基于专利的技术创新网络演化动力挖掘

刘晓燕，阮平南，李非凡

(北京工业大学经济与管理学院，北京 100124)

1 引言

网络组织的出现从根本上改变了传统的竞争模式，企业与企业之间的竞争逐步让位于企业网络之间的竞争。为了解决现代创新环境下，技术创新的不确定性、资源稀缺性以及企业内部技术创新能力有限性之间的突出矛盾，企业的技术创新过程逐步跨越企业边界，以帮助企业更好地利用外部资源强化核心技术，实现创新目标。技术创新网络从整体上提升了网络的竞争力和抗风险能力，最终使得所有网络成员共同获益。

技术创新网络的演化宏观上表现为网络为了适应环境的变化不断地调整网络结构，这里的环境包括技术环境、国家政策、用户需求等。微观上表现为网络组织内部网络联结关系的演化，是网络联结关系的演化导致的网络组织结构的演化。对技术创新网络演化动力的研究可以把握网络演化趋势，为核心企业合作伙伴的选择与评估提供理论依据，实现网络效能的提升。目前国内外学者运用不同理论对技术创新网络演化动力进行了研究:交易费用理论认为网络组织演化内在的最根本动力是追求利润最大化［1-2］;资源依赖理论阐释了企业竞争优势的来源［3-6］，认为网络组织的出现与演化的动力是企业跨越边界实现资源的获取与创造;社会网络理论将嵌入性、社会资本和结构洞等理论引入到网络组织的研究中，认为组织具有社会性，网络组织为其中的节点企业提供了社会资本，网络结构与网络关系会影响网络组织的竞争能力［7-10］，同时网络中的企业为了拥有更多的社会资本将不断地拓宽合作范围，改变在网络中所处的位置，所以认为网络组织出现与演化的动力在于社会资本的增加;复杂系统理论认为组织演化是自适应的过程，网络组织演化的动机是在网络中存在不平衡、存在涨落，组织通过与环境的相互作用实现演化［11-12］。上述理论分别从不同的角度描述了网络组织演化的动力，但是各种理论都存在局限性。交易费用理论试图通过降低交易费用来解释网络组织的出现与发展，但是网络组织是在外部环境变化后，企业处于生存的需要而采取的措施，降低交易费用是网络化产生的结果，而交易费用理论将其解释成网络组织出现的原因，显然存在着不合理之处。其次交易费用忽视了交易中的社会因素，企业间结成网络不仅仅在于交易费用的减少，更重要的是企业间信任、学习等促进了交易各方竞争能力的提升。资源依赖理论的前提假设是资源最大化，忽略了文化、制度等因素对组织的制约，以及在网络组织中由于合作产生的信用对网络租金产生的影响。社会网络理论目前的研究主要是从关系、结构两个层面分析社会资本对网络绩效的影响，而没有考虑外部环境对关系及结构的影响。复杂系统理论的引入给我们打开了新的思路，但是目前的研究主要集中在演化的过程分析，缺乏对演化动力更深层次的挖掘。

学者在种群生态系统中指出，组织伴随外部环境的变化不断地变革与“进化”，生存是组织发展的第一目标。这一目标构成了研究网络组织生命周期的前提。组织为了应对“稀缺”实现生存目标而构建技术创新网络，网络内外部环境不断变化时，技术创新网络中的成员为了维持和扩展自身的生存空间，节点间关系不断调整，导致技术创新网络组织形态也不断演化。所以，对技术创新网络演化动力从单一的角度、单一的理论的分析不够全面也不够系统。在技术创新网络生命周期不同阶段，网络的特征及网络生存的条件也会发生变化，从动态的角度分析不同阶段的演化动力显得尤为重要。结合上述研究，本文将网络演化的生命周期分为:创生阶段、扩张阶段、稳定阶段和衰退阶段。

2 基于生命周期的技术创新网络演化动力研究

技术创新网络的演化表现为节点间关系的变化，在生命周期的不同阶段组织面临的主要矛盾也在不断地调整，网络组织为了实现生存的目标，解决不同时期面临的不同矛盾，演化动力也在发生变化(见表1)。

创生阶段是技术创新网络组建阶段，企业为获得资源、控制环境的不确定性、降低产品研发风险必须与环境进行交换，技术创新网络应运而生。在创生阶段，技术创新网络结构表现为网络雏形初现，节点进入数量多，基本没有退出现象，节点异质性明显。网络组织面临的主要问题是如何构建网络组织，实现优势互补来弥补企业自身能力的不足。节点间通过寻求资源互补的协作伙伴，初步建立了合作关系。因此在这一阶段网络演化的动力是获取互补资源。

扩张阶段是技术创新网络逐步完善和发展的过程。技术创新网络组织成员在网络利益最大化动机的驱使下，不断地复制与重构网络关系，向核心的网络位置以及丰富的网络资源方向演化。节点不断增加合作次数或引入新的合作伙伴。技术创新网络形成，合作带来的多赢使得节点绩效提升，在扩张阶段技术创新网络结构表现为网络规模的迅速增加，节点进入数量多，存在个别企业的退出现象，同质性节点出现。网络组织面临的主要问题是:如何更好地应用网络的社会资本实现知识扩散和知识学习。网络组织这种组织形态已经使得其中的成员感受到网络所带来的优势，组织中的个体逐步调整在网络中的位置同时寻求自身更广阔的发展空间，此时的网络节点的社会属性逐步突现，节点更多地考虑如何将网络资本转换为自身的社会资本，此时的演化动力是社会资本的获取，以及如何利用社会资本进行伙伴间的学习。社会资本是持续存在于制度化的关系网络中的实际或潜在资源的综合。行为主体通过社会资本能够摄取经济资源;能够提高自身的文化资本和知识资本;能够与其他组织建立密切的联系。社会资本的积累和投资依赖于行为主体有效动员的关系网络的规模，依赖于与其有关系的个体拥有的经济资本、文化资本等。因此，技术创新网络成员间跨边界形成的竞争力构成组织演化的动力。

在稳定阶段，网络结点之间的相互关系处于一种相对稳定(并非静止)的状态。企业通过网络组织可以获取和利用知识，通过对知识的创造、存储和应用获得竞争优势。组织间通过合作实现了组织间学习，节点的特性在缓慢地发生渐进性变化，学习能力强的节点逐步向网络中心位置靠拢，学习能力弱的节点在网络中的优势位置丧失。伴随着合作的增强，技术创新网络中制度规则逐步形成，成员间的信任逐步加强。在这一阶段稳定是其主要特性，网络规模变化不大，节点进入数量与退出数量较少。网络组织面临的主要问题是:网络组织及成员间战略协同与关系优化，提升网络竞争力。这时网络组织已经逐步成熟，组织间个体更多地考虑如何实现网络组织的协同，通过组织协同更大地发挥网络组织效能，实现1 +1 ＞2 的效果。其核心问题是网络中节点的战略与技术创新网络战略的协同，技术创新网络非核心节点在稳定阶段应根据网络结构、外部环境及核心节点发展战略进行战略规划，调整自身在网络中的地位及成员间的关系。

在衰退阶段，一方面组织惯性逐步形成，由于技术模式或管理方式的锁定效应，造成网络组织不能适应外部环境的变化，组织绩效下滑;另一方面，组织间知识溢出和人力资本外溢，使得网络组织中生态位重叠，特别是中小企业组织同质性增强，竞争加剧。组织中的个体出现退出数量增加，这时网络组织中的核心节点或关键节点就要考虑到创新，如何提高网络组织的适应能力，提升网络对节点的吸引力。同时有效的调整网络结构，避免因关键节点退出而造成的网络瓦解。这一时期技术创新网络表现为节点退出数量增加，网络绩效下滑。网络组织面临的主要问题是:如何实现组织创新，摆脱组织惯性及节点同质性带来的影响。此时网络组织演化的动力在于组织变革与创新，通过节点和节点间关系的优化消除锁定效应，同时增加企业间的异质性。这里的创新包括两层面的含义:一是技术知识创新;二是组织结构创新。技术知识创新就是通过伙伴的选择和清退机制实现网络组织中新知识、新技术的引入，组织结构创新就是优化网络组织结构，增强网络组织的鲁棒性。

3 基于专利的技术创新网络演化动力实证分析

3.1 数据来源

根据Cantner 的研究，当在一个专利上有多个技术创新主体时，共同申请专利的技术创新主体间是有联系的，构成是技术创新主体之间的网络［14］。演化动力是技术创新网络节点间关系变化的内在驱动力，将导致核心节点在组织生命周期不同阶段表现出不同的合作伙伴选择偏好，所以本文选择不同阶段的合作伙伴特征来验证演化动力的变化。由于IBM 公司规模庞大、合作企业多、数据易收集，并且该公司伴随着外部技术环境的变化表现出明显的生命周期特征。所以本文选取IBM 公司1994年至2011年专利合作数据来研究，2012—2013年IBM 专利合作次数过少，所以不进行统计。数据取自国家知识产权局重点产业专利数据库。

3.2 研究方法

具体的研究过程可以分为如图1 所示的几个阶段。

(1)IBM 公司数据获取和生命周期划分。通过查找“中华人民共和国国家知识产权局”→“重点产业专利信息服务平台”→“电子信息产业”→“国际商业机器公司”，二次检索1994—2011年获取合作申请专利数据，其中合作企业55家。IBM 公司专利申请总体趋势如图2。

图2 IBM 专利申请总体趋势

根据生命周期理论关于阶段的划分法，按照专利产出将IBM 公司的组织生命周期划分为四个阶段:1994—1997年分为第一阶段—创生阶段、1998—2005年为第二阶段—扩张阶段、2006—2007 为第三阶段—稳定阶段、2008—2011年为第四阶段—衰退阶段。

从图3 可以看出在创生阶段合作伙伴数量很少，平均合作次数较少，从合作伙伴类型上分析主要是西门子、株式会社东芝和摩托罗拉等大型跨国企业。在扩张阶段平均合作次数和合作伙伴数量快速增长，从合作伙伴类型上看与本地区企业的合作逐步增多，逐步倾向于和有合作历史的企业进行合作，如因芬尼昂技术股份公司、英芬能技术北美公司、西门子公司。在稳定阶段合作伙伴数量变化不大，平均合作次数较多，从合作伙伴类型上看更注重本地企业、具有合作历史、同行业大型跨国公司进行合作，如特许半导体制造有限公司、索尼电脑娱乐公司。在衰退阶段，合作伙伴数量略有下降，平均合作次数明显降低，从合作伙伴的类型上可以发现跨地区合作明显增加，合作伙伴选择更倾向于没有合作历史的企业，与科研机构的合作逐步增加，如国家科研中心、新加坡科技研究局。

图3 与IBM 合作伙伴数量及平均合作次数

(2)网络中节点相关数据获取与处理。通过查询“国家知识产权局”网站获得各个企业各项数据。其中属性有企业所属阶段、年份、前一年专利数、发明人数、平均专利年龄、合作率、合作度、专利技术差距、合作史、国别、该阶段合作次数、该年合作次数。在这些属性中主要有所属阶段、年份、前一年专利数、发明人数、平均专利年龄、合作率、合作度、专利技术差距、合作史、国别、该阶段合作次数、该年合作次数等。其中前一年专利数体现该企业的规模;发明人数与平均专利数体现企业的研发能力;合作率和合作度体现企业的合作能力;专利技术差距大表示该企业与IBM 公司研究领域差距大;合作史与国别反映该企业与IBM 公司的关系。数据进行规范化处理有两种方法:数据离散化和数据概化。通过这两种方法，去除数据中的冗余信息，例如阶段、年份、申请人等。

(3)合作伙伴不同维度指标构建。从目前的研究看，合作伙伴评价的指标可以概括为以下两类:第一类是从任务的角度出发构建的合作伙伴评价指标，主要包括资源互补性、技术能力、学习动机、辅助技能、目标一致性等［15-17］。第二类是从合作关系的角度构建的评价指标，主要包括文化协同、信任、合作历史等［18-19］。Das 也指出风险因素也是评估合作伙伴评价的主要因素［20］。本文结合学者的研究提出合作伙伴评价的三个维度，即知识维度、学习维度和关系维度，通过判断不同维度生命周期各阶段的重要性反映技术创新网络演化的动力。虽然风险维度也是判断合作伙伴合作关系建立的重要指标，但是考虑到数据的可得性，在本文中不考虑这个维度的影响。任务维度的关键成功因素是技术创新网络目标实现的前提，技术创新网络的目标是通过合作研发，实现技术创新。企业间合作就是在上述目标指导下，通过提供互补性资源实现的研发合作过程。学习维度可以提升技术创新网络的合作绩效，提升核心企业竞争能力。技术创新网络其构建以创新作为组织目标，知识则是实现创新必备的关键性资源。知识资源的异质性和互补性将成为合作伙伴筛选的重要条件。同时还要考虑合作双方的知识距离，知识距离越大越不利于知识的学习和吸收。联盟伙伴还应具备创造新知识和新能力的潜能。合作维度则是从技术创新网络合作企业间关系的角度进行分析，用于保证技术创新网络的运行。企业文化差异会引发合作问题。共同的目标和价值观以及共同的规则和规范的行为促进合作的质量的提升。动机决定了的战略，相同的动机可以增进合作双方对研发过程中决策的理解，有利于协同的产生。具有良好信誉的企业可以降低网络合作成本与风险，提升网络效能。

结合专利数据的特点，任务维度选取反映技术创新能力的指标:活动年期、发明人数、平均专利年龄、前一年的专利数量;学习维度选取专利技术差距;关系维度选择合作率、合作度、合作史、国别。

(4)指标重要性挖掘。利用Clementine 以合作次数为目标，对各个阶段的合作数据进行分析，利用Feature Selection 挑选影响合作阶段的主要因素，各阶段不同维度重要性数值见表2。

表2 各阶段不同维度的重要程度

由上述基于Feature Selection 的主要影响因素提取结果可以绘制各阶段不同维度的演化示意图(见图4)。

图4 三个维度影响关系演化的演化示意图

3.3 分析结果

在网络的创生阶段任务维度最重要，而任务维度主要考察合作对象的研发实力。在该阶段以获取互补性资源为演化动力驱动核心节点寻求具有互补性资源的合作伙伴;网络的扩张阶段任务维度仍然是关键考虑的因素，关系维度的重要性逐步增加。企业在提升组织的社会资本的驱动下寻求互补性资源的同时开始注重企业间的合作关系，逐步倾向于和具有合作历史的合作伙伴进行合作。网络稳定阶段关系维度最重要，技术创新网络为了实现组织间更好地协同，合作倾向于在现有的合作伙伴中展开，合作次数明显增多。网络衰退阶段学习维度的重要性凸显，技术创新网络中核心企业为了实现组织创新，在选择合作伙伴时更多地考虑到是否可以获得新知识，同时跨领域的合作逐步增加，伙伴间的跨区域合作逐步增多。

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