長三角先進制造業集群知識協同網絡構建及演化分析

關鍵詞：先進制造業集群；知識協同網絡；社會網絡分析法；網絡演化規律中圖分類號：F224.32；F424；C939 文獻標識碼：A doi：10.3969/j.issn.1672-2272.202502012

Construction and Evolution Analysis of the Knowledge Collaboration Network in the Advanced Manufacturing Clusters in the Yangtze River Delta Region

Zhu Xiaoya，Zhou Yuting，Li Yongqi （School of Politics and Public Administration，Soochow University，Suzhou 215l23，China）

Abstract：Against the backdrop of global economic integration and rapid technological development，advanced manufacturing clusters have emerged as a crucial force in enhancing the competitiveness of regional manufacturing industries. The construction of knowledge collaboration networks is of great significance.This paper takes 18 national -level advanced manufacturing clusters in the Yangtze River Delta as the research objects.Based on the patent data from 2014 to 2023，it uses UCINET software to draw the topological maps of knowledge collaboration networks and applies the social network analysis method to analyze the evolution regularities of network structures from dimensions such as network density，centrality，and structural holes.The research findings indicate that although some clusters in economically developed cities are large 一 scale，there are problems such as low density of knowledge collaboration networks and poor accessibility. Accordingly，optimization strategies are proposed from three levels：the government，advanced manufacturing enterprises，and universities and research institutions.The aim is to improve the knowledge collaboration networks of advanced manufacturing clusters in the Yangtze River Delta，enhance the efficiency of collaborative innovation，and help them maintain a leading position in global competition.

Key Words：Advanced Manufacturing Clusters；Knowledge Collaboration Networks；Social Network Analysis Method；Network Evolution Regularities

0 引言

在全球經濟一體化和科技快速發展的背景下，制造業作為國家經濟發展的重要支柱，正面臨著日益激烈的國際競爭。先進制造業集群因其在資源整合、創新協同等方面的顯著優勢，成為提升區域制造業競爭力的關鍵力量。長三角地區作為我國經濟最具活力、開放程度最高、創新能力最強的區域之一，擁有眾多實力雄厚的先進制造企業，形成了多個具有國際影響力的先進制造業集群，如汽車、電子信息、高端裝備制造等。知識作為創新的核心要素，在先進制造業集群的發展中扮演著舉足輕重的角色。知識協同網絡能夠促進集群內企業、高校、科研機構等多元主體之間的知識共享、交流與創新合作，有效整合分散的知識資源，提升知識利用效率，從而推動先進制造業集群的技術創新和產業升級。通過構建高效的知識協同網絡，集群內企業可以獲取更廣泛的知識來源，加快技術研發速度，降低創新成本；高校和科研機構能夠更好地將科研成果轉化為現實生產力，實現產學研的深度融合。

然而，目前長三角先進制造業集群知識協同網絡的構建仍存在諸多問題。一方面，集群內各主體之間的知識交流與合作不夠緊密，存在信息壁壘，導致知識傳遞效率低下，知識資源難以得到充分利用；另一方面，缺乏有效的協同機制和平臺，使得知識協同活動缺乏系統性和規范性，難以形成強大的協同創新合力。此外，隨著外部環境的快速變化，如技術創新的加速、市場需求的多樣化等，長三角先進制造業集群知識協同網絡也需要不斷優化，以適應新的發展需求。

因此，本研究擬以長三角18個國家級先進制造業集群為研究對象，基于專利數據，借助UCINET軟件繪制 2014-2023 年間集群內主體間的知識協同網絡拓撲圖，運用社會網絡分析法從網絡密度、中心性、結構洞等多維度深入剖析網絡結構的演化規律，全面揭示先進制造業集群知識協同網絡在不同階段的特征與變化趨勢。

區別于以往以行業或區域為邊界，本研究以集群為邊界構建先進制造業集群知識協同網絡圖譜；現有研究多關注個體網絡特征，本研究聚焦集群內知識協同整體網絡結構，定量刻畫網絡密度、中心性等結構指標的演變軌跡；同時結合橫向分析（集群間）與縱向分析（時間軸）系統揭示長三角先進制造業集群知識協同網絡演化規律，精準識別不同集群協同創新能力的階段性特征與結構性短板。這一方面拓展了協同創新網絡領域的研究范式，為知識流動與創新網絡演化理論提供新的分析框架與實證支撐；另一方面為企業優化知識資源配置、突破結構洞約束提供決策依據，為地方政府制定差異化的產業政策、引導集群網絡結構優化升級提供科學參考，對提升長三角先進制造業集群整體創新效能、培育世界級產業集群具有重要現實意義。

1文獻綜述

1.1先進制造業集群相關研究

自20世紀末Porter提出產業集群概念，先進制造業集群化發展成為關鍵課題。國內研究起步較晚，早期算尚明和劉西林1通過定性分析，指出先進制造業需建立復雜產業集群。隨后，研究方向逐漸細化與多元化。

部分學者聚焦單一產業，宋鐵波等[2以高端紡織集群為例，揭示了多重制度邏輯視角下先進制造業集群演化與升級過程機制；陶婷婷等[3]以蘇州等地高端紡織集群為例，剖析合作與信息流通網絡，探索產業集群協作網絡運行機制；曾昆等4著眼全國新材料產業集群，分析空間分布與發展階段，對標世界級集群找改進方向；張淑賢5從無錫物聯網集群入手，探討先進制造業集群對新質生產力的促進機制。同時，地域研究也逐步展開。楊雨琦等圍繞長三角先進制造業集群高質量發展問題，從數字創新、服務創新和網絡嵌入3個方面提出先進制造業集群實現“三化發展”與“三鏈強化\"的突破路徑；翁士增以湖州綠色智造產業園為例探究了先進制造業集群發展現狀與路徑；吳松強等8進一步完善數據，研究知識溢出對先進制造業集群成長的影響；熊珍琴和李琪9分析江西省先進制造業集群現狀，提出強化頂層設計、規劃建設路徑的建議。隨著中央及地方政府對世界級先進制造業集群培育力度加大，國內學者開始借鑒國外經驗。劉志彪等[10分析我國先進制造業集群在全球價值鏈的嵌入現狀及優化方向；許露元等[11基于復雜網絡理論，提出集群網絡結構能夠推動知識、技術跨區域的流動和擴散，提升整體集群的績效；干勇等[12]梳理美日德韓先進制造集群科技支撐體系經驗，為我國提出針對性升級建議；霍正元等[13]構建集群梯次發展體系，助力產業穩鏈強鏈。

1.2知識協同網絡相關研究

知識協同網絡研究涵蓋定性與定量分析。毛義華等[14基于扎根理論，結合實際案例總結研發機構知識協同網絡核心范疇；Schilling等[15]引入社會網絡理論，研究網絡總體和節點個體特征，分析大規模網絡協同效應。定量研究方面，Scherngell等[16]基于專利數據探討城市合作網絡演變；王海花等[從城市一企業一知識三層網絡結構出發，分析長三角城市群產學研協同創新網絡特征與演進；芮海燕等[18]構建博弈模型，研究智能家居知識協同決策；王海花等[19]構建產學知識協同網絡模型，探究知識網絡特征對協同績效的影響；王艷梅等[20]使用聯合申請專利數據，從協同創新角度構建產業技術創新的無向加權網絡，利用網絡可視化和ERGM方法深入分析該網絡的拓撲結構、空間分布特征及其驅動機制；邸凱旋21運用社會網絡分析法和時序指數隨機圖模型，研究企業綠色協同創新網絡演化與形成機制。

在產業集群知識協同網絡研究中，Capello[22指出，知識流動對集群合作網絡有正向作用；許強和應翔君[23]對比了傳統與高技術產業集群知識協同網絡；韓言虎[24]構建創新集群知識協同網絡結構模型并研究其運行機制；崔蕊等[25]剖析集群知識協同網絡要素與運行機制，以吉林光電子產業集群為例構建框架并提出策略；湯小銀等[26]通過實地調研呈現集群知識協同網絡結構演化，發現其趨于均勻化、多元化；左小明等[2采用系統動力學方法模擬制造業集群創新網絡動態能力演進；李松亮等[28]構建動態演化博弈模型，分析知識共享策略。

1.3集群知識協同相關研究

國外對知識協同理論研究起步較早，Cooke[29]提出創新網絡概念；Karlenzig等[3o正式定義知識協同。在國內，李丹[31]、佟澤華[32]分別對知識協同進行闡釋，強調知識創新目標、資源融合及主體連接與知識傳遞。集群知識協同研究最初聚焦于運行機制，馬永紅等[33]運用微分博弈模型，揭示產業集群協同創新中核心企業和配套企業的知識協同過程機制；佟澤華等[34]對比了知識協同與非知識協同轉化機制；尹等[35]建立濟南都市圈數字技術產業協同創新超網絡模型，研究協同創新特征。之后部分學者關注影響因素，李志宏等[36]運用演化博弈探究區塊鏈知識社區知識共享協同合作的關鍵影響因素及內在機理；韓春花等[37構建評價體系并測試，還構建創新主體協同行為模型，呈現動態演化規律；儲節旺等[38]探究長三角地區知識協同網絡形成機理；張冀新等[39]構建湖北省創新型產業集群影響模型，分析對知識協同效率的影響。

現有文獻在先進制造業集群、知識協同網絡以及集群知識協同方面成果豐碩，但仍存在不足。多數研究局限于單一產業或特定地域，針對長三角地區多個國家級先進制造業集群的系統性研究較少。在知識協同網絡研究中，基于專利數據對長時間跨度內集群內主體間知識協同網絡拓撲圖構建及多維度結構演化規律的深入分析相對薄弱。本文以長三角18個國家級先進制造業集群為對象，基于 2014-2023 年專利數據，借助UCI-NET軟件繪制知識協同網絡拓撲圖，運用社會網絡分析法從多維度剖析網絡結構演化規律，能夠更全面、系統地揭示長三角先進制造業集群知識協同網絡特征與變化趨勢，為完善知識協同網絡、提升協同創新效率提供切實可行的策略。

2數據來源與數據處理

2.1 數據來源

本文選取長三角地區18個國家級先進制造業集群作為研究對象，以 2014-2023 年10年間集群內部企業聯合申請專利為研究數據，探究長三角先進制造業集群知識協同網絡結構及演化規律。數據來自于國家知識產權局專利檢索平臺、中國統計年鑒。

2.2 數據處理

首先，檢索長三角地區18個產業集群2014一2023年國家級先進制造業集群的專利數據，以集群所在的細分產業名稱為關鍵詞進行檢索，得到21886條專利數據。其次，根據合作網絡和知識網絡的構建需要，分別篩選排除單個專利申請者的專利數據。再次，各自按照地區剔除掉非長三角地區創新單位協同研發（如清華大學與集群內某一企業聯合研發）的專利數據，按照研發主體剔除非集群內主體申請（如幾名學者以個人名義共同研發）的專利數據。最后，檢查并剔除其他會影響研究結果的異常數據。結果顯示，杭州市數字安防集群、合肥市智能語音集群、溫州市樂清電氣集群以及蘇州市、無錫市、南通市高端紡織集群4個集群協同創新專利數據缺失嚴重，可能對后續網絡結構演化及實證分析結果產生干擾，故將其舍去，保留長三角其余14個國家級先進制造業集群作為本文研究對象。

3先進制造業集群協同創新網絡構建

本文借助長三角地區先進制造業集群主體協同研發的專利數據，基于復雜網絡理論構建一個復合的知識協同網絡模型。網絡中的節點為先進制造業集群中參與協同創新的主體，連接紐帶為參與協同的不同主體合作申請專利。按照知識協同網絡的構建原理，將同一條專利中的申請人進行拆分組合，將不同專利中包含同種知識元素的情況視為企業間存在知識流動，即發生間接合作，因此，包含同種知識元素的不同專利所涉及的申請主體間也應當構建關聯關系，例如：專利 ① 與專利 ② 中存在同一知識元素A，則專利 ① 中的專利申請人甲、乙分別與專利 ② 中的專利申請人丙、丁、戊存在關聯關系，即存在甲丙、甲丁、甲戊、乙丙、乙丁、乙戊6對關聯關系，根據兩類關聯關系構建關聯矩陣，借助UCINET軟件繪制知識協同網絡。

參考劉軍[40的研究成果，本文將從網絡規模、網絡密度、網絡中心勢、平均最短路徑、網絡聯通度5項指標著手，分析長三角先進制造業集群知識協同網絡整體網絡的結構特征及演化過程。以規模適中的蘇州市生物醫藥及高端醫療器械集群2018年及2023年數據為例，按照前述網絡構建方法，將網絡中各節點的中介中心度作為權重，形成知識協同網絡如圖1、圖2所示，其中，節點大小表示中介中心度絕對值，連線表示合作關系。

中介中心度表示一個節點充當其他兩個節點聯通中介的次數，即該節點位于其他節點合作最短路徑上的次數越多，中介中心度越大，則說明該節點在整個集群合作網絡中的位置越核心，能夠最大限度的獲得網絡中流通的創新性資源。與2018年相比，2023年網絡規模顯著擴大，網絡密度增加，網絡通達性提升，創新合作關系網絡結構趨于復雜，形成了以蘇州云泰生物醫藥科技有限公司、蘇州旺山旺水生物醫藥有限公司以及江蘇恒瑞醫藥股份有限公司等企業為代表的多中心創新合作網絡，多中心網絡模式的成型意味著集群合作網絡將更加穩固，個別企業的創新決策變化對網絡穩定性的影響降低。但網絡連通度仍然處于較低水平，協同創新行為存在路徑依賴，多數集群內企業合作對象較為單一，創新資源未能實現高效流通。

4合作網絡網絡結構演化分析

網絡節點數表示先進制造業集群該年份參與創新合作的主體數量，可以用于衡量合作網絡規模，由圖3與表1可以看出， 2014-2018 年長三角先進制造業集群參與協同創新合作網絡的主體數量不斷增加，創新合作網絡規模不斷擴張，14個先進制造業集群2014年的平均節點數為11，2023年增長至36，增長量超過兩倍，說明集群內部主體合作創新意識增強，越來越多的企業主動參與創新合作，開放創新資源，創新合作網絡未來發展前景向好。

基于已構建的合作網絡，使用UCINET軟件計算得出知識協同網絡結構特征各項指標，包括網絡密度、網絡中心勢、平均最短路徑和網絡聯通度，分別計算觀察期內前5年與后5年的平均值，具體對比情況如表2所示。

① 網絡密度表示合作網絡中各主體之間合作關系的緊密程度。由表2可以看出，14個集群合作網絡總體呈現密度增大態勢， 2019-2023 年的網絡密度普遍大于2014一2018年，存在個別例外。南京市軟件和信息服務集群、上海市新能源汽車集群等大規模集群在低密度水平上下波動，螺旋上升，幾個規模較小的集群，例如寧波市綠色石化集群和泰州市、連云港市、無錫市生物醫藥集群等，反而平均密度較高，波動幅度亦大于大規模集群網絡。究其原因，可能是因為小規模集群創新主體數量基數小，彼此之間更加熟悉，因此合作較為緊密，然而老牌創新主體創新效益不好的年份，沒有足夠的新生力量加入合作網絡連接其他主體，就會出現網絡密度驟降的情況；大規模集群創新主體基數龐大，企業的經濟行為存在路徑依賴性且研發精力有限，因此往往習慣于與熟悉的企業合作，導致網絡整體密度較低。鑒于此，政府及區域組織需要對集群企業加以干預，出臺政策鼓勵領頭羊企業增加知識溢出，促進各創新主體互聯互通，深化集群企業信息技術共享程度，以求實現共同發展。

② 網絡中心勢表示合作網絡向某一節點集中的趨勢，用于衡量整體網絡中心性特征，也可以側面反映出核心企業對集群穩定性的影響程度。通過測算14個國家級先進制造業集群10年間的網絡中心勢，可以發現，隨著網絡規模的變化，絕大多數集群網絡中心勢在 0～ 0.5范圍內上下波動，無明顯升降趨勢，說明集群內部普遍已形成了成熟且穩定的以某些企業為中心的產業聚集模式，但基本不存在絕對的領導者企業。

③ 平均最短路徑表示合作網絡中存在聯系的兩個創新主體之間的最少邊數，用于衡量節點之間建立合作關系的難易程度，數值越低，表明兩節點間容易建立合作關系，網絡通達度也相對更高。測算發現，蘇州市納米新材料集群、南京市新型電力裝備集群等多數集群均有緩慢下降趨勢，說明創新主體間建立合作關系的難度逐漸降低，中間環節減少，合作網絡整體通達性提高，信息傳遞和創新資源共享的效率不斷提升，除此之外，合作鏈條的縮短集中還可以一定程度上增強供應鏈韌性，防范因中間環節冗余而產生的合作鏈條斷裂風險。然而，徐州市工程機械集群和蘇州市生物醫藥及高端醫療器械集群合作網絡最短路徑出現逆勢增長的現象，綜合觀察兩個集群近3年的各項網絡結構指標以及集群資訊，發現其近3年創新合作網絡規模迅速，網絡節點數增長率較高，該類型集群由于部分中小企業借助政府扶持政策加人創新合作網絡，但短期內無法直接觸達網絡內大量企業，因此出現了通達度暫時下降的情況，隨著新加入企業不斷與友商建聯，這種情況將會緩解。南通市、泰州市、揚州市海工裝備和高技術船舶集群以及常州市新型碳材料集群等幾個小規模集群保持低平均最短路徑，無明顯升降趨勢。

④ 網絡聯通度與零散度相對，零散度是指無法互相到達的兩點所占的比例，而聯通度則是指相互連通的節點對數量占所有可能的節點對的比重，用于直接衡量網絡通達度。10年間，上海市集成電路集群、上海市新能源汽車集群等多數集群合作網絡聯通度在0.5以下波動，呈緩慢上升趨勢，說明長三角地區多數集群聯通程度較低，集群內現有企業建聯情況不善，企業可擴展的合作空間較大。寧波市綠色石化集群、南京市軟件和信息服務集群等少數集群聯通度已達0.5以上，且無上升趨勢，這表明此類集群的后續發展方向應當是吸納新企業加入合作網絡中，而不是繼續維持現有網絡體系，在即將飽和的合作空間中原地踏步。

5 結論與啟示

5.1 研究結論

從本研究來看，上海、南京、蘇州等經濟發達城市的先進制造業集群規模較大，集群內主體參與知識協同積極性更高，協同創新產出情況良好。但仍然存在合作網絡密度較低、整體通達性較差的現象，未來需要政府及科研機構介入，協助先進制造業集群搭建知識共享平臺，出臺激勵政策，鼓勵知識資源儲備豐富的優勢企業加速知識溢出，并通過平臺信息共享功能幫助劣勢企業吸收轉化優勢企業溢出的知識元素，擴充其知識庫，同時達成間接合作關系，提升整個集群知識協同網絡密度。總之，先進制造業集群知識協同網絡建設與結構優化是一個系統工程，涉及多個層面不同主體，下面將從不同主體入手，討論其在先進制造業集群知識協同網絡建設與優化方面可以做出哪些努力。

5.2 管理啟示

政府應當加強政策引導與支持。制定清晰具體的中長短期發展規劃，明確集群發展目標、重點領域和升級路徑，根據發展規劃針對性地通過稅收優惠、資金補貼、貸款貼息等政策措施，激勵企業、高校、科研院所等多元主體間開展資源共享、知識協同與價值共創。完善法規環境，建立健全知識產權保護體系，打擊侵權行為，保障創新主體的合法權益。以產業鏈為紐帶推動知識協同，依托政策引導，促進產業鏈上下游企業之間的知識共享和協同創新，形成產業鏈知識協同網絡，形成良好的協同創新生態。另外，政府應當發揮市場調節作用，幫助先進制造業優化資源配置。在資金方面，可以設立產研專項基金，支持先進制造業集群的關鍵技術研發和成果轉化；通過PPP模式、政府引導基金等方式，引導社會資本投入先進制造業集群建設。完善人才政策，制定并實施高層次人才引進和培養計劃，為先進制造業集群提供充足的人才保障，保證區域內先進制造業集群創新潛力及可持續發展能力。

企業應發揮主觀能動性，提升知識協同能力。首先企業要樹立正確的核心資源觀，將研發能力作為核心競爭力，持續加大研發資金投入，推動技術創新和產品升級。行業內資金雄厚的領軍企業還可以建立企業技術中心、研究院等研發機構，加強與高校、科研院所的合作。

產業協會可牽頭形成知識共享機制，鼓勵員工分享工作經驗和創新成果，促進知識在企業內部及企業之間的流通和增值。由于知識通過合作網絡流動，深化產業鏈合作也是提升知識流通效率的有效方式。與產業鏈上下游企業建立戰略聯盟，共同開展技術研發和市場開拓，風險共擔收益共享，增強產業鏈韌性，同時通過信息化手段，提升供應鏈的協同能力，確保產品從研發到生產、銷售的順暢銜接。

專業科研團隊應當主動承擔基礎研究工作，聚焦制造業前沿技術，加強與企業的合作，推動科技成果的轉化和應用，實現產學研用的深度融合。另外，科研機構需加強國際合作與交流，積極參與國際科研項目和合作計劃，提升科研機構的國際影響力和合作水平；掌握領域內國際最新動態，力爭在各個領域搶占領先地位，奪取行業規則制定話語權；定期舉辦學術會議、研討會等活動，促進學術交流與合作，推動知識協同績效的提升。

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（責任編輯：周媛）