面向知识链的竞争合作创新网络动态演化建模与仿真分析.pdf

第 卷 第 期 年 月北 京 信 息 科 技 大 学 学 报 .文 章 编 号:():/./.面向知识链的竞争合作创新网络动态演化建模与仿真分析蒋欣然张健王子杨文欣(.北京信息科技大学 财务处北京.北京信息科技大学 科技处北京.北京信息科技大学 资产管理处北京.烟台大学 经济管理学院烟台)摘 要:为更加真实地再现创新网络孵化知识链的演化过程揭示加速知识链成熟的催化机制基于社会网络理论建立了面向知识链的竞争合作创新网络模型提出了在有限资源条件下的知识引进和自主研发的知识点最优选择策略并对知识链与创新网络的演化特性、知识链成熟速度的影响因素进行了仿真分析 研究结果表明:知识创新的选择策略对知识链的成熟速度影响微弱在早期增强创新网络关系强度、在后期提升创新网络开放度、投入充足知识创新资本、增强邻域知识启发式创新成功率可加速知识链的成熟速度关 键 词:知识链竞争合作创新网络结构化知识中图分类号:.文献标志码:(.):.:收稿日期:基金项目:北京市教委科研计划社科一般项目()作者简介:第一作者:蒋欣然女会计师通信作者:张健男博士教授 引言近年来我国诸多科研技术领域捷报频传但真正由此催生出的世界“领头羊”产业屈指可数尤其是在竞争激烈的高科技领域 从科技与经济结合的内在要求来看单项技术的研究开发因为缺乏与其第 期蒋欣然等:面向知识链的竞争合作创新网络动态演化建模与仿真分析 它相关技术的衔接很难形成有市场竞争力的产品或新兴产业 未来竞争将不再是单点技术的竞争而是知识链之间的竞争 以新能源汽车制造为例从核心零部件研发到中控、传动、能源等系统开发再到整车集成以及充电配套设施建设涉及多个关键技术环节使用的技术跨越了多个领域 每个技术环节都缺一不可 只有构建完备的知识链才能有效提升最终的产品性能和市场价值 然而知识体系越来越庞大复杂知识链的构建难以由单独一家或少数几家创新主体完成传统封闭式的创新模式极有可能导致逐渐进入到“能力陷阱”中 只有众多创新主体联合构建创新网络通过相互获取异质性知识并发挥自身在某些知识点上的自主研发优势方能快速催化知识链的成熟并在国际市场竞争中抢占先机获得立足之地本文将在分析知识链与创新网络现有研究局限和问题的基础上基于社会网络理论综合考虑非对称动态关系、竞争合作、知识链结构影响以及资源受限等实际因素建立面向知识链的竞争合作创新网络模型并提出创新个体在有限信息下的知识创新优势策略 通过仿真分析探讨知识链的形成过程以及创新网络的演化特性发掘影响知识链成熟速度的关键因素及其作用机制为知识链的加速催化提供理论参考 相关研究综述.知识链当前知识链的内涵定义有两类观点 一类认为知识链是存在于企业内部无限循环的链条是企业内部知识从获取到创新的过程 此类观点的研究主要集中于知识链组织的联合机制、组织之间的冲突与合作、技术创新以及知识链的有效管理等方面旨在构建更优的知识链组织合作生产关系另一类观点将知识链视为多个组织之间的合作形式即认为知识链是知识流在不同组织之间转移与扩散实现知识集成、整合与创新的具有价值增值功能的网链结构模式 在知识链形成过程中创新主体通过技术引进实现知识转移通过自主研发实现知识创新并在此过程中使不同组织拥有的异质知识资源在参与创新活动的组织之间流动最终可将各组织的知识库集成为知识链形成整体知识优势 此类观点的研究主要集中于内部与外部知识的循环、显性与隐性知识的转移、知识转移与传播的速度、知识集成等方面旨在分析理解知识在创新组织间的流动机制和知识链的形成过程本文拟探讨知识链链式结构化特征对创新网络演化特性以及知识链成熟速度的影响故以第二类观点为出发点 现有研究没有考虑知识链本身作为一种链式结构各知识点之间的关联关系也忽略了由此衍生出来的在知识转移环节中的竞争性与在知识创新环节中的启发性 因此本文将知识链视作以单项技术或知识点为基本元素以一定关联形态存在于不同组织间的结构化、系统化知识并以此为基础从微观层面剖析知识链开展知识链的建模分析发掘影响知识链成熟速度的关键因素揭示加速知识链成熟的催化机制.创新网络创新网络是指企业在开展创新活动中与其他组织或个人形成的各种正式和非正式合作关系集合是获取创新资源和提升创新能力的一种制度安排随着数字经济时代的到来从传统封闭式创新向网络化创新转化已成为趋势创新网络的研究已取得一定成果 在理论研究方面徐秋萍基于创新网络特征构建了理论分析框架并阐述了创新网络与知识转移的内在作用机制 等基于网络结构特征(中心、结构洞、网络规模等)对创新网络的影响和作用机理进行了研究分析 叶斌等基于演化博弈论对区域创新网络的共生演化过程进行了仿真分析并认为利益分配范围、知识存量及结构、知识保护等对创新网络跨组织知识共享合作的成功起到关键性作用 李言睿等应用复杂网络理论建立了创新网络模型并探讨了网络密度、网络开放度及网络关系强度对知识创新绩效的影响规律 徐敏等基于无标度加权网络对知识搜索、知识转移、知识创新进行了整体行为机制的仿真建模研究 张古鹏、等讨论分析了网络不同阶段所发挥的优势特点 在实证研究方面阮平南等运用元分析方法对国内外 年至 年 篇实证研究文献进行整合分析得出了创新网络组织间影响知识转移的阻碍因素和促进因素综上当前的研究在理论与实证方面均已取得一定研究成果但还存在以下几方面的问题与局限性 首先假设创新个体间形成的网络关系强度为对称且静态的而实际中的创新个体间由于知识优势不对等其关系是动态非对称的且关系强度也并非 和 这样的离散赋值二是假设创新网络中的个体之间是纯合作关系知识无偿共享而较少考虑实际中的知识同质化形成的网络竞争三是面向开放 北京信息科技大学学报第 卷式的知识转移与创新没有将知识链的结构关系对知识创新的成功率影响进行有效结合四是没有考虑创新成本问题忽略了资源限制对知识转移与知识创新的影响而现实中的创新活动往往是在有限资源条件下开展的 因此本文将对以上不足之处进行完善基于社会网络理论构建知识在组织之间转移和组织内部产生的过程更加真实地再现创新网络孵化知识链的演化过程 本文的创新性主要体现在:)将创新个体知识优势不对等造成的动态非对称关系知识同质化造成的竞争关系以及知识链结构对知识创新成功率的影响机制考虑进了创新网络模型)提出了在有限资源条件下的知识引进和自主研发的知识点最优选择策略)揭示了加速知识链成熟的影响因素和催化机制 知识链与竞争合作创新网络建模知识链以单项技术或知识点为基本元素假设某领域的完整知识链由 个知识点构成记第 维知识点为 若参与创新网络的共有 个创新个体第 个创新个体具有的第 维知识点记为其具有的知识集合为 ()为便于分析以具有上下游关联结构的知识链为研究对象如图 所示 知识链的结构特征使其衍生出两个特性:竞争性和启发性 竞争性主要体现在知识转移环节若知识转移会使知识引入方与自身形成同质化知识则会形成竞争如图中的创新个体 若将知识点 输出给创新个体 则二者会形成知识点 的同质化的知识结构因此创新个体 将拒绝输出而因为创新个体 的知识点 空缺创新个体 将知识点 输出给创新个体 并不会形成同质化竞争 启发性主要体现在知识创新环节邻近的知识点可以对空白知识点的创新研发起到启发作用提升研发的成功率如图中创新个体 的知识点 与知识点 均能以一定概率对知识点 的研发成功产生促进作用 知识链的成熟标志是参与创新网络中的创新个体可集成出完整的知识链故知识链的成熟度可形式化定义为创新网络中所有创新个体已有知识点构成的集合大小与完整知识链全部知识点的集合大小之比即:/()图 知识链的链式结构式中:表示集合的大小创新网络的成熟度 定义为各创新个体所具有的知识集大小之和与各创新个体各自均具有完整知识链时全部知识点的规模大小之比即:()在基于创新网络的知识链构建过程中初始时期各创新个体具有一些零散的知识点创新个体的目的是在知识链成熟前通过知识转移和自主研发等创新活动使自身所具有的知识集价值最大化以奠定其在本领域的行业地位 在每轮创新活动中创新个体获得资本投入支持并开展如图 所示的 个活动包括:领域知识搜索、网络关系更新、知识转移定价、外部知识引进、自主知识创新、知识状态广播、网络关系再更新图 创新个体的创新活动序列.领域知识搜索根据图 的创新活动序列框图可知在开展新一轮创新活动时创新网络中的每个创新个体首先要对本领域的知识进行调研搜索、获取其它创新个体所具备的知识状态建立或更新其它创新个体的第 期蒋欣然等:面向知识链的竞争合作创新网络动态演化建模与仿真分析 知识状态表 获取更新某个创新个体的知识集状态信息是个概率事件其可能性与对此创新个体的关注度相关而关注度是一种单向关系定义其大小为关系强度 设 代表创新个体 对创新个体 的知识状态掌握情况即有:()()()()式中:为创新活动迭代轮数()为 轮迭代时创新个体 的知识集合 为信息更新的发生概率为创新个体 对创新个体 的关系强度.网络关系更新在完成创新网络调研后根据获得的其它创新个体的知识集状态信息更新对其它创新个体的关注度 信息时代的到来使得知识创新网络受地缘因素的影响相对较小创新个体可以通过互联网建立起跨越空间距离的创新网络 创新个体 对创新个体 的关系强度 由两方面因素决定:一是创新个体 在该领域的影响力/二是两个创新个体间相异的知识量 /考虑二者的综合因素即有:()/()相应地创新个体 对创新个体 的关系强度的可表示为()/()由式()、()可知 即强度关系是一种单向关系创新网络是非对称的有向关系网 同时其强度会随着创新个体所具有的知识集变化而发生动态变化.知识转移定价根据调研获得的知识集状态信息表对自身的知识点进行市场价值评估并以此作为给其它创新个体进行知识转移时的报价依据 设单个知识点的价值为 与该领域的市场规模 正相关并与具有该知识点的创新个体数量 负相关则第 个创新个体所具有的第 维知识点的价值可记为/()式中:为知识价值与市场规模的相关系数结构化知识指具有连续结构的知识点 如 均不为空则记为结构化知识 考虑到结构化知识的复合效应则一个具有连续()个知识点的结构化知识 的价值为()若有 个创新个体具有此结构化知识 则进行知识价值的同质化修正修正后的价值为 ()/()若创新个体 获得第 维知识后会对创新个体 造成同质化竞争则 不对第 维知识进行报价也不提供知识转移 同时通过知识引进方式获得的知识点不具有转移权只有自主研发出来的知识点具有转移权 定义网络开放度为:每个创新个体能给其它创新个体提供的知识点占所有个体对知识点需求总和的比率 其大小可反映出网络中知识流通的通畅程度 网络开放度的形式化表达如下:()()式中:创新个体 可对创新个体 出售第 维知识 创新个体 不对创新个体 出售第 维知识().外部知识引进为了形成完备的知识链每个创新个体都需要通过知识引进或自主研发对自身的空白知识点进行补充 而相比自主研发知识引进的成本低且确定性高故优先进行知识引进 设知识引进的成本为 代表第 个创新个体引进第 维知识需要花费的成本代价其值为多个知识提供方对该知识点价值评估报价的最低值 可引进的知识点其成本代价应该不超出可支配的累积资本(每轮创新活动固定投资 本轮未用完可累积)即可引入的知识点维度集合为 ()知识引进的知识点选择策略为优先考虑对创新个体价值增益最大的知识点即:()()式中:、分别为引入第 维知识点前、后创新个体 的价值对于同时有多家可提供所需知识点的情况先考虑价格当价格一样则优先选关系强度大的创新个体做知识引进 引进的知识只有使用权不能二次转移出售.自主知识创新自主知识创新是创新个体进行独立发现、发明、创造的自主研发活动 当出现以下两种情况没有其它创新个体能提供所需知识时则考虑通过自主研发实现空白知识点从 到 的自主知识创新 北京信息科技大学学报第 卷)领域空白知识点 即所有创新个体某一维的知识点均为空白以第 维为例即)竞争性知识 创新个体 引进 后形成的结构化知识 会与知识提供方 形成同质化竞争(、为结构化知识的左右边界与第 维知识点的距离)即作为知识提供方的创新个体 具有结构化知识 同时 且 假设自主研发单个知识点的成