战略性新兴产业创新系统协同创新机理

孙帆

摘 要：戰略性新兴产业创新系统的发展是做大做强新兴产业集群的关键，如何提高新兴产业的自主创新能力是一个具有战略意义的问题。以前研究多集中在战略性新兴产业的评级体系构建或者影响因素研究，文中以系统动力学的有关理论和方法为基础，通过建立战略性新兴产业创新系统的动力学基本结构模型，分析创新系统中要素投入、创新孵化过程、创新效益3个子系统的作用机理，来研究整个战略性新兴产业创新系统的结构和运行机制。研究发现，整个战略性新兴产业是一个区域创新生态系统，子系统与子系统之间，系统内部之间都有着千丝万缕的联系，不可分割，尤其是政府在整个创新过程中都起到了至关重要的作用。在创新投入阶段，政府不断投入资金为创新过程奠定了物质基础提供持续动力;在创新孵化阶段，政府推进产学研合作，建立中介机构，实施知识产权保护制度等这些措施有效提高了创新效率;在创新效益阶段，政府和企业的良性互动为企业进一步创新提供了有力的保障，为政府政策的制定和有效实施提供了理论依据。关键词：战略性新兴产业;协同创新;系统动力学;子系统;运行机理

中图分类号：F 276.44 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2019）06-0673-06

Research on Collaborative Innovation Mechanism of Strategic Emerging Industry Innovation System

SUN fan

（School of Management，University of Shanghai for Science and Technology）

Abstract：In the 2018 government work report，Premier Li Keqiang pointed out that it is necessary to “make bigger and stronger emerging industrial clusters.” The development of strategic emerging industry innovation system is the key to enlarging and strengthening emerging industry clusters.How to improve the independent innovation capability of emerging industries is a strategic issue.Previous studies focused on the construction of rating systems or influencing factors in strategic emerging industries.This paper，based on the relevant theories and methods of system dynamics，through the establishment of the dynamic basic structure model of the strategic emerging industry innovation system，analyzed the mechanism of the three subsystems of factor input，innovation incubation process and innovation output，thus analyzing the whole structure and operational mechanism of the strategic emerging industry innovation system.The study found that the entire strategic emerging industry is a regional innovation ecosystem.There are inextricable links not only between subsystems and subsystems but also between internal systems.

In particular，the government plays a vital role in the entire innovation process.In the stage of innovation investment，has the continuous investment from the government lays material basis and provides continuous power for the innovation process.In the stage of innovation incubation，it is the government that promotes cooperation between industry，academia and research，and establishes intermediary Institutions and implement intellectual property protection system have effectively improved the efficiency of innovation.In the stage of innovation output，the benign interaction between the government and enterprises provides a strong guarantee for further innovation.Therefore，this paper provides a theory for the formulation and effective implementation of government policies.

Key words：strategic emerging industry;collaborative innovation;system dynamics;subsystem;operational mechanism

0 引 言

近年来，随着国内外高新技术的飞速发展，科技兴国，科技强国真正成为一个国家的战略目标，世界各国纷纷出台相关政策，我国也相继出台了《中国制造2025》《十三五国家战略性新兴产业发展规划》等政策，以及召开党的十八大，提出“推进绿色发展、循环发展低碳发展”的理念。2018年，李克强总理在政府工作报告中指出，要“做大做强新兴产业集群”，这些都表明我国国家和政府开始重视战略性新兴产业的培育和发展。对我国产业发展提出了更高的要求，伴随政府的有力支持和国际形势的良好态势，我国战略性新兴产业的发展将会迎来巨大的机遇与挑战。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用的产业[1]。从定义上来看，战略性新兴产业最大的特征是创新和突破，核心是自主创新技术，形成的新兴产业如新能源产业、高性能材料产业、生物产业等，具有绿色环保、低碳节能、可持续发展、优化资源配置等特征，对实现可持续发展、推进产业结构升级和转变有重大意义，而我国产业发展存在许多不足，产业结构中高能耗、高污染的重工业比重较大，带来许多弊端和隐患，比如劳动力成本过高、资源消耗大、环境污染严重、生产效率低等，从长远看这些弊端不利于国民经济的可持续发展，转变经济发展方式。发展一批战略性新兴产业，提升科技创新能力，实现科技强国和可持续发展是当下最为关键的任务。

1 研究现状分析

目前学术界有关战略性新兴产业的研究主要集中在新兴产业的概念与特征、新兴产业的选择与评价、新兴产业融资分析、政府定位与作用等几个方面。王兴旺聚焦高端装备制造产业创新与竞争力的评价研究，归纳总结前人研究以产品为视角进行创新与竞争力的评价，以上海海洋工程装备产业为例开展了具体分析[2]。曹兴、张伟等围绕自主创新能力的形成过程从产业内在的资源、能力和产业外部环境的动态变化2个层面构建了创新资源投入能力、自主创新执行能力、创新产出能力、创新环境支撑能力四项一级指标、13个二级指标所构成的评价指标体系[3]。张曼等基于灰靶双边匹配的决策方法研究了战略性新兴产业集群创新网络的形成机制，为企业间加深交流合作，加快协同创新提供了理论支持[4]。陈文锋、刘薇构建了产业导向性指标、产业带动性指标、产业市场化指标、产业创新性指标、产业效益性指标等5个方面的评价指标来衡量战略性新兴产业的发展质量，并以新一代信息技术产业为例进行了实证，证明了综合评价指标体系的可行性和可操作性[5]。孙丽艳、苗成林考虑影响技术创新能力的积极因素和障碍因素构建了战略性新兴产业技术创新能力的评价指标体系，采用熵权TOPSIS法对战略性新兴产业技术创新能力进行评价[6]。伍健、田志龙研究了政府补贴对新兴企业创新起到积极的正向作用，政府补贴兼具资源属性和信号属性[7]。储德银、杨姗则比较了财政补助与税收优惠对企业战略性新兴产业创新投入的激励机制，其中创新投入主要是研发经费投入与人力资本投入，发现财政补助与税收优惠对新兴产业创新投入2个方面的不同之处，为政府利用财税政策扶持战略性新兴产业发展具有一定意義[8]。李亚波采用企业会计综合打分和营业收入增长率2种方法判断企业生命周期，其中企业综合打分结果更加全面，然后采用OLS和LOGISTIC2种方法来展开回归，从而发现成长期和成熟期前期战略性新兴产业倾向于通过间接金融获得金融支持，而在成熟期后期和衰退期则更愿意选择股权形式获得融资[9]。韩庆潇、杨晨等则采用面板门槛模型分别实证检验了全样本以及不同企业性质样本中年龄异质性、任期异质性、教育水平异质性和职能背景异质性与创新效率之间可能存在的非线性关系并对不同性质战略性新兴产业给出政策及建议[10]。岳中刚则提出战略性新兴产业的发展是要融合先进技术、专利标准和商业模式，并以物联网这一战略性新兴产业案例做切入点深入剖析技术链与产业链的协同发展[11]。霍国庆认为战略性新兴产业具有多维度创新不确定性、多种规模企业共生性和多类产业交叉融合性3个典型特征，就创新技术满足需求和创新来源提出了4种战略性新兴企业技术创新模式并举例说明4种模式的典型企业案例[12]。从已有文献研究来看，大多数现有文献是在构建战略性新兴产业评价指标体系，再利用案例分析方法对战略性新兴产业创新能力进行实证，缺乏定量化、系统化的分析，而战略性新兴产业是一个以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用的产业，其发展必然联动内外多个企业和行业的发展，其所处环境更像是一个复杂的创新生态系统。文中利用系统动力学的因果分析图和系统流图对战略性新兴产业创新生态系统进行分析，以期阐明战略性新兴产业创新生态系统创新能力形成机制。

2 研究方法

系统动力学（System Dynamics）是20世纪50年代以来逐渐发展起来的一个经济数学的分支学科，是以信息反馈系统为研究对象，认识和解决系统问题的学科。系统动力学用系统思考的观点界定系统的组织边界、运作及信息传递流程以因果反馈关系描述系统的动态复杂性，帮助人们了解系统动态行为的结构性原因，分析并设计出解决动态复杂问题和改善系统绩效的解决方案。

系统动力学是研究复杂系统管理问题的一种有效手段，近年来，有许多学者应用系统动力学研究一些复杂多变非线性的问题。例如，王进富，张耀汀构建供给政策、需求政策、环境政策3个方面的科技创新政策对区域创新能力影响机理模型[13];张峥、王红倩利用系统动力学研究了医药行业技术创新影响因素及作用机制[14];陈捷运用系统动力学的原理分析了中国制造业企业技术并购过程中的创新过程[15];张清辉、廖明治采用系统动力学研究海尔集团互联网+技术创新模式[16]等。

3 模型构建

3.1 系统边界确定

系统动力学的研究对象一般为社会系统中某一闭合的子系统，系统边界既是对目标系统研究范围的界定，也是对系统构成要素的确定，对系统的行为模式具有决定作用[17]。将战略性新兴产业作为一个目标系统，其系统内部构成要素主要为企业本身、政府、高校、科研机构、中介机构、消费者。战略性新兴产业最大特征就是以创新为主要驱动力，高校和科研机构利用其自身先进的科研设备和众多学术人才的优势为企业源源不断输入创新人才和专利等创新知识，企业也为高校科研机构提供将知识转化为强大生产力的实践平台，进一步促进科研的持续发展;政府通过为企业提供财政支持政策倾斜，税收优惠，搭建创新交流平台等协助企业实现创新产出，企业形成自身强大的技术实力，通过一定的空间外溢效应和龙头带动作用带动区域创新企业，从而促进创新效率的整体提升。

3.2 因果关系图分析

根据上述系统边界分析文中将从资源获取子系统、创新孵化子系统，产出效益子系统3个子系统分析整个战略性新兴产业创新过程，找出其中各主体之间的的互动关系、反馈信息构建因果回路图，如图1所示

整个因果分析图主要由以下几条重要的信息反馈回路组成：

科研人员数→专利数量→新产品数→新产品销售收入→企业年利润→企业R&D经费投入→科研人员数

科研设备数→专利数量→新产品数→新产品销售收入→企业年利润→企业R&D经费投入→科研设备数

政府支持政策→税收激励政策→企业年利润→企业R&D经费投入→专利数量→新产品数→新产品销售收入→企业年利润→企业所纳税额→政府支持政策

政府支持政策→创新平台建设→中介机构数量→科技成果转化率→新产品数→新产品销售收入→企业年利润→企业所纳税额→政府支持政策

新产品销售收入→企业年利润→产业吸引力→新加入企业数量→技术引进→技术消化吸收→新产品数→新产品销售收入

3.3 子系统流图分析

因果回路图能揭示和描述一个复杂系统各影响因素之间非线性多元化的关系，并以简单明了的方式将复杂的逻辑关系展现出来，下一步还要结合系统动力学的流程图对因果分析图中的因素区分变量性质，定量的分析影响战略性新兴产业创新发展的关键因素是如何作用的，从而有针对性提出建议方案。为了便于理清思路，分析更加细致，文中也从要素投入子系统、创新孵化子系统、创新产出子系统3个子系统来研究战略性产业的创新系统的系统流程。

3.3.1 要素投入子系统

从图1可以看出，要素投入子系统中包含多个子变量，科研人员数、科研设备数、中介机构数量、R&D经费投入等，这些要素不是单独地发挥作用，要素与要素之间，要素与系统之间相互配合相互协同，以多种方式共同发挥发用，推动创新发展，形成创新模糊前端。关于创新要素投入指标的选择，不同的研究有不同的选取标准，易平涛等从不同层面考察，设置了包括R&D人员全时当量，企业开发新产品经费、科技拨款占地方财政支出比重等6个指标[18]，熊国经、熊玲玲等在用E-TOPSIS改进因子分析法研究泛珠三角洲区域高校科技创新能力的时候以研究与发展全时人员、当年科技经费拨入总数、拨入研究与发展经费3个指标作为创新投入的评价指标[19]，因此选用最具代表的企业R&D经费投入作为创新投入的存量指标。

由图2可以看出，企业的用于创新研发的支出主要由3部分组成，政府科研资金补助、金融机构融资支持、企业自身用于R&D研发经费，当然还有其他渠道的资金来源。就创新活动特点来看，创新科技创新活动周期长、风险高，在整个过程始终伴随着很大的不确定性，这些特征决定了科技创新需要政府不断加大投入，比如华为公司把每年不少于收入的10%用于创新科技研发。对此，一方面应增加财政支出中用于科技的研发投入比重，同时增加R&D投入力度;另一方面，应运用PPP等模式，充分发挥政府资金的杠杆效应，鼓励各种民间资本成为研发投入的重要来源[20]。一项新技术被开发出来进入市场成为一项创新产品一般会给企业带来巨大的效益，直观表现就是销售收入的增加，销售收入的增加会带来市场供求关系的变化以及一定的产业影响力，产业影响力会吸引外部的资金、人才，会使政府进一步财政投资，金融机构贷款支持等。因此，創新资金在政府、企业、金融机构之间无限良性循环，相互促进相互推动，提升区域经济发展，为企业、政府等各方中介机构带来更多创新收益。

3.3.2 创新孵化子系统

创新孵化是一项复杂且漫长的过程，也是最为关键的承上启下的一个阶段。由图3可知，企业的科研活动主要围绕专利数量这个存量，专利又分为发明专利、实用新型专利、外部设计专利，专利是科技创新的成果，用来衡量创新活动开展程度和科研产出成果具有一定的科学性，每年都有许多专利在不断增加。科研人员是专利申请的主体，产学研合作机制是企业与高校之间，企业与科研机构之间进行的长期的一项合作，高校、科研机构利用自身的科研平台，人力资源、设备资源等成为企业创新能力提升的重要来源，提高企业的创新效率。产学研协同创新要以国家和市场需求为导向，紧密关注国家需求和市场动态，建立以企业为主体、市场为导向的产学研协同创新体系是提高战略性新兴产业创新能力与创新绩效的关键[21-22]，同时，知识产权保护制度的建立极大地保障了企业专利产权带来的利益，消除了知识外溢的顾虑，提高了企业自主创新的意愿和动力。据报告显示，每年众多的专利真正转化为产品并带来一定效益的只有少数，这其中有多种原因，但中介机构数量和质量的缺失成为一个重要的因素。中介机构的作用是利用自身的专业知识、专业技能为企业创新活动提供咨询、沟通连接、辅助等服务，中介机构一方面是传达企业与科研机构高校之间的信息交换，一方面又以政府政策为导向，使企业的创新活动符合国家政策，符合市场要求。由此可见，中介机构不仅起到了桥梁的作用也起到了创新活动催化剂的作用。

3.3.3 创新产出子系统

创新不仅能够给企业带来经济效益，更重要的是能够导致企业技术积累，提高企业核心竞争能力，为企业带来创新效应，推动企业迅速成长。由图4可知，创新给企业带来的巨大经济效益的同时又会促进企业进一步加大R&D经费投入，用于科研人员的雇用及培训、科研器材设备、专利技术的购买等。对外企业所纳税额增加，政府税收增加，政府又会进一步扶持科技产业的发展，划拨更多科研经费，完善出台法律法规、科技政策。另外，企业创新收入增加，年利润增加，拉动市场创新需求，带动更多企业加入，吸引金融机构进行投融资贷款等，随着加入的企业、资金、人员逐渐增多，区域产业配套设施形成体系，进一步提高创新效率加快创新产业发展的步伐。

3.4 总系统流图

基于上述对各个子系统的分析，可以得到整个战略性新兴产业创新系统的系统流图，如图5所示。整个创新系统由创新要素投入子系统、创新孵化子系统、创新效益子系统3个子系统构成。从图中看到3个子系统不是割裂开来，而是相互联结互为因果，各个子系统的主体也不是单独存在单独起作用，而是相互协作配合。要素投入子系统包括多个主体有资金、人员、设备、平台等，从组织内外部及生物环境当中获取资源和能量为创新孵化和创新效益子系统奠定物质基础。创新孵化子系统是整个创新过程的中间环节也是最为关键的环节，多个创新主体和中间机构协同合作使得创新活动得以顺利进行，产生了创新效益子系统。创新效益子系统是要素投入和创新孵化子系统运动产生的结果更为前面两者提供动力，因此也是动力子系统，3个子系统相互作用缺一不可形成多条信息反馈回路，揭示了创新系统协同作用机理。

4 结论及展望

战略性新兴产业是一个产业集群，囊括许多不同的产业，涉及多个主体，整个企业创新过程是一个多因素共同作用的动态不确定过程，存在多条信息反馈回路，回路中各因素之间的反馈程度决定了企业内部技术创新能力的发展水平。良好的创新环境加上创新投入要素的协同配合是企业创新生态系统持续运转的动力，良好的创新环境要靠知识产权保护制度、人才引进制度等制度保障，资金人才设备等要素支持。创新要素的协同配合要兼顾各方利益，同时也需要制定相应的利益分配制度，不同的分配制度带来不同的激励效果。通过研究还发现，政府在整个创新过程中都起到了至关重要的作用，在创新投入阶段，政府不断投入资金为创新过程奠定了物质基础提供持续动力;在创新孵化阶段，政府推进产学研合作，建立中介机构，出台知识产权保护制度等这些措施有效提高了创新效率，优化了创新环境;在创新产出效益阶段，政府和企业的良性互动为企业进一步创新提供了有力的保障。因此，要想创新过程顺利进行下去必须深入解读政府政策，加强与政府之间的合作交流。但政府措施对不同企业的影响效果、政府对企业创新活动的作用路径等还需进一步的实证探究，系统中哪些因素是关键影响因素哪些因素影响较小以及各个因素对创新能力的具体作用机制还需加入实际数据构建动力学模型进行运算仿真和政策模拟，这将是下一步的研究方向。

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（责任编辑：张 江）