这一发现从企业内部创新行为层面丰富了关键核心技术创新研究。
(2)本文从政企互动角度揭示后发企业调动互补创新主体协同的动力机制,打破了以往主要从政府支持单一视角展开研究的局限。已有研究虽强调政府战略引领对于后发企业调动互补创新主体与之协同的重要意义[3,15-16],但对于其如何承接政府项目的探讨较少。本文研究发现,政府对后发企业的支持主要体现在跨越从基础研究到型号产品间的鸿沟时,政府会设立基金项目提供支持,企业可通过积极申报国家项目等方式承接政府项目溢出,从而加强高校、科研院所等创新主体协同;在跨越从型号产品开发到市场化间的鸿沟时,政府会出台政策助力产品市场推广,企业可在政府助力下对标找到首台首用客户,并针对客户需求对产品进行适应性改进,从而承接政府政策支持,这一发现从创新主体协同动力层面完善了关键核心技术创新研究。
(3)本文围绕关键核心技术创新动态过程,构建后发企业与异质创新主体协同的差异化创新要素拼凑模式,揭示二者间的递进衔接关系及循环演进过程,突破了将创新主体视为“同质化”单元的理论认知。尽管学者发现后发企业与多元创新主体合作的关键在于组合多源创新要素[3],但多围绕关键核心技术创新目标或路径分类探讨创新要素组合模式[18,21-22],忽视了组合不同创新主体关键核心技术创新要素的差异化模式。本文围绕关键核心技术创新过程,结合创新主体异质性提炼出探索式拼凑和搜寻式拼凑两种模式,揭示二者的演进过程,进一步从创新要素拼凑层面深化了关键核心技术创新研究。
(1)面向关键核心技术创新目标,后发企业可从如下3个方面发挥主导作用,强化其科技创新主体地位。首先,将企业家精神纳入企业家选聘体系,重点选聘具有民族精神与进取精神的企业家。其次,“不拘一格”地引入领军人才,不断培育创新人才,完善创新人才梯队建设,持续为关键核心技术创新活动提供资金支持。最后,建立灵活、包容的创新制度,增加关键核心技术创新正向激励,在合理范围内包容创新失败。
(2)后发企业在发挥企业主导作用的基础上,可从如下方面与互补创新主体协同,以跨越关键核心技术创新鸿沟。首先,积极承接国家科研项目,通过国家支持增强企业主导能力,联合高校与科研机构开展原理知识拼凑,通过要素集聚跨越从基础研究到产品开发的鸿沟;其次,协同用户与供应商整合场景化市场要素,形成快速响应需求机制,避免陷入“有技术无市场”的困境;最后,强化系统集成能力,通过智能制造与营销体系升级,提升将拼凑要素转化为市场成果的重组能力。
(3)为后发企业关键核心技术创新提供支持。首先,设立企业家精神奖项,对涉足关键核心技术创新领域的优秀企业家予以表彰,树立企业家典范,满足企业家自我实现需求,激励更多企业家参与关键核心技术创新。其次,面向关键核心技术创新目标,通过设立专职管理部门、设立专项创新基金等举措进一步加大政策支持,鼓励领军企业牵头开展基金申报,强化企业科技创新主体地位。最后,加大首台(套)技术装备推广应用和政府采购,推动国企优先采用自主装备,提供早期验证场景与市场支撑。
本文存在如下局限:第一,以大型国企为例开展研究,未来可将研究对象扩展至中小型制造企业,以展开更加全面的分析。第二,探讨后发企业关键核心技术创新动态过程机制,未来可进一步从其他视角深化关键核心技术创新理论。第三,采用定性研究方法构建理论模型,未来可进一步识别各维度测量方法,收集定量数据,对中国后发企业关键核心技术创新现状进行评价并提出相关政策建议。
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