企业开放式研发创新初探及对中国油气企业的启示——壳牌、华为和洛克汽车的研发体系建设

张书文，黄磊，赵前，刘朝辉，司进

（1.中国石油天然气集团有限公司改革与企业管理部；2.中国石油集团经济技术研究院）

在知识经济时代，企业仅仅依靠内部资源进行高成本的创新活动，已经难以适应快速发展的市场需求以及日益激烈的市场竞争。当今国际经济竞争的核心是技术竞争，增强科技创新能力是提高企业核心竞争力的必由之路。世界一流企业注重研发体系建设，力争在关键技术领域实现重点跨越，引领行业技术进步，获取产业竞争优势。壳牌、华为和洛克汽车公司都是各自行业的领军企业，虽然研发体系各不相同，但都具有高效、协同、开放等特点，能够集中内外部各种资源推进技术研发工作，促进科技研发成果的高效应用和转化。

1 壳牌公司研发体系建设情况

1.1 壳牌公司的研发组织结构

壳牌是上下游一体化的国际石油公司，公司的三大业务板块分别是上游业务、项目与技术、下游业务。其中，项目与技术部（Project & Technology，P&T）集中管理集团所有研发工作，直接向首席执行官（CEO）汇报。该部门下设技术部和项目部，技术部由首席技术官（CTO）领导，设有技术研发、技术解决方案与部署应用、研发中心，以及外部技术协同等单元。技术研发单元负责技术创新与研发；技术解决方案与部署应用单元负责为业务部门提供总体技术解决方案，将技术研发成果应用于实际业务；研发中心分为全球性技术中心（设于印度、荷兰、美国三地）和区域性技术中心（设于巴西、中国、德国、阿曼和卡塔尔等地）两类；外部技术协同单元包括创意孵化器（Game Changer）、技术工厂（Technology Works）等。项目部负责各业务项目的管理与支持服务，包括油气田开发规划、项目执行、油气井及相关技术服务、技术授权转让、安全环保管理和采购管理等。

1.2 壳牌公司的研发计划和经费安排

壳牌将研发项目分成核心技术、持续改进技术、首创技术和基础研究技术4类。其中，核心技术直接与业务产品线挂钩并致力于产生现金流，包括地质勘探、提高采收率、润滑油配方等领域技术。持续改进技术偏重于改进技术工艺、提高设备效率和降低能耗，主要包括化工类技术，例如催化剂功能改进等技术。首创技术主要为提升公司竞争力的集成解决方案类技术，例如海上浮式液化天然气（FLNG）技术。以上3类技术的研发经费均由业务部门提供。基础研究技术是指具有前沿性特点和长期价值，但短期难以见效的基础类项目技术，包括新能源、低碳类项目，基本不涉及勘探开发和化工等现有业务，研发经费由集团直接拨付。壳牌每年的研发经费总额约10亿美元，其中核心技术占40%，基础研究项目约占15%～20%。

研发计划由项目与技术部与业务部门协同制定。业务部门设有专职业务需求经理，项目与技术部设有专职技术需求经理，双方协调沟通达成一致后，报项目与技术部汇总形成公司研发计划，由首席技术官进行评估并与业务部门协商确定研发经费预算，提交公司审批。

1.3 壳牌公司的研发流程管理

壳牌的研发流程分为4个阶段：发现技术需求，开展实验室研发，进行现场示范，推广应用（见图1）。每个阶段都可从外部吸收各种创意和技术，也可在业务部门同意后，将研发成果向第三方授权转让回收研发成本，但业务部门对研发成果具有应用决策权和优先使用权。项目每个阶段都要进行评估审核，由评估委员会中的业务部门高管决策确认项目能否通过该阶段“门禁”，评估内容包括：技术与公司战略匹配性、商业价值和可行性等。每经过一阶段，研发项目逐渐成熟，项目数量也逐步精简，通过的项目将增加投资。最终当评估委员会决定项目可以进入推广应用阶段时，研发成果交给技术解决方案与应用部。技术解决方案与应用部和业务部门充分沟通，推进技术成果在各业务部门的应用。各业务部门设专人负责推进新技术应用，并评估新技术对业务成本和效益的影响。

图1 壳牌公司的研发流程

1.4 壳牌公司的外部协同研发

壳牌研发的外部协同主要包括创意孵化器、技术风险投资公司、技术工厂和产业联盟等。其中，创意孵化器负责辨识选取可能带来重大影响的外部创意，在技术创意早期阶段给予少量经费支持，并不参与股权投资。技术风险投资公司主要负责壳牌风险投资，为初创的能源企业提供发展资金，并且开展紧密合作。技术工厂负责将其他产业已经验证过的原型技术应用到能源领域，实现技术快速转化和规模化应用，关注示范和应用阶段的技术。产业联盟和各类协作组织向外部企业、知名大学和政府机构提供研发资金支持，致力于开展协作研发。

2 华为研发体系建设情况

2.1 华为公司的研发组织结构

华为是全球领先的信息与通信基础设施和智能终端提供商，公司的4大业务集团（BG，或称事业群）分别是运营商、企业业务、云业务和消费者业务。华为的研发组织包括与4大业务集团平级的2012实验室、为运营商业务集团和企业网络业务集团提供研发服务的技术解决方案部门，以及消费者业务集团和云业务集团下属的研发部门。2012实验室是华为的总研究管理组织，主要从事前瞻性、基础性科研工作，主管整个集团的研发工作，直接向首席执行官汇报。2012实验室下设中央研究院、中央软件院、中央硬件工程学院、海思半导体、研究所、全球研发中心等研究机构。中央研究院又下设技术合作部、技术规划部等机构，其中技术合作部负责管理联合创新中心、开放实验室等开放式创新机构；技术规划部负责重大科研项目的计划和管理，并对华为各产品线研发项目进行统筹规划。

2.2 华为公司的研发计划和经费安排

在制定研发计划时，华为将研发项目分成两大类别。一类是基础应用性技术，将知识转换成金钱的技术，占研发经费的75%，主要由产品线主导，由各产品线自行立项管理，并报备技术规划部。技术规划部负责研究华为各产品可重复应用的技术点、各版本的不同及相互配合关系，为各产品线、各产品提供知识融合和共享。另一类是基础性、前瞻性技术，占研发经费的25%，主要由2012实验室主导。中央研究院下设的技术规划部，负责集团层面基础、前沿、重大科研项目的立项规划和统筹管理，对各产品线研发项目进行协调，促进知识共享，避免重复开发。

在研发经费方面，应用性技术主要由各产品线资助，由产品线总裁决策，产品和技术管理团队给予专家意见。基础性、前瞻性技术主要由集团层面投资，由集团产品投资评审委员会进行决策。如果某个或某几个产品线认为该类技术有必要，也可以进行投资。几个产品线总裁可以商议投资方式，例如根据产品线的收入按比例投资。华为以市场需求为总体研发导向，对于中长期产品需求，在战略规划和年度业务计划中明确目标，确立研发项目；对于短期和急需产品则直接立项研发。

2.3 华为公司的研发流程管理

华为的研发流程主要体现在集成产品开发（IPD）管理体系，即基于市场和客户需求驱动的技术、产品规划和开发管理体系，包括技术开发、产品开发，以及各种研发支撑。集成产品开发管理的核心是由来自市场、开发、制造、服务、采购等方面人员组成跨部门团队，共同管理整个产品和技术的研发。

技术开发流程包括概念、执行和迁移3个步骤，分别指技术的概念设计阶段、研发执行阶段和成果迁移转化阶段。产品开发流程包括概念、计划、开发、验证、发布5个步骤。概念阶段包括项目情况的调查、可行性综合分析等；计划阶段包括技术规格确定、系统构架方案等；开发阶段包括功能样机和原型机设计等；验证阶段主要是对产品进行性能测试；发布阶段包括对外发布产品、市场宣传和策划文件等。

技术开发和产品开发流程的每个步骤，均须先通过技术管理团队及产品组合管理团队的技术评估，再通过业务投资管理委员会的商业评估。华为研发由分层级委员会团队决策，包括公司、产品线、子产品线共3个层级。各级委员会由相应级别的2012实验室和各产品线管理人员组成，对于产品线自行投资的研发项目，产品线总裁掌握最终决策权，在通过技术开发的概念阶段和产品开发的概念与计划阶段之后，才会大规模投资。技术开发和产品开发相互关联，在研发流程中会有一些技术开发成果迁移和转化到产品开发过程中。集成产品开发管理体系还提供研发项目管理、产品数据管理、市场、采购等一系列支撑流程和功能。

2.4 华为公司的外部协同研发

华为的外部协同研发主要包括联合创新中心、开放实验室、产业联盟、开源社区、开发者生态、学术研究合作、政府协作等多种模式，适用于不同合作对象，外部协同项目主要由中央研究院下设技术合作部负责管理。联合创新中心的合作方以电信运营商为主，合力研发汽车、轨道交通、金融、新能源等领域的垂直解决方案；开放实验室致力于构建数字化转型共同体，拓展创新生态系统，与全球400多家合作伙伴进行技术与解决方案的联合开发并联合上市。华为还积极投入开源社区，目前在有重大国际影响力的开源社区中拥有十多个董事席位及200多个其他主要席位，并主动贡献开源项目。在消费者业务领域，持续拓展维护以终端云服务为核心的终端开发者联盟；在信息与通信（ICT）基础设施业务领域，面向运营商与企业市场，持续投资“沃土计划”，加速以华为云为底座的开发者生态能力建设。华为还建立了Ocean Connect Market平台，为合作伙伴提供物联网云市场，帮助伙伴招商和产品创新。在这个平台上，需求方可以发布项目需求信息，从而找到伙伴参与项目共建。供应方可以获得产品开发、上线和运营的全方位支持，加速产品创新。

3 洛克汽车研发体系建设情况

3.1 洛克汽车公司的研发组织结构

洛克汽车公司（Local Motors）是秉承开源造车理念，为客户提供个性化定制服务的汽车制造企业。公司正式员工只有10名左右，专职研发团队规模小，组织模式简单，研发和创新主要依靠外部协同。公司高层领导5人，分别是首席执行官、销售副总裁、研发创新副总裁、工程副总裁和微工厂总经理。其中，研发创新副总裁是研发体系核心领导，负责与主要利益相关方协作，筹集资金，建立创新制造流程，确保项目研发顺利实施。研发队伍主要由活跃于Launch Forth平台的方案提供者组成，研发队伍按照研发项目聚集，由洛克汽车的几位项目经理进行管理。

3.2 洛克汽车的研发计划和经费安排

洛克汽车的研发计划都发布在Launch Forth开源社区平台上，研发团队也在这个平台上工作。平台上有20多万名社区方案提供者，已颁发奖金近百万美元。研发项目每个阶段每一流程都有展示，说明研发的具体内容和要求，召集社区内所有方案提供者贡献智慧。每一流程都设有悬赏奖金，被采用的创意和设计等解决方案都会获得相应奖励以及相关扶持。这些奖金和扶持由项目发起方提供，需求方提供资金。每个项目的项目经理一般5～15人，项目成员从数百人到数千人不等，随着项目所处阶段越来越成熟，参与的成员数一般会越来越少。项目经理主要负责研发项目的组织开展、方案筛选、专家评审、经费发放等。项目成员贡献智慧，方案被采纳者可以获得奖金和扶持。在研发最后发布阶段，方案提供者可以通过股权方式加入，获得利润分享。

3.3 洛克汽车的研发流程管理

洛克汽车公司的联合研发流程主要包括4个步骤（见图2）。第一步，征集和发现创意，提出理论性、设想型的问题，需要在洛克汽车的方案提供者社区中通过头脑风暴来征集创意。第二步，在方案提供者社区中征集设计方案和解决方案，提出具有挑战性的课题，并提供相应奖金，号召方案提供者发挥设计才能，解决问题，应对设计和技术挑战。第三步，原型研发和设计，选用获奖设计，制造原型车辆和其他产品，并利用公司敏捷制造能力快速建造、测试和建设原型。第四步，向外界发布概念产品，引领未来的移动性方案，在微工厂中进行一定规模的生产。研发工作要一直延续到产品正式面市销售。

3.4 洛克汽车的外部协同研发

洛克汽车的整个研发过程都以外部协同为主，为技术解决方案的需求方和提供者构建了开放连接的Launch Forth平台，提供各种重要的工具、技能和资源，例如免费使用一些设计软件等。需求方可发布需求，以较少的费用获得所需方案；方案提供者可获得高速无障碍的设计环境，在任何时间地点工作，创意和设计如果被采纳便会获得相应的奖金和相关扶持。在Launch Forth平台上，除洛克汽车公司的研发项目，还有美国海军、安联保险以及壳牌创意孵化器的项目等。不同行业、不同公司需要研发的技术存在相通之处，可能有共同的方案提供者，产生的集聚效应可使创新价值最大化。在成果推广和商业化应用阶段，洛克汽车依然主要采用外部协作的方式，例如该公司处于发布阶段的Olli无人驾驶穿梭巴士已与大学合作进行班车试运行测试，并已与外部企业进行商业合作并获得资金支持。

图2 洛克汽车公司的研发流程

4 壳牌、华为和洛克汽车研发体系的特点分析

4.1 总部统一管控，研发资源高度集中

在壳牌和华为两家公司，所有研发资源由总部归口管理部门统一管控，统一调配，实现科研资源最佳配置、科研成果价值最大化。壳牌总部下辖的项目与技术部，负责管理整个集团的研发经费和队伍，其他平行业务部门不设研发部门，研发的集中管控能够最大限度地贯彻执行集团的战略意图。华为将整个集团的主要科研资源集中到一个归口管理部门（2012实验室），主管前沿基础科研项目，着眼于企业长远发展的技术研发，并对各产品线研发项目统筹管理，实现了科研资源统一调配，提高了科研资源的利用效率和科研最佳实践的内部共享。与前两家公司不同，洛克汽车公司的内部研发资源较弱，但是总部凭借资深的项目和资源管理能力，以及强大的开放式创新平台，实现对全部研发资源的统一管控和集中调配。

4.2 业务需求驱动，研发机制高效协同

在壳牌和华为两家公司，研发项目计划由业务部门和研发部门基于市场需求共同制定，研发过程中高效协同，使研发效率大幅提升。壳牌除基础研究技术研发经费由总部直接拨付外，其他研发项目经费均来源于业务部门。业务部门和研发部门协商形成需求明确、路径清晰的研发计划，并在研发各阶段由技术与业务部门联合评审，决定下一步是否继续开展。这种技术与业务部门高效协作的机制决定了研发目标就是业务运用，成果能够与业务需求紧密贴合。华为集成产品开发研发管理流程基于市场需求和竞争分析开展技术创新，供应链全程嵌入，跨部门有效协同，以达到尽快将产品推向市场的目的。这种管理使研发与客户需求同频共振，加快了市场响应速度，缩短了开发周期，减少了报废项目，技术向产品转化时能快速实现量产，有效降低成本。洛克汽车公司的技术研发完全由市场需求驱动，并且在研发过程中不断吸取外部市场需求和用户创意。研发人员、销售推广人员和消费者用户实时互动、高效对接，协同机制效率更高，研发成果更加贴近市场。

4.3 运用市场化机制，有效转化研发成果

壳牌、华为和洛克汽车除了致力于长远发展的基础性研发项目以外，其他研发项目均以商业化应用为最终目标。壳牌项目和技术部下设技术解决方案与应用单元，并与业务部门沟通协作，共同推进研发成果的现场应用，使业务部门投资的研发成果实现有效转化。对于业务部门决定不再应用的项目，经业务部门许可后，则以合理价格对外转让，从而降低技术研发成本，体现了技术研发的商业思维。华为在技术开发过程中，产品线总裁在研发各阶段都享有最终决策权，很多技术成果可直接迁移或转化到产品开发过程中，这一方面实现了产品对技术商业性的印证，另一方面促进了技术对产品价值的提升，从而确保技术成果高效转化成最终产品，迅速满足市场需求。洛克汽车激发客户参与感，所有产品都可根据经评估后的客户需求进行个性化定制，由客户参与创意、设计和3D打印全过程，不仅提高了客户满意度和参与热情，还有效提高了研发项目的市场转化效率。

4.4 推进开放式创新，外部协同助力技术研发

三家公司积极推进开放式创新，高度利用外部资源，使创新主体参与企业创新过程，提升创新绩效，达成创新目标。壳牌通过创意孵化器等平台建立技术风险投资体系，对冲投资于技术前景不明朗或暂不被看好的技术项目，以较少的资金进行技术可行性验证，一旦研发成功，优先购买或使用，拓展了技术研发的广度。华为与其他优势企业建立广泛合作关系，发展战略联盟，以开放心态整合业界资源，与供应链上的企业开展合作，建设开发者生态圈，建立并整合全球资源平台。洛克汽车全部研发流程都对外开放，通过Launch Forth平台，所有信息和数据都实现共享，其他公司也可在该平台上发布需求，寻找解决方案。公司对外部方案进行整合、集成、评估，确定其技术和商业的可行性，由此大幅降低技术研发成本。洛克汽车通过大数据分析，对问题和解决方案深度挖掘，最大限度调动方案提供者潜能，发现不同行业间的契合点和切入点，实现跨行业技术共享，节约技术开发成本，探索新的利基市场和利润增长点。

5 中国油气企业技术创新现状及启示

目前，中国油气企业主要依靠内部研发力量来实行自主创新，在智能钻探、高端测井等高端技术领域，只能通过与国际石油公司合作，以市场换取核心技术。

5.1 中国油气企业开放式研发创新现状

近年来，中国油气企业注重开放式研发创新，通过跨界合作，优化科技资源配置，与参与方共同增加价值。例如：中国石油与阿里集团签订了战略合作协议，在阿里云、电子地图、互联网汽车、天猫、菜鸟物流等领域开展广泛的合作；与航天科工集团、华为公司签署了合作协议，科技研发朋友圈越来越大。中国石化为了占领润滑油市场，与丰田、通用、大众等汽车公司合作，从研发起步参与发动机等核心部件的制造和润滑油产品的定制开发；与宝钢合作开发工业设备用油，替代了宝钢设备原先进口的大部分润滑油。但是与壳牌、华为和洛克汽车等企业相比，中国油气企业的开放式研发创新显得较为局限和保守，在研发组织结构、研发流程管理和外部研发协同方面，尚有很多有待完善的地方。

首先，在研发组织结构方面，中国油气企业尚未建立专门负责外部协同研发的机构和部门，而且总部对集团技术研发资源的管控力度有限。虽然签署了一些协同创新合作协议，但是在后续跟进、持续推进上缺乏力度。其次，在研发流程管理方面，中国油气企业主要采取封闭式管理，往往以研发部门为主导，研发过程中难以引进外部先进技术和创意，既不利于充分调动内外部研发资源，也使研发费用高昂，研发成果的实际应用价值并不理想。再次，在外部协同研发方面，中国油气企业主要采取签署合作协议、联合开发某些项目的做法，尚未建立较完备的外部协同研发项目体系。

5.2 对中国油气企业研发创新的启示

如今，科技创新已进入价值驱动阶段，加强研发体系建设、提升技术研发效率、促进研发成果转化已经成为中国各个行业、各类企业提高核心竞争力的重要路径。科技贡献率不仅要看量，更要看质，要算科技投入产出比。通过科技创新为企业创造更大价值是油气企业追求的目标，石油科技创新不能关起门搞研发，应该更加注重企业开放式研发创新，优化科技资源配置，实行优势互补以降低研发成本和风险，提高研发成功率和科技贡献率。结合上述三家公司的研发体系建设经验和中国油气行业的技术创新现状，建议中国油气企业重点关注以下3个方面。

5.2.1 加强总部对研发资源的管控，增设专门

的开放创新管理部门

建议油气企业总部科技管理部门加强对公司研发资源的管控力度，实现对内部研发经费和队伍统一管控、统一调配。油气企业的科研计划都应报备科技管理部门，负责研究各项计划之间的不同点和相关性，尤其是可重复应用的技术创新点，为各业务部门提供与技术研发相关的知识融合与共享。科技管理部门需增设专门负责开放式创新的部门，统一负责管理企业与外部组织机构之间的所有协同创新项目。

5.2.2 坚持以业务需求为主导，建立内外部高效协同的研发流程

建议改变研发项目计划由研发部门主导的现状，由业务部门和研发部门根据市场业务需求，共同制定研发计划。除了基础研究技术的研发经费来自企业总部，其他应用型技术研发项目的经费应来源于业务部门。

为保证研发项目顺利进行，研发成果快速转化，应建立内外部高效协同的研发流程。首先，由业务部门和研发部门协商确定研发计划，明确哪些研发活动需要借助外部资源。其次，在研发过程各个阶段，建立技术部门和业务部门的联合评审机制，决定是否继续开展项目研发活动。再次，在研发过程中还应根据市场和业务需求，以及研发项目所需资源情况，选择在哪些阶段输入外部研发资源，在哪些阶段输出部分研发项目的阶段性成果。通过流程管理，增强研发活动的针对性和有效性，缩短研发周期，提高研发效率，提升研发成果的商业应用价值，并将有效节约研发的经费支出。

5.2.3 建立外部协同研发项目体系，推进开放式创新项目切实落地

建议根据企业业务需求，建立较为完备的外部协同研发项目体系。借鉴国际石油公司的经验，考虑以适当的模式建立风险投资机制，投入并重点培育处于创建阶段的创新小公司或项目，这些初创公司在新技术和服务或项目开发上具有一定优势，有利于提升油气企业核心业务的技术实力和竞争优势。由此可以进一步开发企业技术专利，促进技术创新，实现多元化，并获得相应的财务回报。另外还可以建立吸取内外部创意的平台，扩大技术创新视野，形成科技创新大生态圈，筛选有价值有潜力的科技创意，进入企业内部研发流程进行重点研发。