（产业经济学专业论文）基于SD模型的主导性高技术产业成长动力机制研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 中文摘要 主导性高技术产业发展对经济增长和产业结构升级具有十分重要的带动作 用。近十年来，中国高技术产业迅猛增长，但其创新能力和结构效益与发达国家 相比还存在很大差距。改善和增强高技术产业发展动力，大力促进高技术产业发 展并突破性带动经济增长和产业结构升级，已引起政府、企业界和学术界共同关 注。因此，研究高技术产业发展的动力机制，无疑具有重要的理论和现实意义。 本文运用产业经济学、创新经济学、系统动力学等理论和方法，从动态系统 的角度系统分析影响高技术产业成长的动力因素，构建高技术产业成长动力的系 统动态模型，并以电子及通信设备制造业为例进行实证分析，提出发展对策。本 文认为，影响主导性高技术产业成长的动力因素并非单一因素，主要有技术推动、 需求拉动、企业竞争和政府启动等多因素，而且这些因素并非单独作用于高技术 产业，而是一个多因素相互作用的动力系统。文章建立了由技术推动、需求拉动、 企业竞争和政府启动四个动力子系统构成的动力系统，分别构建这四个动力因素 的因果循环图。在此基础上，构建由技术推动、需求拉动、企业竞争和政府启动 四个动力子系统协同作用的主导性高技术产业成长的系统动力学模型，运用近十 年来中国电子及通信设备制造业的销售额、产值、增加值、研究开发投入、劳动 力投入、政府财政投入、政府采购、教育经费、科技经费、科技人员数、大学生 数、研究生数、专利数，以及g d p 、人口等数据，对模型进行实证分析，发现中 国高技术产业成长缺乏动力主要体现在政府采购、教育培训、科研投入以及企业 与科研机构的沟通四大方面。在此基础上，针对中国高技术产业成长的动力缺陷， 提出相应的政策建议。 关键字：主导性高技术产业；产业成长动力系统；系统动力学模型 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n t so fl e a d i n gh i g ht e c hi n d u s t r i e sh a si m p o r t a n td r i v i n gf u n c t i o n f o re c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n di n d u s t r i a ls t r u c t u r ep r o m o t i o n i nl a t e s tt e ny e a r s ，t h e d e v e l o p m e n to fc h i n e s eh i g ht e c hi n d u s t r i e si si n c r e d i b l e ，b u tt h e r ei sal a r g eg a pi n i n n o v a t i o na b i l i t ya n ds t r u c t u r ee f f e c t sw h e nc o m p a r i n gw i t hd e v e l o p e dc o u n t r i e s t h ei s s u e so fh o wt oi m p r o v ea n ds t r e n g t h e nt h ed y n a m i c so fh i g ht e c hi n d u s t r i e st o p r o m o t et h ed e v e l o p m e n to fh i g ht e c h i n d u s t r i e s ，w h i c hc a nd r i v ee c o n o m i cg r o w t h d i s r u p t i v e l ya n dp r o m o t ei n d u s t r i a ls t r u c t u r e ，h a v ea t t r a c t e dt h ec o m m o na t t e n t i o nb y t h eg o v e r n m e n t ，b u s i n e s sc i r c l e sa n da c a d e m i cf i e l d s s o ，i t sn od o u b tt h a tt h e r ei sa l l i m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo ft h er e s e a r c ho nt h ed y n a m i c m e c h a n i s mo fh i g l lt e c hi n d u s t r i e sd e v e l o p m e n t t h ea r t i c l eu s e st h e o r i e sa n dm e t h o d o l o g l e so fi n d u s t r ye c o n o m i c s ，i n n o v a t i o n e c o n o m i c sa n ds y s t e md y n a m i c s t h ea u t h o ra n a l y s i st h ed y n a m i cf a c t o r sw h i c h i n f l u e n c eh i g ht e c hi n d u s t r i e sd e v e l o p m e n tf r o mt h ev i e wo fd y n a m i cs y s t e m ，s e t su p s dm o d e lo fh i g ht e c hi n d u s t r i e sg r o w t h ，m o r e o v e r , c o n d u c ta l le m p i r i c a la n a l y s i so n e l e c t r o na n dc o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r ya n dt h e np u t sf o r w a r d d e v e l o p m e n tc o u n t e r m e a s u r e s t h ea u t h o rh o l d st h a tt h ed y n a m i cf a c t o r sw h i c h p r o m o t et h ed e v e l o p m e n to ft h eh i g ht e c hi n d u s t r ya r en e i t h e rs i n g l en o ri s o l a t e d ，b u t i n t e r a c tw i t h i nad y n a m i cs y s t e m t h ef a c t o r sm a i n l yi n c l u d et e c h n o l o g yp u s h i n g , d e m a n dp u l l i n g ，e n t e r p r i s ec o m p e t i t i o na n dg o v e r n m e n ts t a r t i n g f o u rd y n a m i c s u b s y s t e m sh a v e b e e ns e tu p b yu s i n gt e c h n o l o g yp u s h i n g ，d e m a n dp u l l i n g ，e n t e r p r i s e c o m p e t i t i o na n dg o v e r n m e n ts t a r t i n gs e p a r a t e l y , a n dt h e nt h e i rc a u s a lc i r c l eg r a p h s h a sb e e nd r a w na c c o r d i n g l y o nt h eb a s eo ff o r m e rf o u rs u b s y s t e m s ，t h ea u t h o r c o n s t r u c t sas dm o d e lo fl e a d i n gh i g ht e c hi n d u s t r i e sg r o w t h ，a n dc a r r i e so ne m p i r i c a l a n a l y s i st h em o d e lb yu s i n g o fd a t ai n c l u d i n gs a l e sv o l u m e ，o u t p u tv a l u e ，a d d e dv a l u e ， r & de x p e n d i t u r e ，l a b o rf o r c e i n p u t ，g o v e r n m e n t s f i n a n c i a l i n p u t ，g o v e r n m e n t p u r c h a s i n g ，e d u c a t i o n a lf u n d s ，s c i e n c ea n dt e c h n o l o g yf u n d s ，t h en u m b e ro fs c i e n t i f i c r e s e a r c h e r s ，g r a d u a t e s ，m a s t e r s ，p a t e n t s ，p e o p l ea n dg d p e t c t h ea u t h o rd i s c o v e r st h e r e a s o n so fp o w e rl a c k i n go fc h i n e s eh i g ht e c hi n d u s t r i e s g r o w t hi n c l u d i n g g o v e r n m e n tp u r c h a s i n g ，e d u c a t i o nt r a i n i n g , r & de x p e n d i t u r ea n dt h ec o m m u n i c a t i o n b e t w e e nt h ef i e l do fb u s i n e s sa n ds c i e n t i f i cr e s e a r c hi n s t i t u t i o n f i n a l l y , t h ea u t h o r p u t sf o r w a r dp o l i c i e sa c c o r d i n gt ot h e s ed y n a m i c d e f e c t s k e yw o r d s ：l e a d i n gh i g h - t e c hi n d u s t r y , d y n a m i cs y s t e mo fi n d u s t r yg r o w t h ，s d m o d e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位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，也不包含为获得武汉理工大学 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。 研究生签名：基垃日 关于学位论文使用授权的声明 期口d 彩。午 期：型! 黟! ! ： 本学位论文作者完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定。 特授权武汉理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同 意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 研究生签名l 丕墨丝导师签名期：川 武汉理工大学硕士学位论文 第一章绪论 主导性高技术产业是指本身成长性好、创新率高、产业关联性强、对经济增 长有突破带动作用的高技术产业。它既是与传统产业相区别的、高研究开发投入、 高智力密集、高风险、高收益的高技术产业，又是具有增长潜力大、产业关联度 高、技术进步快、就业功能强等性质的主导性产业。u 1 主导性高技术产业的这些 特点决定了其在国家经济发展中扮演着举足轻重的作用。本章主要对中国高技术 产业发展现状进行简要描述，并对相关文献和所运用的方法进行简要介绍。 1 1 问题的提出与研究意义 自2 0 世纪9 0 年代以来，中国高技术产业始终保持着较高的增长速度，“十 五期间，其总产值年均增长2 7 ，比“九五时期的2 0 5 又提高了7 个百 分点。2 0 0 6 年，中国高技术产业实现产值4 1 9 9 5 9 9 亿元，位居世界第二位； 实现增加值1 0 0 5 6 8 8 亿元，位居世界第三位瞄。，规模已经相当可观。但仅以 代表高技术产业地位的高技术产业增加值占制造业增加值比例和代表产业技 术创新能力的高技术产业r & d 经费占产业增加值比重两个指标来衡量一国高 技术产业发展水平，中国与美日等经济强国还有很大差距。 表1 - 1 中国与经济发达国家高技术产业水平对比( 括号内表示年份) 指标美国日本 德国 中国 高技术产业增加值占 1 8 6 1 6 8 1 0 6 1 3 9 9 6 制造业增加值比例( 2 0 0 3 )( 2 0 0 3 )( 2 0 0 3 )( 2 0 0 6 ) 高技术产业r & d 经费2 9 0 1 2 5 7 4 2 4 1 6 5 7 3 占产业增加值比重( 2 0 0 3 )( 2 0 0 3 )( 2 0 0 2 )( 2 0 0 6 ) 资料来源：中国高技术产业统计年鉴2 0 0 7 ”。 造成中国高技术产业发展现状的因素有很多，但是缺乏动力无疑是非常重 要的一点。在经济实力有限的情况下，使主导性高技术产业动力充足，必须分 两步：第一步，从高技术产业群中选择出主导性高技术产业。第二步，揭示主 导性高技术产业成长的动力机制。并根据动力机制的特点，制定规划以提高其 发展水平。第一步已有很多学者参与研究，并已在政府制定规划中得到体现： 国家发改委在高技术产业发展“十一五规划中重点强调要发展：电子信 息产业，生物产业，航空航天产业，新材料产业，高技术服务业，新能源产业， 海洋产业及用高新技术改造提升传统产业，因为这些产业具有主导性高技术产 业的性质，或者说就是主导性高技术产业。美国、日本等经济发达国家也都确 武汉理工大学硕士学位论文 定过各自的主导性高技术产业。但主导性高技术产业并不是选择出来的，而是 成长起来的，但是对于主导性高技术产业成长的动力机制的研究却并不深入， 主要表现为相关文献不多且成果极少。 所以本文的主要研究目的是揭示主导性高技术产业成长的动力机制，这将 为我国高技术企业的快速健康成长提供理论指导，为各级政府制定有关政策提供 理论依据和决策参考，从而加速我国新兴高技术产业向主导性高技术产业转换， 并突破性带动经济增长和产业结构升级。 1 2 相关文献研究综述 1 2 1 有关主导产业的研究 根据主导性高技术产业的定义，它应当既是主导产业，又是高技术产业，那 么这两个产业的特点，都应当进行一定的了解。英国经济学家马歇尔首次提出用 进化论对产业演化理论进行研究，并做出了精辟的分析。他把每个产业看作是由 一系列在规模、年龄、知识、组织等方面都有差异的企业所组成的，而且，产业 结构不是由外部条件决定的，而是在经历了一个渐进的历史发展转变过程后初步 形成的。指出，“单个企业的成长和衰落是经常性的，而一个产业则可以经受长 期的波动，甚至会出现长期平稳向前发展的态势 。从这一点上，可以看出他 已经开始关注对单个产业或企业的演化问题，但可惜的是仍没有用系统论进行研 究。美国经济学家罗斯托通过长期研究首先提出了主导产业及其扩散效应理论和 经济成长阶段理论。他认为，无论任何时期，甚至是一个已经成熟并继续成长的 过程中，经济增长之所以能够保持，是因为为数不多的主导产业部门迅速扩大的 结果，而且这种扩大又产生了具有重要意义的对其他产业部门的作用，即产生了 主导产业的扩散效应，包括后向效应、旁侧效应和前向效应。作为主导产业，应 该同时具有如下三个特征：能够依靠科技进步或创新，引入新的生产函数；能够 形成持续高速的增长率；具有较强的扩散效应，对其他产业乃至所有产业的增长 起着决定性的影响。主导产业的这三个特征是有机整体，缺一就不可成为主导产 业。罗斯托的这些理论被称为罗斯托主导产业扩散效应理论。哺1 美国经济学家钱 纳里和泰勒在考察生产规模较大和经济比较发达的国家的制造业内部结构的转 换及其原因时，为了研究的需要，将不同经济发展时期对经济发展起主要作用的 制造业部门划分为初期产业、中期产业和后期产业，初期产业包括食品和轻纺产 业等，中期产业包括非金属，橡胶和化学产业等，后期产业包括重工业等，重工 业包括耐用消费品和耐用资本品。哺钱纳里等人还采用库兹涅茨统计归纳法对全 世界1 0 1 个国家1 9 5 0 - 1 9 7 0 年的社会统计指标( 含2 7 个变量) 进行回归分析得 2 武汉理工大学硕士学位论文 出的模型。根据这一回归模型，钱纳里按人均g n p 的多少划分了由低到高9 个等 级的“标准结构量表。根据这一量表可以确定与不同等级相应的2 7 种社会经 济指标的标准数值，并认为产业结构会逐步由低级产业结构形态向高级产业结构 形态发展，不同产业结构等级对应着不同的主导产业。各个国家或地区便可将自 身的实际与这一“标准结构 进行比较从而找出其发展的差距。u 。这一模型固然 存在特殊性的局限，但仍不失为一种有价值的参照系。 1 2 2 有关创新动力的研究 美国经济学家熊彼特认为，所i w g , j 新就是要“建立一种新的生产函数”，即 “生产要素的重新组合 ，就是要把一种从来没有的关于生产要素和生产条件的 “新组合 引进生产体系中去，以实现对生产要素或生产条件的“新组合 ，作 为资本主义“灵魂 的“企业家 的职能就是实现“创新 ，引进“新组合 所谓“经济发展”就是指整个资本主义社会不断地实现这种“新组合 ，或者说 资本主义的经济发展就是这种不断创新的结果。而这种“新组合一的目的是获得 潜在的利润，即最大限度地获取超额利润，周期性的经济波动正是起因于创新过 程的非连续性和非均衡性，不同的创新对经济发展产生不同的影响，由此形成时 间各异的经济周期。哺1 熊彼特进一步指出“创新的五种情况： ( 1 ) 采用一种新的产品，指消费者还不熟悉的产品或某种产品的一种新特性。 ( 2 ) 采用一种新的生产方法，指有关的制造部门中尚未通过经验检测的方法， 这种新的方法并不需要建立在科学上新的发现的基础之上也可以存在于商业上 处理一种产品的新的方式之中。 ( 3 ) 开辟一个新的市场，指有关国家的某一制造部门以前不曾进入的市场， 无论这个市场以前是否存在。 ( 4 ) 掠取或控制原材料或半制成品的一种新的供应来源，无论该来源是否已 经存在。 ( 5 ) 实现一种工业的新的组织，如造成一种垄断地位，或打破一种垄断地位。 后人将这五方面依次总结为：产品创新、工艺创新、市场创新、资源配置创 新和组织创新，而这里的组织创新又是制度创新的雏形。虽然熊彼特已经将创新 阐述的较为清晰，但他过多的是在分析创新与企业、创新与政府，没有将创新与 产业联系起来。美国经济学家厄特巴克认为：创新和发明或技术原型有截然的区 别，它是指技术的首次应用。按照发生的先后次序，创新过程可分为三个阶段： ( 1 ) 新构想的产生；( 2 ) 技术难点攻关或技术开发：( 3 ) 商业价值实现或扩散。新 构想产生阶段是一个对现有的各种信息的综合分析过程，这些信息包括市场或其 它方面的需求信息及满足这些需求可能采用的技术方面的信息。驯此后，创新学 3 武汉理工大学硕士学位论文 逐步发展为两大派别：技术创新学派和制度创新学派。 美国经济学家索罗经过测算发现：只有存在技术进步( 技术创新) ，经济才 可能持续增长。u w 没有技术进步，资本积累的边际报酬递减；反之，如果存在 技术进步，技术水平的不断提高能够克服资本积累的边际报酬递减，因此提高了 劳动生产率。他将产出的增长分解为资本、劳动力和技术进步的增长之和，测算 结果为：经济增长的根本因素不是资本的积累，也不是劳动的投入，而是技术的 进步。英国绎济学家弗里曼认为经济学家最不能忽视的是创新，它是经济进步的 一个基本条件及企业和民族、国家在竞争中的关键性因素。u u 他进一步的分析 了创新与企业、创新与国家经济增长、创新与社会环境之间的关系，认为对于企 业来讲，创新是新技术与市场的结合；对于国家来讲，创新必须要有政府正确适 度的参与：对于社会环境来讲，创新应当提高整个人类的福利。技术难点攻关阶 段包括确立特定的技术目标，设计解决问题的备选方案等。商业价值实现阶段包 括设备安装、建立工厂、产品制造、市场启动等。创新扩散发生在外部环境之中， 始于创新的首次引入之后。美国经济学家诺斯重点分析了制度创新和制度安排。 他认为制度之所以会被创新，是因为创新的预期净收益大于预期的成本，而这些 收益在现存的制度安排下是无法实现的，只有通过认为的、主动的变革现存制度 中的阻碍因素，才可能会获得预期的收益。u 引 2 0 世纪9 0 年代以来，随着国家在创新中扮演着越来越重要的作用，国家创 新系统便被提出来，并日益受到重视。 德国经济学家李斯特可视为国家创新系统雏形的提出者。他认为，各国所以 能够达到目前的发展水平，是由于他们汇集了自古以来多少代先辈们发现、发明、 改进和辛勤劳动的成果。人类前辈的这些活动形成了当代人类社会的知识资本， 任何一个国家的生产能力，都与其运用前人的成果以及通过自己的创造来补充这 种成果成比例。u 副正是由于李斯特和持有相同观点的经济学家的大力提倡，以 及长期形成的普鲁士制度，德国才能够形成世界上最优秀的技术教育和技术培训 体制。李斯特对国家创新系统的许多特征进行了分析，如教育和培训机构及制度， 科学与技术研究机构，用于与制造商的交互学习、知识积累，对引进技术的改造 与提高，促进工业的战略性发展等等。不仅如此，他还着重强调在协调和执行工 业与经济发展的长期政策中政府所起到的作用。英国经济学家纳尔逊将国家创新 系统定义为“其相互作用决定着一国企业的新绩效的一整套制度 u 他强调技 术变革的必要性和制度结构的适应性，认为科学和技术的发展过程充满不确定 性，因此国家创新系统中的制度安排应该相当有弹性，此外他还认为资本主义体 系在保留了产业创新的利润动机的同时，通过大学等有关机构和政府提供大量的 4 武汉理工大学硕士学位论文 资助，使技术的很大部分和很多方面成为共有，从而在很大程度上避免了私有化 的损失。因此，资本主义创新体系在解决制度设计问题上，虽然不是最优，但还 算过得去。美国战略管理大师波特在经济全球化的背景下，把国家创新系统的微 观机制和宏观绩效联系起来进行考察。u 副他认为国家的竞争力反应在企业的创 新能力基础上，政府应该为国内的企业创造一个适宜的、鼓励创新的政策环境。 最为著名的莫过于他提出的钻石模型：决定一个国家的某种产业竞争力的有四个 因素： 生产要素一一包括人力资源、天然资源、知识资源、资本资源、基础设施。 需求条件一一主要是本国市场的需求。 相关产业和支持产业的表现一一这些产业和相关上游产业是否有国际竞争 力。 企业的战略、结构、竞争对手的表现。 这四个要素具有双向作用，形成钻石体系。在四大要素之外还存在两大变数： 政府与机会，这样便形成一国的竞争力。 至此，在经济学家们的大量研究基础之上，得出影响创新的主要动力因素有 技术、需求、企业和政府的经验式结论并不奇怪，也很容易识别出主导性高技术 产业成长的动力机制是一个复杂的动态系统，而究竟这四个动力因素能不能影响 高技术产业成长，如果能，又是如何影响该系统的运行，在学术界暂时还没有定 论，但可以肯定的是尝试用专门研究复杂动态系统的系统动力学理论来研究其成 长的动力机制是十分有意义的。 1 3 主要研究方法 系统动力学由美国麻省理工学院福雷斯特教授于1 9 5 6 年创立的。从诞生伊 始，系统动力学就以其独特的理论体系与科学方法而倍受青睐。起初主要应用于 企业管理，随后系统动力学方法的完善及其系统软件的成熟，使其应用范围逐步 扩大到经济、军事、能源、环境、人口等超大系统的研究中。 福雷斯特认为，系统是为了一个共同的目的而一起运行的各部分的组合。u 叫 由于系统内部非线性因素的作用和存在复杂的反馈因果、生克关系，高阶次复杂 时变系统往往表现出反直观的动力学特性；在一定条件下还可能产生混沌现象。 他特别强调指出系统的整体性和复杂系统的非线性特点。因此，从本质上它 是对线性分析方法的否定和对还原论的批判。中国科学家钱学森认为系统是由相 互作用和相互依赖的若干组成部分相结合的具有特定功能的有机整体。u 副不难 5 武汉理工大学硕士学位论文 看出系统是结构和功能的有机体，而何谓系统结构，何谓系统功能? 南昌大学贾 仁安教授认为：构成系统的要素的排列组合顺序及相互作用称为系统的结构，一 定结构的系统在特定的环境下所具有的能力，称为该系统的功能。u 引 无论是福雷斯特还是钱学森，都承认系统动力学对社会经济系统有独特的观 点，必须要十分注意： ( 1 ) 社会经济系统不都是稳定和平衡的系统，不能片面的把仅适于解决稳定 系统的方法用来处理一切类型的社会经济系统。 ( 2 ) 一般情况下，没有必要针对经济系统寻求最优解，因为只有简单系统问 题才存在最优解。事实证明，对社会经济系统的主导部分加以改进获得的收益远 比实现非主导部分所谓最优化得到的收益要大得多。 ( 3 ) 对于物理、遗传科学的理论既不可盲目照搬，也不可完全排斥，而应有 的放矢地借鉴。 ( 4 ) 凡是对系统的行为有重要影响的变量都应该考虑在内，与其将那些不容 易量化或目前尚无法量化的参数排除在系统之外，倒不如将其粗略的估算在系统 之内。 ( 5 ) 重视描述性知识，很多大量的以文字描述性的知识往往被忽视，被认为 对建模无多大益处，不少建模人员在建模过程中偏爱数据，而把一些期刊上的丰 富信息拒之门外，认为没有学术价值。实际上，描述性知识包含了最深刻、最富 洞察力、最清晰的见解，他们往往成为成功的决策者和企业家们进行决策的依据。 ( 6 ) 社会经济系统的准确性与机械的准确性完全不同，机械的准确性可以精 确到小数点后七位甚至更多，而当社会经济系统的动态行为可能产生重大变化 时，其内部参数可能有四分之一的误差，甚至极个别情况下误差允许超过一倍。 清华大学王其藩教授认为：系统动力学的基本理论核心是唯物系统辨证观， 强调系统观，联系发展的观点，主要矛盾与矛盾的主要方面，事物的可知性，以 及实践是检验真理的标准。馏w 系统是客观的，普遍的，无所不在的。任何系统 的整体与部分，部分与部分，系统与环境之间都普遍存在着由于信息反馈而形成 的相互联系、相互制约与相互作用的关系。任何系统唯有在相互联系中才能存在， 也才能发展。在运用系统动力学分析解决系统的问题过程中，十分强调确定主要 变量和有它们组成的主要回路。客观世界是可知的，经济增长的波动，城市发展 的兴衰都源自社会经济的内部结构。系统动力学有一整套包括某些统计检验在内 的检验的方法与步骤，其核心是：强调以客观事实来检验模型，强调模型的应用， 并在应用实践中检验模型的可靠性与有效性。 不难看出，系统动力学是一门用于研究处理社会、经济、生态和生物等一系 6 武汉理工大学硕士学位论文 列高度非线性、高阶次、多变量、多重反馈、复杂时变大系统问题的科学，主要 研究对象为开放系统，采用一种定性与定量的结合，系统思考、系统分析及综合 与推理的方法，构建规范模型，变量按系统基本结构的组成加以分类，便于决策 者清晰的沟通思想，进行对存在问题的剖析和对政策实验的假设。系统动力学模 型( s dm o d e l ) 的建立，一般有六个步骤：第一，确定建立模型的目的；第二， 定性分析并确定模型边界；第三，绘制因果反馈回路，确定各变量要素之间的关 联；第四，确定存量与流量”并绘制系统动态流图；第五，编写变量方程并调试， 将数据进行比较并提出多个仿真方案：第六，将仿真方案与专家探讨，最终实现 综合集成。 系统动力学的建模过程便于实现建模人员、决策者、专家的三结合。基于这 些特点，系统动力学模型被誉为“社会经济系统的实验室 ，它可以定性定量的 剖析历史，分析现在及研究未来，是实现决策科学化的有力手段。对于以结构与 定量为主的系统动力学模型，其解决问题的过程实质上是寻优过程，可用来寻求 系统的较优结构与参数，以获得较优的系统功能。因此，用系统动力学的理论来 研究主导性高技术产业成长的动力机制是完全可行的。 。所谓存量指具有积累效应的变量。需要指出的是，这里的积累效应与平时所说的积累效戍不一样，该积 累效应是根据模型的需要设计的，而流量则主要是描述系统流通的变量，也是根据模型的需要而设计，除 存量与流量外其他变量均为辅助变量，这是绘制系统动态流图的基础。 f 7 武汉理工大学硕士学位论文 第二章影响主导性高技术产业成长的动力因素 既然主导性高技术产业成长的动力机制是一个复杂的动态系统，而主导性 高技术产业最根本的特征是技术创新，那么就可以根据影响技术创新的动力因 素为依据来验证这些动力因素是否能影响主导性高技术产业的成长。在查阅大 量相关文献，并与之前的相关课题相结合，归纳出影响技术创新的动力因素主 要有：技术推动因素、需求拉动因素、企业竞争因素和政府启动因素。 2 1 技术推动因素 技术推动因素是指能推动主导性高技术产业发展的高技术发明。没有经济 学家会否认技术推动因素对技术创新的重要影响力，也没有经济学家会否认技 术推动因素对经济增长的重要影响力。而主导性高技术产业的根本特征就是技 术创新，且其对经济增长有突破带动作用，所以，技术推动因素很可能是主导 性高技术产业成长的动力因素之一。 以无线电通信产业为例，早在1 9 世纪6 0 年代，麦克斯韦就预言了电磁波理 论，虽然该理论是由赫兹在过了2 0 年后才将其在德国的实验室里完整的演示出 来，1 8 9 0 年布兰里的金属粉末检波器和1 8 9 4 年洛奇在不列颠协会的无线电波接 受演示实验都进一步证明了该理论的存在和正确性。可是真正开始研究如何接受 信号的发明家还是波波夫，他在克罗士但达大学展示了一个重要的接受系统。嵋u 此时，并不存在谁对电磁信号有需求，也没有企业或政府对此感兴趣，而仅仅是 科学家们在实验室里，按照自己的兴趣进行的基础研究，然而这一切在1 8 9 7 年 马可尼在伦敦建立了无线电电报公司后彻底改变了。马可尼首次实现了船只与岸 上、海岸检查站之间、国家之间、以及最后是1 9 0 1 年跨越大西洋的无线电联络。 他的新公司第一个建立起国家间和船舶的定期无线电电报服务，德国人德律风根 的公司不久后也紧跟上来，他是一名高度成功的发明家和企业家。至此，无线电 通信产业不再是一家独大，而成为有两大企业并存的产业，一直到一战末期，世 界无线电通信市场都还由马可尼和德律风根所把持。无线电通信产业就这样一步 一步发展起来，期间技术推动的动力作用是毫无疑问的。 马克思的资本主义经济模型将技术放在资本品的核心地位，“资产阶级不 经常改革生产方式就无法生存 。嵋副马歇尔更是直接将“知识 描述为经济进 步的发动机。瞄驯虽然很多很有说服力的经济学家均对技术推动因素的重要性 予以肯定，但是只到2 0 世纪中后期才逐步有经济学家对其进行深入的研究并 8 武汉理工大学硕士学位论文 将该因素考虑进入经济模型。 索罗建立的新古典增长模型非常具有代表性，其特点是建立了一系列的传 统新古典假设： ( 1 ) 生产函数的回报值为一定值，这是与理想的竞争机制相匹配的假设； ( 2 ) 资本和劳动者的生产力的两个因素，其中资本是可积累的，劳动者 是不能积累并在私有经济机构中具有“最佳 的行为表现。嵋刨 索罗奠定了新古典增长模型的基石，证明了在相对简单的新古典增长环境 中如何能够获得全部产业的稳定增长的途径。产值和资本股票将以平衡的方式 增长，其增长速度与人口总数的增长速度和技术进步速度( 劳动生产力增强) 相等。没有人口增长或没有技术进步，由于仅仅依靠可积累因素，资本所得到 的利润回报率的降低，经济增长将消失。资本的积累导致生产回报下降，这将 成为长期投资中的障碍。只有两个外在因素( 人口增长和技术) 的共同作用才 能稳定经济增长。技术进步对经济的直接影响应当是以下两个方面的，直接提 高劳动生产率和资本回报率，从而导致附加投资产生额外收益。技术改革带来 的直接后果是资本积累，由此可以看出技术进步是经济增长的唯一源泉。 然而技术推动因素是如何推动技术创新的目前尚无定论，原因在于经济学 家对技术推动因素是否是技术创新的起源因素这个问题上存在分歧。很多经济 学家认为技术推动因素是技术创新的起源因素，包括熊彼特也认为：在创新中 需求拉动是不重要的，因为主动权掌握在生产者手中，消费者只是被动去接受。 啪。于是便产生了这样的看法：由于科学技术上的重大突破，使科学技术明显走 到了生产前面，并引起技术创新活动甚至形成技术创新高潮。对技术创新的需求 是由新的科学技术成果创造出来的，而并非是由人们的自觉意识或明确的目标市 场事先提出。 其实，技术推动因素会对其他动力因素产生直接或间接的影响。新技术产生 后，并不是直接对市场需求产生影响，而是会迅速引起政府或企业家的关注( 至 少一个主体的关注，也可能是两个主体同时关注) ，政府会考虑其对整个国家带 来的利益有多少，而企业家则会考虑该技术如果采用能为企业带来多少利润。一 旦其中一个主体认为该技术具有正效用，便会各自采取方法促进该技术完成技术 创新，即实现技术的第一次商业化运作。政府和企业会向议会或消费者宣传该技 术的优点，希望议会或消费者能够接纳它。若议会接纳该新技术，则会直接产生 政府采购、税收优惠以及大量的银行贷款，从而产生市场需求；而当第一个消费 者购买后，消费者会以自己的使用经历来判断该商品是否符合消费者的需求。如 果符合，会引致更多的消费者进行消费，促使新技术成为高技术从而产生市场需 9 武汉理工大学硕士学位论文 求，若不符合，则消费该商品的消费者会越来越少，使新技术成为淘汰技术。此 后，由于需求的扩大，生产主导性高技术产品的企业逐渐增多，产业规模逐步扩 大。据此，视技术推动因素为促进主导性高技术企业以至产业发展的动力因素之 一是可行的。 2 2 需求拉动因素 需求拉动因素是指社会对主导性高技术产品的需求，这里的需求包括社会 需求、政府和军事需求及企业发展需求等。需求拉动因素作为技术创新的起源 因素是由美国经济学家施莫克勒提出的，他认为：专利活动，也就是发明活动 与其他经济活动一样，基本上是追求利润的经济活动，它受市场需求的引导、 制约。汹1 而市场需求是这样引导技术创新的： l - 现有厂 2 _ 新厂投 3 - 一发明一专利一一新资本品投资 - 生产 t 。- - 。：夕 生科学 一r l 。赚引姒h 子 图2 - 1施莫克勒需求引导技术创新过程模型嵋引 很多人均认为蒸汽机是瓦特发明的，其实在他之前有一个叫纽克曼的苏格 兰铁匠就发明了当时最先进的蒸汽机，而纽克曼也是综合了在他之前的法国物 理学家德尼斯帕潘和英国发明家托易斯塞维发明的蒸汽机的优点，才在1 7 0 5 年发明了空气蒸汽机。但由于耗能大、笨拙、应用范围窄，仅能用于矿井抽水和 灌溉，甚至被当作宫廷玩具，所以没有被广泛推广。瓦特想制造一台更好的蒸汽 机，但是大学并不支持他，因为当时造一台蒸汽机需要几千英镑，而瓦特一年的 工资也才不过3 5 英镑，在几经波折后终于有个叫马太波尔敦的铁器制造商愿 意支助他，但前提条件是专利的三分之二由马太波尔敦获得。由于企业家观察 到潜在利益，对蒸汽机产生需求，使瓦特终于在1 7 7 6 年制成了有分离冷凝器的 单动式蒸汽机。这种蒸汽机比纽克曼的蒸汽机有显著的优点，可节省7 5 的燃料。 而此时的英国正是工业发展的如火如荼时期，工业极其缺乏动力，而瓦特的蒸汽 机出现之后，迅速的被运用到纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业 部门，后来又被用于船舶和火车等运输部门，极大的促进了经济的发展。晡试 想如果没有当初企业家马太波尔敦对蒸汽机的需求以及没有工业部门和交通运 输部门的对动力的需求，蒸汽机能够普及的这么快吗? 传统产业能够这么快的升 1 0 匮k 销 一 求需场市 武汉理工大学硕士学位论文 级吗? “蒸汽时代 能够这么快的来临吗? 而蒸汽机的运用正好符合施莫克勒 模型中的路径3 和路径4 ，在需求的影响下，新的资本品投资生产，从而实现 技术创新，高技术产业得以成长。 为了验证施莫克勒的观点，美国经济学家迈尔斯和马奎斯在1 9 6 9 年对5 个产业的5 6 7 项技术创新进行了调查，发现四分之三的技术创新由市场需求或 生产需求而来，只有五分之一的创新以技术本身的发展为来源。憧引此后，厄 特巴克在1 9 7 4 年的一项的研究中也得出结论：6 0 一8 0 的重要创新来自需求拉 动。 。 表2 - 1 技术创新的来源 创新目的创新数目所占百分比 技术能力 1 2 02 1 市场需求 2 5 74 5 生产需求 1 6 93 0 行政 2 14 总计5 6 71 0 0 资料来源：成功的工业创新一。 虽然技术创新只有新技术的出现，才可能完成技术创新。但是否认市场拉 动因素是更片面的，随着研究的进一步深入，技术推动因素和市场拉动因素逐 渐同时被考虑为促进技术创新的综合因素。而且就现实情况来看，科学、技术 和市场的关联是复杂的、互动的、多方向的；主要的技术创新起源因素因时间 不同、产生不同而有很大不同。 英国经济学家兰格里希通过对1 9 6 6 - 1 9 6 7 年被评为英女皇奖并且获得商 业成功的8 4 项技术创新项目的分析表明：需求与技术机会在创新上同等重 要，“关于技术创新安全也是最高程度的概括是：它必须是某种需要和某种技 术可能性的综合。 ( 图2 - 2 ) 唧1 英国经济学家罗森堡则强调在技术创新上， 技术和市场需求的共同作用，认为科学技术作为根本的、发展着的知识基础， 与市场需求的结构，二者在创新中以一种互动的方式起着重要的作用。1 新需求+ 一一+ 社会与市场需 构思生产h 项目确认h 研发h 设计h 生产制造h 销售_ 市场 新术。能力，+ 二二二二三前技术三生产最高羹平新麦术( 能力) ：当前技术与生产最高水平 图2 - 2 兰格里希综合因素引起技术创新模型 很明显，在兰格里希的模型中，完全可以将从项目确认到销售这一系列环 武汉理工大学硕士学位论文 节视为主导性高技术企业的经营过程。以新需求为起源因素考虑，一旦存在新 需求即消费者、企业或政府对某一方面的新技术存在需要，便对该新技术思考 进行生产( 当然一般情况下消费者不会构思新技术，而是企业为消费者进行构 思以谋求更多高额利润) ，同时也会产生社会与市场的需求。而构思生产完毕 后，新的技术理论产生，此时政府或企业会确定相关项目以对理论进行进一步 的研究，将理论进行实践以确定其可行性，一旦证明可行，便可着手开始设计 新产品，这每一个环节都有可能带来新技术，新产品生产出来后便进行销售， 如果得到认可，市场需求扩大，新技术产品便成为高技术产品，从而使企业规 模扩大，数量增多逐步发展成为主导性高技术产业。而整个过程的可逆更是可 以看作技术推动因素和市场需求因素互相影响循环的一个复杂的动态过程，这 样，将需求拉动因素看作是影响主导性高技术产业发展的动力因素也是应当 的。 2 3 企业竞争因素 市场是一种实施费用低、效率高的激励制度，而其最为有效的动力莫过于 竞争。美国的通用汽车公司和福特汽车公司可谓是一对老冤家，从国内市场打 到国际市场，无处不见这两者的竞争。1 9 0 3 年6 月1 6 日，福特汽车公司在底 特律的一间由货车车间改造而成的窄小工厂中宣告成立。然而，福特的日子并不 好过，因为工厂欠债太多，流动资金严重不足，在生产一个月时，银行余款仅有 2 2 3 美元。随时有可能被淘汰的压力也使福特的生产效率变得非常高，生产仅一 个月，其第一辆车便被卖出，这或多或少让福特的股东们喜出望外。由于汽车行 业竞争的激烈性，福特于1 9 0 8 专门设计制造一种“万能车_ t 型车，这种 车采用内燃引擎，使用性能好，不会被泥泞的道路所困，从而市场占有率迅速提 高。福特敏锐的观察到消费者的偏好，为了在市场上占有更大的竞争优势，福特 于1 9 1 3 年采用了批量生产的方法，并且在1 9 1 4 年提高自己企业员工最低工资的 标准以进一步促进汽车的销售量。在竞争的压力下，福特采取了一系列技术创新、 工艺创新和市场创新后，使福特在美国汽车市场上的占有率由1 9 0 9 年的1 0 上 升到1 9 2 1 年的6 0 。福特的极大成功给美国其他汽车制造商带来巨大竞争压力， 他们纷纷引进生产流水线，促进了生产流水线的推广，并进一步促进汽车产业的 发展。其中一些汽车公司合并成为通用汽车公司，他们通过增加汽车品种，更频 繁的更新车型，不但依靠产品工程师，更依靠大规模的产品研究开发来实现稳步 发展，进而在2 0 世纪3 0 年代成功战胜了福特公司。n u 虽然，企业竞争的结果 武汉理工大学硕士学位论文 必然是此消彼长，但是作为一个产业可以肯定的是，产业在生产技术和生产规模 方面都会呈现出稳定的向上增长的趋势。 企业要获得生存发展，必须在激烈的竞争中去争取，否则只有被淘汰。这 样，企业的积极性、创造性呼唤出来，激发了企业技术创新的动机和行为。然 而为了保证竞争有效激发技术创新行为、引导技术创新正常运作的重要作用得 以发挥，必须强调适度强度和规范性竞争。一方面，只有强度适度才能有效推 动技术创新，强度过弱不足以激发创新行为；而强度过大，又势必降低企业的 合理经济收益，削弱企业创新投入能力，使企业无力创新。另一方面，在不正 当、不公平