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［摘要］

產業集群作為一種支持并產生創新的區域性開放系統，其創新協同發展已成為主流趨勢。為了揭示產業集群創新協同演進機理，本文分別從生態學、物理學和經濟管理視角，進行產業集群創新協同的多學科理論涵義揭示和探討，并指出基于多元視角的機理分析有助于為產業集群創新協同實踐尋找理論體系支撐，進而指導并推動產業集群創新的可持續發展。

［關鍵詞］

產業集群；創新；協同；演進

1引言

產業集群作為一種支持并產生創新的區域性開放系統，是區域性創新結構的體現，其由地理上相互分工與關聯的創新主體有機結合而成，目的在于提高區域范圍內的科技創新水平，推動區域競爭力以及區域經濟發展速度的提升［1］。經濟全球化發展背景下，區域創新能力是決定該區域國際市場競爭力表現的關鍵，因而產業集群的創新發展也成為國家創新發展環境下不可或缺的組成部分。依托于產業集群創新結構，產業集群成員組織之間開展了豐富的以創新為目標的競爭與合作活動，其多元化的交互關系亦處于發展變化之中，并呈現出由封閉式、分布式的創新向開放化、協同化演進的特征［2］。對產業集群創新協同演進機理的深入探究有助于梳理并揭示多元創新主體參與的產業集群創新結構和協同創新機制，進而推動產業集群協同創新活動的高效、可持續發展。由于產業集群創新主體之間的協同創新關系是產業集群各組成要素、創新環境等多方面因素相互作用的結果，因而為系統揭示產業集群創新的協同演進規律，本文分別從生態學、物理學、經濟管理等多元視角出發，進行創新協同的跨學科分析。

2生態學視角下產業集群創新的協同演進機理

生態學是研究有機體與其環境相互作用的科學，將產業集群創新系統視為生態系統，可從生態系統結構、生態特征和進化規律方面對產業集群創新的協同演化規律進行揭示。

2．1產業集群的生態系統結構生態系統是達到一定穩定性的功能單位，由組成物種的種群、具有一定結構的群落等生物物種成分和非生物成分，通過物質循環和能量流動的相互作用、相互依存而構成的一個整體［3］。生態系統是一個動態的系統，其進化是生物與環境長時間相互作用和相互影響的動態變化過程，其中起主要作用的是環境的變化。創新活動多元化的發展，使當前產業集群創新系統的主體構成已不再是由單純的個體企業組成，而是包括了企業、科研機構和高等學校、創新服務機構以及政府在內的多元創新主體。集群企業在交互協同中形成了協同群落，并與其他相關創新主體則在共同產業集群自然環境、經濟環境、政治環境和社會文化環境所綜合而形成的創新環境作用下，復合而成產業集群創新系統。在產業集群創新實踐活動中，以企業為代表的創新主體經過長時間對產業集群創新環境的適應和發展，會針對自身資源、業務、創新能力優勢和特點尋找適合自己的集群定位，可視為產業生態系統中的生態位［4］，從而明確創新目標，避免集群內部的直接競爭，以形成一個相對穩定的產業集群，生態視角的產業集群創新系統的構成如圖1所示。由此可見，產業集群創新系統與生態系統類似，具有個體、群落與環境的交互特征，其生態主體之間也具有互利共生、動態平衡與協同進化特征［5－6］。

2．2產業集群創新協同的生態特征生態系統中的生命體，能通過吸收能量和釋放能量以完成新陳代謝過程。而對于產業集群創新系統而言，產業集群的創新主體同樣也具有類新陳代謝生命體征。例如，企業從科研機構處獲得創新資源，經過企業組織內部對創新資源的利用與消化，幫助企業實現技術創新，這一過程就是吸收能量的同化作用；相反，企業在技術創新的基礎上，完成產品的生產、加工和推廣，實現了能量釋放的異化作用，而這些產品又能在今后科研機構和其他集群成員組織的創新活動中得以利用。因此，產業集群創新中的生命體征從新陳代謝的過程中體現了集群創新中的跨部門協同關系。生態系統中同種和異種生物間還存在相互依存與制約的現象。在產業集群中，企業與企業之間，企業與科研機構、高等學校、科技中介等其他機構之間也都存在著相互依存、制約的現象。這是因為作為產業集群的組成部分，它們面對的是同一市場環境和創新環境。企業之間表現為企業在業務和創新領域的分工合作的相互依賴性，以及同業企業在同一市場中競爭的相互制約性；企業與科研、服務機構之間表現為產品、技術創新中的合作創新所產生在資源和技術上的依賴作用，以及在市場政策制定、管理監督等中的制約作用。產業集群成員組織之間的相互依賴與制約作用，不但為協同創新的開展提供了條件，也是協同創新得以有序進行的客觀保障。

2．3產業集群創新的協同進化規律在復雜的環境選擇壓力下，個體物種在適應環境的過程中存在著進化規律。物種的進化改變著其作用于其他生物的選擇壓力，將引起其他生物發生適應性變化，然而這些變化也會反過來促使相關物種的進一步改變，這種兩個或多個物種單獨進化而產生的相互作用，形成了生態系統中的協同進化規律，這種規律對于系統內行為的揭示具有相似性［8］。在產業集群中，各成員的創新發展必然導致整個集群環境發生變化。同樣以集群企業為例，對于企業的創新產品而言，地理位置的臨近和行業的關聯性，使同業企業能夠對其迅速反應并做出適應性的轉變，而科研機構和高等學校能利用創新產品投入到科研和教學活動中，通過對創新知識的加工和深入挖掘，反過來幫助企業完成技術的升級；此外其他政府、中介和服務機構同樣適應新產品和技術帶來的環境變化，通過相應的政策扶持和推廣方案等手段使集群創新環境完成質變，又作用于企業使其進入新一輪的創新過程之中，繼而實現了產業集群的協同進化。

3物理學視角下產業集群創新的協同演進機理

從物理學視角看，向心力與離心力的相互作用，以及耗散結構等理論的發展均為產業集群創新的協同演進機理提供了物理學解釋依據。

3．1基于向心力與離心力的產業集群創新協同演進揭示向心力，是使質點作曲線運動時所需的指向曲率中心的力，當物體做圓周運動時，即為沿半徑指向圓心的外力或外力沿半徑指向圓心的分力。由于勻速圓周運動的線速度方向時刻變化，說明有向心加速度，而向心加速度方向也時刻變化，故其為一個典型的非慣性參考系。在非慣性參考系中，離心力可被視為一種虛擬力或稱慣性力，它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心，即成為向心力的反作用力［9］。當物體做勻速圓周運動時，向心力與離心力相等，而當離心力大于向心力時，物體則做離心運動。向心力的大小為F向＝mrω2（m為物體質量，ω為角速度，r為物體的運動半徑），可見向心力與質量和速度均成正比，而其與運動半徑成反比。對于產業集群創新協同而言，m可視為任何一個企業的綜合實力，其規模越大，向產業集群靠近并實現跨系統協同所需要的吸引力就越大；ω可視為創新能力，同綜合實力一樣，創新能力越強意味著企業進入產業集群并實現創新資源共享也需要更大的吸引力；r則為該企業距離產業集群中心的空間距離，距離產業集群越遠，其進入產業集群的代價越大，即所需的向心力亦越大。將向心力與離心力應用于產業集群創新協同中，不難發現產業集群的形成與創新協同發展依賴于集聚力的作用，即向心力的作用。產業集群創新協同向心力的來源主要包括：①知識溢出效應，產業集群的區位優勢和成員優勢能夠保證專業化產品與服務的可獲得性，其在勞動力市場上體現為促進了專業人才的流動和共享，而在創新資源和知識層面上則以知識溢出的形式使得產業集群創新主體間的交互協同具備了充足的吸引力，促進產業經濟增長［10］；②市場開拓，產業集群一方面利用生產與創新活動中的協同效應和規模經濟效應降低成本，另一方面在共享市場資源的同時，依靠專業性合作創造了更多的市場機會，深入挖掘市場需求，進而實現收益遞增；③創新環境，產業集群具備良好的開放創新能力，這與高等學校、科研機構、科技中介等組織的加入密切相關，此外公共基礎設施的建設成為體現產業集群創新環境優勢的重要方面，特定的社會經濟因素、基礎設施條件和區域優惠政策等都成為企業選擇產業集群的重要依據，也是集群創新主體實現跨系統協同的必要條件；④互補資源，雖然產業集群企業處于相同產業領域，但由于職能分工和競爭優勢的不同，其產品具有差異性和多樣性特征，體現在資源上具有互補性特征，且相對集群外部資源而言，這類互補資源更具有專業優勢，資源共享利用也促成了產業集群協同創新活動的開展。與之相對，離心力亦可看成是產業集群跨系統協同中各因素促成的排斥力和產業集群外部其他生存發展機會而產生的外向吸引力綜合的結果。具體而言影響離心力的因素包括：①集群競爭環境，產業集群創新協同帶來規模效應的同時，也帶來了擁擠的競爭環境，在創新協同中企業的競爭優勢能夠迅速被觀察和模仿，此外集群競爭還體現在產業集群的產品市場、要素市場、基礎設施乃至政策環境等方面，迫使部分集群成員考慮脫離產業集群導致創新協同關系的中斷；②創新認知差異，隨著集群創新發展，處于協同創新活動中的集群創新主體會因知識轉移、吸收與利用能力的差異，而導致知識外溢主客體間認知距離的擴大，知識溢出效果的遞減成為產業集群創新進一步協同發展的阻礙；③機會成本，在追求利益最大化的過程中，面對產業集群內部有限資源和市場機會，產業集群競爭環境帶來了市場風險，加之產業集群外部的潛在市場機遇，企業選擇進入產業集群將付出機會成本，其即為產生產業集群離心力的重要因素；④協同資源分布性，產業集群創新協同可共享創新資源，但對于具有空間分散的非流動性資源的需求，諸如對于創新設備的共享等空間分散的資源的利用迫使產業集群協同創新主體離開特定的區域，成為產業集群創新協同演進的又一離心力［11］。產業集群的向心力與離心力的相互作用如圖2所示。圖2產業集群的向心力與離心力作用機制在向心力和離心力交互作用下的產業集群“萌生－形成K成熟發展－演化”階段性描述［12］，可進一步專注展現集群創新協同演進過程。具體表現為：在產業集群的萌生階段（oa），由于成員數量很少，集聚產生的外部效應不夠顯著，向心力也較為有限。在未形成集群效應前，已有部分企業通過供應鏈合作的形式實現了創新協同。當產業集群從萌生階段向形成階段過渡時，可能發生的路徑包括ab和ab′兩種，ab′則反映了離心力的作用，其使產業集群尚未形成規模，成員組織便紛紛脫離集群，最終導致產業集群的解體；與之相反，ab反映了集聚外部效應的增強以及協同創新環境的逐漸成熟，使向心力不斷放大，大于離心力的作用，使相關產業組織向集群靠近，成為集群的成員組織，擴大產業集群范圍。此時，產業集群內的創新主體也逐漸開始進行創新協同，進而推動集群的發展。隨著產業集群的形成與發展，產業集群規模和結構逐步穩定，成員之間可以開展豐富的協同創新活動，且競合關系也趨于平衡，協同創新規模進入穩步攀升期。此時，向心力與離心力達到平衡，產業集群達到成熟階段（bc）。然而，面對激烈的競爭環境，產業集群必須面對不斷的創新發展，這就使產業集群面臨又一分叉點。如果產業集群能夠迎合市場的需要，通過協同創新捕獲市場機遇，則產業集群的向心力進一步得到增強，產業集群得到資源補充和進化（cd）；而如果產業集群適應市場需求，缺少創新動力和協作機制，離心力就會占據優勢地位，導致產業集群成員逐步脫離集群而謀求自身新的發展（cd′），使得協同創新規模產生下降趨勢。產業集群在向心力和離心力作用下的創新協同演化過程如圖3所示。

3．2基于耗散結構理論的產業集群協同創新揭示熱力學第二定律揭示了封閉的靜態系統總是朝著熵增加的方向發展，并最終達到混亂無序的熱平衡狀態。從熱力學原理出發，Pri－gogine（1969）提出了耗散結構理論，即對一個遠離平衡的開放系統而言，其通過與外界進行物質和能量交換，在外界條件達到一定閾值時，可從原先無序狀態轉變為有序狀態［13］。體現在產業集群中，盡管產業集群有一定的區域邊界，但其與區域外的經濟活動是交互作用的，在交互中保障了產業集群的開放性，而產業集群內部成員間的關系也具有非線性特征，這均為產業集群耗散結構的形成提供了條件。然而平衡系統代表著產業發展活力的缺失，即產業集群只有遠離平衡態才能維持集群內部的活力，體現在集群面對復雜的市場動態變化中，集群開展創新協同對市場機會做出的迅速反應，使集群不斷處于平衡和打破平衡的轉變之中，即實現了動態性平衡。在產業集群創新協同的動態性平衡中，漲落體現出了對系統平衡狀態的偏離，隨機驅動各系統在獲取物質、能力和信息的非平衡過程，而微漲落則是漲落在不影響產業集群的穩定的前提下，集群內頻繁起伏的表現［14］。在微漲落的驅使下，產業集群創新從無序達到而來有序，形成自組織。由于無序到有序的轉變需要熵的減少，即熵的增量dS＝deS＋diS為負值，而其中diS（≥0）為系統內部發展過程引起的熵的增加，只有熵流deS為負時才有可能抵消diS的正向增值，因而，反應集群與外界之間在進行物質、能量交換時引起負熵流［15］。產業集群在協同創新中就能主動面向市場需求，依靠有序的創新過程，利用協同管理機制，減少分布式創新而產生的集群創新混亂程度，并實現在持續性的創新活動中不斷優化協同模式。

4經濟管理視角下產業集群創新的協同演進機理

產業集群創新協同同樣是典型的經管類問題，因為創新協同可以分攤產業集群各成員的創新成本與風險；而從利益最大化角度出發，利益分配問題也是影響產業集群創新協同發展的重要因素。因而，產業集群協同創新演進管理學視角下的揭示則可從交易成本與風險控制、利益分配方面展開。

4．1交易成本與風險控制交易成本在經濟學理論中主要指代事前和事后成本，事前指起草、談判、保證落實某種契約的成本；事后則指交易已經發生之后的費用，如退出某種契約的費用、改變價格的費用、續約的費用等［16］。在產業集群中，協同創新機制使得資源配置效率得到顯著提升，也充分調動了集群內各成員的創新積極性；通過政府的政策扶持與引導，以及中介服務機構對創新的支持，實現了交易成本的降低。具體而言，在產業集群協同創新主體多元化的發展趨勢下，政府部門的政策指引和監管，合約雙方的權益能夠從更高的視角進行調控和權威引導，繼而尋找到降低談判成本與履約成本等交易成本的途徑，以及提升雙方利益的協同方式，保障協同創新活動的開展。中介及服務機構的參與則使得創新組織更為靈活、合理，例如科技中介機構能夠起到創新資源提供與管理的作用，也能夠根據創新任務和創新需求，尋找和聯接合適的協同創新對象，協調協同創新組織的創新活動，統籌創新資源的配置，進而大大提升協同創新效率，消減交易成本；此外，金融中介機構則可面向協同創新中交易成本給部分集群成員組織帶來的資金困擾，從資金盈余的組織中吸收資金并提供給現金流出現問題的集群內成員組織，解決產業集群創新協同演進中的融資問題。除對交易成本的控制外，產業集群創新協同還可實現對創新風險的調控［17］。活動面臨著不確定性，而這種不確定性通常利用與預期值偏離的程度，即風險的大小來衡量。創新活動中的風險，即利用實際值與預期值的偏離程度來衡量創新活動的不確定性，其可以劃分為系統風險和非系統風險兩大類［18］。其中系統風險包括政策風險、信用風險和市場風險，非系統風險則包括技術風險、管理風險和財務風險。面對創新活動中的風險，產業集群發揮產學研協同的創新優勢，實現創新活動的合理分配，分攤創新風險。對于風險分攤對象而言，所有在創新活動中參與的組織及利益相關者都是風險分攤的主體，創新協同機制促使產業集群企業、高等學校、科技機構等組織在生產資源、信息資源、知識資源等方面的整合利用中，共同承擔創新活動的技術風險和財務風險。其次，政府和創新服務機構在協同創新活動的參與，能夠為產業集群創新活動提供實時的政策指導和市場指導，進而有效規避政策風險和市場風險。此外，在產業集群創新協同機制和規章的約束，以及管理機構的監管下，產業集群創新協同中的信用風險和管理風險也能得以明顯降低。因此，從交易成本和風險控制的角度出發，創新協同演進符合產業集群創新發展對資源優化配置和創新風險分攤的要求。

4．2利益相關與利益分配產業集群創新協同所帶來的利益最直接的表現形式就是創新活動所創造的利潤，其包括創新產品和服務的營銷收入與成本的差值，同時也包括創新產品未在市場中應用所帶來的其他價值，其通常發揮于協同創新主體自身，諸如生產技術的改進和管理效率的提升等。創新過程中的交互共享還帶來了協同價值，即實現“1＋1＞2”的利益收獲。產業集群的組織形式能夠更好地實現協同利益的獲取，創造集群競爭優勢，形成協同創新機制［19］。而在以共同創新目標形成的產業集群中，那些能影響創新目標實現，或者能夠被創新目標實現過程所影響的任何組織都是利益相關者，即產業集群各創新主體均為集群創新協同的利益相關者。產業集群創新協同機制帶來的利益是推動集群創新協同發展的關鍵因素，其主要包括經濟利益和社會利益兩大方面。經濟利益通常可由有形資產的形式表現出來，有形資產的合理分配與共享利用，能夠最大限度提升資源的有效利用率和使用價值，避免資源的重復建設。而產業集群協同創新活動所帶來的品牌效益、集群效益等則凸顯了其社會利益，其是區域競爭力的核心，同樣可作為集群進一步拓展的基礎。值得指出的是，產業集群創新協同的開展還需要合理的利益分配原則與規則的制定作為保障。實際上，產業集群創新主體之間的資源協同共享與創新協同是各主體反復尋求利益最大化的動態學習博弈結果，創新主體知識轉化能力、跨系統協同分工互補系數都將顯著影響其創新利益的得失，進而影響其對創新協同策略的選擇［20］。而為了實現創新協同利益分配的合理化，可根據創新協同中的貢獻大小、對創新活動的投入程度、承擔的風險水平等方面進行利益分配，保障產業集群協同創新主體各方的利益，促進資源整合和優勢互補，提升創新效率。

5結語

產業集群創新的協同演進是產業集群多元創新主體參與的競合結果，亦是產業集群發展創新發展過程中的必然趨勢。從生態學角度看，產業集群創新協同既體現了產業集群創新系統中協同群落能量吸收與釋放的新陳代謝生命體征，也表現出多元創新主體之間的相互依存與制約的組織特性，同時還滿足了集群生態系統的協同進化規律。從物理學角度看，產業集群創新協同是向心力和離心力相互作用的結果，其隨著集群的發展規模的改變而發生同向變化；而產業集群的耗散結構特征，則進一步揭示了產業集群創新協同使集群創新活動在微漲落中實現向平衡態的序化發展。從經濟管理角度看，產業集群創新協同則是創新資源優化配置進而實現交易成本控制和風險分攤的路徑要求，同樣在合理的利益分配規則保障下的創新協同所體現出的協同價值與品牌效益則也推動著集群創新的協同發展演進。除此以外，產業集群創新的協同規律還可從社會網絡關系結構及其創新交互關系等多視角進行揭示。由此可見，產業集群創新的協同演進具有多學科的理論依據，對其進行多元視角的機理分析有助于為產業集群創新協同實踐尋找理論體系支撐，進而指導并推動產業集群創新的可持續發展。

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作者：嚴煒煒 單位：武漢大學信息管理學院