科研院所合作創新活躍度的時空格局演化研究

李柏洲， 董恒敏， 曾經緯

(1.哈爾濱工程大學 經濟管理學院，黑龍江 哈爾濱 150001; 2.中國航天系統科學與工程研究院,北京 100048)

0 引言

知識經濟的蓬勃發展，促使市場對科技的需求日益增加，單一主體的創新能力無法滿足日趨變化的技術進步速度，創新各個主體間合作的緊迫性促進了企業與科研院所之間的合作[1]。產學研合作創新成為了國家層面關注的重點，不斷推動大學和科研機構的優勢資源向產業系統流動，以提高企業的整體創新能力[2]。科研院所傳統的考核評價體系，即主要考核項目和論文為主，使得其沒有更多的時間和精力去參與合作創新，導致科研院所參與合作創新的活躍度整體偏低[3]。與此同時，我國地域廣闊，區域間的經濟發展水平、科技教育基礎和社會市場環境存在很大差異，科研院所參與合作創新的活躍度差距明顯。科研院所作為我國科技創新的重要推動者，參與合作創新的廣度和深度直接關乎我國創新的整體發展。探索科研院所的合作創新活躍度的時空格局演化，并針對性地制定相關的科技政策，對提高國家創新能力具有重要的理論和現實意義。

目前學者從多個角度研究創新活動。以企業為創新主體的學者研究了不同類型的創新和不同頻次的創新對創新活動的活躍程度的影響[4]，還有學者引入啟發式算法與支持向量機的綜合方法研究了個體創新的活躍程度[5]。從科研機構的角度出發，科研院所參與合作創新的目的存在多元性，參與創新可以為科研院所獲合取更多的創新資源、拓展研究領域，此外有些科研院所參與合作創新是探索研究與具體實踐的聯系，增加研究的可轉化性[6]，大學(研究機構)的研究質量和研究導向被認為是研究機構是否參與合作創新的兩個重要因素，自身研究質量較弱的科研院所以及以應用研究為主的科研機構更傾向于與企業合作，科研院所的合作創新活躍度相對較強[7,8]。與此同時，科研機構的研究能力和規模，技術轉移的意愿以及文化和價值觀的差異等也將對科研機構積極參與合作創新產生多種影響[9]。科研院所參與合作創新的運作模式，從功能上分為研究開發型、人才培養型、生產經營型，從參與的差異性來看，它分為單項合作、雙向合作和多重聯合[10]。從區域創新的角度，學者研究了空間維度的產學研合作創新活躍度，并對影響空間活躍度的因素進行了深入的探索[2]。隨著研究的不斷深入，學者們從動態的視角對科研院所參與合作創新進行研究，運用多Agent方法建立企業與科研院所合作創新系統的動態機制模型[11]。從空間收斂的角度，學者運用多種收斂分析方法來研究創新的收斂性。著眼于國家創新的頂層創新布局，Patel和Pavitt[12]研究了國家創新行為，并采用收斂方法進行了深入的分析，而Furman等在Patel的研究基礎上增加了收斂方法，增加了研究的可靠性[13]。David T. Lei[14]研究了產業部門的技術收斂的條件。D CASTLE, R Loeppky, M Saner[15]運用案例研究了生物技術創新的收斂性。Jungmittag基于單位根方法探索了創新能力的收斂趨勢[16]。在區域創新收斂方面，學者多運用專利數據進行區域創新的收斂分析[17,18]，探索中、東、西部的收斂特征；基于創新效率的視角，白俊紅對區域創新的空間收斂性進行了研究與探索[19]；而魏守華則用組合收斂方法研究了創新能力在不同地區的收斂特性[20]。

目前國內外學者對科研院所參與合作創新的研究多集中在科研院所參與模式、影響科研院所創新的因素以及創新的評價方面，以科研院所為研究主體，探索其參與合作創新的活躍度的研究較少，研究創新活躍度時空維特征的理論研究與實證研究相對較少。在此基礎上，本文以科研院所為研究對象，探索科研院所在參與合作創新中的活躍度特征，對于推動國家的創新發展具有積極的作用。從空間維度和時間維度探索科研院所合作創新的活躍度的靜態和動態變化，運用收斂分析與速度激勵模型[21]進行動態綜合評價研究，獲得靜態時空分析結果和動態評價結果。對于科研院所的合作創新活躍度的研究，可以真實的反映出科研院所參與合作創新的具體實踐情況，便于把握科研院所的時間和空間的創新活躍度狀態，為國家制定創新政策推動科研院所在國家創新體系中發揮最大效能提供決策依據。

1 數據和方法

1.1 指標選擇

區域技術差距理論認為地區的研發經費分布差異，與區域間的技術發展差距基本保持相同的趨勢[22]，故外部合作收入的空間分布差異也在較大程度上體現了科研院所合作創新活躍度。基于國內外關于合作創新活躍度的研究，以及數據的可獲得性，本文選取了外部合作收入這項指標，綜合衡量科研院所在參與合作創新過程中的活躍度情況。中國科學院作為我國最大的科學研究機構，也是國家創新政策鼎力支持的最前沿學術機構，合作創新經驗豐富，是研究科研院所合作創新活躍度的最佳樣本，因此采用中科院的年鑒數據作為論文的數據樣本。在具體指標選取上，由于年鑒中缺少科研院所與高校的合作數據，故本文采用《中國科學院統計年鑒》(2009～2014年)中科研院所來自企業的技術性收入和院地合作的銷售收入之和作為科研院所外部合作收入。

1.2 研究方法

1.2.1 收斂分析

收斂分析在研究之初，主要應用于國家和地區的收入差距研究，后來才逐漸擴散到消費和創新等領域[23]。研究中常用到的收斂方法有σ收斂和β收斂，σ收斂衡量的是不同主體間人均產出的標準差或離散系數隨時間變化的情況，該方法主要用來測量地區經濟發展的不平衡程度[24]，β收斂的假設前提是資本邊際收益遞減而導致的經濟增長趨同，考察的地區經濟收入水平隨時間的變化情況[25]。具體來說，σ收斂指的是不同區域間人均收入的離差，會隨著時間的持續性推移而趨于下降。β收斂指的是不同區域間的人均產出增長率與初始人均產出水平負相關[25]。從理論上講，區域經濟發展只是收斂的外在表現[26]，經濟收斂與之相對應的是創新能力收斂[27]。因此，本文借鑒前人在創新收斂以及合作創新方面的研究[2]，運用σ收斂和β收斂對科研院所合作創新活躍度的空間收斂特征進行分析。

1.2.1.1σ收斂

σ系數反映了科研院所外部合作收入離差的時間變化趨勢[21]。離差趨于下降趨勢，存在σ收斂，反之則不存在σ收斂。收斂σ系數的計算公式如下[21]:

(1)

1.2.1.2β收斂

β收斂反映了各科研院所合作創新活躍度的增長率隨時間的變化趨勢[21]，即落后地區的科研院所是否可以以更快的速度追趕，或者科研院所的外部合作收入的增長率是否與初始水平負相關。參照Sala-i-Martin的研究[28]，采用以下β系數測算公式：

(2)

式(2)中，T表示時間間隔，從時期t到時期t+T的科研院所外部合作收入的增長率。T表示時間間隔，α是常數項，β是估計系數，εi,t是誤差項。如果β<0說明初始活躍度較低的科研院所，以更快的速度增長追趕初始活躍度較高的科研院所，并不斷趨近與初始活躍度較高的地區，出現β收斂。

1.2.2 速度激勵模型

設Pi=(P1,P2,…,Pn)，h+1個時間t=(t1,t2,…,tn)，形成的時序信息矩陣[29]：

(3)

假設目標Pi在[tk,tk+1]時間區間的變化速度為vik，得到其變化速度的信息矩陣如下[30]：

(4)

(5)

可以得出結論，vik為正時Pi處于增長狀態，vik為負時Pi處于遞減狀態，vik為0時Pi處于穩定狀態。

根據(5)的計算，得到Pi在[tk,tk+1]時間區間內的變化速度狀態的計算公式，如下[30]：

(6)

該式可以算出Pi在[tk,tk+1]時間內，變化速度的正負及其變化軌跡。

再由(5)式求出vi(tk)和vi(tk+1)，得到Pi在第k時刻和k+1時刻的變化速度值，可以設為[30]：

(7)

由(7)式可以得出，μij是Pi變化速度在[tk,tk+1]時間內的線性增長率，因此可以將γ設為是以μij為自變量的函數。最終構建的變化速度趨勢模型為[30]:

(8)

在(8)式中，γ(μik)為μik單調遞增函數，當μik→+∞，則γ(μik)→ε；當μik→-∞，則γ(μik)→0。γ(μik)存在一個拐點，在到達拐點之前γ(μik)的增長速度為加速階段。依據γ(μik)的函數特征，可以運用其對目標函數進行有效的速度激勵。除此之外，可以運用特值法求解得到參數ε，當μik=0，γ(μik)=1時，得到ε=2。

依據以上模型，可以得到關于變化速度趨勢的激勵修正的三種不同情況：

根據上述三種速度激勵校正，結合牛頓第二定律ΣF=κma，可以得到Pi在[tk,tk+1]時間內結合狀態和趨勢二維特征的動態綜合測度公式[30]：

(9)

(10)

3 實證分析

3.1 時空維靜態分析

將《中國科學院統計年鑒》中13所分院的外部合作收入進行對比，如圖1所示，從科研院所的外部合作收入來看，從2008年到2013年，科研院所的合作創新活躍度出現了排名的變化，活躍度五年間有所提升。從總體上來看，科研院所的外部合作收入呈明顯的遞增狀態，各分院的合作創新活躍度都有不同程度的提升。

圖1 科研院所外部合作收入的區域分布

圖2 科研院所外部合作收入的空間分布

從科研院所2013的空間分布圖來看，如圖2，可以更加直觀的看出中科院13所分院具體的合作創新活躍情況，顏色越深表示合作創新的活躍度越強，2008年到2013年，可以看出中國科學院各分院的合作創新活躍度的空間分布出現了微弱的變化，但是總體的趨勢保持一致，科研院所的合作創新活躍度由東向西依此遞減。圖3可以更加直觀地反映出中國科學院13所分院的合作創新活躍度的空間分布特征。

3.1.1σ收斂

從圖3可以看出，2008～2013年間中國科學院總體的外部合作收入的系數先下降，后上升，又再下降，整體波動趨勢趨于下降，說明地區間創新活躍度的差距隨著時間的變化差距在不斷的縮小，故存在σ收斂。從三大區域來看，東部和中部地區的科研院所合作創新活躍性的σ系數在2008年到2012年持續下降，在2012年到2013年有小幅度提升，但整體表現為下降趨勢，均呈現σ收斂，說明中部科研院所合作創新活躍度正在不斷靠近東部科研院所合作創新的活躍度。而西部科研院所外部合作收入的σ系數在2008～2009年下降趨勢明顯，之后又經歷了上升和回落，從2008年到2013年呈現出下降的態勢，存在σ收斂效應。

圖3 科研院所合作創新活躍度的收斂

3.1.2β收斂

基于研究需要設T=1，帶入公式(2)，得到科研院所合作創新活躍度的β系數，如表1所示。

表1的回歸結果顯示，無論從中國科學院總體來看，還是從各區域的科研院所來看，科研院所的合作創新的活躍度的β收斂趨勢表現為顯著，存在β收斂，與σ收斂結論保持一致。這表明落后地區正在通過技術引進、消化吸收和技術創新等方式，正在逐步追趕先進地區，區域間的差距正在不斷的縮小。這說明近年來我國大力開展中西部建設，推進了區域的產學研合作，科研院所與地方的合作深入，中西部的科研院所合作創新的活躍度正在不斷加強。

表1 科研院所合作創新活躍度的β收斂檢驗

注：***、**、*分別表示1%，5%和10%的顯著性水平。

3.2 時空維動態分析

企業與學研方合作創新的過程其實是圍繞知識創新，對知識不斷整合創新的過程[30]。鑒于合作創新的動態性，科研院所在參與合作創新的過程也是隨著外部環境變化處于動態調整中，本文從速度狀態和演變速度趨勢的速度特征角度[31]出發，運用速度激勵模型對科研院所合作創新活躍度進行研究。抽取中科院2009～2014年的統計數據，進行標準化處理以消除不同數據量綱對運算結果的影響，運用SPSS 19.0軟件進行原始數據的標準化運算，標準化后數據如表2所示。

表2 科研院所合作創新活躍度數據標準化

首先將標準化數據帶入(3)～式(5)，計算得到各分院合作創新活躍度的演變速度狀態，如表3所示。

表3 科研院所合作創新活躍度演變速度狀態

從表3可以看出，13所分院在各階段速度狀態有正值，也有負值，這說明速度變化狀態處于動態變化中。通過式(6) ～式(10)計算得到綜合效度值，結果如表4所示。

表4 科研院所合作創新活躍度動態演變綜合效度值

根據表4可知，北京分院、沈陽分院等八個分院的合作創新活躍度動態演變綜合效度值為負，表明這八個分院的合作創新活躍度的速度變化趨于下降。北京分院雖然合作創新活躍度的值一直保持高位，但是其變化速度已經出現疲軟。南京分院、合肥地區、武漢分院和廣州分院的動態演變綜合效度值為正，但是綜合來看這些分院的動態演變綜合效度較低，顯示了該地區的合作創新活躍度在速度增長方面較弱，2013年活躍度位居首位的南京分院在合作創新活躍度的速度演化中，南京分院的綜合效度值相對較高，表明其合作創新活躍度總體演變發展態勢相對較好。

圖4 科研院所合作創新活躍度與動態演變綜合效度值圖

從2010～2015年《中國區域創新能力報告》來看，江蘇省持續7年位居榜首，外部良好創新環境促進了南京分院的合作創新的發展。從科研院所合作創新活躍度與動態演變綜合效度值得象限圖可以看出，如圖4，中國科學院13所分院多集中在高合作創新活躍度和增速發展的第一象限和低活躍度和減速發展的第三象限，說明我國科研院所的合作創新發展存在地域間的差異。就中科院13所分院而言，科研院所不論在活躍度水平還是在速度綜合效度值上，反應的情況都不容樂觀，需要增加財力和人力等方面的支持，以及政府相關政策的扶持，才能進一步推動科研院所合作創新活躍度的發展，為我國建設創新型國家提供創新支撐。

4 結論

本文運用組合收斂方法對科研院所的合作創新活躍度進行了研究，對其分布狀態以及分布趨勢進行了靜態分析，并運用速度激勵模型進行了科研院所合作創新活躍度的動態評價，對中國科學院13所分院在2008～2013年連續時間段內的速度趨勢進行描述與計算，分析了科研院所合作創新活躍度的時空格局的靜態和動態演化趨勢，為我國推進合作創新建設以及科研院所的發展提供政策制定的依據。研究結論和政策啟示如下：

(1)平衡資源差異。現階段科研院所的創新活躍度存在地域間的差異，空間上呈現集聚的特征，東西部差異較大，活躍度自東向西依次遞減。從變動趨勢來看，科研院所合作創新活躍度存在收斂和收斂，但從科研院所整體來看，科研院所的合作創新活躍度還有待提高，多數科研院所的合作創新活躍度處于較低水平。科研院所要加強地方間的合作，不斷探索新的合作模式，引導區域間的資源共享，加強區域間的合作互動。此外，仍需政府頒布強有力的政策來拉動科研院所與地方的合作，通過政府采購、專項引導基金等相關政策制度的支持，使得科研院所在發展的過程中獲得更多的資源。

(2)推動平臺建設。從科研院所的整體來看，中國科學院13所分院合作創新活躍度的均值和綜合效度值普遍較低，說明我國科研院所合作創新的活躍度發展整體滯后。科研院所可以通過合作平臺，進行正式或非正式的學科交流，為科研院所獲取更多的合作創新項目信息創造便利的條件。同時，科研院所也可以通過合作創新公共平臺，發布技術轉移信息，拓寬科研院所與合作創新主體合作的途徑，將科研院所融入到合作創新發展的不同階段，充分保證科研院所與合作創新主體間的信息互動，保證科研院所充分發揮合作創新職能。面對創新環境的不確定性加強，科研院所也要不斷提升自身的合作創新能力，深入合作創新主體內部進行面對面的溝通互動，加強技術與市場的對接，推進科研院所在合作創新中的深度發展。

(3)優化互動機制。要推動跨學科的交流，使得科研院所可以基于更高的平臺進行資源的整合和互動，為科研院所的價值創造體現提供優質條件。增加科研院所與合作主體的互動頻次。政府和企業要發揮在跨學科平臺建設的中優勢，提供學科交流互動的便利性。通過合作創新多重互動平臺綜合作用，加強科研院所對市場需求的解讀與市場技術新需求的識別，不斷的疏通科研院所的技術產業化渠道，為科研院所技術成果化創造條件。與此同時，科研院所應和企業進行深入合作，保證從技術到市場各個環節的順利開展，使科技成果與產業界不斷對接，為企業的創新發展提供堅實的技術支持，切實推動產業的技術升級，使企業獲得較高的創新投資回報。通過網絡平臺使得科研院所可以將前沿知識及時準確的傳遞給網絡中的其他主體。科研院所生產的知識能快速與企業對接，將知識及時地轉移到產業中去，創造更多的協同價值。引入商業化運營手段，提高科研院所成果轉化的市場化程度。加強科研院所與技術轉移辦公室(TTO)以及工業技術研究的合作，促進科研院所科研技術與產業的良好對接，對技術需求進行準確的評估，規避市場轉化環節的風險，以市場反饋結果進行項目評級，逐步提升科研院所項目的商業化水平，降低科研院所的合作風險。

(4)推動創新體系完善。從現階段科研院所合作創新的整體發展來看，中國科學院13所分院合作創新活躍度的均值和綜合效度值普遍較低，說明我國科研院所合作創新的活躍度發展整體相對滯后。政府和企業都要參與到合作創新平臺的建設中來，積極推動學科間的交流互動，通過網絡平臺、學術會議和產學研合作聯盟，使成果轉化呈現產業鏈發展的趨勢，企業應該與科研院所一起承擔技術轉移轉化的風險，為科研院所的成果持續性為國家創新發展創造價值提供保障。面對創新環境的不確定性加強，科研院所也要不斷提升自身的合作創新能力，通過近距離的溝通、交流、學習，推動科研院所與市場的形成緊密的互動關系，進一步深化合作創新發展。科研院所作為合作創新的創新主體，為產業終端不斷的輸送產業創新的技術和人力資源，企業和政府應該不斷疏通技術轉化輸出渠道，發揮科研院所在產業鏈發展過程中的中堅力量，為合作創新的關鍵技術研發注入原動力。此外，科研院所要提升技術的可轉化程度，使科技成果與產業界不斷對接，為企業的創新發展提供堅實的技術支持，切實推動產業的技術升級，使企業獲得較高的創新投資回報。