（企业管理专业论文）基于复杂性理论的产业集群演化模式研究.pdf

摘要 摘要 产业集群在区域经济发展中对种类资源的整合，对区域经济的强势互补，已 经引起了许多学者的关注，成为近年来区域经济研究中的热点问题。 本文将对产业集群从开始到发展壮大的整个过程进行深入研究，从复杂性科 学的角度来动态地研究产业集群的发展模式，运用复杂性科学研究的主要工具元 胞自动机进行产业集群演变的仿真模拟研究，通过阐述产业集群在发展的各个阶 段上主要的影响因素，诸如：入群成本、竞争合作效率、政府宏观因素，进而揭 示产业集群的演变规律，从而为指导产业集群完好运行与良性发展提供决策依 据。研究表明，集群形成过程中，入群成本会随着产业集群的发展而逐渐提升， 而企业也是随着入群成本的提升进入企业集群的可能性越来越小了。企业间的竞 争合作效率也是随着企业的壮大而更加有效，竞争合作效率反过来也抑制产业集 群更好的发展。政府是否扶持产业集群的发展对集群的发展非常重要，尤其在产 业集群发展的初期阶段，政府有效的扶持政策，可以在集群比较弱的时候给予有 利的支持，使集群能够很快的发展壮大。 通过元胞自动机的演化，可以很清楚看到各个阶段主要影响因素对产业集群 所起到的作用。政府在人为可以控制的因素中，从宏观的角度做出最有利于集群 发展的宏观政策，指导集群的健康发展。 关键词：复杂性理论；产业集群；元胞自动机；演化 a b s t r a c t a b s t r a c t n ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r sl e de c o n o m i ce f f e c t i nt h em o d e m e c o n o m yi so b v i o u st oa l l ，t h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r so nt h el o c a l e c o n o m yh a sav e r yg o o dr o l e i n d u s t r yc l u s t e rp h e n o m e n o nh a sa r o u s e dt h ec o n c c t n o fm a n ys c h o l a r s ，a n db e g a ni t ss t u d y i nt h i sp a p e ri n d u s t r yc l u s t e r sf r o ms t a r tt ot h ed e v e l o p m e n ta n ds t r e n g t h e n i n go f i n d e p t hs t u d yo f t h ew h o l ep r o c e s s ，f r o mt h ec o m p l e x i t yo ft h es c i e n t i f i cp e r s p e c t i v e d y n a m i c so ft h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r sm o d e lc o m p l e x i t yo ft h es c i e n t i f i c u s eo ft h em a i nt o o l sc e l l u l a ra u t o m a t ac o n d u c t e dt h r o u g ht h eu s eo fc o m p u t e r s s i m u l a t i o nm o d e l i n g , r e v e a l e di nt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r si nv a r i o u s s t a g e so ft h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n ga l lg r o u p sc o s t s ，c o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o n e 街c i e n c y , t h eg o v e r n m e n t sm a c r o e c o n o m i cf a c t o r s i nt u r ng o o df o rt h er e l e v a n t d e p a r t m e n t st op r o v i d eag o o dg u i d et h es o u n dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r s b a s e do n w i t ht h ea l l - c o s t sw i l lb et h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a ld u s t e r sg r a d u a l l y u p g r a d i n g , a n dt h ec o r p o r a t ei n c o m e - a si st h ec o s to fu p g r a d i n gt h ep o s s i b i l i t yo f a c c e s st oe n t e r p r i s ec l u s t e r sg r o w i n gs m a l l e r c o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o na m o n g e n t e r p r i s e si s w i t ht h ee f f i c i e n c yo fe n t e r p r i s e sa n dt h eg r o w t ho fm o r ee f f e c t i v e , e 伍c i e n tc o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o ni nt u r ni n h i b i t e dt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a l c l u s t e r sb e t t e r d o e st h eg o v e r n m e n ts u p p o r tt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r s v e r yi m p o r t a n tt ot h ed e v e l o p m e n tc l u s t e r s ，p a r t i c u l a r l yi nt h ee a r l ys t a g e so ft h e d e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc l u s t e r s ，e f f e c t i v eg o v e r n m e n ts u p p o r tp o l i c i e s ，i nt h e c l u s t e ri sr e l a t i v e l yw e a ki nt h et i m et og i v ef a v o u r a b l es u p p o r ts ot h a tt h ec l u s t e rc a n b eq u i c k l yd e v e l o p m e n ta n dg r o w t h c e l l u l a ra u t o m a t at h r o u g he v o l u t i o n , w ec a ns e ec l e a r l ya ta l ls t a g e so ft h em a i n f a c t o r sp l a y e db yt h ei n d u s t r yc l u s t e re f f e c t n eg o v e r n m e n tc a nc o n t r o lt h eh u m a n f a c t o r , f r o mam a c r op o i n to ft h em o s tc o n d u c i v et ot h ed e v e l o p m e n to fc l u s t e r so f m a c r op o l i c yt og u i d et h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to fc l u s t e r s k e y w o r d s ：c o m p l e x i t yt h e o r y ；,i n d u s t r yd u s t e r ； c e l l u l a ra u t o m a t a ；d e v e l o p m e n t 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 谚，屯、亨j 确 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究的背景 在世界经济迅猛发展的今天，产业集群这个话题正在吸引越来越多的经济学 者、管理学者、社会学者和经济地理学者的关注。这是因为产业集群正推动着世 界各地的经济发展。不仅如此，而且在更为开放的全球市场和更加便捷的交通运 输和通讯系统，正在将全球的距离拉近，这预示着经济全球化的时代即将到来； 但事实并非如此，人们却发现某一产业或产品的生产企业的集聚程度并没有因为 经济全球化而分散；却恰恰相反，我们看见在世界经济版图上，产业集群逐渐成 为主导。在这些产业集群的集聚点上也同样集聚了大量的能量，培育了一批世界 级的产业和企业。正如波特教授所言“全球经济中持久性的竞争优势，却在远方 竞争者无法匹敌的当地要素知识、关系和动机中日益重要，这是我选择研 究产业集群演化模式作为我的硕士论文研究方向的一个原因。 产业集群作为一种值得关注的经济现象，在现在很多的学者的研究中都没有 涉及到产业集群演化的内部影响因素，而产业集群在变化发展过程中，呈现出的 复杂性的特征，产业集群的多元性、并行性、时效性都未能有效的被揭示出来。 在这种情况下，利用复杂性知识的研究方法，以产业集群形成、成长与持续发展 的影响因素为主线，深入研究了产业集群持续成长的机理，并采用复杂性理论的 研究方法，运用元胞自动机模拟产业集群的从形成到发展壮大的全过程，由此得 出产业集群的几个至关重要的影响因素，并深入的揭示了它们在产业集群的演化 过程中的重要作用。为政府能够很好的指导产业集群的快速发展提供一个良 好的理论基础。 综上所述，目前国内外的学者对产业集群的研究几乎都是针对产业集群的概 念的界定，分类情况，以及集群形成的原因等产业集群内的知识的扩散，和集群 竞争优势的获取等方面。而对于产业集群演化模式的研究相对较少，以复杂系统 理论为基础，借助其中的系统演化的思想，概括地分析了影响产业集群进化的主 要动力要素，并尝试采用计算机模拟及仿真实验的方法对产业集群的进行探索更 是少之又少。这是我选择产业集群演化模式作为我硕士论文的第二个原因。 1 2 问题的提出和研究的意义 全球经济中，一国欲获得竞争优势，不能只靠本国的全球性大企业，更重要 的是那些在扎根于国土上的产业集群。在竞争日趋激烈的全球经济中，企业需要 建立密切的伙伴关系。通过伙伴关系的建立，促进信息流动和创造性思维的传递， 使企业获得竞争优势。由客商、供应商、竞争者，以及诸如大学、专业学校、顾 北京工业大学管理学硕1 ：学位论文 问团、政府等支持性机构所构成的集群会降低成本和促进创新。对产业集群的关 注也是世界性的。公共政策领域最新的关注表明，营造地方产业集群是提高国家 竞争力以应对全球化挑战的种重要政策措施。 从实践上看，目前产业集群成为了世界各国的一个重要经济增长点。在发达 国家，例如：在美国，有硅谷电子信息产业集群、底特律的汽车产业集群、好莱 坞的影视娱乐产业集群、加利福尼亚的葡萄酒业群等。在德国，韦热拉的光学仪 器群、图特林根的外科器械业群、斯图加特的机床业群、德雷斯顿附近的陶器业 群等。在法国，巴黎森迪尔区的网络业群、布雷勒河谷的香水玻璃瓶业集群等。 在被誉为“中小企业王国 的意大利，众多设计和生产轻工业的产业集群遍布全 国，尤其是分布在意大利的中部和东部地区( 通常被称作“第三意大利 ) 的很多 小城镇。意大利产业集群集中程度很高，目前该国7 0 以上的制造业、3 0 以上 的就业、4 0 以上的出口量都是在专业化产业区域内实现的。发展中国家也存在 大量类似发达国家的有竞争力的产业集群，这些集群在推动区域经济增长和增加 出口方面体现出非凡的活力和贡献。例如，在拉丁美洲的秘鲁、巴西、墨西哥、 委内瑞拉等国大约1 5 0 0 0 个城市都有集群计划；在非洲，肯尼亚、南非、津巴布 韦和坦桑尼亚等国也都有各类集群存在：在印度，有卡纳达邦的班加罗尔的信息 产业集群、北方邦的阿格拉的鞋业群等。我国也不例外，早在1 4 0 0 多年前的景 德镇就有一个陶瓷产业集群。现在，我国众多的产业集群充满着活力。如北京中 关村的电子信息产业，中山古镇的灯饰，东莞虎门的服装等等，这些产业集群的 存在从不程度上带动了当地经济的发展。 虽然由于产业集群的这种竞争优势和对区域经济发展的积极作用，引起了各 级政府的决策和规划部门的极大兴趣，尤其是发展中国家和落后地区更是将其作 为促进经济增长的一个重要方式，都在积极引导和培育本地产业集群，但实践发 现很多主观引导和培植产业集群的行为并未成功，比如国内部分高科技园区发展 中无序竞争导致最终的衰落，其根本原因就在于没有弄清楚产业集群形成和演化 规律，主观的“拔苗助长只能是适得其反。另外，对一些已经形成的产业集群， 如何保持稳定发展、避免衰落也是一个急需解决的问题，而这同样需要对产业集 群演化机制进行深入的研究。所以针对产业集群演化机制开展研究，不仅具有积 极的理论意义，同时也具有积极的现实意义，能够为产业集群的实践提供理论指 导和决策支持瞌1 。 集群对企业及其产品竞争优势意义，不再是传统的自然禀赋等外生因素，而 是集群内部由集聚、竞争、合作、创新、“干中学 等动态因素产生的优越于其 它区域的内生因素。这些内生因素为本地区产业参与国际竞争带来了相对于其它 地区的竞争优势。集群不仅仅降低交易成本，提高效率，而且改进激励方式，创 造出信息、专业化制度、名声等集体财富。更重要的是，集群能够改善创新的条 第1 章绪论 件，加速生产率的成长，更有利于新企业的形成。 产业集群在经济上发挥的作用已经被各界的学者所关注，对产业集群的研究 也已经取得了一定的成果。现在学者对产业集群的研究已经不再是对基本概念、 分类这种问题的研究了。现在对产业集群研究的视角，已经是对产业集群的动态 演化和内在动力机制的深入研究。在产业集群的演化和动力机制上做深入的研 究，清晰地了解产业集群的演化原理，可以使产业集群更好的发展。 1 3 研究方法 产业集群是一个复杂性的大系统，产业集群是由很多的企业作为单位而组成 一个具有复杂性特征的系统，它在变化发展过程中具有复杂性理论的显著特征： ( 1 ) 它有很多小的元素，即企业。 ( 2 ) 它具有智能性和自适应性。产业集群中各个企业选择的策略都不是一沉 不变的，也不是独立的个体。都是受到周围的各个企业决策影响而做出的。 ( 3 ) 它是局部信息，没有中央控制。集群中的企业是受到相互的影响，不可 能有哪个企业知道其它所有企业现在的状态以及下一个时刻的状态。( 具体的证 明第三章有详细的描述) 。 基于产业集群的这些特点，本文将从复杂性科学的角度来动态的研究产业集 群的发展模式，运用复杂性科学的主要工具元胞自动机借助于计算机进行仿真的 模拟。解释产业集群的从开始到发展壮大的全过程。 1 4 论文的创新点 ( 1 ) 在复杂性理论的研究工具中，元胞自动机最主要特点是：复杂系统可以 由一些简单的局部规则产生，而且发生在微观尺度相互作用的个体可以构成宏观 模式行为基础。它较复杂适应系统、系统动力学而言，更简单，时效性和并行性 的效果更明显，更适用于研究产业集群的演化。 ( 2 ) 通过对产业集群演化的模拟，提出与集群演化密切相关的敏感因素：入 群成本、竞争合作效率、政府宏观因素影响三个主要的因素。并且分析了这些因 素是如何作用影响集群发展的。入群成本跟集群的发展状况有直接的关系，发展 状况越成熟，入群成本便会越高。竞争合作效率同样是和集群的发展状况有着必 然的联系，竞争合作效率越高，越促进集群发展；反之，集群发展状况越好，竞 争合作效率也会越来越高。政府宏观政策，将是对产业集群有重大影响的外部力 量。政策越支持集群发展，集群发展速度增长就越快。 ( 3 ) 在产业集群的影响因素中，入群成本和竞争合作效率可以说是集群的内 部影响因素，外部力量只能促进而无法直接引导。然而在人为可以调控的政府宏 观因素中，可以通过政府制定相关的政策、制度来引导集群发展。政府作为产业 政策的制定者，以及与外部沟通的桥梁中介，要积极利用产业引导政策的制定来 北京工业人学管理学硕一l 学位论文 间接干预和指导产业集群的发展，平衡资源投入，优化当地产业结构，引导产业 发展方向并规范企业行为，防止集群内部成员企业间的盲目竞争和重复建设现 象，从而减少集群成员企业创新过程中面临的不确定性和风险性。 第2 章产业集群演化理论综述 纵观产业集群的研究成果，相对于国外的成熟理论，我国学者对产业集群的 研究起步较晚。但是我国在对产业集群的研究中，也取得一定的成绩，产业集群 的经济效应是不言而喻的。目前，产业集群如何更好的、更快的发展，已成为学 术界关心的话题。要了解产业集群如何发展，就必须对产业集群的整个的发展过 程作深入的研究。本章将从产业集群的动态演化角度出发，对集群演化方面做一 个详细的了解。 2 1 产业集群动态演化研究现状 产业集群的萌芽过程，在这个过程中主要表现是数量的增减变动，也就是说 主要是个量变的过程。当量变积累到一定的程度后，必然会发生质变，而这种质 变的发生。它是产业集群这个大系统在渐变的演化轨迹上所产生的中断，并在系 统外界的各种影响因素的作用下，出现的一种跳跃式的演进。 金镭【l 】在分析产业集群的形成时，引入了集群熵的概念，熵的概念最早是克 劳修斯为描述宏观过程中的不可逆性从热力学第二定律引入的，它描述了系统能 量的转化方向，即一个封闭系统能量只能不可逆的沿着衰减这个方向转化。 随着集群萌芽的不断演进，集群系统开始与外界形成有利的互动关系产生了 负熵流，即有d 。s 0 ，此时各种外部影响因素开始对产业集群发生积极影响， 但在初期来讲，这种影响的力量还很小，一般不足以抵消系统内部的熵产生，所 以此时的d s o 仍然存在，即总熵s 还在增加，只是增长放慢。随着负熵流的不 断增大，也就是说与外界的有利交换作用的强化，开始出现了d ；s 0 。 以下介绍结构最简单的初等元胞自动机。 设e = o ，1 ) ，：，= l ，这时局部映射为口，t ”= 厂( 口三。，日；，口0 。) ( 1 。1 ) 由定义可知，初等元胞自动机的局部规则事实上是如下映射：厂：3 一 容易看出自变量只有2 3 = 8 种可能，只要给定了厂对应于这八个自变量的值，厂 就唯一确定了。由此可见，厂只有2 5 6 种可能。设厂的规则为 1 1 1 寸口7 ，1 l o 专a 6 , 1 0 1 一a s , 1 0 0 一口4 ，0 1 1 专a 3 0 1 0 一a 2 , 0 0 1 专a ! , 0 0 0 - - a o ， 我们将二进制数口7 a 6 a 5 a 4 a 3 a 2 a l a o 转化为十进制数行，此时厂所代表的元胞自动机 我们就称作n 号初等元胞自动机。嘲 ( 2 ) 元胞自动机的分类问题 元胞自动机可以看作是自然界许多复杂现象的离散化的数学模型。其在时 间、空间和状态上都是离散的。 元胞自动机作为一个离散化的复杂系统自提出后的一个首要的理论问题便 是对它进行分类。w o l f r a m 首先对它作了详细的研究，它通过大量的计算机实验， 按照在计算机上所观察到的动力学行为将所有元胞自动机分为以下四类： 趋于空间一个平稳构型； 趋于一个或多个周期轨道； 产生混沌的非周期行为； ( 3 ) 生成许多复杂结构，某些会不规则地传播。 大致来说，前三类相当于低维动力系统中常见的不动点，周期轨和混沌，而 第四类则被认为是可以与生命系统等复杂系统相比拟的自组织行为。这是第一次 对元胞自动机进行分类，通过计算机模拟比较直观，但是这种分类只是现象学分 类，并不是严格的数学定义，而且对于同一个元胞自动机来说，不同的初始构形 有可能产生不同的动力学行为。 在此之后，许多学者企图完善这种分类，他们根据元胞自动机不同的性质作 出了形形色色的分类。 1 9 8 8 年，c u l i k 和y u 基于w o l f r a m 的分类，按照元胞自动机关于有限构形 的演化给出了一个有确切定义的分类。他们将元胞自动机分成有层次的四类，其 中每一类都是后一类的子类： 所有的有限构形都趋于一个静态构形； 所有的有限构形都是终极周期的； 第3 章产业集群系统复杂性特征研究分析 对任意有限构形，能够判定是否能从有限构形中演化到构成元胞自动 机； 所有元胞自动机，己经证明了，前三类的m e m b e r s h i p 问题都是不可判 定的： 1 9 8 7 年，g i l m a n n 5 3 按照等度连续性和可扩张等性质将元胞自动机分为以下 三类： 厂在某些点等度连续； 厂在某些点工a z 是等度连续，但所有点都不等度连续； 厂为可扩张的。 这个分类虽然有严格的数学定义，但这种分类依赖于某个特定的测度，即对 同一个元胞自动机，在不同的测度下可能属于不同的类别。1 9 9 7 年k u r k a 对此 作了一些修改，他给出了元胞自动机的一个纯拓扑分类 厂等度连续( 即在所有的点都等度连续) ； 厂在某些点等度连续，但f 不等度连续； 厂不是正向可扩的，但f 对初值敏感： 厂正向可扩的； 1 9 9 0 年，h u r l e y n 6 3 研究了元胞自动机的吸引子和拟吸引子等性质，并按照元 胞自动机吸引子和拟吸引子的个数作出了如下分类： 有两个不相交的吸引子，此时，有不可数多个拟吸引子； 有唯一的最小拟吸引子； 有唯一的最小吸引子； 有唯一的吸引子； a z 是唯一的吸引子； 以上的分类都很有意义，但对于给定的一个元胞自动机，如何去确定它属于 哪一类却很困难。因为这些分类或是太粗，将有意义的全放在一起，或是缺少可 行性研究。 当然，还有其他分类。1 9 9 0 年，g u t o w i t z n 力依据平均场的估计进行分类；1 9 9 7 年，c a t t a n e o 。等人定义了所谓规则嫡，对2 5 6 个初等元胞自动机进行分类；此 外2 0 0 2 年，c a t t a n e o n 射。等人还从拓扑学的观点对2 5 6 个初等元胞自动机进行了 完整的分类蚴。 北京t 业人学管理学硕十学位论文 3 5 小结 在本章的研究中，我们可以分析了复杂性理论一些特征，而在这些特征中， 我们完全可以在产业集群的演化过程中很明显的看到。由此我们得知，产业集群 演化呈现出一种复杂性的规律，因此我们在这里选择了用复杂性理论的研究方法 对其进行研究。 在复杂性研究的方法中，我们可以发现在复杂性理论的复杂自适应系统、系 统动力学、元胞自动机等研究方法中，虽然都有它们自己的独特的优势，但是对 于产业集群的演化过程，选择元胞自动机是非常合适的。它能够很好的并行演化 每一个企业每一个时刻所具有的状态。 第4 章产业集群的形成和演化 第4 章产业集群的形成和演化 4 1 产业集群的形成 产业集群的发展有两方面的内容：一方面是集群规模的发展，另一方面是集 群结构的发展。当产业集群的雏形形成后，就进入了内部自强化的良性循环过程， 集群成员不断增加，集群总产量不断增加，集群内企业的规模和组织结构也在不 断变化；同时，随着集群成员的增加和成员规模及组织结构的变化，集群的结构 从简单到复杂，从点到线，再到面，最后形成纵横交错的网络。同时，成员间相 互联系的密度和强度也在发生变化，成员在网络中的位置也在不断变化之中。产 业集群的发展又分两个层次：集群层次和企业层次。集群层次的规模发展表现在 集群成员数量的变化和集群产品的生产规模、市场占有率的变化。企业层次的规 模发展表现为集群内企业的生产规模和市场占有率的变化；集群层次的结构发展 表现为集群网络结构的变化、集群成员间相互联系的密度和强度以及集群运作方 式的变化。企业层次的结构发展表现为企业组织结构、产品结构和在网络中位置 的变化。集群层次的规模变化是产业集群发展的最直观的表现，产业集群规模的 扩张也是集群健康发展的重要标志和政策目标呻，。 4 1 1 产业集群的萌芽阶段 在萌芽阶段的时候，集群里只有很少的企业，这些企业的诞生是偶然还是必 然呢? 在众多的产业集群的早期的研究中，我们不难发现，在众多发展健康的产 业集群中，集群发展的萌芽阶段的企业，之所以选择该集群所在地，有一个非常 大的共同点：便于销售的运输条件。在产业集群发展的过程中，这是一个非常值 得关注的重要环节。便利的运输可以节省运输成本，这个因素是波特在他的理论 所强调的。 在这个阶段，集群内成员较少、集群发展速度缓慢、集群内产业链不完善、 集群成员的分工协作很少、中介服务机构和企业联合组织几乎不存在。在这个阶 段，由于集群的实力薄弱和经济效益不明显，通常不会引起政府、学者和同行的 注意，集群知名度较低，配套措施严重不足，经营业务量不大，业务收入和利润 有限。许多企业之所以坚守阵地，是期望经过2 _ 3 年的等待后集群能兴旺起来。 这2 - - - 3 年的惨淡经营是多数入群企业所要付出的经营成本( 也可以说是入群成 本) ，有的企业不能容忍这一成本而离开了集群，他们几乎没有付出什么代价， 一旦集群兴旺起来他们再想回到集群，将要支付较高的入群成本。因而这是一个 两难而又博弈的过程。波特认为，集群的某些萌芽本来就通过了市场的检验，因 而证实了集群发展的方向。 北京丁业人学管理学硕l 学位论文 在这里我们假定这些企业就是产业集群的雏形，那么在集群发展过程中，哪 些因素又是至关重要的呢? 最初的企业形成后，如何积聚更多的企业，形成产业 集群? 当最初的企业形成并且做得比较成功之后，会吸引一些投资者的眼球：发 展空间比较大，企业的管理模式和销售渠道也比较成熟，进入壁垒比较低。在这 种情况下集群的核心企业正在形成。 4 1 。2 产业集群的发展阶段 当企业要发展壮大的时候，企业进一步积聚产生了对投入品的更多的需求， 吸引了原料和设备供应商以及辅助性企业如运输、服务企业的进入。同时企业也 有了扩大产出的要求，由于地方交易成本的降低，这种产出扩大主要通过分包而 获得，从而产生了企业间的专业化分工。此时产业集群获得的集聚效应大大增加， 包括了专业化分工协作产生的低成本、高灵活性优势和知识溢出产生的“产业氛 围 以及专业技术人才的聚集等，形成条健康的产业链，集群进入快速发展时 期。 当地政府的相关的扶持政策对产业集群的发展也是非常重要的，政府的有力 支持，相关政策的出台，可以使集群如鱼得水，得到迅速的发展。 4 1 3 产业集群的成熟阶段 成熟阶段的主导动力源于集群内部知识与技术创新的领导力量，它的组织生 产特征是：知名品牌的大公司、跨国公司形成并居主导力量，中小企业只有通过 批量生产或通过创新性市场细分存在；集群内形成了网络层级关系，企业与中介 机构、以及中介机构之间形成超分工合作，为生产者服务的金融、法律、技术咨 询等占据重要地位；集群内企业大多属于相关多元化类型，在国内外市场竞争力 强大；以知识与技术垄断竞争，以高效率和高附加值竞争，依靠技术的输出获取 价值增值环节，形成良性循环的区域创新系统；信息交流十分频繁，组织惯例形 成共享，管理和技术知识的传播更为便捷，集群的组织能力十分强大。 从产业集群发展的历史来看，在从发展阶段向成熟阶段转变的过程中，其直 接表现形式是内部的网络关系变得更加复杂和密切。许多不同层次、不同规模的 专业化企业协作生产，这说明集群不完全是一个交易成本节约的经济组织，它还 会产生生产的集约与协作效应，而这种效应来源于更专业化的分工以及各种工种 之间的协作与配合。配合生产规模的扩大，集群的组织结构日趋复杂，出现了专 门的中介机构，有利于对复杂的集群内部分工进行有效协调与控制。另一个协作 生产优势在于，它可以使管理上的对方向性创新或知识积累的作用明显加强，实 现资源共享。集群向成熟阶段的发展，是在当较高的生产性、交易性条件以及技 术性条件同时大都完善后才出现的，而这些无疑都是分工内生演进的结果。也就 是说，分工与迂回生产的发展带来了生产技术上的变革，更有利于集群组织知识 第4 章产业集群的形成和演化 与技能的利用和积累。从上述这个意义上说，集群之所以能够趋向成熟，除了交 易成本因素以外，分工发展带来的高技术水平上的生产协作效应机制及知识方向 性积累也是一个重要因素嘲1 。 案例：2 0 世纪8 0 年代硅谷就集中了大约3 0 0 0 家电子制造公司，8 5 的公司 内员工不到5 0 人，另外有3 0 0 0 家为生产者提供服务的公司，还有2 0 0 0 家大多 从事相关高技术活动的公司，集群总计有8 0 0 0 家企业。1 9 8 9 年，高技术人员大 约有3 3 万人，其中6 0 0 0 多名是自然科学或工学博士。在1 9 8 0 - - 1 9 8 9 年问，硅 谷保持了3 5 的就业增长率，早在1 9 7 0 年已经处于美国收入最高的地区之一。 硅谷产业集群有以下一些特征：其专业化分工是建立在斯坦福、伯克利等大 学雄厚的科研实力以及高素质研究人员的智力资源密集基础上的，通过美国国防 部和国家宇航局的军工需求拉动，以技术优势而不是成本优势发展起来的。集群 内形成了网络合作关系，包括两种中药形式：一是风险投资基金的运作，最初由 美国国防部在中小企业极为关键的起飞阶段给予大力支持，后来风险投资资本 家、一些富有的企业主凭借对一个小公司发展前景的忍痛，大力对初创公司进行 资本扶持，现在这种形式在全世界范围内的高科技行业推广和模仿。二是集群内 行为主体的合作精神。大学、研究所、企业之间形成了一个广泛的合作网络，这 种网络产生出的创造性的协同作用，使得商业化竞争的推动力转化为通过合作进 行技术创新的愿望，它建立在三个相互关联的基础上：首先是工作指向的文化_ 一以技术天才和大胆的企业家精神体现其价值；其次是专业组织用以维护电子产 业的利益，最后是工作、居住与休闲在地理上的集中，将其自身价值与利益完全 包括进去，并将其他团体和经济活动排除在外。从技术创新和知识扩散来分析， 硅谷通过最初的半导体，演化到微电子，在到微处理器和个人电脑，再到软件产 业，到近期的基于i n t e r n e t 以及基于计算机处理的基因工程产业等，还有商业 活动如计算机及其相关器件的批发，为生产者服务的企业3 0 0 0 家，形成了一个 逐步进化的产业集群体。正是这样一组处于技术超前的产业集群，使硅谷一致处 于技术、产业发展、感知市场需求变化的中心位置，只有在这种环境下，企业才 能保持自己的技术优势h 幻。 同时在硅谷内部，通过正式和非正式的社会网络关系进行技术和知识扩散， 科学家和工程师的工作频繁流动，通过工作流动性，带动的信息的传播和扩散。 另外一些非正式的网络俱乐部对信息的传播也发挥了很大的作用，如计算机爱好 者俱乐部由年轻的电子工程师和计算机爱好者组成，定期面对面交流这个领域的 最新信息，并讨论其发展状况。硅谷的电子信息产业集群是一种发展城市，近乎 完美的产业集群，以超企业的网络合作，形成完美的区域创新系统，维持集群持 续的产业创新能力，构成有竞争力的区域竞争主体，甚至创造国家竞争优势，符 合产业集群成熟阶段的一般特征。 北京t 业大学管理学硕一l 学位论文 4 2 区位因素对产业集群起源和形成的解释 4 2 1 两地区两企业模型 本文认为，产业集群在某一区域的形成和发展是区域因素和集聚效应共同作 用的结果。当一个企业选择生产区位时要考虑到区域因素和集聚效应的综合影 响。下面用一个两地区两企业模型说明区域因素和集聚效应对产业集群形成的影 响：假设： ( 1 ) 生产同质产品的企业1 和企业2 可以在a 地或b 地设厂，两个地区市场 条件相同，市场是分割的。 ( 2 ) 假设a 、b 两市场的逆需求函数为；a , b 为大于零的常数；仇为两企业 产品在k 地的价格；g t t 为企业1 在k 地的销量；g z i 为企业2 在k 地的销量。 ( 3 ) 假设两个企业聚集在同一地区生产将产生集聚效应，使两企业均获得成 本节约目；a 地具有对产业有利的区域因素，使企业聚集在a 地生产产生额外的 成本节约沙；产品在a ，b 两地间运输的成本为z ；两企业的成本均为c 。 4 2 2 企业在不同地区生产的利润 ( 1 ) 当两企业聚集在彳地生产时，其利润函数分别为： n l = 【a - b ( q l + q 2 a ) 一( c 一、壬，一目) g l j | + 【口一b ( q l 丑+ 9 2 丑) 一( c 一甲一o ) - q q l 口 n 2 = a b ( q l + q 2 4 ) 一( c 一甲一目) 】鼋2 + a b ( q l b + q 2 s ) 一( p 一甲一0 ) 一z 】9 2 暑 ( 4 - 1 ) 式中n 为企业l 的利润，n 2 为企业2 的利润。 很明显，这一博弈有唯一的纳什均衡。考虑其一阶条件，求解4 元方程组， 得到均衡解为： a c + 甲+ 0 q t a2 9 2 2 i j d a c + 甲+ 0 一， q l b2 q 2 a2 一 j d p2=!：!：半，p，=!_：!：；!掣(42) 将式( 4 2 ) 代入式( 4 1 ) ，得到两企业同时位于地区a 的均衡利润为 第4 章产业集群的形成和演化 兀，：n，：a-(c-甲-o)z+a-(c-甲-o)-1z 1 2 9 6 ( 4 3 ) 这是两企业聚集在a 地生产时的利润，记为兀。 ( 2 ) 当两企业聚集在b 地生产时，其利润函数分别为： r l l = a b ( q l 一+ q 2 a ) 一( c p ) 一，】9 1 + 【口一b ( q l 口+ 9 2 口) 一( c 一9 ) 】g l 矗 n 2 = 【口一b ( q l a + q 2 a ) 一( c d 1 q 2 _ + 【口一b ( q l b + 9 2 置) 一( c p ) 】9 2 。( 4 4 ) 考虑其一阶条件，求解4 元方程组，得到均衡解为： a c + 0 一la c + 0 g - 2 9 z _ 2 _ 耍厂g t 占2 9 ：占2 矿 3 d 3 b p a ：a + 2 ( _ c - - 0 一+ 1 ) pz，=：半：。45， 将式( 4 5 ) 代入式( 4 - 4 ) ，得到两企业同时位于地区b 的均衡利润为 兀，：fi，：a-(c-0)-12+a-(c-o)2 1 9 6 ( 4 6 ) 这是两企业聚集在b 地生产时的利润，记为f i b ( 3 ) 当两企业分散在a 、b 两地时，设企业1 在a 地，企业2 在b 地。 此时两企业的利润 函数分别为： i - i i = 【口一b ( q l + q 2 a ) 一c 】g l + 【a b ( q l 口+ q 2 b ) 一c - - 1 q l 口 n 2 = a - b ( q l + 9 2 ) - c - 1 q 2 j + a - b ( q l b + 毒2 丑) - c q 2 矗( 4 7 ) 考虑其一阶条件，求解4 元方程组，得到均衡解为： a c + z q l , 42 q 2 b2 i 一 ，d a c 一2 1 g l 矗2 9 2 2 j 广 a + 2 c + z p 一= = p 矗= = 。r ：( 4 - 8 ) ，川川川l 北京工业人学管理学硕 ：学位论文 z 0 一般来说，假设产量和价格均为整数，所以有 2 。也就是说， 我们假设运输成本足够小，使企业不论在何地生产都可以在另一个地区出售 产品。将式( 4 - 8 ) 代入式( 4 - 7 ) ，得到两企业分散时的均衡利润为： n ：n ，：坠型望且型 12 9 6 ( 4 9 ) 同理，当企业2 位于a 地、企业1 位于b 地时，两企业的利润仍为式( 2 - 9 ) 所示。因此，式( 2 9 ) 表示的是两企业分散在a 、b 两地生产时的利润，记为n ， 删。 4 2 3 企业的选址决策 比较式( 4 3 ) 和式( 4 6 ) ，很明显，n _ n 口。比较式( 4 3 ) 、式( 4 6 ) 和式( 4 9 ) ，则得出以下结果： 当z x ( t + o ) ( 1 6 了a - 1 6 一c + 9 t + 9 0 ) 一坐4 时，n j n n 占： 当 4 时1 j j7 工1 ，工j 占 型皇! ! 鱼! 二! 鱼! 2 垒一旦 n 占 当， 矗 n ，。( 4 1 0 )当 4 4 时，1 l 1 l 矗 l l ，。( 4 一 将两企业的选址决策看作一个完全信息静态博弈，则两企业选择区位的支付 矩阵如下： 企业2 a 地 b 地 a 地 企业1 b 地 ( n 一，f i 一)( f i ，f i ，) ( f i ，f i ，)( n 口，n 口) k=!呈塾!丝二!丝竺!竺q一：一旦i v + 0 k 2 x 8 ( 1 6 a - 1 6 c + 9 0 ) 今 4 444 在不同的条件下，这一博弈有不同的纳什均衡： 第4 章产业集群的形成和演化 当， k l 时，n ， n _ 1 - i 口，两企业分散于a 、b 两地为纳什均衡； 当k 2 l i b ，两企业聚集在a 地为唯一的纳什均衡； 当z n b ，两企业聚集在a 、b 两地均为纳什均衡。 4 2 4 结果分析 从上述模型来看，聚集的形成由产品运输成本、市场需求函数、企业生产成 本、区域因素和集聚效应等因素决定。当产品的运输成本大于一个由区域因素、 集聚效应、需求函数和企业生产成本决定的数值k i 时，聚集不能形成；当产品 的运输成本小于a t 时，企业有着强烈的聚集倾向。这时又有两种情况：当运输 成本小于一个由集聚效应、需求函数和企业生产成本决定的数值k ：( k 2 小于k - ) 时，聚集可以发生在a 地或b 地，但由于聚集在a 地是帕累托最优，a 地发生聚 集的可能性要大一些；当运输成本在和k t 和k ：之间时，聚集将发生在a 地。这 说明在运输成本足够小的情况下，如果有区域因素和集聚效应存在，则企业有着 强烈的聚集倾向啪】。 这一模型还表明，区域因素效应和集聚效应影响企业聚集的地点。在其他条 件一定的情况下，、壬，增加，则k t 增大，聚集发生在a 地的可能性增加。这说明 增强区域因素效应有利于企业在当地的聚集；在其他条件一定的情况下，秒增加， 则k 1 和k ：均增大，聚集发生在a 地或a ，b 两地的可能性都增加了。这说明增 强集聚效应不但有利于聚集的形成，而且影响到聚集发生的地点。当集聚效应足 够大时，企业由于追求集聚效应就可能放弃区域因素效应。此时企业看重的是聚 集产生的费用节约，而不关心在什么地方聚集，因此聚集可能发生在任何地区。 不过，在现实生活中，在聚集初期，由于聚集的企业不多，集聚效应是比较小的， 起作用的主要是区域因素。因此现实中大多数产业集群都位于区域因素优越的地 区。但也不排除由于某种特殊原因，少数企业聚集就能产生较大集聚效应的情况。 此时，聚集就可能发生在区域因素不优越的地区。因此，此模型不但揭示了在区 域因素和集聚效应的共同作用下产业的聚集倾向，还解释了为什么在缺乏区域因 素的地区有时也会形成产业聚集的现象嘲。 4 2 5 两地区两企业模型的扩展 假设在上述两企业选址决策完成后，第3 个企业在a ，b 两地进行选址决策。 北京工业人学管理学硕，l ：学位论文 其他假设条件与上述模型相同。因为当企业l 和企业2 分散在a ，b 两地时，企 业3 的选择必然在其中一个地区形成聚集，不能说明聚集形成的原因。因此，在 这里只考虑企业1 和企