基于三螺旋模型的產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新機制研究

黃曼 朱桂龍 劉芳 李云健

摘 要： 以三螺旋模型為基礎，旨在探討產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的演進及動力機制。通過分析中潛股份有限公司的案例，運用潛水設備行業(yè)2014—2018年的發(fā)明專利數(shù)據(jù)計算信息熵，探討企業(yè)、大學與科研院所間的協(xié)同創(chuàng)新關系。研究結(jié)果表明：（1）潛水設備行業(yè)中產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求是產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新演進的起源;（2）潛水設備行業(yè)中企業(yè)、大學、科研院所三者獨立自主，又有緊密的聯(lián)系，三螺旋演進依賴于大學和科研院所與企業(yè)的緊密合作，而優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品技術輸出是推動產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新演進的關鍵所在;（3）政府應積極參與產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新過程，發(fā)揮其引導作用，通過建立一系列有效的機制為協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)提供制度保障。

關鍵詞： ?三螺旋模型;產(chǎn)學研合作;協(xié)同創(chuàng)新

中圖分類號： ? F273.7 ? ?文獻標志碼：A ? ?文章編號：1009-055X（2020）01-0072-10

doi：10.19366/j.cnki.1009-055X.2020.01.007

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的背景下，世界主要發(fā)達國家把創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展作為提升國家競爭力的重要環(huán)節(jié)。世界范圍內(nèi)已經(jīng)存在多個以知識、創(chuàng)新為基礎，技術、開發(fā)轉(zhuǎn)化為源泉的科學園區(qū)，這為產(chǎn)學研的合作互動奠定了基礎。產(chǎn)學研合作是指大學、企業(yè)和科研院所基于資源互補，通過一系列合作聯(lián)盟方式促進科技創(chuàng)新的一種活動[1]。成功的產(chǎn)學研合作需要便捷的交通、通信良好的生活環(huán)境、便利的基礎設施以及政府優(yōu)惠政策的扶持等條件。近年來，隨著科技發(fā)展的日新月異，產(chǎn)學研合作作為一種典型的科技創(chuàng)新模式，迅速成為全球各國提高創(chuàng)新能力的有效路徑[2]。

為了深入探討產(chǎn)學研合作中三者間的協(xié)同創(chuàng)新機制，學術界開展了大量關于產(chǎn)學研合作中大學、科研院所與企業(yè)之間的三螺旋模型分析[3-4]。但是，目前尚缺少關于協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中大學、企業(yè)和科研院所各主體之間相互影響機理和演進機制的研究。因此，本文基于創(chuàng)新管理領域中備受關注的三螺旋理論（Triplehelix Model），通過中國知網(wǎng)CNKI收集相關的理論文獻與數(shù)據(jù)，采用定性與定量分析兩種方法，對其演進方式與相關動力因素進行探討。本文的研究成果對進一步了解產(chǎn)學研三者間的協(xié)同創(chuàng)新現(xiàn)狀，推動和發(fā)展產(chǎn)學研合作創(chuàng)新提供理論借鑒。

一、國內(nèi)外文獻綜述

1.產(chǎn)學研合作

關于產(chǎn)學研合作（IndustryUniversityResearch Collaboration），現(xiàn)階段還沒有比較權威的定義。20世紀初，合作教育（Cooperative Education）這個概念被首次提出，大學與當?shù)仄髽I(yè)逐漸開展合作的模式，并利用“工學交替”的方式使大學人才在工作中運用操作技能，向工程技術人才發(fā)展[5]，這是國外產(chǎn)學研合作出現(xiàn)的雛形。20世紀末期，國外逐漸深入探索產(chǎn)學研合作，理論支持的文獻也在快速增加。產(chǎn)學研合作其實是擁有不同本質(zhì)的組織通過合作進行資源互相利用，取長補短來實現(xiàn)各自的目標的活動[6]。但是，各自的優(yōu)點和有效資源僅僅表示各方具有潛力去合作，而不代表各方都有意愿去積極合作。例如，國內(nèi)學者郝萍和史艷紅指出，產(chǎn)學研合作是指在各種外部環(huán)境的影響和推進下，產(chǎn)學研各方一起簽署合同來共享優(yōu)勢資源，并全程參與以確保資源被高效使用，促進企業(yè)甚至整個行業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新的一種合作形式[7]。雖然產(chǎn)學研合作相關的資料在逐年補充，我國對其運用也在不斷地進步，但相關探究尚處在初級階段，也無法避免一些缺陷的出現(xiàn)。從1998—2018年發(fā)表的有關產(chǎn)學研合作的論文來看，國內(nèi)研究重復現(xiàn)象嚴重，大多數(shù)學者都在研究產(chǎn)學研的合作模式[8-10]。

2. 三螺旋模型

本文所提及的三螺旋模型即國內(nèi)外文獻中提到的三螺旋理論，簡稱TH理論。該模型由美國學者 Etzkowitz和荷蘭學者Leydesdorff提出[11]。在對“斯坦福大學-硅谷科技園”等創(chuàng)新領域奇跡的研究當中，他們發(fā)現(xiàn)大學、產(chǎn)業(yè)與政府之間通過對組織、制度等合理的安排設計，能具備螺旋演進的動力，提高信息共享能力，從而提高三者間的資源利用效率，最終提高組織效益。因此，Etzkowitz和Stevens兩位學者構建出三螺旋理論并闡述了大學、產(chǎn)業(yè)和政府三者間通過不同的制度安排、不同的路徑選擇，會形成不同的三螺旋架構體系[12]215-238。隨后，該理論在中國得以發(fā)展。國內(nèi)學者通過不斷研究中取得了很多研究成果，如“產(chǎn)學研”“官產(chǎn)學”等都是在三螺旋理論的基礎上發(fā)展而來的，這對我國創(chuàng)新事業(yè)的發(fā)展起到了重要的作用[13]。其中，傳統(tǒng)的“產(chǎn)學研”合作理論與三螺旋模型的差異在于政府的參與程度。

3. 協(xié)同創(chuàng)新

協(xié)同創(chuàng)新是技術創(chuàng)新模式從封閉轉(zhuǎn)向開放的必然結(jié)果，是系統(tǒng)科學思想在創(chuàng)新系統(tǒng)頂層設計活動中的必然體現(xiàn)，是對開放式創(chuàng)新和三螺旋理論的進一步提升。其中，哈肯等從物理研究領域的視角出發(fā)最先提出協(xié)同創(chuàng)新理論，通過系統(tǒng)內(nèi)的熵增等指標，揭露了系統(tǒng)內(nèi)不同成分存在協(xié)同合作的關系[14]。他通過在物理學領域?qū)ο到y(tǒng)能量熵值的科學分析得出，在包含多個主體的系統(tǒng)中，主體之間可通過協(xié)同與合作，使產(chǎn)出達到“1+1>2”的效果。也就是說，協(xié)同創(chuàng)新結(jié)合了協(xié)同機理與創(chuàng)新，即協(xié)同體通過相互合作、創(chuàng)新，有效結(jié)合了創(chuàng)新資源與相關要素，在系統(tǒng)間相互影響，使包含多個協(xié)同體的創(chuàng)新系統(tǒng)的效益最大化，多于獨立個體效益的總和。目前，對協(xié)同創(chuàng)新的研究更多體現(xiàn)在其運行模式上，三螺旋模型也是協(xié)同創(chuàng)新的形式之一[15]。我國對協(xié)同創(chuàng)新的理論研究相對較晚，基于國外提出的協(xié)同創(chuàng)新理論，我國眾多學者開始研究協(xié)同創(chuàng)新的組織運行方式，如產(chǎn)學研的合作模式等[16]。

二、研究方法與設計

1. 研究方法

（1）案例分析歸納法。由于本研究涉及產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)演進與相關動力研究，因此本文首先采取案例研究方法進行定性分析。本文以中潛股份有限公司（簡稱中潛公司）為例，對該公司的產(chǎn)學研合作成因和機理進行全面、深入而系統(tǒng)地剖析，為接下來的行業(yè)數(shù)據(jù)分析提供理論基礎。

（2）螺旋算法（THA）。在案例分析的基礎上，本文基于香農(nóng)信息熵測度與二維互信息理論進行定量分析，借助Excel軟件進行三螺旋算法的計算與相關圖表的繪制。

2.數(shù)據(jù)來源

本文相關專利數(shù)據(jù)采自CNKI中國知網(wǎng)的專利數(shù)據(jù)庫與中國重點產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)庫，結(jié)合萬方專利數(shù)據(jù)庫輔助查看專利法律狀態(tài)。通過中國知網(wǎng)查找當前連續(xù)動態(tài)的最新中國學術期刊數(shù)據(jù)，案例時間區(qū)間為所研究的企業(yè)自成立之初到2018年12月31日;用于產(chǎn)業(yè)分析的專利時間區(qū)間為申請日在2014年1月1日到2018年12月31日之間，選自潛水設備產(chǎn)業(yè)中國發(fā)明數(shù)據(jù)庫。由于專利的申請到獲批公布時間間隔較長，因此以2018年作為最后公布的時間節(jié)點，以提高數(shù)據(jù)準確性。在相關文獻搜索方面，為進一步提高相關內(nèi)容的前沿性，選擇具有較高影響力的南大核心期刊CSSCI來源文獻與SCI來源文獻。

3. 數(shù)據(jù)處理

通過在專利數(shù)據(jù)庫收集了所研究企業(yè)的專利項目、申請者與數(shù)量等數(shù)據(jù)，結(jié)合企業(yè)年報、招股推薦書等收集到的營業(yè)收入與研發(fā)投入等數(shù)據(jù)，使用Excel軟件繪制近幾年的趨勢變化折線圖，以數(shù)據(jù)百分比的形式來反映企業(yè)的研發(fā)投入及產(chǎn)出成果的變化趨勢。對政府補助的數(shù)據(jù)部分，也按占企業(yè)收入百分比的形式錄入以反映政府對企業(yè)的扶持力度。但政府更多以關稅等政策鼓勵為主，因此政府補助數(shù)據(jù)作為輔助作用來印證，而以政策解讀等作為主要的政府作用分析。

針對潛水設備產(chǎn)業(yè)，本文以三螺旋視角來研究產(chǎn)學研這一協(xié)同創(chuàng)新模式，具體步驟如下：

（1）在中國重點產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫上搜索潛水設備的中國創(chuàng)新發(fā)明專利，按照“公司”“研究所（院）”“大學”進行分類檢索，剔除個人申請的專利，篩選出每年獨立個體的發(fā)明專利與合作的發(fā)明專利數(shù)量，整合到Excel表中。

（2）將大學、公司和研究所（院）擁有的專利分別表示為Nu、NI和NR。

（3）運用THA算法分別求出不同的二維互信息值。

（4）根據(jù)計算出的數(shù)值整合，繪制成趨勢圖表。

三、案例分析

（一）案例背景

中潛公司本文所有關于中潛公司的數(shù)據(jù)資料均參見中潛公司官方網(wǎng)站，http：//www.sumnet.com.cn。2003年成立于廣東省惠州市，核心產(chǎn)品為潛水服和潛水服的衍生品漁獵服，同時涉足產(chǎn)品所需新型復合橡膠材料的研發(fā)生產(chǎn)以及休閑潛水運動推廣等，其產(chǎn)品銷往歐洲、美洲、亞洲等，遍布全球60多個國家和地區(qū)，以美國、歐洲、東亞及東南亞地區(qū)為主。在2010年，公司經(jīng)有關機構認定為國家高新技術企業(yè)，并在之后陸續(xù)被授予廣東省創(chuàng)新型企業(yè)、廣東省民營科技企業(yè)、廣東省知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)、海軍裝備質(zhì)量管理體系認證企業(yè)等稱號，其產(chǎn)品科技實力得到廣泛認可。2016年8月2日，中潛公司在創(chuàng)業(yè)板上市，借助上市的平臺，中潛公司繼續(xù)深入發(fā)展海洋潛水裝備相關領域業(yè)務。經(jīng)查閱公司相關資料發(fā)現(xiàn)，中潛公司在全球潛水服領域的市場占有率達到了2.7%～2.8%。

（二）中潛公司發(fā)展歷程分析

中潛公司最早以代工創(chuàng)業(yè)（OEM），逐漸發(fā)展為自主研發(fā)型生產(chǎn)企業(yè)（ODM），并嘗試開拓自有品牌市場，成為自主品牌生產(chǎn)企業(yè)（OBM）。中潛公司的發(fā)展歷程大致可以分為以下幾個階段。

1.2003—2010年：由OEM向ODM過渡

中潛公司原為傳統(tǒng)制造型企業(yè)，于2003年成立，前期以OEM和ODM生產(chǎn)為主，也就是選擇市面上產(chǎn)品資源進行“貼牌”，以及為已有品牌進行單純的產(chǎn)品生產(chǎn)。由于在國外日常型的潛水活動比國內(nèi)更為廣泛流行，因此中潛公司的目標市場公司也以國外為主，其產(chǎn)品出口占比超過90%。OEM與ODM合作的出口銷售模式，為公司累積了前期資本。

2.2010—2011年：由ODM向OBM過渡

2011年1月，中潛公司生產(chǎn)的“氯丁橡膠海綿”被認定為廣東省高新技術產(chǎn)品，同年11月，該產(chǎn)品及以該產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的高端“干式潛水服”均被廣東省科學技術廳認定為“自主創(chuàng)新產(chǎn)品”。自此中潛公司真正擁有了屬于自己的自主創(chuàng)新技術產(chǎn)品，并嘗試開拓自有品牌市場，成為自主品牌生產(chǎn)企業(yè)。

這一階段，中潛公司在創(chuàng)新方面已開始走上自主研發(fā)的道路。從三螺旋的視角來看，行業(yè)的快速發(fā)展催生了對海洋潛水設備的使用需求，其廣闊的利潤增長空間也吸引企業(yè)加大投入。但同時，海洋潛水設備對安全性、舒適性等的要求又促使企業(yè)對產(chǎn)品的技術標準提出新要求，推動企業(yè)深入技術創(chuàng)新，努力將海洋潛水設備的品質(zhì)提高。從知網(wǎng)的專利數(shù)據(jù)庫上查詢可知，2010年中潛公司申請了兩項潛水服的外觀設計專利，并于2011年獲批。潛水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和企業(yè)自身驅(qū)動力都在推動其走向自主創(chuàng)新，這一點在中潛公司上體現(xiàn)尤為明顯。

除此之外，國家很早就提出“科技是第一生產(chǎn)力”的論斷。對于國家而言，旅游產(chǎn)業(yè)和海洋產(chǎn)業(yè)也是重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，相關政策推動了中潛公司的技術創(chuàng)新活動。例如，2010年國家頒布了《國務院關于推進海南國際旅游島建設發(fā)展的若干意見》資料來源：北大法律信息網(wǎng)，http：//www.chinalawinfo.com/。，其中提到要依托海南優(yōu)勢資源，發(fā)展特色旅游產(chǎn)品，而潛水則是大力發(fā)展的產(chǎn)品對象之一。中潛公司在2010年12月28日被評為高新技術企業(yè)，獲得許可執(zhí)行高新技術企業(yè)所得稅優(yōu)惠稅率，政府鼓勵其循環(huán)加大對技術創(chuàng)新的投入，力爭在未來繼續(xù)享受利好政策，同時提高產(chǎn)品品質(zhì)，提高企業(yè)的競爭力。中潛公司的主營業(yè)務中涉及旅游產(chǎn)業(yè)與海洋產(chǎn)業(yè)，獲得了國家政策的大力支持。企業(yè)和政府在資源的交流合作中，都作用于提高產(chǎn)品技術上，從而推動了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

合作的結(jié)果，對于政府而言是國家科技水平、經(jīng)濟綜合實力的提升，對于企業(yè)而言是產(chǎn)品品質(zhì)、創(chuàng)新能力與利潤等的提升。雙方利好促進螺旋持續(xù)演進動力、企業(yè)自身創(chuàng)新內(nèi)驅(qū)力在政府的政策引導與優(yōu)惠下，迸發(fā)出強大的創(chuàng)新活力。三螺旋模型中還有大學、研究機構等的參與，在此階段中潛公司還是以自主創(chuàng)新為主，但也有想法尋求與大學的合作，進一步提高創(chuàng)新能力。

3.2011—2015年：OBM銷售規(guī)模增長迅猛

在規(guī)模擴張的同時，中潛公司也在技術創(chuàng)新上加大投入。2010年中潛公司開始申請并于2011年成功獲批第一款潛水服的外觀設計專利。為了突破研發(fā)創(chuàng)新的瓶頸，也為了增加企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)渠道的來源，中潛公司也在積極對外進行各種技術的交流與研究，專心于相關高新技術的產(chǎn)業(yè)化。中潛公司與華南理工大學開展了科研項目合作，并與中科院寧波材料技術與工程研究所共同組建了“新型橡塑微發(fā)泡材料技術工程中心”，該工程中心進行了復合橡膠材料制備技術的升級，為中潛公司提供了先進基礎技術。在此基礎上，中潛通過與中科院深圳先進技術研究院進行技術洽談和合作，成立了“中潛裝備聯(lián)合實驗室”，共同展開大量科研項目的研究。與研究院、大學的持續(xù)合作很快有了成果。2012年中潛公司與中國科學院深圳先進技術研究院合作獲批了兩項國內(nèi)實用新型專利，不僅提高了產(chǎn)品制作效率，而且有效地降低了人力成本。中潛公司向研究機構投入資金等資源，雙方在合作中互利共贏，最終推陳出新，輸出更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

綜上所述，此階段中潛公司以洞察外部市場環(huán)境為基礎，不斷吸收外部創(chuàng)新資源，并與企業(yè)現(xiàn)有能力基礎進行整合。具體而言，這個過程通過產(chǎn)學研合作、產(chǎn)業(yè)鏈整合等方式進行動態(tài)信息共享。例如，中潛公司不斷將市場調(diào)研信息反饋給大學，使其能夠更好地根據(jù)市場需求調(diào)整研發(fā)方向;同時，大學科研人員深入?yún)⑴c合作項目，圍繞研發(fā)工作進行交流。當中潛公司現(xiàn)有產(chǎn)品遇到市場瓶頸、沒有進一步挖掘的潛力時，大學會利用自己的行業(yè)知識和對未來發(fā)展的預見力，不遺余力地幫助其預測未來產(chǎn)品的市場潛力。

政府方面，除了對海洋產(chǎn)業(yè)與旅游產(chǎn)業(yè)的關注，還在持續(xù)實行公司的出口貨物增值稅“免、抵、退”政策，國家持續(xù)鼓勵創(chuàng)新。2011年中潛公司被認定為廣東省民營科技企業(yè)，2012年通過國家高新技術企業(yè)的復審，可繼續(xù)享受所得稅優(yōu)惠政策?！度珖萍寂d海規(guī)劃綱要（2008—2015年）》及《中國海洋發(fā)展報告（2011）》中指出，國家在“十二五”期間將重點支持發(fā)展一批具有核心競爭力的海洋高技術先導產(chǎn)業(yè)，關注具備核心科技的海洋產(chǎn)業(yè)企業(yè)，并大力支持企業(yè)向做大、變強的方向發(fā)展①。顯然，長期致力于海洋潛水設備的中潛公司從資金、法律政策上都得到了政府的有力支持，這既為企業(yè)提供了更多的研發(fā)資金，也提供了政策支持保護，使其能夠更全身心投入產(chǎn)品的研發(fā)?！吨袧摴煞荩菏状喂_發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市招股說明書》顯示，2013—2015年，中潛公司加大了研發(fā)投入，各年研發(fā)資金分別占母公司營業(yè)收入的6.38%、5.86%、5.56%。

從三螺旋模型的視角來看，企業(yè)與大學、研究所（院）之間的合作交流程度，比起步階段都有了進一步的提升。大學、研究所（院）為中潛股份提供合作的研究人員、前沿的技術創(chuàng)新知識與能力，從生產(chǎn)設備方面進行了改良。而企業(yè)將所具備的物資、資金、生產(chǎn)方向帶入研究所，保障研究持續(xù)進行的物質(zhì)條件。雙方互利共贏，在良性循環(huán)中不斷演進，最終作用于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成新工藝。而大學、研究所（院）與政府之間也基于獨立平等地位進行合作，國家從法律上為高素質(zhì)人才保駕護航，積極鼓勵創(chuàng)新。三者基于不同的目的、相似的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求進行合作，相互獨立的個體在資源交流合作中互聯(lián)互通，逐漸形成三螺旋模型狀態(tài)，基于良性循環(huán)不斷向前演進。

4.2015年至今：反向收購切入下游終端市場

隨著部分制造業(yè)外遷至印度和東南亞國家，國內(nèi)大量傳統(tǒng)代工企業(yè)在尋求出路。自2016年成功上市后，中潛公司通過反向收購國外知名品牌以快速切入下游終端市場，2015年實現(xiàn)營業(yè)收入3.7億元，同比增長28.%。2015—2016年，OBM產(chǎn)品銷售占比均保持在65%以上，毛利率也保持基本穩(wěn)定，分別為32.84%和35.71%。如今，中潛公司作為國內(nèi)首家掛牌上市的潛水設備公司，在潛水市場占有一席之地，產(chǎn)品大量出口國外。政府對企業(yè)的扶持、引導共性技術達到較為先進成熟的階段，最終服務于國家所需，正是基于國家需求—產(chǎn)業(yè)需求—企業(yè)創(chuàng)新—技術創(chuàng)新—國家創(chuàng)新的良性循環(huán)，加入大學和研究機構的研究力量推動創(chuàng)新進程。綜上所述，結(jié)合學者對企業(yè)-大學-研究院所進行的三螺旋理論分析[11]，本文總結(jié)出中潛公司協(xié)同創(chuàng)新三螺旋循環(huán)模型示意圖，如圖1所示。

[TP1-1.tif，BP][TS（]圖1 中潛公司協(xié)同創(chuàng)新三螺旋模型示意圖[TS）]

四、基于中國發(fā)明專利數(shù)據(jù)的三螺旋算法

案例分析從三螺旋視角探討了企業(yè)、大學與研究院所的合作情況。為了從數(shù)據(jù)上對協(xié)同創(chuàng)新情況有更清晰的了解，下面采用THA算法，基于香農(nóng)的信息熵測度與二維互信息理論來探討傳統(tǒng)產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的三螺旋演進關系。同時為了便于收集與計算，本文以潛水設備產(chǎn)業(yè)的2014—2018年的中國發(fā)明專利數(shù)量進行測算。

本文采用產(chǎn)學研合作中的經(jīng)典THA算法，大學、企業(yè)、研究所三方專利總量為N，且N=NU+NI+NR+NUI+NUR+NIR+NUIR。其中，NUI、NUR和NIR分別表示大學-企業(yè)、大學-研究所、企業(yè)-研究所兩方合作的專利，NUIR表示三方共同合作的專利。

然后分別計算大學、企業(yè)、研究所的信息熵。以大學為例，其信息熵表達式為[17-18]：

HU=-∑2i=1Pi×lg（Pi）（1）

其中，HU表示大學專利的信息熵;Pi表示專利數(shù)據(jù)中專利權人是否包含大學的比例。當i=1時，即P1表示大學為專利權人，具體為：

P1=[SX（]NU+NUI+NUR+NUIR[]N[SX）][JY]（2）

P2（即i=2）表示大學不參與專利的比例，可用式（3）計算：

P2=[SX（]NI+NR+NIR[]N[SX）]（3）

因此，大學所對應的專利信息熵HU為：

HU=-[SX（]NU+NUI+NUR+NUIR[]N[SX）]×lg[SX（]NU+NUI+NUR+NUIR[]N[SX）]+[SX（]NI+NR+NIR[]N[SX）]×lg[SX（]NI+NR+NIR[]N[SX）][JB））][JB）]]（4）

同理，可得產(chǎn)業(yè)專利信息熵HI和研究院所專利信息熵HR：

HI=-[SX（]NI+NUI+NIR+NUIR[]N[SX）]×lg[SX（]NI+NUI+NIR+NUIR[]N[SX）]+[SX（]NU+NR+NUR[]N[SX）]×lg[SX（]NU+NR+NUR[]N[SX）][JB））][JB）]]（5）

HR=-[SX（]NR+NUR+NIR+NUIR[]N[SX）]×lg[SX（]NR+NIR+NUR+NUIR[]N[SX）]+[SX（]NU+NI+NUI[]N[SX）]×lg[SX（]NI+NU+NUI[]N[SX）][JB））][JB）]]（6）

上述為U、I、R等單一系統(tǒng)的專利信息熵。而兩方和三方的專利合作的聯(lián)合熵分別用HUI、HUR、HIR和HUIR表示。

大學與研究院所的專利合作包含四種狀態(tài)：①專利申請者中同時包含大學和研究院所;②專利申請者只有大學而不包含研究院所;③專利申請者只包含研究院所而不包含大學;④專利申請者既沒有大學參與也沒有研究院所參與。四種狀態(tài)使用四種概率進行表征，分別為：

PUR1=P（α∈U且α∈R）=NUR+NUIR[]N[SX）]（7）

PUR2=P（α∈U且αR）=NU+NUI[]N[SX）] （8）

PUR3=P（αU且α∈R）=NR+NIR[]N[SX）]（9）

PUR4=P（αU且αR）=NI[]N[SX）]（10）

其中，α表示其中的一件專利。那么UR合作的專利信息熵為：

HUR=-NUR+NUIR[]N×lg[SX（]NUR+NUIR[]N[SX）] +[SX（]NUI+NU[]N[SX）]×lg[SX（]NUI+NU[]N[SX）] +[SX（]NR+NIR[]N[SX）]×lg[SX（]NR+NIR[]N[SX）] +[SX（]NI[]N[SX）]×lg[SX（]NI[]N[SX）] （11）

同理可得HUI、HIR：

HUI=-NUI+NUIR[]N×lg[SX（]NUI+NUIR[]N[SX）] +[SX（]NU+NUR[]N[SX）]×lg[SX（]NU+NUR[]N[SX）] +[SX（]NI+NIR[]N[SX）]×lg[SX（]NI+NIR[]N[SX）] +[SX（]NR[]N[SX）]×lg[SX（]NR[]N[SX）] （12）

HIR=-NIR+NUIR[]N×lg[SX（]NIR+NUIR[]N[SX）] +[SX（]NI+NUI[]N[SX）]×lg[SX（]NI+NUI[]N[SX）] +[SX（]NR+NUR[]N[SX）]×lg[SX（]NR+NUR[]N[SX）] +[SX（]NU[]N[SX）]×lg[SX（]NU[]N[SX）] （13）

對于U、I、R三方共同合作而言，包含七種情況，分別是只有大學、只有產(chǎn)業(yè)、只有研究所（院）、同時有大學與產(chǎn)業(yè)、同時有產(chǎn)業(yè)與研究所（院）、同時有產(chǎn)業(yè)與研究所（院）、同時有大學和產(chǎn)業(yè)以及研究所（院）三方，同樣可用概率分別表示，最終求得：

HUIR=-NU[]N×lg[SX（]NU[]N[SX）] +[SX（]NI[]N[SX）]×lg[SX（]NI[]N[SX）] +[SX（]NR[]N[SX）]×lg[SX（]NR[]N[SX）] +[SX（]NUI[]N[SX）]×lg[SX（]NUI[]N[SX）] +[SX（]NIR[]N[SX）]×lg[SX（]NIR[]N[SX）] +[SX（]NUR[]N[SX）]×lg[SX（]NUR[]N[SX）] +[SX（]NUIR[]N[SX）]×lg[SX（]NUIR[]N[SX）] （14）

而其中任意兩者之間的依賴性和相關性可用互信息來度量。具體表達式可用單一系統(tǒng)的信息熵和雙方合作的聯(lián)合熵構造。以大學和研究所（院）的二維互信息為例：

TUR=PU+PR-PUR（15）

其中，TUR表示大學與研究院所的二維互信息。

同樣的，三方的三位互信息為：

TUIR=PU+PI+PR-PUR-PUI-PIR+PUIR（16）

互信息T在這里能夠反應參與度量的兩方或三方的依存度和相關性。當兩方或三方間的交叉熵降低時，表明度量各方之間更獨立;反之，表明相同信息更高，相互間的依賴程度更高。

根據(jù)上述方法，收集并歸類好相關發(fā)明專利數(shù)據(jù)，如表1和圖2所示。將表1數(shù)據(jù)代入式（1）～（15），可計算得到各個年度的信息熵和互信息，如表2、表3和圖2所示。

表1 發(fā)明專利數(shù)據(jù)數(shù)量（個）

單 位2014年2015年2016年2017年2018年

U5569154147264[BHDW]

I2769109198237[BH]

R3432627778[BH]

UI501108[BH]

UR00237[BH]

IR21544[BH]

UIR00010[BHD]

N123171333440598

[TP1-2.tif;Z2，Y][TS（] ? 圖2 2014—2018年潛水設備產(chǎn)業(yè)各主體中國 ? ?發(fā)明專利數(shù)量[TS）]

從表1和圖2中可以看出，2014—2018年的潛水設備產(chǎn)業(yè)中，大學、企業(yè)與研究所（院）所各自參與的中國發(fā)明專利數(shù)量都呈上升趨勢。其中，企業(yè)與大學的增幅明顯且較大。根據(jù)案例回顧，可發(fā)現(xiàn)此階段的大學與企業(yè)的合作活動增加，創(chuàng)新氛圍濃厚。根據(jù)案例分析的資料，大學、研究所（院）為中潛公司提供合作的研究人員、前沿的技術創(chuàng)新知識與能力。雙方互利共贏，在良性循環(huán)中不斷演進，最終作用于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成新工藝。研究所（院）的發(fā)明專利數(shù)除了2015年略有下降外，其總體上增長平穩(wěn)。由此可知，三者在創(chuàng)新方面都具備一定驅(qū)動力。

表2 信息熵匯總表（bit）

年 份HUHIHRHUIHURHIR

2014 0.300.90 0.256.04 0.262.55 0.515.15 0.325.24 0.491.88[BHDW]

2015 0.292.89 0.293.85 0.213.03 0.454.04 0.309.98 0.467.35[BH]

2016 0.300.32 0.279.91 0.221.59 0.457.15 0.321.10 0.478.84[BH]

2017 0.285.22 0.300.81 0.213.15 0.487.07 0.321.13 0.469.60[BH]

2018 0.300.06 0.294.93 0.182.70 0.455.28 0.302.56 0.450.52

表3 二維互信息匯總表（bit）

年 份TUITURTIRT UIR

20140.041.780.238.210.026.700.028.06[BHDW]

20150.132.710.195.940.039.540.035.76[BH]

20160.123.080.200.820.022.670.042.61[BH]

20170.098.960.177.240.044.360.045.67[BH]

20180.139.710.180.190.027.110.063.00

結(jié)合2014—2015年的二維互信息（表2和表3）可知，整體而言都是TUR>TUI>TIR，可知總體上大學與研究所（院）的聯(lián)系最緊密，但從2015年之后略有下降。大學與公司的聯(lián)系程度增幅明顯，尤其在2014—2015年間總體呈上升趨勢。這可認為是與2014年仍在實施的“2011計劃”有關，該計劃核心之一是健全協(xié)同創(chuàng)新機制，且在2014年新增了核心協(xié)同單位;研究所（院）與企業(yè)的聯(lián)系程度最低，但相對平穩(wěn)，這點與中潛公司的情況不同。具體情況如圖3所示。

[TP1-3.tif，BP][TS（]圖3 潛水設備產(chǎn)業(yè)基于中國發(fā)明專利的二維互信息[TS）]

[TP1-4.tif;Z2，Y][TS（1] ?圖4 基于中國發(fā)明專利的三維互信息TUIR[TS）]

基于中國發(fā)明專利的三維互信息TUIR如圖4所示。由該圖可見，三維互信息呈上升趨勢，且均為正值。T值為負相關，即T值越小，其三者的聯(lián)合更為緊密，合作程度更高。這說明2014—2018年間，以中國發(fā)明專利數(shù)量進行探究得出三者聯(lián)系程度總體偏低，大學-研究院所-企業(yè)的關聯(lián)趨于松散，中潛公司也存在這樣的現(xiàn)象。本文分析結(jié)果與一些學者所指出的“在專利方面，國內(nèi)還是缺乏一定的保護機制，合作程度相對偏低的情況是存在的”情況一致[19]。

五、研究結(jié)論與局限

盡管創(chuàng)新在國內(nèi)已是大勢所趨，部分創(chuàng)新項目放在國際上也有一定地位，但企業(yè)、大學與研究院所之間的合作程度還是較低。獨立進行創(chuàng)新意味著創(chuàng)新自驅(qū)力的存在，但不可否認的是，獨木不成林。在信息全球化的時代，協(xié)同創(chuàng)新的協(xié)同效應有目共睹，而建設創(chuàng)新型國家更應重視協(xié)同創(chuàng)新。為了探討產(chǎn)學研合作中的協(xié)同創(chuàng)新機制，本文以中潛公司為例，結(jié)合潛水設備產(chǎn)業(yè)2014—2018年的發(fā)明專利數(shù)據(jù)，從三螺旋理論視角，以產(chǎn)學研合作模式來定量分析了協(xié)同創(chuàng)新的情況。本文的主要研究結(jié)論和研究局限如下：

1.潛水設備行業(yè)中產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求是產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新演進起源

基于中潛公司的案例分析可知，在企業(yè)、大學和科研所（院）之間形成了三螺旋協(xié)同創(chuàng)新演進。產(chǎn)業(yè)的市場需求推動了企業(yè)進行創(chuàng)新，且發(fā)展快速的產(chǎn)業(yè)會使企業(yè)在該產(chǎn)業(yè)中獲得更多的營業(yè)收入與利潤，從而刺激企業(yè)加大研發(fā)投入。當個體創(chuàng)新滿足不了企業(yè)發(fā)展時，企業(yè)傾向與大學和研究所（院）進行技術交流合作，以期突破自身的研發(fā)瓶頸。

2. 學研-企業(yè)的緊密合作有助于協(xié)同創(chuàng)新穩(wěn)定演進

在潛水設備行業(yè)二維互信息圖中，可發(fā)現(xiàn)大學、研究所（院）與企業(yè)在協(xié)同創(chuàng)新初期階段的合作緊密程度較低，三者需要一定的時間來磨合。影響三者協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的因素眾多，而優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品技術的輸出是穩(wěn)定推動三螺旋模型演進的動力核心之一，也是決定三者是否能持續(xù)合作的因素之一。成功的合作體驗能提高三螺旋模型的穩(wěn)定性，形成循環(huán)演進的推動力。在潛水設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)明專利中，有部分企業(yè)連續(xù)幾年與同一大學或研究所（院）合作申請發(fā)明專利，恰恰印證了這一點。在此基礎上，由企業(yè)產(chǎn)品技術上升到共性技術合作，需要大學和科研院所發(fā)揮資源優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新精準合作、聯(lián)合攻關，以有效促進共性技術的發(fā)展。例如，中潛公司以科研項目為導向，聯(lián)合大學和科研機構建立技術聯(lián)盟或科研基地，以實現(xiàn)科研成果有效轉(zhuǎn)化。

3.政府的引導作用

在潛水設備行業(yè)的大學、研究所（院）與企業(yè)間的三維互信息圖中可發(fā)現(xiàn)三者間的聯(lián)系呈現(xiàn)松散狀態(tài)。這可能是由于企業(yè)和學研方在頂尖技術，如基礎性共性技術和應用性共性技術的開發(fā)過程中缺乏健全的制度安排，導致在合作過程中產(chǎn)生一些制約合作順利開展的問題。例如，企業(yè)面臨的生產(chǎn)成本和研發(fā)成本壓力、合作主體之間的知識產(chǎn)權糾紛、產(chǎn)學研運作成本費用高昂等。這些困境都要求在產(chǎn)學研合作中進一步強化政府的引導作用。同時，這也反映出現(xiàn)階段我國沒有建立或完善針對市場和企業(yè)需求的技術評估評審系統(tǒng)以及針對企業(yè)需求的共性技術征詢機制，導致部分研究與企業(yè)現(xiàn)實需求出現(xiàn)較大偏差，推廣應用研究成果也受到較大阻礙。因此，從政策上引導大學、研究所（院）與企業(yè)的合作交流，對于推動協(xié)同創(chuàng)新向健康良好的方向發(fā)展而言顯得尤為關鍵。我國政府應積極參與產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新過程，發(fā)揮其在協(xié)同創(chuàng)新中的引導作用，通過建立一系列有效的機制為協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)提供制度保障。在我國產(chǎn)業(yè)共性技術的供給尚有不足并且專利保護機制尚不健全的情況下，更需要政府參與協(xié)助以維護產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好秩序。

4.研究局限與未來展望

本次研究的局限有以下幾點。第一，專利數(shù)據(jù)的偏差。在專利收集過程中，由于專利類型較多，本文只選取了中國發(fā)明專利而沒有選擇實用新型與外觀設計專利，存在一定局限性。第二，專利數(shù)據(jù)的滯后性。由于發(fā)明專利審核需要較長時間，在發(fā)明專利數(shù)據(jù)庫顯示的公布時間與實際產(chǎn)出的申請時間有偏差，且尚未能收錄到2019年公布的新專利。第三，研究工具的局限。本文運用Excel軟件進行計算，受限于軟件功能，計算結(jié)果會存在一定偏差。

運用THA算法能較為直觀地反映協(xié)同主體的合作程度，也具備可操作性。但是，由于數(shù)據(jù)的局限性以及計算中由于公式的限制，有的數(shù)值無效，需取零調(diào)整，因此，會增加研究誤差。后續(xù)研究中可加強對數(shù)據(jù)的分析工具選擇與數(shù)據(jù)處理，盡可能減少運算的誤差。同時，三螺旋模型在實際中還有不同的演變方式，其理論也在不斷更新，后續(xù)研究還需要不斷地探究求證。

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Study on Collaborative Innovation Mechanism of University and Industry Research Based on Triple Helix Model

—Taking the Diving Equipment Industry as an Example

HUANG Man1 ZHU Guilong2 LIU Fang1* ?LI Yunjian1

（1.School of Management， Guangzhou University， Guangzhou 510006，Guangdong，China;

2.School of Business Administration， South China University of Technology， Guangzhou 510640，Guangdong，China）

[WT5HZ]Abstract： [WTBZ]Based on the triple helix model， the purpose of this study is to explore the evolution and dynamic factors of synergetic innovation of university and industry collaboration. By collecting the data of China Dive Company Limited and the patent of diving equipment industry from 2014 to 2018， this paper studies the synergy among enterprises， universities and research institutes. By calculating the information entropy of patent data， the results show that： （1） in the diving equipment industry， industrial development needs are the origin of the evolution of synergistic innovation among industry， universities and research institutes; （2） Enterprises， universities and research institutes are independent yet closely related to each other in the diving equipment industry—the triple helix evolution depends on the close cooperation between universities and enterprises， and highquality product technology output is the key to promoting the evolution of synergistic innovation; （3） Government should participate in the collaborative innovation process among industry， universities and research institutes， and play its guiding role to provide institutional guarantee for the collaborative innovation system by establishing a series of effective mechanisms.

Keywords：triple helix model; university and industry collaboration; synergetic innovation