（管理科学与工程专业论文）虚拟产业集群演化的复杂网络研究.pdf

本人声 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，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邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：趟日期：至旦! ! ! 笪：! l 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 王尘姬 日期： 2 盈fd 。! ! f 导师签名： 名q ；! z 。 日期： 2 口ld 。了 矽v 虚拟产业集群演化的复杂网络研究 摘要 虚拟产业集群能够突破地理限制实现网络范围的扩大和网络上 的虚拟集聚，在更大的范围内整合各种资源，与传统产业集群相比具 有更强的开放性和灵活性，是传统产业集群提升竞争力的有效组织形 式。复杂性科学的兴起为产业集群尤其是基于网络集聚的虚拟产业集 群的研究提供了新的分析工具，这种工具能够克服传统分析方法的不 足。本文以虚拟产业集群为研究对象，运用复杂网络的建模思想和分 析方法，采用发现建模分析仿真控制综合的研 究思路，综合运用演化博弈、仿真模拟、统计学的研究方法，按照虚 拟产业集群网络演化。虚拟产业集群内的各种动力学过程j 虚拟产 业集群风险控制的逻辑思路，系统的挖掘虚拟产业集群网络演化机制 和主要结构特征，构建面向虚拟产业集群的网络演化模型，在此基础 上研究虚拟产业集群的结构与集群功能的内在联系、以及群内主体和 要素的各种动力学行为和过程，并进一步考察虚拟产业集群的风险问 题，构建虚拟集群的风险参数体系和风险评价模型，为虚拟产业集群 的风险诊断、预测与控制提供理论依据。 本文的主要内容和创新点可概括为如下五个方面： i 从宏观和微观两个方面分析了虚拟产业集群网络演化的动力 因素，并提出了虚拟产业集群网络演化的关键机制，包括：增长、局 部择优连接、动态演化、资源约束、优胜劣汰等，在此基础上运用复 杂网络方法构建了虚拟产业集群网络演化模型，对其拓扑特征进行了 测度，分析了该网络的度分布、集聚系数和平均路径长度等统计特征。 2 利用演化博弈理论进行分析了不同地域和不同集群内的企业 突破地理限制加入虚拟产业集群的动机和决策行为，综合考虑了影响 企业入群的多种因素，如：企业入群的收益增量、企业入群的成本增 量、企业的入群偏好、企业对未来的预期等，设计了企业入群的演化 博弈模型。使用微分方程稳定性理论求出了该博弈模型的稳定均衡 解，并画出演化博弈的相图进行分析，在分析的基础上提出了企业入 群的激励机制。 3 考虑到技术标准的形成过程对于产业市场整合和集群虚拟化 发展的重要作用，本文采用复杂网络上的阈值模型研究了虚拟产业集 群技术标准形成和扩散的过程。在建模中，重点考察了集群的网络结 构、企业主体的异质性、网络效应等对标准扩散的影响。通过建模和 仿真分析，得出如下结论：竞争性的技术标准在市场中的分布状况既 与企业所处的网络结构有关，也和企业之间差异程度相关。同时，直 接网络效应和间接网络效应在标准形成的过程中的作用完全不同，其 中直接网络效应对某种标准形成赢家通吃的结果起阻碍作用，而间接 网络效应却起促进作用。此外，初始安装基础对市场均衡状态的影响 是不确定的。 4 虚拟产业集群中最重要的动力学过程之一是知识的流动和扩 散过程，本文通过构建知识网络模型研究了虚拟集群中知识的流动以 及知识创新的过程，形象的分析了集群中知识网络的性质、知识数量 和种类的变化过程以及创新对企业生产过程的影响。 5 分析了虚拟产业集群可能发生的多种风险，并提出了一种新的 风险类型相继故障风险。利用复杂网络上的负荷容量模型来 研究虚拟产业集群的相继故障风险问题。重点讨论了虚拟产业集群网 络的结构特征、企业自身特征分布的差异性和集群系统风险之间的关 系。根据分析的结果，提出了相关政策建议。构建了虚拟产业集群的 风险参数指标体系，并建立了集群风险评价模型。 本文研究了虚拟产业集群的网络演化、资源流动、标准形成、创 新扩散等过程，所采用的研究思路构建了产业集群的复杂网络分析框 架，所得出的结论对于促进我国产业结构升级、整合或开发全球市场、 增强我国产业整体竞争能力、增加产业集群的持续创新能力具有重要 意义。 关键词：复杂网络虚拟产业集群网络演化动力学过程风险 i i i r e s e a r c ho n t h ee v o l u t i o no fv i r t u a l i n d u s t r yc l u s t e r sb a s e do nc o m p l e x n e t w o r kt h e o r y a b s t r a c t v i r t u a li n d u s t r yc l u s t e rw i t hs p e c i a lc h a r a c t e r i s t i c si sa ne f f e c t i v e o r g a n i z a t i o n a l f o r mt oe n h a n c et h e c o m p e t i t i v e n e s s o ft r a d i t i o n a l i n d u s t r i e s ，e s p e c i a l l yh i g h t e c ha n dc r e a t i v ei n d u s t r y t h er i s e o f c o m p l e x i t ys c i e n c ep r o v i d e san e wa n a l y s i st o o lt os t u d yo fi n d u s t r y c l u s t e r sa n dc a no v e r c o m et h ed e f i c i e n c i e so ft r a d i t i o n a lm e t h o d s i nt h e b a c k g r o u n d o fg l o b a le c o n o m i c i n t e g r a t i o n ，i t i s i m p o r t a n tf o r t h e m a n a g e m e n ti n n o v a t i o no ni n d u s t r yc l u s t e r st os t u d yt h ee v o l u s t i o no f v i r t u a l i n d u s t r yc l u s t e r s t h e m a i nc o n t e n t sa n di n n o v a t i o n sc a nb e s u m m a r i z e di nt h ef o l l o w i n gf i v ea r e a s ： 1 t h ee v o l u t i o n a lf a c t o r so fv i r t u a lc l u s t e rn e t w o r ka r ep r o p o s e d f r o mt h em a c r oa n dm i c r oa s p e c t sa n dt h ek e ym e c h a n i s m so fv i r t u a l c l u s t e rn e t w o r ke v o l u t i o na r ep r e s e n t e d t h e nan e t w o r ke v o l u t i o nm o d e l a b o u tv i r t u a lc l u s t e rn e t w o r ki s b u i l d ，a n d i t s t o p o l o g i c a l f e a t u r e s i n c l u d e dt h ed e g r e ed i s t r i b u t i o n ，c l u s t e r i n gc o e f f i c i e n ta n da v e r a g ep a t h l e n g t ha n do t h e rs t a t i s t i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa r ed i s c u s s e d 2 w ea n a l y z et h em o t i v a t i o na n dt h ed e c i s i o n m a k i n gb e h a v i o r so f i v e n t e r p r i s e so v e r c o m i n gg e o g r a p h i cl i m i t a t i o n st oj o i nt h ev i r t u a lc l u s t e r b ye v o l u t i o n a r yg a m et h e o r y am o d e lo fe v o l u t i o n a r yg a m ei sd e s i g n e d a n dt h ee e ss o l u t i o n so ft h em o d e la r eo b t a i n e db yu s i n gt h et h e o r yo f d i f f e r e n t i a l e q u a t i o n s b a s e d o nt h ea n a l y s i sw ep u tf o r w a r dt h e i n c e n t i v e sm e c h a n i s mf o re n t e r p r i s e sj o i n i n gac l u s t e r 3 t a k i n g i n t oa c c o u n tt h et e c h n i c a ls t a n d a r d s m a k i n gp r o c e s s p l a y i n gi m p o r t a n tr o l e sf o ri n d u s t r yi n t e g r a t i o na n dt h ed e v e l o p m e n to f 一一一一 v i r t u a lc l u s t e r s ，o u rp a p e rd i s c u s s e dp r o c e s so ft h ef o r m a t i o na n d d i f f u s i o no ft e c h n i c a l s t a n d a r d si n v i r t u a li n d u s t r yc l u s t e r sb yt h e t h r e s h o l dm o d e li nc o m p l e xn e t w o r k s w et a k i n gi n t oa c c o u n tt h ea f f e c t s o fn e t w o r ks t r u c t u r eo ft h ec l u s t e r , h e t e r o g e n e i t yo fe n t e r p r i s e ，n e t w o r k e f f e c t so nt h es t a n d a r dd i f f u s i o ni nt h em o d e l t h eo u t c o m e so f s i m u l a t i o n si n d i c a t et h a ts t a n d a r d sd i f f u s i o ni sr e l a t e dw i t ht h ei n t e r a c t i o n a m o n ga c t o r so re n t e r p r i s e sn e t w o r ks t r u c t u r e t h ed i r e c tn e t w o r ke f f e c t s a n di n d i r e c tn e t w o r ke f f e c t sp l a ya no p p o s i t er o l ei ns t a n d a r d sd i f f u s i o n ad i r e c tn e t w o r ke f f e c ti sab r a k ea n da ni n d i r e c tn e t w o r ke f f e c ti st h e i m p e t u si nd i f f u s i o np r o c e s s t h ea d v a n t a g eo fi n i t i a lm a r k e ts h a r ed o e s n o ta l w a y sm e a nf i n a ls u c c e s sa n dg e t t i n gw i n n e r - t a k e a 1 1 4 a so n eo ft h em o s ti m p o r t a n td y n a m i c sp r o c e s s e si sk n o w l e d g e f l o w si nv i r t u a li n d u s t r yc l u s t e r , w ee x p l o r ek n o w l e d g ef l o w sa n d k n o w l e d g ec r e a t i o np r o c e s sb yc o n s t r u c t i n gk n o w l e d g ef l o w sn e t w o r k i n t h ev i r t u a lc l u s t e r t h en a t u r eo fk n o w l e d g en e t w o r k s ，t h ec h a n g ep r o c e s s v i nt h en u m b e ra n dt y p e so fk n o w l e d g e ，a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n i n n o v a t i o na n dp r o d u c t i o na r ed i s c u s s e d 5 t h e r ea r es t r u c t u r a l ，c y c l i c a la n dn e t w o r kr i s ki nv i r t u a lc l u s t e r s a so t h e rt y p e so fi n d u s t r yc l u s t e r s w h e nt h er i s ko c c u r s ，i to f t e n e x p r e s s e s a p r o c e s s o fc a s c a d i n gf a i l u r e s t h i sa r t i c l es t u d i e st h e e v o l u t i o n a lp r o c e s so fc a s c a d i n gf a i l u r e si nv i r t u a l c l u s t e r sb a s e do n l o a d - c a p a c i t ym o d e lo fc o m p l e xn e t w o r k e s p e c i a l l y , t h er e l a t i o n so f n e t w o r ks t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fv i r t u a l c l u s t e r s ，d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fv i r t u a le n t e r p r i s e sa n ds y s t e mr i s k sa r ee x p l o r e d i nt h e l a s t ，t h er i s kp r e v e n t i o nm e c h a n i s m i sp r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i s o ft h er e s u l t s ，r e l e v a n tp o l i c i e sa r er e c o m m e n d e d i no r d e rt od e t e c tr i s k w ec o n s t r u c tap a r a m e t e r ss y s t e ma b o u tt h er i s k so fv i r t u a li n d u s t r y c l u s t e ra n df u r t h e re s t a b l i s ha na s s e s s m e n tm o d e lo fr i s k s t h er e s e a r c h t h i n k i n g a n dr e s e a r c h p r o c e s s b u i l da n a n a l y s i s f r a m e w o r ko fi n d u s t r yc l u s t e ri nc o m p l e xn e t w o r k t h ec o n c l u s i o n sh a v e i m p o r t a n ts i g n i f i c a n c e si np r o m o t i n gc h i n a si n d u s t r ys t r u c t u r eu p g r a d e ， e n h a n c i n gt h eo v e r a l lc o m p e t i t i v e n e s so fo u ri n d u s t r ya n di n c r e a s i n gt h e s u s t a i n a b l ei n n o v a t i v ea b i l i t yo fi n d u s t r yc l u s t e r s k e yw o r d s ：v i r t u a li n d u s t r yc l u s t e r s ；c o m p l e xn e t w o r k ；n e t w o r k e v o l u t i o n ；d y n a m i c sp r o c e s s ；r i s k v i 目录 第一章导论1 1 1 选题背景及研究意义1 1 2 研究方法与技术路线2 1 3 研究内容与逻辑结构4 1 3 1 研究内容4 1 3 2 逻辑框架，5 1 3 3 章节安排：5 1 4 本文主要创新点6 第二章相关理论综述8 2 1 虚拟产业集群理论8 2 1 - 1 产业集群、虚拟企业及虚拟产业集群8 2 1 2 虚拟产业集群的运作结构及培育途径1 3 2 1 3 目前关于虚拟产业集群研究的不足之处1 9 2 2 复杂网络理论2 0 2 2 1 复杂网络的基本概念、网络的表示及测度2 0 2 2 2 经典复杂网络模型2 2 2 2 3 复杂网络上的动力学过程3 0 2 3 复杂网络理论与产业集群研究3 1 第三章虚拟产业集群网络模型及结构特征测度3 4 3 1 虚拟产业集群网络结构的研究现状3 4 3 2 虚拟产业集群网络演化的动力因素3 6 3 2 1 微观演化动力因素3 6 3 2 2 宏观演化动力因素j 3 7 3 3 虚拟产业集群网络演化模型3 8 3 3 1 虚拟产业集群网络演化的关键机制3 8 3 3 2 虚拟产业集群网络演化模型的算法描述4 0 3 4 虚拟产业集群演化网络的结构特征4 l 3 4 1 虚拟产业集群网络的连接度分布特征4 l 3 4 2 虚拟产业集群网络的集聚特征4 2 3 5 本章小结4 3 第四章复杂网络下的虚拟产业集群关键动力学过程4 5 i 4 1 基于演化博弈的企业入群决策分析4 5 4 1 1 企业入群决策行为的研究现状4 5 4 1 2 企业入群决策的演化博弈模型4 6 4 1 3 企业入群决策的激励机制5 0 4 2 虚拟产业集群内标准形成及扩散动力学分析5 1 4 2 1 标准在虚拟产业集群发展中的作用5 1 4 2 2 虚拟产业集群内标准的扩散过程5 2 4 3 虚拟产业集群知识流动和创新过程6 l 4 3 1 知识网络建模的理论基础6 l 4 3 2 知识创新网络模型6 2 4 3 3 仿真实现及结果说明6 4 4 4 本章小结6 7 第五章虚拟产业集群的风险研究6 9 5 1 产业集群风险问题研究现状6 9 5 2 基于负荷容量模型的虚拟产业集群相继故障风险分析7 1 5 2 1 模型假设7 2 5 2 2 模型描述7 2 5 2 3 仿真及结果分析；7 3 5 2 4 结论及启示7 8 5 3 虚拟产业集群风险评价7 9 5 3 1 虚拟产业集群风险评价指标体系7 9 5 3 2 基于a n p 方法的虚拟产业集群风险评价模型8 l 5 4 本章小结8 6 第六章主要研究结论及促进虚拟产业集群发展的对策8 7 6 1 本文主要结论8 7 6 2 促进虚拟产业集群发展的对策8 9 6 3 不足与展望9 l 参考文献9 2 附录一1 0 1 附录二1 0 3 致谢1 0 4 攻读博士学位期间科研成果1 0 5 i i 1 1 选题背景及研究意义 第一章导论 我国经济在快速发展的过程中还存在许多问题，包括区域经济发展不平衡、 产业结构不合理、产业集中度低、企业之间竞争过度、企业创新能力弱等。基于 地理集聚的产业集群能充分利用区域优势，在一定程度上解决这些问题n 1 。但随 着我国产业集群的发展，一些问题逐渐显现，如：集群内企业规模普遍偏小、地 域上分布较散、集群内部软件体系兼容性差、集群的“锁定 效应、集群缺乏持 续发展的竞争力等，这些问题使得地理集群难以形成持续、稳定的发展晗1 。 当前，伴随着技术标准的形成和演化、产品和集群的生命周期的不断变化， 借助于发达的信息、通信手段以及网络平台，产业集群的集聚范围、内容和形式 正在快速发展，传统的地理集群的空间局限正被逐渐突破并形成网络意义上的集 聚，即形成虚拟产业集群1 。 虚拟产业集群不仅具备传统地理集群的外部规模经济、外部范围经济、聚集 经济、速度经济和知识经济等效应，而且还具有如下独特特征h 1 ： ( 1 ) 虚拟产业集群的组织形式介于“计划 与“市场 之间，是在科层制 的企业和市场之间创造出的新的组织秩序。在虚拟产业集群的平台上，成员可以 在更大范围内享有文化、信息、技术等资源，有效地弥补有限理性、信息不对称 和机会主义等导致的市场缺陷。 ( 2 ) 虚拟产业集群突破了传统产业集群的地理限制。用“组织接近”的概 念来代替传统的“地理接近”概念，将生产相同或同类产品、生产同一价值链上 的不同产品的企业及相关机构整合起来。虚拟产业集群既能够实现传统产业集群 各项功能，又能够突破地理限制实现网络范围的扩大和网络上的虚拟集聚，在更 大的范围内整合各种资源，突破传统地理集群的锁定效应，实现地理集群的跨越 式发展。特别是能增加众多中小企业的生存和发展机会。 ( 3 ) 虚拟产业集群对市场和技术变化的反应更敏感，可以在较短时间内以 较低成本整合各种资源，具有更强的开放性与灵活性，并通过集群的力量面对来 自国外大型、巨型企业的挑战。反之，虚拟产业集群还能促进以“地理集中”为 特征的传统产业集群的形成，促进区域经济的快速发展。 ( 4 ) 通过虚拟产业集群的平台作用可以实现各类成员整体价值链效益的最 大化。虚拟产业集群的建立，减少了虚拟企业经纪人寻找伙伴的时间与费用；降 低了构建虚拟企业的交易成本( 包括谈判、签约、执行等成本) ，创建了成员企 业之间的相互信任的氛围与合作机制；减少了不同企业的文化与运作方式的冲 突；减少了信息在跨组织传递中的技术与标准障碍等等。 虚拟产业集群是传统产业集群尤其是高科技和创意型产业集群提升竞争力 的有效组织形式。在这种组织形式里，同业竞争者、供应商、互补品生产者、用 户以及其它相互关联的组织如大学、研究机构和协会等，不再局限于某一地理区 域，而是基于网络联系，利用信息技术进行协作研发，共同主导和发展技术标准， 以整合或开发全球市场，增强产业整体竞争能力，促进企业的共同发展与创新婚1 。 因此，对虚拟产业集群的研究具有重大的理论意义和现实意义。 自然界和社会经济中的大量现象都可以抽象为复杂网络和复杂系统，并通过 网络来描述。在对产业集群的研究中，包括波特在内的国内外很多学者都注意到 了产业集群内客观存在的成员之间的网络联系。仅仅是简单的产业集聚并不能被 看作是产业集群，产业集群的本质特征是其集群成员的生产相关性、社会相关性 和创新的合作性，网络是产业集群的本质属性。集群网络结构反映了群内企业如 何连接、连接多寡、网络流向等网络变量，是网络主体产出或者功效水平的关键 决定因素之一n 1 。集群网络结构具有生产力功能，它影响着集群的行为和动态能 力，集群网络结构的演进是集群演进的基本问题。作为一个复杂网络系统的产业 集群，其网络结构具有生产力功能，决定着集群的行为，影响集群知识系统配置 和运行效率，进一步构成了集群动态能力的核心要素。集群的网络结构不是一个 静态的概念，它既是集群要素之间动态博弈的过程，也是集群与外部环境的互动 过程5 】。 复杂性科学的兴起为产业集群尤其是基于网络的虚拟产业集群的研究提供 了新的分析工具，这种工具能够克服传统分析方法的不足。在全球经济一体化的 大背景下，从复杂网络的视角出发，研究虚拟产业集群的网络结构、资源流动、 创新行为、演化过程，对提高我国产业集群的国际竞争力有很重要的作用，对产 业集群的管理创新和有关产业政策的制定具有极为重要的理论价值和实践意义。 1 2 研究方法与技术路线 产业集群的核心是以企业之间的网络联系为基础的企业集聚与企业网络的 综合，即集群= 集聚+ 网络畸1 。在产业集群网络中，主要包括网络的行为主体( 节 点) 、网络中行为主体的合作竞争联系( 节点之间的连接) 、集群中的资源( 能量) 等三部分组成。集群中的行为主体相当于网络组织中具有决策能力和信息处理能 力的活性节点，主要包括集群中的企业、大学、研究机构、地方政府、金融机构 以及中介机构等；集群中的经济活动主要是指各个行为主体之间的相互作用关系 2 和联系强度，包括经济交易和非正规的技术、知识传播和交流；集群中的资源相 当于网络结构中节点的位置决定的“场能 ，包括自然禀赋、硬件基础设施、金 融资产、人力资本、政府政策等哺1 。各节点的关系链，既是各种资源流动的关键 通道，也是信息、技术、资产、风险等传播扩散的渠道。成熟、完善的学习机制 的构建，保证群内行为主体在资源网络、知识网络中交流与互动的畅通，实现资 源的优化配置。知识的共享，使得竞争与合作达到协同，从以往零散、杂乱状态 走向有序网络化和系统化，形成有序的自组织结构，并根植于一定的区域社会背 景之中。集群内存在的竞争协同、合作创新，具有较强的创新优势和区域竞争优 势，对区域经济的发展有强关联、强辐射、强带动作用。 在集群网络结构及其演进的研究方面，众多学者从组织管理学、经济地理学、 产业组织学、技术经济学、博弈论出发，进行了多角度、多学科的有益探索，概 括起来主要围绕以下几个主题展开婚，7 。32 l ：集群网络结构内涵( t h o r e l l i h b ，1 9 8 6 ； h a k s n a s s o n ，1 9 9 2 ；t i c h y ，1 9 9 7 ；p o r t e r ，1 9 9 8 ；蔡宁，2 0 0 2 ；倪沪平，2 0 0 5 等) ； 构成维度f 青木昌彦，1 9 9 5 ；g r a n t ，1 9 9 6 ；m a r k u s e n ，1 9 9 6 ；l y n nm u t e l k a & f u l v i a f a r i n e l l i ，1 9 9 8 ；e l i s ag i u l i a n i ，2 0 0 5 等) ；结构与绩效关系研究( l y n nm u t e l k a ， 1 9 9 8 ；蔡宁，2 0 0 2 ；王发明，2 0 0 6 ；张杰，2 0 0 6 等) ；网络结构的风险与危机( g r a b h e r ， 1 9 9 3 ；m a r k u s e n ，1 9 9 6 ；t i c h y ，1 9 9 8 ；吴晓波，2 0 0 3 等) ；集群网络结构的实证 研究( 索达，1 9 9 6 ；p i e t r o b e l l i & b a r r e r a ，2 0 0 2 ；龚绍东，2 0 0 5 ；李凯，2 0 0 4 等) 。 这些关于集群的网络分析多是采用社会网络的分析方法，从中观或宏观的 角度研究产业集群，既没有从微观上考察每一个企业的行为、动机，也不能将企 业的微观行为和集群的系统属性结合起来。复杂网络的理论和方法能弥补已有研 究的不足，具有独特的优势。 本文将基于复杂网络的思想研究虚拟产业集群的内在系统动力机制，采用 发现建模分析仿真控制综合的研究思路，系统的研究虚拟 产业集群的拓扑结构和演化过程、虚拟产业集群内各种要素资源的动力学过程、 群内主体的网络互动博弈关系以及集群的系统风险，以全新角度阐释虚拟产业集 群的演化机理，构建产业集群的复杂网络分析框架，并为我国各区域的协调发展 与产业政策的制定提供理论依据。 贯穿整个论文的研究路线如图1 一l 所示。 虚拟产业集群网络拓扑结构和演化机制 建立面向虚拟产业集群网络演化模型 分析与预测集群内各种动力学行为 运用计算机对构建的模型进行模拟试验 对比模拟结果、实证研究结果与理论计算结果 检验模型的正确性 j y r 回t 根据检验结果，改进优化模型 一一一一一一一j 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 广二一 r 阐释虚拟产业集群的演化过程 l堡垒i 1 影响虚拟产业集群内动力学过程的因素 1 3 研究内容与逻辑结构 图1 1 论文的研究路线 1 3 1 研究内容 论文从复杂网络的视角对虚拟产业集群的演化过程和内在系统动力过程进 行研究。具体的研究内容主要包括以下几个方面： 1 虚拟产业集群网络模型的构建 论文将研究虚拟产业集群网络结构及其演化过程，考虑虚拟产业集群网络演 化的动力因素和关键动力机制，并考察其网络的拓扑特征。在此过程中，将综合 考虑集群网络的增长、择优连接、资源约束、删除和重新连接等机制。 2 虚拟产业集群内主要动力学过程分析 在对虚拟集群拓扑结构和网络演化研究的基础上，进一步探索虚拟产业集群 运行机制。具体包括企业入群决策行为分析、基于网络的群内成员博弈关系研究、 群内资源的流动过程研究等。 4 3 基于复杂网络的虚拟产业集群标准形成和创新扩散过程 运用复杂网络的建模思想对虚拟产业集群的标准形成过程和扩散过程进行 建模和仿真研究，考察虚拟产业集群上标准的形成及其扩散动力学，探索网络效 应、网络结构、网络演化过程、预期、兼容性、外部冲击等等因素对标准扩散的 影响，为推动国家创新体系的发展提供依据。 4 虚拟产业集群的系统风险和风险参数体系研究 系统的考察虚拟产业集群的风险性问题。虚拟产业集群除了存在着结构性、 周期性和网络性风险，还可能存在一种相继故障风险。本文基于复杂网络上的负 荷容量模型研究了虚拟产业集群网络的相继故障演化过程，重点讨论了虚拟 产业集群网络的结构特征、企业分布特征的差异性和集群系统风险的关系，并在 此基础上构建虚拟产业集群网络风险参数体系，探索了虚拟产业集群的风险防范 机制。 1 3 2 逻辑框架 本文首先明确了虚拟产业集群的研究背景和研究意义，提出了基于复杂网络 理论来研究虚拟产业集群的演化和群内资源的流动过程等是一个全新的视角以 及理论框架。论文的主要部分包括了对虚拟产业集群网络结构的研究、网络结构 与集群功能之间的关系研究、集群内的各种动力学过程研究以及集群系统风险研 究等，这些内容的分析处处体现了产业集群研究的独特的思路，在理论分析的基 础上，本文提出了相应的政策建议。论文的逻辑框架如图1 2 所示。 1 3 3 章节安排 本文分为六个章节，具体的章节安排如下： 第一章，导论。主要指出本文的研究背景、研究目的和研究意义，同时描述 了本文的研究目标、研究内容和研究方法，并对本文的写作框架作了简练的描述， 提出了本文的创新点。 第二章，相关理论综述。详细的论述了虚拟产业集群理论的演进，包括概念、 发展的原因、运作结构、培育途径等，并指出目前研究的不足。对复杂网络理论 进行了综述，包括复杂网络的基本网络模型、网络上的动力学过程等。指出了基 于复杂网络理论进行产业集群尤其是虚拟产业集群研究的优势。 第三章，虚拟产业集群网络的建模及拓扑特性测度。首先分析了虚拟产业集 群网络演进的动力因素，进而提出其网络演化的关键机制，在此基础上对虚拟产 业集群网络演化模型进行描述，并进行仿真模拟，分析了其结构特征。 第四章，复杂网络下虚拟产业集群关键动力学过程分析。在本章第一节中基 于演化博弈论分析了企业的入群行为，得出了该博弈模型的稳定均衡解，并阐述 了企业入群的激励机制。第二节中采用复杂网络上的阂值模型分析了虚拟产业集 群标准的形成过程，指出了影响标准扩散的因素。第三节中通过构建知识流动和 创新网络，并讨论了知识流动和创新、集群演化和生产过程之间的关系。 第五章，虚拟产业集群的风险分析。本章主要基于复杂网络的负荷容量 模型研究了虚拟产业集群网络的相继故障风险发生过程，在分析中将微观层次和 中观层次的风险结合起来进行研究。并在此基础上提出了虚拟产业集群的风险参 数体系、风险评价模型以及风险预警机制。 第六章，结论和政策建议。阐述本文的主要结论，根据研究结论有针对性的 提出促进虚拟产业集群演化的政策建议。 1 4 本文主要创新点 本文的主要创新点可概括为如下五个方面： 1 突破了以往关于产业集群方面研究的框架，按照虚拟产业集群网络演化 寸虚拟产业集群内的各种动力学过程j 虚拟产业集群风险控制的逻辑思路，系 统的挖掘虚拟产业集群网络演化机制，所采用的研究思路构建了产业集群的复杂 网络分析框架。 2 现有对虚拟产业集群的研究往往从定性和静态的角度分析虚拟产业集群 的特征、产生的原因、运作结构等，尤其关于其网络结构属性方面的研究较少。 本文从宏观和微观两个方面分析了虚拟产业集群网络演化的动力因素，提出了虚 拟产业集群网络演化的关键机制，包括：增长、局部择优连接、动态演化、资源 约束、优胜劣汰等，并使用这些关键机制构建了网络模型，分析了其演化过程和 网络统计特征。 3 利用演化博弈理论进行分析了不同地域和不同集群内的企业突破地理限 制加入虚拟产业集群的动机和决策行为，设计了企业入群的演化博弈模型。 在模型中综合考虑了影响企业入群的多种因素，如：企业入群的收益增量、 企业入群的成本增量、企业的入群偏好、企业对未来的预期。分析了该演化博弈 的过程和可能形成的稳定状态，根据分析结果提出了企业入群的激励机制。 4 技术标准的形成过程对于产业市场整合和集群虚拟化发展的有重要作用， 以往文献对标准形成的研究主要考虑预期、安装基础、政府政策和干预、兼容性、 网络效应、锁定和路径依赖对标准形成的影响，本文利用复杂网络上的阈值模型， 主要考察了虚拟产业集群的网络结构对标准形成的影响，并将网络效应区分为直 接网络效应和间接网络效应分别进行分析。发现了以下关键结论：( 1 ) 竞争性的 6 技术标准在市场中的分布状况既与企业所处的网络结构有关，也和企业之间差异 程度相关；( 2 ) 直接网络效应和间接网络效应在标准形成的过程中的作用完全不 同；( 3 ) 初始安装基础对市场均衡状态的影响是不确定的。 5 在对产业集群风险相关研究理文献梳理的基础上，提出了虚拟产业集群可 能发生的一种新的风险类型相继故障风险。利用复杂网络的相继故障模型 ( 负荷容量模型) 模拟了虚拟产业集群的相继故障风险的发生过程，并讨论了 虚拟产业集群网络的结构特征、企业自身特征分布的差异性和系统风险之间的关 系，提出了相关风险防范的政策建议。 匝三困 第四章复杂网络下的虚拟第五章虚拟产业集群系统 产业集群关键动力学过程风险与风险参数体系 il 图l 一2 论文逻辑框架 7 习 2 1 虚拟产业集群理论 第二章相关理论综述 2 1 1 产业集群、虚拟企业及虚拟产业集群 2 1 1 1 产业集群 产业集群的理论研究至今已经有8 0 多年的历史，逐渐渗透到各个经济学科 的分析框架中，形成了产业区理论( 马歇尔) 、古典经济地理理论( 韦伯、胡佛 等) 、新经济地理理论( 克鲁格曼、赫尔普曼、纳布尔斯等) 、新产业空间理论、 竞争优势理论( 波特) 、区域创新学派等诸多分支理论口3 q 州。已经有许多学者对 产业集群理论进行了较为全面综述，参见文献 3 8 ，4 1 4 3 。 然而产业集群的概念仍是模糊的，地理学、经济学、社会学各个学科和各个 学派都基于不同的出发点阐述了具有不同内涵的定义。在这些定义中，应用最广、 影响力最大的是p o r t e r 的概念，比较典型的还有o e c d 、u n i d o 等的概念( 表 2 1 ) 。 表2 1 产业集群的代表性概念m 3 代表人物及时间代表性概念 p o r t e r ( 19 9 8 ) 产业集群是一组在地理上靠近的相互联系的公司和关联的机 构，它们同处或相关于一个特定的产业领域，由于具有共性 和互补性而联系在一起删。 r o s e n f e l d ( 19 9 7 ) 产业集群是企业为了共享专业化基础设施、劳动力市场和服 务，而在地理上集中并且相互依赖、相互协作m 1 。 f e s e r ( 19 9 8 ) 产业集群不仅仅是相互关联、相互支持的产业和机构，更重 要的是使产业集群更具竞争力的企业及其相关支持机构之间 的社会关系4 副。 s w a n na n dp r e v e z e r ( 1 9 9 8 )产业集群是一群相关产业领域的公司在某一特定地理区位上 的集中m 1 。 s i m m i ea n ds e n n e t t ( 19 9 9 ) 创新集群是在同一市场环境下，在供应链上高度协作的相关 产业和服务公司删。 r o e l a n d t t ，d e n h e r t o g p ( 1 9 9 9 ) 产业集群是生产网络，生产网络的生产链上各个公司( 包括专 业化供应商) 相互联系、相互依赖汹1 。 v a n d e n b e r g ，b r a u n a n d v a n 产业集群是专业化组织的地方网络，其中生产过程密切联系， w i n d e n ( 2 0 01 ) 各公司之间交换并流通商品、服务以及知识咖1 。 u n i d o ( 19 9 5 ) 集群是生产一系列相同或相关产品而面临共同的挑战和机遇 的企业在部门和地理上的集中m 1 。 o e c d ( 19 9 9 ) 集群是由创造附加价值的生产链把相互依赖的企业、知识