產業集聚效應的系統動力學模型研究

[摘要]以系統動力學理論為基礎，結合產業集聚效應的正反饋特征，對人才流、技術流、資金流和市場流的因果關系進行了探討。通過產業集聚效應衡量方法的比較，構建系統動力學模型，分析制約產業集聚效應發揮的主要因素，提出加強政府投資力度、發揮市場機制作用和提高企業整體能力的建議。

[關鍵詞]產業集聚效應；系統動力學；因果回路圖

[中圖分類號]F062.9

[文獻標識碼]A

[文章編號1003—3890(2007)05—0010—04

一、引言

產業集群是與某一產業鏈相聯系的大批企業和相關機構在特定地域內集中形成的集聚體。作為一種獨特的產業組織形式，產業集群內企業與機構依靠供求關系、共性技術、共同的市場導向、勞動力市場和地方性文化等因素聚集在一起，通過各種社會、經濟關系支撐著參與方之間的合作與交流，彼此共享資源、技術、信息等要素，享受空間集聚帶來的效益增加或成本降低，獲得產業集聚效應。在某種程度上，產業集聚效應是集群競爭優勢的重要體現，也是產業集群持續發展的基本保證。

在產業集聚效應研究方面，代表性的觀點是波特(1998)提出的“鉆石模型”，他通過闡述具有國家競爭優勢產業的形成解釋產業集聚現象，從產業空間布局、外部經濟、區域創新等方面對產業集聚進行研究，認為“鉆石結構”受要素條件、需求條件、相關或支撐型產業、企業戰略、結構和競爭等四個決定因素支配。另外，布賴寧(2000)和希爾(2000)認為產業集群受主導產業、科技力量、人力資源和上下游產業的推動，奧爾森(1998)和巴米(1995)則證明了大學、研發機構和企業家精神的重要性。現有文獻普遍從規模經濟、范圍經濟等角度解釋產業集聚的動因，得到集群規模、競合關系、知識溢出、根植性等因素影響集聚效應的結論。這些研究多利用區域經濟學和經濟地理學相關理論闡述產業集聚效應問題，拘泥于對產業集群某些特征的直觀描述，忽視了產業集聚效應形成的基本過程，并沒有按照更加嚴謹的因果關系考察產業集聚效應的影響因素與約束條件。筆者將借鑒系統動力學原理對產業集聚效應進行分析，構建產業集聚效應的系統動力學模型，并從政府投資、市場機制和企業能力的角度提出有助于集聚效應發揮的政策建議。

二、產業集聚效應的因果關系分析

產業集聚效應是指某一區域內由于產業集聚而為特定產業和相關企業的生產經營活動帶來的與其他區域相比的優勢。從直觀上看，產業集聚效應是大批企業不斷地向產業集群聚集的結果，而作為一個由生產者、消費者、供應商、政府部門和中介機構組成的經濟系統，產業集群的競爭優勢體現在諸多方面，集聚效應的發揮也就需要依賴于多種條件。

(一)系統動力學的特征

系統動力學(system dynamics)屬于經濟數學的一個分支，是研究復雜系統中信息反饋行為有效的計算機仿真方法。由于經濟社會系統絕大部分屬于非穩定、非平衡的動態變化過程系統，在解決此類問題時不宜用解決穩定系統的方法，20世紀50年代中期首創系統動力學的MIT教授福雷斯特(Forrester，J．w．)建立美國國家經濟模型的基本假定即是社會經濟系統為非平衡系統。系統動力學從系統內部的微觀結構人手，以系統內部結構、參數及總體功能為基礎，注重系統的動態變化與因果影響，分析并把握系統特性與行為。

與傳統分析方法將研究對象分成獨立的部分不同，系統思維著重考察作為系統一個組成部分的研究對象如何與系統其他組成部分的相互作用。羅伯茨(Roberts，1978)提出系統動力學的兩個重要思想：一是組織行為源于組織結構，這里的組織結構既包括與生產過程有關的物理結構，更重要的是那些決定著組織決策的政策和慣例；二是分析組織時應主要依據各種潛在的“流”，即人員、資金、物質資料、設備和信息流等，而不應把重點放在相互割裂的獨立功能上。這種思想有助于跨越組織內機構間的界限，通過流程路徑尋找變量之間的非線性因果關系，特別是當研究對象具有動態復雜性，或者與內部和外部存在反饋時，會產生與傳統方法截然不同的結論。

產業集群與外界時刻進行著物質、能量和信息交換，其功能不僅受外界環境的影響，而且在很大程度上取決于過去的行為和決策，具有典型的信息反饋結構。按照系統動力學的核心思想，產業集聚效應的發揮依靠集群系統內部“流”的循環作用，形成連接關鍵變量(決策的杠桿作用點)與其他變量的反饋回路，進而呈現出相互聯系、相互制約的系統結構。

(二)人才、技術、資金和市場“流”的因果分析

在產業集聚效應形成過程中，人才、技術、資金和市場“流”起著決定性作用。人才流是產業集群發展的前提，主要指高素質企業管理者、專業技術人才和職業技能人員等人力資源的積累與利用；技術流是集聚效應發揮的關鍵，包括技術創新能力、技術擴散速度和知識資源狀況；資金流是集聚效應的基礎，如基礎設施的投資資金、金融機構貸款、風險投資資金等；市場流則是集聚效應的保證，包括市場范圍、供求關系、相關支撐產業的完備性、市場的潛在容量和產業規模，等等。通過人才、技術、資金和市場“流”的因果反饋作用，為產業集群的發展提供支持。

從人才流的因果關系(如圖1)來看，企業對專業人才的需求巨大，大學和科研院所等研究機構則為人員培訓提供了多種渠道，能夠滿足專業培訓、教育、信息和技術支持的需要，提高了人力資源素質和企業創新能力，進而有利于提升產業集群的競爭優勢和吸引力。不過，人才的持續增加要受到專業人員需求和研發機構數量的制約，兩者又取決于政府資源限制。

在技術流方面，技術溢出和科研機構的技術創新產生豐富的知識資源，不僅能夠提升企業技術水平，而且通過降低成本增加收益進而增強企業競爭力和盈利能力，有助于增加企業合作機會從而擴大生產范圍，帶來集聚效應(如圖2)。從圖2可知，企業技術進步受研究機構數量的制約，而外部環境與政府資源限制嚴重阻礙了研究機構數量的增加。

在產業集群的資金流循環過程中，健全的基礎設施、完備的制度和法律所形成的投資環境將增加投資吸引力，這不僅有利于提高企業的生產能力，而且增強了企業信用等級和償還能力，使其能夠更加容易地獲得銀行貸款。越來越多的可利用資金為企業創新能力和競爭優勢的提升提供了條件(如圖3)，但投資成本限制著投資欲望，過高的負債率帶來財務風險，物質資源的短缺也制約著生產能力，影響著企業的再投資。工資彈性和勞動力收入彈性。由于產業集聚效應不單是規模經濟的結果，還與范圍經濟、社會資本和企業網絡等因素有關，因此規模系數方法顯然不夠全面。

產業集聚效應是一個多變量共同作用的、螺旋式上升的動態過程。筆者借鑒索洛(R．M．Solow．1957)的總量生產函數，納入產業集聚效應轉換因子，通過地區總產出的變動來衡量產業集聚效應：

Q=μA(t)K^αL^β (2)

在式(2)中，Q為總產出，μ表示產業集聚效應轉換因子，K為資本投入，L為勞動投入，A(t)表示一段時間內技術變化的累計效應，相當于時期t的技術水平。α、β是資本和勞動的產出彈性，即在其他條件不變的情況下，資本或勞動每增加1％產出增加的百分比。運和式(2)來衡量產業集聚效應，一方面體現了規模報酬遞增的特點(令α+β≥1)，另一方面通過集聚效應轉換因子(μ)反映除規模收益外的集聚經濟對地區整體生產效率的作用。

(二)系統動力模型的構建

以因果回路圖對人才、技術、資金和市場“流”反饋機制的定性描述為基礎，需進一步構建產業集聚效應的系統動力學模型。人才、資本和技術為影響產業集聚效應的最直接因素，描述了系統中要素的狀態，將其設為狀態變量，并把產業集聚效應的系統模型分為人才(L)、資金(K)和技術(A)三大子模塊加以考察。

人才總量受幾種因素交叉作用，研究機構數量(RI)和人員培訓速度(rt)決定著人力資源新增數量，機構越多且培訓速度越快，新增人才越多。同時，政府政策限制(GP)和市場狀況(MC)影響著人員流入流出數量，政策限制越少、市場效率越高對人才的吸引力越強，凈流入量就會隨之增加，這種關系可表示為：

L_t=L_t-1+RI_xrt-D_t(GP+MC) (3)

企業技術水平主要由研究機構數量(RI)和技術溢出(MN)所決定，同時受政府政策限制(GP)和資金總量(K)的影響。企業技術水平可表示為：

A_t=A_t-1+D_t(RI+K+MN-GP) (4)

良好的基礎設施(FE)將吸引更多外部企業進入投資，貸款利率(r1)的提升會產生反作用，增加投資成本，市場條件和政府政策限制也會降低投資者的積極性。資金積累可表示為：

K^t=K^t-1+D^t(FE-rI-MC-GP) (5)

產業集聚效應的系統動力學模型本質上是帶

地理接近性是產業集群的基本特征之一，而相關支撐產業無疑會提高產業內部的勞動分工程度。為贏得消費者，供應商必須生產出更具獨特性和競爭力的產品，并進一步了解更加詳盡的產品信息，從而開發出廣闊的潛在市場，吸引包括國外資本在內的更多投資，使得產業規模逐漸擴大。由市場流的因果關系(如圖4)可知，進入該地區的機會成本將削弱區域吸引力，與其他機構討價還價或訂立合同過程產生的交易成本也會降低產業分工程度，限制產業集聚效應的發揮。

三、產業集聚效應的系統動力學模型

(一)產業集聚效應的衡量

對于產業集聚效應的衡量，傳統方法把重點放在規模經濟的測算中。德瑞米斯(Dhrymes，1965)認為產業集群可通過規模經濟提高勞動生產率和降低長期平均成本，根據不變替代彈性生產函數(CES)推導出規模系數(h)：

在式(1)中，h為規模報酬參數，通過不變替代彈性生產函數W=AQ^βL解得，用以衡量集聚效應的大小，W為工資，Q為產量，L為勞動力，β、r分別為產出的時滯的一階微分方程組，D^t是模型迭代的時間間隔，一般假設為1，針對個別問題可進行適當調整。從模型中，能夠更加清楚地了解各個變量對人才、技術和資金積累的作用，進而明確其影響產業集聚效應的具體途徑。

四、結論與政策建議

根據產業集聚效應的系統動力學模型可知，人才流、技術流、資金流和市場流的良性循環是產業集聚效應形成與放大的基本條件，它們類似一種正反饋回路，同時受到一些干擾因素的影響。

為了提高產業集群競爭優勢，強化產業集聚效應，必須采取一定措施和手段突破干擾因素的限制。首先，政府應增加投資力度，加強基礎設施建設和研發機構投入，制定相應的優惠政策、制度和法規，為產業集群發展營造一個良好的支撐環境；其次，充分發揮市場機制在資源配置中的基礎性作用，加強企業合作網絡和中介機構建設，降低產業集群內部的交易成本和投資風險，吸引更多企業加入產業集群；最后，作為集群個體單元的企業應致力于整體能力的提升，包括創新能力、盈利能力和抗風險能力，建立更加完善的創新激勵機制和風險管理機制，同時避免企業能力趨同，提倡產品或服務的差異化，為產業集群持續發展創造條件。

責任編輯：學 詩

責任校對：孫 飛