面向高水平科技自立自強，構建關鍵產業科技知識管理體系

張貝貝 ，余 江 ，2

（1.中國科學院科技戰略咨詢研究院，北京 100190；2.中國科學院大學公共政策與管理學院，北京 100049）

1 引言

復雜化是技術發展的必然趨勢。面向建設世界科技強國、實現高水平科技自立自強的重要使命，知識管理的體系化能力越來越成為產業政策制定者和企業決策者的必備戰略能力。黨的十九屆五中全會和國家“十四五”規劃中提出，“堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐”［1］。目前，我國若干基礎性、先導性的關鍵產業發展面臨“卡脖子”挑戰，關鍵核心技術知識具有復雜性、嵌入性等特征，因而從戰略高度體系化探索知識管理機制是突破產業發展瓶頸的根本性途徑［2-3］。立足發展新階段、面向國家重大需求的產業科技知識管理路徑探索愈發引起學術界的重視。

隨著技術復雜程度提升，產業科技知識管理逐漸成為一項復雜的體系工程。產業科技知識的有效管理須從體系化層面充分考慮產業科技知識結構的復雜性和整體性。目前，產業知識管理研究主要集中于產業知識主體的交互、產業知識的產權以及產業知識網絡等方面，存在顯著的碎片化、孤島化特征，缺乏從戰略高度對產業知識管理的系統性思考和整體性把握。因此，本文基于復雜科學管理的視角，融合產業鏈和創新鏈，從系統之系統的體系層面出發構建產業科技知識體系，并從創新鏈和產業鏈兩個維度分別探索我國關鍵產業科技知識體系中科學知識、技術知識以及產業知識的管理機制。

2 相關研究回顧

2.1 復雜科學管理：從“系統”到“體系”

從復雜性研究到體系工程，復雜科學管理的發展大致經歷了復雜性科學、復雜系統研究和復雜體系研究3個階段。20世紀70年代初期，一些獨立的復雜性研究開始出現，但較少受到關注。直至1984年，致力于通過學科間融合來解決復雜問題的圣達菲研究所（Santa Fe Institute，SFI）成立，復雜性研究才開始受到學術界的關注和重視。與此同時，我國學者開始思考不同領域整體之間的共性問題。隨著錢學森等大力發展運籌學、航天事業和導彈技術，對應復雜的技術創新實踐需求加速了一系列基于系統思想的定性、定量化科學方法的誕生，逐步形成了系統科學，復雜科學管理隨之發展到了復雜系統研究階段。在系統科學發展的基礎上，逐漸演化出“體系”的概念。廣義上講，體系是一類復雜巨系統［4］。體系是由系統組成的系統（System of Systems，SoS），是為實現某一動態目標，對新開發系統組成的混合系統的能力進行規劃、解剖、組織、集成和持續改進，通過引導子系統互聯、互通和互操作，最終實現獨立系統所不能實現的整體性功能［5］。體系的基本構成要素包括環境、使命、實體、結構和過程［6］，對應解決體系問題的技術稱為體系工程。

2.2 產業科技知識管理研究：碎片化、孤島化

現有的產業知識管理研究主要集中在產業知識主體的交互、產業知識的產權以及產業知識網絡等相關方面。具體分析，產業知識主體交互管理方面，研究主題聚焦于知識生成、知識共享和知識耦合等。Gavin［7］將知識學習模式分為知識搜索、經驗學習和實驗學習3種類型；魏國江［8］選取我國16個典型產業，分析對應的知識生成差異，并測算不同知識學習方式在創新中的作用，研究發現企業創新倚重借鑒性學習，探索性學習與經驗性學習的比重明顯不足，這可能是我國企業模仿性創新盛行、原始創新滯后的重要原因之一；菅利榮等［9］通過構建“演化博弈模型探討如何健全政府對產業鏈中知識共享行為的調控機制；武華維等［10］以產業活動、技術創新和科學創新為主體，將3類創新活動中的知識內容作為耦合對象，將以主題詞為表征的知識元素作為知識內容的特征交集載體，通過量化知識元素交集的方式來評價區域“STI”的創新協同水平。

產業知識產權管理方面，陳恒等［11］基于傳統的復合系統協同度模型，采用組合賦權法確定序參量指標權重對其進行改進，構建了具有速度特征的專利密集型產業知識產權管理能力協同度模型；金銀［12］歸納了設計產業知識產權的管理模式，首先分析設計知識，建立設計知識的流動模型，然后歸納出相應的知識產權類型，對應提出了設計產業知識產權的管理模式。

產業知識網絡管理方面，研究主題聚焦于不同產業知識網絡構建、知識網絡特征與創新績效的關系等領域。Xu［13］檢驗了知識網絡密度對企業新知識探索的影響，發現當企業擁有密集知識網絡時，企業探索的新知識元素較少，但隨著企業與外部參與者研發合作的增加，密度的負面影響逐漸得到緩解；李文鶼等［14］基于復雜網絡理論，構建了新興產業知識網絡的動態演化模型，試圖揭示不同結網策略下新興產業創新網絡和知識水平的涌現規律。

綜上所述，產業知識管理的相關研究較為豐富，但存在明顯的碎片化、孤島化特征。

3 產業科技知識體系構建

錢學森［15］的《論系統工程》一書從哲學、基礎科學、技術科學和工程技術4個層面給出了現代科學技術的體系結構。其中：直接改造客觀世界的工程技術是工業生產實踐中具體運用的技術，如通信技術、自動化技術等；基礎科學旨在揭示客觀事物發展規律，是對工程技術實踐的高度歸納和提煉，如物理學、生物學以及數學等學科能夠為各領域的技術創新提供理論基礎；技術科學處于基礎科學和工程技術的中間層面，在科學向技術轉化的過程中起到傳遞和紐帶的作用，如控制論和信息論知識。

基于復雜科學管理視角，本部分將錢學森等學者提出的現代科學技術體系所對應的知識類型區分為科學知識和技術知識兩種，結合產業鏈上中下游3個階段，從產業鏈和創新鏈融合的角度構建產業科技知識體系。

如圖1所示：橫軸表示產業鏈，由產業上游、中游和下游組成；縱軸表示創新鏈，知識類型分為科學知識和技術知識兩種。創新鏈上科學和技術兩種知識類型與產業鏈上中下游3個產業階段交叉形成6個產業知識子系統。6個子系統按照產業科技發展的特定共同目標互通、互聯、相互作用，從而形成具有單個知識子系統無法實現的產業知識整體功能的系統組合，即系統之系統，稱之為產業科技知識體系。其中：科學知識對應著關鍵產業創新發展過程中的基礎性研究、產品設計開發階段；技術知識對應著關鍵產業創新發展過程中的新產品或新技術的量產、商業化應用階段，包括生產制造等工藝流程的顯性知識和依附于特定組織內工程師經驗的隱性知識。

圖1 產業科技知識體系

這里以面向高水平科技自立自強科技攻關焦點的集成電路產業為例，產業上中下游分別為集成電路設計、制造和封測，6個知識子系統分別為集成電路設計科學知識系統、集成電路設計技術知識系統、集成電路制造科學知識系統、集成電路制造技術知識系統、集成電路封裝測試科學知識系統和集成電路封裝測試技術知識系統。其中：集成電路制造科學知識主要對應著特定功能芯片產品的架構設計、技術研發等創新鏈前端的基礎性研究階段，涉及數學、化學、物理等基礎學科，具有顯著的跨學科特征；技術知識對應著芯片新產品的量產、商業化等創新鏈后端的應用研究階段，包括來自芯片制造商、制造設備供應商、模塊供應商等產業鏈上下游及產業鏈內外異質性知識主體的顯性知識和隱性知識，體現了產業鏈上下游的知識集成及異質性知識主體間的交互融合特征。

4 產業科技知識體系管理機制

基于上述創新鏈和產業鏈融合構建而成的產業科技知識體系，本部分分別從圖1的橫軸產業鏈和縱軸創新鏈兩個維度出發探索產業科技知識體系的管理機制。具體地，從縱軸創新鏈維度，提煉出科學知識的多學科交叉機制和技術知識的多主體融合機制；從橫軸產業鏈維度，提煉出產業知識的多階段集成機制。

4.1 科學知識——多學科交叉機制

關鍵核心技術往往具有復雜性和高度綜合性特征，產業發展和核心技術突破往往需要多個科學領域的協同合作。例如，諾貝爾科學獎的項目成果多是基于學科之間的交叉互動研究形成的：2012年物理學獎獲得者塞爾日·阿羅什等基于物理學和光學的基本原理揭示了光與物質之間的交互作用機制；2019年化學獎獲得者John Goodenough在材料化學和電子學領域的交叉地帶發現了極具市場潛力的鋰電池等。可以看出，跨學科是復雜技術創新的基本特征，學科交叉是產業科學知識管理的基本機制。

通過梳理相關文獻，本研究將面向關鍵產業升級躍遷的科學知識多學科交叉機制的內涵歸納為：集成兩個或兩個以上學科的信息、數據、技術、工具、觀點、概念或理論，不同學科之間進行非線性交互作用，以解決那些超過單一學科范圍或研究實踐領域的復雜問題的過程［16］。根據Stirling［17］的觀點，可以從學科豐富度、學科均衡度和學科差異度3個方面進一步解析科學知識的多學科交叉機制。具體地，學科種類多樣性是指技術研發過程中所涉及的學科類別的廣度；學科系統均衡性是用來反映多學科交叉系統的有序無序狀態，對應著交叉系統中學科之間的交互作用模式；學科內容差異性是用來反映某一專利技術的多學科交叉系統中學科之間內容的整體差異程度。

4.2 技術知識——多主體融合機制

組織是知識的載體，尤其是技術知識，依附于特定的工藝流程和工程師的經驗。處于產業鏈中不同階段的專注于某類技術子模塊的組織均是擁有異質性資源、相對獨立的知識主體。技術研發和產品創新過程均需要數量龐大的產業上下游組織共同合作完成。技術創新實踐本質上是產業鏈中專注于不同子模塊的知識主體間的知識融合活動［18］。該過程不僅包括不同知識主體間異質性知識的共享，而且也是擁有異質性知識的多元主體間的非線性交互過程［19］。結合關鍵產業升級躍遷的知識管理實踐，本研究將從知識共享角度來解析產業鏈中不同知識主體間的線性融合機制，從知識流動和知識協作角度解析產業鏈中不同知識主體間的非線性融合機制。

4.2.1 知識共享。知識共享是多元主體間異質性知識融合的線性過程。異質性知識是產生新思想、激發創造力的重要源泉［20］。不同知識主體為彌補自身的知識缺陷，積極在技術創新過程中尋找合作伙伴，圍繞自身技術發展所需的知識內容建立合作創新網絡。不同知識主體之間的異質性知識相互整合、相互補充，能夠幫助知識主體的研發人員有效擺脫既定認知慣性的約束［21］，觸發不同知識主體之間更多的信息交流，增強知識主體及其員工對前沿技術和外部環境的敏銳性［22］，以更好地尋求技術創新機遇。通過異類技術知識相互補充、同類技術知識之間互相完善和修正的方式，為產業發展積累龐大的“知識池”，是產業知識管理及產業科技創新的重要基礎和保障。

4.2.2 知識流動。知識流動是多元主體間異質性知識融合的一種非線性過程。一切知識主體都存在著位勢的比較，勢差遵循著“高位擴散、低位汲取”的轉移原則。知識主體勢能越高，其向外界進行知識轉移的能力就越強［23］。知識流動是異質性知識在具有不同位勢的知識主體之間轉移、傳遞和再創造的過程，從而使知識主體在已有知識基礎上產生新思想和新知識，并且能夠進一步促使擁有不同技術知識的主體之間整合與重構［24］，以解決單一主體可能面臨的資源缺失問題。在關鍵產業技術的研發過程中，擁有異質性資源的知識主體間的知識勢差加速了前沿的、基礎的、跨領域以及跨產業的知識主體之間的信息和資源轉移，促進技術發展的新思想、新知識產生，以推動關鍵產業技術的創新突破。

4.2.3 知識協作。知識協作是多元主體間異質性知識融合的一種非線性過程。知識融合網絡本質上是一種嵌入社會關系的復雜網絡。知識主體之間正式契約關系對協作效率的優化作用有限，契約關系之外的嵌入性社會關系對其協作效率提升具有重要的補充作用［25］。在錯綜復雜的融合網絡中，由于網絡位置的不同，知識主體對有價值資源擁有著不同程度的綜合控制能力，便產生了相應的權力分配現象［26］。綜合控制能力可以分為聯系權力和信息權力兩類。聯系權力是基于與有影響力的人物或重要人物的聯系，一個擁有重要連接能力的主體會誘導其他主體順從［27］；信息權力是指擁有或掌握對他人有價值信息的能力［28］。

異質性知識主體之間按照一定的權力分配規則，默契地、有意識地進行交互作用。權力分配規則使得主體間分散的行動目標融合成協作網絡的共同目標，從而提升交互效率、降低交易費用和成本，最終促使系統產生“整體大于部分之和”的效果，是產業技術知識增值和創新發展的重要作用機制。

4.3 產業知識——多階段集成機制

面向關鍵產業升級躍遷、實現高水平科技自立自強的重大需求場景，產業知識的多階段集成是我們應對高度復雜多變外部環境的有效知識管理機制。

集成思想第一次以系統觀點出現是在Marco Iansiti的《Technology Integration》一書中［29］。在技術、產品市場快速變化（或不確定）的環境中，要想在激烈的競爭中生存，創新主體應不斷地更新自身知識庫，并將知識庫信息轉化為有效的解決產品問題的行動，其將集成能力作為應對外部環境變化以及技術創新良性可持續發展的核心能力［30］。外部環境的變化要求創新主體在自身知識儲備基礎上，打破原有的組織邊界，圍繞新產品開發從多個方向識別、尋求多元化知識，以發現潛在的新的發展可能性。其中，多元化知識被歸納為系統知識和元件知識兩種。系統知識是指能夠表征基本知識領域與產品的復雜環境相互作用的知識集合，包括產品設計架構知識、生產流程知識、用戶環境知識以及不同階段的接口知識等；而元件知識是指新產品不同階段專業領域或技術元件對應的相對獨立的模塊知識［31］。知識集成可以幫助創新主體克服自身的發展慣性，促使企業更適應當前競爭的環境和變化。

綜上所述，產業知識的多階段集成機制是指圍繞關鍵核心技術創新突破，集成產業上游的設計架構知識、材料和設備等供應商模塊知識、制造工藝知識、下游的用戶市場知識以及不同階段間的接口知識，以不斷更新、迭代產業科技創新知識庫，在實現產業技術模塊知識和系統知識同步積累上升的同時，幫助產業克服自身的發展慣性、發現潛在的發展可能性、更好地抵御復雜多變的外部環境。

5 結論與對策建議

面向高水平科技自立自強的重大戰略場景，本研究基于復雜科學管理視角，以我國關鍵核心基礎性產業如何實現超越追趕和彎道超車以及突破“卡脖子”瓶頸挑戰為問題導向，探索構建關鍵產業科技知識體系，并從創新鏈和產業鏈兩個維度探索產業科技知識體系的管理機制，以期為我國產業知識管理政策制定提供相應的對策建議。

5.1 基本結論

本文基于復雜科學管理視角將產業鏈和創新鏈融合構建了產業科技知識體系。產業科技知識體系是由多個知識子系統按照產業科技發展的共同目標互通、互聯、相互作用，從而形成的具有單個知識子系統無法實現的產業知識整體功能的系統之系統。

基于產業科技知識體系，面向關鍵核心產業升級躍遷，從創新鏈維度出發提煉出科學知識的多學科交叉機制和技術知識的多主體融合機制，從產業鏈維度出發提煉出產業知識的多階段集成機制。

多學科交叉機制是關鍵產業面對復雜創新問題場景科學知識層面的基本管理規律。具體地，多學科交叉是指集成兩個或兩個以上學科的信息、數據、技術、工具、觀點、概念或理論，不同學科之間進行非線性交互作用，以解決那些超過單一學科范圍或研究實踐領域的復雜問題的過程，其具有學科豐富度、學科均衡度和學科差異度3個維度特征。

多主體融合機制是關鍵產業面對復雜創新問題場景技術知識層面的基本管理規律。具體地，從知識共享視角揭示了異質性知識在多元知識主體間的線性整合過程，從知識流動和知識協作視角揭示了異質性知識在多元知識主體間的非線性交互過程。

多階段集成機制是關鍵產業應對高度復雜環境產業知識管理層面的重要規律。產業知識集成機制是指圍繞關鍵核心技術創新突破，集成產業上游的設計架構知識、材料和設備等供應商模塊知識、制造工藝知識、下游的用戶市場知識以及不同階段間的接口知識，以不斷更新、完善產業科技創新知識庫，在實現產業技術模塊知識和系統知識同步積累上升的同時，幫助產業克服自身的發展慣性、發現潛在的發展可能性，從而更好地抵御復雜多變的外部環境。

5.2 對策建議

面向高水平科技自立自強的國家重大戰略目標，關鍵產業的企業決策者應充分重視產業科技知識管理體系化能力的建設，在明晰產業科技知識管理規律的基礎上，努力面向特定場景高效集成來自產業范疇內外的不同類型的知識要素，綜合提升我國關鍵核心產業的攻堅能力和產業鏈韌性。

5.2.1 加強關鍵產業科技知識管理的體系化能力建設。隨著關鍵核心技術的日益復雜化，產業發展背后的知識管理問題也隨之呈現出管理復雜性、結構復雜性以及系統復雜性特征，越來越要求產業政策制定者以及企業主體決策者從整體層面和體系化視角分析、解決復雜現象背后的科學問題。對于政策制定者來說，相關政策應充分考慮產業鏈和創新鏈不同階段所對應的知識子系統的異同與關聯；對于企業主體而言，增強自身對產業科技知識體系的整體性把握能力是做出全局最優決策的必要條件。

5.2.2 重視基礎研究的跨學科特征，合理規劃產業學科結構。基礎研究是技術創新突破的源頭，是一個國家產業發展深度和寬度的重要決定性因素。政府應提升對基礎研究活動的重視程度，進一步加大對高校和科研院所等基礎研究活動的科研投入，并鼓勵社會各主體如企業等對基礎研究的投入，逐步形成中央政府及地方政府、各地高校和企業交互的基礎研究聯動系統。多學科交叉是基礎性科學研究的突出特征。政府應在充分重視多學科交叉原理的基礎上，加快我國關鍵產業核心共性技術的重大科技創新平臺的建設，瞄準關鍵共性技術的國際前沿和國家戰略需要，設立分工明確的國家級創新領導小組和制定跨部門協同機制，支撐面向關鍵產業升級躍遷的跨學科基礎性研究，整合不同學科的人力資源，提升資源交流共享效率。同時著重從學科交叉豐富度、學科交叉均衡度以及學科交叉差異度不同維度出發，充分掌握產業科學知識的基本特征，合理優化產業學科結構，助力我國關鍵核心基礎性產業突破發展瓶頸。

5.2.3 制定相關激勵政策，保障產業鏈上科技知識主體的高效融合。政府應制定相關政策，在鼓勵連接產業核心知識與產業創新商業化價值的基礎上，強化產業鏈上下游、產業鏈內外異質性知識主體間的融通、交互。國內知識主體融合方面，切實鼓勵科技領軍企業牽頭、高校院所支撐等多元主體參與知識融合交互活動，如構建面向高水平科技自立自強的高能級創新聯合體。政府應在關鍵產業的核心技術領域著力構建以國際技術市場發展為導向，以產業的科技領軍企業為主體，政府、高校、金融機構以及科研院所共同參與的創新聯合體，促進各主體形成優勢互補、協同競爭、梯隊發展的良好生態系統，加快面向產業關鍵核心技術的科學創新突破和基于中國超大規模市場的場景應用。面向國際開放的知識主體融合方面，應進一步優化與關鍵產業國際合作伙伴的交互方式，多維度、多路徑提高我國在全球產業技術知識體系中的嵌入率與貢獻度，加大創新競合之勢，大力提升我國企業在全球產業開放創新格局中的科技知識位勢。