重塑制造业
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麻省理工学院PIE委员会的研究概览

此处PIE委员会的研究项目和上文提到的研究工作有两点不同。

我们只关注一个大问题:如果要保证创新的持续发展,在本土把创新的好处变为现实,那么需要在国内外有什么样的生产能力?PIE委员会的有些成员认为把制造业保留在美国很有价值,因为制造业创造就业机会,还有助于国家安全,不过PIE委员会内部在这点上意见并不统一。大家都同意的出发点是,创新对建立和维持一个充满活力、蓬勃发展的社会至关重要。我们的研究围绕着以下两个方面来进行。

第一,如何保证创新长期不断地持续下去,以及怎样才能把创新带入经济体。我们从不同的角度出发对这些问题进行了分析,研究了产品创新、生产过程创新以及产品和服务的综合创新;我们还研究了不同企业的创新活动:新创企业、大型跨国企业、一般的中小型企业、欧洲和亚洲的合作方和竞争对手、新科技发展的热点地带,比如马萨诸塞州坎布里奇地区的生物技术群企业,俄亥俄州的传统制造业企业,还有亚利桑那州西南部以及中国、德国等新兴制造业地区的企业。

第二,我们自下而上地厘清从创新到市场的路线。为了把创新商业化,企业必须要取得资本、劳动力、厂房、专业知识等资源,我们对获得这些资源的每一个步骤都进行详细分析,看看企业是怎样把产品或服务商业化的,并通过在不同国家设立的研究站点对创新到市场的具体过程追本溯源。一个全新的发明或对现有产品及生产过程进行改善的想法,是怎样变成在市场上发售的产品和服务的?重点就是要找到这条变化的通道,而主要研究方法就是对企业进行实地采访。美国国家科学基金会的统计数据表明,在2006年到2008年间,22%的美国制造业企业表示它们推出了新的或者是大大改善了的产品、服务或生产过程,但是我们在研究项目刚刚开始时,并不知道这些产品、服务或生产过程是什么,也不知道它们又是怎样取得这些成绩的。此外,虽然我们可以通过风险投资公司和大公司内部的风险投资数据来了解它们进行高风险新创企业投资方面的情况,但是对于它们是怎样找到创新发明进行商业化所需全套资源的,我们并没有这方面的系统记录。美国制造业的创新和商业化就像一个黑箱,只有进行了这些采访和分析后,我们才对这个黑箱里发生的事情有了比较清晰的了解。

通过和企业高层管理人员面谈,我们具体、详细地了解到了企业要把想法变成利润需要经历一条什么样的轨迹。


◎ 从创新到规模生产,这些企业是在哪里获得所需的技术、资金、供应◎商、试验设备、专业知识、早期客户反馈等必要的资源的?

◎ 它们是在哪里找到这些资源的,在国内还是国外?

◎ 它们会把各个运营中心设在哪里?为什么?

◎ 生产过程的哪一部分要与研究开发部紧挨着,才能以最快的速度把新产品投放到市场,使创新的利益最大化?


创新很多时候是从现有的流程和产品技术中成长起来的,于是在这种情况下,我们对企业进行的采访详细记录了发明者和制造商之间的互动,从构思到生产,再到产品售出整个过程。

颠覆行业传统的巨大创新也可能源自发明者和制造商之间的互动,变革的种子很可能就是在这些互动的土壤中发芽的。在以往的想象中,能把整个行业淘汰的突破性科学技术就像彗星一样不知从何而来,当它们划过现有企业的上空时,旧行业就消失了,新行业取而代之。有些新行业,比如Facebook那样的社交网站,真的就是从天而降。但是,大多数革命性的新科技都是在企业中长期进行的项目,无论是电子行业、新材料行业、信息行业还是医药行业都是如此。华莱士·卡罗瑟斯(Wallace Carothers)于1930年就在实验室发现了高分子聚合物,但是经过10年的努力,杜邦公司才把这个发现变成可以大规模生产的尼龙,在1940年生产出第一双尼龙长筒袜。今天,很多创新都经历过同样漫长的过程。以生物科技为例,要把实验室的发明转化为投放市场的药品也是一个漫长的过程,在这个过程中,拥有这项发明的企业可以把制造过程保留在公司内部,也可以外包给附近的承包商,还可以外包给世界上任何一个承包商。通过研究,我们可以观察到哪一种生产过程能加快创新商品化。

制作过程的所有权会改变利益分配吗?在这个过程中,谁学了些什么,谁又最有能力把学到的东西应用到下一个创新中去?在PIE委员会的研究项目中,研究人员向采访公司(见表1-1)都问了这些问题,问题的措辞会因为不同公司、不同的情况而有所改变。研究人员会根据采访提纲问以下问题:

表1-1 PIE委员会采访的公司

◎ 说出两三个你们公司进行的创新,在过去5年里,你们公司是如何把这些新产品、新流程,或者改良的产品和流程引进市场的?

◎ 你具体是如何把来自实验室或研发部或车间里或头脑中的创新想法,变成在市场上发售的产品的?

◎ 在开发的每一个阶段,你是怎样拿到所需的投资的?你自己掏腰包吗,还是拿到了风险投资或是银行贷款,还是有大企业合作方的投资?

◎ 你在哪里找到技能匹配的工程师和工人?

◎ 你又在哪里找到生产过程中需要的专业技能及供应商?

◎ 你是自己负责生产制造还是外包,你是怎么做这个决定的?

◎ 你是如何决定把生产基地设在哪里的?

◎ 创新过程中哪一步是不成功的?为什么?

◎ 什么样的政策会对你的公司有帮助?

对美国大型企业的研究

我们的第一组采访对象是总部设在美国的跨国企业,它们应该是全球最大的研究开发投资者。我们从中挑选了30个具有庞大生产制造功能的企业,其中10个在全球500强企业中排在前100名。过去30多年间,这些公司从全部运作都在美国本土进行,变成了在世界范围内进行研究开发和生产制造的企业。通过和它们高层管理人员对话,我们希望能够理解它们是如何进行各种决策的,比如怎样决定在哪里进行创新、原型开发、试点生产、试验和漫示、早期制造,以及在美国甚至全世界进行大规模制造的。对于每一个公司,我们都从几个新产品线切入,从创新到市场的每一个阶段都在美国本土完成有什么优势,又有什么缺点,这就是我们要深入探讨的问题。

从新创企业到大规模商业化的研究

每年麻省理工学院的实验室都创造出大量的专利,经过麻省理工学院技术许可办公室(Technology Licensing Office, TLO)的批准,新的公司就可以使用这些专利并进一步市场化。PIE委员会的第二组重点研究对象就是在1997年到2008年间,利用这些专利成立的新公司。这样的公司一共有189家,我们介入了其中的150家,它们已经在进行某种形式的生产活动。这些新创企业成功的可能性特别大,因为它们的专利来自于实力很强的实验室,起步的地区是一个创新的区域中心,附近有很多免费的资源,因此和美国其他地区的新创企业相比,它们拿到早期高风险投资的可能性要高得多。这些企业的目标就是早日把这些专利变成客户手里的产品。虽然享有这么多优势,但朝着这个目标而努力的过程依然困难重重,很难得到必需的资源。就连这些企业都会遇到这么多困难,那么其他以新科技为基础的美国新创企业的经历也很可能一样,因此从这些企业中吸取的教训就很珍贵。当然,企业会因为很多原因而得不到扩大再生产所需的各种资源,市场、竞争形势、产品或者管理层都可能是导致失败的原因。但是,针对这些以麻省理工学院专利为基础的企业,我们做了各种准备工作,想多找到一些成功的例子,通过对它们在各个阶段的发展状况进行分析,找到它们在到达规模生产的过程中遇到的困难,并对这些困难进行分析。

对一般企业的研究

PIE委员会的第三组重点研究对象是美国本土的中小型制造商。怎样才能提高流入美国经济的创新水平呢?这包括各方面的创新,其中有产品、流程、服务的创新,也有渐进式和突变式的创新,更有改变现有用途和商业模式带来的创新。要回答这个问题,就必须把眼光放到硅谷和马萨诸塞州坎布里奇地区以外的地方。PIE委员会的研究人员拿到了一份企业名单,上面列出了从2004年到2008年间营业收入翻番、员工人数也有所上升的美国制造商。我们在其中抽出了3596个制造业企业,它们的年均营业收入都超过500万美元,员工人数也超过20名。这些公司至少是可以活下去的,而活下来才有可能向市场推出新产品。我们在亚利桑那州、佐治亚州、马萨诸塞州和俄亥俄州采访了53家这样的公司。后来,又通过别的工作接触到了43家这样的公司,把这些公司也加入到PIE委员会的研究项目中来。PIE委员会的研究人员对每一家公司都问了同样的问题,问题都是关于新产品、新流程以及要把它们带入市场所需资源的。

并不是所有的创新都和专利有关。经济合作与发展组织的《弗拉斯卡蒂手册》(Frascati Manual)以及《奥斯陆手册》(Oslo)都对“研究开发活动”下了定义:


有组织、有系统展开的创造性活动,致力于提高知识的积累,包括关于人类的知识和关于文化和社会的知识,然后利用这些知识来设计出新的应用程序。


这些稳定发展的中小型制造商的创新活动不断,但是这些新奇而有趣的活动基本上和定义对不上号。不过在美国,各种规模的企业其实都在进行流程、商业组织、制造方法方面的革新,这样大量的创新活动只是一直不为人所知而已。在一般制造商的研究样本里,一些企业有着最前沿的创新技术,其中一些是有专利的。但是,对很多企业来说,它们是新想法、新行业的促成者。它们可能是新创企业的供应商,由于它们的存在,新创企业才可以把它们的产品向市场推进一步。

制造业案例

大罐公司

位于马萨诸塞州米德尔伯勒的大罐公司(Mass Tank)就是其中的一个典型案例。这家企业有50名员工,主要为化工、食品、制药和供水企业制造箱罐,还提供箱罐检查服务。但是,它同时还和区内5家新创企业合作,配合这些新创企业的工程师开发新材料和新零件,当这些工程师把他们的重磅产品推向市场时,他们会记得这里面也有大罐公司的一份功劳。

大罐公司的总裁卡尔·霍斯特曼(Carl Horstmann)曾经是个银行家,他告诉PIE委员会的研究人员,他看着离岸风力发电塔的地基,突然想到他们公司生产的罐子也可以做这个地基啊!当然,罐子两头的盖子要去掉。因此他希望大罐公司能够参与到马萨诸塞州科德角附近的海上风电场项目中去。现在,这个项目还没有启动,还处于等待状态,但是大罐公司已经向风能业务迈出了第一步,赢得了一个生产风力发电塔的合同,于是它就开始给马萨诸塞州普利茅斯的一个小型风力发电项目生产发电塔了。大罐公司要给一个风力发电涡轮建一个近69米高的发电塔,生产这个涡轮的厂家是中国最大的一家风力涡轮生产厂家新疆金风科技股份有限公司。新疆金风使用的无传动装置先进技术来自他们收购的德国温思斯公司(Vensys)。温思斯公司的技术又源自一家附属于德国萨尔州应用科学大学(University of Applied Sciences)的新创企业。

在一般的制造业企业里,创新意味着把一个行业开发出来的技术应用在一个完全不同的用途上。一位中西部企业的第三代总裁告诉我们,他正在开发用于建筑业的轻型钢材,看看能不能把它用到国防承包业务中。如果这个想法成功了,他就能够帮助航空母舰减轻重量、节约能源。但是我们在美国见到的这种类型的企业,都是依靠自己的内部资源来发展的。在开发新零部件的过程中,它们在行业生态系统中找不到可以利用的互补资源,因为很少有外来的资金,与社区学院的联系也很少,行业协会也帮不上忙,也没有科研机构的协助,而这些资源在德国都是工业生态系统中的标准配置。一个有200名员工的钢铁制造商向我们解释,为什么社区学院不肯把工人需要的技术纳入教学计划:“我猜是因为我们公司太小了,它们觉得不值得对我们的需求做出回应。”为什么一般的制造商对创新做出了贡献,但是这些贡献却不能转化成更多的利润,业务也不会因此而更快的增长?每当我们思考这个问题时,就会情不自禁地和德国做比较。一家位于俄亥俄州的机械厂不可能像微软和Facebook那样发展,但是它真的有未开发的发展潜力、创造就业机会的潜力和赢得更多利润的潜力。

从德国和中国学到的经验

PIE委员会的第四组重点研究对象是美国以外的企业,主要是德国和中国的。很多美国创新公司在达到一定规模、拥有一定数量客户之前就停步不前,我们对此有一些既定看法,但是在德国和中国看到的创新制造业及其发展足迹让我们不得不重新审视这些既定看法。

德国企业的创新建立在传统的基础上:工业生产专门化、和客户关系深厚、工人技术水平高、生产能力强大的供应商近在咫尺。我们原来以为,德国企业的模式就是守住市场缝隙,打败步步紧逼的低成本生产商,但是它的潜力其实远不止如此。德国模式使得新企业不断涌现,这些新企业建立在现存的生产能力之上,通过对现有产能的转型、革新、改造及商业化而建成,走的不是美国式新创企业的路子。我们采访的德国企业,有的从生产汽车转型到生产太阳能电池,有的从生产半导体转型到生产太阳能电池,还有的从生产模具转型到生产机器火花塞,再转型到生产人造膝盖那样的医疗器械。我们见到的一般美国企业在推进创新市场化的道路上只能依靠自己的力量,不管是在材料、人力资源还是在资金方面,都没有外来帮助。相比之下,德国企业不仅有传统资源的优势,还有一个富饶的工业生态系统,这里有着各种各样的互补资源:供应商、行业协会、行业研究合作社、行业研究中心、弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institutes)、大学和工业合作社以及技术咨询委员会。德国工业生态系统有着丰富、稠密的资源,而在美国各地能够让制造商用上的资源则非常贫瘠,现有的一点还在不断萎缩。如果不将两国企业的条件进行比较,我们就不能理解两国的制造业命运为何如此不同。

对中国企业进行采访则让我们看到了它们的制造业有着极强的创新能力。刚开始时,中国的最大优势是低廉的生产要素,土地、劳动力、资本的价格都很低,货币值也被低估了。低廉的劳动力价格使得中国的服装、鞋类公司在西方市场所向披靡。但是,我们看到了处于可再生能源等新兴行业中的中国企业。这些企业成绩斐然,但不再是因为低廉价格的劳动力,而是因为它们能够把先进复杂的产品设计迅速推动到规模生产和商业化的阶段。当然,中国巨大的市场也像磁铁一样吸引了世界各国的投资者。但是,在那些主要客户群还在西方的行业里,美国、欧洲的发明家在商业化过程中通常选择和中国企业合作,因为中国企业具备把知识密集型创新市场化的专长。这些专长包括逆向工程,即把一个成熟的产品重新设计,使它变得更快、更有效率;也包括按照设计生产出一个全新的产品,或者是设立一个全新的生产流程;这些中国企业自身也在不断进行产品创新。

对先进制造技术的研究

目前,生产制造是一个漫长的过程,效率通常很低。在这个过程中,天然原材料经过各个加工、制作过程,来到组装阶段,再到仓库储存阶段,最后作为商品投放到市场。将来,在新科技的作用下,制造业的过程会加快,在这个过程中,人造材料将代替天然原材料,按照指定的要求生产出来,再投入到生产流程中去。目前,生产制造主要在大工厂里集中进行,零部件和制成品都要经过长途运输,这样长的供应链不但成本高还会对环境造成很多破坏。离岸外包风行一时,却使得工厂变得更大了,商品运输路程也变得更长了。我们可以想象,未来的情形是一个分散型的生产模式,这个模式将打破“量大就是王道的暴君统治”,让通过互联网联系在一起的小型厂商,通过需求和产能管理,灵活地为当地市场进行生产。

对就业机会和技能的研究

为了研究把创新推到市场这个过程中的两大要素:就业机会和技能、先进的制造技术,PIE委员会的研究人员使用了问卷调查和采访相结合的研究方法。负责研究就业机会和技能的团队在美国各地对企业、社区学院、高中、劳动力市场的有关部门进行采访。他们对美国各地有代表性的制造业企业进行了调查,询问他们在招聘生产工人时都要求工人具备哪些技能。在全美范围内进行这样的调查,这还是有史以来第一次。差不多有1000家企业给了回复,这些制造业企业的雇员中有40%是生产线上的工人,于是PIE委员会就重点研究了这部分员工的技能是否短缺。很多人说技术短缺在美国是一个普遍的问题。而经济学家指出,工资一直提不上去和失业率高这两个现象显然不支持这种说法。通过PIE委员会的调查,我们就能够有条不紊地利用收集到的证据给争论双方进行裁决,制定相关政策来修正真正存在的问题。有些职位和企业确实很难找到具有相应技能的员工,PIE委员会对这个问题进行了深入研究,力图找出需要特别注意的地方。