基于物場分析的城市創(chuàng)新投入研究

文宗川+張樹山

◆ 中圖分類號：F290 文獻標識碼：A

內(nèi)容摘要：本文分析了城市創(chuàng)新投入與創(chuàng)新機構(gòu)的相互作用關(guān)系，應(yīng)用TRIZ理論中的物質(zhì)-場分析法構(gòu)建了創(chuàng)新投入通過創(chuàng)新環(huán)境作用于創(chuàng)新機構(gòu)的城市創(chuàng)新投入物場模型。針對模型中創(chuàng)新效用不足或創(chuàng)新效用有害的情況，利用TRIZ物場分析理論中的標準解提出解決方案，建立了一種能夠迅速解決城市創(chuàng)新投入問題的“城市創(chuàng)新投入物場模型”，并形成城市創(chuàng)新投入問題的解集。

關(guān)鍵詞：城市創(chuàng)新投入 物場分析 TRIZ

引言

提高自主創(chuàng)新能力，完善國家創(chuàng)新體系建設(shè)，是新時期我國堅持實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵，是推進大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的核心。國家的創(chuàng)新離不開城市的創(chuàng)新，構(gòu)建城市創(chuàng)新體系，提高城市自主創(chuàng)新能力，推動城市發(fā)展從要素驅(qū)動型向創(chuàng)新驅(qū)動型轉(zhuǎn)變，是實現(xiàn)國家創(chuàng)新能力建設(shè)目標的關(guān)鍵。城市的創(chuàng)新投入作為城市創(chuàng)新建設(shè)的基礎(chǔ)，其產(chǎn)生的創(chuàng)新效用直接決定城市創(chuàng)新能力，如何正確并且高效地利用創(chuàng)新投入將成為城市創(chuàng)新建設(shè)的關(guān)鍵問題。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者對城市創(chuàng)新投入的研究大多體現(xiàn)城市創(chuàng)新能力、創(chuàng)新體系評價的研究上。劉永久（2010）以山東17個城市為例，建立了以創(chuàng)新投入、創(chuàng)新環(huán)境等六大要素構(gòu)成的城市創(chuàng)新能力評價指標體系。于曉宇（2011）在實證研究的基礎(chǔ)上，揭示了城市創(chuàng)新體系創(chuàng)新機制中資源要素投入的4條規(guī)律。曹勇（2013）利用Theil系數(shù)并結(jié)合面板數(shù)據(jù)分析了影響城市創(chuàng)新能力的主要因素，研究結(jié)果表明城市創(chuàng)新投入能力以及科技成果轉(zhuǎn)化能力對城市創(chuàng)新能力存在顯著正向影響。張文婷（2014）以城市群為研究對象，在分析城市群區(qū)域創(chuàng)新體系頂層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了我國城市群創(chuàng)新體系運行評價的“四三結(jié)構(gòu)”模型，并從創(chuàng)新投入、創(chuàng)新主體、創(chuàng)新內(nèi)容和創(chuàng)新產(chǎn)出四個維度對城市群區(qū)域創(chuàng)新體系運行的現(xiàn)狀和差異進行了分析。

以上研究大多是以城市創(chuàng)新體系的宏觀角度去研究創(chuàng)新投入問題，而對具體的創(chuàng)新投入方法研究以及投入過程中的問題研究較少。近些年來越來越多地被應(yīng)用于創(chuàng)新領(lǐng)域的TRIZ物質(zhì)-場分析法為城市創(chuàng)新投入的研究提供了一個新思路。盧希美（2010）利用了TRIZ理論的最終理想解和物場分析方法，建立了物場分析理論和功能分析的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計流程。該流程將指導(dǎo)設(shè)計人員從產(chǎn)品的功能出發(fā)，快速實現(xiàn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計。易加斌（2009）提出了將物場分析法應(yīng)用于管理創(chuàng)新的設(shè)想。文竹（2012）將物場分析法與管理創(chuàng)新結(jié)合，構(gòu)建了一種迅速解決管理問題的“管理物場模型”，形成了一種全新的管理創(chuàng)新方法。劉驊（2013）將物場分析法應(yīng)用于科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式研究中，對科技型中小企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供有益參考。本文結(jié)合近年來TRIZ物質(zhì)-場分析法在創(chuàng)新領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，將物場分析理論模型應(yīng)用于城市創(chuàng)新領(lǐng)域，從具體的工具和方法來解決城市創(chuàng)新投入過程中的問題。

物場分析

經(jīng)典TRIZ理論體系主要包括三部分內(nèi)容：創(chuàng)新思維、創(chuàng)新工具和創(chuàng)新規(guī)律。創(chuàng)新思維方法也稱為突破慣性的方法，主要包括九屏幕法、小人法、IFR等；創(chuàng)新工具主要包括矛盾分析法和物質(zhì)-場分析法，相對應(yīng)的是40個發(fā)明原理和76個標準解；創(chuàng)新規(guī)律包括提高理性度法則、S曲線、能量傳遞法則、子系統(tǒng)不均衡化法則、向微觀級進化法則等，如圖1所示。

物質(zhì)-場分析法是一種與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問題建模方法，它所構(gòu)造的每個系統(tǒng)是為了完成某些功能要求而存在的，它所希望的功能是：物體或者物質(zhì)（S1）的輸出，是由于另一個物體或者物質(zhì)（S2）在某些場（F）的作用下引發(fā)的結(jié)果，場（F）是物質(zhì)S1和S2之間的相互作用力。在物場系統(tǒng)模型中，上述三種元素缺一不可，并且工具物質(zhì)S2通過場F對對象物質(zhì)S1的作用可分為三個基本類型：正常有效作用、效用不足和有害作用。正常有效作用是指工具S2通過場F對物質(zhì)S1的作用有用且充分，到達理想的效果；效用不足是指工具S2對物質(zhì)S1的作用有用但并不充分，未能達到預(yù)期的效果；有害作用表示工具S2對物質(zhì)S1產(chǎn)生負面作用。應(yīng)用物質(zhì)-場分析法解決問題時，首先要確定問題中的兩個物質(zhì)和一個場，兩個物質(zhì)分別為工具物質(zhì)S2和對象物質(zhì)S1，一個場F是S2與S1之間的相互作用，然后分析三個元素間的相互作用關(guān)系并構(gòu)建物場分析模型，查找76個標準解中與之對應(yīng)的標準解，將標準解聯(lián)系實際問題，最終確定問題的解決方案。如果是在非技術(shù)領(lǐng)域，要根據(jù)實際情況將標準解直接或稍加修改再應(yīng)用（見圖2）。

物場分析法在城市創(chuàng)新投入中的應(yīng)用

（一）城市創(chuàng)新投入物場模型

將物場分析法應(yīng)用于城市創(chuàng)新的研究中，可以發(fā)現(xiàn)在完整的城市創(chuàng)新投入模式中，也有兩個物質(zhì)和一個場缺一不可，兩種物質(zhì)即“創(chuàng)新投入”和“創(chuàng)新機構(gòu)”，一個場即“創(chuàng)新環(huán)境”。在城市創(chuàng)新投入物場模型中，創(chuàng)新投入通過創(chuàng)新環(huán)境作用于創(chuàng)新機構(gòu)。創(chuàng)新投入對創(chuàng)新機構(gòu)的作用也分為三種類型：一是正常有效的創(chuàng)新效用，二是不足的創(chuàng)新效用，三是有害的創(chuàng)新效用。“工具物質(zhì)”S2是創(chuàng)新投入，投入元素包括人才投入、資金投入、科技投入等；“作用對象物質(zhì)”S1是創(chuàng)新機構(gòu)，包括高校（科研機構(gòu)）、政府機構(gòu)、企業(yè)、中介機構(gòu)等；“場”F是創(chuàng)新環(huán)境，包括市場環(huán)境、人文環(huán)境、政策法規(guī)環(huán)境、機制環(huán)境等。任何一種創(chuàng)新投入對任何一種創(chuàng)新機構(gòu)的作用都可以構(gòu)建城市創(chuàng)新投入物質(zhì)模型（見圖3），例如通過政策法規(guī)環(huán)境的場作用，對高校的資金投入產(chǎn)生創(chuàng)新效用。

創(chuàng)新投入是城市創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)，在城市創(chuàng)新投入物場模型中處于主動地位。人才、資金、科技、知識都是創(chuàng)新投入重要的元素，是城市創(chuàng)新最重要的資源，只有創(chuàng)新投入正確并且有效地作用于創(chuàng)新機構(gòu)，創(chuàng)新主體才能發(fā)揮主觀能動性，形成比較完整的城市創(chuàng)新體系，增強城市創(chuàng)新能力，帶動整個城市創(chuàng)新活動的快速發(fā)展。

創(chuàng)新機構(gòu)包括高校（科研機構(gòu)）、政府、企業(yè)和中介機構(gòu)。高校等科研機構(gòu)進行創(chuàng)新的理論研究、基礎(chǔ)研究，研發(fā)出新的技術(shù)手段、理論模型；企業(yè)作為實踐機構(gòu)，根據(jù)新技術(shù)、新理論結(jié)合實際試生產(chǎn)，將市場的實際反應(yīng)反饋到科研機構(gòu)并進行技術(shù)的改進、理論的完善，確定最終的生產(chǎn)方案將創(chuàng)新產(chǎn)品投入市場。期間中介機構(gòu)通過在企業(yè)、高校之間傳遞市場信息，增進雙向相互溝通，提高創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實產(chǎn)品的效率和質(zhì)量。政府為整個創(chuàng)新過程明確方向并進行監(jiān)督和保障。

創(chuàng)新環(huán)境作為城市創(chuàng)新投入物場模型中的場，有力地增強了創(chuàng)新投入與創(chuàng)新機構(gòu)之間的相互作用，讓城市創(chuàng)新活動能夠有效進行。創(chuàng)新環(huán)境包括人文環(huán)境、市場環(huán)境、政策法規(guī)環(huán)境、機制環(huán)境等，人文環(huán)境是指當(dāng)?shù)叵M者的創(chuàng)新氛圍、文化意識，消費者對創(chuàng)新認識的普遍程度與水平，創(chuàng)新人才的數(shù)量、質(zhì)量等，與一個城市創(chuàng)新能力與活力的高低有著密切的關(guān)系。市場環(huán)境為創(chuàng)新活動提供了一個自由發(fā)揮的空間，合理的市場機制、市場結(jié)構(gòu)為自由發(fā)揮提供了保障。政策與法律環(huán)境可以起到激勵、引導(dǎo)、保護、協(xié)調(diào)等四個方面的作用，創(chuàng)新機構(gòu)的創(chuàng)新活動離不開政府的推動，政府政策是創(chuàng)新活動的外在誘導(dǎo)力。機制環(huán)境構(gòu)成要素包括激勵機制、利益分配機制和約束機制，激勵機制增強了城市創(chuàng)新的活力，利益分配機制和約束機制對各創(chuàng)新機構(gòu)合作關(guān)系的穩(wěn)定與持續(xù)發(fā)展起到了決定性作用。

（二）物場分析在城市創(chuàng)新投入中的具體應(yīng)用

將物場分析的方法應(yīng)用到城市創(chuàng)新投入研究中時，首先針對當(dāng)前存在的問題進行描述與判定，確定當(dāng)前問題中的創(chuàng)新投入、創(chuàng)新機構(gòu)與創(chuàng)新環(huán)境以及三者的相互作用關(guān)系，構(gòu)建當(dāng)前的城市創(chuàng)新投入物場模型，結(jié)合現(xiàn)存問題對當(dāng)前物場模型進行分類，針對不同類型在城市創(chuàng)新投入物場模型解集中尋找對應(yīng)的解決方案（見圖4）。

（三）城市創(chuàng)新投入物場模型解集

根據(jù)物質(zhì)-場分析法的問題分類可分為完整的物場模型和不完整的物場模型兩大類，其中不完整的物場模型可通過補充模型中缺少的物質(zhì)或場來解決問題，如假設(shè)圖2為不完整的城市創(chuàng)新投入物場模型，可通過補充創(chuàng)新投入或創(chuàng)新環(huán)境來解決問題。完整的城市創(chuàng)新投入物場模型可分為兩大類：

第一類是創(chuàng)新效用不足的物場模型，效用不足可體現(xiàn)在創(chuàng)新投入不足或投入方式不恰當(dāng)、創(chuàng)新環(huán)境不健全、創(chuàng)新機構(gòu)不足或機構(gòu)創(chuàng)新方式不恰當(dāng)?shù)确矫妫坏诙悶閯?chuàng)新效用有害的物場模型，體現(xiàn)在創(chuàng)新投入過量或投入方式不正確、創(chuàng)新環(huán)境存在問題、機構(gòu)創(chuàng)新方式不正確等方面。

TRIZ理論體系為物-場模型提供了成模式的解法，稱為標準解法共76個，76個標準解決方法可分為5類：建立或破壞物質(zhì)場；開發(fā)物質(zhì)場；從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級系統(tǒng)或微觀等級轉(zhuǎn)變；度量或檢測技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物；描述如何在技術(shù)系統(tǒng)引入物質(zhì)或場。針對技術(shù)領(lǐng)域的76個標準解，本文將其直接或稍加修改應(yīng)用到城市創(chuàng)新領(lǐng)域，如針對創(chuàng)新效用不足的物場模型或創(chuàng)新效用有害的物場模型中，可采用“改變物質(zhì)”、“改變場”、“引入物質(zhì)”、“引入場”四種解法。

其中“改變物質(zhì)”解法分為替換物質(zhì)、從內(nèi)外部改變物質(zhì)兩類；“改變場”、“引入場”主要是對創(chuàng)新環(huán)境的改善或完善；“引入物質(zhì)”解法分為引入內(nèi)部或外部物質(zhì)兩類。具體解決方案如表1所示，例如當(dāng)創(chuàng)新環(huán)境存在問題時，可以通過“引入場”來解決：在S1和S2增加一個新的場F1，如完善城市創(chuàng)新服務(wù)環(huán)境，即設(shè)定創(chuàng)新服務(wù)機構(gòu)，增加各類社會輔助組織以協(xié)助與支持創(chuàng)新；再如創(chuàng)新投入環(huán)節(jié)存在問題時，可以通過“引入物質(zhì)”的方式來解決：在S1和S2之間加入另一種物質(zhì)S3，可以通過S3將創(chuàng)新資源分類、監(jiān)督創(chuàng)新投入過程，如引入專門輔助創(chuàng)新機構(gòu)。其它問題同樣可以在表1中尋找相應(yīng)的解決方案。

結(jié)論

現(xiàn)有的城市創(chuàng)新投入模式下，各個環(huán)節(jié)存在許多問題，創(chuàng)新投入無法達到期望的創(chuàng)新效用，不但浪費了創(chuàng)新資源，也很難推動創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的實施。TRIZ物場分析法提供了一種清晰的解決思路，本文構(gòu)建了創(chuàng)新投入通過創(chuàng)新環(huán)境作用于創(chuàng)新主體的物場模型，直接利用TRIZ物場分析理論形成城市創(chuàng)新投入物場模型解集，各城市可以結(jié)合自身不同的特點尋找存在的問題和對應(yīng)的解決方案。

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