第一章　導論

第一節(jié)　研究背景、問題與意義

一、研究的現(xiàn)實背景

1.裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與演進趨勢

（1）裝備制造產(chǎn)業(yè)的概念

裝備制造產(chǎn)業(yè)簡稱“裝備制造業(yè)”，是我國經(jīng)濟體制下特有的概念，在1998年中央經(jīng)濟工作會議上首次明確提出。自此，裝備制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展受到廣泛關注和重視。裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟進行簡單再生產(chǎn)和擴大再生產(chǎn)提供生產(chǎn)技術裝備的工業(yè)的總稱，即“生產(chǎn)機器的機器制造業(yè)”。裝備制造業(yè)又稱“裝備工業(yè)”，是為滿足國民經(jīng)濟各部門發(fā)展和國家安全需要而制造各種技術裝備的產(chǎn)業(yè)總稱。按照國民經(jīng)濟行業(yè)分類，其產(chǎn)品范圍包括機械、電子以及兵器工業(yè)中的投資類制成品，分屬于金屬制品業(yè)、通用裝備制造業(yè)、專用設備制造業(yè)、交通運輸設備制造業(yè)、電氣機械及器材制造業(yè)、通信計算機及其他電子設備制造業(yè)、儀器儀表及文化辦公用裝備制造業(yè)7個大類185個小類。

（2）裝備制造產(chǎn)業(yè)的特征

資本密集、技術密集和勞動密集是裝備制造產(chǎn)業(yè)的三大特征。裝備制造企業(yè)的生產(chǎn)過程對技術和智力要素的依賴遠超其他行業(yè)，需要大量的財力投入及大量人力參與產(chǎn)品的制造過程。尤其值得注意的是，裝備制造產(chǎn)業(yè)是技術密集與勞動密集共存的行業(yè)。一般來說，技術程度與勞動力需求成反比，即技術程度較高時，所需要的勞動力會更少。這不難理解，當技術程度提高時，生產(chǎn)產(chǎn)品的工具就會使生產(chǎn)變得更加便捷和高效，一定程度上減少了對操作人員的需求，也就是降低了對勞動力的需求。裝備制造產(chǎn)業(yè)技術密集與勞動密集同時存在的原因在于，其生產(chǎn)組織模式與最終消費品制造業(yè)相比極為不同。裝備制造產(chǎn)業(yè)一般會通過按單制造、非標制造、項目制造等模式生產(chǎn)產(chǎn)品，在較為漫長的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)計劃的調(diào)整及技術變更等都需要大量人力參與，極少存在“傻瓜式”的生產(chǎn)方式。

（3）裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

裝備制造產(chǎn)業(yè)是制造業(yè)的核心和支柱，是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術進步的基礎條件。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)已形成門類齊全、規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)群，少數(shù)產(chǎn)品已達到世界領先水平。

①產(chǎn)業(yè)結構現(xiàn)狀

第一，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模增加值增速趨緩，資產(chǎn)規(guī)模較快增長，固定資產(chǎn)投資平穩(wěn)向好，但過半數(shù)主要產(chǎn)品產(chǎn)量出現(xiàn)下降。根據(jù)《中國裝備制造業(yè)發(fā)展報告（2019）》可知，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)總體資產(chǎn)規(guī)模實現(xiàn)穩(wěn)步提升。近年來，機器人與智能制造行業(yè)、計算機、通信和其他電子設備行業(yè)、工程機械行業(yè)、儀器儀表行業(yè)和食品包裝機械行業(yè)，資產(chǎn)規(guī)模增速均在10%以上。

第二，行業(yè)間收入分化特征明顯、利潤水平差異明顯。工程機械、重型礦山等行業(yè)增速最快，而鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備行業(yè)出現(xiàn)負增長，導致行業(yè)間收入差距明顯。

②創(chuàng)新現(xiàn)狀

第一，強化創(chuàng)新的核心地位，多種創(chuàng)新模式齊頭并進。在裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，創(chuàng)新無論何時都是一項基本的發(fā)展戰(zhàn)略，并且被不斷強化。同時，積極探索協(xié)同創(chuàng)新、服務創(chuàng)新等新的創(chuàng)新模式，為裝備制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展賦予了新動能。為創(chuàng)造發(fā)展機會，裝備制造企業(yè)積極進行跨界合作與聯(lián)合創(chuàng)新。比如，埃夫特智能裝備股份有限公司與上海飛機制造有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，以中國大飛機C929、C919和ARJ21的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為目標，共同成立“民用飛機機器人應用技術聯(lián)合實驗室”。另外，制造企業(yè)不僅提供裝備制造產(chǎn)品，還將終端產(chǎn)品的服務延伸到安裝、維修、互補品供應、智能化改造等領域，擴大了終端產(chǎn)品的內(nèi)涵，打造了以“產(chǎn)品+服務”為主要內(nèi)容的解決方案，拓展了新的市場。

第二，繼續(xù)加大研發(fā)投入、加快研發(fā)機構建設。主要體現(xiàn)為：內(nèi)部研發(fā)經(jīng)費支出整體趨增、外部研發(fā)經(jīng)費支出加速增加、項目經(jīng)費支出加速增加、新產(chǎn)品開發(fā)數(shù)量有所增加、研發(fā)人員碩博占比進一步提升。以鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業(yè)為例，2017年，該產(chǎn)業(yè)研發(fā)強度達到2.53。又如，2017年，裝備制造企業(yè)研發(fā)機構人員為192.91萬人，其中擁有碩博學位的人員為29.17萬人，占比為15.12%。

第三，創(chuàng)新產(chǎn)出量質(zhì)齊生。主要表現(xiàn)為：企業(yè)專利質(zhì)量有所提升、技術獲取和改造支出增速有所放緩、開發(fā)課題數(shù)量快速增長。只有在追求專利數(shù)量的同時保證專利的質(zhì)量，才能有效提高專利的價值。雖然技術獲取和改造支出增速有所放緩，但企業(yè)技術改造支出卻呈現(xiàn)出占比高的態(tài)勢，說明裝備制造產(chǎn)業(yè)仍然重視對技術進行改革和創(chuàng)新。

（4）裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題

市場疲軟、需求不足是一段時間以來阻礙裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素之一。企業(yè)資金周轉(zhuǎn)壓力大、運行效率下降、稅費負擔被放大、貸款利息壓力增加等，都給裝備制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來了巨大的壓力。

①產(chǎn)業(yè)結構存在的問題

第一，企業(yè)性質(zhì)不同，面臨的問題差異化較大。主要表現(xiàn)為：私營裝備制造企業(yè)盈利能力亟待提高，國有裝備自造企業(yè)“大而不強”問題凸顯。

第二，不同行業(yè)在國際上的發(fā)展水平差距還較大，技術追趕仍舊是部分領域的重要方向。比如，雖然我國的高鐵、工程機械等行業(yè)的技術水平已經(jīng)領先世界，但是高端光刻機、芯片、觸覺傳感器、重型燃氣輪機、大型數(shù)控機床等行業(yè)還面臨被國外先進技術“卡脖子”的不利局面，難以實現(xiàn)國產(chǎn)替代。因此，在這些行業(yè)，技術追趕仍舊是重中之重。

②創(chuàng)新存在的問題

第一，從企業(yè)自身來看，基礎應用研究能力薄弱導致企業(yè)原始創(chuàng)新較少，產(chǎn)業(yè)共性技術存在短板，關鍵核心技術受制于人；產(chǎn)品工藝性實驗驗證能力缺乏，導致產(chǎn)品可靠性受到質(zhì)疑；來自國外壟斷企業(yè)的打壓等使得企業(yè)進入國際市場受限。比如，國內(nèi)市場在制造光刻機方面技術水平較低，這項關鍵技術被歐美科技巨頭長期壟斷。2019年，美國電子商務部將華為公司列入“實體問題清單”，這意味著在未獲得美國國家商務部許可的情況下，美國相關企業(yè)無法向華為供應芯片產(chǎn)品，這直接導致了華為的芯片危機。又如，中國西電集團有限公司研發(fā)的接線端子產(chǎn)品，因西門子公司對同類型產(chǎn)品的大幅降價而失去市場。

第二，從產(chǎn)業(yè)范圍來看，創(chuàng)新鏈和資金鏈、產(chǎn)業(yè)鏈未能有效融合，出現(xiàn)創(chuàng)新資源分散、基礎應用研究與產(chǎn)業(yè)化割裂的現(xiàn)象，從而造成實驗室創(chuàng)新成果利用率低、產(chǎn)業(yè)端研發(fā)跟不上等問題。

第三，從宏觀環(huán)境來看，知識產(chǎn)權保護體系不健全，在一定程度上制約了裝備制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)。比如，在一些新興的裝備制造產(chǎn)業(yè)中，相關的技術標準還未正式確立，知識產(chǎn)權法律法規(guī)也還未有成文的規(guī)定，這導致企業(yè)不能有效保護自己的研發(fā)創(chuàng)新成果。同時，企業(yè)自身的知識產(chǎn)權保護手段落后、有限，很難有效降低企業(yè)在創(chuàng)新中的技術研發(fā)風險，很難高效獲取在與其他企業(yè)合作中的創(chuàng)新收益。

（5）裝備制造產(chǎn)業(yè)的演進趨勢

在制造業(yè)向數(shù)字化、智能化融合轉(zhuǎn)型的趨勢下，對跨知識領域、多學科交叉研究的需求推動裝備制造產(chǎn)業(yè)不斷嵌入復雜情境，即復雜的產(chǎn)品結構、復雜的研發(fā)組織、復雜的技術系統(tǒng)、復雜的創(chuàng)新知識體系等。因此，針對裝備制造產(chǎn)業(yè)，尤其是高端裝備制造產(chǎn)業(yè)，基于復雜性理論的探索成為必需與必然。裝備制造不斷向復雜裝備制造演變。

復雜裝備（如工業(yè)機器人、高檔數(shù)控機床、高檔裝備儀器、運載火箭、大飛機等）是技術和產(chǎn)品結構復雜、生產(chǎn)周期長、開發(fā)成本高的一類裝備制造產(chǎn)品，對于國民經(jīng)濟具有強大的基礎性和帶動作用，其制造水平是一個國家科技實力、綜合國力和國際競爭力的集中體現(xiàn)（Zhang et al.，2020）。復雜產(chǎn)品系統(tǒng)理論是研究復雜裝備產(chǎn)業(yè)的重要理論基礎（魏江 等，2007）。李慧（2012）對裝備制造產(chǎn)品和復雜產(chǎn)品系統(tǒng)的關系進行了梳理，指出那些處于產(chǎn)業(yè)前沿的，高端且系統(tǒng)集成化、智能化水平較高的成套裝備制造產(chǎn)品屬于復雜產(chǎn)品及系統(tǒng)；而其他如高新技術裝備中涉及技術領域不夠廣泛的裝備、基礎裝備中的大部分，以及一般機械裝備中的絕大部分僅屬于元器件、配件或組建，不屬于復雜產(chǎn)品及系統(tǒng)；進一步，取復雜產(chǎn)品系統(tǒng)和裝備制造產(chǎn)品的交集，就能夠?qū)閲窠?jīng)濟發(fā)展和國防建設提供裝備服務的復雜產(chǎn)品及系統(tǒng)定義為復雜裝備制造產(chǎn)品，簡稱復雜裝備。復雜裝備有時也被置于高端裝備情境而被研究。復雜裝備與高端裝備兩個概念既有聯(lián)系也存在區(qū)別。從技術含量高低來講，復雜裝備往往技術含量較高，多屬于高端裝備范疇。區(qū)別在于，二者側重點不同。復雜裝備更強調(diào)技術體系、產(chǎn)品結構、研發(fā)組織等多層面的復雜性，高端裝備則更強調(diào)該產(chǎn)業(yè)的高技術、高附加值特性。相關研究多認為，產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡與制造企業(yè)關鍵能力是影響復雜裝備創(chuàng)新的兩個重要因素，對此進行的探討較為廣泛（Naghizadeh et al.，2017；黃群慧 等，2015）。

總的來看，近年來，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)綜合實力得到大幅提升，突破了一批關鍵核心技術，涌現(xiàn)了一批具有國際競爭力的企業(yè)和集群，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)配套。但我國裝備制造產(chǎn)業(yè)距離高質(zhì)量發(fā)展還存在一定差距，主要表現(xiàn)為：部分裝備產(chǎn)品遭遇“卡脖子”；基礎配套能力不足，裝備主機面臨“空殼化”；產(chǎn)品附加值比較低，多為中低端產(chǎn)品，如德、日、韓的新能源汽車電機出口價格幾乎是我國的2倍。從組織方式、技術含量和產(chǎn)品結構來看，裝備制造產(chǎn)業(yè)不斷向復雜裝備演變。要全面提升我國裝備制造產(chǎn)業(yè)水平，創(chuàng)新是最迫切和最根本的解決之道。

2.產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新在復雜裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心作用

由于復雜裝備的技術復雜性，單個企業(yè)開展創(chuàng)新活動不僅存在知識的局限性，還存在創(chuàng)新的高風險性。也就是說，復雜裝備的創(chuàng)新不能僅依靠某個企業(yè)自身的內(nèi)在創(chuàng)新努力，企業(yè)單打獨斗無法完成整個創(chuàng)新過程。因此，開展與外部企業(yè)或科研機構等的創(chuàng)新合作，成為復雜裝備制造企業(yè)的重要戰(zhàn)略。同時，復雜裝備產(chǎn)業(yè)自身的高技術含量和高附加值特點使該產(chǎn)業(yè)具有較強的開放性；而產(chǎn)業(yè)鏈長、生產(chǎn)要素豐富、市場需求多樣等特性，使該產(chǎn)業(yè)在開展創(chuàng)新合作時具有天然優(yōu)勢。

從現(xiàn)實來看，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)不斷集群化發(fā)展，集群內(nèi)部成員間相互進行技術學習和知識溢出。然而，隨著經(jīng)濟全球化、技術創(chuàng)新的復雜化、競爭的白熱化，集群內(nèi)部合作，尤其是局限于某個地域的集群企業(yè)內(nèi)部合作已無法順應上述趨勢和克服上述困難。因此，超越地域集群的產(chǎn)業(yè)范圍的合作創(chuàng)新，成為復雜裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動。

3.實施技術標準化戰(zhàn)略在復雜裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要意義

在現(xiàn)實的經(jīng)濟活動中，技術標準化戰(zhàn)略已滲透到國家、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)等各個層面。比如，國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會于2015年10月發(fā)布了《中國制造2025》重點領域的技術路線圖。該文件強調(diào)了技術標準在先進軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、新一代信息技術產(chǎn)業(yè)、數(shù)控機床等領域的戰(zhàn)略意義與實踐價值。標準化是促進科技成果市場化、產(chǎn)業(yè)化的橋梁和紐帶。隨著中國市場化改革的推進及高新技術在經(jīng)濟中發(fā)揮越來越重要的作用，技術標準也被視為產(chǎn)品競爭、品牌競爭之外的一種層次更深、水平更高的企業(yè)間競爭戰(zhàn)略（林洲鈺 等，2014）。例如，根據(jù)報道，標準化助力中車株洲電力機車有限公司（簡稱“株機公司”）打造技術“高精尖”名片并成為行業(yè)龍頭領跑世界。截至2016年年初，株機公司共參與制定修訂國際標準19項、國家標準25項、行業(yè)標準77項。標準化的基本原理是簡化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)和優(yōu)化，最終目標是簡單、易行、可操作（劉杰 等，2017），這也與研究者所在團隊前往株機公司調(diào)研訪談時，公司管理層所提到的公司的簡統(tǒng)化戰(zhàn)略不謀而合。

當前，發(fā)展高端裝備制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手。在制造業(yè)服務化、全球價值網(wǎng)絡重組的驅(qū)動下，信息通信設備、數(shù)控機床、電力機車、大飛機等復雜裝備，逐漸成為國民經(jīng)濟的支柱（Acha et al.，2004；Appio et al.，2019；Crespin-mazet et al.，2019；Hobday et al.，2000；Hobday，2000；Kiamehr et al.，2015；Lee，et al.，2015；Majidpour et al.，2015），也成為當今世界各國普遍關注的戰(zhàn)略重點（李春田，2015）。復雜裝備具有巨大的技術經(jīng)濟意義，可促進產(chǎn)業(yè)鏈整體技術升級、帶動零部件等相關配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升國家競爭力，也可為簡單產(chǎn)品和現(xiàn)代服務業(yè)提供支撐平臺等。

標準化有助于促進制造過程的規(guī)范化，促進系統(tǒng)內(nèi)部組件的重復使用，減少資源的浪費，提升制造效率（Karandikar et al.，2007；Mor et al.，2018）。因此，在當前制造業(yè)廣泛追求精益制造的情境下，標準化逐漸成為重要的企業(yè)戰(zhàn)略，這對于復雜裝備制造企業(yè)也同樣適用。復雜裝備產(chǎn)業(yè)屬于具有高度復雜性的制造業(yè)，是由許多相互依賴的互補組件所構成的技術密集型產(chǎn)品。標準化是促進復雜裝備高效開發(fā)的重要戰(zhàn)略武器，可通過確保兼容性、增加復雜裝備組件間的互操作性和協(xié)調(diào)性（Toh et al.，2017；Xie et al.，2016），降低開發(fā)的復雜性。