产业共性技术扩散三阶段模型构建与仿真研究

苏 鑫,赵 越

(桂林电子科技大学 商学院,广西 桂林 541000)

摘 要:结合产业共性技术相关理论与技术扩散模型,以政府作用为调节变量,构建产业共性技术扩散的三阶段仿真模型,对产业共性技术扩散三阶段演化特征进行探讨,借助Matlab平台对主体采纳行为和共性技术扩散速度进行仿真,并以我国新能源汽车产业共性技术扩散为例对仿真结果进行实证检验。研究结果表明:产业共性技术扩散先后经历了权威决策、二次创新以及附随扩散3个阶段;产业共性技术扩散的企业采纳比例遵循“S”型曲线规律,而产业共性技术扩散速度出现了“上升—下降—再上升”的“N”型走势;直接采纳二次研发成果的企业,对产业共性技术扩散影响较大;政府在整个产业共性技术扩散过程中发挥关键作用,但在扩散不同阶段政府介入方式与程度会有所差异;二次创新投入比例与成功率影响产业共性技术扩散规模和速度;只有将产业共性技术转化成专有技术或新产品,才能实现共性技术有效扩散。

关键词:产业共性技术;技术扩散;二次创新;政府作用;仿真模型

Three Stage Model Building and Simulation Research of Industrial Generic Technology Diffusion

Su Xin,Zhao Yue

(Business School, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541000, China)

AbstractBased on the theory of industrial generic technology and technology diffusion model, the three-stage evolution simulation model of industrial generic technology diffusion was constructed by the government's role as the adjustment variable, then the paper analyses the evolution characteristics of the three stages of industrial generic technology diffusion under the condition of the government. The Matlab platform is used to simulate the subject adoption behavior and generic technology diffusion speed, and taking the diffusion of generic technology in China's new energy vehicle industry as an example, the simulation results are tested empirically. The results show that industrial generic technology diffusion has experienced decision authority, the second innovation, and attached diffusion three diffusion stage. The adoption ratio of industrial generic technology diffusion follows the "S" curve law, while the speed of industrial generic technology diffusion shows the "N" trend of "rising-falling-rising". Enterprises that directly adopt the results of secondary innovation have a greater impact on industrial generic technology diffusion. The government plays a key role in the process of technology diffusion, but at different stages of diffusion, the way and degree of government intervention will vary. The scale and speed of the industrial generic technology diffusion are affected by the ratio and success rate of the re-innovation. Only the transformation of industrial generic technology into proprietary technology or new products can achieve the effective diffusion of common technology.

Key Words:Industrial Generic Technology; Technology Diffusion; Re-Innovation; Government Function; Simulation Model

收稿日期:2019-03-20

基金项目:国家自然科学基金面上项目(71874040)

作者简介:苏鑫(1987-),女,黑龙江双鸭山人,博士,桂林电子科技大学商学院讲师,研究方向为创新扩散、系统仿真;赵越(1987-),女,河北秦皇岛人,博士,桂林电子科技大学商学院讲师,研究方向为产业经济学、创新管理。本文通讯作者:赵越。

DOI10.6049/kjjbydc.2018110053

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

中图分类号:F124.3

文献标识码:A

文章编号:1001-7348(2019)12-0071-09

0 引言

在全球技术战争不断升级的宏观背景下,产业共性技术已经成为推动新一轮经济增长的核心要素,而产业共性技术发挥作用的关键则是实现其有效扩散。1983年,“产业共性技术”一词出现在国家科技攻关计划中,之后的“九五”、“十五”、“十一五”时期的科技发展规划和国家科技计划相继出台了一系列加强产业共性技术发展的政策措施,自此产业共性技术在我国构建现代产业技术体系、加快转变发展方式、促进产业结构优化升级、增强自主创新能力和核心竞争力等关键环节发挥着不可替代的作用。尽管我国产业共性技术研发取得了一定成就,但产业共性技术扩散仍然处于初级阶段,产业共性技术创新研发本身对我国经济发展水平的提高是有限的,只有在一定时间内将产业共性技术研发成果,通过某种特殊的扩散渠道在产业间广泛传播并应用到产品生产过程中,才能最大限度地发挥其经济价值,提高产业核心竞争力,使我国在国际经济战场上占据优势位置[1]。从这个层面上讲,产业共性技术扩散应用比研发供给更重要[2],但由于产业共性技术扩散周期较长、扩散效率低,已经严重制约我国产业健康持续发展[3]。因此,2009年国务院在《关于发挥科技支撑作用的意见》中明确提出“加快产业共性技术和竞争前技术的扩散应用以及完善扩散机制”。那么,在推进我国产业共性技术扩散进程中,产业共性技术有何动态特征?扩散阶段是怎样的?在各个扩散阶段,促进产业共性技术扩散的关键是什么?

随着工业4.0概念的提出,全球科技发展进入了崭新的智能时代,工业4.0是在创新2.0环境中,基于智能及其共性技术调试融合支撑的颠覆性创新,智能制造及其共性技术调试融合已经成为全球科学技术发展新趋势[4],这对产业共性技术扩散提出了新要求。因此,加快共性技术扩散速度、拓宽扩散广度,构建“政、用、产、学、研、金、介”七位一体创新模式,推动产业共性技术二次创新,培育和发展我国战略性新兴产业,对于实现我国产业体系完善与发展具有重要意义。另外,为了深入贯彻《中国制造2025》,实现制造强国战略目标,《产业关键共性技术发展指南(2015年)》共确定优先发展产业关键共性技术205项。实现产业共性技术充分扩散,完善产业共性技术扩散演化机制,是加快产业共性技术升级的有效途径之一。

鉴于此,本文以产业共性技术扩散为研究对象,对产业共性技术扩散过程进行动态分析,并将政府作用纳入影响机制,建立产业共性技术扩散的三阶段模型并进行仿真分析,在此基础上以新能源汽车产业为例进行实证检验。一方面,通过建立三阶段模型描述其扩散过程,探讨产业共性技术扩散不同阶段的特征;另一方面,通过对产业共性技术扩散规模及速度的仿真分析,探索产业共性技术扩散的作用机制,并结合具体案例对仿真结果进行实证检验。

1 文献综述

鉴于产业共性技术发展在我国技术创新体系建设、提高自主创新能力及国际竞争力中的重要作用和支撑地位,学者们对产业共性技术发展相关领域进行了研究,本文从产业共性技术研究的内容、方法、成果与结论等方面对相关文献进行梳理。

(1)研究内容。学者们对产业共性技术的研究起始于产品的公共品属性,这也是产业共性技术扩散区别于其它技术、产品扩散的首要特征[5]。基于产业共性技术公共品属性,现有文献从不同方面展开研究,相关内容主要集中在产业共性技术特征、共性技术供给、扩散、创新平台以及政府作用等方面。其中,对于产业共性技术特征的研究,普遍认为产业共性技术是科学研究成果的最先应用,研究成果可共享给多个产业,能够通过企业进一步创新形成专有技术,具有外部性、风险性、复杂性和关联性等特征[6];针对产业共性技术供给的研究,主要聚集于研发主体[7]、供给模式[8]与供给体系[9]等方面;对于产业共性技术扩散研究则借鉴了技术扩散相关理论[10],结合共性技术特征,构建扩散模型[11],探讨扩散模式[12]与扩散机制[13],并分析共性技术扩散的网络效应[14];在创新平台相关研究中,有学者认为产业共性技术的外部性特征决定其技术创新平台要以“官”为指导、“产学研”协同发展[15]。因此,产业共性技术区别于其它技术研究的关键是强调政府的主导作用,政府作用下产业共性技术供给与扩散也是目前的研究热点[16, 17]

(2)研究方法。现有文献对于产业共性技术的研究仍属于起步阶段,研究方法尚不成熟,大致可以分为定性与定量两种。在定性研究方法中,以比较分析与案例分析居多,例如,杜国贞和肖广岭[18]对比分析了横向产业集群共性技术供给体系和纵向产业集群共性技术供给体系特征与结构,并结合具体案例提出,构建完善的产业共性技术供给体系必须考虑本地产业集群发展阶段和特点,尤其是不同产业集群类型在结构上的差异;刘宇等[19]基于协同创新三螺旋框架,将成都、绵阳与德阳作为案例,对3个地区的生物医药产业共性技术协同创新进行了比较分析,为产业共性技术协同创新体系研究与实践提供了有益参考。定量研究方法主要应用于产业共性技术测度、识别与选择方法以及扩散模型构建等方面,例如,樊霞等[20]采用共现分析法,基于平均技术共现率与平均技术共类指数两大指标,对生物技术领域的产业共性技术进行测度;张鹏等[21]采用专利信息分析法,骆正清和戴瑞[22]采用德尔菲法,分析了产业共性技术的识别及选择方法;邹樵[23]基于交易费用理论,采用SIR扩散模型,对产业共性技术扩散模型以及政府在扩散中的作用进行研究。

(3)研究成果与结论。基于产业共性技术相关研究可知,现有文献取得了一定成果,但不同学者的研究结论具有一定差异。在概念界定中,有学者从产业共性技术所处研发阶段的角度进行界定,认为产业共性技术是介于基础性研究与市场化开发之间的技术,处于产业创新体系的中间环节,是产业升级过程中的重要基础性技术[24];也有学者依据产业共性技术的影响范围进行定义,即产业共性技术是通过关联效应、示范效应和激励效应的作用广泛应用于一个行业或多个行业,并实现研发成果社会共享的通用基础性技术[25]。在产业共性技术供给研究中,周国林[26] 认为产业共性技术供给模式是研发联合体(产学研联盟研发组织),应是分时推进的一个动态匹配过程;卓丽洪和贺俊[27]将产业集群共性技术供给模式分为4类,即优势企业供给、集群企业技术联盟、共性技术平台供给和外部供给。在产业共性技术扩散相关研究中,大部分研究都将产业共性技术作为创新技术的一种,沿袭或改进了创新技术扩散研究理论与方法,其扩散模型的构建主要基于两个方面:以Bass模型为代表的宏观扩散模型[28, 29]和基于潜在采纳者个体采纳行为的微观扩散模型[30, 31]。在创新平台与政府作用的研究中,多数学者的研究体现了产业共性技术与其它创新技术的不同,并认为创新平台搭建与政府干预介入在产业共性技术供给阶段与扩散过程中均显示了极其重要的作用[32, 33]

综上所述,产业共性技术扩散跨越了行业与产业之间的界限,架起了基础研究与产品研发之间的桥梁,在技术转化为产品的过程中表现出承前启后的重要作用。现有文献对于产业共性技术扩散问题进行了探讨,但仍然有不足之处。一方面,多数文献对产业共性技术的概念界定、特征和内涵进行了分析,探讨了产业共性技术与其它创新技术的区别,并强调政府在产业共性技术扩散中的重要作用;另一方面,在扩散模式、扩散模型、扩散机制以及网络效应研究中,又强调了产业共性技术与其它创新技术的相似之处,即基于技术创新扩散一般规律理解产业共性技术扩散过程,尽管指出了不同之处,但并未进行有效区分。因此,只有在深入理解产业共性技术扩散独特性的基础上,结合技术创新扩散一般规律分析产业共性技术扩散的内涵,才能更好地揭示其扩散规律与扩散过程,从而实现产业共性技术快速且全方位的扩散。

2 理论基础与模型构建

2.1 理论基础

产业共性技术扩散过程中,企业二次创新过程较长,这是产业共性技术扩散困难的主要原因之一,也是与其它新技术、新产品扩散的区别之一。因此,产业共性技术并不能直接作为产品或技术投入市场进行扩散[34]。本文根据产业共性技术扩散不同阶段所表现的不同技术属性,依照纯公共品、准公共品以及市场品3个属性[35],将产业共性技术扩散划分为权威扩散、二次创新、附随扩散3个阶段,政府作用贯穿整个扩散过程,并且在不同扩散阶段指导作用侧重各异[36]。权威扩散也称为被动扩散,扩散的主要推动者是政府等权威部门,特点是无偿使用;二次创新主要推行者是大型企业、研究院所等具有科研能力的机构,主要特点是再创新;附随扩散是产业共性技术的商业化阶段,特点是针对性。

(1)权威扩散。产业共性技术的权威扩散也是一个选择过程,在这一阶段我国产业共性技术扩散表现为政府科技规划主导下的产业共性技术推广,扩散的主要特征是无偿性。尽管所有被无偿提供产业共性技术的企业产品和业务范围都不尽相同,但共同特点是这些企业的研发能力较强且其现有技术和产品与所提供的产业共性技术具有较高关联性。因此,这个选择过程是被动的,只有同时具备高度相关性技术和较强二次创新能力的企业、研发机构,才会被选择无偿提供产业共性技术,这一阶段政府起主导作用,是产业共性技术供给者,也是扩散初期的推动者。

(2)二次创新。二次创新是产业共性技术扩散区别于其它产品、技术扩散的主要特征之一[37]。采用产业共性技术的企业需要对该项技术进行针对性改造,使其形成满足企业自身特点的专有技术,科研单位与生产单位实行有偿合作、联合研发,结合企业需求对产业共性技术进行再创新。这一阶段的扩散特点是有偿转让,扩散渠道主要有“产、学、研”合作扩散,以项目为桥梁,实现产业共性技术供给与需求的单线对接。此时,产业共性技术扩散的实质是二次创新过程,研发成果对采用量变化起着决定性作用,政府作为纽带协助各单位衔接,搭建研发创新平台,提供制度保障,以技术研发补贴等方式确保产业共性技术二次创新的顺利进行,这一阶段政府主要通过构建产业共性技术创新平台为企业二次创新提供有力支持,此时政府同样发挥着重要作用。

(3)附随扩散。产业共性技术扩散到这一阶段时,表明真正进入到市场阶段,实现产业共性技术的商业化扩散。此时的扩散方式主要有两种:一是附随在企业的专有技术中,在技术市场进行交易,此时政府可以通过制定相关科技计划、实行技术补贴等方式调控技术市场;二是附随在具体产品中,在产品市场实现最终扩散[38],政府可以通过调节市场价格、制定产品政策等手段引导产品市场发展方向,此时政府是市场秩序维护者。因此,在附随扩散阶段,政府的作用仍不容忽视。

2.2 模型构建

为了研究产业共性技术在扩散过程中的特征和动态规律,以及不可或缺的政府作用对产业共性技术扩散产生的影响,本文在Mahajan扩散模型[39]的基础上引入政府作用系数,建立产业共性技术扩散三阶段模型。

Mahajan扩散模型有两个基本假设:

H1:总的可能采纳者数量和在时间t的累积采纳者数量之差与创新扩散速度成比例。

H2:当累积采纳者数量接近总的可能采纳者数量时,扩散速度下降。

由假设可得扩散模型:

(1)

其中,是在时间t的扩散速度;g(t)为扩散系数;为相关采纳者总数量;N(t)为在时间t的累积采纳者数;为t时刻潜在采用者数量;t∈[0,+)

产业共性技术独有的特性,决定了它不能像其它技术或产品一样可以依靠市场调节、竞争机制实现自由扩散。因此,根据上文对政府作用重要性的分析,模型中加入政府作用影响系数,探究政府作用如何影响产业共性技术扩散。

企业无论以何种方式、何种动机采用产业共性技术,其根本目的都是获取利润。因此,进一步假设:

H3:潜在采纳者在t时的采用成本为Pt,可得收益为gt;在t+1时的采用成本为Pt+1,可得收益为gt+1

目前,我国产业共性技术以引进为主,政府主导下研制为辅。无论是引进还是自主研发,产业共性技术都需要在国家统一科学技术规划下应用实施。在产业共性技术扩散初期,首先采用共性技术的企业行为主要包括两类:一类是在我国科技规划主导下的被动接受;另一类是预期收益明显的主动采用。因此,在产业共性技术扩散初期采用者比例为:

(2)

其中,f(xt)为在我国科技规划主导下t时被动接受的企业数量;f(yt)为t时预见明显收益并主动采用的企业数量;cˊ、m分别为产业共性技术扩散第一阶段,政府对被动接受企业与主动采用企业的作用系数。

选择企业的条件有:企业技术相关性;企业研发能力。只有同时具备以上两个条件的企业,才有可能被选入我国科技规划项目。

f(xt)=TijQ(qt)

(3)

企业技术相关性αTij表示:

(4)

其中,Cij为技术类别ij在所有专利中共现的次数;μijσij为共现次数在随机分布下的期望与标准差,由此判断企业与产业共性技术的技术相关性,只有具备相关性的企业采纳产业共性技术才有现实意义。企业研发能力b用Q(qt)表示:

(5)

其中,为t时刻企业研发人员占总员工比重,用研发人数/在职员工数计算;为研发人员薪酬比重,用研发人员薪酬/员工总薪酬计算;为研发支出比重,用研发支出/总资产计算;α1α2α3为系数。

同时具备技术相关性与研发能力的企业可表示为:

(6)

其中,i为产业共性技术的行业类别;j为不同行业的产业共性技术数量;Oij为第i个类别的第j项产业共性技术;Pij为第i个类别的第j项产业共性技术相关企业数量。

到了第二阶段:

(7)

(8)

其中,c是对进入二次创新阶段(t+1)企业的政府作用,主要包括补贴政策c1与搭建交流平台c2;D是产业共性技术二次创新成功系数;γ为综合作用系数,包括政府对未采用产业共性技术的初期作用系数cˊ与口头交流作用系数u;d是大众媒介信息传播作用系数,受大众媒介信息传播的影响,未采用产业共性技术的企业决定联合采用共同研发,且c>r>dcˊ>u,在一般情况下,信息流(口头交流、大众媒介信息)都呈现出随机性[40] ,因此,cˊ、d、u都为随机系数。

从模型中可以很明显地看出,二次创新阶段对产业共性技术扩散具有重要作用。如果二次创新失败,已采用的企业就会停止在第二阶段,扩散比例即为ft,整个扩散会倒退到第一阶段,并且相关采用者总数会变成1-ft。同时,无法对未采用产业共性技术的企业(1-ft)产生积极影响;如果产业共性技术二次创新成功,则整个扩散过程进入第三阶段——附随扩散,采用企业会对未采用企业产生重要影响,同时,产业共性技术会附随企业产品快速进入市场。

D=0,则:

(9)

D=1,则:

(10)

由以上模型可知,二次创新对产业共性技术扩散的广度、深度及速度起到了至关重要的作用,也可以说,二次创新阶段决定了产业共性技术扩散能否成功。从模型中可以看出,决定二次创新成功的关键是政府作用c。

第三阶段:产业共性技术扩散到这一阶段时,说明产业共性技术二次创新成功,并附随在企业产品中进入商品市场扩散到最终消费者。产业共性技术附随在企业产品中进入消费者市场有两种情况:①企业针对产业共性技术的二次创新制造出新产品,此时产业共性技术扩散与企业产品扩散是同步的;②产业共性技术的二次创新升级了企业旧产品,此时产业共性技术在企业产品扩散一定时间后,附随企业产品开始扩散。

同步附随扩散:企业产品扩散模型采用Bass模型:

P(t)=λM(t)

(11)

(12)

产业共性技术扩散模型:

F(t)=ηf(t)

(13)

(14)

其中,P(t)是在t时刻企业新产品的累计采用者数;M(t)为累积采用者比例;λ为市场潜在采用者数;F(t)为t时刻产业共性技术累积采用者数;f(t)为累积采用者比例;pqη为影响系数。

因此,附随扩散模型为W(t)=kM(t),其中,k=ηf(t)。因此,可求得产业共性技术附随扩散模型为:

W1(t)=ηf(t)M(t)

(15)

延迟附随扩散:

假设产业共性技术扩散比企业产品扩散延迟的时间是θ,则对于t时刻附随扩散模型所对应的最大市场潜力为t+θ时企业产品累积采用量,也就是P(t)(t+θ)。因此,延迟附随扩散模型为:

W2(t)=ηf(t+θ)M(t)

(16)

由以上模型可以看出,政府作用贯穿于产业共性技术扩散的始终,不仅全程参与了产业共性技术扩散,而且起到了巨大作用,甚至可以说,缺少政府作用的产业共性技术很难扩散成功,这是由于我国市场机制还不完善,技术发展还处于引进模仿阶段,能够主动进行产业共性技术研发的企业非常少,目前我国企业还不能像以美国为代表的发达国家一样,采用政府引导下的产业共性技术自主研发。这就要求政府参与并主导产业共性技术发展,并在外部失灵的情况下发挥政府的独特作用,完善扩散环境,加快扩散速度。

综上所述,在产业共性技术扩散初期阶段,对于那些预见明显收益(gt>pt,且gt+1>pt+1)就采用的企业,政府应该展示产业共性技术在企业发展中的基础性作用,让企业能够预见其未来价值,此时政府补贴政策对扩散的影响并不大,无论有无补贴政策,只要企业不能预见明显收益,企业就不会采用;政府更应该将注意力集中在信息供给上,搭建信息交流平台,尽可能为企业提供产业共性技术的价值信息;对于其它有能力但不愿采用的企业,政府提供补贴政策,将其纳入科技战略规划中,以此促进产业共性技术发展。在模型中,当cˊ>1、m>1时,政府作用会提高产业共性技术的采用者比例,从而使得f1(t)增大。而二次创新是产业共性技术扩散的关键,进入二次创新阶段后,政府作用主要是保证那些已采用产业共性技术的企业二次创新成功(D=1),此时政府再提供产业共性技术相关信息的作用已不大,政府应该重点搭建技术交流平台(c2>1),辅助补贴政策(c1>1);对尚未采用产业共性技术的企业加大相关信息提供(cˊ+u=r>1),提高媒介影响力(d>1)以及二次创新成功的企业对未采用企业的影响,从而提高产业共性技术扩散广度与速度。产业共性技术进入附随扩散阶段后,附随的产品进入市场,扩散到终端消费者,此时政府的作用是调控市场并维护秩序。

3 参数设置及仿真分析

本文在查阅大量文献及相关案例的基础上,对模型的参数设置如下:①采纳阈值。被动选择企业相较于主动采用企业接受创新程度较低,因此不愿采纳新技术,本文将其采纳阈值的均值设置为U~(0,1),将主动采用企业的采纳阈值设置略低,为U~(0,0.7);②政府作用系数。参照学者Rainer等[41]的设置,政府作用系数设置为0.8、0.5、0.3、0.2。被动选择企业是国家科技规划内的选择,因此,政府作用系数会高一些,为0.8、0.5、0.2。对于主动采用的企业来说,政府作用对其是辅助作用,因此,与被动采用企业相比而言要低一些,为0.5、0.3、0.2;③信息整合强度。在政府作用的影响下,被动选择企业相对于主动采用企业融合信息的强度更大,并且能快速掌握技术性能,因此,将参数设置为0.5。而主动采用企业在信息整合能力上相对较弱,但区别于其它技术,在国家科技规划指导下,充分考虑产业共性技术的无偿提供性,因此,将参数设置为服从(0.3,0.7)的均匀分布;④外部影响系数。以相关文献及实证结论为依据,将外部影响系数的参数值设置为0.002,也就是说,每一步数的时间会影响0.2%的企业。

本文利用Matlab软件对模型进行仿真分析,每种参数条件下的模型进行100次仿真,将其均值作为最终仿真结果,以最大限度地消除随机性对仿真结果的影响。仿真基于设置的基本参数,通过借鉴其他学者对于模型各项参数的设定思路,提炼出本文模型可借鉴的参数设置,基本参数及模型参数设置如表1、表2所示。

表1 基本参数设置

变量参数参数分布节点数N500迭代次数N.A.500采纳阈值分布(被动选择)Ui,min(0,1)采纳阈值颁布(主动采用)Ui,min(0,0.7)政府作用系数(被动选择)Fg,stp(0.8,0.5,0.2)政府作用系数(主动采用)Fg,act(0.5,0.3,0.2)信息强度(被动选择)Ii,stp0.5信息强度(主动采用)Ii,act(0.3,0.7)外部影响系数β0.002运行步数Run-times500

注:N.A.为Not Applicable,为缺省项

表2 模型参数设置

模型扩散阶段被动选择企业的采纳阈值分布主动采用企业阈值分布政府作用系数(科技规划)政府作用系数(主动采用)被动选择企业信息强度主动采用企业信息强度外部影响系数运行步数1P1U(0,1)U(0,0.7)0.80.50.5I(0.7,0.3)0.0025002P1U(0,1)U(0,0.7)0.80.50.5I(0.7,0.3)0.0025003P1U(0,1)U(0,0.7)0.80.50.5I(0.7,0.3)0.0025004P2U(0,1)U(0,0.7)0.50.30.5I(0.7,0.3)0.0025005P2U(0,1)U(0,0.7)0.50.30.5I(0.7,0.3)0.0025006P2U(0,1)U(0,0.7)0.50.30.5I(0.7,0.3)0.0025007P3U(0,1)U(0,0.7)0.20.20.5I(0.7,0.3)0.0025008P3U(0,1)U(0,0.7)0.20.20.5I(0.7,0.3)0.0025009P3U(0,1)U(0,0.7)0.20.20.5I(0.7,0.3)0.002500

鉴于产业共性技术对政府作用的特殊需求,为分析政府作用对产业共性技术扩散不同阶段产生的影响,本文共设置了9组对照模型,分别为不同的政府作用对产业共性技术3个扩散阶段规模与速度的影响。基于模型参数设置进行仿真,结果如图1、图2所示。

图1 在不同的政府作用下产业共性技术扩散比例

从图1可以发现,产业共性技术扩散的采纳比例遵循“S”型扩散曲线规律。具体来说,被动接受企业与主动采用企业都经历了采纳比例几乎停滞阶段,这表明产业共性技术不能直接进入市场进行扩散,而是要经过企业二次创新,将共性技术转化为企业专有技术或企业产品进入市场,其演化过程具有阶段性特征。具体来说,在扩散初期,主动采用企业对于共性技术的接受速度比被动接受企业更快,但二次创新的时间较长,最终扩散的比例比被动接受企业要小,产业共性技术扩散在被动选择企业情况下的扩散深度要在整体水平上高于主动采用企业的扩散。在科技规划项目下,国家向企业无偿提供产业共性技术以及相应补贴政策等,在研发形成企业专有技术或新的共性技术后,企业也要无偿提供其新的共性技术,同时伴有企业的新产品进入市场。而主动采用企业在经历二次创新后,无论产业共性技术形成新产品或新技术,都是企业研发专利,因此,扩散深度并不大。从潜在采用者扩散比例来看,前期阶段并没有采用产业共性技术,而是在经过二次创新阶段后,直接以新产品或新技术的方式,采纳产业共性技术,这反映了大部分企业都不愿承担风险对产业共性技术进行二次创新,宁愿付出相应的专利费用,或直接采用产业共性技术相关产品。

图2 在不同的政府作用下产业共性技术扩散速度

由图2可知,产业共性技术扩散速度出现了“N”型曲线,之所以出现这种 “上升—下降—再上升”的扩散速度趋势,是由产业共性技术扩散初期的政府作用和第二阶段的二次创新所决定的。产业共性技术的初期扩散实现后,企业要结合自身需求对产业共性技术进行二次创新,主要分为两类:①合作研发。企业与科研单位之间开展有偿合作,委托科研院所针对企业需求对产业共性技术进行二次创新,科研院所向企业有偿转让科技成果。企业与企业之间联合开发,主要以项目合作开发为主;②独立研发。产业共性技术在企业部门之间扩散,并在不同部门交叉融合形成企业专有技术。我国在技术发展上正处于从引进、模仿、消化到自主创新的过程中,因此,无论是合作研发还是独立研发,企业对产业共性技术的二次创新在技术和环境上都很难成为主导力量,这就需要我国政府发挥主导作用,实现产业共性技术再创新。从图中可以看出,被动接受企业的二次创新周期相比主动采用企业短,即使在二次创新阶段,扩散速度也绝对大于主动采用企业。但在扩散的前期阶段,主动采用企业比被动接受企业快,由此可知,预见产业共性技术的未来利益对其扩散速度有很大影响,因此,可以提供产业共性技术相关预期利益信息,以提升其扩散速度。另外,可以看出,当二次创新阶段结束后,产业共性技术扩散速度非常快,说明产业共性技术以多种形式同时扩散,不仅可以增加采纳比例,同时可以提高扩散速度。

4 新能源汽车产业共性技术扩散案例分析

新能源汽车产业作为我国重要的战略性新兴产业离不开共性技术支持,新能源汽车产业若想获得长远发展,需要持续的共性技术研发与供给并不断进行二次创新,最终通过产品创新实现商业化。新能源汽车产业共性技术扩散过程是一个动态的复杂过程,包括权威扩散、二次创新以及附随扩散3个阶段。

(1)从供给到采纳的权威扩散阶段。这一阶段,政府对我国新能源汽车产业共性技术扩散起主导作用,主要负责新能源企业共性技术研发与供给。新能源汽车共性技术创新主要包括电池技术(如锂电池动力电池技术)、电机技术(如永磁同步电机、交流异步电机等驱动电机技术)、电控技术(如动力总成控制系统)等技术的研发,这些技术研发难度大且风险高,若将企业作为新能源汽车的共性技术研发主体,则其失败可能性很大。因此,在这一阶段我国由政府出面,凝聚社会各方顶尖科研力量对新能源汽车共性技术进行研发。政府作为主要资金供应方并承担主要风险,分析新能源汽车共性技术的发展需求与研发方向,攻克难关,对基础性关键共性技术进行供给并促进企业采纳,为新能源汽车企业二次研发打下坚实基础,降低企业技术创新风险。

(2)从采纳到适应的二次创新阶段。这一阶段,新能源汽车企业将采纳的关键共性技术与自身原有的技术相融合进行升级换代,升级换代也就是企业二次创新过程,其目的是提高共性技术适应性。由于新采纳的新能源汽车关键技术需要一定的适应期,若企业直接采用则很有可能导致转型失败,这时便体现了二次创新的重要性。例如比亚迪公司结合新能源汽车关键技术,通过二次创新自主研发了混合动力控制技术,生产的混合动力汽车较纯电动汽车更容易被大众接受,有利于新能源汽车共性技术扩散。在企业二次创新过程中,政府起中介作用,通过搭建平台促进企业交流与合作,提高二次创新效率与扩散速度。2018年3月,我国成立国家新能源汽车技术创新中心,共建方包括北汽集团、比亚迪、吉利、中科院电工所、清华大学等多家企业、大学与科研机构,技术中心构建为新能源汽车共性技术创新与扩散提供了良好平台,政府对二次创新成果扩散虽无法主导,但其中的中介及引导作用不容忽视。

(3)从适应到融合的附随扩散阶段。这一阶段,新能源汽车共性技术真正进入市场,附随产品实现商业化扩散。从目前我国新能源汽车产业实际情况来看,虽然部分关键共性技术在国际上具有领先优势,但国内大多数公司只注重知识产权获得,而缺乏对共性技术科技攻关成果的转化与推广,使得国内整车销量并不理想,影响共性技术随产品的附随扩散效果。在我国新能源汽车生产企业中,比亚迪公司是利用新能源汽车共性技术进行产品创新较为成功的企业,公司在对共性技术二次创新的基础上,推出了自主研发的E6和秦系列等创新产品,这些汽车是利用关键共性技术并参照莲花Elise跑车的设计加以改进而生产出来的市场所需的整车产品,从而实现了关键共性技术在产品中的附随扩散。在附随扩散阶段,政府可以通过调节市场价格、制定产品政策等手段掌控产品市场发展方向,此时政府是市场秩序维护者,通过政府激励促进共性技术与产品的有效融合。

综上所述,在新能源汽车产业共性技术扩散过程中,二次创新是关键,是突破新能源产业发展瓶颈的关键所在,同时,搭建新能源汽车共性技术创新平台有利于提升二次创新成功率并促进共性技术二次创新成果扩散。另外,鉴于我国新能源汽车整车销量不理想的现状,应加强创新产品推广与应用,只有将共性技术转化为专有技术或新产品,共性技术才能得以有效扩散。因此,政府应为二次创新及产品创新提供政策支持,给予主动采纳企业政策补贴,通过构建平台加强二次创新并促进二次创新成果扩散,利用相关措施维护市场秩序并促进创新产品销售与推广。新能源汽车产业共性技术扩散实证分析结果与上述仿真结果具有较强的一致性,说明仿真结果具有合理性。

5 结语

5.1 结论

以Mahajan扩散模型为基础,本文建立了产业共性技术扩散仿真模型,并应用Matlab软件平台对产业共性技术扩散过程进行仿真分析。同时,从以下几个方面对仿真模型作出了进一步拓展:首先,建立了产业共性技术扩散三阶段模型,并指出了二次创新在产业共性技术扩散中的重要作用;其次,通过调整政府作用系数,应用三阶段模型模拟企业在不同政府作用情境下的采纳行为,并对产业共性技术扩散速度进行仿真,得出以下结论:

(1)产业共性技术扩散的采纳比例遵循“S”型扩散曲线规律。从采纳比例仿真图可以发现,在产业共性技术扩散初期,企业采纳比例较低,原因是采用产业共性技术的风险较大,而且需要对其进行二次创新才能进入市场,投入较多,获得收益较慢,但随着政府对产业共性技术扩散的一些补贴政策的实施,使得采纳产业共性技术的不确定性降低,越来越多的企业开始接受并愿意采纳,尤其是潜在采纳企业的采纳数量会迅速增加。但随着企业采纳比例增加到一定程度后,扩散速度会逐渐降低直至扩散停止。由此可见,在产业共性技术整个扩散过程中企业采纳比例的动态变化形成一条“S”型扩散轨迹。

(2)产业共性技术扩散速度曲线出现“上升—下降—再上升”的“N”型走势。在产业共性技术扩散初期,政府科技规划主导产业共性技术推广,在政府作用下一些企业开始主动尝试,扩散速度会有一个短时间的上升过程;但在共性技术采纳后,企业要结合自身需求对产业共性技术进行二次创新,二次创新过程也是对共性技术的再创新过程,就是通过有目的、主动性的学习获得知识应用,实现共性技术改造与升级,二次创新的难度使得产业共性技术扩散速度出现下降趋势;而当二次创新阶段结束后,产业共性技术扩散速度非常快,说明产业共性技术以多种形式同时扩散,此时产业共性技术扩散速度会提高。由此可见,在产业共性技术整个扩散过程中扩散速度的动态变化形成一条“N”型扩散轨迹。

(3)直接采纳二次研发成果的企业,对产业共性技术扩散影响较大。从产业共性技术扩散的采纳比例图可以看出,影响产业共性技术扩散采纳比例较大的群体并不是最初采纳产业共性技术并对其进行二次创新的企业,而是直接采纳二次创新成果的企业;从扩散速度仿真图可以发现,潜在采纳企业在中期的扩散速度明显上升,并且扩散速度会逐渐超过被动接受企业与主动采纳企业。因此,在产业共性技术扩散过程中,应该对直接采用二次创新成果的企业给予更多关注,并且政府也要对主动采纳企业在相关政策上予以适当政策支持。

(4)政府在整个产业共性技术扩散过程中发挥关键作用,但在不同扩散阶段,政府介入方式与程度会有所差异。具体来说,在权威扩散阶段,产业共性技术扩散表现为政府科技规划主导下的产业共性技术推广,政府是产业共性技术的主要供给者,此时政府对于产业共性技术扩散起着绝对主导作用;在二次创新阶段,政府通过构建产业共性技术创新平台,为采纳企业的二次创新提供有力支持,创新平台构建有利于提升二次创新成功率,并促进产业共性技术二次创新成果有效扩散,此时政府对于产业技术扩散发挥着重要的中介作用;在附随扩散阶段,政府主要通过实施技术补贴等方式调控技术市场,并通过调节市场价格、制定产品政策等手段掌控产品市场发展方向,此时政府是市场秩序维护者,对于产业共性技术扩散具有一定的调节作用。

(5)二次创新的投入比例和成功与否影响产业共性技术扩散规模及速度。在产业共性技术扩散过程中,只有提高二次创新质量,才能真正促进产业共性技术采纳比例增加,产业共性技术科技规划项目的提出以及二次创新的合理投入,可以扩大扩散规模、提高扩散速度。同时,在产业共性技术扩散的二次创新过程中,研发交流平台尤为关键,产业共性技术的二次创新失败后,其采纳比例几乎停止,企业遇到风险会自动规避,很难再进一步扩散,二次创新的投入比例及成功与否决定了产业共性技术扩散深度。因此,在追求二次创新速度的同时更要获取成功率,提高研发质量。

(6)只有将产业共性技术转化成专有技术或新产品,才能实现产业共性技术有效扩散。产业共性技术创新的最终目的是实现商业价值,因此,必须将共性技术与产品实现有效融合,在二次创新的基础上进行产品创新,这样共性技术才能附随在产品中得到有效扩散并实现价值创造,其影响范围也会迅速扩大,将极大提高产业共性技术在我国经济增长中的作用。政府则可通过宏观调控规范市场,并通过激励手段促进创新产品销售与推广。

5.2 理论贡献与展望

(1)探讨了产业共性技术扩散过程中不同阶段的特征。现有文献对于产业共性技术的特征进行了分析,但大多是基于产业共性技术本身属性进行探讨,对于产业共性技术扩散的特征缺乏较为深入的研究。本文基于共性技术特征,将产业共性技术扩散分为权威扩散、二次创新扩散与附随扩散3个阶段,对不同扩散阶段参与主体行为、相互作用方式进行深入探讨,并分析政府在各个阶段的关键作用,对于产业共性技术扩散问题的深入研究具有一定的理论意义。

(2)构建并完善了产业共性技术扩散模型。现有文献大多基于一般技术创新扩散的基础模型(BASS模型)构建产业共性技术扩散模型,虽然有学者进行了一定改进,但未能体现产业共性技术扩散的阶段性特征。本文在讨论产业共性技术扩散阶段性特征的基础上,结合BASS模型和主体行为采纳的阈值模型,构建产业共性技术扩散的三阶段模型,进一步完善了产业共性技术扩散模型研究,具有一定的学术价值。

(3)剖析了产业共性技术扩散路径及其影响机制。现有文献认同产业共性技术扩散比例遵循“S”型曲线规律,但相关研究并未针对不同采纳决策类型企业的扩散情况进行深入探讨。本文基于三阶段扩散模型,分别对主动采纳企业、被动采纳企业与潜在采纳企业的采纳比例以及扩散速度进行动态仿真,并基于仿真结果进行对比分析。另外,现有文献大多对产业共性技术扩散的政府作用进行探讨,而对于产业共性技术扩散其它影响机制(如二次创新作用)的分析较为缺乏,本文基于产业共性技术扩散过程中企业采纳比例及扩散速度的模拟仿真结果,全面剖析了产业共性技术扩散的影响机制,为如何实现产业共性技术全方位快速扩散提供了理论参考。

本文基于产业共性技术扩散的三阶段模型进行仿真分析,对企业采纳产业共性技术比例和扩散速度的变化情况进行了动态模拟,探索产业共性技术扩散过程及其影响机制。但研究仍存在一定的局限,如难以仅通过模拟仿真对产业共性技术扩散问题进行精确分析,且由于数据获取难度及参数设置限制,研究结果与现实状况可能存在一定差异。因此,下一步研究应将理论与实际进一步结合起来,即在理论研究的基础上进行更多实地调研,并获取大量可靠数据,进而依据产业共性技术的共享性、再创新性以及超前性等特征进行产业共性技术扩散过程的独特性分析,从而提出具体的指导性意见与建议,使得理论和实践结合得更加紧密。

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(责任编辑:万贤贤)