核電企業開放式創新能力評價
——基于改進突變級數法

李玉瓊，鄭鎮強

（南華大學經濟管理與法學學院，湖南衡陽 421001）

核電作為一種戰略性新興產業，是綠色能源的核心，其創新能力直接關系到國家經濟發展的核心競爭力。我國《能源發展“十三五”規劃》提出必須安全高效發展核電，到2020 年核電運行裝機容量達到5.8×107 kWe，在建達到3.0×107kWe 以上。核電正以其環保、高效的優越性受到國家重視，大力發展核電產業對調整電力能源產業結構和促進社會經濟的可持續發展具有重要戰略性意義。但近年來核電企業發展緩慢，呈現出明顯的資源、成本、技術等制約，傳統的封閉式創新模式已無法適應其發展。開放式創新范式作為一種新型創新范式，強調多主體參與以及資源共享在創新過程中的重要性，與黨的十九大提出的“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念相契合，成為未來核電企業加快創新進程、突破產業技術瓶頸的必然選擇。在開放式創新模式下企業能否取得更高的創新產出和創新績效，取決于企業自身的開放式創新能力［1］。因此，設計一套科學的核電企業開放式創新能力評價模型，對于核電企業實施開放式創新戰略具有重要的研究價值和指導意義。

1 核電企業開放式創新內涵特征及相關研究

“開放式創新”的概念由Chesbrough 等［2］首次提出，意指企業通過像利用內部創意一樣利用外部創意以及內外部的市場化途徑，以此提升企業技術能力的一種范式，擁有更高的市場開放度和更廣的創新資源。在開放式創新范式下，企業間的邊界不再封閉，可以相互滲透，外部的創新資源可以由外而內被企業所獲取，與內部創新源進行耦合，最后由內及外把創新成果擴散到市場，如此構成了完整的創新過程［3］。開放式創新能力作為開放式創新模式下企業創新能力的具體表現，其定義與衡量指標尚無統一界定。Enkel 等［4］基于創新進程與企業邊界分析，提出企業在開放式創新過程中需要具有一定的吸收能力、擴展能力和關系能力。Lichtenthaler［5］從知識管理的視角出發，研究發現開放式創新能力還應包括發明能力、創新能力、轉變能力。在此基礎上，陳艷等［6］驗證了開放式創新能力對創新績效具有直接的影響，為后續開放式創新能力的研究提供了重要參考。根據開放式創新的3 個階段（由外而內、耦合、由內及外），部分學者將開放式創新能力分解為獲取能力、整合能力、市場化能力［7］。王相平［8］從集群層面分析，提出開放式創新能力是指企業通過整合內、外部各種創新資源，加快創新技術、知識在企業內部流動的綜合能力，包括技術能力、創新文化和市場能力。可見，與傳統創新模式下創新能力明顯不同的是，開放式創新能力更加強調創新主體的協同效應、資源的整合能力以及創新的擴散。

核電企業是指從事核能發電與提供核能生產要素保障的企業，主要包括核電設備制造、原料提供、核電工程建設、運行維護、研發設計五大領域［9］。核電產業鏈從設計研發到投入運行涉及眾多技術工序，需要多個行業部門共同合作完成；此外，核電作為軍民兩用技術，事關國家能源發展戰略，必須以政府為主導進行宏觀調控。劉兵等［10］從復雜系統創新理論出發提出核電是一種高技術、小規模生產的復雜產品，在系統創新過程中產品、技術研發與知識間的耦合是關鍵，任何一節點發生變動都會造成創新停滯，甚至返工重新進行分析、檢驗。基于核電產業的特征分析，鄒長城［9］發現專業的研發人員、資金投入、產業協作、政府作用對核電產業技術創新能力具有直接影響。在創新模式演變方面，我國核電企業技術創新模式主要經歷了自主創新（CP300）、模仿創新（CP1000）、合作創新（AP1000）3 個階段。其中，第一階段，由于我國核電發展起步較晚，20 世紀90 年代才建造了第一座核電站，加之核電技術門檻高、復雜性強，以及發達國家的核心技術封鎖，內外部因素都決定了我國核電只能走自主創新道路；第二階段，我國自主研發的核心技術取得了重大突破，開始采取引進國外先進技術進行模仿創新，此期間通過引進法國M310 堆型技術并吸收再創新，研發了第二代改進型壓水堆技術；第三階段，通過合作創新，核電產業鏈規模已初步形成，但在核心技術方面與發達國家還有較大差距［11］。核電行業的特殊性致使核電企業的創新過程相較于其他行業更加復雜，僅依靠企業自主創新難以滿足知識經濟時代對創新的需求。由此，可以發現核電企業開放式創新具有以下特征：

（1）復雜性。核電作為一種復雜產品，其創新過程涉及大量工序、零件，需要多個行業部門協調合作，任何環節出現遺漏都可能引發嚴重后果，具有研發周期長、創新風險高、資金投入大的特點。此外，核電屬于高科技產業，技術專業性強，行業準入門檻較高，對高技術人才的需求大。

（2）政府主導性。核電是國民經濟支柱產業，關乎國防與能源安全，具有政府主導性的特點，政府通過宏觀調控給予企業資金補助、優惠政策以及建立創新資源共享平臺等措施，在一定程度上可以彌補企業研發投入的不足，激發企業創新活力［12］。

（3）資源耦合性。在開放式創新模式下，核電企業可以通過技術購買、轉讓等方式獲取更多的創新資源和市場機會，各創新主體相互聯合形成的創新網絡、企業聯盟以及高校主導的協同創新平臺可以有效促進創新資源的流動、耦合，從而加快研發進程、降低創新風險。

（4）動態性。開放式創新是一種動態過程，核電企業在不同創新階段的資源需求、創新主體、內外界環境等影響因素會發生變化，企業需要及時調整資源在開放創新過程中的協同性、均衡性，保持創新資源的有效互補。

（5）節點性。開放式創新模式強調企業資源共享，但并不是完全無限制地對外開放，創新開放度與企業創新績效之間存在著倒“U”型關系［13］，隨著開放度的增加，企業創新績效有一個最佳平衡點，過度開放反而會適得其反，由于核電行業的知識專屬性，部分技術涉及保密，其最佳平衡點相較于其他行業會提前到達。

目前關于開放式創新能力的研究主要集中于創新績效、創新開放度以及知識產權等之間的影響關系研究［14］，尚未形成系統的開放式創新理論研究體系，尤其對核電企業開放式創新能力評價的實證研究更是乏善可陳。評價方法方面，常見的有數據包絡分析（DEA）、BP 神經網絡、層次分析法（AHP）、模糊綜合評價、主成分分析及灰色關聯法等，這些方法都各有其優勢和適用性，但在評價過程中都涉及到人為打分確定指標權重，以及評價結果只能表示研究對象的相對優劣而無法體現絕對意義上的含義，導致評價結果存在主觀性影響與偏差。突變理論作為一種研究穩定組態躍遷規律、現象的新興數學分支，是在系統結構穩定性理論、協同論和奇點理論等基礎上發展起來的［15］1-31，由其衍生出的突變級數評價法是一種描述非線性動態現象的評價方法，可以從事物突變的內在作用機理出發對突變現象進行分析，適用于解決多目標評價、決策等問題。其評價過程只考慮指標的相對重要性，受主觀影響程度較低、計算過程簡潔、科學，目前在能力評價、風險評估等方面已得到了很好的應用［16-17］。

綜上所述，針對核電企業開放式創新能力評價的實證研究缺乏、評價模型存在主觀影響偏差與評價結果缺乏絕對含義的問題，本文將在核電企業開放式創新能力內涵、特征分析的基礎上，采用熵權法和數值變換對突變級數法進行改進，以此構建改進的開放式創新能力評價模型，并以我國核電企業進行實證研究，以求實現對核電企業開放式創新能力的科學評價。

2 開放式創新能力評價模型構建

2.1 核電企業開放式創新能力評價指標體系構建

根據資源創造理論，資源的創造、產生必須經過交換與整合兩個重要環節，資源的交換、整合是一種行為，也是一種能力［18］。對于企業而言，其資源交換主要體現在資源的獲取與擴散方面。故本文從核電企業開放式創新的全過程出發，認為核電開放式創新能力是在核電企業內生力量的基礎上，通過與高校、科研機構等多方主體協同合作，獲取外部各種創新資源并進行整合，最后實現創新成果的快速轉化與擴散的綜合能力；可分解為創新資源獲取、創新資源整合以及創新擴散3 個關鍵能力因子，三者之間相互協調、作用。

（1）創新資源獲取是指企業在辨別是企業所需資源的前提下，通過各種渠道、方法得到資源并加以利用的行為［19］。對于創新資源獲取能力的測量目前被廣泛使用的有兩種方法，一是通過資源的獲取渠道數量進行度量，二是以獲取資源的數量、質量以及資源獲取程度作為評價指標［20］。此外，核電企業自身研發能力是其開展開放式創新活動的前提，在獲取創新資源時，同樣需要強大的研發能力作支撐。故綜合以往研究成果，本文選取研發投入占營業收入比重、研發人員占比、合作的研發機構數量、技術專利購買支出、技術人員的平均研發額對數值（研發投入與研發人員比例的對數值）5 個指標對創新資源獲取能力進行衡量［21］。

（2）創新資源整合是指企業對各種資源進行選取、配置、融合，使其具有良好可塑性、系統性和價值性的同時創造出新資源的綜合動態過程［22］。在創新過程中，創新資源整合能力是取得創新成功的基石，其可以對企業內外部不同來源、不同類型的資源進行有機整合和充分利用。傳統的創新資源整合過程既涉及到外部的環境條件，又與自身技術創新轉化能力相關聯；在開放式創新范式下，創新資源整合還強調核電企業外部的研發合作、內部的知識共享以及政府主導性。綜合以上分析，本文選取技術資產比率（無形資產與總資產的比例）、政府支持力度（研發投入中政府補助資金占比）、新產品數量、創新資源整合重要性認識（員工中研究生以上學歷人員占比）、合作申請專利占比5 個指標對創新資源整合能力進行度量［23-24］。

（3）創新的最后階段是如何使其有效擴散。企業創新擴散的本質是新知識、新技術在企業外部進行傳播和學習的活動［25］，其擴散過程具有復雜的、非線性的特征。以往研究對創新擴散能力的測量主要從擴散速度、廣度以及外部環境3 個維度進行衡量，而開放式創新范式對核電企業的創新擴散更強調知識產權轉化、市場化以及與其他組織建立聯系的能力。故本文在以往創新擴散測量指標的基礎上，考慮核電企業開放式創新模式的特征和數據的可獲取性，選取了與企業建立聯系的關聯方的數量、專利轉讓數量占專利總數比例、專利授權數3 個指標進行衡量［21，26］。

2.2 指標權重計算

突變級數法在評價過程中涉及到指標的排序問題，目前多采用專家評估等主觀性方法確定，這增加了評價過程中的人為主觀影響，降低了評價結果的可靠性。熵權法屬于客觀賦權的一種方法，其本質是以指標熵值所包含的信息量大小來確定權重，指標信息熵越大，其包含的信息越少，權重就越小；反之亦然。本文以熵權法計算得到的指標權重作為指標重要性排序的依據，使得評價過程更加客觀，從而實現對評價方法的第一步改進。

熵權法的具體應用步驟如下：

第一，數據標準化。令評價指標Y=（Y1,Y2,Y3,…,Yn），共m個評價對象，被評價對象Wi對指標Yj的值記為Xij(i=1,2,3…,m;j=1,2,3,…,n)。正向指標與負向指標分別采用下列公式進行標準化處理。正向指標：

第二，計算第i項指標的熵值Ej。計算公式如下：

第三，計算各指標的效用值dj。計算公式如下：

第四，確定指標權重Wj。計算公式如下：

第五，求出底層指標權重之后，對底層指標權重求和得到對應的上級指標權重，由此計算出各級指標權重大小，最后根據權重大小對指標重要性進行排序。

2.3 突變級數法

2.3.1 確定突變系統類型

突變系統的類型由狀態變量和控制變量決定，共有7 種初等突變系統類型，其中常見的初等突變類型有尖點突變、燕尾突變和蝴蝶突變，除此之外還有一種棚屋突變（5 個控制變量）在突變級數評價法中也經常使用。其對應的勢函數式分別為：

2.3.2 歸一公式的計算及綜合評價

突變理論認為對勢函數F(x)求一階導數可得到由全部臨界點集合組成的平衡曲面，其方程表達式為，再通過求二階導數可以得到奇點集方程，聯立上述兩方程消去x 可得分歧點集方程，該方程表示當所有控制變量滿足此方程時系統會發生突變；利用計算得到的分歧點集方程求解出的歸一公式，可以把各控制變量的不同質態用同一狀態變量表示出來并進行量化運算［15］46-51，最后由歸一公式求出總的隸屬函數進行評價。突變模型及歸一公式具體如表1 所示。

表1 突變模型及歸一公式

突變模型在對多層評價指標體系進行決策時，遵循互補原則與非互補原則。其中，互補原則是指系統中某狀態變量下的各控制變量為相互補充的關系，此時狀態變量 應取各控制變量初始突變級數值的均值；非互補原則是指系統中某狀態變量下的各控制變量不起互相補充的作用，此時按照大中取小的方式進行系統突變級數的計算［17］，即其中為各控制變量的突變級數值。通過逐級遞歸運算，求出系統的總突變隸屬函數值進行評價。

2.4 初始評價數值轉換

由于在評價過程中使用了歸一公式計算，導致評價結果數值會出現集聚現象，評價值普遍偏高，而且數值間差距很小，難以對評價結果作出直觀的優劣判斷，為此，本文根據底層指標隸屬度值能夠表達絕對含義上優劣情況的特點，建立底層指標隸屬度值 與綜合評價值 之間的對應關系［27］，將初始評價結果轉換為對應的從而實現數值的轉換，完成突變級數法的第二步改進。

轉換過程如下：依次計算當底層指標 全為0、0.1、0.2、…、1時所對應的綜合評價值可得到由組成的10 個等級區間令修正后的綜合評價值為當初始評價值落在區間中時，可得：

通過式（10）可將初始評價值轉換為具有絕對含義上的修正評價值，對比等級劃分區間可對評價結果作出直觀的判斷。

3 實證研究

考慮到指標數據的獲取難度較大，本文選取了2018 年同花順滬深股市核電板塊的所有核電上市公司共94 家，剔除ST 公司與數據不完整的樣本后，共得到71 家樣本公司。數據來源于同花順數據庫、企業年度報告、國家知識產權網以及佰騰網專利檢索系統。其中，部分指標值在原始數據基礎上經整理計算得到；對于少數樣本公司缺失的指標值，采用線性內插法進行估算。

3.1 指標權重計算

按照上述熵權法的計算步驟，得到核電上市公司開放式創新能力評價指標體系中各指標的權重（如表2），作為指標重要性排序的依據。

表2 核電企業開放式創新能力評價指標體系

3.2 利用突變級數法進行評價

由構建的指標體系可知評價過程中各層指標涉及5 個和3 個控制變量，分別對應棚屋突變與燕尾突變模型。指標按權重大小進行排序，各層指標間為相互補充關系，故評價過程遵循互補準則，即狀態變量為相應的下層所有變量的均值。計算得到樣本核電企業開放式創新能力等級劃分區間如表3 所示，其中等級1表示能力最弱，等級10表示能力最強。

表3 樣本核電企業開放式創新能力等級劃分區間

表3（續）

按照上述等級劃分區間和評價模型計算步驟，將無量綱化處理后的數據代入評價模型，對樣本公司的開放式創新能力進行評價，其中前30 名的計算結果及數值轉換如表4 所示。

表4 排名前30 位樣本核電上市公司開放式創新能力評價結果

表4（續）

3.3 實證結果分析

根據表4的評價結果和數據統計情況可以發現，排名靠前的是寶鋼股份、河鋼股份、正泰電器、中國核建、上海電氣等大型企業，其綜合評價值均遠大于樣本均值0.772，而且這些企業的研發投入金額、研發人員、專利授權數、新產品數量以及合作研發機構數量等指標也明顯高于其他企業，表明評價結果與核電企業實際情況相符，側面映證了本文研究提出的改進評價模型的可靠性。此外，將評價值與10 個評價等級劃分區間相匹配，發現本次核電企業開放式創新能力評價結果均處于4 級以下，評價值整體偏低，這一結果與核電行業的特殊性有關，由于部分核電技術涉及保密不宜公開、轉讓，導致本文收集到的數據會有所偏差，但評價結果仍反映出我國核電企業的開放式創新能力整體上處于中等以下水平的現實情況。

從核電企業開放式創新能力3個子能力上分析，3 個關鍵因子的權重相差較小，分別為0.322、0.326、0.352，但樣本評價結果均值差別較大，分別為創新資源獲取能力（0.633）﹥創新資源整合能力（0.561）﹥創新擴散能力（0.370），表明現階段我國核電企業開放式創新過程中各能力的發展不平衡，創新資源獲取情況相對較好，但在創新資源整合與擴散方面較為薄弱，后續在開放式創新能力提升過程中應重點關注三者之間的協調、平衡發展。

從企業所在地理位置上分析，排名前30 家核電企業中有23 家集中在東部沿海發達地區，這種現象一方面與核電站主要在海邊建立有關，另一方面是由于發達地區擁有更多的市場創新資源、政策支持以及開放的創新平臺，可以給核電企業提供更多的資源獲取渠道和合作伙伴選擇。可見，核電企業的開放式創新能力在受到企業自身影響的基礎上，同時也與企業所在城市的經濟發展水平密切相關，這與上文構建的評價指標體系相符。

4 結論

開放式創新能力評價對于知識經濟時代下核電企業開放式創新戰略實施至關重要，但目前開放式創新能力評價指標體系和評價模型尚未統一。本文在回顧開放式創新能力評價指標和評價模型的基礎上，依據核電企業開放式創新能力的內涵、特征，設計了核電企業開放式創新能力評價指標體系，并結合熵權法和數值轉換法構建了改進的突變級數評價模型，改進后的評價模型可以對指標體系客觀賦權，避免了評價過程中的主觀性影響，使評價結果更加客觀、科學且具有絕對數值上的含義，便于作出直觀上的優劣判斷。最后，以我國核電上市公司的開放式創新能力做實證研究，實證結果一方面反映出我國核電企業的整體開放式創新能力尚有待提高的現實情況，另一方面，可以為我國核電企業明確自身在開放式創新過程中的優劣勢和采取有針對性措施提升開放式創新能力提供參考依據。