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摘 要：工程是人类进行的一种造物活动，随着科学技术的进步和发展，应用和创造性地集成新的科学技术进行造物活动，创造了一个又一个奇迹。在造物活动的过程中和后期结果上，为了达到要求需要创造性的工程创新。本文阐述了工程创新的界定，从微观、中观和宏观的角度讨论了工程创新如何突破，说明了加强对工程的层次与水平问题的研究有利于在工程创新中提供方向和突破，分析了工程创新三层次与和谐发展的关系，具有一定的参考价值。
关键词：工程；工程层次；工程创新
中图分类号：T-9 文献标识码：A 文章编号：1672-2442（2015）06-0073-06
Engineering Innovation & Breakthrough
——from the Micro， Meso， and Macro Perspectives
Luo Yusi
（Beijing Institute of Technology School of Humanities and Social Science， Beijing 100081）
Abstract：Engineering is a kind of creation activity of human beings， with the progress and development of science and technology， the application and creatively integration with new science and technology to proceed the creation activity has created one miracle after another. In the process of creation activity and in view of the results in the latter period， it is clear that creative engineering innovation is necessary in meeting the requirements of human beings. On basis of expounding the definition of engineering innovation， and from the micro， meso and macro perspectives the article discusses how to break through in engineering innovation， illustrates that enhanced research of the issues in engineering level is in favor of providing the direction and breakthrough in engineering innovation， last but not least it analyzes the relationship between harmonious development and the three levels of engineering innovation， thus having a certain reference value.
Keywords：engineering；engineering level； engineering innovation
何为工程层次，这个问题关乎工程的范围和尺度。在李伯聪教授的《工程哲学和工程研究之路》中《工程的三个“层次”：微观、中观、宏观》从工程哲学和工程演化论角度对工程层次和“微观—中观—宏观”研究框架问题进行了一些初步的分析。本文着重以工程层次和“微观—中观—宏观”的工程研究框架去解读如何进行工程创新。
1 工程创新的界定
工程不同于科学和技术，是以建造为核心的一种社会活动，工程活动的基本单位是项目，完成一个项目就意味着进行了一次工程活动，因此工程活动具有“唯一性”和“当时当地性”的基本特征，这就必然使创新成为工程活动的内在要求。
“创新”（Innovation）一词源于美国经济学家约瑟夫·熊彼特（Joseph Schumpeter）的著作《经济发展理论》，书中熊彼特将创新分为五种：采用一种新产品；采用一种新的生产方法；开辟一个新市场；控制或掠取了新的原材料供应来源；实现任何一种工业的新的组织。虽然熊彼特这里所定义的创新是经济学意义上的创新，但是工程创新也可以指工业革新所创造出的经济价值。因此，这里的创新对于工程创新也同样适用。江泽民同志说：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新也是工程发展的灵魂和动力，因此要坚持工程创新，了解工程创新对于国家进行工业化建设和建设创新型国家都有着重要影响。作为国家创新体系的一部分，工程创新有着鲜明的内涵和特点，它与技术创新既有密切的联系同时也有着本质的区别。成功的工程创新乃是技术因素、经济因素、管理因素和其他社会因素合理地进行创造性“集成”的结果。工程创新是创新活动的主战场，这个主战场的进展情况将成为检验和决定我国建设创新型国家这个重大战略的进展状况的最重要的标志。每项工程活动都有其特殊的条件和要求，不可能存在两项完全相同的工程，因此创新就成了工程活动的灵魂，掌握它的内涵和特点对于国家提升创新能力至关重要。
工程创新具有工程创新的集成性。工程是在各类技术的选择和集成过程中及对各类社会资源的配置过程中，追求集成优化、构成优化的工程系统。一方面，工程创新需要依托多个学科、多种技术在更大的时空尺度上对各类技术资源要素进行选择、组织和集成优化；另一方面，技术要素还要和各种社会要素在一定边界条件下实现优化集成。这里提到了两个含义，第一，工程创新是一种集成的创新，工程创新并不是对于科学技术理论的一种简单应用；第二，在集成创新下要注意集成创新中的技术要素和非技术要素的优化选择和匹配。李伯聪教授在他的《工程创新：创新空间中的选择与建构》中提到了工程创新的实施和基本内容是创新空间中的选择与建构。在工程创新中需要考虑技术要素也需要考虑非技术要素，不同时间、不同地点的要素的重要性不同，需要工程科技人才有选择地去进行搭配要素的集成，只有这样才能有效地突破市场的壁垒，躲避市场陷阱并完成 “惊险跳跃”。 工程创新的另外的显著特点就是普遍性和特殊性。工程创新是普遍存在的，但在不同国家和地区之间，不同产业之间，不同类型和规模的工程之间，其创新的具体表现和具体特点却有很大的不同。就中国而言，中国现在仍然是一个发展中的国家，我国的社会主义现代化建设面临着来自人口、资源、环境等方面的挑战。这种特殊国情决定了我们不能照搬发达国家的工业化道路，中国需要走一条“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥”的新型工业化道路。必须把这一理念作为中国进行工程创新的一个重要指导思想和基本原则，中国的工程创新道路还需要结合自身的社会制度和文化传统。
工程创新还具有周期性的特点，这种特点符合辩证法的否定之否定的规律。当某一位工程师有了一个设计之后，他会对之进行批判，从而创造出一个新的设计，然后再批判新的设计，最后，工程师就得到了一个“扬弃”了前两个阶段的合成的新产品，这就是一个工程设计创新的周期，接着当然还会有一个新的设计周期出现。探索工程创新的规律不难发现它符合熊彼特在1912年《经济发展理论》一书中的创新波动理论。工程创新是一个创新—模仿—再创新的周期波动、连续不断的过程，由此推动工程持续不断地发展。中国发展工程创新需要关注工程创新的周期性特点，力争让中国的创新产品在创新周期中处于领先地位。
此外，工程创新还具有突破性和渐进性特点。解决工程中不断出现的矛盾，需要不断创新，而工程创新又是突破性和渐进性的统一。前者是打破旧结构、再造新结构，产生根本性变革的创新；后者是通过不断积累、逐步改进和完善等过程实现的。通过某些单元过程的小改小革，通过诸多单元技术的集群性进步以及合理组合，集成优化到一定水平后，也会出现“改型”、“换代”的突破性工程创新效果。量变可以引起质变，工程创新就是要不断在吸收原有技术和方法的前提下根据当时当地的环境去进行创新。中国在工程创新上要注重渐进性工程经验的总结，以实现突破性的工程创新。
提升一个国家的国际竞争力需要提升一个国家的工程创新能力。工程创新能力的相关文章涉及到很多方面，但是具体如何通过研究和分析一个国家的工程层次，并结合工程创新所具备的特点、影响、风险和应对措施来进行划分研究，这种新的方式还有待探索。提升工程创新能力不仅需要了解工程创新能力的概念、特点及工程创新能力中会出现的具体的问题和应对方法，更应该根据一个国家的具体国情去划分和分析。工程创新的最主要特点就是集成创新，在细节上不断地创新最后达到新的更新换代。以新的角度去分析会有利于工程创新，从一个国家的“微观、中观、宏观”三个工程层次分别分析会出现的工程创新问题和应对方法，有利于丰富如何进行工程创新的内容，这对于国家进行有效的工程创新方法研究来说又增加了一条可以尝试的途径。
2 工程创新着眼于微观、中观、宏观
工程创新是中国建设创新型国家的内在要求，然而工程创新不仅需要大的政策计划，也需要具体的目标和定位。究竟应该如何对待工程创新？只有将工程层次分开，清晰地了解工程的结构，才能有针对有计划地创新。工程的层次划分是李伯聪在《工程哲学和工程研究之路》的第一部分发表的一篇论文里提到的。李教授借用了一些经济学的术语将工程划分为微观、中观和宏观，企业是工程微观的代表主体，行业、产业、产业集群和区域则代表了工程中观的类型，国家、国际和全球化的层次是工程宏观的类型。
就工程微观——企业而言，工程创新需要企业重视自主创新能力。中国已经把创新提到了国家政策的高度，国务院总理李克强在主持会议部署“十三五”规划编制时提及“十三五”的核心就是改革创新。创新是中国经济结构高速发展与经济增长方式目标能否实现的关键。创新包括工作思路创新、工作思维创新、工作手段创新、工作方式创新、技术创新、管理创新、考核创新等，也就包含了工程创新。完善工程创新有利于实现中国的经济发展目标。作为工程创新的微观组成部分，企业更应该实现改革创新。中国企业目前所需要的就是提升自己的自主创新能力。美国哈佛大学教授、“竞争学说之父”迈克尔·波特（Michael E. Porter）在研究各国经济发展与技术演进史后提出著名的国家竞争优势理论，波特认为国家经济的发展分为四个阶段：生产要素导向阶段、投资导向阶段、创新导向阶段、富裕导向阶段，中国工程技术领域大体上经历了上述理论前三个阶段的发展：引进创新阶段、模仿创新阶段和自主创新阶段，如图1所示。
目前，中国逐渐迈入迈克尔·波特所谓的创新导向阶段。随着产业的发展和人才的积累，这时一些有志于提升自身竞争力的企业和研究机构开始投入资源进行自主创新。企业提升自主创新能力存在风险，不仅是中国企业存在这种风险，其他的国外发展中国家和发达国家也一样。有著作明确指出：“所有对产品创新的研究都表明，在将初始的构思变成市场上成功的产品的过程中，失败的比率远大于成功的比率。实践表明，产品失败比率的范围为30%到95%，而目前公认的平均水平为38%。”英国贸易与工业部对14000 家购买计算机软件的组织进行了调查，调查结果表明，80%到90%的项目没有达到预期的性能目标，80%的项目超过了预定开发时间或超出了开发预算，约40%的项目以失败告终，只有10%到20%的项目成功地达到了预期的标准。尽管如此，各国对于自主创新所投入的经费和努力依然每年都在增加。2014年全球企业投资排行显示，排行榜所选取的全球2500家企业的数据中，包括633家欧盟范围内的企业和1867家欧盟外企业，这些企业的研发投资额约占全球企业研发投资总额的90%，其中有104家企业的研发投资超过了10亿欧元，53家超过20亿欧元，排名前十名的企业研发投资皆超过50亿欧元。数据还显示，2013年这些企业研发投资额较上年增长约4.9%，远高于净销售额2.7%的增幅，其中欧盟范围内的企业研发投资较上年增加2.6%，远低于全球平均增幅，美国企业的研发投资增幅为5.0%，与全球平均水平持平，日本企业的研发投资增幅为5.5%，稍高于欧盟和美国。值得一提的是，华为是唯一一家上榜的中国企业，2014年研发投入高达36亿欧元，排名全世界26位。
图1
尽管企业在自主创新和研发中也许会遭遇创新者困境，但是只有坚持创新，了解创新者与消费者在认识与处境方面的巨大“鸿沟”，科技成果“转化率”才能够提高。自主创新的优势往往需要经历较长时间才能够显露出来，但是自主创新最显著的收益会让中国获得自己的自主知识产权，而不必在技术上受制于人，同时通过自主创新锻炼人才队伍，积累人力资源，也可以使企业受益丰厚。不只是中国注意到企业自主创新的重要性，国外也一样，因此创新不会停止，发展不会结束。中国企业提升自主创新能力有利于避免我国再次陷入过去技术引进中存在的“引进—落后—再引进—再落后”的怪圈和技术依附与技术锁定——工程中常见的技术陷阱。
就工程中观层次行业、产业集群和区域而言，工程创新应该主要体现在行业结构优化、产业集群升级、构建合理的区域创新系统等方面。在过去的20多年里，中国进行了大规模的基础设施建设，是世界上最大的建筑工地。中国具备完整的基础设施，现在又正处于工业化、信息化、市场化、城镇化、全球化的高潮中，面对这种机遇，中国如果能够在工程中观区域中加快区域创新，必然会提升中国的整体工程创新能力，使中国在世界工程建设中崭露头角。
就工程中观而言，提高工程创新能力需要提高区域创新性，其中胡树华等人所写的《区域创新系统运行的“四三结构”模型及机理研究》对于如何进行区域创新是很有启发意义的。区域创新“四三结构”模型，主要包括创新产出、创新内容、创新主体、创新投入四个部分，每一个部分有三个方面，创新产出针对于环境、产业、产品；创新内容针对于技术创新、制度创新、管理创新三个方面；创新主体则包括政府、企业、科研机构三个主体。它们的内部关系这里不做详细描述，这里主要涉及区域创新系统的“四三结构”模型的运行机理，该模型可以引发四种运行机理：产出牵引机理、要素协同机理、循环反馈机理和主导转换机理。在产出牵引机理中，根据区域的发展需要可以提高区域经济竞争力、实现区域经济持续增长的最终目标，可以根据区域发展的需要进行产品创新、产业创新和环境创新的定位。在循环反馈机理里，区域创新系统所存在的众多反馈回路通过利用反馈机理可以使各微观主体的创新投入需求来调整区域宏观和中观层面的创新投入配置，努力维持创新投入、创新主体、创新内容和创新产出之间的相互协调。主导转换机理揭示了目前我国要么主体一直由政府主导，要么纯粹由企业主导的错误存在。
进行中观工程创新不仅可以优化微观内企业的创新竞争力，而且对于构建宏观工程创新系统也非常有必要。中国需要将工程层次三方面兼顾起来，才能够达到工程创新的完整性和完善性。
宏观的工程创新是指国家、国际和全球化层次上的工程创新，李伯聪教授在他的文章中曾提到：“在工程演化问题上，究竟应该如何认识宏观层次——国家、国际和全球化层次的演化及其与其它两个层次演化的相互关系，目前的研究成果还不多，可是，这却又是非常重要并且重要性还在日益增加和深化的问题。”这里我们不仅需要分析同层次中诸多的工程创新主体网络还需要同时分析和研究工程创新的多层次立体网络的关系。这里不具体分析其各种结构和功能问题，单就宏观工程创新系统受什么因素影响，以及通过影响会导致中观与微观发生怎样的变化进行简要的分析。
宏观创新系统即国家、国际和全球化层次的工程创新。目前为止，科学技术的发展使得无论是理论研究、技术革新或者是大工程建设都不可能成为一个人就可以完成的事情，高速发展的科学理论和技术应用需要工程活动去将它们创造出来供给全人类。当前，资源、经济、环境，牵一发而动全身，到处充满了蝴蝶效应和多米诺骨牌效应。宏观工程创新系统受包括环境、产业、产品等“四三”结构模型中的12种维度的影响，如果出现高污染、高伤害、高浪费的技术所进行的造物活动很有可能危及全球的生命。因此，无论工程创新在三个方面中如何去运作，都需要根据可持续发展道路去贯彻执行。只有赖以生存的家园存在，一切造物活动才有价值和效益。
3 工程创新三层次与和谐发展的关系
无论进行哪个层次的工程创新都要与和谐可持续发展相挂钩。工程活动就是人类为了得到更好的生活环境和生活方式，取得精神财富和物质财富所进行的一种造物活动。中国提升各个层次的工程创新能力，学习吸收西方的先进工程技术、工程理念、工程思维都是为了适应中国国情，在追赶发达国家的工业化角度的同时尽可能地保护中国的自然环境，实现可持续发展的可能。在改革发展30年的前期，中国为了尽快地达到经济的腾飞在一定程度上破坏了自身的生存环境，如今中国需要提升中国的工程创新能力以此提升中国的国家竞争力，但是在注重发展经济、掌握先进技术的同时更需要注意人与自然的和谐发展、人与人的和谐发展。中国需要提升工程创新能力，因为三个层次的工程创新相互影响，世界各国的工业化和现代化的发展历程也是一个不断进行工程创新的过程，工程创新能力直接决定着一个国家的发展状况和水平，甚至是兴起或衰落，工程规划直接关系到国家的经济发展格局，工程建设直接关系到国家的整体实力，工程安全直接关系到人民的切身利益，工程与环境的和谐友好直接关系到可持续发展，工程与社会的和谐直接关系到全体公民的福祉。中国需要树立新的工程理念和工程观，提高工程创新的意识，努力建设与自然和谐并且实现人与社会和谐的“双和谐”工程。
只有具备适应中国发展的工程理念，贯彻走人与自然、人与社会和谐的可持续工程创新发展观，才可以避免中国在工程创新中所存在的壁垒与陷阱。在满足中国群众期望的工程创新发展中要关注信息、技术、资本、市场的要素、壁垒、陷阱和来自沟通、耦合、制度、文化的集成壁垒、陷阱。一个国家、一个行业、一个企业只有拥有良好的工程创新价值观，才能够培养出优秀的工程创新人才，实现企业、行业、国家的工程创新提升，才能够完善各个工程层次的创新系统。只有树立工程创新道德观并坚持完善改良工程创新系统，才能够跨越所谓的“达尔文之海”。 总结
工程创新需要首先了解工程的层次即框架结构，然后寻找它们与工程创新的关系。就中国而言，微观上我们应该重视企业自主工程创新能力，中观上防止协调效应即一个方面存在问题影响全局和完全由政府主导或企业主导的创新主体，需要制定预防机制和预备方案，并且根据不同的发展时期进行创新主体的调整，宏观上需要根据全球化趋势，走可持续工程创新道路，要发展更要环境，在绿色工程创新道路上构建美好家园。
参考文献
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[22] 邢怀滨. 工程创新的“壁垒—陷阱”分析[J]. 工程研究——跨学科视野中的工程， 2009， 3， 1（1）：59.
关键词：工程；工程层次；工程创新
中图分类号：T-9 文献标识码：A 文章编号：1672-2442（2015）06-0073-06
Engineering Innovation & Breakthrough
——from the Micro， Meso， and Macro Perspectives
Luo Yusi
（Beijing Institute of Technology School of Humanities and Social Science， Beijing 100081）
Abstract：Engineering is a kind of creation activity of human beings， with the progress and development of science and technology， the application and creatively integration with new science and technology to proceed the creation activity has created one miracle after another. In the process of creation activity and in view of the results in the latter period， it is clear that creative engineering innovation is necessary in meeting the requirements of human beings. On basis of expounding the definition of engineering innovation， and from the micro， meso and macro perspectives the article discusses how to break through in engineering innovation， illustrates that enhanced research of the issues in engineering level is in favor of providing the direction and breakthrough in engineering innovation， last but not least it analyzes the relationship between harmonious development and the three levels of engineering innovation， thus having a certain reference value.
Keywords：engineering；engineering level； engineering innovation
何为工程层次，这个问题关乎工程的范围和尺度。在李伯聪教授的《工程哲学和工程研究之路》中《工程的三个“层次”：微观、中观、宏观》从工程哲学和工程演化论角度对工程层次和“微观—中观—宏观”研究框架问题进行了一些初步的分析。本文着重以工程层次和“微观—中观—宏观”的工程研究框架去解读如何进行工程创新。
1 工程创新的界定
工程不同于科学和技术，是以建造为核心的一种社会活动，工程活动的基本单位是项目，完成一个项目就意味着进行了一次工程活动，因此工程活动具有“唯一性”和“当时当地性”的基本特征，这就必然使创新成为工程活动的内在要求。
“创新”（Innovation）一词源于美国经济学家约瑟夫·熊彼特（Joseph Schumpeter）的著作《经济发展理论》，书中熊彼特将创新分为五种：采用一种新产品；采用一种新的生产方法；开辟一个新市场；控制或掠取了新的原材料供应来源；实现任何一种工业的新的组织。虽然熊彼特这里所定义的创新是经济学意义上的创新，但是工程创新也可以指工业革新所创造出的经济价值。因此，这里的创新对于工程创新也同样适用。江泽民同志说：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新也是工程发展的灵魂和动力，因此要坚持工程创新，了解工程创新对于国家进行工业化建设和建设创新型国家都有着重要影响。作为国家创新体系的一部分，工程创新有着鲜明的内涵和特点，它与技术创新既有密切的联系同时也有着本质的区别。成功的工程创新乃是技术因素、经济因素、管理因素和其他社会因素合理地进行创造性“集成”的结果。工程创新是创新活动的主战场，这个主战场的进展情况将成为检验和决定我国建设创新型国家这个重大战略的进展状况的最重要的标志。每项工程活动都有其特殊的条件和要求，不可能存在两项完全相同的工程，因此创新就成了工程活动的灵魂，掌握它的内涵和特点对于国家提升创新能力至关重要。
工程创新具有工程创新的集成性。工程是在各类技术的选择和集成过程中及对各类社会资源的配置过程中，追求集成优化、构成优化的工程系统。一方面，工程创新需要依托多个学科、多种技术在更大的时空尺度上对各类技术资源要素进行选择、组织和集成优化；另一方面，技术要素还要和各种社会要素在一定边界条件下实现优化集成。这里提到了两个含义，第一，工程创新是一种集成的创新，工程创新并不是对于科学技术理论的一种简单应用；第二，在集成创新下要注意集成创新中的技术要素和非技术要素的优化选择和匹配。李伯聪教授在他的《工程创新：创新空间中的选择与建构》中提到了工程创新的实施和基本内容是创新空间中的选择与建构。在工程创新中需要考虑技术要素也需要考虑非技术要素，不同时间、不同地点的要素的重要性不同，需要工程科技人才有选择地去进行搭配要素的集成，只有这样才能有效地突破市场的壁垒，躲避市场陷阱并完成 “惊险跳跃”。 工程创新的另外的显著特点就是普遍性和特殊性。工程创新是普遍存在的，但在不同国家和地区之间，不同产业之间，不同类型和规模的工程之间，其创新的具体表现和具体特点却有很大的不同。就中国而言，中国现在仍然是一个发展中的国家，我国的社会主义现代化建设面临着来自人口、资源、环境等方面的挑战。这种特殊国情决定了我们不能照搬发达国家的工业化道路，中国需要走一条“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥”的新型工业化道路。必须把这一理念作为中国进行工程创新的一个重要指导思想和基本原则，中国的工程创新道路还需要结合自身的社会制度和文化传统。
工程创新还具有周期性的特点，这种特点符合辩证法的否定之否定的规律。当某一位工程师有了一个设计之后，他会对之进行批判，从而创造出一个新的设计，然后再批判新的设计，最后，工程师就得到了一个“扬弃”了前两个阶段的合成的新产品，这就是一个工程设计创新的周期，接着当然还会有一个新的设计周期出现。探索工程创新的规律不难发现它符合熊彼特在1912年《经济发展理论》一书中的创新波动理论。工程创新是一个创新—模仿—再创新的周期波动、连续不断的过程，由此推动工程持续不断地发展。中国发展工程创新需要关注工程创新的周期性特点，力争让中国的创新产品在创新周期中处于领先地位。
此外，工程创新还具有突破性和渐进性特点。解决工程中不断出现的矛盾，需要不断创新，而工程创新又是突破性和渐进性的统一。前者是打破旧结构、再造新结构，产生根本性变革的创新；后者是通过不断积累、逐步改进和完善等过程实现的。通过某些单元过程的小改小革，通过诸多单元技术的集群性进步以及合理组合，集成优化到一定水平后，也会出现“改型”、“换代”的突破性工程创新效果。量变可以引起质变，工程创新就是要不断在吸收原有技术和方法的前提下根据当时当地的环境去进行创新。中国在工程创新上要注重渐进性工程经验的总结，以实现突破性的工程创新。
提升一个国家的国际竞争力需要提升一个国家的工程创新能力。工程创新能力的相关文章涉及到很多方面，但是具体如何通过研究和分析一个国家的工程层次，并结合工程创新所具备的特点、影响、风险和应对措施来进行划分研究，这种新的方式还有待探索。提升工程创新能力不仅需要了解工程创新能力的概念、特点及工程创新能力中会出现的具体的问题和应对方法，更应该根据一个国家的具体国情去划分和分析。工程创新的最主要特点就是集成创新，在细节上不断地创新最后达到新的更新换代。以新的角度去分析会有利于工程创新，从一个国家的“微观、中观、宏观”三个工程层次分别分析会出现的工程创新问题和应对方法，有利于丰富如何进行工程创新的内容，这对于国家进行有效的工程创新方法研究来说又增加了一条可以尝试的途径。
2 工程创新着眼于微观、中观、宏观
工程创新是中国建设创新型国家的内在要求，然而工程创新不仅需要大的政策计划，也需要具体的目标和定位。究竟应该如何对待工程创新？只有将工程层次分开，清晰地了解工程的结构，才能有针对有计划地创新。工程的层次划分是李伯聪在《工程哲学和工程研究之路》的第一部分发表的一篇论文里提到的。李教授借用了一些经济学的术语将工程划分为微观、中观和宏观，企业是工程微观的代表主体，行业、产业、产业集群和区域则代表了工程中观的类型，国家、国际和全球化的层次是工程宏观的类型。
就工程微观——企业而言，工程创新需要企业重视自主创新能力。中国已经把创新提到了国家政策的高度，国务院总理李克强在主持会议部署“十三五”规划编制时提及“十三五”的核心就是改革创新。创新是中国经济结构高速发展与经济增长方式目标能否实现的关键。创新包括工作思路创新、工作思维创新、工作手段创新、工作方式创新、技术创新、管理创新、考核创新等，也就包含了工程创新。完善工程创新有利于实现中国的经济发展目标。作为工程创新的微观组成部分，企业更应该实现改革创新。中国企业目前所需要的就是提升自己的自主创新能力。美国哈佛大学教授、“竞争学说之父”迈克尔·波特（Michael E. Porter）在研究各国经济发展与技术演进史后提出著名的国家竞争优势理论，波特认为国家经济的发展分为四个阶段：生产要素导向阶段、投资导向阶段、创新导向阶段、富裕导向阶段，中国工程技术领域大体上经历了上述理论前三个阶段的发展：引进创新阶段、模仿创新阶段和自主创新阶段，如图1所示。
目前，中国逐渐迈入迈克尔·波特所谓的创新导向阶段。随着产业的发展和人才的积累，这时一些有志于提升自身竞争力的企业和研究机构开始投入资源进行自主创新。企业提升自主创新能力存在风险，不仅是中国企业存在这种风险，其他的国外发展中国家和发达国家也一样。有著作明确指出：“所有对产品创新的研究都表明，在将初始的构思变成市场上成功的产品的过程中，失败的比率远大于成功的比率。实践表明，产品失败比率的范围为30%到95%，而目前公认的平均水平为38%。”英国贸易与工业部对14000 家购买计算机软件的组织进行了调查，调查结果表明，80%到90%的项目没有达到预期的性能目标，80%的项目超过了预定开发时间或超出了开发预算，约40%的项目以失败告终，只有10%到20%的项目成功地达到了预期的标准。尽管如此，各国对于自主创新所投入的经费和努力依然每年都在增加。2014年全球企业投资排行显示，排行榜所选取的全球2500家企业的数据中，包括633家欧盟范围内的企业和1867家欧盟外企业，这些企业的研发投资额约占全球企业研发投资总额的90%，其中有104家企业的研发投资超过了10亿欧元，53家超过20亿欧元，排名前十名的企业研发投资皆超过50亿欧元。数据还显示，2013年这些企业研发投资额较上年增长约4.9%，远高于净销售额2.7%的增幅，其中欧盟范围内的企业研发投资较上年增加2.6%，远低于全球平均增幅，美国企业的研发投资增幅为5.0%，与全球平均水平持平，日本企业的研发投资增幅为5.5%，稍高于欧盟和美国。值得一提的是，华为是唯一一家上榜的中国企业，2014年研发投入高达36亿欧元，排名全世界26位。
图1
尽管企业在自主创新和研发中也许会遭遇创新者困境，但是只有坚持创新，了解创新者与消费者在认识与处境方面的巨大“鸿沟”，科技成果“转化率”才能够提高。自主创新的优势往往需要经历较长时间才能够显露出来，但是自主创新最显著的收益会让中国获得自己的自主知识产权，而不必在技术上受制于人，同时通过自主创新锻炼人才队伍，积累人力资源，也可以使企业受益丰厚。不只是中国注意到企业自主创新的重要性，国外也一样，因此创新不会停止，发展不会结束。中国企业提升自主创新能力有利于避免我国再次陷入过去技术引进中存在的“引进—落后—再引进—再落后”的怪圈和技术依附与技术锁定——工程中常见的技术陷阱。
就工程中观层次行业、产业集群和区域而言，工程创新应该主要体现在行业结构优化、产业集群升级、构建合理的区域创新系统等方面。在过去的20多年里，中国进行了大规模的基础设施建设，是世界上最大的建筑工地。中国具备完整的基础设施，现在又正处于工业化、信息化、市场化、城镇化、全球化的高潮中，面对这种机遇，中国如果能够在工程中观区域中加快区域创新，必然会提升中国的整体工程创新能力，使中国在世界工程建设中崭露头角。
就工程中观而言，提高工程创新能力需要提高区域创新性，其中胡树华等人所写的《区域创新系统运行的“四三结构”模型及机理研究》对于如何进行区域创新是很有启发意义的。区域创新“四三结构”模型，主要包括创新产出、创新内容、创新主体、创新投入四个部分，每一个部分有三个方面，创新产出针对于环境、产业、产品；创新内容针对于技术创新、制度创新、管理创新三个方面；创新主体则包括政府、企业、科研机构三个主体。它们的内部关系这里不做详细描述，这里主要涉及区域创新系统的“四三结构”模型的运行机理，该模型可以引发四种运行机理：产出牵引机理、要素协同机理、循环反馈机理和主导转换机理。在产出牵引机理中，根据区域的发展需要可以提高区域经济竞争力、实现区域经济持续增长的最终目标，可以根据区域发展的需要进行产品创新、产业创新和环境创新的定位。在循环反馈机理里，区域创新系统所存在的众多反馈回路通过利用反馈机理可以使各微观主体的创新投入需求来调整区域宏观和中观层面的创新投入配置，努力维持创新投入、创新主体、创新内容和创新产出之间的相互协调。主导转换机理揭示了目前我国要么主体一直由政府主导，要么纯粹由企业主导的错误存在。
进行中观工程创新不仅可以优化微观内企业的创新竞争力，而且对于构建宏观工程创新系统也非常有必要。中国需要将工程层次三方面兼顾起来，才能够达到工程创新的完整性和完善性。
宏观的工程创新是指国家、国际和全球化层次上的工程创新，李伯聪教授在他的文章中曾提到：“在工程演化问题上，究竟应该如何认识宏观层次——国家、国际和全球化层次的演化及其与其它两个层次演化的相互关系，目前的研究成果还不多，可是，这却又是非常重要并且重要性还在日益增加和深化的问题。”这里我们不仅需要分析同层次中诸多的工程创新主体网络还需要同时分析和研究工程创新的多层次立体网络的关系。这里不具体分析其各种结构和功能问题，单就宏观工程创新系统受什么因素影响，以及通过影响会导致中观与微观发生怎样的变化进行简要的分析。
宏观创新系统即国家、国际和全球化层次的工程创新。目前为止，科学技术的发展使得无论是理论研究、技术革新或者是大工程建设都不可能成为一个人就可以完成的事情，高速发展的科学理论和技术应用需要工程活动去将它们创造出来供给全人类。当前，资源、经济、环境，牵一发而动全身，到处充满了蝴蝶效应和多米诺骨牌效应。宏观工程创新系统受包括环境、产业、产品等“四三”结构模型中的12种维度的影响，如果出现高污染、高伤害、高浪费的技术所进行的造物活动很有可能危及全球的生命。因此，无论工程创新在三个方面中如何去运作，都需要根据可持续发展道路去贯彻执行。只有赖以生存的家园存在，一切造物活动才有价值和效益。
3 工程创新三层次与和谐发展的关系
无论进行哪个层次的工程创新都要与和谐可持续发展相挂钩。工程活动就是人类为了得到更好的生活环境和生活方式，取得精神财富和物质财富所进行的一种造物活动。中国提升各个层次的工程创新能力，学习吸收西方的先进工程技术、工程理念、工程思维都是为了适应中国国情，在追赶发达国家的工业化角度的同时尽可能地保护中国的自然环境，实现可持续发展的可能。在改革发展30年的前期，中国为了尽快地达到经济的腾飞在一定程度上破坏了自身的生存环境，如今中国需要提升中国的工程创新能力以此提升中国的国家竞争力，但是在注重发展经济、掌握先进技术的同时更需要注意人与自然的和谐发展、人与人的和谐发展。中国需要提升工程创新能力，因为三个层次的工程创新相互影响，世界各国的工业化和现代化的发展历程也是一个不断进行工程创新的过程，工程创新能力直接决定着一个国家的发展状况和水平，甚至是兴起或衰落，工程规划直接关系到国家的经济发展格局，工程建设直接关系到国家的整体实力，工程安全直接关系到人民的切身利益，工程与环境的和谐友好直接关系到可持续发展，工程与社会的和谐直接关系到全体公民的福祉。中国需要树立新的工程理念和工程观，提高工程创新的意识，努力建设与自然和谐并且实现人与社会和谐的“双和谐”工程。
只有具备适应中国发展的工程理念，贯彻走人与自然、人与社会和谐的可持续工程创新发展观，才可以避免中国在工程创新中所存在的壁垒与陷阱。在满足中国群众期望的工程创新发展中要关注信息、技术、资本、市场的要素、壁垒、陷阱和来自沟通、耦合、制度、文化的集成壁垒、陷阱。一个国家、一个行业、一个企业只有拥有良好的工程创新价值观，才能够培养出优秀的工程创新人才，实现企业、行业、国家的工程创新提升，才能够完善各个工程层次的创新系统。只有树立工程创新道德观并坚持完善改良工程创新系统，才能够跨越所谓的“达尔文之海”。 总结
工程创新需要首先了解工程的层次即框架结构，然后寻找它们与工程创新的关系。就中国而言，微观上我们应该重视企业自主工程创新能力，中观上防止协调效应即一个方面存在问题影响全局和完全由政府主导或企业主导的创新主体，需要制定预防机制和预备方案，并且根据不同的发展时期进行创新主体的调整，宏观上需要根据全球化趋势，走可持续工程创新道路，要发展更要环境，在绿色工程创新道路上构建美好家园。
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