基于粗糙集和Choquet積分的區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價

尹 彥

（天津財經(jīng)大學 商學院，天津 300222）

0 引言

區(qū)域協(xié)同發(fā)展是一個國家重大戰(zhàn)略。通過區(qū)域協(xié)同發(fā)展促進經(jīng)濟要素有序自由流動、資源高效配置和市場深度融合，推動合作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟政策協(xié)調(diào)，開展更大范圍、更高水平、更深層次的區(qū)域合作，共同打造開放、包容、均衡、普惠的區(qū)域經(jīng)濟合作架構(gòu)，是提高國家綜合競爭力的一種必然選擇。

縱觀區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新模型的研究，關(guān)于創(chuàng)新主體的研究成果中包括產(chǎn)業(yè)—大學互動的雙螺旋模型以及大學—產(chǎn)業(yè)—政府互動的三螺旋模型，還有提出產(chǎn)學研用的雙三螺旋模型等等。從中會發(fā)現(xiàn)無論哪種理論模型區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新過程都是一個存在多創(chuàng)新主體、多參與主體的過程，所以對于區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的評價是一個復雜而且涉及面很廣的領(lǐng)域，并且其中的各個指標之間不滿足諸多評價方法都要求的獨立性原則，因此嘗試一種新的評價方法是對創(chuàng)新理論有益的嘗試和補充。因此本文首先分析區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的構(gòu)成要素，構(gòu)建區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)模型，運用粗糙集約簡設(shè)計的初步評價指標體系，在此基礎(chǔ)上，嘗試使用Choquet模糊積分方法探究區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力認清區(qū)域協(xié)同發(fā)展中存在的問題，找出不足，為改進創(chuàng)新行為提供理論依據(jù)和實踐參考。

1 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)模型

1.1 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力構(gòu)成要素

對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的評價首先要明確影響區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力關(guān)鍵要素，本文在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上提出主要的31個關(guān)鍵指標，在調(diào)查問卷的基礎(chǔ)上利用spss17.0對其進行聚類分析。再結(jié)合四方創(chuàng)新主體大學、產(chǎn)業(yè)、政府、用戶的互動作用分析其創(chuàng)新能力構(gòu)成，對影響區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的待考察影響因素進行數(shù)據(jù)聚類分析共聚為四個構(gòu)面：創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力，創(chuàng)新流程協(xié)同程度，創(chuàng)新資源協(xié)同程度，創(chuàng)新協(xié)同環(huán)境保障能力，由此構(gòu)建四維區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新互動模型如圖1。

圖1 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新互動模型

1.2 創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力

區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力是由各個創(chuàng)新主體相互影響、相互作用而形成，雖然不是由每個創(chuàng)新主體簡單加總而來，但是每個創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力卻是區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新中創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新活動實質(zhì)是知識的獲取、共享和轉(zhuǎn)移、整合和應(yīng)用，其中知識創(chuàng)新的核心是知識。知識在大學—企業(yè)—政府—用戶創(chuàng)新交互作用中，以大學為代表的科研中介作為創(chuàng)新的知識源，形成創(chuàng)新的技術(shù)螺旋，通過校企結(jié)合方式為企業(yè)提供新技術(shù)，通過科研活動可以為政府服務(wù)，同時還可以為企業(yè)和政府輸送創(chuàng)新人才；政府形成行政螺旋，主要為知識創(chuàng)新活動提供政策制度的支持和保障；企業(yè)作為生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)的組織，還能夠參與到科研組織的知識創(chuàng)造過程中；在大數(shù)據(jù)時代中，通訊的便捷使得用戶在知識創(chuàng)造中也發(fā)揮著極高的創(chuàng)新作用，由此形成多個創(chuàng)新主體的良性循環(huán)。另外，對于創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力的測度不僅能反映個體的能力，而且通過知識轉(zhuǎn)移能力反映協(xié)同性。創(chuàng)新主體的創(chuàng)新能力表現(xiàn)為創(chuàng)新主體投入程度、創(chuàng)新直接成果、知識合作、技術(shù)轉(zhuǎn)移、應(yīng)用開發(fā)能力等等。這些共同為區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的提升提供動力源泉。

1.3 創(chuàng)新資源協(xié)同

創(chuàng)新資源包括諸多資源，人力資源、資金資源、物力資源、時間資源、信息資源、關(guān)系資源等。創(chuàng)新從某個角度看就是投入知識經(jīng)過分享轉(zhuǎn)移再生產(chǎn)出新知識的過程。其中核心是知識，當然不僅包括文字、圖片、聲音、視頻等多種載體的顯性知識，更重要的是經(jīng)驗、技術(shù)等隱性知識。對于人財物三方面的資源需求是不言而喻的，還可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺征集創(chuàng)意和商業(yè)智慧，利用互聯(lián)網(wǎng)在線平臺發(fā)布、分配和解決技術(shù)問題，通過信息技術(shù)的應(yīng)用按照需要縮短或延長生產(chǎn)時間達到生產(chǎn)或服務(wù)狀態(tài)的實時管理和精益管理。總之通過上述資源的協(xié)同，為獲取知識、轉(zhuǎn)移知識和應(yīng)用知識提供了可能并提供了效率，從而為區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力提供了良好的物質(zhì)和知識平臺。

1.4 創(chuàng)新流程協(xié)同

在創(chuàng)新流程協(xié)同中，更多的是要做到管理創(chuàng)新協(xié)同。通過創(chuàng)新組織模式，提出新型組織結(jié)構(gòu)提高協(xié)同支持度。例如基于互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)的新穎組織形式，除了能夠提高效率和降低服務(wù)成本，還可以促進協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，提高協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)溝通速度。通過創(chuàng)新渠道建立與利益相關(guān)者更廣泛的合作關(guān)系，把總的資源和成本分配到價值鏈的若干環(huán)節(jié)中，從而增加資源的供給或降低消耗。另外，通過信息技術(shù)和云端云聯(lián)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)加強業(yè)務(wù)信息的分析、詮釋及共享，完善客戶、供應(yīng)商關(guān)系管理水平。在提高溝通效率的前提下，促進知識共享和轉(zhuǎn)移的順暢，進而提高區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力。

1.5 創(chuàng)新協(xié)同環(huán)境保障能力

區(qū)域創(chuàng)新主體的任何創(chuàng)新活動都離不開環(huán)境，創(chuàng)新環(huán)境包括：技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、金融環(huán)境、市場環(huán)境、創(chuàng)新文化、創(chuàng)新制度建設(shè)等等。這些創(chuàng)新環(huán)境的質(zhì)量對創(chuàng)新活動具有促進或制約作用，良好的創(chuàng)新環(huán)境有利于激發(fā)創(chuàng)新主體的創(chuàng)新熱情與積極性，進而影響區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的發(fā)揮。

2 基于粗糙集和Choquet積分的區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價

2.1 粗糙集屬性約簡

假設(shè)決策表L，C為條件屬性集，D為決策屬性集，當且僅當滿足 posR(D)=posC(D)且不存在 r∈R，使得posR-{r}(D)=posC(D)，R是D相對于C的約簡。從而保證相對約簡后R中的所有元素能夠代表C的所有屬性相對于D的分類能力。

在決策表L中，相對于決策屬性集的條件屬性的約簡不一定是唯一的，設(shè)redD(C)為C的所有約簡簇，則稱∩redD(C)為C的D核，簡稱為決策表的相對屬性核，記為coreD(C)。

在決策表L=＜U，C∪D，V，f＞中，U={u1，u2...un}，條件屬性集合C={C1，C2，...，Cm}，設(shè) Fij為L的可辨識矩陣的第i行第j列的元素（其中，i，j=1，2，...，n），則可辨識矩陣F的定義為：

在總結(jié)諸多研究者的研究成果的基礎(chǔ)上，首先從待選影響因素中根據(jù)專家意見選擇出31個影響因素，然后使用ROSETTA軟件對這些影響因素應(yīng)用與全體相關(guān)的遺傳算法進行屬性約簡，選擇粗糙集約簡算法不產(chǎn)生規(guī)則沖突的情況下得到屬性盡可能少的約簡結(jié)果，最后產(chǎn)生331條規(guī)則。接下來設(shè)定選擇條件對規(guī)則進行提取：LHS support＞10 and RHS Coverage＞0.5，篩選后共得到27條規(guī)則。

從這27條規(guī)則中，從原來的31評價指標中確定了20個指標作為關(guān)鍵要素，得到下文評價指標體系中包含的要素：創(chuàng)新主體投入程度、創(chuàng)新直接成果、知識合作、技術(shù)轉(zhuǎn)移、應(yīng)用開發(fā)能力、人力資源協(xié)同、資金資源協(xié)同、物力資源協(xié)同、時間資源協(xié)同、信息資源協(xié)同、關(guān)系資源協(xié)同、組織模式協(xié)同支持度、創(chuàng)新渠道、關(guān)系管理水平、協(xié)調(diào)溝通順暢度、技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、金融環(huán)境、市場環(huán)境、創(chuàng)新文化、創(chuàng)新制度建設(shè)。由此構(gòu)建區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價指標體系如表1所示。

表1 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價指標體系

2.2 Choquet積分評價的原理

區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的評價本身就是一個灰色評估，所涉及的因素具有模糊性。評價指標間不可能相互獨立，因此選用Choquet積分對指標權(quán)重沒有過于嚴格的限制和要求，還可以規(guī)避層次分析法一致性檢驗的問題。

根據(jù)Sugeno定義的Choquet積分原理，用于區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價的描述如下：設(shè)集合 X=(x1，x2，...，xn)為協(xié)同創(chuàng)新能力評估要素的集合，其中g(shù)為g：2x→[0,1]。若函數(shù)g滿足下列特性，g稱為模糊測度。滿足g(X)=1,g(Φ)=0說明有界型，若A,B∈2x,A? B時，g(A)≤g(B)說明單調(diào)性。

λ-模糊測度：存在常數(shù)λ，λ∈(-1,∞)且λ不為零，使得g(A∪B)=g(A)+g(B)+λg(A)g(B),其中 A∩B=Φ 。若X=(x1，x2，...，xn)為有限集合，且各變量 xi對應(yīng)的模糊密度函數(shù)為gi,則gi可以寫成下式：

3 區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力評價分析—以京津冀區(qū)域為例

3.1 數(shù)據(jù)收集

本文以京津冀區(qū)域為例進行具體的能力評價。首先組織5位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医M成專家小組，結(jié)合《中國城市統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》的相關(guān)數(shù)據(jù)，給出影響京津冀區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力的關(guān)鍵指標模糊權(quán)重和模糊評價值。

3.2 模糊積分評價應(yīng)用過程

3.2.1 確定評價指標的數(shù)值評估值

在評價區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新能力中有很多定性的評價指標，專家或企業(yè)管理人員對其評價時，對它們的描述必然存在一定程度的模糊性，因此本文采用三角模糊數(shù)所表示的語義變量來描述模糊評估值。模糊權(quán)重和模糊評估語義與對應(yīng)的正三角模糊數(shù)如表2。

表2 模糊語義與明確值

3.2.2 計算評價指標的權(quán)重值和評估值

根據(jù)上式計算創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力，創(chuàng)新流程協(xié)同程度，創(chuàng)新資源協(xié)同程度，創(chuàng)新協(xié)同環(huán)境保障能力4個評價指標的模糊評估值。結(jié)果如下：

W=(0.694，0.597，0.500，0.359)

由此得到評價指標體系中的二級指標模糊權(quán)重和模糊評價語義如表3。

表3 模糊權(quán)重和模糊評價語義

（3）計算模糊測度和總評價值

首先模糊評價值按大小排序如下：

將上面計算得到的模糊權(quán)重值gij代入式(2),以計算λ值。

用matlab構(gòu)造優(yōu)化算法解得λ=-0.9486

依據(jù)λ及gij值,利用公式(3)分別求出各個評估準則的模糊測度gλ。

最后將上述所求得的模糊測度代入式（1），依據(jù)Choquet模糊積分公式計算整體模糊積分值為0.3。

3.3 結(jié)果分析

在粗糙集約簡后的評價指標體系下，運用模糊積分評價方法，計算出目前京津冀協(xié)同創(chuàng)新能力處于中等水平。首先由于京津冀擁有北方政治文化中心的區(qū)位優(yōu)勢，大學分布密集，使得創(chuàng)新主體的參與意識和參與度較高，校企結(jié)合的成功經(jīng)驗頗多，知識獲取、轉(zhuǎn)移和應(yīng)用能力較強。擁有高新技術(shù)企業(yè)集群明顯，知識存量水平較高，創(chuàng)新已形成較好的文化氛圍。因此，創(chuàng)新主體的知識創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)較好，創(chuàng)新所需資源也為創(chuàng)新活動提供了良好的物質(zhì)和知識平臺，再加上國家和地方政府積極的政策引導和扶持，這些都使得京津冀協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展存在巨大潛力。

但由于京津冀區(qū)域一體化正式開展時間不長，所以存在區(qū)域科技創(chuàng)新分工尚未形成，組織模式協(xié)同支持度不高的問題，例如在加快中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)中，需要探索新的管理運營模式，打造產(chǎn)學研結(jié)合的跨京津冀科技創(chuàng)新園區(qū)鏈。另外由于三省市知識和技術(shù)資源共享不足，共享渠道創(chuàng)新亟待加強，使得創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈對接融合不充分，協(xié)調(diào)溝通順暢度不高，區(qū)域科技合作機制不完善。同時區(qū)域協(xié)同所處大環(huán)境已經(jīng)具備，但區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新活動與環(huán)境的配備和耦合仍需磨合。

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