CAS理論視角下產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)研究

葉暉

摘 要：創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)集群保持競爭優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，多主體協(xié)同創(chuàng)新能進(jìn)一步有效提高產(chǎn)業(yè)集群整體創(chuàng)新能力。從CAS理論視角出發(fā)，對產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特征進(jìn)行分析，并基于CAS理論的刺激—反應(yīng)模型，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)對創(chuàng)新環(huán)境的刺激—反應(yīng)行為模型。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)集群;協(xié)同創(chuàng)新;CAS理論

中圖分類號：F260 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號：1673-291X（2019）06-0026-03

引言

隨著計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)全球化步伐加快、市場競爭加劇，產(chǎn)業(yè)集群所面臨的挑戰(zhàn)和不確定因素也在急劇增加，集群內(nèi)企業(yè)需要根據(jù)各種因素和對未來的預(yù)測做出快速反應(yīng)，創(chuàng)新能力和應(yīng)變速度已經(jīng)成為決定產(chǎn)業(yè)集群競爭力的關(guān)鍵因素。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新作為一種新的創(chuàng)新模式對于產(chǎn)業(yè)集群繼續(xù)保持競爭優(yōu)勢、獲得持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

外部經(jīng)濟(jì)理論的一個(gè)重大貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了一種產(chǎn)生聚集的“空氣”——協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境[1]。在這種環(huán)境中，集群主體可以持續(xù)不斷地與環(huán)境、與其他主體相互促進(jìn)、相互協(xié)作，在交互過程中，各個(gè)底層主體改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，形成上一層次的、整體層次上的新的結(jié)構(gòu)、現(xiàn)象及更復(fù)雜的行為?？梢?，產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新是一個(gè)自組織過程，其正負(fù)反饋機(jī)制的非線性作用促發(fā)了集群創(chuàng)新系統(tǒng)的協(xié)同演化，同時(shí)也使其演化行為具有復(fù)雜性、動態(tài)性和非均衡性。而這些特性，無法完全用傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法論來理解和研究。

密歇根大學(xué)霍蘭（John H.Holland）教授提出的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（Complex Adaptive Systems，簡稱 CAS）理論將宏觀表現(xiàn)與微觀行為進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。宏觀方面，強(qiáng)調(diào)主體的層次性、多樣性與聚合性，強(qiáng)調(diào)主體與其周圍環(huán)境及主體間的相互作用使系統(tǒng)不斷演化;微觀方面，強(qiáng)調(diào)主體的主動性和適應(yīng)性，主體通過與環(huán)境及其他主體的非線性交互作用“學(xué)習(xí)”或“積累經(jīng)驗(yàn)”，并且根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)以某種方式把“經(jīng)歷”記住，使之“固化”在其以后的行為方式中，改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，以便更好地生存和發(fā)展[2]。CAS理論強(qiáng)調(diào)的這些特點(diǎn)能彌補(bǔ)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)理論在刻畫產(chǎn)業(yè)集群動態(tài)行為上的不足，因此，將CAS理論應(yīng)用于正在由基礎(chǔ)到復(fù)雜、線性到非線性過渡的集群創(chuàng)新問題具有一定優(yōu)越性。

一、產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)基本架構(gòu)

協(xié)同創(chuàng)新概念起源于弗里曼（Freeman），他認(rèn)為，協(xié)同創(chuàng)新是一種系統(tǒng)性創(chuàng)新，由企業(yè)、客戶、中介機(jī)構(gòu)和供應(yīng)商等通過垂直或水平的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)形成的一種網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新模式[3]。隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的復(fù)雜性和環(huán)境的復(fù)雜性不斷提升，創(chuàng)新的難度也不斷提高，單憑企業(yè)或集群自身能力很難完成更復(fù)雜的創(chuàng)新活動。因此，為優(yōu)化創(chuàng)新資源配置，加快知識與信息的傳播與擴(kuò)散，彌補(bǔ)個(gè)體創(chuàng)新能力不足，同時(shí)降低創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)創(chuàng)新從單個(gè)企業(yè)內(nèi)部向企業(yè)外部延伸，從集群內(nèi)向位于集群外的高校、科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、服務(wù)咨詢機(jī)構(gòu)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會甚至政府機(jī)關(guān)等等延伸，產(chǎn)業(yè)集群與政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、中介組織等多種要素相互協(xié)作結(jié)成復(fù)雜的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，各種不同形態(tài)與性質(zhì)的組織，彼此間形成互相依賴、競爭與合作的互動關(guān)系，使知識、技術(shù)、信息、資金、物資、人才在產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)順暢交流和轉(zhuǎn)化，構(gòu)成為一個(gè)資源共享、互補(bǔ)優(yōu)勢的協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)（如下頁圖1所示）。

產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中，企業(yè)是核心創(chuàng)新主體，對創(chuàng)新行為起著關(guān)鍵作用，根據(jù)各自承擔(dān)的功能任務(wù)可以分為如下幾類：核心企業(yè)、供應(yīng)商企業(yè)、客戶企業(yè)、競爭企業(yè)、互補(bǔ)企業(yè)，他們之間相互作用而形成橫向鏈與縱向鏈兩種結(jié)構(gòu)關(guān)系并進(jìn)行互動。縱向鏈中，供應(yīng)商為核心企業(yè)提供內(nèi)部生產(chǎn)要素，處于核心企業(yè)上游，客戶企業(yè)則是處在下游的產(chǎn)品需求者，這種高度依賴關(guān)系促使協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)生。橫向鏈中，競爭企業(yè)與核心企業(yè)間存在競爭行為，激烈的競爭要求企業(yè)不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新，是創(chuàng)新原動力，但單個(gè)企業(yè)很難有持續(xù)不斷的創(chuàng)新能力，因此各企業(yè)之間也需要有協(xié)同合作;互補(bǔ)企業(yè)是為核心企業(yè)提供資源、生產(chǎn)要素、基礎(chǔ)設(shè)施等條件的關(guān)聯(lián)企業(yè)，本身存在著互利關(guān)系，他們之間開展協(xié)同創(chuàng)新更能達(dá)到利益擴(kuò)大化。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中的主體還包括政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、中介組織等，他們不進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，不屬于創(chuàng)新活動的直接行為者，但能為創(chuàng)新活動提供必要支持和專業(yè)服務(wù)，起創(chuàng)新能動作用。政府通過制定相關(guān)政策制度或建設(shè)基本設(shè)施，引導(dǎo)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群健康發(fā)展，是創(chuàng)新活動的扶持者和推動者;高校、科研機(jī)構(gòu)作為知識和技術(shù)的支撐機(jī)構(gòu)，不僅是新知識、新技術(shù)的創(chuàng)造者，還通過教育、培訓(xùn)等方式將知識和技術(shù)進(jìn)行推廣傳播，將科研成果轉(zhuǎn)化為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動實(shí)現(xiàn)其市場價(jià)值，是創(chuàng)新活動的智力源;創(chuàng)新離不開金融的支持，金融機(jī)構(gòu)能為集群的科技創(chuàng)新提供資金保障，實(shí)現(xiàn)金融與科技的有機(jī)結(jié)合，各類中介組織能為集群創(chuàng)新系統(tǒng)中的各行為主體提供專業(yè)化的各種咨詢與培訓(xùn)服務(wù)，建立各種非正式網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)系統(tǒng)中各行為主體之間的交流[4]，是創(chuàng)新活動的活力保證。

二、產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的CAS特性

霍蘭教授提出現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)通常具備四個(gè)特性：聚集、非線性、流和多樣性。從產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的整個(gè)形成和運(yùn)作行為分析，產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)具備復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的基本特性，是典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。

1.聚集性。聚集指系統(tǒng)中主體可以相互黏著形成多個(gè)體聚集體（多主體），多主體還可以繼續(xù)粘著形成更為復(fù)雜的聚集體[5]。從本質(zhì)上講，產(chǎn)業(yè)集群本身就是企業(yè)集聚和共生的結(jié)果，產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中企業(yè)、政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、中介組織等各主體聚集一起通過協(xié)同合作產(chǎn)生有機(jī)聯(lián)系，在整體層次上凸顯出更復(fù)雜的行為活動，形成規(guī)模更大、能力更強(qiáng)的新的組織結(jié)構(gòu)。在這個(gè)組織結(jié)構(gòu)中，技術(shù)人才更聚集、信息資源更豐富、交流共享更通暢。因此，相對于單個(gè)主體，它擁有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力和價(jià)值增值能力，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各個(gè)主體功能的簡單疊加之和。

2.非線性。非線性的本質(zhì)是事物之間的相互作用，說明相互聯(lián)系的事物不是單方面的影響，而是相互影響、相互制約和相互依存的[6]。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)由多個(gè)不同類別的、具有不同行為特征的主體組成網(wǎng)絡(luò)狀，主體的資金、技術(shù)、勞動力之間的相關(guān)作用，研究開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、市場創(chuàng)新的反饋?zhàn)饔茫瑒?chuàng)新活動過程中各主體的協(xié)同作用，都反映了他們之間的相互影響、作用、依賴，非簡單的、被動的、單向的因果關(guān)系，而是主動適應(yīng)的、正負(fù)反饋的非線性復(fù)雜關(guān)系。

3.流特性。流指主體之間乃至主體與環(huán)境互動過程中出現(xiàn)的信息流、能量流、物質(zhì)流等等。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中，上下游企業(yè)從原料采購到產(chǎn)品生產(chǎn)到商品銷售，合作企業(yè)從知識共享到經(jīng)驗(yàn)交流到技術(shù)創(chuàng)新，以及企業(yè)與政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、中介組織等其他主體間的合作與互動，無不存在著知識、技術(shù)、信息、資金、物資、人才的交流和轉(zhuǎn)化，即使是競爭企業(yè)，不考慮知識溢出等流的存在，競爭主體間也可以通過消費(fèi)需求媒介實(shí)現(xiàn)信息的間接流通。因此，信息流、能量流、物質(zhì)流廣泛存在于產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中，他們的通暢流動能保證系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.多樣性。多樣性指主體之間存在著各種差異性。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的創(chuàng)新主體在規(guī)模、能力、實(shí)力上存在較大差異，創(chuàng)新活動的方式和過程也會有多種不同選擇，每一次具體的協(xié)同創(chuàng)新行為需要涉及到系統(tǒng)中多種不同的要素組合，因此創(chuàng)新行為所取得的成效和影響范圍也會因?yàn)闂l件的差異而存在差別。產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的構(gòu)成主體和演化過程都具有多樣性特征，也是其產(chǎn)生復(fù)雜性的重要原因之一。

三、基于刺激—反應(yīng)的產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)模型

CAS理論的刺激—反應(yīng)模型是對主體的適應(yīng)和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行的描述，通過模型描述說明主體對環(huán)境的適應(yīng)反應(yīng)能力。模型包括三個(gè)部分：探測器、規(guī)則集、效應(yīng)器。其運(yùn)行基本原理是：探測器接收外部輸入信息，主體根據(jù)規(guī)則集將探測器獲取的信息與之進(jìn)行匹配，效應(yīng)器接收到消息后做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，這是一個(gè)循環(huán)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程，多個(gè)規(guī)則能夠同時(shí)作用并進(jìn)行更新。

產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，其創(chuàng)新主體與外界環(huán)境間不斷進(jìn)行著刺激—反應(yīng)的交互行為（如圖2所示）。探測器是產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)與環(huán)境交互的核心機(jī)制之一。探測器感知產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境激勵(lì)信號，并迅速把信號傳輸給系統(tǒng)各創(chuàng)新主體。通過探測器感受的外界刺激是形成協(xié)同創(chuàng)新的動力，如市場需求、競爭壓力、知識外溢、社會成本等，以及系統(tǒng)創(chuàng)新主體的協(xié)同合作帶來知識技術(shù)、資源條件、溝通便利等益處。多種創(chuàng)新驅(qū)動因素交織一起形成信息集合，創(chuàng)新主體將從探測器中獲取的信息集合與系統(tǒng)的創(chuàng)新規(guī)則集進(jìn)行比對，如果這些信息有利于新知識的獲取、新技術(shù)的產(chǎn)生、新產(chǎn)品的形成，有利于創(chuàng)新周期的縮短、創(chuàng)新能力的提升、創(chuàng)新效用的擴(kuò)大，即是成正反饋的積極作用，則可進(jìn)行強(qiáng)化，反之則需弱化處理，由此也就激活了效應(yīng)器做出行為反應(yīng)，如對創(chuàng)新規(guī)則及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整等等，效應(yīng)器響應(yīng)輸出的信號會反作用到環(huán)境，引起環(huán)境的某些變化。從模型運(yùn)行過程可以看到，產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的發(fā)展在要求創(chuàng)新主體適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)，也要求創(chuàng)新主體能發(fā)揮主觀能動性在一定程度上改變甚至創(chuàng)造環(huán)境。

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Abstract：Innovation is very important to maintaining the competitive advantage and sustainable development of industrial clusters.Multi-agent collaborative innovation can further effectively improve the overall innovation capacity of industrial clusters.From the perspective of CAS theory，analyzes the structure and characteristics of collaborative innovation system of industrial cluster，and builds a stimulation-response behavior model to innovative environment of collaborative innovation system of industrial cluster based on stimulation-response model of CAS theory.

Key words：CAS theory;industrial cluster;innovation

[責(zé)任編輯 劉嬌嬌]