裝備制造業創新文化影響因素的SD分析*

郭明順

(沈陽工業大學 管理學院， 沈陽 110870)

創新文化是指能夠激發創造力、促進組織內部發生創新行為、能夠適應復雜環境變化的組織文化[1-2]。創新文化在技術創新中發揮著不可替代的作用，是創新賴以生存和發展的智力支持和精神動力。杜躍平等(2007)指出，創新文化已經成為推動技術創新和社會經濟發展必不可少的要素，能直接影響到科技的創新[3]。Shalini Khazanchi等(2007)通過實證研究指出，創新文化對企業的流程創新和組織價值影響顯著[4]。Meng-lei Monica Hu等(2008)的實證研究顯示，創新文化有利于組織知識的分享，而知識分享行為進一步帶來了更高的組織創新績效[5]。方媛媛等(2012)指出，敢冒風險的價值觀、開放的創新氛圍、統一的創新愿景和個人創新責任感是驅動創新的主要文化特征[6]。

目前，裝備制造業創新文化研究主要以解析式為主，側重于對創新文化的內涵、特征、發展歷程等進行研究[7]。然而創新文化的形成實質上是一個非線性的復合過程，是諸多要素共同作用的結果，系統內部各要素如何通過相互關系影響到系統的整體效果是本文研究的關鍵。SD(system dynamics)方法是比較成熟的處理復雜社會系統的有效方法，特別是創新文化系統中的非線性變化、系統延時和多反饋回路通過SD模型能夠很好地展示出來。本文利用Vensim PLE軟件建立SD模型，以沈陽市2009—2011年數據為例，研究各因素對裝備制造業創新文化的影響方式和影響程度[8]。

一、基于系統動力學的裝備制造業創新文化模型構建

1. 模型的系統結構

創新文化可以劃分為3個子系統，其中環境與條件子系統、制度與行為子系統是可以觀察考核的，存在于創新文化的外層；價值觀念子系統是創新文化的核心，是內部不可見部分[9]。用冰山圖可以很好地表現出各部分的組成及其重要性(見圖1)。

圖1 創新文化子系統及其結構

本文根據SD理論構建創新文化的系統模型。對創新文化的價值觀念使用員工對創新認同度作為評定指標，對創新文化的創新產出使用累計專利申請量作為評定指標，從而確定了2個水準變量。金融機構貸款、政府撥款、R&D經費投入、創新活動項目經費、知識產權保護程度和試驗經費等因素與創新文化制度與行為關系密切，參照歷年統計年鑒數據可知，金融機構貸款比例較小，政府撥款占企業資金籌集的約40%；R&D經費投入比例是決定R&D經費投入總額的主要因素，是進行創新的基礎和前提，直接決定著后期的試驗經費和創新活動項目經費；知識產權保護程度是衡量一個地區創新文化制度的主要標準。在創新文化環境建設中，創新教育投入比例和創新環境建設投入比例是決定創新人才占科技人才比例、員工參與創新活動比例和宣傳教育建設投入的主要因素。在參考趙景峰[10]、張煒[11]、時勘[12]等研究成果的基礎上，構建裝備制造業創新文化影響因素SD模型的主體框架，如圖2所示。

圖2 創新文化影響因素SD模型的主體框架

2. 變量的確定

創新環境建設分為2部分，即宣傳教育建設投入和科研平臺建設投入。創新文化環境與條件建設包括政府鼓勵創新的資金投入、知識產權保護政策、金融機構提供貸款的條件等。創新文化的制度與行為系統主要包括企業鼓勵創新的規定、鼓勵員工參與創新活動的制度、對創新活動的支持力度等方面。企業創新活動成功與否受到創新人才的影響，通過創新教育可以提高企業創新型人才在科技人才中的比例，進而提高創新效用。在創新文化的核心價值觀念系統中，主要是要求創新文化3個子系統的完全契合，形成統一的創新價值觀念，樹立共同愿景，體現在員工對創新的認知程度上。參考趙景峰[10]、張煒[11]和時勘[12]等的研究成果，本文主要考察創新教育投入、創新環境建設投入、知識產權保護程度、R&D經費投入和政府撥款5個因素對沈陽裝備制造業創新文化的影響。創新文化SD模型各變量的屬性如表1所示。

表1 創新文化SD模型各變量的屬性

3. 模型構建

在系統中不考慮自然災害、戰爭等不可抗力對創新文化系統運行的影響，使用Vensim PLE軟件構建創新文化模型流程圖，如圖3所示。

由圖3可以看出，該模型中存在4個反饋回路：(1)通過創新教育投入的提高來提高創新人才比例，進而提高專利申請量和主營業務收入。(2)通過增加試驗經費鼓勵員工參與創新，提高員工的創新意識，推動創新發展，增加新產品銷售收入。(3)科研經費直接應用于創新，提供良好的創新條件和資金支持，促進創新發展，通過轉化提高主營業務收入。(4)創新環境建設投入的提高，一方面改善創新環境、提高員工的思想認識；另一方面加強創新合作平臺建設，為創新活動提供良好的機會。

圖3 創新文化流程圖

二、模型的檢驗

1. 數據收集

本文以2010—2012年沈陽統計年鑒中裝備制造業的相關數據為基礎，進行統計整理，部分主要變量值見表2。模型中使用的經費和收入均以萬元為單位，專利數以項為單位，人員以位為單位。

表2 2009—2011年主要變量值

由于模型和實際情況間的誤差，在模擬過程中部分變量無法精確地表示實際值，為減少誤差使用軟件中的“optimization”功能和加權均值進行平滑處理，進而對整個模型進行校正。

2. 擬合度檢驗

在軟件中設置initial time為2009，final time為2011，time step為0.25，時間單位為年。以2009年沈陽裝備制造業專利申請量為基準變量進行累計，得到的模擬值如圖4所示。

圖4 累計專利申請量模擬值

將模擬值與真實值進行對比，可以得出相應的擬合度，如表3所示。

表3 累計專利申請量的擬合度

SD方法是動態模擬，同理可以得出各變量2009—2011年的擬合度，如表4所示。

由表4可以看出，系統中的主要變量真實值和模型模擬值的擬合度最小值是0.924 3，大于0.9，說明使用該模型對創新文化影響因素進行分析是合理可信的。

表4 2009—2011年主要變量的擬合度

三、模型的應用與分析

Vensim PLE軟件中的模擬功能通過對不同的變量進行調整，能夠預測出不同情形下沈陽裝備制造業創新文化的整體變化。本文采用2種方法進行影響分析：一是變量影響模擬，主要考察各變量對創新文化系統的影響程度；二是變量延遲測試，用于分析不同變量的延遲帶來的創新文化系統變化。以2012年數據為基準，預測2012—2015年累計專利申請量和員工對創新認同度的變化。

1. 變量影響模擬

首先，模擬自然增長狀態下沈陽裝備制造業創新文化系統的發展，觀察累計專利申請量和員工對創新認同度的變化趨勢，得到模擬預測，見圖5。然后，對各個變量和主要因素進行影響度分析，使用10%的增長幅度進行調節，即對各個變量單獨增加10%觀察對整個系統的影響程度，測量標準是累計專利申請量和員工對創新認同度。通過軟件模擬，可以得到主要變量的影響程度。

圖5 自然增長狀態下創新文化系統發展模擬預測

由于累計專利申請量的基數較大，其變化趨勢不能很好地表現出來，因此，使用Vensim軟件的“table”功能得出相應的數值變化。為了方便觀察，僅保留年末數值，得到表5。

表5 累計專利申請量的變化趨勢 項

由表5可以看出，增加R&D經費投入對專利申請量的影響最大，其次是創新環境建設投入，第三位是知識產權保護，第四位是創新教育投入，影響最小的是政府撥款。從累計專利申請量的計算中可知，政府對科技創新的撥款主要注入到企業的資金籌集中，而研發經費投入受到企業資金籌集水平和研發投入比例的共同影響，因此，單獨依靠提高研發經費投入比例不一定能達到預期效果，要與企業資金籌集水平共同提高。資金籌集的主要渠道有3條，一是企業自身的投入，二是政府撥款，三是金融機構提供的貸款。創新環境建設投入能提高各方面硬件設施建設水平，為科技協同創新提供機會和條件。R&D經費和環境建設投入都是外部創新環境與條件的改善，其中創新環境建設投入對創新活動也有一定影響。而知識產權保護程度的提高能從制度方面改善創新文化，具有一定的可操作性和戰略意義。創新教育投入在改善科技研發人員結構和提高科技創新人員素質方面發揮著巨大作用，能從一定程度上提高創新水平。

由模擬結果可以看出，創新環境建設投入比例增加對員工對創新認同度影響較大，為了方便觀察，使用“table”功能得出員工對創新認同度的變化值，見表6。

從表6中不難看出，創新環境建設投入對員工對創新認同度的影響最大，創新教育投入、知識產權保護程度和研發經費投入對員工對創新認同度的影響一般。因此，加大對創新環境建設的投入、加強創新宣傳教育、鼓勵冒險精神是使員工積極參與創新的有效措施。

表6 員工對創新認同度的變化趨勢

2. 變量延遲測試

從流程圖中可以看出，創新文化系統的變化通過外部可見要素的逐漸積累引起內部創新價值觀念的變化。雖然該模型能比較真實地模擬出系統的運行，但是在實際中存在著物質和信息在時間上的延遲，為了更好地反映出各因素對創新文化的影響，需要進行系統變量的延遲測試。使用Vensim軟件中的delay1函數對各變量進行延遲測試，因為資金投入和政策推出需要較長的時間，因此將延遲時間設為1年，得到累計專利申請量和員工對創新認同度的延遲測試值，如表7、8所示。

表7 累計專利申請量延遲測試值 項

表8 員工對創新認同度延遲測試值

由表7可以看出，研發經費投入仍然是最主要的影響因素，但知識產權保護程度延遲1年對專利申請量的影響大于建設環境投入的影響，其他因素的排序保持不變。表8中，創新教育投入和知識產權保護程度對員工對創新認同度的影響較小，影響最大的因素與變量模擬結果一致，仍然是創新環境建設投入。

四、結 論

通過對2011—2015年各變量的影響模擬和延時測試，找到影響創新文化的主要因素以及各因素影響力的大小。根據以上預測結果和分析，在影響裝備制造業創新文化的主要因素中，對創新文化外部系統影響較大的是研發經費投入，對創新文化內部系統影響較大的是創新環境建設投入。此外，創新文化受知識產權保護程度和創新教育投入的影響也較大。因此，提高裝備制造業創新文化水平要注重加大研發活動投入力度，加強創新環境建設，并注重提高創新教育投入和加強創新人才培養，同時制定相關法規以加強對知識產權的保護力度。

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