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【智库报告】威尼斯赌场模式总结之负熵驱动的创新集群(二)
2018-08-03

作者:张宏洲

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创新集群的一般特征

    笔者在之前的研究中已经概括创新集群的一般性特征有如下几个方面:

    (一)产业间联系


    集群主体间存在产业间联系才能够产生有效的沟通需求,沟通才能产生学习效应或者规模效应,才能够创造出价值。无论是基于产业链上下游之间的价值供给性联系,还是产业链水平分工的主体之间的能力互补性或者规模效应型联系都是有效的构成集群的联系。一般工业区中随机招商进来的企业间大都缺乏这样的产业间联系,导致大量企业形式上集聚在一个工业区块中,但缺乏产业间的有机联系。

    (二)主体间互动


    集群内的各个主体,通常具有互补竞争优势关系,因此在供应链与价值链的作用下相互连接。集群中的主体在合作中降低交易费用,在此消彼长的竞争中次第提升技术水平和产品质量。需要合作对外时凝聚成利益共同体,产生竞争时互为对手,集群学习时互为老师,技术溢出时共同提升。这些主体因为期望得到互动而进入集群,集群因主体间互动而获得良好的新陈代谢效果,整体形成科技创新生态与产业生态。互动使得集群具有超乎寻常的生命力。

    (三)灵活且专业化


    专业化是科技创新集群的显著特征之一,具体表现为区域专业化和集群内部研发和生产经营的专业化。研发和生产经营同一产品或者同一条产业链上的产品的大量中小企业在特定地区聚集,使该行业或者产品与该区域紧密联系起来,从科技创新集群的名称就可以看出其专业化的方向。区域品牌是集群内企业共享的一种珍贵的无形资产,而区域品牌的形成离不开区域的专业化。对于集群内部而言,各主体之间的联系是建立在专业化分工的基础上的,各个主体专业从事产业链或者产品零部件供应链上的特定环节或产品的研发和生产经营,甚至把工序都细分,每道工序的加工都由独立的企业进行。甚至从事某一道工序或者某一环节研发或者生产的主体都有很多家,而且每道工序的半成品都要通过市场进行交易。随着交易效率的提高,集群内的每个主体都可能提高其专业化水平从而选择更高分工水平的工作,“生产系统中劳动生产率由个人的专业化水平决定"。可见,集群内部的专业化分工和密切协作是形成竞争优势的基础。

    (四)关系网络化


    科技创新集群中不仅聚集作为研发或者生产经营活动主体的众多企业,还包括大学、科研机构、科技创新中介服务组织等知识生产机构和服务机构,它们作为辅助机构,同样发挥着重要且关键的作用。首先,科技创新集群内供应商、生产商、销售商和客户之间存在前向、后向和水平的产业联系:其次,企业与大学或科研机构、科技创新中介服务机构、政府之间存在相互支撑的关系。它们之间以分工和专业化为基础,通过长期的合作形成本地化的集群网络,通过正式或非正式的联系频繁地进行商品、劳动力、服务、信息等方面的交易、交流和互动,从而降低企业研发新产品和生产产品的平均成本,增强整个集群获得新知识和积累知识的能力,产生集群效益,共同推动集群的发展和企业的持续创新,这种效应是非集群企业单纯在地理空间尺度上集中所达不到的。

    (五)衍生根植性


    衍生根植性是指科技创新集群的各种网络关系和企业、科研机构以及大学的活动是构建在地方社会架构上的,它们具有较强的地方归属性,其它区域很难简单模仿。能够进入同一科技创新集群的企业、科研机构大多具有相同的科研背景、文化背景和制度环境,其行为都遵循集群内共同的语言规则、交易规则和背景知识,因而具有可靠性、可预测性,易于产生交往默契,便于交流一些行业共性知识和技术诀窍。这样既可以防止各种机会主义行为,又可以促进技术和知识的“溢出"。溢出的技术和知识不仅包括已经明确的知识,还包括很多行业内的“默会”知识,及难以言传的而又普遍知晓的知识。从某种意义上,我们可以认为这些根植在特定地区的集群是一群年龄相仿、有着相近的身体素质和相同的奋斗目标的运动员,他们竞争着,又相互促进着,在共同的环境和规则下进行比赛。它们的命运联系在一起,整体凝聚力的增强促进每个个体的发展,反之亦然。根植性的强弱与产业集群的稳定性以及持续性发展密切相关:根植性强的集群相对稳定且应变灵活;反之就会不稳定因素增多,波动性大。这个特征告诉我们,在促进和发展创新集群时,不能片面追求科研机构和企业的“集中”,而应该重视企业的研发背景、文化背景和生产特点是否适应当地的地域文化,是否能融入集群,与其它同类主体进行交流和合作。

    (六)技术溢出高效


    成熟的科技创新集群是科技创新占据主导地位且创新活动异常活跃的集群,这样的集群具有良好的知识转移机制,能加快知识和技术的传播,集群化使企业学习新技术变得容易且低成本。集群的竞争优势取决于新知识和新技术的转移速度和转移效率,而高效的知识转移又以企业间的密切交流和互信合作为基础。首先,集群知识转移主体、集群知识转移意境和集群知识转移媒介都为集群企业营造了良好的知识转移机制和转移通道;再次,通过企业之间的专业分工和协作,将知识转移至相关企业,再通过成员企业的模仿而提高整个创新集群的竞争力。除了知识转移机制,科技创新集群还具备良好的技术学习与扩散机制:集群内资金雄厚的龙头企业通过外向型学习,从集群以外获取新知识、新技术,其它的中小型企业从这些知识在集群内部的后续扩散中学习,进而形成“外部引进——内部扩散"的良性知识流动,其中,正式和非正式的集群内部学习都是集群内企业学习的主要途径。


    Number?3

    创新集群成为耗散结构的条件

    (一)开放性是创新集群成为耗散结构的整体基础

    创新过程一定程度就是科学技术理论和设计思想的“商业化”的过程,就是转化有创新意义的科技成果为有经济价值的商品及其产业的过程。创新集群演化一方面要求企业、高校、科研机构、政府部门、教育中介机构等构成子系统持续输入物质、能量和信息;另一方面要求推广或销售各种产品和成果,这是输出的过程。创新集群以与外部环境的输入输出为基本条件。科技资源优化配置、企业生产和市场消费的增长、公司企业的经营管理、高校和科研机构的研究开发投入、政府的宏观调控,都是在开放中进行,在不断与外部环境进行知识、人才、资金、技术、产品、设备等广泛的交流中进行。只有当这个交流适度时,才能使其结构和功能不断改善,即持续增加系统负熵值。创新集群的熵变化是由两个方面的因素引起的,一是创新集群与创新环境交换创新物质、能量、信息而引起的熵流改变,其改变值可正可负;二是创新集群自身由于不可逆性而引起的熵的变化,其增加值始终为正。当创新集群获得创新信息所带来的熵流为负值,且其绝对值大于创新集群本身由于不可逆过程而增加的熵值时,创新集群的总熵变就小于零,创新集群的熵逐渐减小,创新集群就向有序或高级有序的状态转变。

    随着全球经济一体化和科技交流全球化的发展,在创新集群的形成和发展过程中,不仅需要集群内的各个主体间进行频繁的交流互动,相互学习和共同创新,与集群外主体的全方位、多层次的互动也必不可少,包括进行学术研讨、开辟新市场、寻找新的合作伙伴和拓展区域创新空间等,从而获取远距离的资源和知识,完成集群内外的合理链接。集群中企业和服务机构通过在集群中的互相联系得到自身价值的实现,它们在相互联系中贡献越大,自身价值实现的机会也就越大。不难设想,如果它们只在集群中获取信息、能量和物质,而对集群无所贡献,那么这个集群积存的信息、物质和能量就会逐渐枯竭,整个集群也就走向死寂。避免这一情况发生的办法就要是保持集群整体开放,整个集群对外开放和集群中每个个体相互开放,使整个集群积极、充分地与外界保持信息、能量和物质的交换,同时,集群的组成个体之间也保持积极、充分的信息、能量和物质的交换。这种全方位交换会在促进要素增值的同时也促进整个集群的增值,集群为组成个体提供平台,个体为平台添砖加瓦,这也是现代社会互动双赢原理的重要体现。此外,由于科技进步是持续的,科技创新集群也应持续接纳新生的研发机构和企业与之适应。总之,在开放条件下,创新集群通过对科技信息、物质的引进、消化和吸收才能使系统产生负熵流,从而增强了系统有序发展的可能。

    (二)远离平衡是创新集群有序演进的内在源泉

    普利高津指出:“非平衡是有序之源”。这里所说的非平衡态是指系统远离平衡态的状态,平衡态和近平衡态都被排除在外。当系统处于平衡态时,熵值最大,系统最无序,组织最简单,信息量最小,系统就会变成一种稳定的死结构。只有当系统远离平衡态,系统处于一种十分不稳定的状态时,一旦外界对系统施加足够的影响,系统才有可能通过涨落或突变进入一个新的稳定有序状态,形成新的稳定有序结构。

    一个内有动力和外有活力的系统必定是一个有差异的非均匀、非平衡的系统。系统的非均衡、非对称、存在某种梯度,才会在宏观上产生持续的流动。如果一个系统处于无差异的平衡态,就意味着该系统内部不存在势能差。无势能差的平衡系统服从势能最小原理,必然是一个低功能系统。同样,一个有内动力和充满活力的创新集群必定是一个有差异的、非均匀的、非平衡的社会系统,如果创新集群一旦进入“死”结构的平衡态,便维持这种状态不变,任何涨落在平衡附近都是衰减的。

    无论从时间还是空间的角度来研究,创新集群的有序演进都应该具备非平衡性。从时间上看,知识、技术、社会和经济发展的速度应该是非均衡的,系统内部非均衡的物质流、资金流、知识流、人才流和信息流产生有规则的波动和无规则的随机涨落相叠加,才会造成集群创新演化过程的波动和起落。从空间上看,创新集群有组成它的子系统(科技企业、科研机构、高校、政府部门、中介机构、金融机构等),子系统之内还有更小的系统(企业的不同部门、高校里的不同院系、政府中的不同机构等),系统具有多层次的差异性。创新活动的行为主体在创新集群中的功能、作用和机制等各方面存在巨大异质性,创新集群的不同企业、不同机构之间的发展,也都常表现为非平衡状态。创新集群作为社会系统客观存在,其状态集合与环境集合都是非空的,状态参量随着时间和空间的变化而变化,是个动态系统。巨大势差引起竞争与合作并形成各种动态的知识流和创新力,在外界环境的驱动作用下,系统远离平衡态。一个系统的演变即从它子系统之间的差异和不平衡性开始。当创新集群在开放状态中和外部环境交换物资、能量和信息时,这种异质性和不平衡状态便会迅速发展并发生剧烈变化,一旦达到阈值,就会从无序演化为有序,系统便由旧质跃迁到新质。

    (三)非线性是创新集群自我演化和完善的关键?

    复杂系统内部诸要素的非线性相互作用是推动系统向有序发展的内部动力,是形成耗散结构的重要机理和必要条件。这种非线性相互作用,能使系统各要素间产生协同作用和相干效应,从而使系统由混乱无序变为井然有序。系统的非线性耦合效应,使系统中某一反馈回路在一段时间内对系统的机制起主导作用,并产生相应的系统行为,随着作用程度的加深,系统功能不断放大,由此形成耗散结构的动力。非线性函数有无穷多种不能互换的不同形式,代表无穷多种性质不同的系统特性。非线性现象的这种多样性,正是现实世界无限多样性、丰富性和复杂性的根源。

    创新集群的构成子系统及相互作用构成复杂网络体系基本内涵的本质就是对传统线性创新模式方法的否定,它强调用系统非线性作用方法来理解创新。创新集群的内部组分是由企业、政府、科研机构、高校和中介服务机构等创新主体和服务机构组成,但并非是一种组织机构之类的简单“硬”机构,而是一组由众多主辅要素及其相互联系构成的网络体系,是一种“软”组织。它强调的是各行为主体间的相互关联和协同共生。各类要素的组织形式与功能有差别,各类子系统的基本单元在创新能力和行为上也具有丰富多样性,在数量上、门类上、以及在创新资源占有、运行过程及效果等诸多方面存在着差异。系统的多层次、多目标和多内容差异性的普遍存在使得体系的创新资源和创新能力在各个主体之间分布由近平衡变为非平衡,并导致各主体之间的结构关系越来越复杂化,从而形成非线性的相互作用体系。

    由于复杂系统要素组分是异质的、非平衡的,使系统要素之间产生非线性关系耦合,如系统内部的各个行业、部门之间有着相互制约,相互推动的正反馈的倍增效应及负反馈的饱和效应等等。根据系统目标,各要素间通过催化与自催化产生非线性耦合与放大效应,进而表现出整体大于局部之和的态势。正如 OECD所述:“创新是不同行为者和社会建制复杂的相互作用结果。技术变革并不出现在理想的线性序列之中。而是出现在创新集群内部的反馈环之中。”创新集群中各种创新活动,各主体之间相互作用、相互影响。全面表现在由政府、企业、高校和研究机构相互交合而构成的作用网络,即“产(企业界)-学(高校)-研(研究机构)-官(政府)”合作。具体而言,包括企业间的相互作用(联合研发、技术联盟和技术转移等)、企业与高校和科研机构之间的相互作用? (合作开发、联合生产等等)、知识和技术向企业的扩散? (新技术的推广和新设备的普及等),以及政府的宏观调控、威尼斯赌场等。创新集群各主体间的交互作用和创新系统各主体与外部主体的交互作用,是通过反馈循环系统中的科技要素流动来实现的,而这些交互非线性作用就演化形成创新集群的动力结构。

    (四)随机涨落是创新集群达到有序状态的诱因

    所谓涨落,是指系统的某个变量或某种行为对平均值的偏离。涨落是偶然的、随机的、杂乱无章的,在不同状态下有不同的作用。普利高津指出,在平衡态和近平衡态,涨落是一种破坏稳定性的干扰,起消极作用。在远离平衡态,它是系统由不稳定状态形成新的稳定有序状态的杠杆,起着积极的建设性作用,因为此时随机的小涨落可以通过非线性的相干作用和连锁效应被迅速放大,形成宏观整体上的“巨涨落”,从而导致系统发生突变,形成一种新的稳定有序状态。在这里,涨落对耗散结构的形成起了一个触发和激化的作用。

    创新集群中的每一个创新行为主体都有自己相对独立的功能目的、经营范围、研究领域、政策导向、决策依据、规划模式、行为特点等等,所以,对于创新集群来说,不同单位、不同部门、不同机构的行为和结果在一定程度上是难以预测的。也就是说,创新集群状态的平均效应值总是时刻经受着这种随机扰动因素影响而呈现涨落。当创新集群处于平衡或近平衡的稳定状态时,虽然随时会出现有些涨落,但其影响是比较微弱,难以形成巨涨落从而改变整个体系的宏观状态。当创新集群处于远离平衡的失稳状态时,涨落就会强烈地冲击和破坏原有的创新系统结构。当外界输入的熵流不断激荡着非稳定性并达到一定阈值时,也即系统的非稳定性已经达到临界状态时,系统就会跃迁到新的有序状态,从而触发新的创新集群结构的形成。

    涨落导致有序强调了在开放非平衡态创新集群具备了形成耗散结构的客观条件时,涨落对实现有序的决定作用。涨落对创新集群演化非常重要,如一个新资源的导入、一条新科技信息的传播、一项技术创新的成功、一个项目决策、一项中介服务的改进等,都会对创新集群的存续和有序发展产生重要影响,甚至会成为创新集群实现飞跃的力量。把涨落机制应用到创新集群中,就是要采取一些适当变革措施来培育小涨落,通过非线性作用使这些涨落由小到大,由局部到整体,发展成宏观巨涨落,促成创新集群耗散结构的形成,发生结构功能突变,促使创新集群跃迁到一种生机勃勃的更高级的有序状态。


    Number?4

    负熵驱动创新集群模型

    熵的本质是因系统内部诸要素在非线性相互作用过程中出现的冲突和摩擦。要准确理解创新集群中这种管理熵的含义,就必须对最基本的载体即创新集群的构成及内部各种矛盾的来源有所把握。创新集群的结构组成包括创新型企业、研究机构、科技金融支持机构、创新服务机构等。每个创新型企业的结构组成包括研发子系统、生产子系统、营销子系统、创新人力支撑子系统以及创新财力支撑子系统。创新集群及创新型企业内部正熵产生的原因就是参与创新的各要素或部门在相互作用过程中会产生各种矛盾和冲突。这些矛盾或冲突可能具体来源于以下几个方面:一是创新主要职能间各种关系处理中的矛盾;二是创新过程控制中所产生的矛盾;三是集群中企业和研发机构、科技金融机构和创新服务机构等在整合创新资源时产生的矛盾;四是对各类参与创新的人才进行激励时产生的矛盾。这几类矛盾所产生的熵便形成了创新集群内部正熵的最主要构成部分,可分别称为创新职能关系熵、创新过程控制熵、创新资源整合熵、人力激励熵,它们四者之间存在着非线性相互作用关系。具体关系可见于图1。

    图1 创新集群正熵示意图

    笔者将这四种熵概括为一级正熵,每个概括的一级正熵之下还可以根据各创新主体以及主体内部各个子系统在具体业务流程和网络关系中发生的具体冲突和矛盾逐级分解为二级正熵以及三级正熵。具体分解见表1。

    表1? 创新集群正熵流分解表

    一级熵

    二级熵

    三级熵



    职能关系熵


    研发内部关系熵

    前瞻研发与产品开发关系熵

    技术部门科研管理职能能力熵

    技术部门成果转化能力熵


    研发与生产、市场关系熵

    研发与市场营销界面协调熵

    研发与生产制造界面协调熵

    工艺设计与生产制造协调熵




    过程控制熵


    创新决策熵

    技术创新战略与企业战略的匹配熵

    创新决策的时效熵

    企业高层对创新的重视熵


    研发过程熵

    技术适应熵

    新产品平均开发强度熵

    研发流程熵

    创新资源投入

    研发资金投入熵

    研发人员投入熵


    资源整合熵


    企业、机构间合作熵

    合作对象选择熵

    合作运行熵

    利益分配熵


    人力激励熵

    技术类人才激励熵

    研发人才激励

    技能人才激励

    非技术类人才激励

    管理人才激励

    营销人才激励

    如果放任这些正熵增加,创新集群就会失去活力。要想将创新集群打造成为富有生命力的耗散结构,就必须持续引入负熵资源和能量,将其建设成为远离平衡态的、动态涨落的开放系统。结合建设创新集群的实际工作,可以将创新集群引入的负熵来源分为两类:一类是从外部硬环境中引入的负熵,称为硬环境负熵;另一类是从创新软环境中引入的负熵,称为软环境负熵。硬环境负熵流主要指承载创新集群的空间载体和创新基础设施等,金融资源熵流也可以归入硬环境因素。软环境负熵流主要指创新氛围、集群管理者对创新的支持、社会关系网络、市场需求等。也可以将其分解为三级结构的负熵流,具体见表2。

    表2 创新集群负熵流分解表

    一级熵

    二级熵

    三级熵



    硬环境熵


    基础设施熵

    空间载体熵

    通讯发达熵

    交通便利熵


    金融环境熵

    金融政策宽松熵

    金融信贷充足熵

    融资渠道丰富熵



    软环境熵

    市场环境熵

    市场机制完善熵

    市场需求旺盛熵

    创新文化熵

    创新氛围浓厚熵

    管理者对企业创新的支持熵

    社会资本熵

    社会关系网络发达熵

    信任机制完善熵

    当将表2所示的两类负熵流引入创新系统内部时,就会抵减系统内部各种冲突和矛盾产生的各种正熵,降低系统的熵增效应,并通过各种非线性作用和涨落作用等促使创新集群系统朝着有序方向发展。于是,引入负熵后,负熵驱动创新集群发展逻辑关系可用图2来揭示。

    图2 负熵驱动创新集群示意图



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