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先进制造技术论文(【创新前沿】文献综述5|先进制造技术的采用和创新)

先进制造技术论文

文献综述

编者按:
先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇,为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长首先提出的。此后,欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等国也相继作出响应。先进制造技术(Advanced Manufacturing Technologies, AMT)是广泛的技术,可支持产品的设计和制造,更高的连接性以及资源的优化计划。在过去的二十年中,制造业自动化通过机器人技术和自动化技术的发展改变了工厂车间。例如,增材制造可提供更多的产品定制机会,从而激活新的创新生态系统。

AMT投资为各国提供了促进其国民经济增长的机会。例如自2012年起,美国对先进制造业的22亿美元研发投资政策扩展到支持先进制造业机构网络的政府计划中。AMT可能在制造可持续性方面提供颠覆性的改善,这也导致欧洲投资银行和欧洲委员会增加了对资源和能源效率投资的贷款。此外,欧洲未来工厂联合会(EFFRA)发布了路线图,以解决资源的有效利用问题,并通过增材制造等技术减少浪费,其目标是到2020年将能源消耗减少25%。这些政策举措却为采用AMT的组织带来挑战。

本期,编者将解读一篇于2021年刊登在《Research Policy》上关于“先进制造技术的采用和创新:关于障碍,推动因素和创新类型”的文献综述。

先进制造技术的采用和创新:关于障碍,推动因素和创新类型的文献综述
摘要:

本研究探讨了先进制造技术(AMT)的采用过程中的障碍和推动因素,以及它们与不同创新类型之间的关系。尽管提高AMT采用率的要求已得到广泛认可,但现有文献对采用过程中的主要障碍和推动因素缺乏全面的了解。此外,它没有揭示这些障碍和推动因素与不同创新类型之间的关系。本文提供了有关采用AMT的障碍和推动因素的系统性文献综述。本文研究发现是基于1999-2019年商业和管理文献八十七篇经同行评审的文章。本文研究具有多重理论贡献。首先,通过整合来自实证研究的证据,本文确定了五种主要的障碍类型和四种主要的推动因素。其次,本文将AMT采用过程的三个关键阶段概念化,并根据障碍和推动因素是否适用于单个阶段或它们在整个过程中是否具有影响力进行分类。第三,本文揭示了与创新类型成果相关的障碍类别与推动因素之间的关系:产品,流程,服务或业务模式创新。本文的研究结果基于关键障碍和推动因素的证据,对管理者和决策者均具有重要意义。此外,本文建议了未来研究的几个方向。

Abstract: 
This study examines the barriers and enablers within the adoption process of advanced manufacturing technologies (AMTs) and their relationship to different innovation types as outcomes of this process. Whilst the requirement to improve AMT adoption is widely acknowledged, the existing literature lacks a comprehensive understanding of the main barriers and enablers within the adoption process. Furthermore, it does not reveal how these barriers and enablers are related to different innovation types. We provide a systematic literature review of the barriers and enablers to AMT adoption. The findings of this review are based on a total of eighty-seven peer-reviewed articles from the business and management literature from 1999-2019. Our findings provide several contributions to the literature. Firstly, by integrating evidence from empirical studies, we identify five main types of barriers and four main types of enablers to adoption. Secondly, we conceptualise three key stages of the AMT adoption process and classify the barriers and enablers on the basis of whether they apply to an individual stage, or whether their influence is pertinent across the whole process. Thirdly, we reveal the relationship between categories of barriers and enablers associated to innovation types outcomes: product, process, service or business model innovations. The results of our study provide important implications for both managers and policy makers based on the evidence of the key barriers and enablers. Further, we suggest several directions for future research, including the need to examine the post-installation stage.

1
研究问题
本文的文献综述具有两个主要目的。首先,概述采用阶段的障碍和推动因素。其次,将这些与创新类型联系起来。

本文研究问题包括:
遵循基于阶段的观点,哪些类型的障碍和推动因素与AMT采纳过程的每个阶段相关?
不同创新类型的障碍和推动因素之间有什么联系?

2
研究贡献
这篇综述为有关AMT的文献体系提供了两个主要的贡献。首先,本文为Machuca等(2004)的工作做出了贡献。他们发现有必要更加关注采用前后的内部-外部因素。本文通过基于阶段的分析扩展了这种观点,发现了多阶段和特定阶段的障碍和推动因素。其次,本文回应了Bourke and Roper(2016)的号召,试图确定能够带来创新产出的AMT技能禀赋。为此,本文在研究的基础上强调了技术投资如何在障碍和推动因素的影响下导致不同的创新类型(Koellinger,2008;Santamaría等,2009)。这些贡献也反映了本文对采用和创新之间关系的概念化,与本文试图解决的具体研究问题有关。

3
研究概述

图1提供了与阶段相关的两种障碍和推动因素的可视化说明,以及它们与四种创新类型的联系。

1. 障碍因素

增材制造研究报告了不同的技术障碍。在一项结合产品和工艺创新的研究中,Meier等(2019)发现了增材制造导致原型和最终产品之间差异的局限性。相比之下,对于可持续的商业模式创新,挑战在于将增材制造与混合动力技术相结合(Ford和Despeisse, 2016)。政策和监管壁垒与商业模式创新高度相关,其中研究报告了材料应用和电子数据交换(EDI)的标准化问题(Ford和Despeisse, 2016;Müller等,2018)。

与流程创新相关的人事相关问题主要反映了员工对常规变革的抵制,而与商业模式创新相关的增材制造(Ford和Despeisse, 2016)或工业物联网(IIoT)大数据分析(Kiel等,2017)的挑战相反。

2. 推动因素

在能力推动因素中,吸收能力与产品创新显著相关,且与受教育程度和内部研发能力的劳动力比例相关(Bourke 和 Roper, 2016)。而对于流程创新,它可能与劳动力教育和管理能力有关(Spanos和Voudouris, 2009)。另一个区别是互补性工艺重新设计:制造和生产能力与工艺创新相关(Sj¨odin等, 2018),而跨组织协作的重新设计则促进产品创新(Meier等,2019)。后一个特征在涉及商业模式和服务创新的研究中也很常见,在这些研究中,客户关系强化了产品定制化或数据服务货币化(Ford 和Despeisse, 2016; Hasselblatt等,2018; Müller等,2018; Rymaszewska等,2017)。

就公司结构而言,文化存在关键差异:车间决策价值的一致性会导致更高的工艺创新绩效(例如交货时间、报废减少)(Khazanci等,2007)。在商业模式创新的情况下,从产品导向到软件和客户密集型文化的根本性转变形成了工业物联网的关键推动因素(Kiel等人,2017)。
图1

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政策建议
首先,AMT政策应建立在各采用阶段的障碍和推动因素的相对重要性之上。例如,投资理由的障碍或规划过程中的组织约束可能会增强其他障碍,如后期采纳阶段的员工阻力。这种政策也应该反映出研究的证据,这些研究证明了采用先进制造技术创新战略的企业如何能够克服不同类型的障碍。

第二,本文的发现还确定了旨在确保制造商开发所需能力以实现不同创新成果的政策需求。这不仅意味着这些政策应特别关注增强创新类型的障碍和促进因素,还应关注支持进一步调整的后续阶段。

最后,本文还强调了创新政策促进制造业生态系统发展对AMT的重要性,这与本文关于需要与供应商和客户发展组织间能力的研究结果相一致,特别是对于增材制造和基于物联网的转型的一些企业。

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未来研究方向
首先,实证研究应该整合障碍和推动因素的分类。特别是,未来的调查研究应该利用本文的分类作为基础,以检查在采用中每个类别的相对重要性和出现频率。 

其次,未来的文献综述可以采用元分析的方法,来检查定量研究,并确定他们所研究的障碍和推动因素的相对重要性,以及检查特定的上下文变量、技术或行业。

第三,未来的研究应该整合本文的概念模型,描述障碍和推动因素如何在采用过程中演变。此外,还需要进一步研究,特别侧重于安装后阶段,因为到目前为止,这一阶段受到的关注较少。

第四,未来的研究将受益于选择具体的先进制造技术项目,以比较和对比不同的先进制造技术系统。

最后,通过多个案例研究可以从定性方法中受益,益处包括何时以及如何发现创新机会。

编后语:
制造业是强国之基、富国之本,没有强大的制造业支撑就不可能成为真正意义上的世界强国。进入21世纪以来,大数据、云计算、物联网等技术带来了第四次产业革命,新兴技术与制造业深度融合,引发了传统制造业转型升级的热潮,其中先进制造技术成为推动中国制造业发展的主要驱动力。

2017年,科技部印发了“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划的通知,旨在推动先进制造技术领域创新能力提升。其中指出发展先进制造技术是建设制造强国的战略需要。中国中小企业是中国制造业的中流砥柱,然而大部分企业面临着核心技术受制于人、产业附加值低的发展瓶颈,急需实现技术与制造的融合。上文所提出的研究框架则为中小企业的转型发展了提供了结构化思考的方向,其中创新类型的选择和确定企业家可根据企业实际实践确定,不必拘泥于此文。

文献来源:Stornelli, Aldo & Ozcan, Sercan & Simms, Christopher. (2021). Advanced manufacturing technology adoption and innovation: A systematic literature review on barriers, enablers, and innovation types. Research Policy. 50. 104229. 10.1016/j.respol.2021.104229.  

文字:付亚男,浙江大学管理学院博士生
        (yananfu@zju.edu.cn)
          研究方向:创新管理
校对:谭子雁,浙江大学管理学院博士生
          研究方向:中小企业的战略定位、技术创新
编辑:许心悦

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