内容提要：本文整合技术追赶的传统理论观点，构造出基于技术学习的后发国家产业技术追赶分析框架，并运用这一框架分析来自中国高铁装备产业的一手调研数据。结果表明，该产业能够在后发情境下快速发展出正向设计能力，得益于四个主要因素，即强调工程化和商业化的技术能力建设思路，传承有序的人力资源积累和协调有效的长期合作机制，持续完善、高效运转的行业试验体系，以及密集试验、批量应用中发现问题、解决问题的高强度学习机制。本文进一步讨论了高铁装备产业对中国装备制造业发展正向设计能力、加快技术追赶速度的借鉴意义，据此提出了研究发现的政策启示。
关键词：正向设计；技术追赶；自主创新
基金项目：国家社会科学基金重点项目“推进我国工业创新驱动发展研究”（14AJY016）。
一、引言
二、文献回顾与分析框架
发展正向设计能力是后发国家在深度嵌入全球产业链的开放环境中进行技术追赶的重要目标。正向设计能力与逆向工程能力同属产品设计能力（Razavi&Jamali，2010），都是技术能力的重要组成部分。但从同一产品的开发设计来看，逆向工程是以仿制对象为起点，旨在破解特定仿制对象的技术规范或技术数据包，使自身产品尽可能接近仿制对象。正向设计则是以用户需求起点，旨在首先完整理解产品工作逻辑以及产品设计与产品性能之间的关系，在此基础上开发适用于不同需求的产品系列。因此，逆向工程有明确的仿制对象和知识搜寻范围，而正向设计的知识搜寻范围与应用方式均不确定，对设计能力提出了更高要求。具备正向设计能力的企业能够适时调整产品性能、完善产品谱系，满足异质性用户需求，掌握产品线扩展和供应商选择的主动权，使国际供应链资源由“不得不用”向“为我所用”再向“用舍在我”转变。因此，通过发展正向设计能力，后发国家企业能够彻底摆脱“受制于人”的普遍问题。
三、数据收集与分析
四、中国高铁装备产业的正向设计能力发展
1.独立研发阶段（1990年-2003年）
2.引进学习阶段（2004年-2008年）
3.正向设计阶段（2008年至今）
以建设京沪高铁为契机，原铁道部和科技部共同组织研制时速350公里及以上高速动车组，于2010年完成了四类核心设计全部自主化的CRH380A、CRH380B和CRH380CL。此后，四方、长客、唐车又继续衍生出多种长大编组、高寒环境、强风沙环境的CRH380新车型。在CRH380系列研发过程中，中国高铁装备产业发展出整车层次的高速动车组正向设计能力，并运用这一能力自主开发出速度等级和环境适应性远超引进型号的全新动车组，形成了时速160公里至时速400公里的自主化产品序列。2017年6月，具有完全自主知识产权和技术标准体系的时速350公里“复兴号”中国标准动车组（简称标动）正式投入运营。这是中国高铁装备产业集中运用高速动车组正向设计能力的最新成果。标动包括四方的CR400AF和长客的CR400BF两个型号，但不同厂家产品可互联互通，相同速度等级动车组可重联运行，不同速度等级动车组可互相救援。这表明中国高铁装备研发人员已因需开发出了不局限于引进平台的全套高速动车组工作逻辑，使脱胎于不同平台的标动实现了机械接口的物理互联、电气接口的数据互联、软件接口的逻辑互联和操作界面的互通、主要硬件的互换，确立了不同于“欧标”和“日标”的中国标准体系。
五、正向设计能力发展的促进因素及其作用
运用前文发展的技术追赶分析框架，考察高速动车组技术追赶过程中战略导向、资源配置、活动系统、学习机制四方面的特点，中国高铁装备产业正向设计能力的跃迁主要得益于以下因素。
1.战略导向：强调工程化和商业化的技术能力建设宗旨
批量生产自主研发、性能成熟的商业产品是2004年后中国高铁装备研发的根本宗旨。这改变了整个产业的技术能力演进方向，使其快速向兼具技术和经济合理性、满足规模化需求的正向设计路径收敛。强调“先进、成熟、经济、适用、可靠”的大规模技术引进引致了成熟、完整的正向设计理念。铁科院机车车辆研究所首席研究员王悦明在受访时指出，2004年前，铁路局招标研制的众多准高速或高速列车型号都以创新示范为目标。这些型号往往“一型一列”，即使“只在局管范围内跑旅游线路”，多数型号也“经不住跑”。而在原铁道部主抓的3个国家级高速电动车组项目中，“大白鲨”和“先锋号”均属试验样车，没有批量生产计划；唯有“中华之星”在立项之初即以批量生产、长期运营为目标。2004年后的技术引进是中国高速动车组研发全面要求“批量、固化”的起点。对研发人员来说，CRH系列型号不再“只是研究一个样车，考虑一项性能”，而是要将批量生产可行性和长期运营可靠性纳入全盘考量。
值得注意的是，对工程化、商业化速度与效果的追求常常使后发国家陷入对国外成熟产品的逆向工程之中。然而，大规模技术引进并没有淡化中国高铁装备产业的自主研发意愿，而将这种意愿引向了规模生产的正向设计产品。尽管不少人士诟病原铁道部在技术引进时要求前期研发的非CRH型号全体下马，但其初衷并非完全放弃自主开发。否则，2004年、2005年的两次招标就不会明确要求以中外联合设计的方式对引进车型开展适应性改造，也不会设置“技术转让实施评价”考核环节。中国高铁装备产业的自主研发意愿从未消失，在完成对CRH系列的技术吸收后，即被迅速导入CRH380系列的正向设计之中。
2.资源配置：传承有序的人力资源积累和协调有效的长期合作机制
中国高铁装备正向设计能力的载体是各尽其能的产学研人才队伍，是将这些人才组织起来的产业活动体系。这不仅保存和拓展了中国高铁装备产业的知识和能力基础，而且促使各方以并行工程的方式深度协作，加快科学研究、产品开发、生产制造之间的迭代循环过程。
3.活动系统：持续完善、高效运转的行业试验体系
对基于经验性知识的装备制造部门而言，试验活动是产学研各方主体开展研发与技术学习的基础体系。正向设计因其向前发展的建构本质，所需试验的种类繁、体量大、密度高，对试验设施、试验思路和试验组织都提出了全新要求。中国高铁装备试验得以快速进入了探索与验证并举的正向设计阶段，是不断完善的试验硬件与同步提升的试验理念、试验规范、试验组织等软件相辅相成的结果。
4.学习机制：密集试验、批量应用的高强度技术学习
（2）通过工程实践与设计实践反复迭代的“干中学”（Arrow，1962），中国高铁装备研发人员在设计输入和设计工具上取得了大量突破，形成了具有鲜明中国特征的自主化正向设计平台。在访谈过程中，不少技术专家指出，“车辆设计知识是高度依赖经验积累的，很难从书上或者国外学到。”从2004年前的自主研发到大规模、多源头的技术引进和消化吸收，经验知识积累大大加速，主要体现在三个方面。
六、研究结论与政策启示
1.研究结论
本文运用基于技术学习的技术追赶分析框架，考察中国高铁装备研发由逆向工程转为正向设计的全过程，得出了如下结论：（1）从战略导向看，扭转既往以探索实验和产品示范为主的研发导向，将批量生产自主研发、性能成熟的商业产品作为根本宗旨，是该产业形成正向设计能力的前提。（2）从资源配置看，数十年传承有序的人力资源积累和协调有效的长期合作机制，是该产业形成正向设计能力的基础。（3）从活动系统看，根据科研与工程需要持续完善的试验体系，特别是同步提升的试验理念和组织水平，是该产业形成正向设计能力的重要支撑。（4）从学习机制看，同时引进多国技术促成的“试验中学”、“干中学”、“用中学”等高强度并行学习，是该产业形成正向设计能力的主要途径。
2.政策启示
针对中国装备制造业技术追赶在战略思路、资源配置、活动系统等方面的需求与缺陷，政府应通过引导和服务的方式，持续参与到中国装备制造业正向设计能力发展促进因素的积累之中：
（3）建设行业试验平台与数据库，重塑共性技术供给体系，加强装备制造业跃升到正向设计所必需的试验数据与共性技术的积累和扩散。中国装备制造业的部门创新体系正由政府主导转向企业主导。这在总体上有利于提高创新效率，但也给硬件投资大、组织成本高的正向研发试验和溢出效应强、直接收益低的共性技术研究带来了投入不足的隐忧。政府应充分利用当前资金相对充裕和全球高素质人才快速流动的有利条件，尽快夯实公共性的行业试验体系与共性技术研发体系。首先，将各级公共性试验资源整合到行业试验平台之中，提供无利或微利的试验服务。其次，建设行业试验数据库，运用试验平台补贴附加要求（如部分数据公开要求）等措施，鼓励参试机构共享试验设计、试验数据、试验规范和试验技术，在全行业范围内增强知识积累和学习效应。最后，前瞻性地推进装备制造业共性技术供给体制改革，保证共性技术研发、扩散和共享过程中公共性和效率性的平衡。
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