（管理科学与工程专业论文）高技术企业集群知识创新建模与模拟研究.pdf

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形成网络式的合作关系是集群竞争力的重要来源。然而，如何能够使集群中各主体积极地组建 网络并使网络发挥其效应将直接影响了集群的知识创新效果，要解决这个问题，就必须对高技 术企业集群网络发展过程中企业的创新决策过程有一个深刻的了解。因为知识创新主要是由企 业来完成的，网络中的每个企业都具有决策活性，企业会做出不同的创新策略来适应企业的发 展战略。企业能否正确选择并贯彻合适的创新策略，不仅是集群网络能否顺利实现合作创新先 决条件，也是集群网络能否成功地进行持续创新和实现网络协同效应的关键。集群内合作网络 的形成取决于企业的创新模式的选择，企业的伙伴选择机制决定了集群网络的联结机制，企业 间的关系强度影响了集群企业间的知识共享效率。因此，研究企业不同的创新决策行为对企业 集群的影响，能够使集群主体在不同阶段制定正确的创新决策，以促进高技术企业集群的知识 创新，提高集群竞争力。 高技术企业集群知识创新建模与模拟研究 1 2 研究意义 1 2 1 理论意义 目前关于高技术产业集群创新研究主要关注于集群整体层面，学者们从政府角度和定性角 度对集群的创新管理进行了大量的研究。本文将站在企业层面，从集群内部，用定性和定量相 结合的方法，研究高技术企业集群的基本单位企业的行为对高技术企业集群的影响。高技 术企业集群创新优势实际上集群企业创新优势的加和，这种加和虽然通过放大与倍增效应才形 成集群整体创新优势，但其根本是源于集群企业创新优势的。因此，从集群内企业层面通过定 性与定量结合的方法对高技术企业集群创新的动态过程进行系统而深入的研究具有重要意义。 1 2 2 现实意义 作为一种能够有效提升区域竞争力的经济组织形式，高技术企业集群在经济发展中的地位 日益提高，如何提升高技术企业集群知识创新能力已成为学者、企业家与政府官员共同关注的 焦点，研究高技术企业集群的知识创新对区域经济发展和企业发展都具有十分重要的现实意义。 有的高技术企业集群能够健康发展，培育出众多灿若星辰的世界级企业，而有的高技术企业集 群却如同苟延残喘，甚至如昙花一现，企业普遍缺乏生机；有的集群企业能够迅速调动和整合 资源，实现快速成长，而有的集群企业却无法有效利用集群的竞争优势，甚至有的集群企业行 为被锁定，成长受到制约；我国如何培养出屹立于世界的顶尖级高技术企业集群，这是摆在我 国理论界和企业界面前的重要课题，研究企业的创新行为对高技术企业集群发展的影响，不仅 可以帮助企业制定正确的决策，还可以为政府制定相关政策提供理论依据和支撑，具有非常重 要的实践价值。 1 3 研究的问题及目标 本文将站在企业层面，研究集群网络发展过程中企业的重要创新决策行为即创新模式、伙 伴选择机制以及企业间关系强度对高技术企业集群知识创新的影响，首先要分析创新模式、伙 伴选择机制以及企业间关系强度的分类，建立企业创新决策对高技术集群知识创新影响的概念 模型，在此基础上建立基于加权小世界网络的高技术企业集群知识创新模型，探讨创新模式( 合 作创新模式、模仿创新模式和自主创新模式) 、伙伴选择机制( 技术能力机制、核心能力互补、 信誉、合作历史、实力相当和技术相似) 以及企业间关系强度( 强弱关系) 对高技术企业集群 知识创新的影响，以给高技术企业集群知识创新管理提供一定的指导。 2 ， 南京航空航天大学硕士学位论文 1 4 研究内容 本文将从企业层面研究企业的创新决策行为对高技术企业集群创新效果的影响。具体而言， 本文首先分析高技术企业集群网络的组形成过程中企业的各种创新决策，研究企业的创新模式 选择、合作伙伴选择以及网络关系对知识创新效果的影响。 第一章主要阐述了本文的研究背景、研究意义以及研究思路。 第二章主要介绍了本研究的主要理论基础以及现有研究综述：介绍了高技术企业集群的涵 义、集群网络中的各个主体及作用，并阐述了高技术企业集群的特征以及企业创新的知识来源； 介绍了网络组织理论和知识管理的相关理论以及企业集群中创新和知识交流网络模型的研究现 状，并分析了现有研究的不足。 第三章分析了高技术集群网络的形成的不同阶段企业的创新决策，阐释了企业的决策对集 群创新的影响，主要从以下方面阐述： 第一个阶段为企业的创新模式选择阶段，高技术企业集群中企业的创新模式主要有自主创 新、合作创新和模仿创新，这个决策结果直接决定了集群创新网络能否形成，因此对集群的创 新效果影响很大； 第二阶段为企业的伙伴选择阶段，决定了集群网络的联结机制，本章中结合已有研究和问 卷调查总结了六种伙伴选择机制：技术能力机制、核心能力互补机制、信誉机制、合作历史机 制、实力相当机制和技术相似机制，选择不同的合作伙伴直接影响到合作的成功与否以及企业 间知识共享的效率，因此，集群中企业的伙伴选择机制对集群的创新效果影响深远； 第三阶段为网络关系的治理阶段，这个阶段贯穿企业合作和创新的整个过程，因此，企业 在发展企业间关系时选择强关系网络还是弱关系网络直接影响了企业间知识共享的效率以及集 群中知识溢出效应，影响了知识在集群网络中的传播和扩散效果。 在以上三方面分析的基础上建立了本文研究的理论模型，第三章是本研究的重点之一。 第四章的模型建立主要建立在第三章建立的理论模型的基础之上。首先分析了高技术企业 集群网络的结构特征，证明其具有小世界特性，因此运用小世界网络来进行建模；在此基础上， 对高技术企业集群中企业间关系、创新途径、潜在合作伙伴以及知识维度提出了假设；将企业 问的关系强度作为模型网络联结边的权重，建立了不同创新模式下企业的知识创新过程模型和 高技术企业集群企业的伙伴选择过程模型，在此基础上完成了高技术企业集群知识创新网络模 型。本章是本文研究的重中之重。 第五章，本文对高技术企业集群知识创新过程进行了仿真实现，计算结果，并对结果进行 了分析。结果发现，合作创新模式下，集群的知识创新效果最高：发现自主创新能力是集群和 企业成长的根本原因，而模仿学习是集群这是增长的重要手段；另外，结果显示，核心能力互 3 高技术企业集群知识创新建模与模拟研究 补机制和技术能力机制能够促进集群的知识创新，而技术相似和实力相当机制则阻碍了集群的 创新。结果同时显示网络关系强度与集群的创新效果成正比。本章是模型仿真实现和仿真结论 部分，是本文重点之一。 第六章，在仿真结果的基础上，本文结合了实证研究和相关统计资料，对现阶段高技术企 业集群知识创新活动中存在的问题进行了梳理，并提出了提高集群知识创新效果的建议。 总之，本文立足于企业层面，紧紧围绕着企业的各个阶段的创新决策对集群的创新效果的 影响开展研究，建立了高技术企业集群的加权知识网络模型，比较全面又详尽地阐释了企业的 各种创新策略对集群知识创新效果的影响机理。 1 5 研究方法 ( 1 ) 文献分析与理论演绎。高技术企业集群中知识创新研究所涉及的内容较为复杂，因此 需要运用各种相关的理论去分析各种活动和关系。本文主要运用网络组织理论、知识管理理论、 复杂网络理论以及产业集群理论来研究高技术企业集群中的知识创新活动，学科交叉较多，所 以在研究过程中需要适当地融合这些学科各自的工具和手段，通过对现有理论成果的梳理、有 机结合、融会贯通，探求其中的规律，提炼本文的理论观点。 ( 2 ) 问卷调研。高技术企业的创新活动有相当的程度上是属于知识生产的范畴，而现行的 国民经济核算体系又是以实物资产的生产和消费为对象而设置的，因此，通过现有的官方统计 渠道难以获取高技术产业集群创新研究的第一手数据。这样，就必须开发出能为研究高技术产 业集群企业技术创新行为及其效果提供支持的调查系统以及相关的分析工具，以满足研究实践 的紧迫需求。因此，本文通过对长三角地区的高技术企业集群进行问卷调研，调查集群内企业 的创新模式、创新途径，合作伙伴选择的标准以及集群企业问的关系互动情况，以得到一些定 性的分析结果，来支持本文的网络模型建构。 ( 3 ) 网络建模。用小世界网络理论与方法建立高技术企业集群的知识网络模型，并对知识 创新过程进行建模，建立了知识网络动力学模型。 ( 4 ) 编程和计算机仿真。对于建立的加权知识网络模型，本文用v c + + 软件编程对创新过 程进行仿真实现，对仿真实现的结果用o g n 画图软件进行绘图帮助分析，分析高技术企业 集群的各种创新行为对知识创新效果的影响。 4 南京航空航天大学硕士学位论文 1 6 研究的技术路线 囡 囤 圉 图1 1 技术路线图 5 高技术企业集群知识创新建模与模拟研究 第二章基本理论及相关研究综述 2 1 高技术企业集群的相关理论 2 1 1 高技术企业集群的概念 国务院在国务院关于批准国家高新技术产业开发区和有关政策规定的通知中首次将高 技术企业定义为知识密集、技术密集的经济实体，即高技术企业一般是指以高新技术为基础， 知识、技术、资金和风险密集为特征的企业。当代高技术主要包括：电子信息技术、生物技术、 新能源技术、新材料技术、海洋开发技术、航空航天技术等领域。 高技术企业集群( h i - t e c he n t e 印r i s e sc 1 u s t e r ) 是指在某一特定的高技术领域内，通常以一 个或几个主导产业为核心，大量相互关联的高技术企业与支撑机构聚集于一定地域，知识链、 创新链、产业链及价值链结构完整，外围支持体系健全，具有持续竞争优势的、充满创新活力 的知识密集型网络组织体系【2 】，这种集群通常围绕在大学或研究机构的周围形成，是充满创新 活动的有机体。集群式发展能够提高企业的创新能力和竞争优势，而高技术企业集群也以创新 作为其发展动力。很显然，高技术产业集群是与传统企业集群相对应的一类集群，主要以高技 术为基础，企业之间以专业化分工和协作为基础构成具有稳定技术经济联系的网络体系，高技 术产业集群内部的信息流动非常复杂，涉及价值链不同环节之间的关联与互动。此外，与传统 产业集群所不同的是，高技术企业集群没有组件的次级系统和等级差别，它建立在企业之间优 势互补和能力集成的基础上，旨在促进具有诱人经济潜力的特定技术的开发及产业化。值得注 意的是，并非高技术企业集群中的所有企业都应该是高技术企业，高技术企业集群中同时还有 大量的非高技术企业存在。比如与高技术创新和生产活动相关的辅助机构如律师事务所、金融 机构等中介服务组织虽然不属于高技术企业范畴，但却是高技术企业集群不可或缺的重要组成 部分。 2 1 2 高技术企业集群的活动主体及作用 企业集群可以被看作一个小规模的国家创新系统，因为它的动态性、系统特性和成员间的 相互依赖是与创新系统相似的。高技术企业集群网络中，除了高技术企业之外，网络中的行为 主体一般还包括大学、科研机构、金融机构、政府部门等，而能够把这些具有不同背景的参与 者联系起来的，则是集群内部的中介机构，如图2 1 所示【3 】o 高技术产业集群的创新活动通过 这些主体的行动实现，主体之间的交互行为和相互依赖使得集群创新体现出一种“涌现”特征。 6 南京航空航天大学硕士学位论文 图2 1 高技术企业集群的主体 ( 1 ) 核心创新主体企业 在高技术企业集群中，不同的成员承担了不同的角色。企业创新虽然越来越依赖于企业之 外的互补知识和其他组织的创新成果，但企业始终位于创新过程中的核心位置，没有企业，就 不能完成新创意的商业化过程。而其余位于辅助地位的网络成员则在创新过程中为企业提供了 知识、人才、政策、资金等各种支持，它们与企业之间的联系，以及互相之间的关系被包含在 持续的个体及集体交互式学习过程中，促进了互补技能的流动，成为影响集群创新效果的重要 因素。迈克尔波特( 1 9 9 0 ) 指出集群内的企业具有持续的创新能力，并且日益成为技术创新的 中心。因此，高技术企业集群中最重要的经济单元，是参与创新实现创新增值的最直接行为主 体。 ( 2 ) 重要创新主体一大学和科研机构 作为知识、技术的支撑结构，大学和各种研究机构不仅可以创造新思想、新知识、新技术 等，还可以通过教育、培训以及成果转化等方式，有效地促进知识、信息、技术等的扩散或市 场价值的实现。所以，大学和科研机构是网络中参与创新的重要主体【4 】。大学和科研机构通常 都具有深度知识和分析能力，以及独立的和专业化的沟通技巧。这些能力使得它们在产业聚集 的整个过程中，都承担了支持性角色：促进信任和建立社会资本；通过论证和分析，定位集群 创导( c l u s t e ri i l i t i a t i v e ) 的战略方向和行动，推动创新和网络建立【5 1 。乔颖等( 2 0 0 2 ) 认为大学在 区域创新系统中的作用可以分为：人才培训；新技术的提供者；知识生产者：高技术产业化的 推动着和孵化器；科学教育、继续教育的中心和社会发展的促进者【6 1 。盖文启则认为在集群中 大学和科研机构对创新的作用主要有：不断地产生新的知识和技术；教育和培训的职能；直接 承担起衍生企业的角色，通过不断衍生出技术企业，而将高技术成果转化；建立科技园，担当 企业“孵化器”【4 】。 7 高技术企业集群知识创新建模与模拟研究 事实上，由于集群空间的有限性，从地理上看，很多集群的边界内并没有大学的存在，比 如在我国各地成立的许多园区就是这样。大学和科研机构往往位于集群的附近，这是因为大学 科研机构是首先存在的，然后才会带动周边产业的聚集和发展。但把他们算作集群内部的节点 也是合理的，一方面，集群是一个缩小了规模的区域创新系统；另一方面，大学和科研机构与 集群内部企业的交互非常频繁和密集，所以很多学者在研究时，都把集群内的企业与当地大学 和科研机构之间的联系看作是集群内部成员的联系。 ( 3 ) 服务主体一政府部门 政府不是创新活动的直接参与主体，但在积极营造区域发展的创新活动、促进创新网络的 形成与创新、有效规范市场行为以及挖掘区域内潜在创新资源方面，发挥着不可替代的作用。 所以政府部门应该在网络与行为主体之间扮演桥梁的角色，并通过积极参与营造“创新空气”， 使知识、信息的传递与扩散更加准确和有效。c a 吼e y 认为，高端集群的政策主要表现为政府充 当服务者的角色，没有过多的干预，集群政策着重于技术创新和交流、专业技术培训、引进高层 次人才，建立企业间的协作网络，并在集群的竞争策略和规划目标上予以指导1 7 】。 在最近5 0 年世界各国高技术产业的发展中，无论在何种高科技产业领域，政府实际上都是 一个不容忽视的行为主体。由于高技术产业投资风险大，会造成私人资本的投资不足，因此政 府为了保持自己区域的产业创新，采取各项措施促进投资。另一方面，政府通过促进企业间合 作以及促进大学、研究机构与私人企业的合作降低企业的投资，从而增加私人资本收益率。政 府提供信息服务，促进集群内知识溢出。实际上，中国的大多数高技术企业集群都是由政府圈 地发起的，因此，政府的作用对高技术企业集群来说更是不可或缺【8 】。 ( 4 ) 辅助主体，金融机构 企业集群的创新过程和发展升级离不开金融资本的支持。在实际发展过程中，新产业区内 往往集中了大量的金融机构，特别是在高技术企业集群中，金融机构更是表现为空间的聚集， 区域内一些创新基金、风险投资机构、本地的商业银行以及证券市场等提供的金融资本直接影 响到创新活动的产生于增值过程。研究表明，区域内良好的银企关系，对于企业的成长和发展 的作用非常重要，特别是在高技术产业集聚区内，大量的风险投资机构的存在，对于一些高技 术中小企业的创业与成长非常重要1 4 】。 学者们在总结硅谷创新的成功经验时，认为硅谷的成功除了拥有世界一流的大学( 斯坦福 大学) 、创新企业家的集聚和拥有高技术移民等支撑因素外，高度集中的风险基金和风险管理起 着决定性的作用【9 j 。我国浙江集群经济的异军突起，很大程度上是因为集群企业家可用的金融 资本的规模和便利性远远超出了其他地区。因此，与其说各类金融机构构成了集群创新过程的 支撑环境，毋宁说，他们本身就是集群创新过程中不可或缺的重要成员。 8 南京航空航天大学硕士学位论文 ( 5 ) 服务主体一中介机构 作为高技术企业集群网络节点的中介服务机构，虽然不是创新主体，但作为创新活动的主 要辅助者，在促进企业创新和发展，以及促进产业集群成员之间的创新网络形成和发展方面， 发挥着一种重要的“粘合作用” 高技术企业集群中的中介机构包括各种行业协会、商会、创业服务中心等组织机构以及律 师事务所、会计师事务所等各种形式的中介组织。作为市场的中介，这些组织兼具市场的灵活 性与公共服务性等两方面的特点，不仅可以有效协调与规范企业的市场激活资源，进而增强区 域内创新的活力【4 】。它们可以从内部提升集群的运作水平，也可以从外部促进集群的发展。中 介组织可以帮助建立新的企业，吸引其他组织加入集群。在产品数量猛增、产品变得日益复杂 的环境中，中介机构作为信息中介，将会有效地传递市场中的信息和技术或者帮助企业规范行 业中的行为。 2 1 3 高技术企业集群的特征 与传统意义上的企业集群相比，高技术企业集群具备不同的特征，学者们从不同角度进行 了分析【1 0 ，1 1 - 1 2 l ，本文通过总结和扩展，认为高技术企业集群网络的主要特征表现在以下几个方 面。 ( 1 ) 知识密集性 互联网的普及使组织间从实体网络进入到知识网络，使得自然资源、财务资源、劳动资源 的取得，变的容易而迅速，对于一个组织的关键资源，不再是传统的土地、原料、资本或劳动， 而是知识，高新技术集群的发展需要极大的知识依托。 高技术企业集群是以知识密集为特征，建立在知识和信息的生产、分配和使用基础上的知 识经济，集群的主流是发展高技术，需要集成复杂知识，研究开发需要大量投资，生产技术密 集型产品，高技术企业集群中的产品附加值高，集群带动性强，可迅速成为区域经济的主导。 ( 2 ) 创新性 高技术企业集群的发展动力是企业的不断创新，技术创新是最重要的竞争手段，企业集聚 是为了充分利用区域中的创新资源，增强创新互动，提高创新效率。而且在高技术企业集群中， 技术创新活动以根本性创新为主，创新的结果常常是产生全新的产品和技术，迅速淘汰原有的 过时的技术和产品，其创新需要消耗较多的资源。高技术集群的发展是以不断的技术创新为基 础的，持续的创新可以不断提高和保持集群企业的核心竞争力，而这种不断提高的核心竞争力 正是集群尤其是高技术集群内企业发展和生存的基础。 ( 3 ) 合作性 高新技术产业创新活跃，产品生命周期短，定制化程度高，研发费用投入高、风险性和不 9 高技术企业集群知识创新建模与模拟研究 确定性大等原因，单个企业难以具备创新所需要的全部资源，生产过程往往由若干企业根据不 同产品情况灵活构成，因而高新技术产业中企业的创新合作活动比较频繁，产业集群多以弹性 组成的企业生产网络集聚形式出现。同时，随着全球经济一体化和网络技术的发展，生产方式 更加灵活多样，供应链延伸和专业化协作普遍实行，高新技术产业集群的合作行为愈加频繁。 集群内企业和知识产生机构之间的双方优势互补，将真正成为创新的发动机。实现整个商业生 态系统或网络组织的目标，协作、合作是l + 1 2 实现的根本，是网络组织系统效能产生之源i l 们。 可以说，在高技术企业集群中，各要素彼此共通性和互补性相联结的，相互关联的产业和创新 活动是高技术产业集群的本质特征，是高技术企业集群的核心内容，高技术企业集群中各个行 为主体正是通过合作才形成了创新网络。 ( 4 ) 知识共享性 集群企业创新网络可以提供企业技术创新中需要的知识，使企业共享互补性知识，企业间 形成了良好的学习机制和知识共享机制。稳定的技术经济联系的网络体系使创新的便利性、知 识的创造与共享、营销协同效应充分发挥。企业间转移的不仅仅是编码化的显性知识，同时， 由于创新网络的特征，高技术企业集群中的知识流和信息流包括大量隐性知识的共享。面对面 的知识和信息流通是高技术企业集群生成的重要机理。高技术企业集群内企业、大学、科研机 构和中介组织地理上的集聚便于企业通过集群行为主体间的互动建立稳定和持续的关系，为组 织内和不同组织问的隐性知识准确地传递和扩散创造条件，从而促进创新活动的开展i l 引。 ( 5 ) 高投入、高风险、高回报 高技术企业集群其产品具有世界范围的市场和更高的附加值，产品利润高，产业发展速度 快，对经济发展起主导作用。但是，高新技术产业开发需要投入大量的高级人力资本和先进的 仪器进行研究，而且研发时间长，因此前期需要大量的投资，资金密集程度非常高，产品存在 巨大的研发失败的风险。但是一旦研发成功并且市场开拓成功，高新技术产业所获得的回报也 是惊人的。高技术在后来者没有开发出来之前，其收益是垄断性的，即使后来者模仿掌握，由 于其市场的先期开发、技术标准的先期“锁定”、规模经济的先期形成，其仍可以获得可观的速 度效应、规模效应、关联效应。 ( 6 ) 产品生命周期短 高新技术总是具有一定的相对性，一项技术放在不同的时期来看所获得的评价就不同。比 如汽车产业在2 0 世纪初期曾是高新技术产业，但是在现在就是传统产业了。有趋势表明，高新 技术转变为传统技术的进程正在