復雜網絡在集群創新網絡中的應用
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摘 要：集群創新網絡是由集聚區域內參與創新活動并具有相互競爭合作關系的企業的集合。復雜網絡作為研究復雜性系統的理論工具，在描述復雜系統內在結構和聯系時，有顯著的優勢，為研究創新合作活動提供了新的視角。集群創新網絡中存在極少數大度的中樞節點，其聚類系數較高，網絡平均路徑較短，即具有小世界特征和無標度特性。在復雜網絡理論的指導下研究集群創新網絡特性，有助于提高網絡整體運行效率。
關鍵詞：復雜網絡;產業集群;創新合作
中圖分類號：F260 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2019）13-0144-03
引言
產業集群具有科技、經濟雙重屬性，其高創新性、高成長性等特質促進我國創新驅動發展戰略的實施，在推動區域技術創新、調整產業結構升級和促進經濟增長的過程中發揮著重要的作用[1]。隨著復雜網絡科學的發展，學者們以復雜網絡為工具深入研究產業集群現象。本文利用復雜網絡理論，基于網絡關系和網絡結構等視角綜述產業集群的創新活動，有助于集群企業構建科學高效的創新網絡，促進企業間的資源共享，提高市場資源配置和運營效率。
一、產業集群創新網絡概述
復雜網絡是由節點及節點間的關系構成的，具有自組織、自相似、吸引子、小世界、無標度中部分或全部性質的網絡結構[2]。隨機圖模型和小世界模型等的重要發現推動了國內外復雜網絡的研究熱潮，復雜網絡已經成為國際學術界一個新興的研究熱點。創新資源在集群區內流動共享，以參與合作創新的企業為節點，他們之間的關系連線就形成了產業集群創新網絡。復雜網絡理論下網絡拓撲結構可表示為G=（V，E），V代表網絡中節點的集合，本文定義為集群創新網絡中企業個體的集合;E是為邊集，代表節點間的聯系，本文定義為聯合申請專利中企業個體關系的集合，由此構建企業基于專利合作關系產業集群創新網絡[3]。
?。ㄒ唬┘簞撔戮W絡的小世界特征
產業集群形成了一個由一群人或者集體因合作關系而產生交互作用所構成的社會系統。小世界效應源于Stanley Milgram通過社會調查后得出的六度分離論斷，即世界上任意兩個個體都可以平均通過一條由六個聯系人組成的鏈條與對方建立聯系。近年來，越來越多的學者將小世界理論應用到創新網絡的研究中，開始關注創新網絡的“小世界性”[4]。集群創新網絡具有小世界網絡的高聚類系數和短平均距離特征，普遍存在于社會生產中，在推動企業、行業乃至國家的技術進步過程中發揮著重要作用。對于復雜網絡，一般利用特征路徑長度和聚類系數這兩個統計量來刻畫其性質。
?。ǘ┘簞撔戮W絡的無標度性
集群創新過程中的企業間存在大量的合作創新活動，集群背景下的大部分主體擁有較小的節點度，即少數企業存在直接合作伙伴，少量個體通常有主導整個創新產業鏈的核心企業與其他企業密切關聯。少數的主導核心企業和多數普通企業反映了無標度的特征，集群創新合作網絡中的節點存在優先連接機制。在集群創新網絡中，度較大的核心節點相比于度較小的節點，在維系已有的合作關系及拓展新的合作關系方面更具優勢，更易獲取創新活動所需資源。具有無標度網絡結構特征的產業集群創新合作網絡有助于集群區域內的企業提高創新績效，重點培育網絡核心節點能夠促進合作主體間技術或者信息的流動。
二、集群創新合作網絡整體的研究
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創新網絡的魯棒性是指創新系統在異常和危險情況擾動下，某些關鍵指標保持較高的響應性和敏捷性的特性[5]。如果移走少量節點后，網絡中絕大部分節點仍連通則稱該網絡的連通性對節點故障具有魯棒性。集群創新活動受到擾動，節點企業行動滯后甚至停業，中斷了與網絡中其他企業的聯系而成為網絡的去點。度較小的非關鍵節點在面對異常情況時選擇加入或退出對網絡整體的運行影響較小，反映了創新合作網絡的穩定性，表現在多數創新能力弱的企業對核心技術等創新資源的控制力較低，它們的參與或退出對整個創新活動影響較小。
集群創新網絡受到突發情況的影響，最大連通子圖R產生的變化能反映該網絡結構的穩定性。假設網絡G受到干擾，節點V1，V2，…，Vm（1≤m≤n）因與其他節點斷開連接而使網絡G被分割為若干獨立的連通子網絡G1，G2，…，Gt（1≤t≤n），Ki為網絡Gi的節點數，即網絡大小，R=max{Ki|i=1，2，…，t}為創新網絡變化后的最大連通子圖大小。網絡結構穩定性與最大連通子圖的大小成正比。對魯棒性進行分析可以度量創新合作網絡的健壯性和敏捷性，從而對創新合作過程進行優化，推動創新網絡的演化發展，促進網絡節點的成長和強化網絡的市場功能。
?。ǘΣ淮_定性擴散問題的分析
集群創新合作網絡中存在很多不確定性，市場需求的變化、資金鏈的斷裂、信息傳遞的滯后等都會阻礙創新活動的順利運行。節點企業間的密切聯系使網絡環境中的不確定性問題沿著創新鏈擴散。隨著復雜網絡理論的發展，網絡結構對傳播行為的影響引發學者的研究，SIR模型和SIS模型是典型的可用于分析不確定性的傳染病模型[6]。
四、結論與展望
本文基于復雜網絡理論，探討了企業集群背景下創新合作網絡的性質。創新合作網絡具有小世界性，較高的聚集系數意味著網絡中節點間的關聯度較大，而較短的平均路徑長度則標志著節點之間能以較低的成本完成信息傳遞。同時，創新合作網絡具有無標度性，網絡中存在的大度節點，對于提升企業集群整體競爭力起著極其重要的作用。今后將建立基于企業合作專利關系的技術創新擴散模型，實證集群企業間技術創新擴散機制和內在機理，結合企業自身因素以及外部經濟、法律等環境因素，預測技術創新擴散路徑，提高創新質量和效率，優化創新網絡。
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