基于膜系統的產學研協同創新優化模型研究

陳 萍，劉希玉

（山東師范大學 管理科學與工程學院，濟南 250014）

引言

在當今世界競爭環境下，創新越來越成為經濟競爭的重要影響因素。科學技術迅速發展的今天，關門研制已經不能夠緊跟時代潮流，協同創新在此環境中發揮著越來越重要的作用，產—學—研模式的協同創新也越來越受關注。產—學—研協同創新是指由多個企業、學校以及科研機構組成的網絡組織，三者之間依據一定契約形成合作關系，從而共同投入資源。在優勢互補的過程中，共同參與到一個創新過程中，進而形成創新成果。

一、產學研協同創新模型綜述

市場競爭環境的激烈，使得企業的技術創新模式受到巨大挑戰。技術創新的不確定性、產品的復雜程度以及專業化分工引發技術創新所需的知識越來越分散，這都需要不同知識主體之間緊密的協同合作與創新。因此，對于協同創新模式的研究也變得越來越重要。

自20世紀50年代以來，“硅谷模式”在全球范圍內引發產—學—研協同創新研究熱潮。硅谷模式以大學或研究機構為中心，將研究與生產迅速納入生產力或商品中，促進創新發展進而形成高科技綜合體。在高科技領域，技術越來越具有實際意義，也越來越要求科學技術與生產趨于同步，而“硅谷模式”成為科學技術人力研發的一個重要途徑，是當代科學技術產業發展的成功途徑。同時，隨著科學技術的個別研究、研究單位的集體研究以及國家組織的大型項目研究，協同創新模式在“硅谷模式”的基礎上不斷發展。哈里伯頓產學研協同創新模型基于哈里伯頓研發網絡，以哈里伯頓內部研究為中心，同時整合外部研發資源，進而推進各項業務流程，其模型結構（如圖1所示）。

圖1 哈里伯頓產學研協同創新模型

綜合國內外關于產—學—研協同創新模式研究，從企業角度來看，美國石油設備制造和服務業巨頭哈里伯頓公司實行技術領先戰略，建立高效的生產研究協同研發體系，開展重大技術開發，并結合內外部技術服務企業，以支持業務流程創新。至此，中國各地開始借鑒哈里伯頓公司的技術領先戰略，進行產學研協同創新體系的構建與完善。而國內外學者關于協同創新模式的研究在不斷發展的技術條件和越來越激烈的競爭環境下，也在與時俱進并指導企業創新發展。

Cao Xia基于改進的傳統無標度網絡，對產學研協同創新網絡模型進行改進。根據產學研協同創新網模型的特點，對產學研協同創新過程中的“增長優化優先”機制進行分析和介紹，復雜網絡的概念被應用于產學研協同創新網絡模型中，解決了節點異構性的問題，構建了產學研協同創新的演進模型。劉勇利用超網絡的思想與方法構建產學研協同創新超網絡，表達產學研協同創新中“關系”“合作”“被協調”之間存在的高度耦合，嘗試解決中國產學研合作關系不夠穩定、耦合度不高甚至三者合作斷鏈的現實問題。產學研協同創新超網絡由相互影響而又制約的產學研社會關系網絡、協調網絡和合作網絡構成，具有多屬性、多維度和協調全局優化與個體優化沖突的特點。

Yuanchun Yu基于兩階段的數據包絡分析方法改進產學研協同創新模型，通過分析影響協作系統的內外部因素打開技術知識轉化系統的黑箱，以尋找企業、高校、研究機構之間良好的協作關系。而李林將利益分配是否合理作為協同創新是否成功的直接影響因素，將過程階段思想引入利益分配，構建了協同創新三階段動態利益分配模型。

王海軍結合創新與生產研究和產品模塊化的理論，在現有三個協同創新主體的基礎上嵌入模塊制造商對協同發展的重要影響，并引入模塊接口概念，使企業的技術創新需求和模塊化業務有機融合，同時輔以保護模塊，進而使三大主體繼續參與創新相關業務的發展機制。其協同創新模型（如圖2所示）。

圖2 模塊商嵌入的產學研協同創新模型

何東花認為，協同創新過程中知識分享起到關鍵性作用，通過知識分享與產學研協同創新的結合，構建產學研協同創新知識分享綜合模型，對不同產學研模式進行細化分析，使知識在分享、流動過程中發揮效益，從而加速知識流和技術流的有效流動，進而提高產學研協同創新的效率。劉國巍建立了產學研協同創新網絡多核型結構演化模型，認為在協同創新網絡中企業扮演知識技術需求方的角色，而大學和科研院所發揮知識供給于產學研協作的作用。協作各方在節點度、適應度以及偏好的考慮下擇優建立多元互補合作關系，包括共建實驗室、共同攻關課題、聯合發明專利、共同研發新產品或創新服務等合作模式及其組合。

通過對產學研協同創新理論研究及實踐現狀，本文認為，產學研協同創新仍然面臨五個重要問題：一是企業、高校、科研機構三大主體之間交流缺失，且信息不對稱；二是過分強調企業的中心地位，各主體角色定位不清晰；三是未充分認識到政府在協同創新中可發揮的重要作用。

受到膜系統相關組成部分的啟發，本文將產學研協同創新與膜系統相結合，對產學研三大主體之間的關系在已有模型基礎上更加緊密性地聯系。其次，本文引入膜系統中催化規則的概念，表達催化劑對三者之間協同關系的重要影響，同時輔以促進產學研協同創新發展理念與建議。

二、基于膜系統的協同創新模型

協同創新設計創新的不同主題，是獨特的混合跨組織關系，因此需要建立更高層次的跨境組織形式。

膜系統所具有的膜分層結構由細胞結構啟發而來，其待處理的是多組符號對象。膜結構、對象多重集和演化規則是膜系統的三個組成部分，其中，膜結構是囊泡餓三維排列，對于它來說，膜的尺寸、空間布局，即任何取向的間距和位置并不重要，重要的是各層膜之間的關系。膜與其所包圍的區域是一種一一對應的關系，因此將膜標記看作是區域的標記，膜內的對象也即區域內的對象。膜結構可以用圖3的韋恩圖來表示。同時，與生物體內協同進行的生物化學反應相似，借鑒于細胞中通過酶來加強物質之間的反應，膜系統的上下文無關文法產生方式與協同機制有極大相似處。相應的，膜系統也引入催化劑的概念。

圖3 膜結構

企業、高校、科研機構是協同創新發展的三大戰略主體，三者獨立存在，同時通過信息與技術的緊密聯系，培養符合時代和市場競爭環境要求的人才，發展促進生產力提高的科學技術。企業、高校、科研機構在不斷的信息交流中，逐步消除信息的不確定性，明確生產核心，使無論在人才培養還是技術創新項目中目標達成一致。

政府在協同創新過程中扮演催化劑的角色，可通過相關政策的實施來促進或抑制產學研協同創新發展。在政府相關政策的作用之下，高校、企業和科研機構三者在同樣的市場競爭環境中形成環形、雙向交流的協同創新模式，協同創新績效最終作用于終端市場，提高產業生產力，形成一定程度的區域內協同創新效應。圖4所顯示的協同創新模型，其主要特征有以下幾方面。

圖4 基于膜系統的產學研協同創新模型

第一，基于終端市場業務流程要求，企業發布技術創新需求尋求高校、科研機構等資源響應并輸入兩者所需資源；高校吸收企業和科研機構對于人才或創新項目的要求，加強對人才目的性培養，并且利用所接收資源，提高培養條件甚至創立科學實驗室；科研機構承接來自于高校的人才輸入和企業的技術需求輸入，一方面端正科研項目發展方向，使其更好地服務于生產力的發展，另一方面在協同創新發展過程中獲得自己所需資源。

第二，協同創新過程中，企業、高校、科研機構既處于市場競爭的大環境之下，又有基本一致的戰略目標，在這里被稱為處于同一區域中。

第三，三大主體是分別一一對應且雙向交流的，從而在信息交流過程中不斷糾正信息偏差。

第四，政府作為市場經濟的宏觀調控者，對于促進經濟發展具有輔助性作用，政府可通過發布相關政策鼓勵或抑制協同創新發展。

三、模型對比與評價

哈里伯頓產學研協同創新模型以企業為中心，綜合外部各資源進行協同創新，是協同創新項目緊緊圍繞企業創新技術發展目標展開。基于膜系統的產學研協同創新優化模型在哈里伯頓產學研協同創新模型基礎上弱化企業的中心地位，使大體主體處于平等地位。既體現企業對市場要求技術把握的重要性，也體現高校和科研機構在協同創新發展模式中的基礎性作用，平等而又各負其職的角色定位有助于形成均衡發展的產學研協同創新模式，發揮各方主觀能動性，合理而又準確地追求技術進步和生產力發展。

在模塊商嵌入的產學研協同創新模式中，利用模塊化將產品創新發展過程分為多個模塊，使得獨立設計、采購生產每個模塊成為可能。通過模塊商的嵌入來降低不同模塊之間的關聯性，保證每個模塊的設計和開發可以不受其他模塊的干涉，因此對應的外部支持資源即高校、科研院所之間的關聯度會隨之降低，從而達到降低生產成本的目的。模塊商的引入在促使有效管理外部資源，保證優秀的資源進入技術創新圈的同時，對外部資源進行動態管理，進而實現資源更迭成為現實。但同時，卻也存在由于降低企業、高校、科研機構之間的關聯度而造成的信息不對稱、信息誤差較大等缺陷。

在產學研協同創新超網絡均衡模型中，利用超網絡的方法設計相互作用與影響的社會關系網絡、協調網絡和產學研合作網絡，三種網絡的均衡表示“關系”“被協調”“合作”之間存在高度耦合。但是在該模型中，三種關系并沒有表示于同一部分，而是認為不同主體之間的所擁有的“合作”“協調”和“社會關系”不同，甚至不存在。在基于膜系統的產學研協同創新優化模型中，基于開放創新的市場環境，企業、高校、科研機構三個主體都存在于這個關系之下，認為合作、協調、社會關系網絡具有同一性，即三個主體處于同一區域中。

產學研協同創新模型比較

綜合各種協同創新理論，基于各種協同創新模型的基礎，同時借助膜系統的基本思想，基于膜系統的產學研協同創新優化模型具有以下較為綜合性的優勢：一是具有整體性，三者之間的合作、協調、社會關系網絡具有同一性，即表現于同一區域內。二是模型表示的三者之間有相互溝通與交流的雙向關系，從而促進交流、糾正信息誤差，進而減輕信息不對稱性。三是在模型表示中，可以直觀地看出企業、高校、科研機構具有平等的地位。雖然在具體實踐過程中各部分發揮的作用有差異，也各有所長，但平等地位的賦予強調了他們分別在協同創新中的基礎性作用，有助于調動積極性。弱化企業中心地位，鼓勵三者之間強有力的溝通聯系，促進高校、科研機構培養人才、發展技術更加符合市場發展要求，更好地將科研成果轉化為科技生產力。四是政府作為一個重要因素介入到產學研協同創新發展中，以催化劑的身份發揮宏觀調控的作用。

四、總結與建議

市場競爭環境的發展變化要求技術、服務等緊跟時代迭代創新，協同創新在瞬時萬變的競爭環境中逐漸成為創新發展主流模式，協同創新模型也不斷發展完善。本文在借鑒已有模型基礎上，分析協同創新中存在的問題，進而基于膜系統提出產學研協同創新模型。根據模型所具有的優勢，提出以下建議。

第一，不斷探索，構建全面合理的溝通機制，從而減少信息不對稱性，例如使高校培養更適合市場要求的高素質人才，促進高校就業。

第二，確定企業、高校、科研機構的主體地位，并將協同創新發展成果計入績效，尤其改變高校績效考核方式，將協同創新成果計入。

第三，政府充分發揮對協同創新模式發展的促進作用，出臺相關政策進行扶持，例如協同創新集群的建立。