基于系统动力学的种业公司科技创新能力研究

李景，李秀丽

（黑龙江八一农垦大学会计学院，大庆 163319）

2011年中央一号文件提出“快速提升我国农作物种业科技创新能力、企业竞争能力、供种保障能力和市场监管能力，构建以产业为主导、企业为主体、基地为依托、产学研相结合、‘育繁推一体化’的现代农作物种业体系，全面提升我国农作物种业发展水平。”这对我国种业企业关于新品种的研发创新能力提出了新的更高的要求。2013年1月，在《全国现代农作物种业发展规划（2012～2020年）》中又具体规划了种业发展的目标和重点任务，其中主要包括粮食作物和经济作物的科研目标和重点，着重强调种业行业科技创新能力要依靠种业企业自身。国家对我国种业科技创新能力的提高给予了高度重视。

近年来，专家学者对种业企业的创新水平和创新能力也进行了较为深入研究。从研究内容的结构上看，以“现状—问题—建议”的框架居多。首先分析中国种业的发展现状，从中找出科技创新方面存在的问题，最后给出提高科技创新的建议[1-2]。此类研究做到了从实际出发，具体问题具体分析，值得借鉴。在此框架下，研究从多个视角进行，从具体知识产权的数量和性质（植物品种权、专利权）出发，探究科技创新能力对种业企业的重要性[3-4]；从经济学视角的研究，主要结合对种业竞争力的分析，认为科技创新能力是确保企业竞争优势的主要手段[5]；结合对研发能力的分析，提出加大科技投入力度，调动研发人员积极性，研发新品种是企业科技创新的重点[1]。

在研究方法上，学者们主要运用描述统计分析法、对比分析法以及案例分析法。描述统计分析主要通过对中国种业的发展历程、现状、制约因素以及国外种子产业发展的概况进行描述性统计，提出科技创新推动种业产业发展的对策[6]。对比分析法是通过将我国种业竞争力不强的现状，与跨国种业公司在我国市场扩张的形式进行对比，认识到自主创新是种业企业竞争力的核心，是种业企业发展的动力源泉[7]。对国内典型种子公司进行案例分析，总结得出科研投入、种子创新有利于提升种子公司竞争力[8]。案例分析和对比相结合，以跨国种子为例，从企业经营现状和研发创新两方面，与国内种业上市公司进行比较，得出我国种业上市公司亟需提高公司科技创新能力[9]。

总体来说，种业行业科技创新能力越来越受到重视，学者们对种业科技创新能力的研究日趋具体翔实。但从目前的研究现状来看，种业行业科技创新能力的研究重理论而轻实证。而就实证研究而言，又受传统研究方法的影响，评价指标的选择主要局限于可以进行数据衡量的指标，缺少动态的全局性分析。尝试用系统动力学方法对种业企业科技创新能力进行全面的分析，从而得出政策性建议。

1 研究设计

1.1 研究方法选择

科技创新是一个非稳定非平衡的动态变化过程，整个过程具有一定的长期性和时滞性，且内部要素运作的关联性较强，要素指标并不都能用数据量化，传统的分析方法恰好在这些方面存在局限，如表1。首先，它们不能完全体现科技创新的动态性，更适用于稳定平衡的问题研究。其次，处理长期性问题比较复杂，直接忽略时滞性问题。最后，对指标选择范围较窄，考虑的因素就会不全面，难以对问题的系统整体进行分析。

系统动力学能方便地处理非线性和时变现象，能做长期的、动态的战略仿真分析，其具有以下特点：第一，适用于长期性、动态性和精度要求不高的社会经济问题。一般研究方法处理非线性动态问题较困难，而系统动力学藉助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。第二，适用于研究数据不足的问题。建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题，系统动力学善于利用因素间的因果关系及一定的结构进行推算分析。系统动力学的这些特点恰好弥补了传统方法在种业科技创新研究上的不足，所以选择系统动力学研究方法。

表1 三种方法的特点和局限性分析表Table 1 The characteristics and limitations of analysis table on the three methods

1.2 系统动力学原理概述

系统动力学是美国麻省理工学院的福瑞斯特教授于20 世纪50年代中期创立的，属于经济数学和管理科学的一个分支。在管理程序的基础上，利用信息反馈理论和系统动力学理论，对问题进行系统剖析，从中获得丰富的系统信息，从而建立系统内部信息反馈机制，最后通过仿真软件来实现对系统结构的模拟，进行政策优化来达到寻找较优的系统功能。系统动力学模型是实际系统的模拟实验室，其建模过程就是一个学习、调查、研究的过程，模型的主要功能在于向人们提供一个进行学习与政策分析的工具。它已成功地应用于企业、城市、地区、国家甚至世界规模的许多战略与决策等分析中，被誉为“战略与决策实验室”。

1.3 系统动力学步骤分析

系统动力学研究方法的流程步骤（如图1）所示：

第一步，问题识别。能在分析现状的基础上找出问题所在。

第二步，确定边界。能为解决问题找到重要因素变量。

第三步，因果关系图。分析存在相互制约关系的因素并绘制存量流量图，能对种业科技创新能力增强的原因进行分析。

第四步，系统流图。根据存量流量图建立系统动力学结构模型，通过模型中的因果反馈回路，为制定模拟政策提供依据。

第五步，仿真实现。通过仿真运行进行有效性检验并分析结果。

第六步，政策分析。总结解决问题的方法和建议。

图1 系统动力学分析步骤Fig.1 The analysis steps of system dynamics

2 系统动力学模型构建

2.1 我国种业公司科技创新能力存在的问题分析

第一，科技创新投入能力不强。主要体现为科研经费投入和创新人才的投入不足。首先，真正具有科研创新投入能力的种业公司数量有限。在我国，种业企业数量虽多但规模偏小，且多数是以生产和销售为主。其次，多数种业企业不愿对科技创新进行投入。据中国种业信息网资料分析，多数种业公司的研发经费投入仅占销售收入的2%～3%，科研经费平均投入还不到销售收入的1.5%，与国际优秀种业公司无法相比。再次，企业内部的创新人才匮乏。绝大多数企业主要依靠与科研机构或农业高校的合作来研发新品种，缺少自己的研发队伍。从我国种业上市公司的财务报告统计得出，各公司技术人员占全体员工比重参差不齐，平均比重还不足15%（图2）。

第二，科技创新产出水平低。我国种业企业主要依靠专利和品种权的转让，来扩充企业知识产权的数量。截至2012年12月，我国签订申请权与品种权转让协议的品种达到了243 种，其中科研院所向企业转让的数量占总数量的85%以上。再者，我国自主品种在市场上销售不佳，受到国外先进品种的严重侵袭。例如，国外品种先玉508，2009～2011年其营业收入的贡献率分别为39.2%、50.31%和55.19%。可见，中国种业自主研发的新品种逐步受到国外先进良种的蚕食。

图2 2012年4 家种业公司技术人员拥有情况Fig.2 The technical personnel of four seed industry company in 2012

第三，科技创新内部环境支持度不高。面对近年种业市场不景气、竞争日益加剧的严峻形式，种业企业决策者反而放弃种业科技创新，直接转变经营策略，将种业公司逐步转变为多元化发展的企业，以求能维持企业的生存发展。例如，许多种业公司刻意避开新品种的创新研发，主要经营种子的生产和销售，并且这些主营业务也逐渐被其他业务所取代，变成以“种子产销和非种子业务”为主营业务的公司。可见，种业企业内部已逐渐失去科技创新的环境支持。

2.2 变量选取

通过问题分析，将科技创新投入能力、科技创新产出能力和科技创新环境氛围作为系统边界的状态变量。状态变量X 是经过速率变量R 和辅助变量Y 共同驱动得来的积累变量。辅助变量Y 是辅助状态变量X 变化的变量。速率变量R 是表示状态变量X 变化速率的变量，是可控变量，能控制X 变化的速度。所以辅助变量Y 和速率变量R 的选择如表2 所示。

表2 科技创新能力分析选取的变量表Table 2 The selected variables of innovation ability analysis on science and technology

科研经费投入Y1，表现种业企业科技创新的资金投入状况；科研人员占企业人员比重Y2，是种业企业投入资金聘请高科技人才的体现；创新人才能力培训Y3，表明企业投入资金培养自己的创新人才队伍。故将它们作为影响科技创新投入能力的辅助变量。

专利和新品种权拥有数量Y4，一方面表明企业科技创新投入的成果，另一方面表现出企业生产种子的科技能力；新品种产值率Y5，对新品种在市场上的销售情况的体现。故将Y4和Y5作为影响科技创新产出能力的辅助变量。

决策者科技创新的意愿Y6，决策者的行为决策和意识能影响公司内部科技创新的环境；产学研合作状况Y7，产学研相结合可以调动企业内部科技创新的积极性；政府部门和金融部门支持Y8，为种业企业科技创新提供优惠政策和获取资金捷径。故将它们作为影响科技创新环境氛围的辅助变量。

2.3 种业企业科技创新子系统的因果分析

科技创新投入能力子系统有创新意愿的决策者在企业利润高的情况下，会加大科研经费投入和人才投入，培养创新人才，聘用科研人员，随着这科技创新投入量的变化，最终决定企业科技创新投入能力。故其存量流量图如图3 所示。

图3 科技创新投入能力存量流量图Fig.3 The flow diagram of innovation investment ability inventory on science and technology

科技创新产出能力子系统任何子系统都不是单独存在的，有投入才能有产出，所以结合科技创新投入，专利和新品种权的拥有数会不断上升，新品种的生产销售不断扩大，自然就提高了科技创新产出能力。除此之外，产学研合作状况更能为科技创新产出增加筹码，提高研究开发的成功率。所以其存量流量图如图4。

科技创新环境氛围子系统内部环境是科技创新环境变化的主因，外部环境影响内部环境。企业的决策者在政府及金融部门的支持下，对科技创新的倾向更明显，于是就会加大经费和人才的投入力度，充分利用优惠政策加强与科研机构和各大高校的合作，从而使企业内部科技创新氛围越来越活跃。故其存量流量图如图5。

图4 科技创新产出能力存量流量图Fig.4 The flow chart of stock of productive capacity on scientific and technological innovation

图5 科技创新环境氛围存量流量图Fig.5 The stock flow chart of innovation environment atmosphere on scientific and technological

图6 种业企业科技创新能力系统动力学因果关系图Fig.6 The causality diagram of innovation system dynamic on seed industry enterprise technology

2.4 种业企业科技创新的系统分析

综合以上三个子系统，建立种业企业科技创新能力系统模型（图6），根据此模型对种业企业科技创新能力进行相关分析，总结出如图6 反馈回路。由以下几个子回路构成。

（1）经费投入回路，如图7。

此反馈回路是正反馈回路。种业企业决策者面对激烈的市场竞争，产生科技创新的意识，于是在科研经费和人才投入上加大力度。资金和人才的投入大大提高了研究开发成功率，实现科技创新产出，为企业研发出专利和新品种权。新品种的生产销售促使新品种产值率上升，从而占领市场获得利润，继而更能激发决策者的创新意愿。

图7 经费投入回路Fig.7 The money loop

（2）政府部门支持回路，如图8：

图8 经费投入回路Fig.8 The funding loop

此反馈回路是正反馈回路。面对市场需求，种业企业决策者借助政府提供的优惠政策，加强产学研的合作力度，提高专利与新品种权的开发成功率。从而新品种产值率增加，市场占有率自然会提高，企业盈利。本回路体现了政府部门的重要性，政府部门的方针政策和财政上的支持，能改善种业企业科技创新的严峻形势。

（3）创新环境回路，如图9：

图9 创新环境回路Fig.9 The circuits of innovation environment

这一回路同样是正反馈回路。决策者有创新意愿，企业内部的创新环境首先会改善，创新人才层出不穷，从而研究开发率提高，专利和新品种权数量增加，新品种市场占有率扩大，企业盈利。此回路中决策者的创新意愿尤为重要，决策者的政策方针，决定企业未来发展的方向。

（4）金融部门支持回路，如图10：

图10 创新环境回路Fig.10 The circuits of innovation environment

这一回路同样为正反馈回路。金融部门支持，使种业企业有足够的资金来加强产学研合作，增强科技创新的投入能力和产出能力，进而获得利润。可见，资金充足是科技创新的必要条件。政府和金融部门的支持为种业企业提供创新平台，而产学研结合之路，更为科技创新提高成功率。

2.5 政策性模拟检验

通过总结以上反馈回路可以发现，企业决策者首先要有科技创新的意愿，同时在外界环境（政府、金融企业和科研机构等）的支持下，采取行动，投入必要的资金和人力提高自身的科技创新能力，最终为企业增强竞争力获得更大利润。因此选择了决策者科技创新意愿、科技创新能力和企业利润作为种业企业的政策性检验的三个要素。现提出模拟政策，以便检验分析的结果。

假设1：在其他变量不变的情况下，当前决策者科技创新意愿的支持度为0.05。

假设2：在其他变量不变的情况下，决策者科技创新意愿的支持度增强到0.06。

假设3：在其他变量不变的情况下，决策者科技创新意愿的支持度增强到0.07。

根据上述三种假设，建立如图7 所示的决策者科技创新意愿模拟图。通过调节图11 中决策者科技创新支持度的数值，我们可以得到政策性检验结果。如图8 所示，标有1、2、3 的利润曲线依次对应着模拟政策的假设1、2、3。这说明，企业决策者对科技创新支持度，对科技创新能力存在很大的敏感性，随着决策者科技创新意愿的增强，企业由科技创新能力带来的利润也越来越多。故检验成立。

图11 决策者科技创新意愿的政策模拟图Fig.11 The policy simulation diagram of policymakers on science and technology innovation

图12 政策性检验结果图Fig.12 The result of policy inspection

3 种业企业科技创新的政策性建议

通过运用系统动力学研究方法，对种业企业科技创新系统的科技创新投入能力、科技创新产出能力和科技创新环境三个子系统进行因果分析的基础上，建立了种业企业科技创新系统模型。在分析反馈回路和政策性检验的过程中可以发现，种业企业科技创新在创新战略的制定实施、科技创新时滞期的迎战准备以及系统内部的协调处理三个方面需要加以优化。

3.1 高度重视创新意愿

从四个反馈回路中我们发现，决策者的科技创新意愿位于系统运行之始末，在整个系统中非常重要，它直接影响种业企业科技创新行为能否发生。面对激烈的种业市场竞争，为改善国内种业行业不景气的现象，这就需要种业企业决策者拥有较强的市场分析能力，增强决策者科技创新意识，及时针对企业目前状况，制定创新目标、考虑创新途径和创新过程，制定并实施创新战略。将科技创新作为种业企业增强竞争力、走向可持续发展的捷径。

3.2 正确认识创新时滞期

从政策性检验结果图12 中可以看出，系统运行的前50 个月里企业利润基本没变化，这恰体现了科技创新的时滞性。在时滞期内，大多数种业企业会转变发展战略，放弃科技创新。在了解科技创新长期性和时滞性的基础上，种业企业应为应战时滞期做好准备。适当减少企业消耗人力和物力大的发展战略在时滞期间的实施，同时种业企业在筹集资金的基础上，充分利用国家经费拨款和金融支持，以便应对企业资金周转。

3.3 积极协调创新投入产出与环境关系

科技创新是完整的运作系统，因此，种业企业要想提高科技创新能力，决策者在拥有创新意愿的基础上，应全面地协调处理科技创新投入能力、科技创新产出能力和创新环境三大子系统，确保企业的科技创新战略的有效实施。首先，在科技创新投入系统中，保证科研经费充足率。从系统动力原因分析图中就不难发现，若资金投入不足，所有回路将中断。我国种业企业应根据自身规模大小、销售收入情况和所处的地域环境，制定合理的科研经费投入计划。其次，在科技创新产出系统中，提高研发成功率。在科研经费和创新人才投入的基础上，加强产学研结合，确保知识产权成功研发和成果的转化。最后，在科技创新环境系统中，兼顾内外部创新环境。在内部，种业企业引进人才的同时，也要定期培养人才的创新意识，做好激励员工科研创新积极性的工作，活跃企业内部创新环境；在外部，借助农业高校，为企业自己培养一批研发能力较强的创新人才。与此同时，加强与科研机构或高校的合作，并充分利用国家的政策支持，为种业科技创新提供原动力。

4 总结与讨论

研究表明，科研经费和创新人才投入以及创新环境支持是科技创新能力提高的必要条件，而决策者创新意愿是重中之重，是决定科技创新行为能否发生的先决条件。因此，种业企业决策者应高度重视自身的创新意愿，正确认识创新时滞期，积极协调创新投入、创新产出与创新环境的关系，以此提高种业企业的科技创新能力和核心竞争力。

运用系统动力学方法建立的我国种业科技创新能力模型是合理的、有效的。首先，一定程度上避免了传统研究方法的局限性；其次，系统动力学模型作为种业企业创新战略实施与改进的演练场，系统地表达各因素的相互关系，使整个研究过程更契合现实情况；再次，它把种业企业科技创新的长期动态发展过程加以“压缩”观察，并模拟演练，寻求解决之道，很好地展现了种业企业科技创新的动态过程和企业创新战略的未来趋势发展。

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