第一章　導論

第一節　研究背景、問題與意義

一、研究的現實背景

1.裝備制造產業的發展現狀與演進趨勢

（1）裝備制造產業的概念

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

（2）裝備制造產業的特征

資本密集、技術密集和勞動密集是裝備制造產業的三大特征。裝備制造企業的生產過程對技術和智力要素的依賴遠超其他行業，需要大量的財力投入及大量人力參與產品的制造過程。尤其值得注意的是，裝備制造產業是技術密集與勞動密集共存的行業。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，生產產品的工具就會使生產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。裝備制造產業技術密集與勞動密集同時存在的原因在于，其生產組織模式與最終消費品制造業相比極為不同。裝備制造產業一般會通過按單制造、非標制造、項目制造等模式生產產品，在較為漫長的生產過程中，生產計劃的調整及技術變更等都需要大量人力參與，極少存在“傻瓜式”的生產方式。

（3）裝備制造產業的發展現狀

裝備制造產業是制造業的核心和支柱，是社會經濟發展的基礎性產業，其發展是各行業產業升級、技術進步的基礎條件。經過幾十年的發展，我國裝備制造產業已形成門類齊全、規模龐大的產業群，少數產品已達到世界領先水平。

①產業結構現狀

第一，經過幾十年的發展，我國裝備制造產業的產業規模增加值增速趨緩，資產規模較快增長，固定資產投資平穩向好，但過半數主要產品產量出現下降。根據《中國裝備制造業發展報告（2019）》可知，我國裝備制造產業總體資產規模實現穩步提升。近年來，機器人與智能制造行業、計算機、通信和其他電子設備行業、工程機械行業、儀器儀表行業和食品包裝機械行業，資產規模增速均在10%以上。

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

②創新現狀

第一，強化創新的核心地位，多種創新模式齊頭并進。在裝備制造產業的發展中，創新無論何時都是一項基本的發展戰略，并且被不斷強化。同時，積極探索協同創新、服務創新等新的創新模式，為裝備制造產業的創新發展賦予了新動能。為創造發展機會，裝備制造企業積極進行跨界合作與聯合創新。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略合作協議，以中國大飛機C929、C919和ARJ21的產業化生產為目標，共同成立“民用飛機機器人應用技術聯合實驗室”。另外，制造企業不僅提供裝備制造產品，還將終端產品的服務延伸到安裝、維修、互補品供應、智能化改造等領域，擴大了終端產品的內涵，打造了以“產品+服務”為主要內容的解決方案，拓展了新的市場。

第二，繼續加大研發投入、加快研發機構建設。主要體現為：內部研發經費支出整體趨增、外部研發經費支出加速增加、項目經費支出加速增加、新產品開發數量有所增加、研發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為例，2017年，該產業研發強度達到2.53。又如，2017年，裝備制造企業研發機構人員為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，創新產出量質齊生。主要表現為：企業專利質量有所提升、技術獲取和改造支出增速有所放緩、開發課題數量快速增長。只有在追求專利數量的同時保證專利的質量，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，但企業技術改造支出卻呈現出占比高的態勢，說明裝備制造產業仍然重視對技術進行改革和創新。

（4）裝備制造產業發展中存在的問題

市場疲軟、需求不足是一段時間以來阻礙裝備制造產業發展的主要因素之一。企業資金周轉壓力大、運行效率下降、稅費負擔被放大、貸款利息壓力增加等，都給裝備制造企業的生產經營帶來了巨大的壓力。

①產業結構存在的問題

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

第二，不同行業在國際上的發展水平差距還較大，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、工程機械等行業的技術水平已經領先世界，但是高端光刻機、芯片、觸覺傳感器、重型燃氣輪機、大型數控機床等行業還面臨被國外先進技術“卡脖子”的不利局面，難以實現國產替代。因此，在這些行業，技術追趕仍舊是重中之重。

②創新存在的問題

第一，從企業自身來看，基礎應用研究能力薄弱導致企業原始創新較少，產業共性技術存在短板，關鍵核心技術受制于人；產品工藝性實驗驗證能力缺乏，導致產品可靠性受到質疑；來自國外壟斷企業的打壓等使得企業進入國際市場受限。比如，國內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，美國相關企業無法向華為供應芯片產品，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的接線端子產品，因西門子公司對同類型產品的大幅降價而失去市場。

第二，從產業范圍來看，創新鏈和資金鏈、產業鏈未能有效融合，出現創新資源分散、基礎應用研究與產業化割裂的現象，從而造成實驗室創新成果利用率低、產業端研發跟不上等問題。

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

（5）裝備制造產業的演進趨勢

在制造業向數字化、智能化融合轉型的趨勢下，對跨知識領域、多學科交叉研究的需求推動裝備制造產業不斷嵌入復雜情境，即復雜的產品結構、復雜的研發組織、復雜的技術系統、復雜的創新知識體系等。因此，針對裝備制造產業，尤其是高端裝備制造產業，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（如工業機器人、高檔數控機床、高檔裝備儀器、運載火箭、大飛機等）是技術和產品結構復雜、生產周期長、開發成本高的一類裝備制造產品，對于國民經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（Zhang et al.，2020）。復雜產品系統理論是研究復雜裝備產業的重要理論基礎（魏江 等，2007）。李慧（2012）對裝備制造產品和復雜產品系統的關系進行了梳理，指出那些處于產業前沿的，高端且系統集成化、智能化水平較高的成套裝備制造產品屬于復雜產品及系統；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，不屬于復雜產品及系統；進一步，取復雜產品系統和裝備制造產品的交集，就能夠將為國民經濟發展和國防建設提供裝備服務的復雜產品及系統定義為復雜裝備制造產品，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系也存在區別。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。區別在于，二者側重點不同。復雜裝備更強調技術體系、產品結構、研發組織等多層面的復雜性，高端裝備則更強調該產業的高技術、高附加值特性。相關研究多認為，產業合作創新網絡與制造企業關鍵能力是影響復雜裝備創新的兩個重要因素，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，我國裝備制造產業綜合實力得到大幅提升，突破了一批關鍵核心技術，涌現了一批具有國際競爭力的企業和集群，形成了較為完善的產業配套。但我國裝備制造產業距離高質量發展還存在一定差距，主要表現為：部分裝備產品遭遇“卡脖子”；基礎配套能力不足，裝備主機面臨“空殼化”；產品附加值比較低，多為中低端產品，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、技術含量和產品結構來看，裝備制造產業不斷向復雜裝備演變。要全面提升我國裝備制造產業水平，創新是最迫切和最根本的解決之道。

2.產業合作創新在復雜裝備產業發展中的核心作用

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

從現實來看，我國裝備制造產業不斷集群化發展，集群內部成員間相互進行技術學習和知識溢出。然而，隨著經濟全球化、技術創新的復雜化、競爭的白熱化，集群內部合作，尤其是局限于某個地域的集群企業內部合作已無法順應上述趨勢和克服上述困難。因此，超越地域集群的產業范圍的合作創新，成為復雜裝備產業創新發展的重要驅動。

3.實施技術標準化戰略在復雜裝備產業發展中的重要意義

在現實的經濟活動中，技術標準化戰略已滲透到國家、產業、企業等各個層面。比如，國家制造強國建設戰略咨詢委員會于2015年10月發布了《中國制造2025》重點領域的技術路線圖。該文件強調了技術標準在先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、新一代信息技術產業、數控機床等領域的戰略意義與實踐價值。標準化是促進科技成果市場化、產業化的橋梁和紐帶。隨著中國市場化改革的推進及高新技術在經濟中發揮越來越重要的作用，技術標準也被視為產品競爭、品牌競爭之外的一種層次更深、水平更高的企業間競爭戰略（林洲鈺 等，2014）。例如，根據報道，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、行業標準77項。標準化的基本原理是簡化、統一、協調和優化，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研訪談時，公司管理層所提到的公司的簡統化戰略不謀而合。

當前，發展高端裝備制造是中國制造業轉型升級的重要抓手。在制造業服務化、全球價值網絡重組的驅動下，信息通信設備、數控機床、電力機車、大飛機等復雜裝備，逐漸成為國民經濟的支柱（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略重點（李春田，2015）。復雜裝備具有巨大的技術經濟意義，可促進產業鏈整體技術升級、帶動零部件等相關配套產業的發展，提升國家競爭力，也可為簡單產品和現代服務業提供支撐平臺等。

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