創新價值鏈視角下我國航空航天制造業技術創新系統協同度研究

方 煒，趙健健

（西北工業大學管理學院，陜西西安 710072）

黨的十八大以來，習總書記提出要繼續弘揚航空報國、航天強國精神，切實貫徹新發展理念，奮力推動創新發展，再接再厲，大力協同，并特別強調要加快突破航空航天領域關鍵技術，為把我國建設成航空航天強國而不懈奮斗。在此協同發展的背景下，我國持續深入實施創新驅動發展戰略，加快推進科技創新中心和綜合性國家科學中心的建設，部署科技創新2030 的重大項目、重點研發計劃等重大科技任務，著重發展戰略性高技術產業。作為典型的知識密集、技術密集型高技術產業，航空航天制造業的技術創新能力直接決定了其產業發展水平，而系統的整體技術創新能力又由各主體各要素創新能力和協同程度來決定，因此，深入探究評價系統內部的協同度對提高技術創新能力、提升產業發展水平都起著至關重要的作用。

近年來，學者們對技術創新系統協同度的研究多集中在產業層面，由局部到整體、由定性到定量深入發展，旨在探索影響協同度的關鍵要素或資源，評價協同度發展水平，為技術創新系統提供發展建議：顧菁等［1］分析了我國高技術產業技術創新的要素和結構，將系統劃分為創新主體和創新環境進行實證分析；崔松虎等［2］以哈根的協同理論為依據，以制度創新、結構創新、行為創新為切入點，構建了評價指標體系，并對目前京津冀高技術產業協同創新現狀進行了深入的剖析；賈軍等［3］將技術創新系統劃分為產品創新子系統和工藝創新子系統，基于二象對偶理論進行協同度測算；吳菲菲等［4］從四螺旋模式出發，采用協同學與生態學概念及方法對我國高技術產業創新生態系統的有機性進行分析，并評估我國高技術術產業創新生態系統的整體協同性和動態可持續發展能力；吳永林等［5］運用復合系統協同度模型和DEA 方法分別測算技術創新系統協同度及創新效率，為高技術企業提供更合理的資源分配方案。

從現有的研究來看，學者們對技術創新系統協同度的認識逐步明晰，為本研究提供了堅實的理論基礎，但仍缺乏對一些重要問題進行的研究：研究各子系統協同發展的學者多根據創新主體、創新要素、創新環境等宏觀維度進行劃分，大多數的子系統劃分沒有與創新過程相結合，無法通過協同度評價揭示創新系統的瓶頸過程。為此，本文基于創新價值鏈視角，先分析我國航空航天制造業技術創新過程，在其基礎上進行子系統劃分，再運用復合系統協同度模型進行實證分析，找出關鍵影響因素和瓶頸創新過程，并提出針對性的建議。

1 航空航天制造業技術創新系統結構解析

1.1 基于創新價值鏈的創新過程研究

作為新興理論研究領域，創新價值鏈融合了技術創新理論與價值鏈理論，是包含知識性和價值性的新的理論邊緣概念［6］。創新價值鏈的概念最早由Hansen 等［7］提出，作為幫助企業管理者們了解公司創新系統缺陷的績效評價框架，他們認為公司內部的創新可分為創新的產生、轉化和傳播3 個階段，而公司的價值輸出能力往往取決于最弱的環節。這個觀念的提出改變了人們對于創新的認識，使人們的目光從創新方法或工具轉移到關注創新全過程及價值輸出上。在此基礎上，Barbosa 等人［8］繼續深入探索，提出了產品種類、技術路線、知識正式化程度等項目參數，細化了公司創新項目的價值鏈模型。國內外學者們一致認為創新價值鏈就是將創新視為循序漸進的鏈式結構，具備可拆分性，在某種程度上，其主要表現為相關主體聯結而成的鏈式結構。這種鏈式結構涵蓋一系列的過程，始于以基礎研究為發端的科學發現，經過應用研究、技術開發，形成項目、專利等創新價值鏈的基礎要素，通過創新主體—企業的產品開發、設計制造形成商品，再經過市場營銷、售后服務，到達創新的目標要素—市場，達到滿足用戶需求及形成規模經濟的目標，最終實現產業化發展的全過程。

雖然創新價值鏈最初在企業層面被應用，作為更全面的創新過程模型，用來尋找企業創新過程的薄弱處，但在產業維度，它也同樣適用，學者們往往運用已有理論，將產業背景和創新價值鏈結合起來，解決產業創新問題。謝青等［9］從創新價值鏈角度出發，對新能源汽車產業相關的政策進行文本分析，研究認為政策制定與創新價值鏈的不同階段都有一定的相關關系。梅強等人［10］根據高技術服務業的內涵特征與知識型服務業的創新特性，討論了高技術服務業開放式創新價值鏈的構成因素并構建模型，繼而討論了如何通過價值鏈管理獲得差異化優勢。洪進等人［11］基于創新價值鏈的視角，將醫藥制造業的技術創新過程分成技術開發和技術成果轉化兩階段，并運用SFA 方法，就市場競爭度、企業規模、等因素對我國醫藥制造業的技術創新效率影響進行研究。

航空航天制造業作為典型的高附加值產業，比一般制造業更關注每個研發生產環節的價值輸出［12］。如圖1 所示，從全球價值鏈來看，承擔不同環節研發生產工作的上下游制造商在價值輸出方面差別很大，上游制造商掌握充足的資本、先進的制造力和尖端人才，研發先進技術和差異化產品獲取超額利潤，而下游制造商由于技術密集度低，勞動力密集度高，難以形成產業價值，因此盈利微薄。我國航空航天制造業也經歷了從一般零部件生產到整機制造的艱難歷程，在航空領域，我國已完成國產大飛機C919 的整機組裝，串起了國內完整的飛機制造產業鏈——200 多家企業、36 所高校、數十萬產業人員參與研制，70 家企業成為C919 的供應商或潛在供應商。在航天領域，嫦娥四號實現了人類首次月背軟著陸，將我國航天器制導、導航與控制技術提升到了新的高度。由此可見，我國航空航天制造業已具備一定的先進制造力和創新力，但是關鍵技術和關鍵部件如C919 的發動機、嫦娥四號的地射頻電探測儀等依然依賴進口，國產部件缺乏技術突破。因此，我國航空航天制造產業在研發設計和關鍵部件制造環節的創新能力和價值輸出能力亟待提升，這就要求我們不僅關注技術開發，更要關注從技術開發到產業化的全過程創新，注重產業化發展，從而提高我國航空航天制造業的整體競爭力。

圖1 航空航天制造業全球價值鏈結構圖

本文基于創新價值鏈視角，在劉樹林等［13］研究的基礎上，結合航空航天產業技術創新多階段、多價值、多輸出的特點，將技術創新過程分為技術開發、技術轉化和產業化3 個階段，認為技術創新貫穿3 個階段，且創新成果各有側重：技術開發階段主體（成果）為技術發明（專利技術）；技術轉化階段主體（成果）為產品創新（新產品）；產業化階段為產品轉化為商業收入的過程（規模收益）。

如下圖2 所示，本文認為技術開發階段包括理論創新、工藝創新和技術創造3 項活動，輸出技術價值，在這個階段，R&D 人員進行理論、工藝和技術的基礎研究。R&D 人員做理論創新，通過新理論改造工藝和現有技術來提升效率或精度，或運用現有理論和開發經驗，做出工藝創新和技術改造以適應目前的軍方需求或市場需求，實際產出包括非專利技術和專利技術，但由于非專利技術只能在小范圍內使用，擴散和推廣難度較大，無法在創新價值鏈中傳遞和作出貢獻，因此技術開發階段的成果只用專利技術來表示。技術開發階段的專利技術可作為技術投入進入技術轉化階段，在這個階段，擁有自主開發能力和產品制造能力的企業、研究機構、高校會將自主開發的技術產品化，將技術價值進一步轉化為產品價值。沒有自主開發能力的企業會根據需求，購買外來技術，進行消化吸收和改造，并推動其產品化，實現產品價值。技術轉化階段產生的新產品會作為產品投入進入產業化階段，產業化的目的一是通過營銷、推廣和規模化生產發揮技術和產品的社會價值，將小范圍內的創新成果推廣至整個產業，推動產業進步；二是讓企業、研究機構等獲得規?；找?，能反哺技術開發和技術轉化過程，推動更多的技術和產品創新，形成良性循環。3個階段分別產生不同維度的價值，但3 種價值的產生是層層遞進的，如沒有技術價值難以實現產品價值，沒有產品價值難以實現產業價值。產品價值可理解為技術開發階段產生的技術成果經過技術轉化階段而產生的價值增量，產業價值可理解為技術轉化階段產生的產品成果經過產業化階段而產生的價值增量。三階段首尾相連，但不僅僅是按線性序列遞進的，同時也存在著多階段的交叉與并行，下一個階段的問題可以反饋給上一階段尋求解決辦法，并且下一階段所提出的問題及其解決也會推動上一階段創新活動的深入與發展，三階段相互區別又相互促進，形成技術創新的統一過程。

圖2 創新價值鏈結構細分及價值輸出過程

1.2 基于創新過程的子系統劃分及序參量表示

復雜系統論認為任何復雜系統都是由若干個功能子系統組成，但不是由各子系統的簡單相加，而是各功能子系統之間相互作用的結果［14］。因此，如何合理地對產業創新系統的內部子系統進行劃分是研究產業創新系統協同程度的關鍵所在。而技術創新系統除了創新過程，還應包含創新環境，包括政策環境、市場環境，用來支持創新活動，衡量創新氛圍。基于此，本文將整個技術創新系統劃分為創新過程和創新環境，創新過程又分為技術開發、轉化和產業化三過程，每個過程中，創新主體、創新要素都會與創新環境進行資源交換，而這3 個過程也首尾相連，互相影響互相反饋。

由協同學原理可知，系統在系統穩定區域的臨界點處有快弛豫和慢弛豫兩種內部變量，快弛豫變量在系統受到干擾而產生不穩定性時，它總是企圖使系統重新回到穩定狀態，其特點是阻尼大而衰減快，故稱為阻尼大衰減快的快馳豫參量［15］。慢變量一種與快變量對應的變量，在系統受到干擾產生不穩定性時，總是使系統離開穩定狀態走向非穩定狀態，這種變量在系統處于穩定和非穩定的臨界區時，表現出一種無阻尼現象，并且衰減得很慢，因此被稱為臨界無阻尼慢馳豫參量。慢弛豫變量即是系統的序參量，決定了系統的相變進程。協同創新這一復雜自組織系統從無序到有序、從低效到高效的機理關鍵就在于各系統內部序參量之間的協同作用。因此，我們采用文獻分析法，選取學者們一致認可的對系統演化具有決定性作用的變量作為序參量。

技術開發子系統包括航空航天產業內從事科研活動直至新技術產生的全過程，其人員投入通常用R&D 人員總量表示，資金投入用內部科研經費支出來衡量，技術投入用上一年的有效專利數表示，產出多用專利申請數來代表［16］。技術轉化子系統主要指從技術到產品的過程，包含企業自主進行的產品開發以及通過消化吸收、改造引進其他技術而進行的產品開發，其人員投入可用產業內非R&D 人員總量來表示，非R&D 人員負責推動完成技術購買、技術轉化等非科研活動的進行。資金投入可用技術消化吸收、改造引進來表示，技術投入用當年有效專利數代表，當年有效專利數代表了在這個階段的技術投入。產出可用新產品開發項目數來表征。產業化子系統主要包括新產品開發完成后，新產品營銷、推廣、進行規?；a到獲得新產品銷售收入的過程［17］。投入多用新產品開發項目數和新產品開發經費支出來表示，產出多用新產品銷售收入來表征。創新環境子系統代表著支持上述3 個過程的創新氛圍和外部創新資源，創新氛圍可用政府的支持度、企業數、研究機構數來表示，外部資源可用外部投資額表示。子系統劃分及序參量表示如表1。

表1 技術創新系統子系統劃分及序參量表示

2 航空航天制造業協同度模型構建

2.1 復合系統協同度模型應用及適用性

近些年來，不同研究領域關于協同視角的研究越來越多，其中我國學者孟慶松等［18］構建的復合系統協同度模型得到了廣泛的認可和應用，該模型主要以系統理論中的序參量原理和役使原理為出發點進行定量描述，用各個序參量的表現計算各子系統發展的有序程度，同各子系統的有序度來計算系統整體的協同程度，有助于尋找創新薄弱環節，以及對創新過程產生關鍵作用的序參量，據此提出針對性建議。

該模型具有廣泛的適應性，適用于一切復合系統的協同度測度，各個行業的專家學者基本都以此模型為基礎，分別解決宏中微觀的協同問題。在宏觀層面，復合系統協同度模型主要應用于區域創新協同度的測算，如馬驍［19］構建了區域經濟協同發展指標體系，運用復合系統協同度模型測度了京津冀區域經濟協同的有序度和協同度，對京津冀區域經濟協同發展趨勢進行分析；在中觀層面，如劉英基［20］對我國高技術產業技術創新、制度創新與產業高端化各子系統序度、子系統協同度和復合系統協同度進行了實證分析，為高技術產業高端化提出針對性建議；在微觀層面，如孫冰等人［21］研究企業自主創新動力系統，從資金、技術、人才和環境角度構建了協同度模型。

我國航空航天產業技術創新系統是典型的復合系統，它由3 個創新過程和創新環境通過相互影響、相互作用而形成，具備自我發展、自我演化的特征，在不同的創新過程具有不同的價值輸出。因此，該系統可使用復合系統協同度模型進行評價和分析。

2.2 復合系統協同度模型構建

子系統的有序度可用各序參量有序度的幾何平均數來表示，取值在0～1 之間，取值越大，說明該子系統有序度越大，即子系統協同水平越高：

從上式可以看出，協同度的取值在［-1,1］之間，且取值越大證明該年份的協同發展水平越高。當每個子系統的有序度，此時取正值，證明相比初始年份（），系統整體處在協同發展狀態，具備一定的協同水平；當出現某個子系統有序度，此時取負值，證明相比初始年份（），系統整體處于無序狀態。因此，每個子系統的有序發展對協同度都起著決定性作用，這也是協同的意義所在而政府財政支持在政策支持主范疇中影響最大，金融創新在市場環境中影響最大。

3 航空航天制造業協同度實證分析

3.1 數據來源與處理

模型的實證數據皆直接或間接來源于《中國高技術統計年鑒》，其中政府支持度由當年全國科研經費/國內生產總值來表征，其他數據直接選取。由于該年鑒自2017 年后停更，且航空航天類數據保密性較強，可獲性低，難以在其他年鑒中尋找到完整數據，因此本文僅對2009—2016 年間航空航天產業技術創新系統協同水平進行評價分析。首先對各序參量的原始數據進行標準化處理，消除不同量綱的影響，序參量原始值如表2，實際值如表3 所示。

表2 2009—2016 年序參量原始值

表3 2009—2016 年序參量實際值

3.2 子系統有序度測算

本文用2009—2016 年各序參量實際值中的最小值下調10%作為序參量的下限值，用各序參量實際值中的最大值上調10%作為序參量的上限值。將表3 與上下限值的數據代入公式（1），可得到各子系統序參量的有序度，如表4 所示。

表4 2009—2016 年序參量有序度

將子系統序參量有序度數據代入公式，可得出各子系統有序度如表5 所示。

表5 2009—2016 年子系統有序度

3.3 系統協同度測算

根據系統協同理論，協同度是從量化方面反映不同系統或同一系統內部不同子系統協調演化狀況的重要指標，其值介于（-1，1）之間，數值越高表示協同程度越高，協同度越高表示系統運行越有效［22］。將協同度值域劃分成若干連續區間，不同區間代表不同的協同狀態，-1 到0 為非協同狀態，0 到0.39 為低度協同狀態，0.40 到0.69 為中度協同狀態，0.70 到1 為高度協同狀態［23］。

將各子系統有序度代入公式，計算總系統協同度數值，為方便探尋協同度的波動原因，繪制出各子系統有序度和系統協同度的趨勢如圖3、圖4 所示。

圖3 子系統有序度趨勢圖

圖4 系統協同度趨勢圖

由圖3、圖4 可得，相比2009 年我國航空航天制造產業技術創新協同發展水平，2010 年和2012 年處于低度協同狀態，其他年份協同度為負，表示均處于不協同狀態。未達到持續協同狀態主要是各要素投入不均衡、各子系統發展無序造成的。如圖4，在序參量層面，要素投入每年都有浮動，沒有達到穩步上升，如R&D 人員總量在2012 年達到峰值，之后逐步下降，而R&D 內部經費支出在2009—2014 年呈上升態勢，之后略有下降，同一子系統的不同序參量不能保持同步發展造成了子系統發展無序；在子系統層面，技術開發子系統有序度同樣在2012 年達到峰值，之后開始下降。技術轉化子系統在2013—2014 年間有序度大幅提升，但2016 年產生了驟降。產業化子系統在2014 年達到最高有序水平，但在2009—2016 年間，一直處于波動狀態，證明我國航空航天產業技術產業化處于初級發展階段，產業化水平不穩定。創新環境子系統有序度除了2015年略有下降以外，在其他年間都保持了穩步上升狀態，為開展創新活動提供了良好的氛圍和資源。

3.4 研究結論

（1）政府支持度和當年有效發明專利數是影響系統協同度變化的關鍵序參量。2013—2014 年間，政府支持度的下降直接影響了創新環境水平，進而引起了系統協同度降低，2014—2015 年間，在其他序參量整體稍有下降的前提下，當年有效發明專利數的增加明顯提升了系統協同度水平。這是因為，首先政府支持度表征著在經費和政策方面，政府對航空航天制造業發展的投入，其作用在技術創新三階段都有體現；當年有效發明專利數表征技術開發階段的價值產出，同時也作為第二階段的技術投入，為整個價值輸出過程奠定技術基礎，因此以上兩個序參量的波動會對整個技術創新系統產生重大影響。

（2）技術轉化階段的技術成果未得到合理應用。如圖1 所示，在技術轉化階段，當年有效發明專利數為技術投入，新產品開發項目數為技術產出，但由表4 數據可得，在其他要素投入充足的年份，較高的有效專利數目也不一定對應較高的新產品開發項目數。原因如下：科研生產相分離的模式下，高校等科研院所的技術創新缺少目標導向，創新往往滯后于市場需求，缺少前瞻性創新，因此有些技術開發階段的創新成果產品價值和產業價值較低，不適于進行轉化和推廣；軍工企業和民營企業相分離，專利技術不流通，通用技術不通用，也會導致技術轉化率低，還會導致重復創新出現［24］。

（3）產業化過程在整個技術創新過程中處于“瓶頸”位置。產業化過程新產品開發項目數和經費支出未達到有序投入，影響了整個系統的協同程度。創新成果難以產業化，是長期困擾我國航空航天制造業的嚴重障礙［25］。一方面較低的產業化水平代表較低的科技收入，難以反哺資金需求較高的技術開發過程，制約了整個創新價值鏈的發展；較低的產業化水平也代表著前兩個階段的產出推廣和應用率較低，技術創新未能產生規模效益，拉低了我國航空航天制造業的國際競爭力。結合我國航空航天制造業的發展現狀，可知產業化水平較低的原因如下：首先是技術開發與市場工作缺乏結合，導致產品缺乏性能與成本的綜合競爭力，在互聯網+時代，越來越多的產品從問世就確定了商業模式，孤立的產品本身已不構成市場競爭的基本單元。而航空航天的零部件或工藝在立項之初往往缺少商業模式的設想和指引，到了產業化階段，再想創新商業模式就變得困難重重，可能需要改變或擴展現有的技術，形成與之匹配的生產制造能力或提升商業模式成熟度，這些問題都是單一創新主體難以克服的；其次產品投產后的大規模市場營銷和運營管理也在考驗目前產業化組織模式的科學性，在科研院所內直接進行產業化，能解決“產研分離”的問題但難以規?；茝V，由企業承擔產業化工作易出現技術不成熟、發展后勁不足的問題。

4 對策建議

（1）發展產業集群，構建技術創新協同平臺。產業集群的發展模式旨在利用各類創新主體在地理位置上的聚集來達成經濟效益，各類創新主體通過分工協作降低研發生產成本，克服公共資源使用的不經濟性。近幾年陜西閻良、長江經濟帶、湖南長沙-株洲-湘潭城市群等地的航空航天產業集群在生產制造方面初有成效［26］。但在高校和研究院所紛紛加入后，為了增強技術創新能力、保持協同發展，集群中還需要構建技術創新協同平臺增強基礎設施共享、組織協同效應、創新效應以及學習效應，以保證創新價值鏈各階段價值輸出最大化。在技術開發階段，平臺重點建設專家人才庫、大型科學儀器設備、科學數據、科技項目信息庫，實現技術、人才、科研設備、科技信息等資源全方位共享。各創新主體可通過平臺的知識共享服務和研究動態展現獲取最新研究動向；在技術轉化階段，平臺推進企業與國外各類創新機構合作，提升國際產學研合作的層次和水平，開展跨國技術轉移，相互開放創新聯盟機構間已有的工程研究中心等研發機構，建立科技資源共享平臺，推進聯盟內企業知識產權合作等，引導和支持國際科技創新資源加速向集群聚集，可幫助各創新主體獲取最新的研究成果并進行合理的價值評估；同時由于平臺信息資源共享的特點以及各創新主體的學習效應和競爭效應的存在,使得區域內原來基于資源享賦的比較優勢,發展為基于區域創新能力的競爭優勢,爭奪政府和外部資源，提高了資源利用度，大大加快了產業技術創新步伐。

（2）優化產業政策，扶持培育科技型企業。在技術開發階段，由于技術不成熟不穩定，社會資金和投資資金介入風險較大，此時的資金來源多為產業政策下的政府扶持，待行業共性技術和關鍵技術形成后，大量的基礎設施建設又需要政府的直接投資，因此合理的產業政策在技術創新的中前期起著保駕護航的作用［27］。政府通過落實財稅、金融、人才等各項政策，激發企業科技創新活力，不斷提升自主創新能力。逐步加大對于引領未來科技發展方向的科技研發項目的財政科技投入，引導企業等進行前瞻性科學技術研究。深入落實科技型中小微企業發展的科技金融支持政策。財稅部門進一步調研，做好政策解讀和配套服務工作，進一步落實研發費用加計扣除和高新技術企業所得稅優惠等政策，幫助企業運用好各類稅收優惠政策，減輕企業負擔，增強企業科技創新能力。不斷提升企業家創新意識，重視企業家隊伍建設；以行業技術領軍人才、帶頭人才為核心，打造富有地域特色的產業科技人才隊伍，保障各類科技創新主體的活力和創新能力。同時強化科技成果轉化政策激勵，落實科技人員創業的激勵政策。強化對中小科技型企業的扶持，建立科技型企業梯度培育機制運用市場化運行機制，創新各類航空航天企業孵化基地運營模式，孵化派生一批科技型企業。進一步完善中小科技型企業獎勵扶持政策，落實各項激勵措施。引導、培育中小高新技術企業發展，建立航空航天企業梯度培育機制，對處于不同發展階段的航空航天企業進行針對性的激勵、扶持，逐漸形成適應地區經濟發展的航空航天產業培育和發展機制。