复杂动态环境下产业集群创新中的群体知识协同行为模型构建

随着知识经济的到来，经济全球化的深入发展，以及大数据、互联网+、云计算、物联网、工业4.0等科技的日新月异，使得产业集群创新活动呈现出复杂性、动态性、多维性等特点，给集群企业带来了发展机会，同时也带来了危机。在这种情况下，为了保持持久竞争优势，产业集群创新主体之间在知识创造过程中，在时间、空间等维度上通过“并行”或“串行”的协同交互(即知识协同行为)，可以达到协同、有序状态，从而产生更多创新成果。在复杂动态环境下，知识协同行为(Knowledge Collaboration Behavior，KCB)是进行产业集群创新活动的有力支撑，因而对于产业集群创新具有重要意义和价值。但是，在日益复杂多变的竞争环境下，产业集群创新活动中的创新主体如何通过知识协同行为促进创新绩效提高进而获得竞争优势？产业集群创新活动中知识协同行为的运行机制是什么？产业集群创新活动中知识协同行为模型如何构建？等等，已有研究对此缺乏深入、系统的探讨。基于此，本文在分析产业集群创新与群体知识协同行为耦合规律的基础上，提出并构建复杂动态环境下产业集群创新中的群体知识协同行为模型(CDE-I-KCBM)。

1 相关概念

1.1 复杂动态环境

关于复杂动态环境，众多学者从不同角度进行了探讨。Robbins[1]指出，复杂动态环境即环境要素变化速度快且变化方向难以预测的环境。Moore[2]认为，复杂动态环境是指企业面临的复杂多变的动态竞争环境，在这种环境下，企业发展已经成为多个参与主体共同进化 (Co-evolution) 的复杂动态过程；Lindsay[3]也指出，在复杂环境下，集群内知识创造和传播呈现出协同进化(coevolution)和自组织(self-organization)的特点；Carayannis等[4]指出，复杂动态环境是指企业面临的一种高度复杂的环境，在这种环境中，企业发展在于成功的战略合作(strategic partnering)，而不再是直面的竞争(outright competition)；Pellissier[5]认为，复杂动态环境是由多种因素造成的环境(包括政治因素、经济动荡、技术、知识经济、全球变暖和可持续性、全球化和不规范市场等方面)，是由外部复杂性和内部复杂性双重因素形成的复杂环境；周晓东等[6]认为，复杂动态环境是指组织在发展过程中所面临的环境要素变化方向不确定、需求难以预测的动态环境；邓少军[7]、王欣[8]认为，复杂动态环境是指由于外部环境因素(如经济全球化、科技快速发展、金融危机等)的影响，企业所面临的日益严峻和复杂甚至给企业带来危机的环境，这种环境对组织创新活动会产生一定影响。

综上所述，复杂动态环境(Complex Dynamic Environment，CDE)涉及以下几个方面：①复杂动态环境是一种不确定性环境；②复杂动态环境具有变化速度快和难以预测的特点；③复杂动态环境对组织创新活动会造成一定影响。

1.2 产业集群创新

关于产业集群创新(Industrial Cluster Innovation，ICI)，不同学者给出了不同解释。Porter[9][10]指出，产业集群创新是指由若干垂直关联和水平关联相交融而形成的集群，通过集群内主体互动进而提高竞争优势的创新性活动；Sandee等[11]认为，产业集群创新是一个集群内企业协同化创新的过程，通过集群内企业间协同化创新，可以共同抵御来自集群外的风险。该观点体现了产业集群创新的“协同化”特点；Holbrook等[12]认为，创新是一个区域内产业集群获得竞争优势的强有力源泉；Cincinnati[13]指出，产业集群创新是在产业集群内进行的创新性活动，这些创新活动有利于提高生产力和促进经济增长；Oyelaran-Oyeyinka等[14]认为，产业集群创新是指处于产业集群内的公司和机构之间通过建立正式或非正式网络进行创新合作与互动的过程；魏江[15]认为产业集群创新是在由核心网络、辅助网络和外围网络等3个层次的网络构成的集群创新系统中进行的创新性活动；王缉慈[16]指出，产业集群创新是指具有共性、互补性、地理上邻近特性的企业、机构通过信任和合作进行的创新活动；徐维祥等[17]认为，产业集群创新是指在地理上邻近且相互关联和明确分工的主体在一定区域内进行的创新性活动。

综合上面分析可以看出，产业集群创新(ICI)是集群内主体以获得竞争优势为目标，整合产业链各力量(生产要素提供商、服务提供商、产品分销商等)，在政府机构、高等教育机构、研究院所、金融机构、中介机构等支撑下进行的多主体协同参与的创新性活动。随着经济全球化的深入发展，以及大数据、互联网+、云计算、物联网、工业4.0等科技的日新月异[18-20]，产业集群面临的竞争环境日益复杂、多变，使得产业集群创新活动呈现出复杂性、动态性、多维性等特点。

1.3 知识协同行为

关于知识协同行为，不同学者从不同角度、不同层面进行了阐释。Anklam[21]认为，知识协同行为是指企业在不同类型实践社区，通过众多主体之间的合作、共享等创造新知识的过程；Ohira等[22]认为知识协同行为是指团队成员之间形成的网络化协同合作行为；Gloge[23]指出，知识协同是指将合适的信息(right information)在合适的时间(right time)传递给合适的人(right people)并创造新知识的过程；陈昆玉等[24]指出，知识协同是指企业通过整合组织内外知识资源，使知识创造的整体效益大于各部分总和的行为；Grabher等[25]认为，知识协同行为可以产生比实体空间更加独特的技术机会(unique technical opportunitis)和社会动力(social dynamics)；Gao等[26]指出，知识协同活动不仅可以提高知识合作效率，还可以增加智力资本和社会资本价值，因而成为改善组织知识管理的重要战略举措(strategy measure)；樊治平等[27]指出，知识协同是以知识创新为目标，由多个拥有知识资源的行为主体协同参与的知识活动过程。此外，佟泽华[28-29]指出，知识协同行为是指在知识创新过程中，知识主体之间通过并行或串行协同工作，在恰当的时间和场所创造出恰当的知识并传递给恰当的对象，从而使创新活动趋于有序的协同合作行为。在复杂动态环境下，通过知识主体之间的知识协同行为可以提高竞争优势，以适应日益复杂的竞争环境[24] [30]。

综合上面分析可以看出，知识协同行为(Knowledge Collaboration Behavior，KCB)是以获得竞争优势为目标，知识主体(参与知识创新的企业、机构以及人员)、知识客体(指知识主体操作的知识对象)、环境等达到的一种在时间(维度)、空间(维度)上有效协同的状态，创新主体之间并行(Parallel)或串行(Serial)地协同工作，实现在恰当的时间和场所(实体或虚拟场所)，将恰当的知识传递给恰当的对象，并使创新活动趋于有序的过程。但是，需注意的是，在复杂动态环境下，创新活动中并不只是存在知识协同行为(KCB)，同时还存在非知识协同行为(Non Knowledge Collaboration Behavior，NKCB)，这些非知识协同行为可能是个体层面或团队层面的，也可能是正式或非正式的，发生的程度可能或强或弱，还可能是良性或恶性的，在一定条件下会发生NKCB与KCB之间的相互转化[29]。因此，在复杂动态环境下，如何发挥知识协同行为的优势，并使非知识协同行为(NKCB)向知识协同行为(KCB)转化成为组织亟待解决的重要课题。

2 复杂动态环境下产业集群创新(ICI)与知识协同行为(KCB)耦合分析

2.1 复杂动态环境下ICI与KCB要素耦合

一些学者对复杂动态环境下产业集群创新的影响因素进行了研究。Pellissier[5]指出，在复杂动态环境下，环境因素是组织创新活动的一个重要影响因素，同时强调，能力、活动、技术、资源是创新活动重要的信号识别模式(signaling patterns)；曹群[31]指出，产业集群创新涉及环境、创新主体、创新资源、基于价值链的产业联系等要素；Handayani[32]认为，组织的人力资本、产品市场和社会资本以及技术、政策制度等都会对产业集群发展产生一定影响；Porter[10]指出，地理、文化和制度邻近为群内企业提供了特殊的途径和更密切的关系，并形成了垂直或水平的网络结构。

另外一些学者对复杂动态环境下知识协同行为的影响因素也进行了研究。胡昌平等[33]认为，知识协同活动涉及人力、技术、资源和流程等4个要素；佟泽华[28]指出，在动态环境下，知识协同涉及环境、知识主体、知识客体、时间等4个要素，其中，环境是影响知识协同活动的重要因素；盖玲等[34]认为，知识协同涉及流程、制度、资源和技术等要素；吴悦等[35]指出，知识协同强调利用一切相关外围环境因素(如政府、中介机构等)的支撑作用；佟泽华等[29]还指出，在复杂动态环境下，环境对知识协同行为有着重要影响，甚至会使知识协同行为(KCB)向非知识协同行为(NKCB)转化。

综合上面分析可以看出，复杂动态环境下的产业集群创新活动和知识协同行为都涉及环境、文化、网络、制度等要素，如图1所示。

2.2 复杂动态环境下ICI与KCB目标耦合

在当今日益复杂的竞争环境下，产业集群创新(ICI)和知识协同目标存在密切的关联关系。Morosini[36]指出，产业集群发展以知识创造为目的，通过对知识(显性或隐性知识)的挖掘，使得集群企业获得独特竞争优势(unique competitive advantages)；李勇[37]认为，产业创新活动是指ICI主体通过互动学习，增进信任从而加快知识交流与创新，以获得竞争优势为目标的动态过程；吴结兵[38]指出，产业集群的网络化创新活动以提高产业集群在动态竞争环境下的竞争优势为目标。

关于知识协同行为的目标，一些学者也进行了研究。李丹[39]指出，知识协同是企业在协同化环境下，融合多种资源(组织内部和外部)，并最终为企业战略发展和获得竞争优势服务的动态过程；柯青等[40]认为，企业通过知识协同可以加强知识的共享、交互和激活，提高知识创新速度和效率，从而提高企业在动态环境下的竞争力；李全喜等[41]在研究供应链知识协同时指出，供应链相关主体通过互惠互利的知识协同活动，有利于提高供应链整体竞争优势；Gao等[26]也指出，知识协同具有战略价值，是改善组织知识管理的重要战略举措。

由上面分析可以看出，无论是产业集群创新还是知识协同，都以服务于发展战略和获得竞争优势为最终目标(如图2所示)。

2.3 复杂动态环境下ICI与KCB过程耦合

一些学者对复杂动态环境下产业集群创新过程进行了探讨。Oyelaran-Oyeyinka O 等[42]认为，产业集群创新是根据外部环境需求，以获得竞争优势为目标，在产业集群内各参与主体之间进行的创新合作与互动过程(通过建立正式或非正式网络来支持生产和创新)；曹群[31]指出，产业集群创新从本质上讲，是集群内企业为了不断适应外部复杂竞争环境变化(会产生产业集群创新需求)，利用纵横交错的供应链网络进行知识整合，进而产生产业集群创新成果的过程。

关于知识协同行为过程，一些学者进行了相关研究。李丹[43]认为，企业(群)知识协同是一个包括酝酿(形成需求)、形成(选择合适的合作伙伴)、运行(知识的集聚、共享、创新)、终止(完成目标)等阶段的动态过程；吴悦等[35]也指出，知识协同是一个包括准备阶段、运行阶段、终止阶段等3个阶段的动力学过程；佟泽华[28][29]指出，知识协同行为是一个在外部或内部环境影响下，从知识协同需求到知识协同活动(具体通过知识主体之间形成的知识网络实现)，再到知识协同成果的三阶段过程，而复杂动态环境恰恰是产生KCB需求的源动力。

通过上面分析可以看出，在复杂动态环境下，产业集群创新、知识协同行为都是一个从需求到具体活动再到成果的三阶段过程，如图3所示。

3 模型构建

3.1 模型架构

本文构建了复杂动态环境下产业集群创新中的群体知识协同行为与机制模型(Knowledge Collaboration Behavior Model of Industrial Cluster Innovation in Complex Dynamic Environment,CDE-I-KCBM)，如图4所示。可以看出，模型包括产业集群创新系统、知识协同行为(系统)、产业集群创新环境等几个部分，这几个部分相辅相成，共同构成了比较完善的CDE-I-KCBM模型。同时还可以看出，CDE-I-KCBM模型与前面的耦合规律之间是分化(通过分析复杂动态环境下的要素耦合、目标耦合和过程耦合予以分化)与整合化的关系(对复杂动态环境下的要素耦合、目标耦合和过程耦合进行有效整合、细化和系统化)。

3.2 模型分析

3.2.1 模型(CDE-I-KCBM)的核心系统——产业集群创新(ICI)系统

产业集群创新系统是模型的核心部分，它描述了产业集群不同创新主体之间通过相互协作(水平协作和垂直协作)完成集群创新活动的过程。从图中可以看出，产业集群创新活动是一个从ICI需求到ICI活动再到ICI成果的3阶段过程。

(1)ICI需求是指产业集群发展过程中产生的需求，其来自于外部环境变化，具体包括国家宏观环境、区域和行业中观环境、微观环境3个方面：①国家宏观环境(社会、文化、经济、政治、自然等)变化对产业集群创新需求有着重要影响，当国家宏观环境变化较大时必然产生较大的产业集群创新需求(带来较多机会和挑战)；②区域中观环境变化对产业集群创新需求产生比较直接的影响，区域环境不同于国家宏观环境，对于某个区域来讲，在满足国家宏观政策要求的情况下，会制定适用于区域环境的一些政策，这些区域政策的制定或变化必将对处于该区域的产业集群创新活动产生一定影响。此外，产业集群创新活动还会受“行业中观环境”的影响，如行业政策改变可能对产业集群创新有一定影响；③微观环境变化。微观环境是由产业集群最为相关的企业、机构等形成的环境，包括竞争对手(集群内外)、供应商、服务商、合作企业、合作科研院所、合作高校机构等，当这些微观要素发生变化时，会产生最为直接的产业集群创新需求。

(2)ICI活动是指产业集群创新主体之间进行的互动性、共赢性创新活动。产业集群创新的参与主体(创新主体)涉及3个层次：①核心(创新)层。包括集群内核心生产企业、上游企业、下游企业等形成的垂直网络，以及由集群内核心生产企业、群内合作企业、群外合作企业等形成的水平网络。核心(创新)层是直接参与ICI活动最为核心的主体，因而也发挥了最重要的作用；②辅助(创新)层。包括参与ICI活动的大学(高等教育机构)、科研院所等。该层在ICI活动过程中发挥辅助作用(有时辅助层也发挥重要作用，尤其是当集群企业自身创新能力不足时)；③外围(支撑)层是指由ICI活动中起支撑作用的机构所构成的层次，包括政府机构、中介组织、金融机构、服务机构等。需注意的是，外围层中的相关机构等并不直接参与ICI活动，但发挥重要支撑作用，并产生信息流、数据流、资金流等。

(3)ICI成果是指产业集群创新活动中创新主体之间协同合作而产生的创新成果(如专利等)。显然，在复杂动态环境下提高产业集群创新活动中各创新主体(包括个体、团队或组织等不同层面的主体)环境适应能力，有利于提高ICI成果质量和产出速度。

3.2.2 模型(CDE-I-KCBM)支撑系统——知识协同行为(系统)

知识协同行为(系统)是产业集群创新系统的支撑系统。ICI活动从本质上讲，是一种群体知识协同行为(可能是个体层面或团队层面，内部或外部，正式或非正式，强或弱，等等)，合理有效的知识协同行为会有力地促进ICI活动的完成。此外，在产业集群创新活动过程中，并不只存在知识协同行为(KCB)，同时还存在非知识协同行为(NKCB)，二者之间在一定条件下会发生转化：①由NKCB到KCB的转化。当合理的规制发挥作用时，就会发生由NKCB到KCB的转化。例如，通过创新活动中建立的正式规制促进创新主体之间的非知识协同行为向知识协同行为转化，或通过非正式规制促进个体层面知识协同行为的进行，又如通过合理的反馈机制及时有效地将阶段性创新结果反馈给创新主体，以利于非知识协同行为向知识协同行为转化；②由KCB到NKCB的转化。当产业集群创新主体面临的环境发生扰动(宏观环境扰动、中观环境扰动以及微观环境扰动)时，会产生由KCB到NKCB的转化。例如，当发生宏观环境扰动、中观环境扰动或微观环境扰动时，基于利益的考量，某些创新主体之间可能会发生由KCB到NKCB的转化(甚至产生恶性非知识协同行为)[44]。此时应采取有效措施，如前面提到的合理规制，避免由KCB向不利的NKCB(恶性NKCB)转化。

另外，从图中可以看出，共享知识库是在复杂动态环境下产业集群创新主体之间的KCB产生的成果。共享知识库可以供创新主体共享，从而有力地促进产业集群创新。共享知识库是参与产业集群创新活动主体隐性知识显性化的成果，并为进一步的知识协同活动服务。当产生新的知识协同成果时，又存入共享知识库中。因此，共享知识库具有动态性，并不断累积、更新，从而为复杂动态环境下ICI活动提供有力的知识支撑。

3.2.3 模型(CDE-I-KCBM)环境分析

模型环境涉及外部环境和内部环境：①外部环境包括国家宏观环境、区域/行业中观环境以及微观环境(如集群外竞争对手企业等所构成的环境)。这些环境变化是产生产业集群创新需求的根本原因，也是产业集群创新主体进行KCB的动力和源泉。外部环境将直接或间接影响CDE-I-KCBM模型的运行；②对于内部环境而言，涉及软环境和硬环境。软环境是指与ICI文化、制度等相关的软性环境，在产业集群创新过程中发挥着重要作用；硬环境一般是指为产业集群创新提供各种有利条件的硬件设施、设备等，可以提高产业集群创新的便利性、效率和准确性等。需注意的是，软环境和硬环境是相辅相成、相互促进的。

可以看出，对于产业集群创新活动中的创新主体而言，一方面，需要提高ICI主体对外部环境复杂性和环境扰动的有效分析能力；另一方面，ICI主体需要构建良好的内部环境，包括硬环境，如支持创新活动的硬件设施等，以及软环境，如构建良好的文化环境等，从而促进产业集群创新绩效提高，并产生更多创新成果。

3.2.4 模型(CDE-I-KCBM)中知识协同能力位势(差)分析

从图中可以看出，对于产业集群主体而言，较强的知识协同能力有利于提高产业集群创新绩效。但是，在复杂动态环境下，产业集群创新主体自身的知识协同能力位势 (所处水平)与外部环境所要求的知识协同能力位势存在差异。这种差异可以用知识协同能力位势差(Difference of Knowledge Collaboration Capability Potential，DKCCP)描述。DKCCP=KCCPI-KCCPE，其中，KCCPI表示集群内部知识协同能力位势，KCCPE表示外部环境所要求的知识协同能力位势，具体分析如下：

(1)当DKCCP<0时，说明ICI主体的知识协同能力位势与外部环境相比较低，这种情况一般是指那些知识协同能力较差的产业集群，其适应外部复杂竞争环境的能力也较差，因而导致不能满足外部日益复杂的竞争环境的要求。此时需要相关ICI主体采取相应的策略(如政府部门提供相关政策支持等)，提高该产业集群创新主体的知识协同能力位势。

(2)当DKCCP=0时，说明该ICI主体自身的知识协同能力位势与外部环境持平，这种情况一般是那些具有一定知识协同能力并基本适应外部复杂动态竞争环境的产业集群。对于这类产业集群而言，其知识协同能力基本满足外部复杂动态竞争环境的要求，但是，当外部竞争环境变化较大时，这类集群可能面临危机。因此，这类集群有必要进一步提高自身KCCPI，以应对日益多变的竞争环境。

(3)当DKCCP>0时，说明产业集群创新主体自身知识协同能力处于较高位势，此时产业集群创新主体适应外部环境扰动的能力比较强。这类产业集群常常站在市场的战略制高点，并引领行业发展方向。因而，相对于前面两种类型，其适应外部复杂竞争环境的能力也最强。

当然，对于任何一个产业集群而言，其DKCCP并不是一成不变的，而是随外部竞争环境变化而动态演进。因此，对于产业集群而言，应采取有效措施提高产业集群自身的知识协同能力位势，以适应日益复杂的动态竞争环境。

3.2.5 模型随时间动态演化特征

CDE-I-KCBM模型的动态演化特征是指随着时间延伸，产业集群创新活动中ICI主体的知识协同状态不断变化，即ICI环境、ICI需求，以及ICI过程中进行知识协同活动的ICI主体规模、数量等，都可能随着时间变化而变化。因而，CDE-I-KCBM模型呈现出动态演化特征。

4 模型循环反馈分析

综合前面分析可以看出，在复杂动态环境下，知识协同行为和产业集群创新二者是相辅相成的循环反馈关系，如图5所示。

(1)在复杂动态环境下，合理有效的知识协同行为可以支撑产业集群创新系统良好运行，是在复杂动态环境下进行有效产业集群创新活动的基础。这种知识协同行为或个体层面或团队层面，或内部或外部，或正式或非正式，或强或弱，但无论是哪种知识协同行为，都体现了群体性、协同性。在复杂动态环境下，ICI活动的目的就是通过采取各种有效方式或措施，加速创新主体间知识传递，创造时空维度上的协同性，并使产业集群创新活动趋于协同、有序。

(2)产业集群创新活动成果(如专利等)也会反过来促进创新主体之间的知识协同行为。例如，产业集群创新活动成果所带来的经济效益提高可以更好地改善知识协同行为主体所处环境(如更好地改善硬件设施环境、有更多资金投入到文化环境等软环境建设中)，使得知识协同行为主体产生数量更多、质量更好的创新成果。因此，在复杂动态环境下， ICI和 KCB之间构成了良性循环反馈关系。

5 结语

根据本文分析可以得到以下主要结论：

(1)在复杂动态环境下，产业集群创新与知识协同行为间存在要素耦合、目标耦合、过程耦合等3个方面的耦合。在当今日益复杂的动态竞争环境下，产业集群创新和知识协同行为的耦合关系体现为以下3个方面：①产业集群创新和知识协同行为都涉及环境、文化、网络、制度等几个方面的要素，因此，二者涉及的影响要素存在耦合关系；②无论产业集群创新还是知识协同都以服务于发展战略和获得竞争优势为最终目标，二者目标存在耦合关系；③产业集群创新和知识协同行为都是从需求到具体活动再到成果的三阶段过程，因此，二者存在过程耦合关系。

(2)本文构建的CDE-I-KCBM模型很好地反映了复杂动态环境下产业集群创新中群体知识协同行为的内在运行机理。本文在分析耦合规律的基础上，构建了复杂动态环境下产业集群创新中的群体知识协同行为与机制模型(CDE-I-KCBM)，具体涉及以下几个方面：①产业集群创新系统描述了产业集群不同创新主体之间通过水平或垂直协作完成集群创新活动的过程；②知识协同行为(系统)是产业集群创新系统的支撑，合理有效的知识协同行为将有力地促进产业集群创新活动；③CDE-I-KCBM环境涉及外部环境和内部环境。其中，外部环境包括国家宏观环境、区域/行业中观环境以及微观环境(如集群外竞争对手企业等所构成的环境)，内部环境涉及软环境和硬环境；④在复杂动态环境下，对于产业集群主体而言，应采取有效措施提高自身KCCPI ，并使DKCCP达到较高水平，以适应日益复杂的动态竞争环境；⑤在CDE-I-KCBM模型运行过程中，产业集群创新环境、产业集群创新需求，以及产业集群创新主体的规模、数量等，都可能随着时间延伸而变化。因而，CDE-I-KCBM模型呈现出动态演化特征。

(3)在复杂动态环境下，知识协同行为与产业集群创新二者是相辅相成的循环反馈关系。这体现在两个方面：①在复杂动态环境下，合理有效的知识协同行为可以支撑产业集群创新系统顺利运行，是在复杂动态环境下进行产业集群创新活动的基础；②产业集群创新活动成果也会反过来促进创新主体之间的知识协同行为。例如，产业集群创新活动成果带来的经济效益可以改善知识协同行为主体所处环境。因此，复杂动态环境下，ICI和KCB之间构成了良性的循环反馈关系。

本文研究结论为复杂动态环境下产业集群创新研究提供了有益的启示。

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