1.集群式设计创新与集群式共性技术研究

长期以来，我国经济增长在很大程度上依赖于资源投入总量的增加，并导致了污染排放量的急剧增加，经济发展面临的环境压力愈来愈大。从世界范围来看，我国属于产值能耗较高的国家，以2013年统计数据为例，当年我国每万元GDP能耗达到世界均值的2.5倍，是日本的7倍、美国的3.3倍，高于巴西、墨西哥等发展中国家^[5]。我国“十三五”规划中，政府将节能减排作为重点工程推动实施，实现从“高开采、低利用、高污染”的传统发展模式向“低污染、高利用、低排放”的循环经济模式的转变，将是未来中国经济和社会可持续发展的必然要求^[6]。

解决这些问题，需要借助设计创新和技术创新来完成。但是，就单个企业尤其是中小企业而言，在创新过程中多少会受到有限资源的制约。对此，一种非常有效的解决途径就是不再以单独的企业而是以产业集群为创新主体（平台）来开展，即利用集群式创新来提高集群内部企业的平均创新水平，借以促进区域内企业的创新能力和资源利用水平的提高，进而推动循环经济的发展^[7]。

（1）集群式设计创新。

关于大企业与中小企业在设计创新中孰优孰劣的争论由来已久。总体而言，大企业与小企业在设计创新中各具优势，大企业拥有丰富的资金与技术资源，具有“资源优势”，而小企业则对市场变化反应迅速，具有“行为优势”，设计创新优势与公司规模之间并没有直接的对应关系。从美国硅谷、苏格兰科技区、印度班加罗尔、中国台北新竹科技工业区等产业集群的成功中可以发现，中小企业在设计创新和技术创新中的劣势，更大程度上是由于企业孤立分离而非规模小所致。因此，基于产业集群这样一种企业制度现象，一定程度上能够协调企业技术创新能力与企业规模之间的矛盾，实现企业设计创新能力的最大化，可以形成基于产业集群的集群式设计创新形式。

集群式设计创新，可以描述为以专业化分工和协作为基础的同一产业或相关产业的企业，通过地理位置上的集中或靠近，产生设计创新活动的聚集效应，进而获得创新优势的一种设计创新的组织形式。集群式设计创新优势的获得，不仅依赖于集群内各行为主体之间通过频繁有序的互动、生产要素的交流、组织学习与知识创新及柔性制度的渗透来达到系统的有机整合，而且还要求集群网络的各节点持续地与群外的网络节点发生多方位、多层次的连接，以获取远距离的知识和互补性资源，完成集群内部与外部的衔接。

集群式创新的动态循环累进系统主要包括五个阶段：一是交流阶段，企业通过正式与非正式的群体学习发现创新机会，确立创新目标；二是竞争阶段，先发企业及时制定创新决策，寻找合作伙伴；三是合作阶段，选定合作伙伴，确定合作形式，展开协作创新；四是分享阶段，参与创新各方以多种方式分享创新成果；五是评价阶段，评价合作创新的目标、形式、效果，总结经验。可见，集群式创新的组织结构介于纯市场和纯层级组织之间，比市场组织稳定，比层级组织灵活。借助这种特殊的组织结构，企业间能够建立长期、稳定的创新协作关系^[8]。

例如，我国广东省在近年来的产业升级转型过程中，就以产业创新联盟这种集群式创新形式帮助区域内传统产业转型升级，提升企业的竞争力，并取得了显著效果。创新联盟以集聚国内外创新资源、突破制约产业发展的关键共性技术、提升产业的竞争力为目的，由区域内的行业骨干企业、核心企业与国内外相关领域优势的高校、科研机构等按市场经济规则联合组建而成。据统计，通过中小企业“抱团”创新，合纵连横，2006—2013年，广东省搭建了1600多个创新平台，建设了276家服务中小微企业创新创业的服务平台。同时，联盟还能够实现共性关键技术攻关，对传统产业的转型升级起到了巨大的升级作用。这些高水平的创新平台建设，为广东省集聚各类资源搭建了载体，促进了广东省产学研合作长效机制的建设^[9]。

（2）集群式共性技术研究。

集群的产业升级是集群实施循环经济的另一个重要内容。只有产业的整体提升才能提升集群循环经济的层次，同时，实施集群的循环经济也可以促使集群的产业升级。在集群的产业升级方面，有一个重要的问题需要统筹解决，那就是集群内共性技术的提升，这关系到集群产业升级的核心能力。

因此，我们需要厘清共性技术的概念和内涵，并从生态的视角重新解读“技术”的概念，新语境下的技术将更宽泛，应该包括“生态技术”的应用。此外，还需考虑共性技术升级的具体衡量指标，通过“生产者”“消费者”和“分解者”各自的技术提升，以及三者耦合的技术提升和相应的组织提升实现集群内核心竞争力的共享与升级^[10]。

专用汽车在产品特征上不同于一般乘用车，在我国，中小企业的聚集现象较明显。要想整体提升专用汽车的研发能力和设计水平，靠企业各自单打独斗显然不合时宜。尤其是一些行业共性技术的研究，需要大量科研人员长时间的研究、设计、试验积累才能实现突破。因此，基于产业集群的集群式共性技术研究形式无论对于产业升级还是循环经济的实施，都是十分必要和有效的。

（3）集群式设计创新与共性技术研究的作用机理。

集群式设计创新与共性技术研究的作用机理主要表现为，通过产业聚集效应，提高企业的生产效率，形成基于集群的创新载体效应和创新激励效应，从而提升集群内企业的自主设计创新与研发能力，进而提升整个产业的设计创新与研发能力。首先，产业集群对设计创新具有创新载体效应，产业集群为技术创新提供了良好的平台，使得集群内的设计创新机制与创新氛围可以通过溢出效应较快传播。其次，产业集群对设计创新具有创新激励效应，在当前市场经济环境下，已经整体呈现出产品生命周期缩短、产品个性化和专业化的要求较高等特点，使得企业的设计创新更具迫切性、复杂性和不确定性，大大提高了企业设计创新的风险。再次，集群内企业的设计创新模式从过去的线性模式转向现在的非线性、复合以及网络状模式，单个企业依靠一己之力难以在所有价值链环节上保证设计创新均获得成功。产业集群内企业通过专业化分工、相互合作、相互学习，改善了企业创新的基础和条件，不但可以提高企业的创新能力，而且还可以降低企业设计创新的风险。

（4）集群式设计创新与共性技术研究的实现条件。

集群式设计创新与共性技术研究的实现，同时需要内部约束条件和外部支撑环境。内部约束条件主要包括集群的聚集程度和集群内企业的设计创新能力与模式等，外部条件主要包括政府支持、设计服务市场化和区域的创新文化等。

实现集群式创新，首先要求该产业集群达到一定的集聚程度（集中度）。经济学中常见的测量方法是空间基尼系数，即比较某个地区某一产业的就业人数占全国该产业总就业人数的比重，以及该地区全部就业人数占全国总就业人数的比重。该方法的价值在于简便直观，系数越高（最大值为1）表明集聚程度越大，即产业在地理上越集中。产业集群的集中度与集群的技术外溢效应存在一定的关联性。一般来说，集群的集中度存在一个最佳值域，在这一区域里，该集群的技术外溢效应达到最大值^[11]。

企业技术创新模式已经由传统的线性创新模式逐步向协同式创新以及网络状创新模式演变。线性创新模式过于强调创新源泉的内源化，而忽视了外部知识源泉的作用。线性创新模式认为技术创新的过程一般遵循发明—开发—设计—中试—生产—销售等简单的线性过程，而忽视企业所处环境对创新过程的影响。网络状创新模式是在产业集群特征比较明显时的一种创新模式，企业间的分工与合作促使设计创新活动的专业分工与合作转变，进而形成基于集群内企业的网络状设计创新，外部知识资源是其创新的主要源泉，企业之间和研发机构之间的有效合作是创新成功的主要因素。协同式创新是介于线性和网络状创新模式之间的一种中间模式，主要表现为企业与企业间依靠合作协议进行协同创新。三者创新模式之间，网络状创新模式要求的产业集群市场化条件以及企业和机构的创新能力最为苛刻，也是将来集群式设计创新主要的应用模式。

地方政府的作用主要体现在创造激励性的制度与政策环境、对教育与科研持续加大投入以及完善公共基础设施等方面。集群式创新的实现，还需要好的制度与政策来激励与引导，鼓励集群内企业在研发方面互相学习、互相合作，为集群式创新创造竞争与协作的活跃气氛。设计研发服务市场是产业集群市场化运作的必要支持，它的主要功能是为集群内企业提供专业化的设计研发服务。一旦设计研发市场能得以健康发展，该地区能提供持续的高质量设计研发服务，有助于提高集群的绩效，降低市场交易成本，而且设计研发服务市场对该区域的设计研发服务的产业化形成起到重要的促进作用。另外，集群式创新的实现与发展，与地域的文化背景、群体的价值观念等文化环境密切相关。区域创新文化是集群式创新产生与发展的文化土壤，因此，只有营造和拥有区域创新文化，才能真正实现集群式创新。这种区域创新文化主要体现在：鼓励冒险、允许失败的创业机制；鼓励变革、崇尚创新的文化氛围；追求合作、倡导互信的文化理念。

2.集群式设计创新对促进资源集约利用的影响机理

（1）产业集群是促进资源集约利用的载体。

在生态学中，有个概念叫做生物链（或生物圈），描述的是生态系统中各个环节环环相扣形成一个闭合循环。如果系统遭到破坏，致使某个环节退出或者灭亡，最终结果就是整个链条的断裂，给整个生态系统造成巨大破坏。将此概念复制到汽车工业这个系统中，结果也是类似的。

当我们在关注跨国汽车公司近年来拓展中国市场的行动时，会发现他们始终遵循“全球化链条”定律，即全球协议伙伴（global key accounts）及其追随用户（follow your customers）。以往的生存经验使它们深知，如果经营上每一个环节都有熟悉和适应的合作伙伴，企业生存发展将获得“生态平衡”的环境；如果集群生存遵循“生物链”的自然法则，产业上下游企业将相应获得自己的“食物链”，从而形成合纵连横的类似于他们本土商业环境的“生物圈”。所以，完全可以这样理解，汽车产业“生物圈”的生存策略其实就是集群竞争^[12]。

（2）设计创新是实现资源集约利用的手段。

第一，设计（技术）创新能提高资源利用率。De Gregori曾提出，“资源并不完全是天生的，有一部分是后天创造形成的^[13]”。这种创造资源的手段就是设计创新。设计创新可以重构物质资源和知识资源，通过巧妙而合理的组合方式，准确地达到预设目标。由于设计行为的内涵在于发现人类工作、生活、休闲活动中的真实或潜在问题，凭借对现有资源的重构，解决用户的真正需求。设计创新是唯一能够解决艺术与科学间鸿沟的人工活动，一方面，它始于人类的物质需求和精神需求，需要设计师具有一定的文化艺术素养，体现了造物活动中感性（情）的特征；另一方面，它合理整合各类资源，以合适的方式组合形成解决方案，体现了造物活动中理性（理）的特征^[14]。(www.daowen.com)

第二，合理的设计创新促进循环经济的形成。循环经济发展模式“资源—产品—废弃物—再生循环”，是一种“从摇篮到摇篮”的可持续生存发展模式，是自然资源高效利用的最高境界。因而，资源集约利用是发展循环经济的一项关键内容，设计创新通过促进循环经济发展，可以实现有限资源的循环集约利用。

设计创新可从以下三个方面推动循环经济的发展：一是生态化汽车设计技术，即采用先进的设计技术、方法和手段^[15]，提高设计效率和准确率，跨越设计与制造间的鸿沟，力求以最少的资源消耗创造最大的经济效益，该层面属于方法和技术层面的创新；二是全生命周期设计，属于终端行为的设计控制，通过设计的整合行为，捕捉真实需求，同时延长产品生命周期，控制产品全生命周期的各阶段，降低污染的产生量；三是生态化汽车产业链，遵循整体最优原则，从宏观及中观层面对设计资源进行综合调用^[16]。

（3）集群式设计创新对集群的资源利用是更有效的创新组织形式。

传统企业的设计创新形式是单一的、线性的，集群式设计创新改变了传统的设计创新形式，为产业集群的设计创新活动提供了新的形式，使集群内部创新成为网状结构，形成知识资源的互补，从而具有了新的优势，主要体现为以下几点：

第一，通过专业化分工合作提高设计创新的整体水平。设计创新是一个动态的系统过程，由于产业链中的上游特征，其行为涉及市场需求调研、用户研究、产品研发、产品转化、销售、回收等各个环节，任何一个环节出错，都可能导致技术创新的失败。所以，单个企业，尤其是中小型企业越来越难以依靠自身单独完成所有知识成果和相关资源，实现知识的市场转化过程。为了减少风险、提高效率，设计创新集群中的每个企业可以只从事创新增值链条上的某一环节的工作，通过专业化分工形成设计创新网络，构建集群内的设计创新共生体。集群式设计创新网络的参与者取得合作的好处而增强各自实力；并且由于整个集群承担了创新的组织功能，降低了设计创新的不确定性带来的风险，进而取得集群外的竞争者无法获得的产品优势。

第二，通过知识学习分工的途径满足更专业的知识需求。设计创新是一种互动的学习过程，随着设计活动的不断演变、进化以及设计需求的不断更新，需要设计师不断地补充知识。除了集群内部可利用的知识资源外，还包括集群外部的知识。如果能够构筑一个设计创新平台，吸引群外知识资源，为集群内企业及设计创新主体提供知识的补给，那么集群作为一个整体也就得到了知识补给。这种以点带面的知识补给和吸收，在知识学习分工的模式下，实现了知识的集群外部引进和集群内部扩散的过程，集群整体的知识基础也得到不断充实，带来的效应就是集群整体的设计创新能力得到提高和升级。

第三，“拉动”与“挤压”效应提升集群的整体设计创新能力。若将企业间设计创新能力的差异理解为位势差，集群内处于低位势的企业会通过向高位势企业模仿学习等方式实现能力跟进，试图消除由于能力势差导致的产品附加值差距，这就产生了高位势企业对低位势企业的“拉动”效应。低位势企业实现技术追赶后，高位势企业为了保持现有优势，就通过外向型学习、自主型学习和集群互动学习等相结合的方式，获取持续能力优势，由此产生了低位势企业对高位势企业的“挤压效应”。正是这两种效应的平行作用，推动整个集群设计创新能力的螺旋式上升态势，达到良性循环^[17]。

（4）集群式设计创新对促进资源集约利用的影响机理。

通过剖析循环经济下集群式设计创新、专用汽车产业集群、生态工业园、设计创新服务平台等几个概念间的关联性，将集群式设计创新对于资源集约利用的影响机理进行归纳（图6-4）。

首先，产业集群通过集群式设计创新活动，提高集群内企业的整体设计创新能力，并实现对集群内外资源的集约利用，从而实现产业生态化的总体宏观目标；其次，通过有效且正确的设计创新手段（包括集群式创新），能够有效促进集群资源的集约利用；再次，由于循环经济的核心内涵是资源循环利用，区域内还可以通过设计、规划和建立生态工业园，来实现资源的集约利用^[18]；此外，还可以搭建公共创新服务平台，持续为集群内企业提供设计服务、技术服务、信息服务、销售服务等多种形式的共性服务，这是一种新颖的基于集群的创新服务形式^[19]。

图6-4　集群式设计创新对产业集群资源集约利用的影响机制示意图

Tiedoman提出的创新共生模型把创新分为研究职能、技术职能、商业职能等三条主线，其中不仅包括各功能部分的高度平行交叉，还包括生产型企业与上游供应商、下游客户之间的相互协作^[20]。相应地，集群式创新也可以分为纵向集成与横向集成两方面。与单一的企业设计创新相比，集群式设计创新不仅能够在纵向集成与横向集成两方面更有效地实现产品设计创新、技术创新与工艺创新，促进资源集约利用。在集群环境下，同样也能够通过创新的乘数效应实现资源的集约利用^[21]。

集群式设计创新模型对资源集约利用的影响具体有如下三点：

第一，纵向集成对促进资源集约利用的影响。根据波特的集群理论思想，集群的内在结构是一系列相关联的产业及实体在一定地域上的联结，这种联结的内在本质是产业“价值链”^[22]。每一家企业只是集群式产业链系统中的一个环节或部分环节。从系统论的观点来看，一个增值系统的功能提升有赖于各价值环节尤其是关键环节的协同优化，某个或某几个环节的薄弱会给整个系统造成“木桶效应”而制约总体功能水平。如果产业链中的某些企业通过技术创新取得了先发地位，那么它必然会要求上下游的企业能够采取相应的创新活动来加以配合。产业链内的企业通过产业的关联效应相互配合、相互推动，建立起一种远远大于单个企业的竞争优势：链优势和群优势，促进整条供应链的产品设计创新、技术创新与工艺创新程度，从而在集约利用资源方面发挥更大的效用。

第二，横向集成对促进资源集约利用的影响。集群式创新的横向集成效应，是由于产业链同一层级环节中的不同企业在设计创新水平上存在一定的不均衡性，从而产生设计创新能力位势高的企业与位势低的企业之间的知识流动。例如设计人员的正常流动、反求工程以及人际网络交流等，会使创新者的知识外溢，继而催化出新的创新。出于竞争压力，当集群内部分企业出现创新成果时，会带动相关竞争企业展开设计创新活动。例如，当设计创新者通过产品的自主创新或整合创新实现了资源的集约利用，降低了生产成本，赢得用户赞誉，在获得了更多订单的同时获取更高的利润；低位势的设计创新者则面临着失去市场份额的危险，这就迫使其不得不通过各种学习途径促进设计创新，提高资源利用效率，降低竞争劣势。因此，在这种横向作用下，带动了大批同行企业的设计创新活动，提高设计效率，实现横向的集成创新，从而改善集群内整体的资源利用效率。

第三，乘数效应的加成性对促进资源集约利用的影响。在产业集群中，一般会存在一家或几家龙头企业，大量的中小企业依附于龙头企业，配合龙头企业进行专业化生产，形成以龙头企业为核心的价值网络。通常核心企业（一般是整车厂或总装厂）进行产品的整体设计创新与规划，上装、底盘及零部件等生产厂商进行协作配合，这时协作企业的设计创新一般表现为更具体的产品创新、技术创新以及工艺创新。由于产品或品类上的差异性，一个集群网络中通常会同时存在多个核心企业（如不同类型的专用汽车整车厂），每个核心企业都有协作企业与之配套，核心企业与协作企业各自从事自己最具核心专长的优势环节的设计创新与研发工作。在高度专业化的分工条件下，一个产品系统可以分解成很多部件或者总成，每个部件都由不同的企业根据整车厂的设计和技术要求组织专业化设计研发、生产管理和配套供应。这样，各个环节通过设计创新链联结起来，从而构成了集群内企业间的网络状设计创新协作关系。

如图6-5所示，以集群内核心企业（E）为例，其产业链中的上游企业（Upstream Enterprise）标示为U，下游企业（Downstream Enterprise）标示为D。假设核心企业有4个配套企业（Matching Enterprise）M1、M2、M3、M4以及2个竞争企业（Competition Enterprise）C1和C2。

图6-5　集群内产业链上下游企业的网络关系

乘数效应主要体现在核心企业E与4个配套企业间的网络关系。当核心企业E实现设计创新的升级时，会促使4个配套企业的设计创新，由于它们之间的协作配套关系，设计创新活动带来的资源节约可以用个比例（乘数）来描述，M1、M2、M3、M4产生的资源节约数量级分别等于企业E自身创新带来的资源节约系数α1的m1、m2、m3、m4倍。在这一网络关系中，核心企业E及其配套企业产生的资源节约量体现为由乘数效应带来的R1：

除此之外，核心企业E的设计创新同样会促使其上下游企业U、D进行创新，这时产生的资源节约Ru、Rd就是由纵向创新集成带来的；横向创新集成造成的资源节约则是由2个竞争企业产生的（暂设定为Rc1、Rc2），在图示中的集群式设计创新活动中，基于企业E的技术创新活动，最终产生的资源节约总数Rn应为：

如果增加考虑上述模型中设计创新活动对于上下游企业U、D直接相关的配套企业、竞争企业及产业链其他环节的设计创新的影响力，则集群内企业网络所产生的资源节约效应比上式所表述的要大。因此，根据理论模型分析，在集群式创新系统中，在核心企业的设计创新行为拉动下，能够通过集群企业网络关系产生连锁效应，并通过乘数效应、横向集成创新以及纵向集成创新进行放大，在更大范围内实现资源的节约。