企业组织创新演化的混沌特性——基于4家典型装备制造企业样本数据

金 玮，石春生，李逍然

(哈尔滨工业大学经济与管理学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

0 引言

全球竞争加剧、技术进步和政策持续变化为中国装备制造企业的生存和发展带来前所未有的挑战。装备制造企业仅依靠技术创新很难应对环境变化，组织创新已经成为推动企业发展的重要驱动力。企业组织创新促进了技术创新开展、提升了组织效率和绩效，并且与技术创新相比，组织创新对企业绩效和发展的影响更具持续性。一些装备制造企业通过成功实施组织创新，逐渐形成新的竞争优势，成为行业中的卓越企业。有许多装备制造企业由于组织创新失败，不但没有提高企业环境适应性，甚至带来重大损失，造成企业衰落。在复杂的动态环境中，为何有的装备制造企业获得了组织创新成功，而有的企业却失败了，这是一个值得思考的问题。

组织创新演化是企业探索未知、不断实施新颖行为的动态过程[1]。进化理论广泛应用在企业组织创新演化的定性研究中，形成了基于拉马克进化观点的适应性变异—选择—保留的创新演化模式，和基于古尔德进化观点的间断均衡创新演化模式。而间断均衡的组织创新演化模式更适合研究企业对环境的长期适应过程[2]。Tushman等[3]提出，组织创新演化是相对较长的持续收敛时段被短暂的非持续或革命性变革时段间断的过程。在收敛时段，企业通过渐进性创新，逐渐增加战略、结构、文化和人员之间的匹配程度，但当企业绩效出现问题或环境突变时，收敛时段会被战略、结构等的根本性创新间断。Boumgarden等[4]将组织创新演化描述为在收敛时段和变革时段之间 “游移不定”的过程。目前缺乏对这种 “游移不定”产生的原因以及如何过渡等方面的定性和定量研究，而混沌理论正适合研究企业组织创新这种复杂动态的演化过程。

有关组织创新演化的定量研究集中于分析组织创新的影响因素及其对绩效的影响等。Damanpour等[5]采用美国1200家公共机构组织创新情况调研数据，验证了外部环境、组织和高层管理者三个层次要素对组织创新演化的启动—决策—实施三个阶段影响的差异。刘礼花等[6]以188份科技型小微企业的样本数据，验证了教育背景的异质性等合伙人特征对企业组织创新能力的影响。张振刚等[7]基于287家中小企业样本数据，验证了在战略柔性中介影响与调节影响下，管理创新实施对企业成长绩效的影响。组织创新演化过程通常是内在不确定和貌似随机的，而现有研究均基于截面数据，缺乏基于时间序列分析企业组织创新的整体演化规律。

混沌并不是无序和混乱，而是非周期有界的有序。混沌理论为企业创新演化研究提供了新范式，它在这一领域中的现有应用研究可以分为两类。第一类是构建企业创新时间序列，运用混沌诊断方法对创新演化过程中是否存在混沌行为进行判定和分析。Jayanthi等[8]以案例企业技术创新实施情况数据为基础，构建技术创新时间序列，运用关联维数法和Lyapunov指数法验证了高技术企业技术创新演化过程具有混沌特性。Hung等[9]基于技术专利数量构建时间序列，运用Lyapunov指数法分析打印机行业技术创新间断均衡的混沌演化过程。第二类是构建能够反映企业创新演化过程中混沌行为产生机理的仿真或数学模型，这类研究通常从生态学等研究领域中借鉴已有的混沌模型展开研究，如苏屹等[10]在分析企业技术创新系统混沌特征的基础上，借鉴虫口模型构建了技术创新系统的混沌模型，并分析了技术创新混沌演化规律。

现有研究仅关注技术创新演化，仍缺乏运用混沌理论对组织创新演化混沌特性等问题的研究。因此，本文在构建组织创新时间序列的基础上，运用关联维数法和Lyapunov指数法对装备制造企业组织创新演化的混沌特性进行判定，为组织创新演化的短期预测奠定基础。

1 时间序列构建

1.1 数据来源

获取企业组织创新演化过程中整体或阶段性的创新状态数据，是构建组织创新时间序列的基础。本文以4家装备制造企业在1998—2014年的组织创新演化过程作为研究对象，这4家装备制造企业包括航空装备制造企业两家：HK机电制造有限责任公司和HK工业有限责任公司 (以下简称EME1和EME2)；智能制造装备企业两家：齐重数控装备股份有限公司和齐齐哈尔二机床 (集团)有限责任公司 (以下简称EME3和EME4)。4家装备制造企业均位于东北地区，成立于20世纪五六十年代，经历了计划经济时代，在国家政策的指导下，自1998年先后进行了公司制改造，引入现代企业管理模式，逐步完成由计划经济向市场经济的体制转型，并进入了向制造强企转型的阶段。

受航空产业政策紧缩的影响，EME1和EME2航空装备产品的配套量少，而民品装备产品产能低，研发和技术人员严重流失、社会负担沉重，陷入了持续亏损的困境。1998年，EME1和EME2在国家政策指导下经历了重组，引入现代企业管理制度并将发展战略由专业化定位为多元化，带动了以提高民品装备产品生产能力为目标的组织结构、生产管理流程的创新。随着国家对航空产业的政策调整，由于两家企业在民品装备市场并未获得竞争优势，EME2在2006—2007年、EME1在2010年，分别剥离弱势民品业务，整合资源专注发展优势业务，以技术创新为核心，战略转型和研制组织结构的持续创新带动了其他维度的创新，促进了企业装备产品技术水平和整体运营效率的提升。

面对日益激烈的市场竞争，EME3和EME4仍然受过去 “一厂一产品”经营思想的影响，并在传统国企体制弊病的制约下，生产经营持续处于低谷，长期亏损，严重资不抵债。2000年前后，在国家政策的指导下，两家企业先后调整了领导班子，按照市场经济规律推行现代企业管理制度并重构组织结构。但受原有体制和机制的束缚，主辅分离和人员安置等方面存在困难，两家企业都没有成功实现改制。2005年国家开发银行数控机床工作组正式启动，EME3和EME4都利用国开行的软贷款进行改制重组工作。在实现主辅分离，并合理安置人员的同时，摒弃了束缚企业发展的体制和机制，对主业中的管理制度、组织结构等进行了深入调整。2007—2008年EME3和EME4先后经历了并购重组，整合优势资源，以市场为导向，通过对战略和结构的持续调整带动其他维度创新，促进技术创新活动开展、企业绩效和竞争能力的提升。

上述4家装备制造企业在战略创新、结构创新、制度创新和管理流程创新等方面具有典型性，能够代表东北地区装备制造企业组织创新演化过程的特征。由于4家装备制造企业与哈尔滨工业大学在EMBA、MBA培养方面有较长的合作关系，本文综合运用文件和访谈法进行数据收集。在2015年3月至2015年11月间通过查阅企业与组织创新相关的文档资料，以月份为间隔，从战略创新、结构创新、管理流程创新和制度创新方面分别对4家企业组织创新资料进行分类整理。在资料整理过程中，对自1998年一直在企业中任职的两位以上的中高层管理者进行多次访谈，不断完善并最终形成4家企业在1998年至2014年以月份为间隔，在4个创新维度已经采纳的组织创新清单。

1.2 量表设计

Damanpour等[11]通过梳理和分析组织创新这一概念从产生到广泛应用过程中内涵的变化与扩展，提出它是与技术创新相对应的，在战略、结构、管理流程或制度中产生或采纳对于企业来说是新的想法和行为。本文借鉴他们的概念界定，从4个维度测度装备制造企业组织创新状态。借鉴张美丽等[12]的测度量表，提出测度战略创新的5个题项；结合吴际[13]、Jaskyte[14]的题项设计，提出测度制度创新的5个题项；借鉴Wong等[15]、辛冲[16]的测度量表，设计测度结构创新的5个题项；参考Tang等[17]的题项设计，提出测度管理流程创新的5个题项。为了保证测量量表的内容效度，对4家装备制造企业的高层管理者进行访谈，反复推敲、修正并最终确定20个组织创新测度题项 (见表1)。

表1 装备制造企业组织创新测度题项

根据整理得到的4家装备制造企业在1998—2014年的组织创新演化清单，对表1中调研问卷的每一个题项取1或0，分别表示企业是否实施该项创新。本文以季度为间隔收集组织创新数据，因为企业组织创新频率均相对较低，如果以月为间隔，会出现较多月没有实施创新活动的情况，最终得到每家装备制造企业组织创新演化情况的调研问卷均为68份，共得到问卷272份。

1.3 信度和效度检验

本文运用SPSS22.0和Amos17.0分别对装备制造企业组织创新测量量表进行信度和效度检验，结果如表1所示。在表1中，每一组织创新维度的Cronbach’s α系数均达到0.7以上，整个量表的Cronbach’s α系数为0.720，说明该量表的稳定性和可靠性良好；每一项指标的标准化因子载荷在0.522至0.936之间，均大于0.5并在0.05水平上显著，说明该量表具有良好的结构效度。

1.4 变量测度

图1 装备制造企业1998—2014年每季度的组织创新测度值

1.5 数据处理

在运用混沌判定方法分析时间序列时，可能会将时间序列的自相关性混淆为混沌[18]。为了提高混沌判定结果的准确性，需要检验并消除企业组织创新时间序列自相关性。以EME1的组织创新原始时间序列为例，本文先应用Eviews7.2检验原始时间序列的自相关性 (见图2)，原始时间序列的自相关图和偏自相关图的前1阶系数均落在置信区间之外并且均显著，表明EME1组织创新原始时间序列自相关。

为了提高判定结果的准确性，本文应用Eviews7.2，将EME1组织创新原始时间序列拟合到一个最佳ARIMA (p，d，q)模型中，并通过分析模型的残差序列判定EME1组织创新演化的混沌特性。首先检验组织创新原始时间序列的平稳性 (见表2)，原始时间序列的ADF检验统计量小于在1%、5%和10%显著性下的临界值，表明企业组织创新原始时间序列是平稳的。根据原始时间序列平稳性的检验结果，d=0。在图2中，EME1组织创新原始时间序列的自相关系数 (AC)和偏自相关系数 (PAC)均为拖尾，所以采用ARMA (p，q)模型。模型中的参数p取1，2、参数q取1，2，组织创新原始时间序列的可能拟合模型为ARMA (1，1)、ARMA (1，2)、ARMA (2，1)和ARMA (2，2)。本文对4个可能拟合模型进行检验 (见表3)，并遵循参数显著性、AIC和SC值均最小的原则进行定阶，最终选择ARMA (2，2)模型，所以EME1组织创新原始时间序列的最佳拟合模型为ARIMA (2，0，2)。

图2 EME1创新原始时间序列前12阶的自相关和偏自相关图

表2 EME1组织创新原始时间序列的ADF (单位根)检验

表3 EME1组织创新原始时间序列四个可能拟合模型的检验结果

图3 残差序列前12阶的自相关和偏自相关图

按照上述EME1组织创新原始时间序列的数据处理步骤，构建其他3家装备制造企业组织创新时间序列，则4家企业组织创新原始时间序列的自相关性、最佳拟合模型和组织创新时间序列如表4所示。

表4 装备制造企业组织创新原始时间序列数据处理结果

2 混沌特性判定

2.1 时间序列相空间重构

为了使代表系统演化状态的时间序列与原动力系统具有相同的性质和演化特征，需要对时间序列进行相空间重构。相空间重构的关键是选择适当的嵌入维数m和时间延迟τ，而两者的选择是相互依赖的，本文运用C-C法确定装备制造企业组织创新时间序列的m和τ。

(1)

(2)

(3)

min{S(ml,rlk,τl)}

(4)

(5)

(6)

图4 装备制造企业组织创新时间序列的相空间重构分析

企业组织创新系统是高维系统，但现有研究对系统相空间的维数仍然存在争议[20]。相空间重构可以根据时间序列数据研究复杂动力学系统的分形特征，得到的嵌入维度反映了系统的有效自由度数目，为系统建模提供了变量数的上界。本文计算得到组织创新时间序列相空间重构的嵌入维度为4，表明构建组织创新系统混沌模型的变量数上界为4，所以从战略创新、结构创新、管理流程创新和制度创新4个维度构建创新系统混沌模型能够较全面描述企业组织创新演化状态。

2.2 重构时间序列的关联维数

动力系统混沌状态的一个重要特征是吸引子具有分数维，即存在奇异吸引子。若存在一个常数Dl，使得当rl→0时，C(4,nl,rl,1)与rDl之间存在标度关系C(4,nl,rl,1)∞rDl，则Dl是重构组织创新时间序列的关联维数。取合适的rl，拟合出lnC(rl)对lnrl的直线，该直线的斜率就是重构组织创新时间序列的关联维数Dl。

本文应用Matlab8.5编程，并且运行拟合出lnC(rl)对lnrl的直线 (见图5)，得到4家装备制造企业重构组织创新时间序列的关联维数Dl分别为1.952、1.712、1.946和1.983，均为分数，表明1998—2014年，装备制造企业组织创新演化的吸引子不是确定点，也不是周期吸引子，而是无穷折叠和嵌套的奇异吸引子，组织创新演化发生了稳定性失衡，具有混沌特性。企业组织创新演化展现出混沌，虽然很难对组织创新的长期演化趋势进行预测，但是通过分析内外环境变化和组织创新系统情况，可以对组织创新演化趋势进行短期预测。

作为混沌动力学系统，装备制造企业组织创新系统的4个变量之间存在非线性的匹配关系。如为了应对激烈的市场竞争，EME1虽然将创新提升到战略高度，但缺乏引入相应结构、制度和管理流程创新，导致日益突显产品技术和质量问题并没有得到有效解决，公司产品在市场竞争中处于劣势。直到公司坚持开发一代、研制一代、生产投入一代的原则，尝试推行跨职能研发团队，完善产、学、研相结合的研发模式，并引入产品开发和研制、研发人员管理等制度和管理流程创新，才实现了公司产品技术能力和质量水平的逐步提升。因此，在装备制造企业组织创新演化过程中，4个创新维度应协同发展，过度关注一个创新维度而忽视其他维度，会导致创新失衡，降低创新效果。

装备制造企业组织创新演化轨道既不重复自身也不稳定，向4维相空间中奇异吸引子的有界区域收敛。企业重构时间序列的关联维数均为小于2大于1的分数，表明装备制造企业组织创新演化是以两个序参量为主导，并以自身为核心带动其他维度创新活动的实施。组织创新序参量可能是重新定位的战略、再造的管理流程、重构的组织结构或改革的管理制度，它们从根本上改变了企业的组织形态。

根据对装备制造企业组织创新演化情况原始材料的分析，对于EME1和EME2，企业组织创新演化的序参量由制度创新和战略创新→战略创新和结构创新；而对于EME3和EME4，企业组织创新演化的序参量由制度创新和结构创新→战略创新和结构创新。因此，在装备制造企业发展的不同阶段，组织创新演化的吸引子随着内外环境变化而变化。

2.3 重构时间序列的Lyapunov指数

(7)

(8)

其中，|i-i′|>pl，pl为企业重构组织创新时间序列的平均周期。

(Ml-i,Ml-i′)

(9)

(10)

本文应用Matlab8.5编程，并运行拟合出Yl(j)的回归直线 (见图6)，得出4家企业重构组织创新时间序列的最大Lyapunov指数分别为0.005118、0.003803、0.006594、0.006746，均大于零，表明1998—2014年，装备制造企业组织创新演化对初始条件敏感依赖。组织创新初始演化状态的微小差别在短期内不会变成很大差异，但随着时间推移会以指数速率扩大成巨大差距。创新演化轨道不稳定，企业组织创新演化过程是混沌过程。

图6 装备制造企业重构组织创新时间序列的最大Lyapunov指数分析

虽然装备制造企业试图通过持续实施组织创新提高企业的环境适应能力，但重构时间序列的最大Lyapunov指数均大于零，表明复杂多变的外部环境使企业一直承受巨大的创新压力，并且在企业创新文化缺失、人才匮乏等内部环境的影响下，组织创新演化初始条件的微小差异在4个创新维度之间非线性的相互作用下，会导致最终演化状态与预期演化状态之间产生巨大差异。

EME3和EME4的最大Lyapunov指数明显大于EME1和EME2，这与企业承受的外部创新压力的差异有关。装备制造业的转型升级对中国经济发展具有重要战略意义，自1998年起，国家陆续出台了装备制造业的阶段性发展规划以及一系列支持政策，指导和帮助4家装备制造企业完成了公司制改造、实现了主辅分离、明确了主导业务等。但EME3和EME4面对的市场环境更为复杂，竞争更为激烈，而EME1和EME2生产的航空装备产品技术专有性强，与主要客户之间是较为紧密的相互依赖合作关系。所以与EME1和EME2相比，EME3和EME4的行业环境不确定性较高，外部环境变化带来的组织创新压力更大，企业组织创新演化的混沌性更强。

3 结论与启示

装备制造企业组织创新演化过程是企业持续实施战略创新、结构创新、制度创新和管理流程创新，与内外部环境变化实现动态匹配的混沌过程。本文在分别构建4家装备制造企业1998—2014年组织创新时间序列的基础上，运用混沌判定方法对企业组织创新演化的混沌特性进行判定，得出以下结论：①运用C-C法得到装备制造企业组织创新时间序列相空间重构的嵌入维度为4，表明为全面描述组织创新演化过程，企业组织创新系统混沌模型应包含战略创新、结构创新、管理流程创新和制度创新4个变量；②运用关联维数法得到装备制造企业重构组织创新时间序列的关联维数均为大于1且小于2的分数，表明企业组织创新演化轨道向奇异吸引子的有限维收敛，所以在企业组织创新系统混沌模型的4个变量中有两个根本性改变企业组织形态、对其他创新变量具有带动作用的序参量，在企业发展的不同阶段，随着内外部环境变化，序参量会发生变化；③运用Lyapunov指数法得到装备制造企业重构组织创新时间序列的最大Lyapunov指数为正值，表明在内外部环境的强烈影响下，企业组织创新演化对初始条件敏感依赖。内外环境压力越大，企业组织创新演化的混沌性越强。

本文为装备制造企业组织创新演化的混沌特征分析提供了一个实证研究框架，并为构建企业组织创新系统混沌模型提供了依据。①装备制造企业组织创新的4个变量之间相互影响、相互作用，单独变革一个创新变量而忽视其他变量的协调创新，会导致创新失衡、降低创新效果，因此，装备制造企业组织创新系统混沌模型是反映组织创新4个变量之间非线性匹配关系的均衡模型；②装备制造企业组织创新系统混沌模型具有两个序参量，但是序参量不是一成不变的，在企业发展的不同阶段，随着内外部环境变化，序参量也会发生变化，因此，在装备制造企业发展的不同阶段，识别组织创新演化的序参量，分析其对其他创新变量的带动作用是构建组织创新系统混沌模型的关键之一；③装备制造企业组织创新演化与内外部环境变化密切相关，环境要素剧变是推动企业组织创新从一个演化阶段跨入下一个演化阶段的关键。为了提高组织创新系统混沌模型预测的准确性，应分析环境要素对组织创新演化的综合影响。