苏锡常纺织产业集群创新扩散模型及仿真研究

程珂 倪紫越 戴阳晨

摘 要：当前纺织产业发展面临着巨大的困难和挑战，我们研究创新扩散可以推动传统纺织产业集群转型升级，促进发展。本文基于传染病模型，加入回环期，构建闭环创新扩散模型。通过仿真分析探讨不同参数对创新扩散过程的影响，揭示创新扩散的规律。利用苏锡常纺织产业集群电子商务技术的扩散情况进行实证分析，验证模型的正确性，最后提出对策建议。

关键词：纺织产业集群 创新扩散 传染病模型 仿真

中图分类号：F270 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2017）03（b）-140-03

1 引言

新常态社会经济下，纺织产业作为实体经济中的传统制造业受到了巨大的冲击。我国纺织业的发展面临着巨大的困难和挑战，主要表现为外需疲软、产能过剩、劳动力成本和原料成本上升，以及环境污染问题等一系列问题都需要创新性的改革甚至产业转型升级来解决。

“全国纺织看江苏”，纺织产业是江苏重要的传统优势产业，苏州、无锡、常州地区更是江苏省纺织业龙头的聚集地。苏锡常纺织业各有自己的优势，但各自为政、相互竞争，已经在小范围内形成了大大小小的不同的产业集群，但这些集群“形聚而神散”，尚未形成相互支持的大的集群网络，在发展中也面临着一系列的问题：集群内企业结构不合理、企业创新能力弱。为了应对一系列的挑战，在新一轮的产业冲击下幸存下来，整合三地的资源优势，增加产品的附加值和竞争优势，苏锡常纺织产业必须推动传统的纺织产业集群转型升级，为集群注入创新的血液，形成新型的产业集群。

在“互联网+”的时代，新型产业集群的跨地域性和虚拟性使成员间的关系更加复杂，空间扩散也有别于传统产业集群，创新是如何在苏锡常纺织业集群进行扩散的有待深入探究。

本文在SIR的基础上，构建苏锡常纺织产业集群创新扩散模型，采用仿真方法，探讨不同成员间转换系数对创新扩散过程的影响。并对苏锡常纺织产业集群电子商务技术的创新扩散情况进行实证研究，考虑空间因素和时间因素，以验证模型的正确性，这对纺织产业的发展有一定推动作用。

2 模型建立

2.1 模型假设

对于本文构建的创新扩散模型，作了如下假设。

H1：扩散过程是一个连续的过程，由中心扩散点向周围地区辐射，层层传递。

H2：本文所定义的创新扩散是指随着时间的发展，同一类别下的创新进行n次扩散后，整个扩散系统趋于稳定的过程。

H3：创新扩散过程中，本文研究不考虑多个创新同时影响一个单位扩散过程的情况。因为多个创新并行存在可能会导致互相影响、互相干扰。

H4：三层创新扩散除了层级间的距离不同外，并无其他影响因素，即扩散空间的介质均匀分布。

H5：在无限长时间中，有源源不断的创新产生。

2.2 模型构建

由于创新扩散的过程和传染病传播相似，因此可以借鉴自然科学领域的传染病模型来反映创新扩散的演化规律。经典的传染病模型，SIR模型将人群分为三类，即易感态S、感染态I和免疫态R。S类人群接触到病毒后，即被感染转化为携带病毒并具有传染性的I类人群，R类人群对病毒免疫，不会被传染，也不传染其他成员。相对应的，产业集群内进行创新扩散的成员可以分为三类，分别为：（1）潜在创新采纳的成员，即易于接受创新的成员（S）；（2）采用创新并且可将创新扩散给其他企业的成员（I）；（3）成熟期成员（R），即采纳创新后由于多方面原因不再具备扩散能力。同时，考虑当产生同类别的多个创新时，创新退出成员希望吸收新的创新信息，又转化为潜在创新采纳成员，因此在经典模型上增加恢复期，形成闭环创新扩散模型，如图1所示。

在每一时间点，成员间都会以一定概率进行转化，为了研究创新扩散随时间演化的规律，设定以下参数。WS→I为扩散系数，即潜在创新采纳成员接受创新并进行扩散的概率，WI→R为退出系数，即成员采纳创新后由具备扩散能力转向不具备扩散能力的概率，WR→S为进入系数，即成员认为有必要接受新的创新信息的概率。

构建以下方程组描述创新扩散过程受成员间转换系数影响的规律。

其中，PX表示某一时刻成员所处状态X改变的概率，X=S，I，R。

3 仿真分析

为了研究成员间转换系数对创新扩散的影响，假设集群内成员数量N=2500，初始时间拥有该创新的企业数N0=150，其他成员均为潜在创新采纳者。令WS→I=0.5， WI→R=0.1， WR→S=0.01，仿真结果如图2所示。

橫坐标为时间t，纵坐标为S、I、R，在整个创新扩散过程中的比例变动。由图可知，初始状态下，S和I的比例和为1。在t0～t10的时间段内，S的数量急剧下降，伴随着I的数量快速上升，R以较小的增长速度缓慢上升。随后，S在t10～t20内增长速度逐渐减小，并在t20后略有上升。I在t10后一段时间达到峰值，然后缓慢下降。R呈不断上升趋势，在t25左右超过I。最终S、I、R在t60趋于稳定，R的比例最大，系统达到动态平衡。这是因为在创新扩散过程中，进行创新扩散的成员将创新信息扩散给其他成员后，由于多方面原因，自身不具备扩散能力，成为创新退出者。当出现同类别的另一项创新时，创新退出成员需要吸收新的创新信息，因此又转变为潜在创新采纳成员，进入循环，达到一种动态的平衡。

3.1 扩散系数的影响

为了研究扩散系数对创新扩散的影响，设定系数N=2500，N0=150，WS→I=0.1， WI→R=0.1， WR→S=0.01，仿真结果如图3所示。

对比图2与图3，WS→I的取值越高，S曲线下降的速度就越快，I曲线与R曲线上升的也越快，并且I曲线的峰值增大。随着扩散系数的增大，稳定状态出现的时间越早，S的稳定值减小，R的稳定值增大，I的稳定值基本不变。这说明，当扩散系数较大时，创新扩散的信息价值较大，因此易感成员更易接受创新信息，并转化为感染成员。感染状态成员达到峰值后，对创新信息的关注度减少，于是I曲线逐渐下降，最终趋于稳定值，符合常理。

3.2 退出系数的影响

为了研究退出系数对创新扩散的影响，设定系数N=2500，N0=150，WS→I=0.5，WI→R=0.001， WR→S=0.01，仿真结果如图4所示。

对比图2与图4，WI→R减小时，S曲线的最低值明显减小，I曲线的峰值明显增大，R曲线的增长速度减小。随着时间的发展，创新信息的价值不再那么明显，或是其他因素的影响，创新扩散成员不再进行扩散。因此，I的数量减少，R的数量增多。

3.3 进入系数的影响

为了研究进入系数对创新扩散的影响，设定系数N=2500，N0=150，WS→I=0.5，WI→R=0.1，WR→S=0.001，仿真结果如图5所示。

对比图2与图5，随着WR→S的升高，系统越快达到稳定点，并且S曲线与I曲线的稳定值逐渐提高，R曲线的稳定值逐渐下降。由此分析，退出系数大小影响创新扩散的过程，当退出系数增大时，集群内成员接受创新信息的愿望强烈，因此免疫成员转化为易感成员的概率增大，越多成员加入到创新扩散中，因而促进创新在成员间扩散。

4 实证

选取苏锡常纺织产业集群为研究对象，主要是因为在2016年全国纺织产业集群试点地区中，苏州、无锡、常州的多个地区作为纺织产业基地市（县）或纺织产业特色镇。尤其是苏州的盛泽镇以东方丝绸市场为依托成为全国最大的纺织品交易市场，在形成了纺织产业集群的基础上还进行了创新扩散，不仅注重技术创新，对面料的功能、制作有了新的颠覆，还注重发展电子商务，形成了“中国绸都网”、“宜布网”等网上交易平台。

为了验证集群内部创新扩散的规律，以互联网创新平台在苏州纺织产业集群的扩散为例。我们选取中国绸都网，利用“八爪鱼”软件爬取该网站2004年～2016年期间苏州纺织企业注册的数量，借此间接表明苏州纺织企业对于传统纺织业与电商结合的这种创新采纳的程度。经过数据的筛选和清洗，将有缺失值的数据删去后，得到最终结果。以时间为自变量，累计注册企业数为因变量绘制趋势图，实证研究的结果如图6所示。

以注册中国绸都网的企业数作为集群内进行创新扩散的成员数，由图6可知，初期知晓该项创新的成员较少，即集群内易感状态成员较多，感染状态成员较少，因此曲线较平缓，创新扩散速度较慢。随着感染状态成员的增多，创新扩散速度也逐渐加快。2007年，中国绸都网更加完善平台建设，并获得“中国十大电子商务影响力品牌”等多个荣誉称号，推动了网站在苏州纺织产业集群的扩散，因此曲线在2007年到达一个折点，增速达到最大。2013年以后，曲线的增长速度有所减小，一部分原因是越来越多的易感态成员转化为感染态后，成员对该项创新的关注度减小，因此创新扩散的速度减小。一部分是因为同类型创新的产生，如其他电子商务平台网站逐渐发展起来，抑制了绸都网电商平台的的扩散。目前，该项创新在苏州纺织产业集群的扩散仍处于增长期，但由于新型平台的出现使得竞争加剧。

5 结语

通过对苏锡常纺织产业的实证研究，验证了本研究构造的纺织产业三层创新扩散模型的正确性。根据苏锡常纺织产业集群创新扩散模型的研究，集群内企业在创新扩散过程中可以注意到以下方面，可以加速创新扩散、提高整体的竞争力。（1）举行交流会。比如纺织协会使得内部成员共享有创新信息，纺博会促进集群内外的企业建立协作关系，降低创新吸收和潜伏时间，加速实现创新成果的扩散。（2）加快纺织业智能制造，提升附加值。把握《中国制造2025》的先机，纺织工业智能制造包括智能化装备、智能化运营和智能化产品，以市场为导向，发挥企业的主体作用，加强与高校和科研机构的合作，加快产学研相结合。（3）相互支持，面对共同的挑战，打造区域品牌，对待产能过剩、废水处理、企业管理等共同的问题，龙头企业要发挥出模范带头作用，积极地帮助其他企业进行创新，提升区域总体实力。（4）优化集群布局，形成专业化分工。集群内企业要找准自己在集群内部的定位，不能盲目地吸收一切創新行为，要从企业自身实际出发，吸收创新后能够加入自己的特色，走出差异化的路线，避免与集群内同类企业形成激烈竞争。（5）充分利用互联网平台，建立共同的市场。各家企业在共有网络平台上发布最新产品和行业信息，促进行业交流，实现信息对称。吴江盛泽的东方丝绸市场就是一个很好的示范，在此基础上发展的中国绸都网也发挥出了越来越重要的作用。

参考文献

[1] Grabowski A，Rosiska M.The SIS model for assessment of epidemic control in a social network[J].Acta Physica Polonica，2006，37（5）.

[2] 高长元，王京.网络视角下软件产业虚拟集群创新扩散模型研究[J].管理科学，2014，27（4）.