创新与创业管理(第11辑)——科技管理与科技创业(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：陈劲,高建

出版社：清华大学出版社

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创新与创业管理(第11辑)——科技管理与科技创业试读：

内容简介

产品模块化组织与中国制造企业的竞争升级

摘要：从模块化产品特征的两个维度——界面开放性和技术变动性，结合典型产品案例，阐述了不同类型产品系统对系统集成商、加工组装企业和模块供应商的能力要求。在此基础上，分析了不同类型产品系统中中国企业所处的竞争空间，提出了相应的国际竞争策略，并通过揭示产品模块化组织的动态演化方式，探讨了相应的竞争策略、企业能力扩展方向。

关键词：模块化组织；产品模块化；企业能力；产品竞争；竞争策略

中图分类号：F270.7　　文献标志码：A1　问题提出

近年来，模块化分工网络作为产业组织的新形式得到了经济学界的广泛关注，众多学者从多个侧面对模块化分工网络的形成原因、网络结构、运行机制和演化过程等进行了深入分析，揭示了模块化、产品建构与生产组织方式的相互关系，指出了模块化分工网络下企业应如何进行自身调整以适应模块化趋势，并提出了企业在此过程中可能的升级路径。

主流模块化理论认为：产品的模块化会引起产品生产组织方式的改变，非模块化产品最好在非模块化组织中生产，而模块化产品的生产不仅需要模块化组织，企业最优组织架构应随技术演化到不同阶段而相应转变。然而，实际案例分析指出，产品结构决定组织结构并不是绝对的，如在硬盘产业，组织结构也明显地影响产品建构。而从计算机产业的发展来看，虽然IBM360计算机是典型的模块化系统，但是IBM却曾一直努力地保持模块界面的私有化并阻止其他企业供应兼容模块，试图将IBM360模块的生产完全封闭在企业内部，从20世纪70年代到80年代，模块化个人电脑产品系统的组织结构却是非模块的垂直一体化——虽然这种封闭行为最终转向了开放。在当前智能手机领域，直到目前，苹果公司采取的封闭式iOS手机模块化分工与三星公司、华为公司采取的开放式Android手机模块化分工在市场竞争中仍难分伯仲。在成功实现模块化设计已较长时间的汽车产业，虽然产业内的模块化趋势较为明显，但是，与电子信息产业的产品相比，汽车生产和组织的模块化程度仍相对较低，并且美系汽车、日系汽车与欧洲汽车的厂商在模块化分工上存在明显差异。

上述案例表明：组织的模块化并不单纯是技术自然演化的结果，所形成的模块化分工组织本身也不是无差异的。目前对这个问题的研究大都以实际案例研究为主，如李晓华研究了中国的“山寨机”，白雪洁研究了汽车产业和电子电器产业的情况。这些研究针对某个具体产业，得出了一些具有指导意义的研究结论，但较少涉及对模块化组织本身的差异和动态变化的分析。本文尝试从不同产品的模块化组织表现出的差异性特征出发，根据构成模块的技术稳定和技术变动的特点，分析不同类型的产品系统对不同企业能力的要求，探讨不同类型产品系统中国制造企业的竞争空间以及相应的竞争策略，通过揭示产品系统组织结构开放与封闭的动态演化方式，对相应的竞争策略及企业能力进行扩展分析。本文对于加深对产品模块化组织的理解、推进中国制造企业的转型升级具有一定的借鉴价值。2　复杂产品的模块化与模块化组织的差异

当前主流的模块化理论认为，模块化具有三个层次——设计模块化、生产模块化和组织模块化。一般认为：设计模块化是生产模块化的前提，生产模块化是组织模块化形成模块化分工的前提；三者之间并不是必然的递进关系，即设计模块化并不一定会导致生产模块化和组织模块化，但组织模块化的实现必然以设计模块化与生产模块化的同时实现为前提。设计模块化和生产模块化都与产品本身直接相关，我们统称为产品模块化，即本文讨论的产品是已实现了设计模块化和生产模块化，但在模块化组织结构上存在差异的产品。2.1　模块化组织的类型

产品模块化是组织模块化形成模块化分工的前提。当复杂产品系统基于功能被分解为若干模块构成而实现了产品的模块化时，单个企业很难拥有足够丰富且多元化的资源，很难保证在各个模块上都具有竞争力。同时，各个模块的最小经济规模往往是不一致的，整体产品生产决策最优并不能保证产品的每个功能模块构成的生产实现最优，这就导致企业很难在各个模块上都能实现规模经济以降低成本。随着产品市场的规模扩张到一定程度，在理论上企业组织应从一体化向模块化转变，企业应将许多工作移交给专业化厂商完成，以分享专业化分工和规模经济的好处。这就是产品内模块化分工组织产生的经济动因。

然而，产品的模块化所形成的模块化分工组织并不是无差异的。现实中不同模块化产品对应的企业分工组织可被划分为开放式模块化产品组织和封闭式模块化产品组织。

在模块化产品的建构下，如果这种产品的模块化知识是开放的，即已形成公开的技术标准和产品模块划分准则，那么产品（如Android手机、台式个人计算机等）的模块化分工网络也是开放的。产品构成模块可以从市场中公开购买获得，由于模块具有较强的兼容性，因此系统集成商或加工组装企业在将购买到的模块与其他部件组织到一起来形成完整产品时，没有必要了解、获得模块蕴含的全部知识，只需了解产品系统的建构和模块界面信息即可作为同质生产者进入产业链并迅速形成最终产品生产能力。同样，模块供应商也只需掌握部分模块蕴含的知识就可参与模块供应市场中的竞争。这意味着，无论是最终产品生产企业，还是模块供应商，所需知识都大大减少，企业进入复杂产品产业链的知识壁垒被大大降低。这又吸引了更多企业进入，并将导致模块供应市场与最终产品市场的激烈竞争。其结果是：当最终产品尚未表现出大的技术创新和应用创新时，其市场利润就已耗散，不同构成模块的生产利润差异也进一步扩大。知识壁垒较低的模块组装和集成层级以及非关键零部件层级的利润空间被压缩；而知识壁垒相对较高的关键模块和零部件层级可能会因市场需求的扩大而实现获利增加，其创新也日趋活跃，从而又引导产品的其他模块和零部件的协同创新。

如果产品的模块化知识被封闭在企业内部，即产品的模块划分与设计属于企业私有知识，那么产品的构成模块只是在该封闭式产品建构下才具有价值。例如，苹果手机、风电装备等产品的构成模块缺乏兼容性，形成产品的模块化分工网络也是封闭的。与开放式模块化产品相比，企业进入最终产品市场面对的知识壁垒要高很多：企业不但需要掌握产品建构知识以及模块间连接界面规则，而且需要掌握足够的知识以委托或指导模块供应商生产出满足功能和性能要求的各个模块。其所需的知识既包括系统建构知识，也包括部分模块专业化设计知识，甚至必须具备在选择模块代工厂方面的相应知识。同时，由于模块化产品最终直接面对终端应用市场，因此这些知识经常会根据消费者需求的差异或客观环境的差异发生相应的调整甚至变化——如要根据风电场规模、风速变化特征等因素对风电装备进行专门设计，这就使得产品模块划分、模块功能界定和模块界面连接规则也会不断地发生调整。在这一过程中，模块代工厂不仅要与最终产品设计部门保持良好的沟通，而且必须具有适应这种调整的设计与工艺能力。这种封闭式模块化产品对模块生产企业的创新能力提出了更高要求，系统集成商进行产品组装时所需协调的模块供应商关系的复杂度也大幅提高。因此，这类产品的市场竞争力表现为产品系统中产业链各层次的整体协同能力，模块供应企业的收益取决于这种整体竞争力以及自身在分工网络中的利润分配地位。2.2　同类产品的模块化组织差异

实际上，这种对模块化产品的分类也只是高度抽象与简化的。模块化产品也有简单模块化产品和复杂模块化产品之分，复杂模块化产品被分解后的子模块本身也可能是复杂系统，模块重用（modular reuse）就是利用已形成的模块创建新模块，是系统模块形成的基本方式。这种模块重用可能基于事先建立好的、具有开放特征的标准模块，也可能基于经企业验证且被封闭在企业内部使用的封闭性子模块。创建出的新模块可能继续被封闭在企业内部应用，也可能具有公开界面信息而成为开放式的标准模块。这样，由一系列模块组合而成的大部分复杂产品也就同时具有封闭和开放的特征。本文根据产品构成中核心模块的开放性和封闭性来判断产品类型。

例如，手机作为一种复杂产品由硬件系统和软件系统两大部分构成，手机的硬件系统主要可分为射频、中频与基频的半导体元件以及机壳、按键、印刷电路板（PCB）、电池等周边零组件构成。其中，射频、中频和基频元件的一些功能被整合为专门的集成电路（IC），为硬件核心模块，而机壳、按键、PCB和电池则需要手机企业专门设计。手机的软件系统包括系统软件（包括物理层软件、通信协议软件）和应用层软件。其中，系统软件属于核心模块，而应用层软件根据需要定制安装，手机产品采用的专门IC和系统软件决定了不同手机产品的基本特征。Android手机采用开放的Android系统软件和IC，属于开放式模块化产品；而苹果手机采用封闭的iOS系统软件和IC，属于封闭式模块化产品。这表明，同类产品的模块化组织并不唯一。3　模块化产品的技术特征及相应企业能力空间3.1　模块化产品的分类

开放式模块化组织和封闭式模块化组织是两种模块化组织分工形式，旨在充分利用专业化、降低生产成本、获得更高利润，都能促进形成明显的产品内分工格局。不论是对于开放式模块化产品的生产，还是封闭式模块化产品的生产，企业都可以方便地通过外包和全球采购获得所需的产品模块。对于前者，企业采购的是具有开放界面信息的模块；对于后者，企业采购的是自己设计的定制模块。这使得，无论采用哪种模块化组织分工形式的企业，即使不具备某些核心或关键零部件的知识或生产能力，也能参与最终产品生产，而各级模块供应商只需专注于本级子模块的专业知识和加工能力便可参与全球竞争。

本文根据模块化产品构成模块的界面开放性和技术变动性两个维度，将模块化产品划分为4大类，目前每类的代表性产品如表1所示。需要说明的是，同一产品在产品生命周期不同阶段的技术变动程度可能有很大差别，本文对技术变动性的讨论限定在产品系统技术的一个周期内。

由表1可知，基于2个维度的4类产品包括技术变动开放式模块化产品、技术变动封闭式模块化产品、技术稳定封闭式模块化产品和技术稳定开放式模块化产品。不同类型产品的系统集成企业、加工组装企业和模块生产企业面临的市场竞争环境及其适应竞争所需的重点能力都存在较大差异。当然，具体到某个企业，它可能同时兼有两重或三重身份，也可能只拥有一个身份。表1　基于界面开放性和技术变动性的模块化产品分类及其代表性产品3.2　不同类别模块化产品的企业能力空间

3.2.1　开放式模块化产品

开放式模块化产品的构成模块具有较高的独立性和兼容性，模块的功能和界面信息都是开放的。根据所用的公开界面信息的模块的技术特性，开放式模块化产品可被分为技术变动型和技术稳定型两类。（1）技术变动型

虽然技术变动开放式模块化产品主要由公开界面信息的模块构成，但是模块的实现功能和界面信息只具有相对的稳定性并处于不断的调整和完善中——如计算机芯片就经历了从386、486、586到奔腾Ⅰ、奔腾Ⅱ、奔腾Ⅲ直至双核驱动的升级路径，同时也可能存在不同技术路线实现同一功能的模块替代竞争，如智能手机产品系统中高通、MTK与华为海思K3都在Android平台的基础上开发了不同的竞争模块。对于前者，系统集成商要使产品系统建构的变化能够跟得上这些先导技术开发企业技术进步的步伐，针对模块的功能升级、公开界面信息的变化对产品系统的其他公开模块的影响和功能升级要求迅速作出判断，并在此基础上调整产品系统的建构，这需要系统集成商具有较高的系统整合能力。这时加工组装企业并不需要过分强调加工组装系统集成工艺的低成本优势，而是需要强调当模块功能升级、公开界面信息变化造成产品系统建构调整时，对模块可靠性的检验能力，以及对模块集成工艺改变的适应能力，并在适应的基础上能够不断提升对各构成模块的界面和联系规则的变化的影响，以及加强对其升级方向的引导。对于后者，由于仍存在不同技术路线实现同一功能的模块替代竞争，同时有些模块供应商为了吸引更多的系统集成商、进一步拓展模块的应用领域而采取公开界面信息的竞争策略，因此模块企业之间的竞争不仅围绕低成本展开，而且围绕技术路线展开。获得更多的市场份额、获得更大的模块在系统中的生存权等动机更能激励模块企业进行技术创新，这使得模块企业之间的替代竞争也更为激烈，系统集成商与产品组装企业的作用得到提高。竞争胜负裁判者要具有高度的检验能力。这有两方面的含义：一方面，要能从实现同一模块功能的不同技术路线中选择出最优技术路线；另一方面，要能在既定的技术路线下选择出最优模块供应商，甚至组装企业为了分散技术路线选择失误的风险还要具备对不同公开界面信息模块进行集成组装的工艺。同时，由于系统集成企业直接面对产品终端市场，因此它们对市场需求偏好与水平的感知更为直接。这就要求系统集成企业所形成的产品系统建构除了应满足公开界面信息模块间组合的要求外，还需要具有理解与适应市场需求的能力。而对市场需求的偏好与把握的不断深化又会对模块企业的创新能力提出要求并在方向上进行引导，并且这种要求和引导在模块替代竞争激烈的情况下所能发挥的作用更大。这表明：技术变动开放式模块化产品的模块及零部件生产企业，除了要具有低成本优势外，还要具有两方面的技术开发能力：一方面，要跟上先导技术开发企业技术进步的步伐，能对先导技术开发企业的模块公开界面信息的变化迅速作出适应性改变，推进自身模块功能和模块界面也随先导技术开发企业模块的升级而升级；另一方面，要根据系统集成商对市场需求适应与理解的深化，使自身模块设计与公开界面信息能够不断贴近系统集成商提出的要求，从而更好地与最终产品市场需求特征相匹配。（2）技术稳定型

相较于技术变动开放式模块化产品，技术稳定开放式模块化产品各构成模块的公开界面信息的稳定性提高，变化频率已明显降低，如奔腾系列计算机芯片的技术进步速度已明显低于从386芯片到586芯片的技术进步速度。同时，不同技术路线实现同一功能模块的竞争已均衡锁定为一类或某几类模块的竞争，产品各构成模块的公开界面、标准与模块间联系规则都已清晰并保持较高的稳定性。此时，产品生产的附加价值主要来自于核心模块，核心模块生产企业最需要拥有的是技术研发与保护能力。这类产品系统的建构已被确定并具有较高的稳定性，对系统集成企业集成能力的适应性要求降低，低成本成为加工组装企业的竞争焦点。因为产品由公开界面的模块构建而成，所以根据市场需求偏好变化和需求水平层次特征选择不同模块而构建强调不同需求特征产品系统的能力的重要性提高了。这种快速适应市场与开发市场需求的能力对系统集成企业竞争力的影响更大，并可使企业享有一定的产品创新利润。例如，随着计算机产品系统技术的进步和稳定，台式计算机也出现了从分体式台式机（主机与显示屏相分离）向一体式台式机（主机与显示屏一体化）的分化。虽然台式计算机的基本建构并没有发生变化，但是一体式台式机比分体式台式机在模块集成时更强调对散热的设计，这对一体式台式机系统集成商的设计与工艺能力提出了更高的要求，而且市场中一体式台式机的售价也往往高于分体式台式机的售价。技术稳定型开放式模块化产品的模块与零部件生产企业必须具备低成本生产优势，其适应模块界面变化的要求降低，而企业能够进行专业化规模经济生产与生产管理的重要性提高，否则就会随时面临被潜在模块供应商替代的风险。

3.2.2　封闭式模块化产品

封闭式模块化产品各构成模块的界面信息被封闭在系统集成企业内部，模块只有在特定产品系统的建构下才具有价值和使用价值，不具有独立性，且其兼容性也差。先导技术开发企业基于技术进步所实现的功能和性能的提高只有在被系统集成商采纳以及得到系统内其他模块支撑的条件下才能实现。根据产品系统内部构成模块的技术特性，封闭式模块化产品可被分为技术变动封闭式模块化产品和技术稳定封闭式模块化产品。（1）技术变动型

技术变动封闭式模块化产品具有构成模块的界面信息不稳定、构成模块不唯一的特点。

不稳定主要源于产品系统建构的升级。例如，苹果手机是典型的封闭式模块化产品，从2007年iPhone手机推出至今经历了从iPhone1、iPhone2、iPhone3、iPhone4、iPhone5到iPhone6的产品升级。产品系统建构的升级可能由先导技术开发企业对技术和市场的理解日益深化导致，产品系统建构的每次升级都可能引致产品系统构成模块内容和模块划分范围的改变，模块界面信息也随之改变，这对产品系统各构成模块提出了协同创新的要求。在这一过程中，系统集成商的作用至关重要：一方面，系统集成商本身可以作为先导技术开发企业，在对市场需求和产品技术的理解不断深化的基础上推进产品系统建构的完善升级，使产品模块划分和界面信息更为合理科学，促进系统整体性能和功能不断提高；另一方面，如果先导技术开发企业是产品系统构成模块企业，构成模块的技术进步只有被系统集成商接受，并设计形成新的产品系统建构以实现与其他模块协同，才能保证在产品层次上实现模块技术进步。例如，随着iPhone手机系列的每次升级，该系列手机的功能越来越多，产品系统建构也越来越复杂，每次系统升级都对硬件模块提出更高的性能要求，如对手机芯片处理能力要求的提高促使对芯片的重新设计。

不唯一主要源于基于不同技术路线的同一产品实现的表达差异，这既包括不同技术路线下不同产品系统建构的根本性差异，也包括同一技术路线下产品系统模块构成与界面差异。例如，当前电动汽车可被分为纯电动汽车和燃料电池汽车两类，两类电动汽车在储能装置模块、电机及驱动系统模块等方面都存在根本性差异，而同一类型电动汽车（如燃料电池汽车）的不同厂商又存在具有差异的产品系统模块构成与界面。由于存在不同产品系统的竞争，每个产品系统都对应着不同的模块划分和模块内容——它们存在或大或小的差异，并且每个产品系统集成商为了在未来独占产品收益又都将这种知识封闭在企业内部，因此同一产品的不同系统模块之间的竞争并不是直接展开的，而是受制于更高层面的系统竞争。模块的生存是以其所在产品系统的生存为前提，模块创新只有转化为整个产品系统的竞争优势才有价值。为了实现产品系统在市场中的生存以及获得更多的市场份额，系统集成商必须与模块供应商紧密合作，以提高整个产品系统的竞争力，从系统创新和模块创新两个方面来推动产品建构的不断优化与升级。这意味着，系统集成商除了要具有高超的系统设计能力以不断推进系统本身升级外，还需要对构成模块企业的技术创新作出快速反应，要具有很高的适应性及调整系统设计的能力。在模块内容和模块界面信息频繁变动且系统验证不充分的情况下，加工组装企业要处理的问题更加复杂。这就要求加工组装企业要具有较高的检验能力，以判断产品构成模块的内容以及系统集成商模块划分范围的合理性和可行性。在这一过程中，加工组装企业要与系统集成企业进行频繁的交流与沟通，推进产品系统建构的微调，以实现系统模块划分与工艺支持条件的最佳契合。同时，加工组装企业要能根据模块内容与模块界面信息的变化迅速作出应对，具有对模块集成组装工艺快速作出适应性调整的能力——不仅要检验模块，还要检验产品系统的可实现性和稳定性，检验与优化产品系统集成工艺的可靠性。因此，对封闭式模块化产品加工组装企业能力的要求要远远超过对开放式模块化产品加工组装企业。对于技术变动封闭式模块产品的其他模块与零部件生产企业而言，它们除了要具有低成本优势外，还要具有能跟得上系统集成商的系统升级节奏的技术开发能力，按照系统集成商的集成要求，在与系统集成商和加工组装企业的双向互动下推进模块设计并进行界面信息调整，从而支持整个产品系统升级的实现。（2）技术稳定型

技术稳定封闭式模块化产品的系统已具有较高的稳定性，不同产品系统间的竞争已实现竞争均衡，产品系统被锁定为几类。例如，当前全球汽车产品体系已被锁定为三大车系——欧系、美系和日系，而日系车又形成了丰田、本田和日产等不同车系，系统创新和模块创新引致的同一产品系统升级的频率明显降低，各构成模块的界面信息都很清晰，且能在企业内部实现标准化，产品系统的建构虽也有变化，但更多源于具有不同层次和不同特征的细分市场的开发，对产品系统建构造成的影响主要是某些构成模块的替代。对于这类产品，产品系统知识以及与之相关的某些关键模块的技术构成了产品的核心技术，产品系统集成商和关键模块生产商需要拥有保护能力，系统集成商把握不同层次细分市场的需求，提高相应关键模块开发的重要性，开发出能够强调不同需求特征的产品建构，成为获得产品创新利润的主要方式。这种快速的市场需求开发能力是产品系统竞争力的来源。例如，丰田汽车针对高端市场开发了凌志系列车型，针对中端市场推出了花冠系列车型。由于产品系统各构成模块的界面信息、模块间联系规则都已清晰并具有较高的稳定性，因此这类产品对加工组装企业的集成组装工艺适应性调整要求相对有所降低。尽管这种调整仍是存在的，低成本成为加工组装企业竞争的焦点，但是仍需要加工组装企业和系统集成商就每一系列产品的加工组装都保持交流和沟通，能够具有一定的工艺适应性及工艺改变能力。对于技术稳定封闭式模块化产品的模块与零部件生产企业而言，专业化规模经济与生产管理重要性的提高，均以模块生产的最低成本为导向。

模块化促成企业分化和市场结构分层，所形成的技术变动开放式模块化产品、技术稳定开放式模块化产品、技术变动封闭式模块化产品与技术稳定封闭式模块化产品4类产品，对系统集成商、加工组装企业以及模块与零部件生产企业的能力要求是不同的，其强调重点也存在差异。根据以上分析，笔者对不同类型产品中不同类别企业的能力要求作出如表2所示的总结。表2　模块化产品分类及对不同类别企业的能力要求3.3　产品系统模块化组织形式的选择与变动

由于生产同类产品的不同企业所采取的模块化组织形式并不是唯一的，开放和封闭的组织形式可以并存，并且在同一时点上同类产品系统中不同产品的技术变动和稳定性也不同，因此在同类产品市场中存在4种不同组织形式产品间的竞争。例如，最初功能型手机是典型的封闭式模块化产品，初期市场主要被摩托罗拉、西门子、爱立信等跨国手机企业占据，中后期主要被摩托罗拉、黑莓、诺基亚等跨国企业占据。此时手机产品的组织形式是封闭的，竞争围绕整条产业链展开。2007年联发科（MediaTek，简称为MTK）推出将手机核心芯片、软件平台以及第三方应用软件相捆绑的“MTK交钥匙解决方案”，并采取开放模块界面的策略，这直接促成了开放式的中国“山寨机”的崛起，促使功能型手机产品的组织形式由封闭系统裂变为封闭系统与开放系统并存，以诺基亚为代表的封闭式功能型手机与以“山寨机”为代表的开放式功能型手机展开了激烈竞争，这极大地改变了跨国手机企业一统中国功能型手机市场的格局。这表明：模块化产品之间的竞争不仅存在于采取同一组织形式的产品内部，而且存在于采取不同组织形式的产品之间，这种竞争是产品的整个生产网络的竞争，以不同具体产品组织分工网络整体体现出的对市场需求满足程度为竞争焦点。

从长期来看，对于不同的具体产品系统，开放式和封闭式的模块化组织是在技术、市场以及竞争环境的约束下，企业自主选择与技术和市场的自然选择相互作用的锁定结果，受到企业行为的影响，但又不单纯以企业行为意志为转移。组织形式本身并无优劣之分，关键在于它能否促进整个产品系统的运行效率达到最优，能否最大限度地激发产品系统内各类企业的活力以提高产品系统的整体绩效。在很多情况下，即使产品系统最初选择封闭式模块化组织结构，但技术进步与技术扩散也可能最终解构了企业的这种选择，例如IBM360计算机模块化系统从封闭走向开放，再如摩托罗拉功能型手机采取的封闭式模块化组织结构，但摩托罗拉对其智能手机却采取了基于Android的开放式组织。因此，产品的模块化组织不是一成不变的，而是呈动态变化特征。在某一阶段适合的组织形式可能适合也可能不适合下一阶段。封闭式组织也可能走向开放式组织，开放式组织也可能走向封闭式组织。这使得产品系统组织形式的演化路径不仅存在直线的，也存在交叉路径，但初始组织类型的选择会对分工组织的后续演化产生较大的影响与路径依赖。4　中国制造企业的竞争策略

在以上4类产品的企业竞争谱系中，按照技术特性又可归为技术稳定型产品和技术变动型产品两大类，对应各自的能力要求。中国企业有的竞争力优势相对突出，有的则存在明显劣势和不足。从整体来看，中国企业在技术稳定型产品领域的竞争力要稍强于在技术变动型产品领域的竞争力。不过，无论是在技术稳定型产品的核心或关键模块生产方面，还是在技术变动型产品的先导技术开发方面，中国企业的竞争力都较弱，甚至还处于空白状态，结合不同产品类型模块化组织差异的特征，中国制造企业形成了与之对应的不同的竞争路径。4.1　技术稳定型产品

根据上文分类，技术稳定型产品包括技术稳定开放式模块化产品和技术稳定封闭式模块化产品两类。（1）技术稳定开放式模块化产品

在该产品领域，中国企业的竞争力主要体现在低成本导向的模块和零部件的组装与生产上。部分企业经过多年努力已提升至系统集成层级，如朗科公司推出了移动存储U盘产品，爱国者公司推出了MP3产品。还有一些企业针对国内不同区域的市场需求开发了强调不同需求特征和需求层次的产品。但是，由于产品的核心模块仍然掌握在日、美、欧等发达国家和地区企业手中，中国企业采取外购策略而缺乏控制权，发达国家的核心模块供应商对系统集成商有很强的反向控制能力，并且发达国家的核心模块供应商采取的开放界面策略使得产品模仿壁垒降低，产品创新利润很快耗散，无法形成持续竞争优势。如开发移动存储U盘产品的朗科公司已衰落。因此，中国企业在产品系统中的层级升级还不能从根本上改变在此类产品领域中的竞争地位，突破核心模块的技术生产壁垒仍然是中国技术稳定开放式模块化产品生产企业必须面对的关键挑战。这些挑战表现为：

第一，企业在开放系统下选择直接突破核心模块技术壁垒的策略时，在产品系统的其他模块协同方面会遇到较大困难。突破核心模块的技术壁垒，就要形成全套解决方案或实施“交钥匙工程”，以降低对系统集成商的影响；同时，不论是采取资本并购、科研合作等形式的“走出去”策略，还是采取合资合作等形式的“引进来”策略，在当前发达国家的知识产权保护意识越来越强、措施越来越严格的背景下，企业都必须结合自主研发创新，才可能最大限度地获得知识和技术溢出效应。

第二，培育产品市场势力来抗衡核心模块生产企业的技术势力。核心模块生产企业并不直接面对终端消费市场，其核心模块必须通过系统集成商的集成才能实现价值。已进入系统集成层级的企业可以充分发挥直接面对终端消费市场的优势，继续向上突破，通过专注于品牌经营、市场渠道开发以及新的区域市场开拓，构筑产品在终端产品市场中的势力，凭借品牌知名度不断提高和市场份额不断扩大的市场势力，抗衡核心模块生产企业的技术势力，这也是一条可选的竞争策略。在技术稳定开放式模块化产品领域，经过20多年的发展，中国已出现一批具有较高市场影响力和品牌号召力的知名企业，如联想、TCL、格兰仕等。由于品牌是终端消费者选择某类产品时所考虑的一个重要因素，因此对已形成一定品牌优势的产品系统集成商来说，可采取OEM（original equipment manufacture）等外包生产方式释放加工组装权，自身专注于品牌建设与经营，并以之带动产品区域市场范围的不断拓展和市场渗透层次的深化，通过提高产品市场势力来抵消产品核心模块生产企业的技术势力，从而改善自身在产品系统中的竞争地位。（2）技术稳定封闭式模块化产品

在该产品领域，中国企业的竞争力体现在模块与零部件生产的低成本方面。由于模块界面稳定加工组装也能满足要求，因此已有相当一批企业努力提升到系统集成层级，并在加工组装方面形成了一定的价格优势，如吉利公司、奇瑞公司推出的国产系列汽车，三一重工、中联重科开发的系列施工机械、起重机械产品等。由于技术稳定封闭式模块化产品的产品系统建构知识和模块划分被封闭在企业内部，且产品系统的关键模块与特定产品系统建构密切关联，因此核心模块多以定制外包为主，其对系统集成商的反向控制能力相对开放型模块化产品要弱。此类产品系统的关键模块也主要掌握在日、美、欧等发达国家和地区的企业手中，中国本土模块企业仅能切入产品系统的外围模块和非核心模块，如三一重工系列产品的发动机由日本五十铃公司提供，液压系统由日本川崎公司供应，只有履带和大小泵等外围零部件由中国本土供应商提供，其关键模块内部设计与制造工艺仍无法与日本供应商相竞争。

在技术稳定封闭式模块化产品领域，中国企业可考虑如下竞争策略：

第一，在技术稳定封闭式模块化产品领域中，中国企业要巩固已建立起的竞争优势、获得更高的产品附加值，仍需要继续向下突破。具体而言，中国企业可在对产品性能要求相对较低的某些低端市场领域，首先自主开发应用与特定产品系统建构相对应的产品关键模块，在实践中逐步积累、丰富产品关键模块的设计与制造工艺知识，以此为基础逐步将产品关键模块技术控制在自己手中。这一过程可以由系统集成商为主体发起，也可以由模块供应商为主体发起，但都需要系统集成商与模块供应商的紧密合作才能完成。

第二，中国企业可采取对外直接投资或国内转移组装生产等方式来保持、扩展最终产品的低成本竞争空间。在当前许多技术稳定封闭式模块化产品领域，中国许多系统集成与组装企业可以以比国外同类产品低得多的价格在市场中销售，具有明显的价格优势。例如，三一重工的建筑机械产品的价格比日本和美国企业的同类产品的价格低20％～30％，虽然中国产品与外国产品在系统稳定性和可靠性方面仍存在一定差距，但是中国产品的性价比已明显超过国外同类产品。这反映出中国系统集成商已具有一般性系统集成能力优势和明显的产品成本控制能力优势，低成本仍是中国企业参与此类产品领域竞争的一个不容放弃的优势。在当前的分工生产格局下，虽然继续降低产品系统模块的生产与组装成本存在越来越大的困难，但是产品总成企业采取对外直接投资或产业转移的方式，向经济发展水平更低、成本优势更突出的国家或地区转移生产环节，并带动产品配套模块厂家的区域集中布局，是维系此类产品总成企业在制造环节的低成本优势、拓展低成本竞争空间的一条可选策略。4.2　技术变动型产品

技术变动产品包括技术变动开放式模块化产品和技术变动封闭式模块化产品两类，两类产品在竞争路径思路的形成方面既有共性也有差异。（1）技术变动开放式模块化产品

在该产品领域，中国企业的竞争力体现在低成本导向的模块与零部件生产方面，并且中国企业在先导技术开发和模块创新方面已开始涉足，但与国外企业仍存在明显差距，有相当一部分中国企业经过持续努力达到了系统集成层级，并拥有可与国外同类产品企业直接竞争的组装集成能力。如以华为和中兴等为第一梯队、以酷派和魅族等为第二梯队生产的国产Android智能手机在产品性能上已能与三星、HTC、摩托罗拉等品牌的手机相竞争，这些企业已形成迅速应对模块升级、适应性调整产品系统建构的能力，并培育了根据市场需求特征引导模块供应商的创新方向的能力。不过，此类产品系统的公开界面创新模块仍然主要由日、美、欧发达国家企业供应，如华为、中兴的Android手机软件系统基于Linux的开放平台，支持Android手机软件系统每次升级的手机芯片主要由美国高通、得州仪器供应。由于中外企业在模块开发与工艺上存在差距，因此此类产品系统中，中国模块企业所占的比重很小。能跟得上产品升级步伐、具有开发能力的模块供应商也主要是韩国、日本与中国台湾地区的模块供应商，中国本土模块企业基本上仍处于从属地位。

在该技术变动开放式模块化产品领域，中国企业可考虑如下竞争策略：

第一，技术变动开放式模块化产品领域的中国企业要支撑产品系统已有的竞争优势、获得更高的产品附加值，就要鼓励众多的模块零部件企业提升模块技术开发的工艺和能力，推进模块企业前向突破。开放式模块化组织对模块创新的激励作用更大。要鼓励本土模块供应商以生产带动研发，以与公开界面模块实现连接为要求，主动研究开发，而非等系统集成商提出开发要求才行动，拓展产品系统的新功能，使系统集成商能够在更大的空间与范围内选择开放界面功能模块，以构建起强调不同市场需求特征的产品系统结构。同时，密切监控产品系统构成模块公开界面变化的影响，紧随公开界面模块的创新步伐，迅速提高对模块界面变化的反应速度和适应能力。即使不是最具技术含量的模块，如果可以成为同类模块中适应性最优、竞争力最强的模块，就可以独特的优势融入国际产业链中，将本土模块供应商从成本竞争的泥潭里一定程度地解脱出来。

第二，由于技术变动开放式模块化产品系统中仍可能存在不同技术路线实现同一功能的模块竞争，因此拟进入产品市场的系统集成商和模块供应商可以集中资源，选择个别技术领域进行自主开发、实现重点突破，从而形成技术优势，最终开发出比现有模块具有更优性能或更能适应某一特定市场需求的开放功能模块，甚至直接参与产品系统核心模块和先导技术开发的竞争。类似的智能手机产品系统中有基于Android操作系统的高通方案和华为海思解决方案，有微软的Window Mobile方案等。这种技术战略是一种明确的赶超战略，着眼于在自主开发模块之上构建自身的产品系统，吸引更多的系统集成商采用，促使自主开发的模块能够成为产品系统建构中不可或缺的组成部分，进而从模块与最终产品两个层面形成持续的竞争优势。这种策略可使具有较高的品牌知名度和市场影响力的企业具有明显优势。（2）技术变动封闭式模块化产品

在该产品领域，中国企业的竞争力较弱，主要集中在低成本导向的模块与零部件生产方面，本土模块企业的创新能力与国外企业相比具有明显差距，中国企业不论在系统集成还是在加工组装方面都与国外先进水平存在较大差距。由于此类产品系统和模块一体化封闭于企业内部，系统与模块严格对应，不同的模块供应商需要通过系统集成商才能发生联系，知识产权保护具有天然优势而成为众多企业的优先选择。此类产品系统升级必须以模块创新的实现作为支撑，模块创新也要被系统集成商采纳并提升到系统层面才能实现，这使得产品持续竞争优势体现在系统和模块两个层面上。系统升级是由系统集成商对技术和市场的理解不断深化所致，中国企业在提出产品系统原创概念和主动引领系统升级能力方面与发达国家企业存在不小的差距。目前中国的系统集成商还难以达到苹果公司的水平，提出像iPad、iPhone以及iWatch这样具有革命性的产品系统概念，受制于自身能力的限制，还难以进行主动性的系统升级，基本上处于被动追随与模仿状态。例如，虽然比亚迪公司推出了电动汽车，但是其持续提高和优化电动汽车产品系统性能的能力与美、日公司相比还有很大差距。此类产品系统对构成模块有持续的创新要求。目前相关行业模块和零部件的一级供应基本上由日、美、韩以及中国台湾地区企业掌握，中国大陆地区的模块企业处于从属地位。例如，虽然中国手机配套厂家众多，但是目前基本上还没有一家能成为苹果手机产品的一级供应商。在加工组装方面，此类产品要求企业具有高度的检验能力和高超的模块集成工艺。虽然中国的加工组装企业很多，但是竞争力主要体现为基于标准界面的一般加工组装能力，而能达到上述高要求的中国加工组装企业很少。例如，苹果公司的iPad、iPhone的代工外包给韩国的三星公司和中国台湾地区的富士康公司，而目前中国本土代工企业仍无力承接苹果公司的订单。

在该技术变动封闭式模块化产品领域，中国企业可考虑如下竞争策略：

第一，以同类产品的开放界面模块为基础进行自主开发，通过对公开界面模块进行再开发和深度优化，搭建自身的产品系统建构。这是一个能够突破自身知识储备限制、迅速实现产品跨越的可选策略。例如，苹果公司iPhone手机产品的iOS操作平台是封闭的，Android操作平台是开放的。2011年小米公司在Android手机操作平台的基础上加入了自身的产品理念和对市场的理解，对系统进行再开发与深度优化，推出了自己搭建的MIUI手机方案，使软、硬件结合得更加紧密，获得了更高的性能和性价比。而这直接扰动了中国智能手机市场的竞争态势，而MIUI手机方案则被封闭在小米公司内部并不开放，从而成为小米手机竞争力的来源。这种以开放式产品系统为基础、再深度开发形成自身封闭式产品系统的模式，即充分借鉴、吸收开放式产品的系统知识和模块知识，并使之与自身知识相融合，而形成新的系统知识和模块知识，是企业发挥后发优势、最大限度地回避风险的一种战略选择。

第二，技术变动封闭式模块化产品构成模块的界面要求是封闭的，模块供应商按照系统集成商确定的技术要求开展模块创新，系统集成商划分模块的科学性和模块供应商的创新能力两者共同决定了封闭式产品系统的最终绩效。系统集成商与本土模块供应商结成产品系统开发紧密联盟是一个可选策略。类似于日本丰田公司的模式，整车厂提出新车型概念和大致要求，同时组织各模块与零部件协作厂共同确定模块与零部件的相互作用，并协同确定结构界面结构关系。各模块与零部件的具体设计和制造则由协作厂自行完成，并且其享有知识产权，但最终由整车厂确认接受（承认图方式）。这套体制实现了产品主要构成模块与零部件的开发和制造的综合外包，信息在各成员企业之间流动，这是一个协调整合过程。通过这一协调整合过程，系统集成商的产品概念能够迅速被模块供应商理解并作好开发准备，而模块供应商的要求和创新成果也会被及时地传递给系统集成商，使得产品开发不再仅仅是系统集成商单个主体的事情，而是整个产品系统的各相关方共同努力的结果。这种方式短期内能够在一定程度上缩短本土模块企业的创新能力差距、加快本土模块供应商的融入，长期内也有助于形成可持续提高本土系统集成商和模块供应商的创新能力的机制。

第三，高端产品的加工组装需要有高端设备相配合，如此才能达到高端产品系统对集成加工组装工艺精度和流程可靠性的要求。而加工组装企业拥有的设备层次和水平决定了其能达到的最高能力水平，因此加工组装企业能力的提高包括两方面内容：一是设备能力的提高；二是在现有设备能力的基础上开发加工组装工艺能力的提高。前者意味着加工组装企业要对生产线设备和检测设备进行大量投资；后者意味着要不断探索、积累工艺知识和经验，以不断提高对现有设备的利用和组合水平。富士康公司之所以能成为“世界代工之王”，除了因为它拥有最先进的设备基础外，还在于它拥有根据不同的产品系统结构开发相应的生产工艺流程的能力。中国本土加工组装企业要提高加工组装能力，不仅要提高自身的设备能力，而且要凭借现有的设备能力主动切入多个技术变动封闭式模块化产品系统的加工组装环节——既可以是同一公司的不同产品线，也可以是不同公司生产的同一类型产品，如富士康公司不仅代工生产苹果公司的iPad、iPhone手机，而且代工生产小米手机、华为手机等。在这一过程中，中国的加工组装企业通过与不同产品系统集成商进行交流与合作，可寻找到不同产品系统加工组装的共性和个性，积累经验以构建起自身的产品代工平台。这对于中国本土加工组装企业积累工艺经验、不断提高加工组装工艺能力和水平、增强随技术变化而调整工艺流程的适应性能力具有明显的促进作用。4.3　产品模块化组织动态与企业能力扩展

正如前文所述，产品的模块化组织开放或封闭是根据产品系统构成模块界面信息的开放或封闭进行的划分，既受到企业对开放和封闭策略主动选择的影响，也受到技术、市场变化的影响。模块化促使企业分化为系统集成商、加工组装企业和模块供应商三类主体，不同类型主体的利益既有一致也有冲突，这使得产品系统的组织结构只具有相对稳定性，开放与封闭的划分也只是阶段性的、暂时的，从长期来看产品系统组织结构会在封闭式与开放式之间动态反复，而模块创新以及模块创新发起主体的不同是造成产品系统组织结构出现动态反复的原因。

当模块创新由模块供应商发起时，如果开放模块界面信息能给模块供应商带来更多的市场销售额与收益，那么模块供应商就有公开模块界面信息的动机。而开放模块界面信息会降低系统集成企业的进入壁垒，使新出现的产品系统模块化组织向开放性更强的方向发展。这意味着更多的产品系统集成商可以进入市场，使得产品市场的竞争态势被改变。但是，并非由模块供应商发起的所有类型的模块创新都能产生这种影响，只有能降低产品系统集成的复杂性、减少产品系统构成模块的数量、形成具有系统性质的模块创新，才能实现通过公开模块界面信息引致更多的产品系统集成商进入。例如，功能型手机最初是以摩托罗拉、爱立信、黑莓、诺基亚等跨国手机品牌为代表的封闭式复杂产品系统，1999年模块企业Wavecom在世界首先实施了将手机基频、中频和射频整合到一起的模块创新，将底层物理层软件与二三层通信协议软件整合以形成系统模块，只要加上少量外围元件以及LCD显示屏、外壳和MMI人机界面就基本完成了手机设计。该系统模块的出现使得功能型手机系统集成商进入所需面对的系统复杂性和进入门槛显著降低。Wavecom是一家手机模块供应商，不提供最终的功能型手机产品，其采用的公开模块界面信息策略直接促成了国内手机企业中开放式功能型手机产品组织的形成。它们与采用封闭式组织的国外手机厂商展开了激烈竞争，国产手机企业凭借大量的广告投放、较低的售价、拓展营销渠道等策略不断扩大国产手机的市场份额——市场占有率从1999年的3％上升至2003年的55％，超过国外品牌。然而，中国国产手机的崛起引发了以诺基亚、摩托罗拉和三星等为代表的跨国手机企业的强烈反击，它们开展产品创新、改善销售渠道，在巩固高端市场的同时向中、低端市场延伸。而中国国产手机的质量缺陷也暴露出来，返修率居高不下，诸多因素导致国产手机节节败退。从这可以看出：当公开模块界面信息的模块创新促使产品系统组织向开－放性更强的方向发展时，开放式组织需要具有比封闭式组织更低的产品价格、更强的市场开拓能力——这正是作为后发企业的中国系统集成企业能够发挥优势之处；之后的竞争者需要在新进入市场的基础上迅速增强产品质量保证能力——这是开放系统与封闭系统进行竞争时对中国系统集成企业和加工组装企业提出的能力要求。这种类型的模块创新也可成为中国众多模块企业实现产业升级的一条路径，能够打破发达国家对先进产品系统的垄断和封闭、开辟形成产品系统的新竞争范式，也是使产品突破能够得以实现的有效战略。

当模块创新由系统集成商发起时，如果创新模块具有了更为强大的性能，那么，出于对创造竞争优势的考虑，创新系统集成商往往具有封闭模块界面信息的激励。这会促使产品系统组织向封闭性增强的方向变动，这种封闭模块界面信息的策略增加了其他产品系统集成企业与创新系统集成企业参与市场竞争的困难。例如，在Fixson和Park的关于日本自行车动力传动系统产品的案例中，禧玛诺是最终产品（自行车动力传动系统）的生产者，它引入封闭式的自行车动力传动系统，一方面，一体化封闭式设计使该系统的绩效明显提升并难以被其他部件生产企业所模仿；另一方面，封闭式设计将原有模块间公开的界面信息私有化，降低了部件生产者的兼容性，创造出能够超越与其竞争的系统生产者和模块生产者的竞争优势。再如，上文提到的小米智能手机策略是：对智能手机的Android公开平台进一步深化，二次开发出MIUI操作系统——这一创新模块使小米手机拥有更为强大的功能与更高的性价比，但该创新模块被封闭在小米手机内部使用，其他手机企业无法获得创新模块，这使小米手机拥有了能够超越其他手机厂商的优势。可以看出：当模块创新中封闭模块界面信息促使产品系统组织结构向封闭性更强的方向变动时，封闭式组织需要提供具有更优性能和更高性价比的产品——这正是中国开放式模块化产品中系统集成商可以实现突破、建立长期竞争优势之处，将开辟形成开放产品系统的新的竞争路径和竞争空间，使企业能把握自身产品发展的主动权，对于打破跨国公司和关键模块厂商对开放产品系统中核心模块的控制具有重要意义。

系统集成商和模块供应商的分离以及两者利益诉求的差异，是模块创新造成产品系统组织结构在开放式与封闭式之间反复的根本原因。从长期来看，中国的产品系统集成商为了应对市场竞争，还要拥有对模块创新的适应能力以及进行模块创新的能力——这是系统集成商长期内所需拥有的动态能力；而模块供应商需要发展能够降低产品系统复杂性的模块创新能力，以最大限度地获取模块创新收益、掌握发展的主动权。这意味着模块供应商要发展自己的系统能力。实际表明，从长期适应竞争来看，中国的产品系统集成商仍要发展向下突破的能力，发展属于自己的模块知识；而模块供应商要发展向上突破的能力，发展属于自己的产品系统知识。参考文献

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Choice of Chinese Manufacturing EnterprisesZhang Peng（School of Business Administration，South China University of Technology，

Guangzhou 510640，China）

Abstract：Based on two dimensions of modular product’s characteristic，namely interface openness and technology stability，and combining with typical cases，this paper illustrates the capability requirements for product system integrators，assemblers and modular-makers in different types of modularized product hierarchy.And it analyzes Chinese manufacturing enterprises'competition spaces，and proposes the corresponding international competition strategies.And then，through discussing the dynamic organization change in product modularization，it further explores the competition strategies and the capability expanding directions for the enterprises at different manufacturing layers.

Key word：modular organization；product modularization；enterprise ability；product competition；competition strategy

重大科学技术工程综合集成决策机制研究——基于复杂系统理论

摘要：以复杂系统理论和综合集成研讨厅思想为指导，基于专家体系、知识体系、机器体系和组织体系四个维度，构建了一个重大科学技术工程综合集成决策机制模型，并对其决策主体组织机制、专家智慧集成机制、决策知识工程机制和人工智能决策机制的内涵进行了探讨。

关键词：重大科学技术工程；重大项目；决策机制；综合集成；复杂系统

中图分类号：C93；C94　　文献标志码：A

在人类社会的生产实践中，为满足经济、社会、国防建设的需求，一些重大科学技术工程设想往往被提出。这些工程本身体现了一定的国家战略意志，一旦实施成功会对国家的社会经济发展产生重大的带动作用。所谓重大科学技术工程，是指以实现某种国家级战略目标为导向，通过核心技术突破和资源集成而在一定时限内完成的重大战略产品研制、关键共性技术研发和重大工程建设等大型复杂系统工程。这类项目具有较高的技术含量，要求实现重大核心技术或多项重要关键技术的突破，往往需要开展跨学科、跨领域的多单位协作研制，涉及人力和财力的大量消耗、复杂的组织管理，属于典型的复杂性巨系统工程项目。

重大科学技术工程具有规模较大、涉及利益主体较多、关乎国计民生的特点，往往需要从国家层面动员组织全社会资源才可能完成。是否实施此类工程项目，需要从政治、经济、社会、生态、军事和文化等多维度综合考量、权衡利弊，加之问题本身具有复杂性和不确定性，因此其决策的复杂性、风险性及难度都很大。因此，研究重大科学技术工程的决策机理，为重大科学技术工程的决策实践提供理论支持，已成为重大科学技术工程管理研究领域中的重要难题。本文基于复杂系统理论与综合集成研讨厅思想，提出一个重大科学技术工程综合集成决策机制模型，研究重大科学技术工程科学决策的四个基本机制——专家智慧集成机制、决策知识工程机制、人工智能决策机制和决策主体组织机制。1　重大科学技术工程综合集成决策机制模型的构建

重大科学技术工程具有一般工程不具有的复杂性。虽然我们可以借鉴以往工程建设的经验，但是每项重大科学技术工程所具有的独特性又使得人们不能简单照搬以往的做法。在科学技术高度发达的今天，决策机制的核心仍然是人。不过，综合集成各类学科知识、综合应用现代先进的科学技术手段已成为人们完善决策机制的重要途径。随着人工智能技术的快速发展，人机结合的决策智能化在国外已成为一个重要的前沿科学研究领域。1991年，美国斯坦福大学的Lenat和Feigenbaum提出人机合作预测（man machine synergy prediction）是知识系统的第二纪元，并指出系统将使智能计算机与人形成一种同事关系，人与计算机各自执行自己最擅长的任务，系统的智能就是这种合作的产物。

实际上，早在20世纪80年代，中国学者就在系统科学研究的基础上提炼出“开放的复杂巨系统”，以探索宏观经济决策问题。1989年，钱学森提出了开放的复杂巨系统方法论——从定性到定量的综合集成法（meta synthesis），后来该方法又发展为从定性到定量的综合集成研讨厅（hall for workshop of metasynthetic engineering，HWSME）。综合集成研讨厅的实质是将专家体系、知识体系、计算机技术三者相结合而构建出的高度智能化的人机结合决策系统。

综合集成研讨厅的三个基本构成维度是专家体系、知识体系和机器体系（计算机技术体系）。将专家的定性知识与模型的定量描述有机结合，可实现定性变量与定量变量的相互转化；将各种分析方法、工具、模型、信息、经验和知识进行综合集成，可构造出适于复杂巨系统问题分析与决策的支持环境；综合研讨、人机互动可以集成群体智慧，形成科学的决策方案。综合集成研讨厅是钱学森针对开放的复杂社会系统而提出的一种方法体系，实际上是一种研究问题的思想，也是一种指导分析复杂巨系统决策问题的方法论，目前已在中国社会、政治、经济等领域的决策中得到了广泛应用。然而，值得思考的一个重要现象是，许多研究者过分强调专家智慧的集成原理与智能化的研究，却忽视了对决策组织问题的研究。这很可能导致综合集成研讨厅研究向过度技术化方向发展。

本文认为，组织体系是科学决策机制建设的核心，是决策中不可或缺的中心维度。为此，基于综合集成研讨厅的专家体系、知识体系和机器体系三个维度，本文加入组织体系维度，将决策主体这一关键要素纳入复杂重大科学技术工程决策问题研究中，形成以决策主体的组织机制为核心的四大机制体系，从而构建一个重大科学技术工程综合集成决策机制模型（见图1）。专家体系与知识体系的结合主要体现为专家智慧集成机制的构建；将知识体系与机器体系结合的目的是建设一个决策知识工程机制；专家体系与机器体系协作就是要构建人工智能决策机制；而专家体系、知识体系与机器体系三者间的关系协同及决策全过程的组织最终体现为决策主体组织机制的建设。图1　重大科学技术工程综合集成决策机制模型2　专家智慧集成机制

如何在决策时有效吸收和集成专家智慧，是实际工作和理论研究中一直探索的重大难题。一项重大科学技术工程的实施往往会对一国或区域的社会、经济、自然环境乃至政治、军事等产生重大影响，所涉及的学科肯定是多领域的，故其问题决策考虑的方面很多、决策方案形成难度很大。因此，在对重大科学技术工程中的各种问题作决策时，应充分吸纳各领域专家的意见和智慧，努力做出科学的、合理的方案。例如，著名的英吉利海峡隧道工程虽然总体上还是很成功的，但是对某些问题的决策不周全使得该项工程的实施并不十分顺利。由于两国政府在项目前期没有对建设方案进行充分的调查分析，在建设期间要求加强安全管理和采取环保措施导致施工成本增加、工期延迟。在签订合同时还没有详细的设计，因此，在合同执行过程中潜伏了分歧、争议和索赔，合同各方的对抗曾经引起欧洲隧道的多次危机。项目公司在运营的前十几年背负着巨大的财务压力、苦苦经营，以至于2006年不得不申请破产保护。

重大科学技术工程的复杂性、影响巨大性从本质上决定了不可能一个组织机构或少数人就可以胜任方案决策工作。因此，在大规模科学技术工程从论证、立项、设计到实施的过程中，解决其重大问题时都要充分吸收专家的意见和智慧，以更好地完成方案论证与决策工作，尽可能地避免决策失误和较少不良决策的产生。

从问题提出到可行方案选出，重大科学技术工程中相关重要问题的解决方案的形成与论证过程包括四个阶段：（1）发散思考，即组织专家针对议题进行独立的方案创新构想。（2）讨论归纳，即专家一起就提出的各种方案设想进行开诚布公的讨论，对方案进行取舍、归类和综合。（3）再思考，即再次对集体讨论过的方案集合进行独立的深入分析和思考，给出方案的认同意见。（4）方案综合，即针对相对达成一致的方案集展开进一步的讨论分析，通过集体评价优选出可行的若干个最终方案。

图2描述了一个基于专家智慧的重大科学技术工程方案的形成过程与综合集成决策机制原理。在给定议题的情况下，专家群体可以根据问题的性质展开分析和思考，每位专家都可根据自己的知识、经验和创意提出独立的问题解决方案，如，图2中的专家E提出了自己的1三个独立方案。n个专家各自提出的独立方案共同构成一个初始方案集Ⅰ，这些方案是进一步讨论的基础。专家们可以在民主、平等的氛围中展开分析和讨论初始方案，每个人都可以有自己的独立见解，并在组织者的主持下判断方案的相似性。综合专家们的评判意见，对初始方案集Ⅰ中的方案进行归纳、整理，在继承和综合的基础上提炼出具有相对独立性的不同方案，从而形成新的方案集Ⅱ。针对方案集Ⅱ进一步展开第二轮的专家独立思考过程，每个专家对已有方案可给出认同意见，也可在补充基础上提出新的方案建议。图2中，Y方案1因没有得到所有专家的认同而被舍弃，Y方案和Y方案可以综合集成34为方案Z，而Z方案和Z方案是新产生的独立方案。方案集Ⅲ中的20102方案在创新设想上已相对清晰，在数量上也较为精简，但实际中提供给最终决策者的可行方案应该只有若干个。因此，方案集Ⅲ中的方案还要经过专家的集体讨论，综合与评价工作还要进一步展开，最终从中优选出若干个最为可行的方案。图2　基于专家智慧的方案形成与综合集成决策机制3　决策知识工程机制

知识工程这个术语最早由美国人工智能专家E.A.Feigenbaum在1977年的第五届国际人工智能联合会议上提出。他指出：“知识工程是应用人工智能的原理与方法，对那些需要专家知识才能解决的应用难题提供求解的手段。基于专家知识的获取、表达和推理过程原理进行知识的构建与解释，是设计基于知识的系统的重要技术问题。”知识工程是伴随着“专家系统”建造研究而产生的，构建知识工程系统的目的就是要将人类知识应用实现智能化，知识工程的三要素是知识的获取、知识的表示以及知识的运用和处理。知识工程将知识作为一种资源进行集成与管理，其研究内容涉及知识的产生、获取、挖掘和表达以及知识体系化、知识传递、知识共享、知识推理、知识管理信息化等一系列科学问题。可见，知识工程的内涵已远远超越了以往专家系统的概念范畴。

重大科学技术工程涉及领域广、运用知识广泛，如能通过构建知识工程平台来支持建立大规模科学技术工程建设的有效决策知识工程机制，必然能对重大科学技术工程的立项论证、方案设计、工程组织实施形成有力的科学化、智能化和信息化的支持。本文依据知识工程的思想、内容和技术等，结合复杂重大科学技术工程决策的特点，给出了重大科学技术工程知识工程机制体系的一个初步描述，见图3。建设知识工程必须设立专门的组织机构，建立“知识工程领导小组”，使知识工程系统建设成为常态工作。要在工程实践中不断积累案例经验，依据具体的工程类型持续积累相关领域知识，通过完善知识工程系统来不断提升其对复杂重大科学技术工程决策实践的支持效果。图3　重大科学技术工程决策知识工程机制体系

重大科学技术工程决策知识工程机制包括以下几方面。（1）知识表达机制

使用合适的计算机语言将大规模科学技术工程的相关知识用清晰、易懂的合理形式表达出来，常用的知识表示方法有逻辑、语义网络、框架和产生式系统。（2）知识发现机制

在各种媒体表示的信息或数据库中，根据重大科学技术工程的不同需求，识别出有效的、新颖的、有用的知识。知识发现技术包括关联规则挖掘、Web和搜索引擎、数据仓库和联机分析处理（on-line analysis processing，OLAP）、神经网络、遗传算法、模糊分类和聚类、粗糙分类和规则归纳等。（3）知识集成机制

根据重大科学技术工程项目的需求，将来自不同知识源的知识进行转化、优化、融合和再建构，形成一个系统化的知识体系，一般表现为能在知识共享下支持任务协同完成的知识集成平台。（4）知识推理机制

利用符号表示和逻辑推理的方法，通过计算机的启发式编程建立智能推理模型，依据已形式化的大规模科学技术工程的相关知识进行机器思维和问题求解。（5）知识学习机制

根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，由机器通过运行过程自学习、获取知识，对原知识库进行增、删、改。（6）知识运用机制

在重大科学技术工程的各个活动过程中，充分运用知识，使知识充分物化，发挥智力资产创造价值的最佳效能。（7）知识解释机制

当由计算机智能系统给出重大科学技术工程某一问题的求解结论时，要同时给出必要的说明以增强结论的说服力。4　人工智能决策机制

人工智能是采用人工的方法和技术来模拟、延伸和扩展人类智能行为的一门综合学科。人工智能与空间技术和原子能技术一起被誉为20世纪的三大科技成就。人工智能主要包括推理、学习和联想三大智能要素，其应用已渗透到各个领域，特别是专家系统、智能决策、智能机器人、自然语言理解等方面。决策支持系统（decision support system，DSS）产生于20世纪70年代，该概念最早由美国学者Bonczek等于20世纪80年代提出。将人工智能中的知识表示和知识处理的思想引入DSS，即产生了智能决策支持系统（intelligent decision support system，IDSS）。智能决策支持系统是将模型库、知识库、数据库以及人机交互系统四者有机地联合起来，实现定性分析、定量数据计算、数据库处理、知识推理的高度集成，进而使计算机具有类似于人脑机能的决策分析功能。

重大科学技术工程决策具有涉及面广、需要考虑的因素复杂、所需知识量大等特点。因此，充分利用IDSS强大的知识集成、数据处理、智能分析等功能辅助专家进行决策分析，可以在人机互动下帮助专家、组织者更为快速、合理地完成决策的分析、评价和优选工作。机器决策依据的是知识库中人类以往的经验知识以及决策数学模型，而专家往往凭借自己的直觉经验和实际情况变化等作出决策。对于重大科学技术工程中的实际问题，人机共同决策可将人的智慧与机器的智能融合在一起，从而进一步提高决策的可靠性。

依据智能决策支持系统的构成原理，本文用图4描述重大科学技术工程人工智能决策机制。其结构体系包括决策问题综合与交互系统、方法库管理系统、模型库管理系统、知识管理系统、数据库管理系统、决策信息系统和用户界面。图4　重大科学技术工程人工智能决策机制（1）决策问题综合与交互系统

其功能包括：涉及决策问题的表述；决策讨论机制；决策结果综合；等等。（2）方法库管理系统

其功能包括：方法库的建立和维护；方法增减管理；方法的选择使用；建立与其他库之间的数据联系。（3）模型库管理系统

其功能包括：模型库建立、模型库维护、模型增减管理；有关模型的各种计算机程序的维护；控制模型的运行；模型与数据库、方法库和知识库之间的联系。（4）知识管理系统

知识库中存放大量的事实和相关知识；推理机基于推理规则，应用相关方法与模型完成决策问题的推理分析；知识的提取、分类管理、知识集成、知识使用、基于知识的推理过程控制等都是知识管理系统的基本任务。（5）数据库管理系统

数据库存放各种基础数据，为决策过程中的计算和推理提供所需的数据支持。此外，数据库的建立和删除、数据的修改与维护及数据的存储、检索、排序和索引等均由数据库管理系统来完成。（6）决策信息系统

涉及决策情境信息的提供、数据挖掘的知识生成、联机分析处理（OLAP）数据分析后转换成的辅助决策信息等功能。（7）用户界面

用户输入必要的信息和数据，同时要向用户显示运行的情况以及最后的结果。可采用菜单、窗口、命令评议、自然语言、多媒体及可视化技术等人机界面技术，设计与开发出具有良好的功能人机交互界面。5　决策主体组织机制

人类社会的任何工程实践都是有组织的活动，而这类活动的最关键环节就是决策。决策是一个由决策主体针对特定问题提出各种解决方案，并从中确定最佳可行方案的选择过程。重大科学技术工程项目管理一般包括立项决策和组织实施两大阶段，由于其决策具有特殊复杂性和公共性，因此群体决策模式成为其立项决策的必然选择。国家级重大科学技术工程的决策主体是政府，政府可以是终极决策者，而决策论证和方案形成的过程要体现广泛的民主性。重大科技工程必须集思广益、尊重民意，要充分吸纳各领域专家来参与论证决策过程，如此才可能产生可行的、科学的决策方案。因此，从形成强有力的组织机制保障出发，政府在决策过程中又扮演着核心组织者的角色。

本文用图5描述重大科学技术工程决策主体组织机制，其基本体系包括组织设置、决策过程组织管理、专家参与决策组织管理三大部分。（1）组织设置

包括成立大规模技术工程项目决策委员会、项目领导小组、项目管理办公室，并在项目管理办公室下设置具体的职能机构，其组织职能是负责重大科学技术工程决策的全过程组织管理。一些特别重大的科技工程项目往往需要由党中央、人民代表大会、国务院、人民政治协商会议等的重要领导组成最高决策管理委员会，而项目领导小组主要由国务院领导成员组成，项目管理办公室及其职能机构主要由国务院相关部门人员组成。图5　重大科学技术工程决策主体组织机制（2）决策过程组织管理

重大科学技术工程的决策具有严密的程序与过程组织，决策组织机构要全面组织完成问题提出论证、可行性分析、立项决策。对于一些特别重大的科技工程项目，在终极决策时还要采取政协参议、人大投票方式行使终极决策权。（3）专家参与决策组织管理

在重大科学技术工程的问题提出论证、可行性分析、立项决策中，都要充分吸收专家的建议。因此，有效集成专家意见、最大限度地发挥专家的群体智慧，就成为决策组织机构十分重要的组织管理工作。6　结语

本文以复杂系统理论与综合集成研讨厅的思想为指导，基于专家体系、知识体系、机器体系和组织体系四个维度，构建了一个重大科学技术工程综合集成决策机制模型。在重大科学技术工程决策中，正确理解四个维度之间的互动与协同关系，进而建立科学的决策机制，是作出成功决策的根本保证。本文重点探讨了以决策主体组织机制为核心的四大机制，但这种研究还是初步的，许多细节问题的讨论有待在后续研究工作中深化展开。参考文献

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Beijing 100081，China）

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