高科技企業創新生態系統演化研究
——基于系統動力學

柏明國,何 志

(安徽工業大學 商學院,安徽 馬鞍山 243032)

一、引言

高科技企業是推動國家經濟發展的重要組成部分,而高科技企業由于其產品科技含量高,產品技術具有前沿性、復雜性和交叉融合性,使得高科技企業更加注重與其他企業、高校和研發機構的合作。在當今環境下,高科技企業之間的競爭已經由單個企業之爭發展成為多個企業合作的供應鏈之爭,進一步發展成更多企業、高校、研究機構等共同參與的創新生態系統之爭[1]。

高科技企業創新生態系統,是將生態學理論引入到創新管理之中形成的一種創新體系,本質是創新主體間的互利共生、共同進化。在高科技創新生態系統中,企業與高校、研究機構、用戶等合作伙伴協同創新,系統的“知識和資源池”得到大大提高,以共同解決客戶的需求[2-3]。高科技企業創新生態系統的演化能夠與生物進化中的遺傳、變異、選擇、個體、種群、群落和無機環境等相對應,但創新生態系統的演化更加復雜[4-5]。目前高科技企業創新生態系統的演化研究已引起了國內外學者的關注,覃荔荔通過構建生態位適宜度法對高科技企業創新生態系統可持續發展進行評價,探討了高科技企業創新生態系統的發展機理與演化趨勢[6]。Still等在利用復雜網絡中心性方法建立企業創新生態系統演化框架的基礎上,進一步揭示了創新生態系統演化進程中蘊含的獨特特征[7]。Yin等通過研究IPhone應用程序創新生態系統的案例,指出發展機遇、競爭水平和需求偏好是造成創新生態系統不同演進過程的重要因素[8]。胡京波等通過調研SF民機轉包生產商的案例,探究創新生態系統的演化軌跡,指出其創新生態系統的演進經歷了“零部件轉包生產→大部件制造→風險合作式研制”3個階段[9]。王宏起等探究了新能源汽車創新生態系統的演進機理,指出其創新生態系統的演進遵循“小生境→開放式平臺→全面拓展”的三階段路徑[10]。

國內外學者關于高科技企業創新生態系統的演化研究為本研究奠定了重要的理論基礎,但現有研究多基于對國內外成功案例的總結,研究成果的普遍性值得商榷。其次，系統的演化發展是一個長期復雜的過程,系統中創新主體眾多、創新要素多樣,在系統發展的過程中,創新主體、創新要素隨著系統的發展如何變化,創新要素之間如何互動演化,這些問題還沒引起學者的較多關注。由于系統動力學方法能夠處理復雜系統各變量之間的動態演化關系,通過建立高科技企業創新生態系統動力學模型可對上述研究問題進行深入探討。另外，面對日益復雜的外部環境,構建以自身為核心的企業創新生態系統,是企業尤其是高科技企業進行發展壯大的趨勢。因此，基于系統動力學對高科技企業創新生態系統演化發展過程中要素與要素間的發展變化和要素隨著系統發展如何變化進行研究,不僅可以豐富創新生態系統的研究內容,也可以對高科技企業創新生態系統的建立與發展提供指導。

二、高科技企業創新生態系統分析

高科技企業創新生態系統,是將生態系統理論引入到企業的技術創新之中進行研究的產物,在與自然生態系統進行類比的基礎上,通過借用自然生態系統的相關理論研究系統的要素、特征、功能。高科技企業創新生態系統是一種由高科技企業形成的全球性的互利共生、共同進化的創新體系,以客戶需求為導向,以技術標準為紐帶[11],是在一定時空內,通過創新物質循環、能量流動和信息傳遞,由企業、高校、研究機構等創新復合組織與各種創新環境形成的整體系統[12]。在自然生態系統中，生產者、消費者、分解者和無機環境四大組成部分通過物質循環和能量流動構成一個完整的生態系統,生態系統中的食物鏈維持著生態系統的穩定與平衡。高科技企業創新生態系統也存在著類似的結構與特征,企業、用戶、高校與研究機構三大創新主體在創新環境中進行合作交流、信息傳遞構成了創新生態系統,而創新平臺正是物質、能量、信息傳遞的樞紐,依靠創新鏈的不斷循環,創新生態系統不斷壯大發展。基于創新生態系統與自然生態系統的對應關系,本文將從創新主體、創新平臺、創新鏈和創新環境對高科技企業創新生態系統進行系統分析[13-18]。

(一)創新主體

系統能夠進行技術創新,就需要有穩定的創新主體,創新生態系統內創新主體眾多,但主要分為以下幾類:企業、高校、研究機構及最終用戶等[5]。在高科技企業創新生態系統中,企業是系統進行技術創新的最主要力量,眾多企業共同進行研發,并將研發成果轉化為最終產品銷售給用戶,獲得創新收益;高校和研究機構技術性人力資源充沛,擁有強大的科研能力,是高科技企業創新生態系統中不可或缺的主體[19],依靠企業提供的信息與資源進行研發或者通過自身資源進行研發,將研發成果出售獲得回報;最終用戶是對產品的使用效果了解最深的群體,他們決定了產品能否在市場立足,將最終用戶納入到創新生態系統之中,依靠用戶對產品的了解,獲取用戶最本質的產品需求,可以使得研發產品更加適應市場,更容易在市場進行推廣,同時也可以依靠最終用戶龐大的數量基礎,提升系統總體的研發能力。

(二)創新平臺

創新平臺是由技術創新生態系統中的核心企業所搭建而成,并受核心企業所控制,是系統內部進行物質、能量、信息傳遞的樞紐,是系統內各成員進行合作交流的平臺[20]。其作用主要有:創新平臺的升級與維護、技術標準的建立、信息資源的流動等。為應對高科技企業技術復雜性、前沿性的難題,高科技企業創新生態系統要求各個創新主體的技術之間能夠互通互用,而不是各自為戰,獨立發展。而系統內創新主體的千差萬別,技術與技術之間的差異性,勢必會阻礙到彼此之間的合作,為提高創新效率,就需要建立一個統一的技術標準體系。企業依靠自身強大的市場影響力,將有利于自身的技術標準進行推廣,進而升級為市場標準,獲取競爭優勢,已經成為計算機業、通信業、高科技產品制造業等行業企業發展的重要戰略[21]。高科技企業創新生態系統中有眾多的企業、高校、研究機構,各個主體之間的合作交流是系統協作研發的基礎,為方便各主體間的溝通,信息共享平臺是系統的必備功能。

(三)創新鏈

高科技企業創新生態系統的創新鏈是一條類似于生物鏈的循環鏈條[20]。在生物鏈中,生產者、消費者和分解者共同組成循環,進行著物質、信息和能量的循環。在高科技企業創新生態系統中由于核心企業具有很強的技術創新能力,會對創新生態系統的發展產生重大的影響[22],承擔著制定技術標準,搭建系統創新平臺,提供創新能量和傳遞創新信息的任務,發揮著生產者的作用;企業、高校、科研機構、用戶等系統成員通過利用核心企業傳遞的能量和信息,進行協作研發,最終得到技術創新成果或產品,發揮著消費者的作用,有別于我們普遍認識的消費者概念,這里的消費者指的是創新生態系統的研發主體[20];而最終的產品用戶通過購買產品,獲得產品的使用價值,并向創新生態系統支付資金,使創新生態系統獲取創新所需要的資源,最終用戶發揮著分解者的作用。生產者從最終的產品用戶分解者獲取市場信息和產品收益,并將信息與收益轉化為創新資源提供給消費者;消費者利用生產者提供的創新資源進行研發,并將創新成果及產品提供給分解者;分解者向生產者支付資金購買產品。生產者、消費者與分解者構成的循環便是高科技企業創新生態系統的創新鏈。

(四)創新環境

創新環境是創新生態系統所處的各種具體環境,這些環境不斷發生變化,時刻影響著企業創新生態系統的發展,包括市場環境、政策環境、金融環境、技術環境、文化環境、基礎設施環境等[23]。良好的市場環境,是創新產品能夠獲得收益的保證;技術環境不達標,研發過程就會受到阻礙,或者研發成果不能轉化為產品獲取收益;政府通過政策方面的支持,可為創新生態系統的發展創造良好環境[24];文化環境是能否培養出創新人才的關鍵;金融環境決定了創新能否獲得金融投資;基礎設施環境如網絡發展水平是系統進行協作交流的保障。

三、高科技企業創新生態系統動力學模型

(一)基本假設

高科技企業創新生態系統尚無成熟的系統動力學模型,且系統創新主體、創新要素較多,為簡化模型,突出重點,便于后續研究,對模型作如下假定:

假定1:為簡化模擬,本模型不考慮時間延遲問題。

假定2:系統平臺的服務質量保障了各研發主體之間的協作研發,各研發主體的研發成果包含了協作研發部分,協作研發成果不再單獨計算。

假定3:系統的投入包括企業投入資金、國家政策補助等;系統的支出包括研發投入、平臺管理費用、市場調研費用、標準管理費用等,并且系統的收益全部用來進行上述支出;系統的收益為由系統研發得到的科研成果最終轉化的創新產品收益。

(二)高科技企業創新生態系統因果關系圖

高科技企業創新生態系統中的企業、用戶、高校與研究機構是系統的三大創新主體,在系統中進行研發工作,并將研發成果轉化為創新產品;創新平臺是創新主體進行合作交流的樞紐,及時獲取市場信息,制定技術標準,維護平臺建設以保障創新主體間的合作交流;創新鏈是系統能夠持續發展的基礎,通過“創新產品→創新收益→創新資源→創新產品”的循環,促進創新生態系統不斷發展;市場環境、政策環境、技術環境等創新環境共同影響著創新生態系統的發展。

在高科技企業創新生態系統中,隨著系統的發展,系統規模不斷壯大,創新主體不斷增多,系統的創新能力不斷提升,科研成果數日益增加,最終提高創新產品收益,而隨著創新產品收益提高,系統的吸引力便隨之提高,吸引更多創新主體的加入,形成良性循環;同時創新收益的增加使得系統有更多的資金進行技術標準的管理與推廣,有助于系統主體間的合作交流,提升創新效率;創新平臺的管理與維護會提升平臺的服務水平,但隨著系統規模的擴大,對系統平臺服務水平的要求也會逐步提高,相應的平臺管理與維護費用也會增加。

根據系統分析構建高科技企業創新生態系統因果關系圖,具體如圖1所示。

圖1 高科技企業創新生態系統因果關系圖

(三)高科技企業創新生態系統流圖

根據系統的因果關系圖1,建立系統流圖,具體如圖2所示。

根據2004～2015年中國統計年鑒中高技術產業發展狀況,對方程中的政策支持力度、標準淘汰率、信息網絡發展水平、科研成果自然淘汰率、新產品自然衰減率和市場容量增長率等參數進行計算,并在參考前人研究成果的基礎上[25-26],進行進一步分析,得出系統模型的DYNAMO方程,主要方程如下:

圖2 高科技企業創新生態系統流圖

企業研發成果=LN(中介機構數量*權重A+企業研發投入*權重B+企業數量*權重C)*SQRT(信息網絡發展水平)*EXP(平臺服務質量*權重D).

(1)

系統創新能力不僅受研發投入的影響,也受系統規模的影響,同時信息網絡發展水平也會對研發成果產生一定的影響[27],而創新平臺作為高科技企業創新生態系統的樞紐,其服務質量會直接影響到系統的創新效率。

創新產品收入增長=科研成果轉化量*(1 +用戶增加量*權重E).

(2)

用戶參與研發,不僅能夠使產品更加符合用戶的真正需求,而且通過用戶的參與,可以培養用戶對產品的信賴,提高創新產品的銷量。

科研成果轉化量=SQRT(科研成果數)+LN(市場調研投入*權重F).

(3)

在創新生態系統中,創新平臺通過市場調研,了解市場變化,確定市場需求,指明系統的研究方向,確保研究成果能夠轉化為用戶需求的產品,同時科研成果的基數越龐大,能夠轉化為客戶需求的產品數量就越多,因此市場調研投入和科研成果數共同影響著科研成果轉化量。

平臺服務質量=LN(平臺管理投入*權重G)/系統規模.

(4)

平臺服務能力一定的情況下,系統規模越大,每個系統成員受到的服務質量就會降低,而增加平臺管理的投入會提升平臺的服務能力。

四、模型的檢驗與仿真分析

本文采用操作簡單,仿真結果直觀的Vensim PLE軟件對模型進行檢驗和仿真。

(一)模型的檢驗

在建立高科技企業創新生態系統的模型后,需要對模型進行檢驗,判斷模型的正確性,以保證模型的正常運行,為之后的仿真模擬做好準備。由于研究對象的復雜,系統內部變量間的定量關系包含較多的參數,雖然部分參數可以參考文獻和相關資料計算得出,但仍有一些參數的設定含有主觀因素,可能會影響系統的準確性。將模型中標準制定投入力度從0.05增加至0.15,相應的研發投入力度從0.8減少至0.7。參數調整前后模擬結果對比,如圖3所示。可見在參數改變之后,模型運行的結果在幅度上雖有較小差別但總體運行趨勢比較相近,說明模型的參數是不靈敏的,通過參數靈敏度檢驗。

圖3 系統收益相對于市場調研投入的變化圖

(二)仿真分析

1.系統規模的演化趨勢。如下頁圖4所示,系統規模的變化呈指數遞增的趨勢,在高科技企業創新生態系統的起始階段,系統規模較小,整體實力較弱,發展緩慢,隨著系統的不斷發展,系統規模也迅速擴大,這也與一般系統的發展歷程相吻合。在系統的發展初期,創新生態系統的創新資源較少,創新投入不多,創新能力不足,在行業內也沒能形成一定的知名度,對企業、高校、研究機構等不具有多少吸引力,發展相對緩慢;隨著系統的發展,吸引了一部分企業的進入,積累了一定的資源,創新生態系統的創新效率與創新能力得到展現,更多的企業、高校、研究機構等加入到創新生態系統之中,系統規模的發展迅速擴大。

2.標準數量的演化趨勢。如下頁圖5所示,標準數量的變化呈先小幅度下降后不斷上升的趨勢,起始階段系統成員較少,創新能力不足,標準化研究緩慢,隨著行業新標準的不斷推出,自身原有的行業標準也會被逐漸淘汰,系統內標準數量緩慢減少;隨著系統的不斷發展,系統規模不斷擴大,系統創新資源不斷增加,創新能力不斷提高,標準化研究加快,借助龐大的系統規模基礎,在行業內建立標準所面臨的阻力也會大大降低,標準數量逐漸提高。

圖4 系統規模變化趨勢圖 圖5 標準數量變化趨勢圖

圖5 標準數量變化趨勢圖

3.平臺服務質量的演化趨勢。如圖6所示,平臺服務質量的發展呈倒U型的變化趨勢,起始階段平臺服務質量有所提升,但提升速度不斷降低直至速度為0,而后平臺服務質量逐漸下降。在高科技企業創新生態系統中,核心是系統的平臺,加強系統平臺的建設,才能使系統的資源更好的服務于各個創新主體,提升創新效率。在系統發展的初期,隨著系統收益的穩步提升,系統平臺管理投入逐步升高,但系統規模較低,且成長緩慢,使得創新平臺的服務能力逐步升高,但當系統規模激增后,由于需要服務的系統成員快速增加,系統平臺的管理投入面臨不足,平臺服務質量下降。結合圖7,系統收益的變化呈逐漸上升的趨勢,可知由于系統規模的提升帶來創新資源的增長,創新成果也得到提升,使得系統平臺服務質量下降導致的創新效率低下得不到顯現。

4.系統收益相對于系統平臺建設投入的演化趨勢。如圖7所示,將平臺管理投入力度提高0.05,0.10,0.15,增加平臺建設投入,可以促進系統收益的提升。提高系統平臺的建設投入,會提升系統的創新效率,從而提升創新收益。同時從圖7可以發現,在初始階段系統收益的提升效果不明顯,而隨著系統的發展,平臺服務質量逐漸降低,由提高平臺建設投入帶來的系統收益的提升效果越來越顯著;還可以發現隨著平臺管理投入力度的不斷提高,系統收益的提高幅度不斷減少,即邊際效用遞減。

圖6 平臺服務質量的變化趨勢圖

圖7 系統收益相對于平臺管理投入的變化趨勢圖

五、研究建議

本文對高科技企業創新生態系統的演化過程進行模擬仿真,從系統規模,標準數量,平臺服務質量和系統收益等方面研究了高科技企業創新生態系統的發展變化,結合分析結果,提出促進我國高科技企業創新生態系統發展的如下建議。

第一,廣泛吸收創新主體,渡過系統發展薄弱期。高科技企業創新生態系統的發展是一個長期規劃,在構建創新生態系統的初期由于系統的創新主體較少,創新資源不足,創新生態系統的優勢不能得到發揮,系統收益不高,此時的創新生態系統比較脆弱。因此在創新生態系統的建立初期,系統應當廣泛吸收其他創新主體的加入,加強與企業、高校、研究機構、用戶等創新主體的合作交流,建立與行業內領先企業的聯系,使其融入到創新生態系統之中,通過創新主體的快速增加,渡過系統發展薄弱階段。另外政府的支持是創新生態系統發展的一大助力,積極尋求政策扶持、政府幫助,可推動創新生態系統的構建與發展。

第二,依靠系統標準化推進優勢,建立行業標準體系。行業標準是競爭優勢的來源,標準的建立與創新能力的高低和自身規模的大小息息相關,自身創新能力越高,創新產品、創新技術方面處于行業前列,才能在標準化的建立過程中,具備發言權,自身規模越大,影響力越高,標準化推廣過程中遇到的阻力越小。高科技企業創新生態系統,由于系統成員眾多,系統規模龐大,系統創新能力較高,依靠這些標準化推進優勢,可將系統內部的標準體系向系統外部進行推廣,進而建立行業標準體系,獲取競爭優勢。

第三,提高平臺管理投入,保障系統創新效率。高科技企業創新生態系統,隨著系統規模的快速增長,平臺服務質量有所下降,系統創新效率降低,而平臺服務質量下降所導致的系統收益的降低會因為系統的快速發展而掩蓋,管理者有可能專注于系統收益的提高,忽視了平臺服務質量和系統創新效率的下降。因此在高科技企業創新生態系統的發展過程中,應注重系統平臺的建設,加強平臺的管理,提高系統平臺的建設投入比例,使系統平臺服務質量、系統創新效率維持在較高水平,獲取更多系統收益。

本文在分析高科技企業創新生態系統的創新過程中,只是從創新的一般過程“創新投入→創新產出→創新收益”進行了分析,而對更加具體的創新過程沒有進行詳細研究;在構建系統模型時,沒有對創新過程的時間延遲問題進行考慮,而時間延遲也是創新活動中一個很重要的考慮因素,在之后的研究中可加強對具體創新活動和時間延遲的問題的考慮,以彌補上述研究的不足。

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