集群創(chuàng)新網(wǎng)絡知識動態(tài)增長研究:基于過程視角

周 文,陳 偉,郎益夫

(1.哈爾濱工程大學經(jīng)濟管理學院,黑龍江哈爾濱150001; 2.哈爾濱學院經(jīng)濟管理系,黑龍江哈爾濱150001)

集群創(chuàng)新網(wǎng)絡知識動態(tài)增長研究:基于過程視角

周 文1,陳 偉1,郎益夫2

(1.哈爾濱工程大學經(jīng)濟管理學院,黑龍江哈爾濱150001; 2.哈爾濱學院經(jīng)濟管理系,黑龍江哈爾濱150001)

設計知識創(chuàng)新與擴散的影響機制,將知識增長績效的影響因素納入動態(tài)過程,構(gòu)建集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型,運用復雜網(wǎng)絡理論和仿真技術(shù)對東北三省新能源汽車集群創(chuàng)新網(wǎng)絡進行實證仿真,研究集群創(chuàng)新網(wǎng)絡知識增長績效的演化規(guī)律及其影響因素.結(jié)果表明,在知識動態(tài)增長的模擬過程中,集群創(chuàng)新網(wǎng)絡存在知識動態(tài)增長的突變點,知識擴散與創(chuàng)新的累積效應受知識擴散條件的約束.對于知識增長績效,無標度網(wǎng)絡相比實際網(wǎng)絡更具優(yōu)勢.最優(yōu)知識增長績效要求網(wǎng)絡中的企業(yè)具有適度的創(chuàng)新能力和吸收能力,而企業(yè)之間的交流頻率,轉(zhuǎn)移意愿,準則相似度和網(wǎng)絡知識溢出效率越高,知識增長績效越高.

創(chuàng)新網(wǎng)絡;知識擴散;主體能力;擴散強度;平臺障礙

1 引 言

集群創(chuàng)新網(wǎng)絡是產(chǎn)業(yè)集群企業(yè)通過合作創(chuàng)新,利用知識互補效應,溢出效應和勞動力流動效應等加快企業(yè)的學習和創(chuàng)新過程,降低創(chuàng)新風險,實現(xiàn)知識水平和創(chuàng)新能力快速提升的重要支撐平臺[1].雖然集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的企業(yè)主體具有異質(zhì)性,但是在合作創(chuàng)新的動態(tài)過程中,企業(yè)通過集群創(chuàng)新網(wǎng)絡能夠達到異質(zhì)多主體系統(tǒng)的一致水平[2],因此企業(yè)擁有的知識能夠在一致的合作創(chuàng)新關(guān)系中通過集群創(chuàng)新網(wǎng)絡進行擴散和創(chuàng)新,其動態(tài)增長影響著企業(yè)的創(chuàng)新實現(xiàn)和集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的發(fā)展.深入研究集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識動態(tài)增長問題,對于提升企業(yè)的知識增長績效和促進集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的發(fā)展具有重要意義.

目前,關(guān)于知識動態(tài)增長的研究包括知識增長績效演化規(guī)律和影響因素等方面.其中知識增長績效演化規(guī)律的研究以仿真分析和案例研究為主.Cowan等[3]系統(tǒng)地構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識擴散的動態(tài)模型,分析了不同知識交互方式對知識擴散績效的影響;Kim等[4]構(gòu)建了R&D網(wǎng)絡的知識擴散過程模型,研究了知識擴散績效與網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的關(guān)系;Wang[5]利用智能體仿真方法構(gòu)建了集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識轉(zhuǎn)移擴散過程模型,分析了個體動機對知識轉(zhuǎn)移擴散績效的影響.Hanaki[6]和Blumenberg[7]等對集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中知識擴散績效演化過程進行了案例研究.知識增長績效影響因素的研究則以統(tǒng)計分析,調(diào)查研究為主.如Phelps等[8]通過對77家通信設備制造業(yè)企業(yè)的追蹤性調(diào)查探討了集群網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對知識創(chuàng)新的影響,認為技術(shù)合作伙伴的多樣性和網(wǎng)絡密度對提升知識創(chuàng)新績效具有重要影響.Broekel等[9]認為認知,社會,組織和地理的臨近性對企業(yè)在集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的知識績效的影響并不一致.Chen等[10]從社會資本,動機,機會和能力的角度強調(diào)了人的因素對集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中企業(yè)的知識共享和知識績效具有重要影響.Zheng等[11]指出企業(yè)組織文化,組織結(jié)構(gòu),公司策略和組織有效性的耦合作用是企業(yè)在集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中提升知識創(chuàng)新績效,知識競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵.知識增長績效的影響因素還包括知識粘滯度[12],網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[1,13]和成員類型[14],合作行為策略和交互偏好[15],集群環(huán)境和社會嵌入性[14]等.

上述研究為知識動態(tài)增長問題的研究奠定了基礎(chǔ),但是由于偏重知識擴散,知識轉(zhuǎn)移績效的研究,結(jié)合知識擴散與知識轉(zhuǎn)移的綜合分析并不充分,而且基于實際網(wǎng)絡的仿真文獻也較為缺乏.由于動態(tài)過程模型及其實現(xiàn)的復雜性,上述研究對知識創(chuàng)新與擴散過程的考慮比較簡化,演化模型所設定的知識創(chuàng)新函數(shù)形式以指數(shù)增長和線性增長函數(shù)居多[3,16?18],而且知識擴散函數(shù)所考慮的因素并不能充分反映實際情況.此外,關(guān)于知識增長績效的影響因素,現(xiàn)有研究較少考慮其作用強度和重要性在知識創(chuàng)新與擴散過程中所發(fā)生的變化,難以全面深入揭示知識創(chuàng)新與擴散的績效演化規(guī)律.

針對現(xiàn)有研究的局限性,本文基于過程視角和知識創(chuàng)新與擴散的耦合關(guān)系,設計了知識創(chuàng)新與擴散的影響機制,以此為依據(jù)將知識增長績效的影響因素納入知識創(chuàng)新與擴散的動態(tài)過程,從而改進知識創(chuàng)新函數(shù)和知識擴散函數(shù),構(gòu)建集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型.在此基礎(chǔ)上,以東北三省新能源汽車集群創(chuàng)新網(wǎng)絡作為實際網(wǎng)絡,運用復雜網(wǎng)絡理論和仿真方法對實際集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長績效進行實證仿真,主要研究以下問題:知識增長績效在知識創(chuàng)新與擴散的動態(tài)過程中具有什么演化規(guī)律?哪些因素對知識增長績效產(chǎn)生影響,產(chǎn)生什么影響?如何控制和調(diào)整這些影響因素以提升知識增長績效?

2 知識增長過程模型

2.1 知識創(chuàng)新與擴散的影響機制

杜健等[19]指出影響知識轉(zhuǎn)移的影響因素包括知識交流,轉(zhuǎn)移意愿等,但由于知識擴散與創(chuàng)新是一個交互耦合過程,影響因素的界定范疇不僅包括知識轉(zhuǎn)移自身,而且還應該包括知識創(chuàng)新以及知識創(chuàng)新與擴散的耦合過程,基于上述考慮,本文從知識創(chuàng)新,知識擴散以及二者的耦合過程角度界定知識增長績效的影響因素包括主體能力,擴散強度,平臺障礙和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),并由此設計知識創(chuàng)新與擴散的影響機制,具體如圖1所示.其中,主體能力包括集群企業(yè)主體的創(chuàng)新能力和吸收能力,創(chuàng)新能力是企業(yè)對知識的再生產(chǎn)能力,吸收能力是企業(yè)對直接擴散或間接擴散知識的理解和接受的能力;擴散強度包括集群企業(yè)的交流頻率和知識的轉(zhuǎn)移意愿,知識轉(zhuǎn)移意愿體現(xiàn)了企業(yè)合作創(chuàng)新的意愿和集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的開放度,交流頻率體現(xiàn)了企業(yè)之間合作創(chuàng)新聯(lián)系的強度;平臺障礙包括集群企業(yè)的準則相似度和集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識溢出效率,準則相似度是企業(yè)組織文化和價值體系的相似程度,相似程度越高,企業(yè)之間的創(chuàng)新合作效率和交流頻率就越高,合作創(chuàng)新存在知識的垂直溢出和水平溢出[20],其溢出效率表現(xiàn)為企業(yè)通過直接或非直接合作獲得知識的效率;網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的企業(yè)及其相互之間創(chuàng)新合作關(guān)系的反映.

圖1 知識創(chuàng)新與擴散的影響機制Fig.1 Infuence mechanism of knowledge innovation and diffusion

知識可劃分為“交易型知識”和“廣播型知識”[3].由于“廣播型知識”具有溢出效應特點,能夠在集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中廣泛流動,因此本文限定分析“廣播型知識”在集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的擴散與創(chuàng)新過程.

對于“廣播型”知識而言,當集群企業(yè)的知識水平存在知識勢差時,集群企業(yè)在知識轉(zhuǎn)移意愿的影響下決定知識的發(fā)送水平,發(fā)送的知識受到知識擴散約束條件和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的影響.其中知識約束條件包括知識距離,知識差異和網(wǎng)絡距離,知識距離是指集群企業(yè)知識有效擴散的距離,知識差異是在滿足知識距離限制條件下企業(yè)的實際知識差距,網(wǎng)絡距離限定了知識擴散的有效性范圍,知識擴散的具體方式和知識擴散的網(wǎng)絡距離限制由網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)決定.集群企業(yè)發(fā)送的知識最終以直接擴散和間接擴散的形式被網(wǎng)絡中的其他企業(yè)所接收,其中直接擴散受到企業(yè)之間的交流頻率,準則相似度,知識溢出效率和企業(yè)的吸收能力影響,而間接擴散則受企業(yè)之間的網(wǎng)絡距離,知識溢出效率和企業(yè)的吸收能力影響.企業(yè)通過集群創(chuàng)新網(wǎng)絡接收直接擴散和間接擴散的知識,與此同時企業(yè)還在自身創(chuàng)新能力的影響下進行自主知識創(chuàng)新,因此知識的接收量和自身的知識創(chuàng)新量綜合構(gòu)成了企業(yè)的知識積累,進而提升企業(yè)的知識水平.由于每個集群企業(yè)的知識稟賦不同,而且擴散強度,主體能力,平臺障礙和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對每個集群企業(yè)的影響具有差異性,所以集群企業(yè)的每一次知識創(chuàng)新和擴散后所積累的知識量不同,由此改變了企業(yè)的知識勢差,導致知識在集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中不斷流動和增長.

2.2 知識增長過程模型的構(gòu)建

集群創(chuàng)新網(wǎng)絡描述的是集群企業(yè)及其相互的創(chuàng)新合作關(guān)系,用G=(V,g)表示.其中V={1,2,...,N}表示企業(yè)集合,g表示所有創(chuàng)新合作關(guān)系集合,企業(yè)i和企業(yè)j之間的創(chuàng)新合作關(guān)系表示為ij,假設創(chuàng)新合作關(guān)系是對等的,即集群創(chuàng)新網(wǎng)絡是無向無權(quán)網(wǎng)絡.集群企業(yè)在網(wǎng)絡中的創(chuàng)新合作關(guān)系距離用最短路徑長度表示,若企業(yè)i和企業(yè)j在網(wǎng)絡G中不存在連通路徑,則企業(yè)i和企業(yè)j的創(chuàng)新合作關(guān)系距離=∞.

假設每個企業(yè)具有m維的知識,企業(yè)i的知識構(gòu)成用知識向量Si=(si,1,si,2,...,si,m)表示,對任意企業(yè)i和知識維度l,si,l>0.設定集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的企業(yè)擁有初始知識稟賦W=(w1,w2,...,wN).根據(jù)本文構(gòu)建的知識創(chuàng)新與擴散的影響機制,設定企業(yè)i的吸收能力為αi,創(chuàng)新能力為εi,知識轉(zhuǎn)移意愿為βi,企業(yè)i和企業(yè)j之間的交流頻率為fij,準則相似度為,知識距離為D(i,j),其中準則距離和交流頻率僅存在于具有直接創(chuàng)新合作關(guān)系的企業(yè)之間,而且由于知識溢出效率對于不同的知識擴散方式具有異質(zhì)性,因此本文設定具有直接創(chuàng)新合作關(guān)系的企業(yè)之間知識溢出效率為δ1,非直接合作的知識溢出效率為δ2.

企業(yè)根據(jù)自身知識積累水平不斷進行知識擴散,知識創(chuàng)新,其每一時期的知識創(chuàng)新增量和知識接收增量構(gòu)成了這一時期的企業(yè)知識水平增量,由此可以設定企業(yè)的知識創(chuàng)新函數(shù)和知識擴散函數(shù).

現(xiàn)有文獻[3,16?18]將企業(yè)的知識創(chuàng)新函數(shù)簡單設為指數(shù)增長或線性增長形式,這種假設不完全符合企業(yè)知識創(chuàng)新的實際情況.由于企業(yè)在進行知識創(chuàng)新過程中會存在如創(chuàng)新成本,創(chuàng)新能力和企業(yè)創(chuàng)新行為策略等實際限制,其進行知識創(chuàng)新所獲得的知識增量不可能呈現(xiàn)簡單的增長形式,而且由于企業(yè)的知識在一定時期內(nèi)不可能無限增長,因此本文假設企業(yè)在每一類知識存在知識上限.基于此,改進現(xiàn)有文獻采用的知識創(chuàng)新函數(shù),通過綜合考慮企業(yè)知識創(chuàng)新的實際限制,選用被證實具有普適性意義的反映S曲線特征的Logistic函數(shù)[21],結(jié)合企業(yè)的知識創(chuàng)新能力,構(gòu)建集群企業(yè)的知識創(chuàng)新函數(shù)

集群企業(yè)的知識擴散受到企業(yè)之間的交流頻率,準則相似度,企業(yè)吸收能力,知識溢出效率和網(wǎng)絡距離等的影響,通過以知識創(chuàng)新與擴散的影響機制為中介,將其與知識擴散過程進行融合,構(gòu)建集群企業(yè)的知識擴散函數(shù).

其中αi,l為企業(yè)i的第l類知識的吸收能力,fij,為企業(yè)i和企業(yè)j之間的創(chuàng)新合作關(guān)系距離,交流頻率和準則相似度,δ1和δ2為集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的直接和間接知識溢出效率,βj,l為企業(yè)j的第l類知識的轉(zhuǎn)移意愿,而Dl(i,j)為企業(yè)i和企業(yè)j在第l類知識的知識距離.

特別地,式(2)中的知識擴散約束條件對整個過程模型至關(guān)重要,其中∞是知識直接擴散和間接擴散發(fā)生的前提,βj,lSj,l(t)與Si,l(t)的關(guān)系表示在企業(yè)j的知識轉(zhuǎn)移意愿基礎(chǔ)上企業(yè)i和企業(yè)j的知識差異,這是知識接收的基礎(chǔ);知識距離D(i,j)是企業(yè)i和企業(yè)j進行知識擴散即發(fā)送和接收的限制條件[16],若企業(yè)i和企業(yè)j的知識距離過大,則由于兩個企業(yè)的知識相似度過小造成企業(yè)理解和學習困難,若知識距離過小,則由于兩個企業(yè)的知識相似度過大造成企業(yè)可以學習的程度太小,基于創(chuàng)新合作的實際限制,企業(yè)會放棄進行知識發(fā)送和接收,因此限定企業(yè)進行知識擴散的條件為6Dl(i,j)6,其中是第l類知識擴散的知識距離下限,是第l類知識擴散的知識距離上限.當知識擴散采取直接擴散方式時,δ=δ1,若為間接擴散時則δ=δ2,而且由于準則相似度和交流頻率僅存在于具有直接創(chuàng)新合作關(guān)系的企業(yè)之間,因此在間接擴散中有fij=0,=0.

企業(yè)i在t時期的第l類知識的知識創(chuàng)新增量和知識擴散增量構(gòu)成第l類知識的總增量(t),與前一時期的知識存量共同構(gòu)成當期企業(yè)i的第l類知識的積累水平,即

上述公式(1),(2)和(3)構(gòu)成了集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型.

3 仿真分析

根據(jù)知識增長過程模型,下面以東北三省新能源汽車集群創(chuàng)新網(wǎng)絡作為實際網(wǎng)絡,運用復雜網(wǎng)絡理論和仿真方法,通過實際網(wǎng)絡與三種經(jīng)典網(wǎng)絡對比,分析集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長績效演化規(guī)律及其影響因素.

3.1 仿真設置

東北三省新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群是我國汽車產(chǎn)業(yè)集群的重點區(qū)域,在《東北振興”十二五”規(guī)劃》等相關(guān)政策引導和支持下,以一汽集團,一汽大眾,一汽馬自達,哈飛集團,華晨集團為重點企業(yè),聚集一大批具有產(chǎn)業(yè)聯(lián)系的企業(yè),具有產(chǎn)學研合作關(guān)系的高校和研究機構(gòu),由此形成了以產(chǎn)品和技術(shù)的傳播與創(chuàng)新為目標的新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡.為了刻畫該集群創(chuàng)新網(wǎng)絡,通過滾雪球抽樣方法選取吉林長春的一汽集團,黑龍江哈爾濱的哈飛集團,遼寧沈陽的華晨集團等核心企業(yè)以及具有集群創(chuàng)新合作關(guān)系的企業(yè),高校和科研院所作為集群創(chuàng)新網(wǎng)絡成員,以實地調(diào)研即訪談和調(diào)查問卷相結(jié)合的形式獲取了聯(lián)合技術(shù)研發(fā)關(guān)系,專利聯(lián)合申請和論文合作發(fā)表,政府資助項目以及新能源汽車技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品研制的合作情況等數(shù)據(jù).經(jīng)過數(shù)據(jù)篩選和清洗后,確定135家企業(yè),高校和研究院所為東北三省新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的成員,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計量為:網(wǎng)絡規(guī)模N=135,平均度≈5.75,網(wǎng)絡密度D=0.043,網(wǎng)絡平均集聚系數(shù)C=0.379.

圖2 四種網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Topology structure graphs of four networks

網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)影響知識增長績效及其變動,為了揭示不同網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中知識增長績效的演化規(guī)律,分析網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對知識增長績效的影響,采用具有相同網(wǎng)絡節(jié)點規(guī)模和平均度的無標度網(wǎng)絡,小世界網(wǎng)絡和隨機網(wǎng)絡這三種經(jīng)典網(wǎng)絡作為集群創(chuàng)新網(wǎng)絡知識增長績效分析的對比網(wǎng)絡,其拓撲結(jié)構(gòu)特征及生成算法參考文獻[22].圖2顯示了四種網(wǎng)絡的具體拓撲結(jié)構(gòu),其中無標度網(wǎng)絡為BA無標度網(wǎng)絡,其節(jié)點數(shù)為135,密度為0.045,網(wǎng)絡平均集聚系數(shù)為0.154;小世界網(wǎng)絡為NW小世界網(wǎng)絡,其節(jié)點數(shù)為135,密度為0.044,網(wǎng)絡平均集聚系數(shù)為0.102;隨機網(wǎng)絡為ER隨機網(wǎng)絡,其節(jié)點數(shù)為135,密度為0.042,網(wǎng)絡平均集聚系數(shù)為0.041.

3.2 知識增長績效分析

圖3 整體知識水平變動Fig.3 Growth of overall knowledge quantity

根據(jù)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型,知識增長績效可從整體知識水平,知識水平增量,知識創(chuàng)新水平和知識擴散水平的角度進行測度和分析.圖3揭示了不同網(wǎng)絡的整體知識水平變動情況,從圖3可以看到四種網(wǎng)絡的整體知識水平均呈現(xiàn)S曲線變動形態(tài),這說明了不同網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的整體知識增長績效的演化規(guī)律具有相似性.知識增長速度作為整體知識水平變動曲線的斜率,其呈現(xiàn)先遞增后遞減的變化過程,這種S曲線形態(tài)與Rogers[21]提出的符合實際的創(chuàng)新擴散模型一致,表明本文的知識增長過程模型能夠在一定程度上擬合實際的集群創(chuàng)新擴散過程.此外,四種網(wǎng)絡在相同的初始仿真條件下,由于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的不同,其S曲線斜率的變化情況和最終收斂情況不同,這導致了知識增長速度和整體知識水平的差異,尤其是實際網(wǎng)絡最終收斂的整體知識水平量低于三種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),說明實際網(wǎng)絡并非知識創(chuàng)新與擴散的最優(yōu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).

知識增量水平變動由知識創(chuàng)新水平和知識擴散水平綜合構(gòu)成,反映了每一時期網(wǎng)絡知識水平的演化情況.在知識動態(tài)增長的模擬過程中,圖4–圖6分別反映了知識增量水平和知識增長績效,知識創(chuàng)新水平和知識創(chuàng)新績效,知識擴散水平和知識擴散績效的變動情況.

圖4(a)顯示知識水平增量變動存在雙峰形態(tài),其中第一個峰值點是知識增長績效的躍升階段的起點,第二個峰值點是知識增長績效的下降點,它代表著創(chuàng)新能力提升范圍的有限性[21].值得注意的是,與文獻[4,5]提出的知識水平增量變動為單峰形態(tài)不同,這里顯示的雙峰狀態(tài)不僅說明集群創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中知識增長的非線性過程,而且還進一步刻畫了知識增長差異的內(nèi)在機制,即第一個峰值點是知識增長差異的關(guān)鍵.對比圖5(a),圖6(a)的知識創(chuàng)新水平和知識擴散水平的變動情況可知,第一個峰值點是由網(wǎng)絡中的知識擴散引發(fā)的.具體來說,集群企業(yè)之間的知識擴散導致知識創(chuàng)新量的提升,二者通過耦合作用引發(fā)知識水平的迅速變動,形成企業(yè)知識水平分化的基本局面.在此基礎(chǔ)上,不同網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的知識總量和增長速度在開始快速增長和變異.因此,第一個峰值點實際上是網(wǎng)絡中知識量躍升和知識量分化的臨界點,本文稱之為知識動態(tài)增長的突變點.為了驗證第一個峰值點的存在性,本文考察了不同規(guī)模的網(wǎng)絡,發(fā)現(xiàn)這些網(wǎng)絡中均存在具有同樣特性的突變點.由此可知,知識動態(tài)增長的突變點廣泛存在于集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中,是集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中知識擴散機制的反映,表明了集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中知識增長的非線性效應,體現(xiàn)了集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識溢出價值.

圖4 知識水平增量和知識增長績效Fig.4 Increment of knowledge quotient and performance of knowledge growth

圖5 知識創(chuàng)新水平和知識創(chuàng)新績效Fig.5 Knowledge innovation quotient and performance of knowledge innovation

圖6 知識擴散水平和知識擴散績效Fig.6 Knowledge diffusion quotient and performance of knowledge diffusion

此外,圖4(b)的知識增長績效變動情況表明,四種網(wǎng)絡的知識增長績效排名是:無標度網(wǎng)絡>小世界網(wǎng)絡>隨機網(wǎng)絡>實際網(wǎng)絡.由此可見,對于知識增長績效,無標度網(wǎng)絡相比實際網(wǎng)絡更具優(yōu)勢.

3.3 知識增長績效的影響因素分析

由知識創(chuàng)新與擴散的影響機制可知,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),主體能力,擴散強度和平臺障礙對集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長績效演化存在影響作用,以下進一步研究這些影響因素如何影響知識增長績效,如何控制和調(diào)整這些影響因素以提升知識增長績效?

1)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與知識增長績效的關(guān)系

雖然四種網(wǎng)絡的節(jié)點規(guī)模和平均度值相同,而且網(wǎng)絡密度差異性很小,但是由圖2顯示的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可以看到四種網(wǎng)絡的集聚程度不同,節(jié)點度值分布具有明顯的差異性.為了分析網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與知識增長績效的關(guān)系,采用相鄰節(jié)點平均度值差異,最大度與最小度之差和節(jié)點度值標準差三個指標測度四種網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)差異,指標具體含義和計算公式參考文獻[24].由于度值分布的實質(zhì)是節(jié)點擁有的關(guān)系分布,為了易于理解,以下將度值分布稱為關(guān)系分布.

表1顯示四種網(wǎng)絡的三個指標值具有相同的排序情況,其中實際網(wǎng)絡的關(guān)系分布離散程度,關(guān)系分化的最大程度和關(guān)系的非對稱程度最為嚴重,即實際網(wǎng)絡的關(guān)系分布差異性最為顯著,其次是無標度網(wǎng)絡和隨機網(wǎng)絡,小世界網(wǎng)絡關(guān)系分布最均勻.由圖2和表1可知,實際網(wǎng)絡與無標度網(wǎng)絡都具有hub結(jié)構(gòu),即網(wǎng)絡中存在少數(shù)節(jié)點擁有異常大的度值,大部分節(jié)點的度值較小,網(wǎng)絡呈現(xiàn)中心集聚現(xiàn)象,但相比無標度網(wǎng)絡,實際網(wǎng)絡hub結(jié)構(gòu)過于集聚,關(guān)系分布的差異性非常明顯;與實際網(wǎng)絡和無標度網(wǎng)絡不同,小世界網(wǎng)絡和隨機網(wǎng)絡不具備hub結(jié)構(gòu),關(guān)系分布均勻.

表1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計指標Table 1 Statistical indicators of network structure characteristics

對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和知識增長績效的關(guān)系進行分析可知,在知識創(chuàng)新與擴散的過程前期,由于集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中企業(yè)的知識水平和知識距離較小,符合直接知識擴散約束條件的相鄰企業(yè)范圍最大,且間接知識擴散量較小,因此實際網(wǎng)絡與無標度網(wǎng)絡憑借其hub結(jié)構(gòu)能在知識創(chuàng)新與擴散過程的前期獲得較大的知識水平增量.由于實際網(wǎng)絡的關(guān)系分布具有顯著差異,引發(fā)了企業(yè)知識水平在演化過程中的嚴重分化現(xiàn)象,并導致突變時期網(wǎng)絡過高的知識擴散速度,在知識擴散的約束條件限制下,降低了知識創(chuàng)新與擴散過程中知識的擴散效率,使得實際網(wǎng)絡過早進入知識創(chuàng)新與擴散的減速增長階段,削弱了實際網(wǎng)絡的成長能力,最終影響網(wǎng)絡的知識增長績效水平.在知識創(chuàng)新與擴散過程的中后期,隨著集群企業(yè)知識水平和知識距離的不斷增大,符合直接知識擴散約束條件的相鄰企業(yè)范圍在不斷縮小,而且間接知識擴散量不斷增大,小世界網(wǎng)絡和隨機網(wǎng)絡憑借其較均勻的關(guān)系分布獲得相比實際網(wǎng)絡和無標度網(wǎng)絡更高的知識水平增量.另外,由于小世界網(wǎng)絡在關(guān)系分布方面比隨機網(wǎng)絡更具規(guī)則性,這導致了小世界網(wǎng)絡的知識增長績效高于隨機網(wǎng)絡.

因此,企業(yè)關(guān)系分布的差異性影響企業(yè)知識水平的不均勻程度,維持hub結(jié)構(gòu)和適度均勻的關(guān)系分布有利于知識增長績效的提升.優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)需要調(diào)整占據(jù)網(wǎng)絡hub節(jié)點位置的企業(yè)對創(chuàng)新合作伙伴企業(yè)的強選擇性偏好,避免優(yōu)勢企業(yè)和一般企業(yè)創(chuàng)新合作關(guān)系割裂和分化的現(xiàn)象,同時調(diào)整實際網(wǎng)絡中企業(yè)的關(guān)系分布,即扶持弱勢企業(yè)與優(yōu)勢企業(yè)廣泛建立創(chuàng)新合作關(guān)系,鼓勵弱勢企業(yè)采用產(chǎn)品和技術(shù)方面的差異化策略,進一步提高其知識基礎(chǔ)和創(chuàng)新合作的能力.

2)主體能力與知識增長績效的關(guān)系

由于主體能力,擴散強度和平臺障礙所包含的具體影響因素存在集對特點,即這些影響因素兩兩之間存在相互影響關(guān)系,因此可以通過仿真模擬集對影響因素的組合變化對知識增長績效的影響,由此分析這些影響因素與知識增長績效的關(guān)系.

圖7為主體能力分析的等高線圖,值得注意的是,等高線圖的橫軸和縱軸均表示集對影響因素取值的下限,而創(chuàng)新能力和吸收能力的上限分別設為0.1和1.以創(chuàng)新能力為例,當創(chuàng)新能力的下限取值越大,集群企業(yè)擁有的創(chuàng)新能力就越強,而且創(chuàng)新能力分布的一致性程度就越高.此外,圖7的等高線分別顯示的是知識增長績效,知識創(chuàng)新績效和知識擴散績效.

在知識創(chuàng)新與擴散的影響機制中,創(chuàng)新能力和吸收能力對知識績效的影響是不同的.圖7(a)和圖7(b)說明當企業(yè)的創(chuàng)新能力分布差異性明顯,而吸收能力較強且分布相對一致時,知識增長績效和知識創(chuàng)新績效就越高.這是因為知識創(chuàng)新不僅受到企業(yè)吸收能力的影響,而且與知識擴散存在耦合關(guān)系,受到知識擴散績效的影響.當吸收能力和創(chuàng)新能力的下限都取最大值,即當企業(yè)的吸收能力和創(chuàng)新能力都很強時,集群企業(yè)的知識差距迅速縮小,知識同質(zhì)化趨勢越加明顯,由于知識擴散條件的約束,知識創(chuàng)新與擴散的耦合過程被嚴重縮短,從而失去知識擴散與知識創(chuàng)新的累積效應.此外,雖然圖7(c)顯示最優(yōu)知識擴散績效所要求的吸收能力和創(chuàng)新能力的下限區(qū)域有三個,但是基于下限區(qū)域覆蓋范圍考慮,最優(yōu)知識擴散績效要求吸收能力下限取值較小,創(chuàng)新能力下限取值盡可能大,即要求企業(yè)吸收能力的差異性程度較大而創(chuàng)新能力較高.由于知識增長績效包含知識創(chuàng)新績效和知識擴散績效,圖7(c)與圖7(a)和圖7(b)中等高線區(qū)域的差異性說明知識創(chuàng)新績效對知識增長績效起主要作用.

圖7 主體能力和知識績效Fig.7 Subject abilities and performance of knowledge growth

因此,知識擴散的約束條件控制知識創(chuàng)新與擴散耦合過程的長度和知識擴散與創(chuàng)新的累積效應,而最優(yōu)知識增長績效要求企業(yè)具有較高的吸收能力和適度的吸收能力差異性.

3)擴散強度與知識增長績效的關(guān)系擴散強度包括具有直接創(chuàng)新合作關(guān)系的企業(yè)之間的轉(zhuǎn)移意愿和交流頻率.圖8為擴散強度分析的等高線圖,等高線圖的橫軸和縱軸同樣表示集對影響因素取值的下限,轉(zhuǎn)移意愿和交流頻率的上限均設為1.圖8說明轉(zhuǎn)移意愿和交流頻率的下限越大,即企業(yè)之間的轉(zhuǎn)移意愿和交流頻率取值越高,知識增長績效,知識創(chuàng)新績效和知識擴散績效越高.

圖8 擴散強度和知識績效Fig.8 Diffusion intensity and performance of knowledge growth

值得注意的是,圖8(a),8(b)與8(c)中最優(yōu)等高線區(qū)域的差異在于當企業(yè)交流頻率下限在較高區(qū)域取值時,最優(yōu)知識增長績效和知識創(chuàng)新績效均要求此時的轉(zhuǎn)移意愿下限取值較大,而最優(yōu)擴散績效則不同,當企業(yè)交流頻率下限在較高區(qū)域取值時,轉(zhuǎn)移意愿下限取值對最優(yōu)擴散績效的影響很小.這說明交流頻率對轉(zhuǎn)移意愿具有替代性作用,當集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的企業(yè)具有較高的交流頻率時,企業(yè)知識轉(zhuǎn)移意愿的差異性不對知識創(chuàng)新與擴散的耦合過程長度構(gòu)成影響,從而保證了最優(yōu)知識擴散績效.由此可見,企業(yè)之間的交流頻率和轉(zhuǎn)移意愿越高,集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長績效越高;對于最優(yōu)知識擴散績效而言,交流頻率對轉(zhuǎn)移意愿具有替代性作用.雖然提升集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中企業(yè)的交流頻率和轉(zhuǎn)移意愿是提升知識增長績效的重要路徑,但是現(xiàn)實中很難在短時間內(nèi)改變企業(yè)的知識轉(zhuǎn)移意愿,而且知識轉(zhuǎn)移意愿是企業(yè)本身的主觀意愿,其變化具有強烈的不確定性,因此利用交流頻率對轉(zhuǎn)移意愿的替代性作用,可以克服轉(zhuǎn)移意愿的主觀性,有利于推動和實現(xiàn)知識的擴散傳播.

4)平臺障礙與知識增長績效的關(guān)系

平臺障礙包括企業(yè)的準則相似度和知識溢出效率.圖9為平臺障礙分析的等高線圖,等高線圖的橫軸表示集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識溢出效率取值,縱軸表示準則相似度參數(shù)的下限范圍,準則相似度的上限設為1.圖9說明網(wǎng)絡知識溢出效率和準則相似度的下限取值越大,即集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中企業(yè)之間的準則相似度和網(wǎng)絡知識溢出效率越高,知識增長績效,知識創(chuàng)新績效和知識擴散績效越高.

圖9 平臺障礙和知識績效Fig.9 Platform barrier and performance of knowledge growth

4 結(jié)束語

集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的知識擴散與知識創(chuàng)新過程是企業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵.本文設計了知識創(chuàng)新與擴散的影響機制,將知識增長績效的影響因素納入動態(tài)過程,由此構(gòu)建集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型,通過仿真模擬發(fā)現(xiàn):(1)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中的知識動態(tài)增長過程存在突變點,它是集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中知識擴散機制和知識溢出價值的體現(xiàn);(2)對于知識增長績效,無標度網(wǎng)絡相比實際網(wǎng)絡更具優(yōu)勢;(3)知識擴散與創(chuàng)新的累積效應受知識擴散條件的約束,維持hub結(jié)構(gòu),適度均勻的關(guān)系分布以及適度的創(chuàng)新能力和吸收能力有助于知識增長績效的提升;(4)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡中企業(yè)之間的交流頻率,轉(zhuǎn)移意愿,準則相似度和網(wǎng)絡知識溢出效率越高,知識增長績效就越好.

本文基于過程視角設計的知識創(chuàng)新與擴散影響機制全面考慮了知識動態(tài)增長影響因素及其相互關(guān)系,構(gòu)建的集群創(chuàng)新網(wǎng)絡知識增長過程模型深度融合了知識創(chuàng)新與知識擴散的非線性耦合關(guān)系,但是由于僅對東北三省新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡進行實證和仿真模擬,未來研究需要結(jié)合更多的實際案例進一步深化和完善集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的知識增長過程模型.此外,基于異質(zhì)企業(yè)主體一致性前提下集群創(chuàng)新網(wǎng)絡與知識增長的共演化問題也是未來值得深入探索的問題.

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Knowledge dynamic growth in the innovation network of industrial cluster:Based on process perspective

Zhou Wen1,Chen Wei1,Lang Yifu2
(1.School of Economics and Management,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China; 2.School of Economics and Management,Harbin University,Harbin 150001,China)

By designing a infuence mechanism of knowledge innovation and diffusion,this paper embedded infuencefactorsofknowledgegrowthintothedynamicprocessandbuiltaprocessmodelofknowledgegrowth. Taking new energy auto industrial cluster network in the Northeast China as a case,this paper used complex network theory and the method of simulation to analyze the evolution of knowledge growth in the network and its infuence factors.The result shows that there is a catastrophe point of knowledge growth in the network. The accumulative effect of knowledge innovation and diffusion is restricted by the conditions of knowledge diffusion.Scale-free network has the advantage of knowledge growth compared with the real network.Optimal performance of knowledge growth requires frms in the network have moderate abilities of innovation and understanding.In addition,the more the frequency of cooperation,the more the willingness of knowledge transfer,the more the rule similarity among frms and the more the effciency of knowledge spillover,the better the performance of knowledge growth.

innovation network;knowledge diffusion;subject abilities;diffusion intensity;platform barrier11

F27;N949

A

1000?5781(2015)04?0 431 ?11

10.13383/j.cnki.jse.2015.04.00?

2013?12?04;

2014?05?02.

國家自然科學基金資助項目(70903015).

周 文(1984—),男,廣東羅定人,博士生,研究方向:網(wǎng)絡科學技術(shù)經(jīng)濟與創(chuàng)新管理,E-mail:vincizhou@126.com;

陳 偉(1957—),男,黑龍江哈爾濱人,博士,教授,研究方向:知識產(chǎn)權(quán)與創(chuàng)新管理,E-mail:chenwei 523shi@163.com;

郎益夫(1960—),男,吉林永吉人,博士,教授,研究方向:教育經(jīng)濟與管理,E-mail:langyifu 523shi@163.com.