基于SD模型的产业集群创新与溢出政策分析

杨皎平，纪成君，郑 毅

（辽宁工程技术大学 工商管理学院，辽宁 葫芦岛 125105）

0 引言

在产业集群内部，知识溢出对合作创新的影响具有正反两方面的效应[1],一方面，知识溢出为合作创新提供了基础，文献[2]认为合作创新过程中知识外溢能够提高社会福利，并且一个产业的知识外溢程度越大，对企业创新越有利。另一方面，知识溢出所形成的共享知识的公共产品属性以及知识溢出的外部性，使得在集群创新中容易形成“搭便车”现象。进而导致集群企业出现创新惰性，知识溢出的优势变为劣势，产业集群无法持续发展，导致自稔性风险发生[3]。因此有很多学者对集群知识溢出的负效应及其治理进行了研究。

1 知识溢出对集群创新的影响

1.1 知识创新&知识溢出的SD模型

为了建立SD模型，做如下简单的假设：

⑴集群中某个创新型企业进行知识创新的唯一动机就是获得超额利润 (或垄断利润)[5]，通过创新成果可以改进质量，节约成本或者增加品种[12]等，因而增加垄断收益，同时利益的增加又促进了创新的投入，进而增加了创新成果，因而构成一个正反馈回落：创新知识—垄断利润—创新投入—创新知识。

⑵知识创新增加了知识位势[13]，知识位势的增加促进了溢出速度，进而增加了模仿型企业的知识和收益，因此减少了创新型企业的垄断利润，从而减少了创新知识，这构成了一个负反馈回路：创新知识—知识位—溢出速度—模仿企业利润—垄断利润—创新知识。该回路正好说明了知识溢出的负效应。

⑶知识溢出存在正效应，知识溢出增加了集群知识的积累，具有规模经济、范围经济与联结经济[14]，因而增加了每个企业的收益率。另外，随着集群知识的积累，由于企业的学习能力增强进而增加了溢出速度。

为此，可以建立如图1所示的因果关系图来表示集群中的创新和溢出行为。图1中，集群创新环境表示集群的客观信息环境对溢出的影响。

根据系统因果图，参考系统流图的符号，建立系统动态流图如图2所示，其中主要函数关系为：

这一方面表示创新收益不仅取决与企业自身知识还取决与集群的知识环境；另一方面表示当集群知识不变的情况下，创新知识对创新收益的边际效应递减特性[15]。这样的设定是符合现实情况的，另外模仿收益的设定也与此类似。

②溢出速度=h×知识位势×模仿容易程度×集群共享知识。

图1 集群创新与知识溢出的因果关系图

图2 集群创新与知识溢出的系统流图

图3 创新、溢出和集群知识积累的演化图

图4 不同溢出率下的创新速度演化

图5 不同溢出率下的集群共享知识演化

这样的设定符合扩散规律：开始时虽然知识位势高，但集群共享知识少，因而缓慢扩散，随着集群共享知识的增加，扩散迅速增加，最后虽然集群知识积累很多，但是知识位势下降，故而扩散缓慢。

③垄断收益=创新收益—模仿收益

④创新投入=λ×垄断利润

⑤集群知识=DELAY1I(模仿性知识,τ,int)

创新知识被模仿后一段时间后才能转换为集群知识，因此采用延迟函数表示集群知识与模仿性知识间的关系。

1.2 知识溢出对集群创新的影响分析

从图1和图2可以看出，该模型的控制变量为“集群环境”，集群环境决定了集群内企业间知识溢出的容易程度，因此下面分析不同的溢出程度（溢出率）对集群创新行为的分析。

通过模拟发现（如图3所示）集群共享知识呈“S曲线”演化，创新速度和溢出速度呈“倒钟型”演化。

特别的，当溢出率分别取 1，0.75，0.5，0.25，从图 4、图 5可看出，随着溢出率的不同，创新速度，集群共享知识的演化轨迹呈现不同变化。容易发现随着溢出率的增加，创新速度相应随着下降；另外虽然在短期内集群共享知识增加较快，但是长期来说却趋于减慢，而随着溢出率的减少，虽然在短期内集群共享知识增长较慢，但长期增加却较快，但是由于知识的溢出，最终都导致了创新速度趋于零，集群知识趋于稳定。

这充分说明，如果不对集群的创新行为进行激励，由于在集群环境中知识溢出相对容易的多，虽然短期之内增加了集群的共享知识，使得集群的竞争优势得以表现，即溢出表现出一定的正效应。但正是这种高溢出率使得集群创新往往比较短命，从长期来看却导致集群共有知识的不足，也就是集群内的知识高溢出率存在所谓的自稔性风险。

2 集群创新政策的分析与对比

2.1 集群创新政策

在产业集群内部，由于知识溢出非常容易，从而导致知识创新具有很强的外部性，只有通过一定的机制安排将外部性内部化才能克服产业集群内的创新惰性。现实当中往往有如下几类机制或政策。

⑴技术秘密的保护，即以商业秘密的形式确定创新投资者的创新技术私有权。这种策略的作用机理就在于主观降低知识溢出率，如叶建亮（2001）认为在集群创新环境中存在一个最优的知识溢出水平，使得加入集群组织的企业产出最大化，且该知识溢出水平与集群组织规模和产业的市场规模无关，只与产业的技术特性和知识特征以及企业自身对知识的吸收处理能力相关[16]。

⑵知识创新公共投资方式，即由政府以及私人基金组织进行科技知识创新投资，投资产生的创新知识由全社会共同分享，这种方式将知识创新的外部性内在化与社会集体行为之中，目前世界各国对重大经济价值的科技项目进行积极的投资和管理就属于这种情况。

⑶专利许可的市场交易机制，在专利制度下，非创新者（模仿型企业）通过与专利人（创新型企业）的市场交易，以许可合同的方式获得专利使用权，分享创新型知识。专利许可权交易即提高了专利人的创新动机，又促进了知识溢出的顺利进行，可以充分发挥集群创新的优势。

下面分别讨论这三种机制对集群创新的作用效果，这三种机制实际上是三大类措施，为了简单起见，分别讨论纯粹的知识保护，政府科技孵化，知识交易这三种途径。其中纯粹的知识保护对应于技术秘密的保护，在这里为政府主观降低知识溢出率，科技孵化对应于创新知识的公共投资，即政府通过向集群企业征税，并用于创新投资，而知识交易则对应于专利许可的市场交易机制。

2.2 创新政策对比分析

在不同的创新政策（知识保护，科技孵化，知识交易）下的系统流图分别如图6、图7和图8所示。为了对三种政策进行综合分析，在流图中增加了集群税后利润的水平变量。

图6 知识保护与集群创新系统流图

图7 科技孵化与集群创新系统流图

图8 知识交易与集群创新系统流图

在图6中，溢出率=集群环境×知识保护，即随着知识保护力度的增加，溢出率减少，进而溢出速度降低。在图7中通过对集群所有企业征收一定的税收，同时将这些税收作为科技孵化投入，拥有加快创新速度，即创新速度=α×企业创新投入+β×科技孵化投入。在图8中通过创新知识交易市场，将创新知识在创新型企业和模仿型企业之间交易，将模仿收益的ρ 倍（0＜ρ＜1）作对创新企业的转移支付。 即知识交易额=ρ×k×；创新收益=k×+知识交易额；模仿收益=（1-ρ）×k×

下面分析对比这3种政策对创新速度、集群共享知识、集群利润这三个指标的影响，如图9、图10和图11所示。

从图9和图10可以看出，当适当的调节税率与转移支付率，在创新速度和集群共享知识这两个指标上，科技孵化政策与知识交易具有相同的效果。而严格的知识保护（溢出极其小）虽然在短期内加快了创新速度，但是由于集群的共享知识严重不足，使得集群内每个企业的收益率增长缓慢，最终在长期内由于投入不足而导致创新速度逐渐变慢。另外对集群共享知识来说，在短期内严格的知识保护不如高溢出有效，在长期不如科技孵化与知识交易有效。

从图11可以看出，对于整个集群的利润来说，也可以发现，知识保护没有科技孵化与知识交易有效。

另外还可以发现，在保证创新速度相同的前提下，知识交易相对与科技孵化来说带来更大的集群福利。这很容易得出当满足集群福利相同的前提下，在创新速度方面知识交易比科技孵化更加迅速。这是因为在本模型中笔者设定α＞β，这样的设定在现实中往往是成立的，即企业处于自身利益的角度从事创新的速度要大于政府从集群整体角度从事创新的速度。由于科技孵化并没有增加创新企业的垄断利润，特别在高知识溢出的集群环境中，最终必然导致垄断利润接近于零，从而企业不再进行重新投入，集群的创新完全依靠政府的科技孵化。而知识的交易通过转移支付增加了创新企业的垄断利润，使得创新企业更加有激励去进行创新投入。当企业的创新效率α大于科技孵化的创新效率β时，必然表现为科技孵化不如知识交易更有效。

通过以上的分析可以看出，对集群内部存在的创新惰性，不能单纯依靠限制知识溢出或者知识保护来解决。集群内部的知识溢出有正反两个效应，一个好的政策应该是趋利避害的，而上面提及的科技孵化与知识交易机制正好可以起到这种作用。

图9 三种政策对创新速度的影响

图10 三种政策对集群共享知识的影响

图11 三种政策对集群共享知识的影响

3 集群创新管理的启示

知识是一种非排他的公共产品，应充分、合理地开发和利用，虽然在集群内部知识溢出具有正反两方面效应，但是解决的途径不应该是抑制溢出，而在于构建一套切实可行的补偿机制，使得创新者的溢出能够得到相应的补偿，以维持创新者和产业集群内部持续的创新动力。当然构建补偿机制是有一定难度的，如需要对知识溢出进行度量，对补偿方式和补偿标准进行确定。这为集群创新管理提供了一个发展思路。

笔者认为在集群知识溢出和知识创新管理中，需要市场和政府两只手来使集群发展实现帕累托最优，使知识创新与知识溢出螺旋式推进[17]。但在集群发展周期中的不同阶段，市场和政府作用的侧重点是不同的，并且作用的力度也是不同的。

⑴在产业集群发展初期，需要政府的积极引导，虽然纯粹的知识产权保护可能具有双刃剑的作用，但是在有效的政策补偿和知识交易市场机制建立之前，一定程度的知识溢出控制也不失为一种权宜之计，但是不能作为长效机制。

⑵随着产业集群的发展，政府需要寻找一套知识溢出补偿和知识创新激励的机制体系，如可以借鉴西方国家鼓励企业创新的经验，实施诸如财政刺激政策、金融支持政策、专利保护政策、政府采购政策甚至法律政策。这些政策在一定程度上都具有转移支付的性质，实际上20世纪初经济学家就提出了著名的修正性“税收——津贴”原则，这种原则应用在集群创新中就是对溢出接收方进行征税对创新方进行补贴。

⑶当产业集群进一步发展，政府实施的政策机制可能需要高昂的成本，特别的由于公共投资创新可能导致“供求脱节”或者“主体虚位”而使得创新效率底下，如戚聿东教授就认为自主创新主体不是政府[18],此时就需要从市场层面完善创新激励机制，需要集群中各个主体的共同努力，建立推动创新成果交易的市场机制，通过市场交易使得创新企业获得创新的理想收益，进而激发企业创新。在这其中，一是要建立健全鼓励创新成果交易的系列制度，包括建立和完善技术产权交易市场、高新技术产业化成果展示交易市场、完善技术交易中介服务等直接促进创新产品市场交易的制度规定，以及人才流动、资金融通等促进创新要素有效组合的交易制度；二是建立健全规范技术成果交易秩序的系列制度，以降低创新主体参与市场交易的交易成本。

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