产业创新系统协同性研究——来自中国通信设备制造业的证据

封伟毅，赵树宽，张越

（1.长春理工大学经济管理学院；2.吉林大学商学与管理学院，长春 130022）

0 引言

近年来，通信设备制造业作为国民经济主要增长点正快速发展。在经济转型升级的背景下，如何实现通信设备制造领域创新资源的有效利用，使其创新高质量发展是目前亟待解决的问题。在“中国制造2025”发展战略及“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念下，我国通信设备制造业要实现转型升级，必须依靠创新驱动发展。而创新的系统性要求创新参与主体具有异质性，并由此形成一个从创新投入到创新产出整个过程都有效协同的创新系统[1]。因此，从创新系统协同性视角对通信设备制造业的发展问题进行探究就显得非常必要。

Brcschi等（2000）[2]首次提出了产业创新系统的概念，之后产业创新系统逐渐成为创新研究领域的热点问题。目前，关于产业创新系统构成及其协同性的研究已从关注内部要素转为内外部要素协同方面。本文在参考大量已有研究的基础上构建了通信设备制造业创新系统，并基于复杂系统理论，选取我国通信设备制造业2008—2020年的相关统计数据，应用复合系统协同度模型对系统中各子系统的有序度及系统的整体协同度进行测算并描绘其发展趋势，深入分析有序度和协同度变动的原因，并就具体问题有针对性地提出相关建议，以期为推动我国通信设备制造业及其他产业创新高质量发展提供参考借鉴。

1 研究设计

1.1 产业创新系统构建

对于产业创新系统的构成，以往学者已经进行了大量的研究。其中，Mehrizi和Pakneiat（2008）[3]认为产业创新系统由制度、企业、基本技术等要素构成，并分析了各要素对系统的重要作用及其协同演进规律。Savory（2014）[4]、Vanessa（2009）[5]将产业创新系统分解为技术相关制度、需求环境及创新政策。郭韬等（2019）[6]、Meuer等（2015）[7]认为创新系统主要包括制度安排、创新组织等部分。Li等（2018）[8]认为创新系统应包括政府投资、市场主体、创新效益等内容。李海超和李志春（2015）[9]、汪良兵等（2014）[10]、李巍和郗永勤（2017）[11]认为产业创新子系统应该从人力、资金和设备投入、成果产出以及环境等方面进行划分。虽然各学者对于产业创新系统构成的观点不尽相同，但是创新环境子系统和技术研发子系统是大多数学者均认同的要素。考虑到通信设备制造业特征，本文将通信设备制造业创新系统分为创新环境、技术研发、技术吸收以及产业效益四个子系统。在对各子系统进行分解时，本文研究与已有研究的不同在于对四个子系统的序参量进行归类处理，并构建了通信设备制造业创新系统的理论模型，如下页图1所示。

图1 通信设备制造业创新系统概念模型

1.2 子系统指标选取

对各子系统指标进行选择时，在借鉴已有研究对创新系统指标体系设置的基础上，充分考量各创新子系统中所包含指标的差异性及其对子系统的作用，选择内涵更直观且易区分的指标作为序参量，具体如表1所示。

表1 通信设备制造业创新复合系统指标体系

（1）创新环境子系统指标选取。将创新环境分为硬环境和软环境，其中，硬环境选取新增固定资产(e11)和企业数(e12)作为序参量指标；软环境选取政府资金(e13)和企业资金(e14)作为序参量指标。

（2）技术研发子系统指标选取。将技术研发子系统划分为创新投入和研发存量，其中，创新投入选取R&D人员全时当量(e21)、R&D经费内部支出(e22)和新产品开发经费支出(e23)作为序参量指标；研发存量选取拥有或有效发明专利数(e24)作为序参量指标。

（3）技术吸收子系统指标选取。根据技术吸收的过程，将技术吸收子系统分为技术引进和消化吸收两部分。其中，技术引进选取技术引进经费支出(e31)和购买国内技术经费支出(e32)作为序参量指标；消化吸收选取技术改造经费支出(e33)和消化吸收经费支出(e34)作为序参量指标。

（4）产业效益子系统指标选取。将产业效益子系统分为经营水平和盈利能力两部分。其中，经营水平选取主营业务收入(e41)和新产品销售收入(e42)作为序参量指标；盈利能力选取利润总额(e43)作为序参量指标。

1.3 模型设计

本文通过构建复合系统协同度模型，对我国通信设备制造业创新系统协同度进行深入分析。将通信设备制造业创新系统表示为S，将创新子系统表示为Sj，j=(1,2,3,4)，分别代表创新环境、技术研发、技术吸收和产业效益子系统。设子系统Sj中的序变量为ej=(ej1,ej2,…,eji)(i=1,2,…,n)，其中βji≤eji≤αji（αji和βji分别为序参量eji的上、下限值），且假定ej1,ej2,…,ejk为正向影响指标，它的取值越大，则代表系统的有序度也越大；ejk+1,ejk+2,…,ejn表示负向影响指标，它的取值越小，则代表系统的有序度也越低，系统Sj的序变量分量有序度为：

Uj(eji)∊[0,1]，其值越大，则说明对应的序变量分量对子系统有序度的贡献越大。

为得到准确的系统协同度，本文对方法进行修正，加入权重这个指标来度量系统的有序度，并选用熵权法进行计算。设λi表示序变量分量eji在子系统Sj中所占的权重，代表序变量分量eji在使子系统向着有序状态发展中所处的地位，利用加权法得到子系统的有序度为：

其中，λi≥0，=1。由式（2）可知Uj(ej)∊[0,1]，其取值与序变量分量eji对该子系统的贡献程度成正比，取值越大则表示该子系统的有序度越高。

本文应用熵权法计算λi，设每个子系统Sj有t年待评价项目，每年有n个指标，以此为根据建立原始数据矩阵A=(rci)t*n，其中rci表示子系统在t年各评价指标的值。针对该矩阵进行归一化，将各序变量值转为无量纲的标准化数值，得到规范化矩阵P=(pci)t×n，其中pci=，c=1,2,…,t;i=1,2,…,n。计算出各个指标的熵值为（其中k为调节系数，，最后再根据各个指标的熵值确定其权重值，其中i=1,2,…,n。

在确定子系统有序度测度模型基础上，假设将初始时刻设定为特定时刻T0，那么各子系统的有序度表示为，整个复合系统在发展过程中的某时刻表示为T1，那么各子系统的有序度为，则可将创新复合系统协同度表示为：

1.4 样本选择与数据来源

本文以高技术产业中的通信设备制造业为研究对象，研究所涉及的数据主要来源于2009—2021年的《中国统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》，以及2009—2017年和2019—2021年的《中国高技术产业统计年鉴》。考虑到创新产出与投入间存在时滞性，本文假定滞后时间为一年。在对数据进行收集和整理的过程中，考虑到不同变量的量纲不同，无法直接应用于实证分析模型中。因此，本文使用SPSS 22.0对变量数据进行标准化处理，在消除了量纲影响后，通过模型测度得到的有序度和协同度更具有实际意义。

2 实证结果分析

2.1 各子系统序变量分量有序度

将经过标准化处理之后得到的数据代入公式（1）中，得到各子系统序变量分量的有序度，如表2所示。

表2 各子系统序变量分量有序度

为了准确测度各个序变量对于通信设备制造业创新复合子系统的作用，得到更为客观的评价，本文应用熵权法对序变量的权重进行计算，所得的权重如表3所示。

表3 各序变量分量对子系统的权重

2.2 各子系统有序度及整体协同度分析

将表2中的有序度值和表3中的权重值代入公式（2）中，可得到各个子系统的有序度。以2008年作为起始年份，将各个子系统的有序度值代入公式（3），得到创新复合系统的协同度值，结果如表4所示。

表4 各子系统有序度及复合系统整体协同度

参考已有研究对创新系统协同度等级划分的相应标准，按协同度值区间，将我国通信设备制造业创新系统协同度分为四个不同等级，如表5所示。

表5 创新系统协同度等级及评价标准

结合表4、表5可以看出，以2009年为起点，在2008—2020年我国通信设备制造业创新复合系统平均协同度为0.0320，这说明总体上我国通信设备制造业创新复合系统协同发展的程度较低，主要原因在于该创新复合系统在发展过程中存在“木桶效应”，即其中任何一个子系统的有序度较低均会影响整个创新系统协同发展水平。总体来看，在2008—2020年，只有在2012年时，创新环境子系统的有序度有所下降，而在其他时间，创新环境、技术研发、产业效益三个子系统的有序度都呈现缓慢上升趋势（如图2至下页图4所示），而技术吸收子系统有序度在2016年之前一直处于较低水平且呈现较大的波动状态（如图5所示），受到子系统有序度缓慢提升或下降波动的影响，导致系统整体发展处于不协同状态（如图6所示）。

图2 创新环境子系统有序度变化趋势

图3 技术研发子系统有序度变化趋势

图4 技术吸收子系统有序度变化趋势

图5 产业效益子系统有序度变化趋势

图6 通信设备制造业创新复合系统协同度变化趋势

2.2.1 子系统有序度的变化趋势

从各子系统有序度的发展态势可以看出，创新系统中的创新环境、技术研发和产业效益三个子系统发展状态较好，其有序度不断提高，但技术吸收子系统的有序度则呈现无序波动状态。

首先，创新环境子系统有序度总体上呈现平稳上升趋势，从2008年的0.0478上升至2020年的0.8912。尽管2008年全球金融危机导致国际贸易受挫，使国家对通信设备制造业的投入有所减少，另外，在2010年企业自身的投入相应较少，且2012年企业数下降明显，但这几年新增固定资产和企业数却大幅增加，为通信设备制造业提供了良好的发展基础，推动系统有序度不断提高。在金融危机结束后，通信设备制造业的创新环境在不断改善，新增固定资产、企业数、政府提供的资金以及企业自身的投入不断增加，这推动了创新环境的持续改善。

其次，技术研发子系统有序度也呈现较好的发展态势。其变动趋势大致分为三个阶段：2008—2012年呈现缓慢上升的趋势，有序度从0.0367增长到0.1783，跨度接近0.15；2012—2013年出现了较快的增长，有序度直接从0.1783增长到0.2800；2013—2020年呈现快速上升的趋势，有序度从0.2800平稳增长到0.9122。具体来看，2012年较2011年该子系统的有序度只有小幅度提高，其原因在于2012年企业个数减少，导致新产品开发经费支出大幅下降，说明通信设备制造业技术研发子系统的有序发展受企业数量影响较大。

再次，技术吸收子系统有序度表现为波动上升态势，从2008年的0.0791增长至2020年的0.8915。其中，在2011年、2013年和2016年出现不同程度的下降，在2011年出现下降主要是受金融危机影响导致技术改造经费、技术引进经费和技术吸收经费大幅度减少，影响了系统的有序度；而在2013年出现小幅度下降，主要原因在于自2011年之后通信基础建设逐渐完善，整个产业的增长速度逐渐放缓，当年的技术引进和技术吸收经费大量减少致使有序度出现下降；2016年出现大幅度下降的原因主要是当年技术改造经费大量减少，导致科技成果的应用受到较大影响，未能实现以内涵为主的扩大再生产；2017—2020年系统有序度逐年增长，主要原因在于技术改造经费大幅度增加，同时，得益于自主创新战略的实施，使行业内部企业购买国内技术经费大量增加，使系统的有序度平稳增长。

最后，产业效益子系统有序度总体上也呈现上升趋势，从2008年的0.0388增长至2020年的0.9091，其中在2008—2013年增长较为缓慢，在2013—2016年呈现快速增长。在2010—2011年受2008年金融危机的持续影响，该产业的企业个数变少，但随着全球贸易复苏使社会需求保持稳定，促进产品价格提升，致使行业利润增加；而在2012年，随着固定资产投资增加以及技术研发系统的大力投入，致使产业利润有所下降。2017年，在新产品销售和主营业务方面的收入均呈现小幅度的上升，但利润却表现为较大幅度的下降，导致该年产业效益子系统的有序度较上年基本没有变化。2018年增长较快，这主要得益于主营业务收入和销售收入以及利润等方面都得到大幅度增长，2019年由于利润的大幅度降低导致增长缓慢，而2020年增长缓慢的主要原因在于受新冠肺炎疫情影响使主营业务收入和新产品销售收入出现了不同程度的下降。纵观产业效益子系统有序度的变化趋势，可以看出在主营业务收入和新产品销售收入方面，除2020年外，其他年份一直保持较快增长，但该系统的有序度却呈现缓慢上升态势，原因在于行业利润在不断波动，由此可以看出行业利润对系统的有序发展起到重要作用。

2.2.2 系统整体协同度的变化趋势

从我国通信设备制造业创新系统协同度的动态发展来看，2008—2020年系统的协同度处于波动变化状态。通过分析各个子系统的变化趋势，发现在2009年、2012年、2013年和2016年创新系统的发展呈现极不协同状态，主要原因在于2011年、2013年和2016年技术吸收子系统有序度降低、2012年创新环境子系统有序度略有降低，不同子系统有序度的降低制约了整个系统的协同发展水平。因此，结合我国通信设备制造业创新子系统和系统整体协同态势来看，技术吸收子系统已经成为制约整个创新系统协同发展的关键因素。

3 结论与启示

本文研究发现，我国通信设备制造业创新系统整体协同度处于波动变化状态且极不协同，最主要的原因在于技术吸收子系统呈现不稳定的波动趋势，另外创新环境子系统、技术研发子系统及产业效益子系统之间有序度成交叉变动态势也是导致创新系统整体协同度波动的原因，这说明每个子系统的有序度下降或者增长缓慢均会影响创新系统的整体协同发展。根据研究结论得出以下启示：

（1）充分发挥政府职能作用，创造良好的创新环境。政府所提供的支持在创新系统协同发展过程中至关重要。创新环境子系统中政府资金的变动会影响整个子系统的有序度进而影响系统整体协同度，这说明政府在政策和资金方面的支持会有力推动通信设备制造业创新发展。同时，应该以市场为导向，减少政府投资的挤出效应[12]，在可开放的领域引进民间资本，促进民营通信制造企业的涌现。另外，实践证明税收优惠制度有利于促进企业在研发方面的投入[13]。因此，应有效落实已经出台的税收优惠政策，使企业在增加利润的同时有更多资金用于创新研发与应用活动。

（2）加大对技术吸收要素的投入，完善研发激励机制。资金投入能力薄弱对企业自身研发以及多主体间的协同研发会产生抑制效应[14]。在技术研发、技术改造经费或技术吸收经费大幅度减少的情况下，技术吸收子系统的有序度会产生较大波动，只有在购买国内技术经费支出增长较大时，该系统的有序度才会受到有限影响，这说明购买国内技术经费支出在保证技术吸收子系统有序度方面起到重要作用。因此，应加大对技术吸收方面的投入，并合理分配资金，推动技术吸收子系统有序发展。另外，制定积极的人才政策，因为人才是创新的根本，要制定适合企业本身的有效人才激励政策，充分调动人才参与创新的主动性，建立起支撑企业运营的人才激励机制。

（3）通过协同创新提高创新能力。在制造业创新系统中，需要具有不同生态位和生态势的创新主体通过资源互补和交叉互动的方式连接成不同结构的创新网络。通过明确创新生态位和合理匹配创新生态势实现创新场的建立，在创新场内创新资源可以实现叠加共振与动态协同，进而促进创新系统有效运行[15]。因此，应该在完善创新条件基础上有效整合现有创新载体，并根据通信设备制造业的发展要求，加强创新过程中的知识产权运营，实现创新价值的共享进而充分调动各创新参与主体的积极性，通过构建符合新时代要求的通信设备制造业创新平台，形成开放且协同的创新网络。