基于專利的技術創新網絡演化動力挖掘

劉曉燕，阮平南，李非凡

(北京工業大學經濟與管理學院，北京 100124)

1 引言

網絡組織的出現從根本上改變了傳統的競爭模式，企業與企業之間的競爭逐步讓位于企業網絡之間的競爭。為了解決現代創新環境下，技術創新的不確定性、資源稀缺性以及企業內部技術創新能力有限性之間的突出矛盾，企業的技術創新過程逐步跨越企業邊界，以幫助企業更好地利用外部資源強化核心技術，實現創新目標。技術創新網絡從整體上提升了網絡的競爭力和抗風險能力，最終使得所有網絡成員共同獲益。

技術創新網絡的演化宏觀上表現為網絡為了適應環境的變化不斷地調整網絡結構，這里的環境包括技術環境、國家政策、用戶需求等。微觀上表現為網絡組織內部網絡聯結關系的演化，是網絡聯結關系的演化導致的網絡組織結構的演化。對技術創新網絡演化動力的研究可以把握網絡演化趨勢，為核心企業合作伙伴的選擇與評估提供理論依據，實現網絡效能的提升。目前國內外學者運用不同理論對技術創新網絡演化動力進行了研究:交易費用理論認為網絡組織演化內在的最根本動力是追求利潤最大化［1-2］;資源依賴理論闡釋了企業競爭優勢的來源［3-6］，認為網絡組織的出現與演化的動力是企業跨越邊界實現資源的獲取與創造;社會網絡理論將嵌入性、社會資本和結構洞等理論引入到網絡組織的研究中，認為組織具有社會性，網絡組織為其中的節點企業提供了社會資本，網絡結構與網絡關系會影響網絡組織的競爭能力［7-10］，同時網絡中的企業為了擁有更多的社會資本將不斷地拓寬合作范圍，改變在網絡中所處的位置，所以認為網絡組織出現與演化的動力在于社會資本的增加;復雜系統理論認為組織演化是自適應的過程，網絡組織演化的動機是在網絡中存在不平衡、存在漲落，組織通過與環境的相互作用實現演化［11-12］。上述理論分別從不同的角度描述了網絡組織演化的動力，但是各種理論都存在局限性。交易費用理論試圖通過降低交易費用來解釋網絡組織的出現與發展，但是網絡組織是在外部環境變化后，企業處于生存的需要而采取的措施，降低交易費用是網絡化產生的結果，而交易費用理論將其解釋成網絡組織出現的原因，顯然存在著不合理之處。其次交易費用忽視了交易中的社會因素，企業間結成網絡不僅僅在于交易費用的減少，更重要的是企業間信任、學習等促進了交易各方競爭能力的提升。資源依賴理論的前提假設是資源最大化，忽略了文化、制度等因素對組織的制約，以及在網絡組織中由于合作產生的信用對網絡租金產生的影響。社會網絡理論目前的研究主要是從關系、結構兩個層面分析社會資本對網絡績效的影響，而沒有考慮外部環境對關系及結構的影響。復雜系統理論的引入給我們打開了新的思路，但是目前的研究主要集中在演化的過程分析，缺乏對演化動力更深層次的挖掘。

學者在種群生態系統中指出，組織伴隨外部環境的變化不斷地變革與“進化”，生存是組織發展的第一目標。這一目標構成了研究網絡組織生命周期的前提。組織為了應對“稀缺”實現生存目標而構建技術創新網絡，網絡內外部環境不斷變化時，技術創新網絡中的成員為了維持和擴展自身的生存空間，節點間關系不斷調整，導致技術創新網絡組織形態也不斷演化。所以，對技術創新網絡演化動力從單一的角度、單一的理論的分析不夠全面也不夠系統。在技術創新網絡生命周期不同階段，網絡的特征及網絡生存的條件也會發生變化，從動態的角度分析不同階段的演化動力顯得尤為重要。結合上述研究，本文將網絡演化的生命周期分為:創生階段、擴張階段、穩定階段和衰退階段。

2 基于生命周期的技術創新網絡演化動力研究

技術創新網絡的演化表現為節點間關系的變化，在生命周期的不同階段組織面臨的主要矛盾也在不斷地調整，網絡組織為了實現生存的目標，解決不同時期面臨的不同矛盾，演化動力也在發生變化(見表1)。

創生階段是技術創新網絡組建階段，企業為獲得資源、控制環境的不確定性、降低產品研發風險必須與環境進行交換，技術創新網絡應運而生。在創生階段，技術創新網絡結構表現為網絡雛形初現，節點進入數量多，基本沒有退出現象，節點異質性明顯。網絡組織面臨的主要問題是如何構建網絡組織，實現優勢互補來彌補企業自身能力的不足。節點間通過尋求資源互補的協作伙伴，初步建立了合作關系。因此在這一階段網絡演化的動力是獲取互補資源。

擴張階段是技術創新網絡逐步完善和發展的過程。技術創新網絡組織成員在網絡利益最大化動機的驅使下，不斷地復制與重構網絡關系，向核心的網絡位置以及豐富的網絡資源方向演化。節點不斷增加合作次數或引入新的合作伙伴。技術創新網絡形成，合作帶來的多贏使得節點績效提升，在擴張階段技術創新網絡結構表現為網絡規模的迅速增加，節點進入數量多，存在個別企業的退出現象，同質性節點出現。網絡組織面臨的主要問題是:如何更好地應用網絡的社會資本實現知識擴散和知識學習。網絡組織這種組織形態已經使得其中的成員感受到網絡所帶來的優勢，組織中的個體逐步調整在網絡中的位置同時尋求自身更廣闊的發展空間，此時的網絡節點的社會屬性逐步突現，節點更多地考慮如何將網絡資本轉換為自身的社會資本，此時的演化動力是社會資本的獲取，以及如何利用社會資本進行伙伴間的學習。社會資本是持續存在于制度化的關系網絡中的實際或潛在資源的綜合。行為主體通過社會資本能夠攝取經濟資源;能夠提高自身的文化資本和知識資本;能夠與其他組織建立密切的聯系。社會資本的積累和投資依賴于行為主體有效動員的關系網絡的規模，依賴于與其有關系的個體擁有的經濟資本、文化資本等。因此，技術創新網絡成員間跨邊界形成的競爭力構成組織演化的動力。

在穩定階段，網絡結點之間的相互關系處于一種相對穩定(并非靜止)的狀態。企業通過網絡組織可以獲取和利用知識，通過對知識的創造、存儲和應用獲得競爭優勢。組織間通過合作實現了組織間學習，節點的特性在緩慢地發生漸進性變化，學習能力強的節點逐步向網絡中心位置靠攏，學習能力弱的節點在網絡中的優勢位置喪失。伴隨著合作的增強，技術創新網絡中制度規則逐步形成，成員間的信任逐步加強。在這一階段穩定是其主要特性，網絡規模變化不大，節點進入數量與退出數量較少。網絡組織面臨的主要問題是:網絡組織及成員間戰略協同與關系優化，提升網絡競爭力。這時網絡組織已經逐步成熟，組織間個體更多地考慮如何實現網絡組織的協同，通過組織協同更大地發揮網絡組織效能，實現1 +1 ＞2 的效果。其核心問題是網絡中節點的戰略與技術創新網絡戰略的協同，技術創新網絡非核心節點在穩定階段應根據網絡結構、外部環境及核心節點發展戰略進行戰略規劃，調整自身在網絡中的地位及成員間的關系。

在衰退階段，一方面組織慣性逐步形成，由于技術模式或管理方式的鎖定效應，造成網絡組織不能適應外部環境的變化，組織績效下滑;另一方面，組織間知識溢出和人力資本外溢，使得網絡組織中生態位重疊，特別是中小企業組織同質性增強，競爭加劇。組織中的個體出現退出數量增加，這時網絡組織中的核心節點或關鍵節點就要考慮到創新，如何提高網絡組織的適應能力，提升網絡對節點的吸引力。同時有效的調整網絡結構，避免因關鍵節點退出而造成的網絡瓦解。這一時期技術創新網絡表現為節點退出數量增加，網絡績效下滑。網絡組織面臨的主要問題是:如何實現組織創新，擺脫組織慣性及節點同質性帶來的影響。此時網絡組織演化的動力在于組織變革與創新，通過節點和節點間關系的優化消除鎖定效應，同時增加企業間的異質性。這里的創新包括兩層面的含義:一是技術知識創新;二是組織結構創新。技術知識創新就是通過伙伴的選擇和清退機制實現網絡組織中新知識、新技術的引入，組織結構創新就是優化網絡組織結構，增強網絡組織的魯棒性。

3 基于專利的技術創新網絡演化動力實證分析

3.1 數據來源

根據Cantner 的研究，當在一個專利上有多個技術創新主體時，共同申請專利的技術創新主體間是有聯系的，構成是技術創新主體之間的網絡［14］。演化動力是技術創新網絡節點間關系變化的內在驅動力，將導致核心節點在組織生命周期不同階段表現出不同的合作伙伴選擇偏好，所以本文選擇不同階段的合作伙伴特征來驗證演化動力的變化。由于IBM 公司規模龐大、合作企業多、數據易收集，并且該公司伴隨著外部技術環境的變化表現出明顯的生命周期特征。所以本文選取IBM 公司1994年至2011年專利合作數據來研究，2012—2013年IBM 專利合作次數過少，所以不進行統計。數據取自國家知識產權局重點產業專利數據庫。

3.2 研究方法

具體的研究過程可以分為如圖1 所示的幾個階段。

(1)IBM 公司數據獲取和生命周期劃分。通過查找“中華人民共和國國家知識產權局”→“重點產業專利信息服務平臺”→“電子信息產業”→“國際商業機器公司”，二次檢索1994—2011年獲取合作申請專利數據，其中合作企業55家。IBM 公司專利申請總體趨勢如圖2。

圖2 IBM 專利申請總體趨勢

根據生命周期理論關于階段的劃分法，按照專利產出將IBM 公司的組織生命周期劃分為四個階段:1994—1997年分為第一階段—創生階段、1998—2005年為第二階段—擴張階段、2006—2007 為第三階段—穩定階段、2008—2011年為第四階段—衰退階段。

從圖3 可以看出在創生階段合作伙伴數量很少，平均合作次數較少，從合作伙伴類型上分析主要是西門子、株式會社東芝和摩托羅拉等大型跨國企業。在擴張階段平均合作次數和合作伙伴數量快速增長，從合作伙伴類型上看與本地區企業的合作逐步增多，逐步傾向于和有合作歷史的企業進行合作，如因芬尼昂技術股份公司、英芬能技術北美公司、西門子公司。在穩定階段合作伙伴數量變化不大，平均合作次數較多，從合作伙伴類型上看更注重本地企業、具有合作歷史、同行業大型跨國公司進行合作，如特許半導體制造有限公司、索尼電腦娛樂公司。在衰退階段，合作伙伴數量略有下降，平均合作次數明顯降低，從合作伙伴的類型上可以發現跨地區合作明顯增加，合作伙伴選擇更傾向于沒有合作歷史的企業，與科研機構的合作逐步增加，如國家科研中心、新加坡科技研究局。

圖3 與IBM 合作伙伴數量及平均合作次數

(2)網絡中節點相關數據獲取與處理。通過查詢“國家知識產權局”網站獲得各個企業各項數據。其中屬性有企業所屬階段、年份、前一年專利數、發明人數、平均專利年齡、合作率、合作度、專利技術差距、合作史、國別、該階段合作次數、該年合作次數。在這些屬性中主要有所屬階段、年份、前一年專利數、發明人數、平均專利年齡、合作率、合作度、專利技術差距、合作史、國別、該階段合作次數、該年合作次數等。其中前一年專利數體現該企業的規模;發明人數與平均專利數體現企業的研發能力;合作率和合作度體現企業的合作能力;專利技術差距大表示該企業與IBM 公司研究領域差距大;合作史與國別反映該企業與IBM 公司的關系。數據進行規范化處理有兩種方法:數據離散化和數據概化。通過這兩種方法，去除數據中的冗余信息，例如階段、年份、申請人等。

(3)合作伙伴不同維度指標構建。從目前的研究看，合作伙伴評價的指標可以概括為以下兩類:第一類是從任務的角度出發構建的合作伙伴評價指標，主要包括資源互補性、技術能力、學習動機、輔助技能、目標一致性等［15-17］。第二類是從合作關系的角度構建的評價指標，主要包括文化協同、信任、合作歷史等［18-19］。Das 也指出風險因素也是評估合作伙伴評價的主要因素［20］。本文結合學者的研究提出合作伙伴評價的三個維度，即知識維度、學習維度和關系維度，通過判斷不同維度生命周期各階段的重要性反映技術創新網絡演化的動力。雖然風險維度也是判斷合作伙伴合作關系建立的重要指標，但是考慮到數據的可得性，在本文中不考慮這個維度的影響。任務維度的關鍵成功因素是技術創新網絡目標實現的前提，技術創新網絡的目標是通過合作研發，實現技術創新。企業間合作就是在上述目標指導下，通過提供互補性資源實現的研發合作過程。學習維度可以提升技術創新網絡的合作績效，提升核心企業競爭能力。技術創新網絡其構建以創新作為組織目標，知識則是實現創新必備的關鍵性資源。知識資源的異質性和互補性將成為合作伙伴篩選的重要條件。同時還要考慮合作雙方的知識距離，知識距離越大越不利于知識的學習和吸收。聯盟伙伴還應具備創造新知識和新能力的潛能。合作維度則是從技術創新網絡合作企業間關系的角度進行分析，用于保證技術創新網絡的運行。企業文化差異會引發合作問題。共同的目標和價值觀以及共同的規則和規范的行為促進合作的質量的提升。動機決定了的戰略，相同的動機可以增進合作雙方對研發過程中決策的理解，有利于協同的產生。具有良好信譽的企業可以降低網絡合作成本與風險，提升網絡效能。

結合專利數據的特點，任務維度選取反映技術創新能力的指標:活動年期、發明人數、平均專利年齡、前一年的專利數量;學習維度選取專利技術差距;關系維度選擇合作率、合作度、合作史、國別。

(4)指標重要性挖掘。利用Clementine 以合作次數為目標，對各個階段的合作數據進行分析，利用Feature Selection 挑選影響合作階段的主要因素，各階段不同維度重要性數值見表2。

表2 各階段不同維度的重要程度

由上述基于Feature Selection 的主要影響因素提取結果可以繪制各階段不同維度的演化示意圖(見圖4)。

圖4 三個維度影響關系演化的演化示意圖

3.3 分析結果

在網絡的創生階段任務維度最重要，而任務維度主要考察合作對象的研發實力。在該階段以獲取互補性資源為演化動力驅動核心節點尋求具有互補性資源的合作伙伴;網絡的擴張階段任務維度仍然是關鍵考慮的因素，關系維度的重要性逐步增加。企業在提升組織的社會資本的驅動下尋求互補性資源的同時開始注重企業間的合作關系，逐步傾向于和具有合作歷史的合作伙伴進行合作。網絡穩定階段關系維度最重要，技術創新網絡為了實現組織間更好地協同，合作傾向于在現有的合作伙伴中展開，合作次數明顯增多。網絡衰退階段學習維度的重要性凸顯，技術創新網絡中核心企業為了實現組織創新，在選擇合作伙伴時更多地考慮到是否可以獲得新知識，同時跨領域的合作逐步增加，伙伴間的跨區域合作逐步增多。

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