公共研發與企業研發的雙螺旋協同創新效應研究

李海波，韓愛華，王怡恒

（1.武漢大學a.社會保障研究中心；b.政治與公共管理學院，武漢 430070；2.貴州財經大學 數學與統計學院，貴陽 550025；3.中南財經政法大學 統計與數學學院，武漢 430037）

0 引言

十九大報告指出，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，加強應用基礎研究，為建設科技強國提供有力支撐?；A研究和應用研究因投入大、周期長、風險高，其結果具有非排他性、非競爭性、外部性等公共產品特征，且主要由政府支持，故將其稱為公共研發?，F有文獻關于公共研發的研究較少，部分文獻表明公共研發與企業研發之間存在協同效應，那么，公共研發與企業研發之間的協同程度如何？是否存在某種依賴關系？其關聯路徑是什么？本文通過構建公共研發與企業研發雙螺旋協同創新系統，試圖揭示公共研發與企業研發之間的內在聯系。

1 模型構建與方法

1.1 復合系統協同度模型

測度協同創新的方法比較多，但每個方法都有優劣之分，關鍵是要選擇適合研究主題和內容的。本文根據現有文獻研究成果，經認真比選，擬選用復合系統協同度模型，通過有序度、互信息轉接量來判斷協同關系及協同程度。在其他條件不變的情況下，假設只有兩個創新系統，一個是公共研發子系統，可以理解為一種創新環境；另一個是企業研發子系統，可以理解為創新主體。創新環境與創新主體之間的資源、能量、物質、信息的相互交流、相互作用，有利于創新資源的整合與再利用，并對兩個系統產生影響。建立雙螺旋協同創新系統其中 Si是系統S的第i個子創新系統。本文中i∈[1，2]，其中S1代表公共研發子系統，S2代表企業研發子系統。子系統創新過程中，序參量為αi=（αi）1，αi2，…，αij（其中 j≥1 ，aik≤αik≤bik，k∈[1，j]），代表雙螺旋協同創新子系統的若干指標。當 αi1，αi2，…，αij為正向指標時，數值越大說明子系統的有序度越高，反之說明有序度越低；當 αi1，αi2，…，αij為負向指標時，數值越大說明子系統的有序度越低，反之說明有序度越高。因此，定義雙螺旋協同創新的序參量有序度為：

三螺旋模型主要采用信息熵測度系統的不確定性，用不確定性來反映系統的結構性條件，進而折射出其協同效果。基于三螺旋的測算模型，構建雙螺旋協同創新模型。為方便測度系統的協同程度，本文將用序參量有序度代替信息熵測度系統的不確定性，反映其協同效果。雙螺旋協同創新系統的信息轉接量由兩個子系統的有序度總和減去他們的交互效應，即：

其中，Hs1為公共研發協同創新系統，Hs2為企業研發協同創新系統，Hs1s2為兩個系統的交互效應。當系統S1、S2完全獨立時，Hs1s2=Hs1+Hs2，則Ts1s2=0；當系統S1、S2相互作用時，Ts1s2可正可負。Ts1s2為負值時，值越小說明交互作用越強，協同程度越高。

1.2 典型相關方法

為進一步研究雙螺旋協同創新模型中兩個子系統之間的關系，利用典型相關分析方法計算其相關系數。典型相關分析是研究變量之間的整體線性關系，而不是研究每一組變量內部各個變量之間的關系。其所研究的兩組變量可以將一組作為自變量，另一組作為因變量，也可以將兩組變量作為同等的自變量或者因變量。

研究兩組隨機變量的相關關系，X1，X2，…，XP和Y1，Y2，…，Yq，當 p=q=1時，相當于研究兩個變量 X與Y之間的相關關系；當 p＞1，q＞1時，需要找出第一組變量的線性組合U和第二組變量的線性組合V，即：

通過線性組合，將研究兩組變量之間的相關性問題轉化為研究兩個變量之間的相關性問題，通過調整參數a，b，使得U和V相關性最大，這種關系稱為典型相關。分別為任意非零常系數向量，可以得到：

則稱U和V為典型變量，他們之間的相關系數ρ為典型相關系數，即：

設典型變量為U和V，原始變量與典型變量之間的相關系數為GU和GV，則：

1.在孩子面前，在外承擔了各種壓力的家長還是要注意調整心態，以樂觀、堅強的一面去面對孩子。畢竟，家長無意的消極語言不利于孩子健康成長。孩子們暫且無法分清孰是孰非，家長對社會偏激的抱怨會影響到他的言行偏離常態。情緒是可以傳染的，應該用積極快樂的情緒去感染孩子。

式（9）中典型相關系數ρ表示各典型變量之間構成的多維典型相關程度，揭示了兩個觀測變量組之間的相關性。式（10）中的GU和式（11）中的GV是衡量原始變量與典型變量相關性的尺度，稱為典型負載系數或者結構相關系數。典型負載系數是典型變量與同屬本組的觀測變量進行簡單回歸時，測量散點與回歸直線之間擬合程度的指標。

2 變量選擇及數據來源

公共研發和企業研發兩個子系統都有創新要素的投入與產出，每個系統的投入與產出又可以作為另外一個系統的要素繼續參與創新活動。雙螺旋協同創新的本質也是促進系統內部之間、系統之間的資源交換，提高使用效率，實現協同創新。因此，基于雙螺旋協同創新與投入產出的視角，借鑒國內外典型的協同創新評價指標體系，按照系統性、科學性、可操作性的原則，對相關指標進行認真篩選，以便增強實證分析的科學性和研究結論的準確性。由于我國公共研發的主體是高等學校和科研院所，因此公共研發子系統選擇高等學校和科研機構的R&D人員全時當量（萬人年）（X11）、R&D經費內部支出（億元）（X12）、發表科技論文（篇）（X13）、專利申請受理數（件）（X14）作為序參量指標。企業研發涉及范圍廣泛，行業眾多，為便于研究，根據已有研究成果經驗，將企業研發限定在高技術產業研發。因此，企業研發子系統選擇高技術產業的R&D人員全時當量（萬人年）（X21）、R&D經費支出（億元）（X22）、新產品銷售收入（億元）（X23）、專利申請受理數（件）（X24）作為序參量指標（見表1）。

表1 雙螺旋協同創新系統的指標選擇

鑒于數據的可獲得性，本文選擇2005—2015年作為研究樣本區間，數據來源于2006—2016年的《中國科技統計年鑒》，其原始數據經過整理如表2所示。

表2 雙螺旋協同創新系統序參量原始數據結果

3 雙螺旋協同創新系統測度結果

3.1 子系統有序度測度

由于各序參量的原始數據計量單位不一致，為保證結果的準確性，需要對其進行無量綱化處理，即標準化處理。得到各子系統序參量的有序度（見表3）。由于各指標都是正向指標，不需要做指標逆向化處理，且有序度指數越大說明對該系統的貢獻越大。在公共研發子系統（S1）中，R&D人員全時當量（萬人年）（X11）、R&D經費內部支出（億元）（X12）、發表科技論文（篇）（X13）、專利申請受理數（件）（X14）均呈現逐年上升趨勢，這說明有序度對公共研發子系統的貢獻也呈逐年上升趨勢。企業研發子系統（S2）中，各變量有序度總體上呈現逐年上升趨勢，但企業專利申請受理數（件）（X24）在2014年之后出現了下降，這說明有序度對企業研發子系統的貢獻總體上呈逐年上升趨勢，但也面臨著局部調整。

表3 公共研發、企業研發子系統有序度結果

3.2 雙螺旋協同創新系統協同度測度

由于各系統的序參量有序度呈現逐年遞增的線性趨勢，故本文采用加權算術平均法集成公共研發子系統（S1）與企業研發子系統（S2），并測算雙螺旋協同創新各子系統的協同度，具體測算結果如圖1所示。

圖1雙螺旋協同創新趨勢圖

從圖1中可以看出：一是兩個子系統的有序度均呈逐步上升趨勢。2006年S1系統與S2系統的有序度分別為0.068、0.050，兩者相差0.018個單位。2015年S1系統與S2系統的有序度分別為1.000與0.986，兩者僅相差0.014個單位，差距在進一步縮小。二是兩個子系統的有序度呈現兩階段特征。第一階段為2006—2011年，S1系統的有序度高于S2系統的有序度，該階段屬于企業研發發展滯后型。第二階段為2012—2015年，S1系統的有序度低于S2系統的有序度，該階段屬于公共研發發展滯后型。2011年，S2系統超越了S1系統，這與國家實施新一輪科技體制改革，推動企業成為創新主體的政策相吻合。三是協同度隨著兩個子系統有序度的變化呈現上升趨勢，從年度子系統的有序度看，兩個系統的有序度差距逐漸縮小，兩個系統的融合促進了雙螺旋協同創新的協同度提升。即2005年協同度基本為零，處于勉強協同的區間，2015年協同度為0.986，處于優質協同的區間。因此，基于時序視角，從公共研發與企業研發兩個系統的整體有序度來看，雙螺旋協同創新系統的整體協同程度在提高。

4 雙螺旋協同創新效應的原因分析

4.1 雙螺旋協同創新子系統的典型相關分析

4.1.1 典型相關關系的檢驗

公共研發子系統與企業研發子系統組成的雙螺旋協同創新系統整體協同，但兩個子系統中資源之間是如何發生關聯？通過典型相關分析可以找出其相互影響的內在規律。典型相關系數是典型變量中觀測變量的系數值，即各個變量對典型變量的影響，以及典型相關系數與典型相關的顯著性檢驗。從表4典型相關系數檢驗結果可以看出，典型相關系數非常顯著。這說明公共研發子系統與企業研發子系統存在典型相關，或者說公共研發子系統與企業研發子系統的變量之間存在相互線性依賴關系。

表4 典型相關系數檢驗結果

4.1.2 典型相關對數的檢驗

通過對公共研發子系統和企業研發子系統的線性組合，將兩組變量的相關性問題轉化為研究兩個變量的相關性問題，即?為公共研發子系統各指標的線性組合，為企業研發子系統各指標的線性組合。通過典型相關系數的計算得到4對典型相關關系，其相關系數分別為：0.9996、0.9612、0.5510、0.0393，可見前兩對典型相關系數較大。另外通過使用典型變量為坐標的散點圖對典型線性組合進行刻畫（圖略）可以看出中的點基本上在一條直線附件中的點也在一條直線附近，但相對有點散；中的點分布都很散。因此，可以通過對兩對典型變量的分析，揭示公共研發系統與企業研發系統之間的相關關系。

4.2 典型相關變量之間的互動分析

4.2.1 第一對典型變量高度相關

（1）系統整體互動視角。從表5中可以看出，在第一對典型變量中，和的相關系數為 0.9996，兩者具有高度的相關關系，系統整體互動程度高。中公共研發專利申請受理數（X14）的典型負載系數為-0.514，絕對值最大，說明公共研發系統的綜合特征主要由專利申請受理數（X14）決定。中企業研發R&D經費支出（X22）的典型負載系數為-0.454，絕對值最大，說明了企業研發系統的綜合特征主要由R&D經費支出（X22）決定。同時，由于在第一典型變量中專利申請受理數（X14）與R&D經費支出（X22）的典型負載系數是同號（都為負），說明兩者之間呈現正相關關系，即公共研發中專利申請受理數越大則企業研發R&D經費支出也越多，公共研發系統對企業研發系統有促進作用。原因在于公共研發主要是一些基礎性、原理性、基礎應用性的研究，其成果可以通過可編碼的知識（專利、論文）和不可編碼的知識（理解、經驗）進行傳播，受條件限制，一般情況下主要通過專利的形式來傳播。企業研發是根據公共研發的成果進行市場應用開發，或者圍繞市場需求尋找相應的公共研發成果進行商品化開發。因此，公共研發中專利申請受理數越大，說明供企業選擇應用開發的成果就越多。

表5 公共研發與企業研發典型系數結果

總之，公共研發的專利申請促進企業研發的R&D經費支出，抑制企業研發R&D人員全時當量的投入。公共研發與企業研發雙螺旋協同創新的渠道主要是通過公共利申請受理數的增加會降低公共研發系統內部的協同度。主要原因在于公共研發的基礎性、不穩定性、人才作用明顯等特征，不能將追求專利數量和人員數量作為發展目標，否則將影響公共研發的質量。在內部，R&D人員全時當量（X21）、專利申請受理數（X24）為正向指標，說明他們對企業研發系統有促進作用；R&D經費支出（X22）、新產品銷售收入（X23）為負向指標，說明他們對企業研發系統有抑制作用。即R&D人員全時當量和專利申請數的增加會提升企業研發系統內部的協同度。R&D經費支出和新產品銷售收入的增加會降低企業研發系統內部的協同度。主要原因在于企業是以追求利益為根本目的，R&D人員全時當量和專利申請數的增加可以使企業提升生產效率，并形成專利壟斷，賺取壟斷利潤，進而實現企業利益最大化。R&D經費支出過多會降低企業利潤，因購買專利獲得更多的新產品銷售收入使企業降低自身研發的積極性。

4.2.2 第二對典型變量比較相關

（1）系統整體互動視角。在第二對典型變量研發的專利和企業研發的R&D經費支出產生交換。即專利是公共研發與企業研發雙螺旋協同創新的橋梁。公共研發通過專利形成科技研發知識的外部流動，企業通過購買專利，增加R&D經費支出，降低企業R&D人員全時當量投入，提升企業生產效率，形成專利壟斷，賺取壟斷利潤，進而實現企業利益最大化。

5 結論

本文基于復合系統協同度模型和典型相關分析方法，以2005—2015年科研機構、高等學校、高技術產業的時序數據為樣本，測度了公共研發與企業研發構建的雙螺旋協同創新系統的有序度及兩者之間的相關系數，主要結論如下：

（1）雙螺旋協同創新系統的兩個子系統有序度均呈逐步上升趨勢，但呈現兩階段特征，即企業研發發展滯后型和公共研發發展滯后型?；跁r序視角，兩個子系統有序度的逐步提升促進雙螺旋協同創新系統的協同度逐步提升，在2015年達到優質協同。

（2）公共研發子系統與企業研發子系統存在典型相關關系，且存在兩對典型相關變量，變量之間存在相互線性依賴關系。公共研發的專利申請促進企業研發的R&D經費支出，抑制企業研發R&D人員的投入。專利是公共研發與企業研發雙螺旋協同創新的橋梁。增加公共研發系統中R&D經費支出可以促進專利數增加，專利數增加可以促進企業研發系統的協同創新，進而推動雙螺旋系統的協同創新程度提升。