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技术积累对多阶段研发计划制定方法的影响研究吴辉辉邹礼瑞邮箱:kleos.wu@gmail.comlrzou@sjtu.edu.cn联系方式:13917514787（上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030）摘要：研发型企业的各个研发产品之间相互联系，相互促进，随着技术的积累，先期的研发投入将促进后期的研发进程，因此科学合理的安排研发计划是研发企业产品开发的重要环节。本文在定量描述研发促进因子和研发促进矩阵的基础上，建立产品开发计划安排优化模型，并通过实例说明如何进行多阶段产品研发的计划安排。关键词:产品研发；技术积累；促进矩阵；促进因子中图分类号：TB491；TH162文献标识码：AStudyonTechnologyAccumulationinArrangementofMulti-stageR&DPlanningWUHuihuiZOULirui(AntaiCollegeofEconomicsandManagement,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030,China)【Abstract】IntheR&D-orientedinstitution,theproductsunderconsiderationarenotindependent;thepreviousR&DexperiencewouldpromotethefollowingR&Dprocess.SoitisofsignificantimportancetoscientificallyandrationallyarrangethemultistageR&Dplan.BasedonquantitativeindicationtotheR&DenhancementfactorandR&Dinter-enhancementmatrixes,theauthorsetsuptheoptimizationmodelofarrangingproducts’multistageR&Dplan,andillustrateshowtorunthismodelinthepaper.Keywords:ProductR&D;Technologyaccumulation;R&Dinter-enhancementmatrix;R&Denhancementfactor.1问题的提出经济全球化趋势使企业面临一个迅速变化的经营环境。研发型大公司凭其出色的研发能力和科学的产品研发安排，不断推出新品种和领先技术，主导产业发展方向。国内外学者对研发计划制定都作了深入研究，文献[1]考虑了企业能力和市场条件，并采用评分方法对新产品开发进行筛选，文献[2]、[3]、[4]分别考虑了产品开发时间对产品经济效益的影响，文献[5]、[6]、[7]分别从外在的客户关系入手，内在的创新投入，以及具体的实例，讨论创新型企业如何创立竞争优势。文献[8]深入探讨了IT产品的研发计划安排，通过定量描述产品开发难度、开发能力、和预期收入，建立IT产品开发计划安排优化模型，为IT企业建立合理的研发计划提供了一个创新方案。这些文献都为企业建立合理的研发计划提供了可行的政策建议，如果能够结合考虑各研发产品之间存在的相互影响，相互促进的关系，就能使研发方案更加经济有效。事实上，创新型企业的研发产品从技术关联上来说，可以分为两大类，一为平台技术，二为基于平台技术而发展的衍生技术。一方面，平台技术更具创新性，研发难度和研发投入都比较大，但是该平台的搭建将为后续的研发提供有力的技术支持，另一方面，衍生技术的研发成本相对较小，同时多阶段的研发过程中逐渐积累的研发经验，也将促进今后平台技术的开发。所以，创新型企业在制定研发计划时就可以有两种选择，一是加大研发投入搭建技术平台，虽然短期成本较高，但降低了长期的研发投入；二是逐步发展衍生技术，循序渐进的积累经验，该策略短期成本较低，但长期来看由于缺少平台支持，总成本将高企。现实情况也许很难分辨何者为平台技术，何者为衍生技术，但是只要理清产品间的相互关系，就可以科学的安排经济有效的研发计划。因此，本文结合产品研发过程中的技术积累，定义了研发促进矩阵和预期收入矩阵，建立了新产品多阶段开发计划安排优化模型，并结合文献[8]的实例讨论了技术积累对多阶段研发计划制定的影响。2技术积累、研发促进矩阵（IEM）与研发促进因子（EF）所谓技术积累是指，研发型企业开发的产品之间具有极强的渗透性，各产品开发进程间有复杂的相互作用，企业每阶段的产品研发都将为下阶段的开发积累经验。合理的产品研发计划安排，一方面有助于确定有效的资源配置，另一方面也影响着产品的预期收入。因此，本文首先引入两个概念，研发促进矩阵(IEM)和研发促进因子（EF）。研发促进矩阵(IEM)是由研发促进因子所构成的矩阵，将两两产品间的研发促进关系用矩阵形式直观的表现出来。研发促进因子（EF）是指由于各种产品间存着或多或少的联系，前期产品研发的成果将对后期的产品研发产生作用的影响因子。直观的看，企业产品研发能力可体现在人力、资金、设备和时间的综合运用上。根据文献[8]的定义，从某种角度看，产品开发能力可以用企业已具备的开发能力所需等价投入来表示。研发能力越强的企业，对于同一系列产品的研发，由于很好的定位了平台技术和基于此技术的衍生技术，理清平台技术和衍生技术分别带来的技术积累，合理的安排了研发计划，研发成本必然相对较低。其次，从产品研发流程来看，由于产品间存在复杂的内在关系，企业研发团队前期对某一产品的开发过程中伴随着经验的积累与某些技能技术的大幅提高，将有可能在后期发生作用，加深对另一产品的研发理解，促进另一个产品的研发进程，有效的降低受促进产品的初始研发成本。初始研发成本是指企业从“零”开始，直至该产品开发成功所需的累计投入。研发促进因子（EF）的取值范围为(0,1]。显然研发促进因子（EF）的取值不能为0，因为产品不可能因为某个已开发产品研发过程中某些技术技能的大幅度提高，而使本产品的研发成本削减为0；取值为1是指，两个产品研发进程间没有相互促进作用，前期的研发成果对后期的成本削减不起作用；介于0和1之间的取值则表示已开发的产品将使后续的研发投入削减至原投入的一定百分比。为进一步直观理解上述观点，先从一个简单的产品组合研发模型――两阶段双产品研发模型的建立来把握。假设某公司只有两种产品1P和2P,他们对应的初始研发成本分别为1D和2D，研发期为两个相同时间跨度的两个阶段0K期和1K期，两期的研发投入限额分别为0I和1I，由于时间跨度较短，两产品的预期收入在不同时期投入市场差别不大，所以该公司短期内关注不同研发次序带来的成本差异。假设，1P对2P的研发促进因子记为12e，2P对1P的研发促进因子记为21e。由于每期研发金额的限制，每期只能研发一个产品，产品的开发都能在当期内完成，以后也不再重新开发；另外当期的研发并不促进产品自身的研发能力，即1P对1P的研发促进因子记为1，2P对2P的研发促进因子记为1；且当期产品研发积累的促进因素只能在后期发生作用。由以上描述，我们构造2*2阶的研发促进矩阵（IEM）：1212121211PPPePe。21e表示只要2P比1P早研发，1P都可以得到2P的研发促进输入，降低1P的研发成本。同理，12e只要1P比2P早研发，1P都将对后期产品输出该产品的促进因子，降低2P的研发成本。那么该公司将有两种生产方案：1.在0K期生产1P，1K期生产2P。0K期的研发成本为1D，1K期由于有0K期生产1P的经验，1P对2P的研发促进因子为12e，使1K期2P产品的研发成本降为122eD，那么企业两期的研发总成本即为1122DeD2.在0K期生产2P，1K期生产1P。同理可知企业两期的研发总成本为2211DeD由此我们可以得到两阶段双产品研发的研发成本函数D，并可根据模型计算研发投入，安排研发计划。21,1012011,101,21,20,1ijikiijkijikkikikikiDDexDIxxxijk研发成本函数约束条件或1,3多阶段多产品研发模型但是现实世界中，研发型机构可能同时面临多种产品研发方案，而每个产品间又相互联系，相互促进。而且，产品的生命周期不同，若不科学安排投放市场的时机，则很可能会错过最佳的产品收获期。那么如何在有限的时间内，有限的研发投入下，制定一个收益最大化的产品研发方案就显得至关重要。所以本章将深入讨论，研发型机构在决策初期有多种产品方案可选时，如何安排其开发计划。假设公司的研发阶段为012,,,,TKKKK，研发产品组合为:123,,,...,nPPPP，对应的初始研发成本分别为123,,,...,nDDDD，每阶段的投资限额为01,,,TIII,研发促进矩阵（IEM）为121211212212111nnnnnnPPPPeePeePee(1)预期收入矩阵nTR为0111112112212221121TTTnnnnTKKKPrrrPrrrPrrr（2）约束条件:1.每期的产品研发投入不超过当期的投资限额，即,1nkkiikikiCEDxI；2.产品必须要投放市场，且开发都能在当期完成，当期的研发不促进产品自身的研发能力，且以后不再重新开发，即01Tkikx；3.当期产品研发积累的促进因素只能在后期发生作用；4.当某阶段某产品得到前期多个产品的研发促进输入，其研发促进因子（EF）值为前期各个研发促进因子的累积，即假设tK期产品iP得到产品121212011,,...,,,...,...,,,...taabbccKKKPPPPPP的促进因子输入，其促进因子记为,tiE，12121212111,0,1tktjttiaiaibibiciciKKKnxjiijEeeeeeeeE（记为1）；5.当产品于某期研发出来后，将于次期投放市场；6.企业的研发目标是研发阶段内产品投放市场获得收入最大化。可得模型：目标函数：,110maxnTikkiikWrx11,1,10,1101,1,2,...,0,1,...,ktjtnkkiikikinxkijijTkikkiCEDxIEekxxijnkT约束条件：或(3)1kix表示在第k个阶段第i个产品投入研发，,1ikr是收入矩阵nTR第i行第k列元素，表示第i个产品在第k个阶段投入研发的预期收入。4模糊评价法在评价研发促进因子中的应用研发促进因子（EF）的定量对于建立经济有效的多阶段研发计划至关重要，现有的文献没有过多的讨论技术积累在研发计划制定中的作用，也没有提出特定的方法对研发促进作定量描述。因此，本章将模糊评价法引入到研发促进因子（EF）的定量中去，以期为研发型机构提供决策依据。模糊评价法可以将定性的评价诠释为定量的描述。就研发促进来说，假定一研发机构想要确定若产品B要是先于产品A早开发，可以对产品A带来多大的成本削减，那么研发机构可以从多个纬度来评价，例如研发B带来的技术进步可能有效的解决了研发A的难度、或者降低了研发A的人力成本和资金投入，或者将有利于产品A的及早推向市场，降低A的机会成本。对于不同的指标，其相应的研发促进的程度也不尽相同，如B可能在技术进步上起了很大的促进作用，但在人力和物力的投入上并没有带来成本削减。所以，可以通过收集专家小组对研发促进各指标的评判，构建模糊关系矩阵，最后结合各个指标的权重和各个评判的赋值，计算出产品B对产品A的促进因子。假设该公司通过统计调查数据，形成产品B对产品A成本削减情况的评价数据，结合上述描述，可得如下评价表：表4.1：产品B对产品A成本削减情况的评价数据模糊关系矩阵R指标集U技术促进人力成本资金成本机会成本指标权重W0.40.250.250.1评语集V（评语赋值'V）成本削减很多（0.3）60.0%