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汽车行业推进轻量化理念：
以SaNatt项目应对环境挑战
（工业环境管理，吕勒奥理工大学，SE-97187吕勒奥，瑞典）
摘要：鉴于汽车行业面临全方位的环境问题的挑战，传统汽车、电动汽车和混合动力电动汽车的整车质量对二氧化碳排放量是一个重要影响因素。尽管汽车制造商开发并在很大程度上掌握了解决涉及替代全钢车身的技术困难的方法，主流行业仍然在很大程度上有困难。本文的目的是探讨一个具体的例子-SaNatt轻量级的项目，说明两款瑞典汽车（萨博和沃尔沃）已接近轻量级的挑战，并找出阻碍汽车行业环保创新的概念。该研究的结果表示在汽车制造商之间采用完全不同的方法。虽然萨博的重点的新概念旨在建立一个互相协作的供应商结构，从而迅速发展；沃尔沃专注于增量开发，强调短期实现。实证数据也揭示了一个趋势，沃尔沃更加坚定地致力于研究其对车身制造（生产全钢车身的）的基础设施，并控制更激进的变化。本文是通过着重研究对比情况，探讨汽车行业建立了行动的企业是否能够有效应对环境挑战得到的结论。
关键词：革新;轻量化;环保；自动化；CO2
1、简介
众所周知,汽车的生产和使用对自然环境产生了巨大的影响。同时, 在不久的将来全球的汽车使用量持有量将继续增加,特别是由于发展中国家日益增长的需求。举一个例子,在中国销售的汽车数量在过去十年中每年超过25%地增加，使中国成为世界上最大的汽车市场。2012年,全球汽车数量通过了十亿大关。由于越来越大的汽车市场,汽车尾气二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的27%(世界自然基金会,2013年)。
汽车制造商也越来越意识到他们的产品对环境的影响,环境法规和市场环境的要求使得更环保的汽车开始出现。专注于减少二氧化碳已经为开发环保汽车，如电动汽车（EV）和混合动力电动汽车（HEV）的发展提供了强有力的驱动程序，而且还在大规模的研究减重方案。
汽车的整车质量是影响传统汽车和电动汽车和混合动力汽车的二氧化碳排放的一个至关重要的因素。一个粗略估计,100公斤的重量的减少将导致减少5%的燃料消耗(瑞典绿色汽车协会)。一些潜在关注轻量化概念的汽车行业经验法则是,质量减少10%将导致4 -6%燃料消耗减少。即使汽车制造商很大程度上理解和掌握了替代全钢体车身技术的困难, 尽管概念车或小批量高性能跑车设计有铝密集型的,但今天的主流行业仍然很大程度上保留了全钢的身体。
虽然汽车工业面临全方位的并且日益艰巨的环境挑战,但这个行业是一个成熟的行业,其特征是大规模生产,主导设计和增量开发(Abernathy 1978;克拉克和藤本,1991;拜克,1994;Orsato和威尔斯,2007)。第一次批量生产的汽车在20世纪初进入市场。流水线生产是福特汽车的大规模生产的先决条件,但大规模生产的汽车是不完整的,直到在1920年代引入巴德的全钢的车身技术 (Nieuwenhuis和威尔斯,2007)。当车身到达装配线时已经组装和喷涂，这消除生产瓶颈。这种单体横造结构,一体车身迅速发展繁荣起来。巴德的技术,在很大程度上,塑造了我们所知道的汽车工业,导致从工艺和产品的角度来看的几个优势,使生产的汽车更硬,更强和更便宜。甚至认为,全钢体构成了“在汽车制造业,一个真正的革命尽管这可能没有预见到当它发生的长期影响。”
生产全钢的身体成为汽车工厂的主要活动,占75%的投资(Nieuwenhuis和威尔斯,2007),因此要求大规模生产的投资融资。而大规模生产促成了今天的汽车工业,流水线生产和全钢的车身,连同其他的情况下,限制了其他可能性变化和产品创新的引入(Abernathy 1978)。对新产品的需求同时缩短产品生命周期,导致为了分享平台的投资和发展，共享汽车组件如动力系统(克拉克和藤本,1991;威廉姆斯,1991;井,2010)的联盟和并购。
环境的挑战, 由于在欧洲,美国和日本即将规定燃油经济性尤其是需要减少二氧化碳排放,对汽车制造商施加巨大的压力。新的欧洲目标是在2015年车辆平均排放量每公里130克CO2，和到2020年的95克/公里（运输和环境，2011年）。将迫使汽车制造商不仅要放大动力总成，还找减重的解决方案,从而质疑巴德的主导设计(尼乌文赫伊斯和Wells，2003; Orsato和Wells，2007)。然而先前在汽车行业的环境创新的研究主要集中在研究内燃机的改进和不同替代的动力汽车，如电动汽车、混合动力汽车和燃料电池(范登锄，2007; Aggeri等，2009 ;伯格伦等人，2009;萨帕塔和尼乌文赫伊斯，2010)。尽管在发展高强度钢有相当大的成功,全钢体还是太重了。少数的研究都集中在替代或修改全钢车身和减少对环境的影响,这个技术在开发轻量的概念时有潜力,可以减少汽车对环境的影响。我们回顾以前的研究也表明缺乏已获准进入的汽车制造商对开发环保替代品健全举措的执行层面的研究。
本文结合这两个缺陷在先前的研究提出以下研究问题: 如何在轻量级挑战上的操作层面走近汽车，什么阻碍了汽车制造商在未来汽车轻量化引入的发展？基于这个问题,本文的目的是,第一,去探索和描述“SaNatt”项目作为一个具体的例子来说明两个汽车制造商(萨博汽车和沃尔沃汽车)对轻量化的挑战。项目第二个目标是说明是什么阻碍着在汽车行业的环境创新,讨论面临的环境挑战采用轻量级概念的发展潜力，及这对汽车行业的促进。
从理论上说，这项研究是基于创新管理文献重点是促进技术的发展 (参见Dougherty和哈迪，1996年阻碍技术;尚迪和特利斯，2000; Macher和里奇曼，2004;贝森特等，2005;坎特，2006)。实证研究是基于定性SaNatt轻量级项目的案例研究,和萨博汽车和沃尔沃汽车与不同的利益相关者访谈和研讨会,以及个人经验工作作为一个项目经理7年的汽车行业。
2、理论框架
2.1、类型学的创新
这项研究遵循Popadiuk与周仰杰（2006）提出的创新的定义，已经发展成为一个产品，过程或服务与商业化的想法。微调这个定义，创新往往是在（加西亚和科兰，2002年）其中增量，创新意味着在增加功能或新版本或扩展的形式变为产品，并且一个激进的创新包括新颖程度来描述一个技术的应用或技术组合成新的市场机会（图什曼和纳德勒，1986）。多西（1982年）涉及渐进式创新，以普通的技术进步，而激进的创新意味着竞争力的“破坏”，并可能导致一个行式转变。与此类似，克里斯滕森（2006）讨论了维持凡持续创新，提供更高程度的产品性能而颠覆，从另一方面提高客户价值和颠覆性的创新，带来了一个完全不同的推向市场的价值主张。
静止相关性，进行分类的创新经常使用的框架是亨德森和克拉克式（1990年），他们根据其程度的系统集成把创新分为四个类别。在讨论创新如何影响现有的设计时，这种方法很有趣。除了增量的概念和激进的创新,他们引入模块化创新涉及一项新技术的引入,同周围环境的联系相对不变,和组件结构创新,以一种新的方式暗示联系中断。（见图1）
图1.亨德森和克拉克（1990，第10页）
为了说明在这项研究中亨德森和克拉克的框架与经验集中,汽车工业,柴油发动机的发展可分为添加新组件模块化创新但没有基本架构(伯格伦et al .,2009)。另一方面,丰田普锐斯混合动力车,可以被视为一种架构创新影响的组件产品配置(Magnusson等人，2003)。后者的例子也可以被视为一种突破性创新自组件,如电池和控制系统,包括组件的创新(伯格伦等人，2009)。增量创新更容易体现在发动机性能有所改善。
在创新的文献的一个常见的建议是，有竞争力的企业需要有创新的组合，以在短期和长期来执行。竞争公司,不仅不断做出小的改进,也能容纳一个激进或不连续创新的过程,通常表现为高度的新知识和不确定性(Leifer等，2000;亨德森和克拉克，1990;杜瓦和达顿，1986), 和其中时间范围通常是很长的。3月(1991)提出的概念开发(细化、效率、实现、执行等)和探索(冒险、实验、玩、灵活性等),突出两方面之间保持平衡的重要性。公司同时开发和探索的能力使得它能够随着时间的推移,适应不断变化的环境,定义为灵巧的组织(奥赖利和图什曼，2004)。这种平衡的组织保证短期效率和长期有效性(1991年3月)。
在创新的文献中一个普遍的观点是，在大型汽车行业，老牌企业通常在培育根本性创新有困难（亨德森和克拉克，1990;拜克，1994），而是强调了渐进式创新的发展和实施（多尔蒂和哈代,1996）。
2.2、推动者和在汽车行业激进创新的障碍
阿伯内西(1978),超过三十年前,称这种为偏好短期和剥削的汽车工业生产力的困境,重要的技术变化将变得更加难以实现生产力的提高,阻碍了长期探索必要采取的行动。
还有人称，有关如何成功地实现突破性创新成果的目标管理产品开发活动的知识水平比管理渐进式创新（麦克德莫特和奥康纳，2002）领域低得多(麦克德莫特和奥康纳,2002)。Leifer等 （2000）认为，在大型，老牌企业管理人员不熟悉如何激进的创新出现，是什么过程的样子，这将导致在激进的创新管理不善的情况。这可能是特别重要的屏障,因为更激进的创新的重要推动者,是高级管理层的支持和承诺(图什曼和纳德勒，1986;车匠和克拉克，1992年)。
有人认为激进的项目,还应该以更非正式的方式(Veryzer，1998年艾森哈特和大不里士，1995年)因为太多形式化是有害的创新(本纳和图什曼，2003年)。突破性创新项目组织中也难找到合法性,而增量项目有很高的组织的合法性,因为他们被认为有助于“底线”( Leifer等，2000;另见Dougherty和哈迪，1996年)。
建立组织结构构成了另一道障碍，其中独立的功能而不是交叉功能得到了增强，为了达到根治的创新这被视为是重要的（车匠和克拉克，1992; Dougherty和哈迪，1996年）。在众多汽车企业组织的结构是未组装的汽车，单独的实体暗示着沟通的困难。这种结构也将导致由于其知识的组织连续复制以前的产品，如由亨德森和克拉克（1990）所认为。此外，许多组织的结构，似乎仅仅在组件级别改进，这意味着那些影响整个系统的革新将永远不会被发现（Christensen等，2006年）。而另一方面，发生在那里的人们满足跨职能，跨学科（坎特，2006年），灵活的组织结构的激进的创新。
然而模棱两可的文献是如何描述组织的创新。成功的创新公司的经验表明,一个项目团队分开运营组织，为激进的创新提供了最好的发展环境((O reilly Tushman,2004;戈文达拉扬和美国天宝,2010),但是也有一个单独的风险创新团队将成为独立于其他组织，在团队开发时产生超前的想法 (Birkinshaw和吉布森,2004;肯特,2006)。忽视倾向性思想的项目组织由卡茨和艾伦(1982)定义为“非我发明综合症”(NIH;参见Assink,2006)。
另一个障碍是,成熟的企业似乎不太愿意引入新技术,因为他们对现有技术的专注(贝森特等，2005，和去冲击他们自己的现有产品和投资市场缺乏欲望， (尚迪和特利斯，1998；阿辛克，2006)。领导人为了接受激进的创新已经投入太多的沉没成本, ,转而专注于核心技术的改进(特约记者,2000)。使用主导设计,主导产品市场(拜克和阿伯内西，1975年),如全钢车身和内燃机优化。减少公司引进创新,而是强调设计改进和降低成本（阿伯内西，1978年;另见马格努松和伯格伦，2001)。
然而,考虑到环境挑战,汽车工业中是很需要培养更激进的创新。车重确实减少,提高刚度和耐撞性能,增加安全和舒适的特性。同时，整体提高效率的引擎已经有更快的加速度和更高的最高速度,只是一部分改善燃油经济性。
然而,尽管上述大型现任公司引入激进的创新有所面临的障碍,“时下的诅咒”并不总是有效(尚迪和特利斯，2000)。在广泛调查该技术的历史显示, 由于营销和技术资源的好处现任公司也发展激进创新 (Chandy Tellis,2000;希尔和Rothaermel,2003)。技术能力和动态组织结构包括自治单位被称为因素，鼓励老牌企业和大公司保持创新(尚迪和特利斯，2000;希尔和Rothaermel，2003; Macher和里奇曼，2004)。引进替代品,如混合动力汽车的引入,电动汽车和燃料电池显示,现任汽车工业仍通过从事研发与企业家合作设法开发激进的技术 (范登锄2007年做启用激进的技术;波尔和Elmquist，2010; Sierzchula等。，2012)与不同的伙伴合作提高获得新思想的可能性 (贝森特等，2005)尽管渐进式创新的力量将保持强劲(Magnusson伯格伦,2011)。双方合作的扩展形式是由Segrestin（2005年），作为一种探索性的伙伴关系,共同利益和目的最初是由行动而不是正式的主导。伙伴关系的特点是不确定性,相比在主导设计中可以找到新形式的联盟 (Aggeri等人，2009)。
但成功开发一个更可持续的汽车行业,需要修改业务模型(井,2010)。现有行业的商业模式仍然是建立在全钢的车身上。虽然今天的商业模式是资本密集型的生产与收入是建立在新车的销售上 (井,2010),另一种方法是重新定义了价值创造系统等产品服务系统(PSS)为顾客提供了一个关系,而不是实体产品(威廉姆斯,2006;井,2006)。在Better Place公司的项目就是这样一个例子，客户支付电池费用按单位路程计算 (威廉姆斯,2006;亚格利et al .,2009)。
在概念上确定汽车行业的具体情况和培养更激进的创新, 为本研究收集的实证材料如下。
3、方法
考虑到研究的目的是,以实验为基础更多的了解汽车制造商在操作层面的轻量化的尝试,一个案例的研究策略是合适的。阴(2009)也认为,“需求独特时,就需要使用案例研究来理解复杂的社会现象”,使研究者“保留全面的和有意义的现实生活中的事件”的特点(阴,2009,p,4)。SaNatt的情况(项目在下一节详细描述)是一个独特
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