基于系統動力學的國家自主創新示范區聚力創新內在機理分析

朱婷婷，戚 湧

(南京理工大學經濟管理學院，江蘇 南京 210094)

自2009年開始，中國先后批準中關村國家自主創新示范區、武漢東湖國家自主創新示范區、上海張江國家自主創新示范區、深圳國家自主創新示范區、蘇南國家自主創新示范區等17個國家自主創新示范區，旨在通過深化體制機制改革和政策先行先試，不斷集聚創新要素，發展新經濟，擔當國家級高新區的排頭兵，承載探索國家自主創新發展路徑的歷史使命，代表國家自主創新集聚區的最高水平，力爭世界高新技術產業制高點[1-2]。在經濟發展爬坡過坎的關鍵時期，要充分發揮國家自主創新示范區創新示范引領的作用，聚力創新，引領發展轉型升級，成為集聚創新要素的領頭羊，完善區域創新體系，加大區域創新深度，提升區域創新濃度，營造生命力旺盛、根植力強大的創新生態系統。本文基于系統動力學，開展國家自主創新示范區聚力創新的內在機理研究，以期為國家自主創新示范區創新發展提供思路，具有重要的學術價值和應用前景。

1 文獻綜述

區域的創新能力乃至經濟發展水平取決于其所具有的創新要素的數量和質量，區域創新要素聚集是實現區域創新的重要基礎，也是實現區域發展從要素驅動向創新驅動的重要過程[3]。北京大學教授周其仁認為 “創新第一重要的是聚集創新力量的濃度”，創新濃度即創新要素聚集度。歐庭高等[4]將創新要素分為主體要素、支撐要素和市場要素。劉新艷等[5]指出創新要素主要包括創新主體、創新資源和創新環境；李培楠等[6]認為創新要素包括人力資本、內部資金、外部技術和政府支持等。余泳澤等[7]認為創新要素為創新主體、創新人才和創新投入，其中創新主體主要為科研機構、高校院所和創新型企業。馮南平等[8]認為不可流動創新要素主要為創新環境、創新政策、創新管理、創新制度等，可流動創新要素包括創新人才、創新資金和創新技術等。創新系統自身的發展，越來越強調創新要素之間的協調整合形成創新生態，Cooke[9]最早構建區域創新生態系統的理論，認為作為一個地域性的組織網絡，區域創新系統的創新主體包括高校、企業以及科研院所等，這些單位之間通過相互合作、信息共享等逐步構成一個高效、科學的生態化創新系統。劉洪久等[10]認為區域創新生態系統是指在一定時空范圍內的創新主體，在其所處的創新環境中，通過物質循環、能量交換和信息流動等渠道相互作用而形成的開放式動態平衡系統。從上述 “創新生態系統”概念上看，創新生態系統本身就強調創新要素的有機聚集。因此，聚力創新不僅僅是創新要素簡單疊加，而是要通過創造性地融合，形成更加有生命力的創新生態系統[11]。

各創新要素之間的內在關聯及其結合方式的調整轉變，促使區域創新成為一個動態復雜過程，使得區域創新系統得以正常運作。基于創新生態系統概念，提出聚力創新就是集聚和整合創新要素，尤其是高端創新要素，營造生命力旺盛、根植力強大的創新生態系統，提升區域創新濃度。創新要素目前沒有統一定義，大部分學者將其分為創新主體、創新資源和創新環境。本文將創新要素分為創新主體、創新人才、創新投入、創新成果、創新創業平臺、科技創新服務平臺、創新環境七大要素，見表1。從關系結構上看，每種創新要素具有不同的功能，辜勝阻等[12]和王育寶等[13]指出，國家自主創新示范區持續發展的最重要的要素是市場化體制機制建設和制度文化環境的支撐力。詹志華等[14]和蘆冬青[15]指出，區域創新系統生成的外生動力包括創新文化、政府政策的引導、中介機構的服務機制等。王宏起等[16]認為，產業核心能力的形成與發展同時受到創新驅動力、需求拉動力和政策引導力的綜合作用。基于創新要素功能的不同，進一步整合創新要素，提出創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設是影響國家自主創新示范區聚力創新的四大主要因素。

由上述分析可知，國家自主創新示范區聚力創新是一個有機系統，有其內在的運行機理。本文基于系統動力學，開展國家自主創新示范區聚力創新內在機理分析，驗證哪些是關鍵因素，理清關鍵因素之間相互促進或者牽制的關系，對提升創新要素的有效供給效率提供實證研究支撐。

2 國家自主創新示范區聚力創新的系統動力學模型構建和仿真分析

凡系統必有結構，系統結構決定功能[17]。從結構上看，國家自主創新示范區聚力創新系統包括創新驅動子系統、創新服務子系統、技術推動子系統、環境建設子系統，四大子系統需要通過創造性融合形成更加高級有序的整體結構，不斷提升區域創新能力，使創新成為經濟社會發展的主要驅動力。

本部分基于系統動力學開展其運行績效動態結構模型仿真分析，研究其運行影響因素，基于發展實際，構建國家自主創新示范聚力創新因果關系圖，如圖1所示，聚力創新子系統的相關表征指標見表1。

表1 創新要素的含義和表征指標

2.1 模型基本假設

H1：聚力創新四大子系統有其內在的建設邏輯關系，通過創造性融合是一個有機的創新系統，也是一個連續、漸進的行為過程。

H2：聚力創新效益顯著，高新技術產業國際競爭力顯著提升，產業創新鏈日益完善，高端創新要素大量集聚，對外開放活躍度逐步提高，因此本文不考慮非正常情況下所導致的體系崩潰。

H3：從創新效益上，國家自主創新示范區聚力創新效益體現在經濟效益、技術效益和社會效益等方面，借鑒劉志春、陳向東[18-19]和余泳澤等[7]的指標選取，本文選取高新技術產業產值(經濟效益)、科技成果轉化金額 (技術效益)和從業人員人均工資 (社會效益)等指標來表征國家自主創新示范區聚力創新效益。

2.2 SD流圖分析

基于數據的可得性、可計算性和現實性，查閱2015年、2016年、2017年 《江蘇人才發展統計資料》和 《江蘇統計年鑒》，以2014年相關數據作為基期，開展仿真分析。對因果關系圖進行簡化與總結，得出SD流圖，如圖2所示。模型涉及的主要方程如下：

(1)創新主體=0.02×LOG(普通高校數量，10)+0.015×LOG(科研機構數量，10)+0.003×高新技術企業數量。

(2)創新人才=0.04×LOG(從事R&D活動人數，10)+0.005×雙創人才+0.003×引進高層次人才數量。

(3)創新投入=0.02×全社會R&D投入占GDP比例。

(4)創新成果= 0.05×LOG(PCT國際專利申請量，10)+0.03×LOG(有效發明專利授權量，10)。

(5)創新創業平臺=0.02×LOG(技能大師工作室，10)+0.01×LOG (企業院士工作站，10)+0.005×省級以上企業工程技術研究中心+0.1×LOG(省級以上重點實驗室，10)。

(6)科技創新服務平臺=0.005×LOG(科技公共服務平臺數量，10)+0.001×LOG(中介服務機構數量，10)+0.002×LOG(備案創投企業，10)。

圖1 國家自主創新示范區聚力創新因果關系圖

圖2 國家自主創新示范區聚力創新建設流圖

(7)創新環境= 0.03×專利保護指數+0.01×LOG(互聯網寬帶接入用戶，10)+0.03×LOG(人均GDP，10)+0.004×商品房銷售建筑面積+0.002×LOG(城市建成區綠化覆蓋率，10)。

(8)創新驅動=0.30×創新主體+0.50×創新人才+0.20×創新投入。

(9)技術推動=0.95×創新成果。

(10)創新服務=0.40×創新創業平臺+0.60×科技創新服務平臺。

(11)環境建設=0.97×創新環境。

(12)高新技術產業產值增量=0.20×創新服務+0.45×創新驅動+0.20×技術推動+0.15×環境建設。

(13)科技成果轉化金額增量=0.45×創新服務+0.2×技術推動+0.2×創新驅動+0.15×環境建設。

(14)從業人員人均工資增量=0.30×創新驅動+0.30×技術推動+0.20×創新服務+0.20×環境建設。

2.3 仿真分析

本文基于SD模型，以蘇南國家自主創新示范區為例開展仿真分析。通過對比所構建模型的系統仿真結果所得擬合值與實際值的差異情況，可得出所建立的SD模型的有效性。三個狀態變量高新技術產業產值、科技成果轉化金額、從業人員人均工資的仿真模擬結果輸出，如圖3～5所示，所有狀態變量擬合度均高于95%。

圖3 高新技術產業產值 圖4 科技成果轉化金額 圖5 從業人員人均工資

本研究針對國家自主創新聚力創新模型中的四大主要影響因素以下，通過調整變量的初始值，分析不同情境下各關鍵變量對聚力創新效益的三個表征變量的影響，以此分析國家自主創新聚力創新的內在機理。

(1)創新驅動對聚力創新效益的影響分析。方案一：創新驅動的原始值增加50%；方案二：創新驅動的原始值減少50%。當創新驅動原始值增加50%時，聚力創新效益(高新技術產業產值、科技成果轉化金額、從業人員人均工資)均明顯增加，其中創新驅動對高新技術產業產值的影響最為顯著，即創新驅動增加50%，2015年、2016年的高新技術產業產值分別增加10%、15%，對科技成果轉化金額、從業人員人均工資的影響不再贅述；而創新驅動減少50%時，聚力創新效益會隨之下降，其中創新驅動變化對高新技術產業產值的影響最為顯著，即創新驅動減少50%，2015年、2016年的高新技術產業產值分別減少5%、6%，對科技成果轉化金額、從業人員人均工資的影響不再贅述。可以得出：創新驅動與聚力創新效益之間有較明顯的正相關關系，其中創新驅動對高新技術產業產值影響最為顯著，對科技成果轉化金額的影響較顯著。創新驅動是推進聚力創新的動力來源，是推動經濟增長的動力和引擎，以培育發展高新技術企業為抓手，增強聚力創新內生動力，通過深化人才體制機制改革，充分發揮用人主體作用，加速釋放引領發展的 “人才紅利”。

(2)創新服務對聚力創新效益的影響分析。方案一：創新服務的原始值增加50%；方案二：創新服務的原始值減少50%。當創新服務原始值增加50%時，聚力創新效益均有一定增加，其中創新服務變化對科技成果轉化金額影響最為顯著，即創新服務增加50%，2015年、2016年的科技成果轉化金額分別增加10%、14%，對高新技術產業產值、從業人員人均工資的影響不再贅述；而創新服務減少50%時，聚力創新效益會隨之下降，其中創新服務變化對科技成果轉化金額的影響最為顯著，即創新服務減少50%，2015年、2016年的高新技術產業產值分別減少8%、6%，對高新技術產業產值、從業人員人均工資的影響不再贅述。可以得出：創新服務與聚力創新效益之間呈現一定的正相關，其中創新服務對科技成果轉化金額的影響尤為顯著，創新服務是推進聚力創新的服務支撐，通過發揮創新創業平臺和科技創新服務平臺的科技成果的 “匯聚”和科技創新服務中介的 “匯聚”作用，推進科技成果轉化和聚力創新技術產出成果的落地。

(3)技術推動對聚力創新效益的影響分析。方案一：技術推動的原始值增加50%；方案二：技術推動的原始值減少50%。當技術推動原始值增加50%時，聚力創新效益均有明顯增加；而技術推動減少50%時，聚力創新效益均會隨之下降。可以得出：技術推動對高新技術產業產值、科技成果轉化金額、從業人員人均工資等均產生顯著影響，技術推動是推進聚力創新的強大引擎，通過技術不斷進步，推動企業技術創新能力不斷增強，產出更多具有高附加值和競爭力的產品，推動國家自主創新示范區向更高質量發展。

(4)環境建設對聚力創新效益的影響分析。方案一：環境建設的原始值增加50%；方案二：環境建設的原始值減少50%。當環境建設原始值增加50%時，聚力創新效益均有所增加；而環境建設減少50%時，聚力創新效益均會隨之下降。可以得出：環境建設與聚力創新效益之間呈現一定的正相關關系，但值得注意的是，環境建設減少50%所帶來的聚力創新效益的變化比增加50%所帶來的變化更顯著，即環境建設增加50%時，2016年的高新技術產業產值、科技成果轉化金額、從業人員人均工資分別增加2%、2%、1%，而環境建設減少50%時，2016年的高新技術產業產值、科技成果轉化金額、從業人員人均工資分別減少4%、3%、2%。環境建設是推進聚力創新的基礎保障，是影響創新主體相互作用的各種環境要素的綜合，以創新環境為基礎，不同創新要素通過相互適應和匹配，不斷推進創新結構的優化升級，使創新系統的整體功能發生質的飛躍。

(5)全要素同時變化對聚力創新效益的影響分析。方案一：全要素的原始值均增加50%；方案二：全要素的原始值均減少50%。當全要素原始值增加50%時，即創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設的原始值同時增加50%，聚力創新效益均有顯著增加，而全要素減少50%，即創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設的原始值同時減少50%，聚力創新效益也會隨之明顯下降。同時可以看出：全要素變化對聚力創新效益影響的整體效應明顯大于單一因素變化的個體效應，以2016年各要素與全要素分別增加50%對聚力創新效益的影響為例，創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設、全要素分別增加50%，高新技術產業產值分別增加13%、2%、8%、2%、22%，對高新技術產業產值影響從大到小依次是全要素變化、創新驅動、技術推動、創新服務、環境建設，同理對科技成果轉化金額的影響從大到小依次是全要素變化、創新服務、技術推動、創新驅動和環境建設，對從業人員人均工資的影響從大到小依次是全要素變化、技術推動、創新驅動、創新服務、環境建設。

由上述分析可知，聚力創新不只是人才問題，也不只是資金的聚集，不同創新要素之間要不斷適應和相互匹配，共同發揮作用，營造構建一個生命力旺盛、根植力強大的有機整體。

3 結論

本文在提出國家自主創新示范區聚力創新內涵基礎上，進行創新要素功能整合，指出創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設是影響國家自主創新示范區聚力創新的四大主要因素。以蘇南國家自主創新示范區為例，基于系統動力學開展國家自主創新示范區聚力創新的內在機理分析。研究得出：①創新驅動、創新服務、技術推動、環境建設對國家自主創新示范區聚力創新三大效益均產生正向影響，其中創新驅動對高新技術產業產值 (經濟效益)的影響最顯著，創新服務對于科技成果轉化金額 (技術效益)的影響最顯著，技術推動對于從業人員人均工資 (社會效益)的影響最顯著，環境建設增加對聚力創新效益的影響均不顯著，但是環境建設減少會引起聚力創新效益明顯下降；②全要素變化對國家自主創新示范區聚力創新的影響要明顯大于單一因素變化的個體效應，因此不同創新要素之間要不斷適應和相互匹配，形成一個生命力旺盛、根植力強大的有機整體，其中創新驅動是動力來源、技術推動是強大引擎、創新服務是服務支撐、環境建設是基礎保障。在上述研究基礎上，本文提出以下對策建議：一是突出關鍵要素，強化主體地位。大力培養引進創新型領軍人才、高層次創新管理人才、高技能科技人才和有巨大創新潛力的雙創團隊。著力發揮大型企業型創新骨干作用，加強高新技術企業源頭培育，打造一批獨角獸企業，引導創新要素向企業集聚，促進企業與大院大所的深度合作；二是著力完善創新鏈條，增強綜合創新能力。加強高水平創新型園區建設、高成長性創新型企業培育，推進科技創新與產業的緊密結合，瞄準世界科技前沿領域和頂尖水平，在關鍵核心技術領域取得大的突破；三是打造全鏈條式創新創業服務體系，激發創新創業活力。要加快形成全鏈條式科技創新創業服務體系，推動科技服務機構牽頭組建以技術、專利、標準為紐帶的國際化科技服務聯盟。不斷推進創業投資聯盟建設，引進國際知名創投機構和專業團隊，建設國際水準的創投機構；四是深化體制機制改革，加強創新環境吸引力。創優政策供給，大力宣傳推進大眾創新創業的政策措施。實施人才安居工程，打造高端人才集中居住服務區。構建全民創新創業教育體系，增強對草根 “車庫文化”的包容性，營造寬容失敗、鼓勵創新的人文環境。