正向研究和逆向研究:冗余性与概率性改善是核心

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正向研究和逆向研究,从管理角度看都属科研组织工艺(反映科研活动构成及开展关系),是科研体系的价值内核和生产力因素。由于科研组织工艺内在的规定了科研体系的产出性能,进而限定了体制机制等改革的价值空间,所以研发力、成果产出效率等,根本上决定于科研组织工艺的生产性能及其实现程度。

当前,企业对科研组织工艺的理解更多是从科学学角度的“科学认知”,而缺乏从管理学角度的“管理认知”,对影响科研生产性能的可管理因素缺少必要认识,直接导致:在诸多科改工作中,对科研组织工艺的性能少有触及、更乏变化,致使很多企业陷入改革长期无效的困境。

 

冗余性与概率性:限制着两类科研组织工艺的产出性能

从知识生产的内在基本活动关系看,存在从S到T再到E的先后关系。S指科学研究活动,包括基础研究、定向基础研究和应用基础研究等;T指应用技术研究活动,包括应用技术基础研究、试验发展等;E指工程技术研究活动,包括工程化、产品化及其规模化等环节中的技术工作。

从知识生产的组织关系看,可有多种不违反其内在活动关系的“科研组织工艺”。如何组织科研活动才能更有效的产出所需知识?正是科研组织工艺所要重点考虑的。

实践中广泛运用的科研组织工艺有两种基本类型:正向研究(STE)和逆向研究(ETS)。所谓正/逆向研究均是参照知识类型之间的内在关系而言的,前向知识充分了再开展后向知识开发,属正向研究——基本过程是基础研究之后应用研究,再经过试验发展和工程化开发最终实现创新目标物;逆向研究过程恰好相反,是根据实践需要提出具体研发任务,从工程化开发起步,视需要对前向知识做必要延伸——基于E定制开发T、基于T定向发现S。

我国企业一直以来采用逆向研究的比较多,现在仍很普遍。随着创新要求的提高,越来越多的企业开始重视和运用正向研究。但问题是,在高创新和长技术距离下,无论采用哪种工艺都存在严重的内在生产缺陷:冗余性与概率性。

冗余性

这里的“冗余”指冗余投入及由此产生的冗余知识。实践中,冗余投入具体包括两类:一类是在目标知识以外领域(冗余领域)的科研投入,另一类是在目标知识领域上的非必要投入(过度投入)。

就特定项目所需的目标知识而言,两类科研组织工艺都存在冗余性问题,因为:由于三类知识间的内在生产关系,客观上存在前后向联系,造成前向知识如不充分则后向知识就很难出来——即充分非必要而产生的冗余;更关键的是,在产出所需知识前,科研人员其实并不知道此次目标知识的具体领域和具体内容,所谓“目标知识”均是在最终研发目标实现后的“事后认知”,且越是前期知识储备缺乏越是如此。因此,有过深刻科研经历的人都知道,无论是向前在基础知识上寻求认识突破,还是向后在应用环节上进行知识开发,都是在广泛试错的复杂探索过程中、通过多轮次的路线选择和多样化的知识比较后,目标知识才可能真正的被具体确定下来。

但冗余性在两类科研组织工艺上的具体表现又存在差异:假设人力资源和其它科研条件基本满足情况下,需要自研的目标知识涉及S、T和E三类(如下图中a所示)。正向研究时,会在S和T中产生大量冗余,且S多于T(如b所示);逆向研究时,会在E和T中产生大量冗余,且E多于T(如c所示)。因冗余性的存在,使二者的生产特性形象的呈现出三角形且方向相反。正是“冗余三角”这个内在原因——两类工艺的共同缺陷,导致实践中科研项目实施周期拉长、创新速度变慢、研发投入超支。

概率性

科研工作有很强的不确定性,过程中每项科研活动乃至整个科研项目,形成有效产出常常都是小概率事件。科研能否出成果(后称“产出概率”)以及科研成果能否满足实践需要(后称“匹配概率”),共同构成了企业科研组织的主要挑战(相关研究详见《脆弱性管理:走出科研产出“零分子困境”》一文)

正向研究中,前向知识对后向知识具有充分性,因此可更有效的利用知识体系内在联系对后向知识(如S对T、T对E)进行推理和判断,目标知识的“位置”识别与界定往往更准确(如表现为立项更合理、路线更可行等),因此有助于提高产出概率。

逆向研究则不同,由于已有的前向知识对后向知识往往只具有必要性且还是事后观察的,所以后向知识“是谁”的问题很严重,只能通过在需求满足性和供给现实性间的反复尝试来确定:首先尝试对多种不同的E类知识进行初步研究,判断是否有能够满足需要的,如没有则回头尝试其它E类知识,有则对其进行开发;但在开发中若需要解决的问题涉及T类知识(即需要向前突破),则再次面临技术供给的现实性考量问题——该T类知识能否开发出来?若研究中发现很难解决、甚至需要在基础研究上有所突破,那么还能不能继续?如果继续则很可能在可容忍的时限内无法实现突破、只能回头再尝试其它E类知识……如此往复,这一过程恰好走通具有很强的随机性,显然比正向研究的产出概率问题更严重。

然而,尽管正向研究在解决产出概率问题上更优越,但在匹配概率问题上的表现却显著低于逆向研究——也正是它,导致传统上开展正向研究较多的高校和科研院所,长期存在着严重的产研结合与成果转化困难问题。

正向研究和逆向研究作为知识生产的两类组织工艺,可类比产品生产的两类组织工艺(以产定销和以销定产),前者虽利于生产但不利于需求匹配,后者反之。正向研究的概率问题主要体现为匹配概率低,逆向研究的概率问题主要体现为产出概率低,二者均无法完整的满足当前实践需要。

概率性问题的存在进一步导致冗余的成倍增加(见下图,P指实际商业应用如产品、装备、工程等,每个三角形代表一个轮次的完整探索过程),并致使项目实施周期更长、创新速度更慢、研发投入更大。

冗余性与概率性,既是衡量科研组织工艺的关键维度和指标,也是影响科研生产特性的核心因素。正因二者在根本上都是由不确定性导致的,所以反过来也可以籍此管理不确定性,进而改善科研生产特性,解决科研管理问题。对于其它科研改革工作来说(包括各种体制机制),若对冗余性问题和概率性问题没有实质性触及和解决,则大的效果就很难看到。

 

提高动态性:有效,但有限

推动各科研环节间的互动、提高科研过程的动态性,是当前实践中对两类基本科研组织工艺进行改进的一类主流做法。

两类基本科研组织工艺都存在从“线性模式”到“动态模式”的变化。线性模式是建立在两个基本认识之上的:①承担基础研究的主体不用考虑实际应用,承担应用研究的主体不用寻求更基本的认识;②两类研究主体分别独立完成各自的工作,不需要紧密结合。所以线性模式下前后向科研活动只存在单向影响,如正向研究为S→T→E、逆向研究为E→T→S。而动态模式在基本认识上则正好与之相反,在前后项科研活动上存在双向影响关系,如正向研究为S↔T↔E、逆向研究为E↔T↔S。

提高动态性,可使科研活动在更短的生产环节里对研究方案做出及时调整,不至于走完全程才暴露出生产可能性问题或供需匹配性问题,从而:因加快试错速度直接减少了冗余,又因在相同时间里实际增加了尝试频次而提高了出有效成果的概率,进一步减少了冗余。为此随着动态性的提高,两类工艺的冗余三角都呈缩小趋势(如下图),而冗余的减少意味着实际投入工作量等的减少,最终表现为研发周期的缩短。

但冗余三角缩小趋势并非是无限的,提高动态性做法本身存在着明显局限性:

首先,提高各类研究主体间及产研间的交互程度,虽可改善基本工艺的生产属性,但它们在根本上仍受自身工艺特性束缚,总体冗余的减少是有限的。尤其当技术距离较长时,即便在强动态模式下两类工艺还是存在冗余,且仍然较多。

其次,无论在哪种工艺下,交互都更多的只能是建立在探索过程中尚待验证的判断基础上,即交互所能提供的参照质量不高、作用有限,这也导致如若一味提高动态性可能适得其反:正向研究下,会造成前向知识环节过度妥协,降低创新水平;逆向研究下,则会导致后向知识环节过度妥协,降低创新目标物设计要求,从而损害与市场需求的匹配度。

此外,实际上也是更主要的原因在于:随着动态程度的提高,交互工作的复杂性和难度成倍上升,这意味着改革及其组织运行的难度和成本急剧增加,因此实际使用程度有限,这也是为什么实践中通过提高动态性、改善两类基本工艺的效果并不明显的原因(相关研究详见《科研工作体系的脆弱性与伪装性——亟待开拓的管理新视域》一文)

尽管通过提高动态性改善两类工艺性能有效果且必要,但却也是很有限的。这也注定了在解决冗余性问题和概率性问题上不能仅靠动态性,否则无法满足当今竞争环境对研发的实践要求。

 

工艺结合:探索中的出路

将两类工艺结合起来使用以解决各自缺陷问题,是实践中的另一种重要探索。由于正向研究和逆向研究的性能优缺点彼此相反,具有明显的互补性:对当期科研需要而言,前者生产的知识充分但不必要,后者生产的知识必要但不充分;前者有利于提高企业整体与长期的科技发展水平,后者更利于满足近期项目实施需要;前者有助于高创新但速度慢,后者有助于快创新但创新度低……所以,实践者很自然的想到用两者结合方式解决单一工艺的缺陷,以及提高动态性所面临的局限。

但从实践情况看,工艺结合的效果目前还很不理想,或者更准确的说并没实际结合起来——两类工艺各自的内在缺陷并未因彼此中和而消减。从具体做法看,可分为两种:

一种是似是而非的结合,做法是:将两类工艺分别用于不同产业技术领域,如在新兴产业技术上采用正向研究,而在传统产业技术上采用逆向研究。这种结合实际上只是两类工艺的独立并存,所谓结合仅是从企业层面的观察,而在每类技术上仍使用的是单一工艺。所以对具体技术而言,这样的“结合”实际是没结合,自然对具体技术的发展也不可能有任何工艺改进效果。

另一种结合,虽是两类工艺在同一技术领域的结合但又过于线性,表现为:在同类技术的研发上,低创新项目采用逆向研究,往往由下面的子公司负责;高创新项目采用正向研究,一般由集团中央研究院或直属科研院所完成。从当期看,这种做法中两类工艺间实际上并无结合或极为松散;长期看虽有结合,也主要是成果转化运用意义上的,即正向研究成果在工程化或产业化项目中以逆向研究方式进行熟化和运用,结合程度不仅浅且基本是单向的——双向交互往往仅在科技规划形成或科研立项环节略有体现。该做法在当前大型集团中比较普遍,其好处仅在于让更适合的主体开展了相对而言更胜任的科研工作,但由于结合过于线性,难言工艺改善效果。

工艺结合同样存在从线性模式到动态模式的变化,只有更高的动态性才能大幅度降低冗余、提高概率,工艺性能的空间也才能真正被打开。工艺结合的线性模式指正向研究单向影响逆向研究(STE→ETS),实践表现为正向研究为逆向研究产出S和T类成果,逆向研究在此基础上熟化和工程化,而正向研究在这一过程中反向受到来自逆向研究正在执行项目的影响则很小——交互少、节点稀。要想通过工艺结合改变现有工艺缺陷、显著提高问题解决的效果,就必须提高工艺结合的动态性,并尽量在最基本的科研活动层面、在两类工艺探索和冗余产生过程中就实现交互(STE↔ETS)——因为从理论角度看,只有这样的交互才能对冗余性问题和概率性问题产生实质影响,两类工艺交互活动越细密,它们各自在具体项目上产生的冗余就可以越少。

从我国企业实践历程看,科研组织工艺已经走过三个改革发展阶段(如下图,其中浅色字体表示对应工艺在实践中未被运用或未被深度运用),对于那些当前亟需在科技创新上寻求突破的企业而言,未来应积极向第四阶段的目标模式演进。但要指出的是,两类工艺动态结合必然是一种更高级、更复杂的科研组织模式,从改革和实施过程看,需要二者各自在动态性的实践上都首先达到一定程度。

有部分企业在工艺动态结合上也做过一些设想和实际改革工作,包括流程重塑、集成研发系统建立、体制机制及执行力配套改革等,但发现就是难以结合。这里除上述谈到的很多原因及改革常见的影响因素之外,还存在另一类重要的管理技术原因:两类工艺动态结合不能直接建立在现有科研活动的“科学分类”基础上(无论其如何细化),而是需要在此基础上进一步对其做出“管理分类”——基于不同的管理目的和管理属性的分类。

概言之,当前工艺结合太过线性,难以触及冗余性问题和概率性问题;要实现动态结合,就需要将科研活动的管理分类加入其中,否则动态结合的工艺逻辑就缺少构造元素,在组织基础上就会根本性的限制改革空间(相关研究详见《有组织的科研,特殊在对“变”的组织》一文)。

 

 

 

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