SD模型下装备制造业技术创新发展模式研究

于兆吉， 王文娟

(沈阳工业大学 管理学院， 沈阳 110870)

近年来，我国经济和社会发展速度迅猛，但同时也带来资源的浪费、能源的高消耗以及生态环境的破坏等问题。在可持续发展观深入人心的今天，作为国民经济支柱产业的装备制造业应选择一种和谐的、可持续的未来产业发展模式，即技术创新发展模式，该模式是我国经济、社会和生态长远发展的必然选择。系统动力学(system dynamics，SD)是以信息论、控制论和系统论作为理论基础，融入计算机仿真技术，用来识别、分析和解决社会、经济、生态等复杂系统及其复合的各类复杂大系统中问题的一种横向学科[1]。系统动力学具有适用于对数据不足问题的研究、适用于处理精度要求不高的复杂社会经济问题等特点，可以用于分析系统的结构与行为，在系统模拟和动态行为研究上具有一定优越性[2]。因此，本文从系统动力学的视角出发研究装备制造业技术创新发展模式的内外部动力、影响及作用关系，为装备制造业技术创新发展模式功能的发挥和目标的实现提供支持。

一、研究综述

国外关于技术创新的研究起步较早。美籍奥地利经济学家熊彼特在1912年出版的《经济发展理论》一书中首次从经济学的视角提出了技术创新的概念。熊彼特认为，企业的技术创新活动是社会经济快速发展和变化的原因和动力[3]32-33。自熊彼特提出技术创新的概念之后，国外对技术创新的相关研究主要集中在两方面：分析企业内部技术创新的影响及作用；分析外部环境和因素对企业技术创新的影响。国外学者在研究技术创新的产生和作用机理的同时，提出了5种技术创新发展模式，按照时间顺序分别为：技术推动模式、需求拉动模式、相互作用模式、第四代整合模式、系统整合与网络模式[4]。国外学者在研究技术创新模式时，还提出了一些关于企业资源的基础理论，认为企业能否有长远的发展主要取决于企业是否有效、合理地利用资源。

国内关于技术创新的研究始于20世纪80年代后期，其研究主要集中在技术创新存在的问题和影响方面。傅家骥认为，技术创新能够为企业带来高生产率，并产生一些新兴产业，促进了经济和社会的快速发展[5]163-165。国内学者在研究和学习国外技术创新模式的基础上，也提出了一些新的发展模式，如网络化创新模式、全球创新模式、集群创新模式、虚拟研发模式等，丰富了技术创新模式的研究内容[4]。国内关于装备制造业技术创新模式的研究表明：振兴装备制造业，关键在于发展其技术创新能力，而技术创新发展模式的采纳和推广又是技术创新成功的关键；装备制造业的门类广、涉及范围大，其发展模式和水平对我国大多数产业发展模式的选择、产业技术和结构的升级及产业竞争力的提升起到直接的带动作用。

综上所述，国内外研究主要集中在技术创新存在的问题及影响、技术创新模式、技术创新模式对装备制造业发展的重要性等研究上，但是很少有学者能够把装备制造业和技术创新发展模式有效地融合在一起进行研究。本文从系统动力学和可持续发展的视角出发，研究装备制造业技术创新发展模式的内外部动力及作用关系，旨在从本质上提升装备制造业市场竞争力。

二、装备制造业技术创新发展模式的相关概念

1. 装备制造业的定义、范围

装备制造业主要涉及资本品的制造，又可称作装备工业，该产业制造各种技术装备以满足国家安全和国民经济各部门发展的需要[6]。装备制造产业属于综合性产业，根据国民经济行业分类进行划分，共包括7大类，分别为通用装备制造业、金属制品业、专用设备制造业、电器装备及器材制造业、交通运输设备制造业、仪器仪表及文化办公用装备制造业、电子及通信设备制造业[7]。

2. 装备制造业技术创新发展模式的内容

装备制造业具有资金密集、技术密集和劳动力密集的特点。我国是一个人口大国，发展装备制造业有丰富的资金和劳动力优势，但是技术问题却成为装备制造业发展的最大瓶颈。一直以来，我国装备制造业主要采取从国外引进先进技术和技术改进的发展模式，自身技术创新的实力不强。要使装备制造业有更高层次的发展，就需要有自身的核心技术，这就要求装备制造业企业加大对技术创新的重视和投入，提升产业技术创新能力。

根据面向对象的不同，传统的技术创新发展模式主要分为两类：一类是国家导向发展模式，如美国发展模式、日本发展模式、德国发展模式等；一类是企业导向发展模式，如模仿创新发展模式、合作创新发展模式、自主创新发展模式等[8]。装备制造业技术创新发展模式与传统技术创新发展模式的区别在于针对的主体不同，前者主要针对的是产业的技术创新。产业升级关键在于技术创新，而不同产业对技术创新的需求不同，装备制造产业包含的门类众多、范围广泛，更能体现和反映出技术创新对产业发展的作用和价值。

从产业技术创新的过程来看，装备制造业技术创新发展模式的内容主要包括5个部分[8]：

(1) 技术创新队伍。它是指实际开展装备制造业技术创新活动的机构，主要包括各相关产学研部门，即企业、高校和科研机构。

(2) 技术创新体系。技术创新体系中的技术资源主要包括自主创新的技术、从国外引进的先进技术和改造的传统技术等，它们为提炼和创造装备制造业核心技术提供了基础。

(3) 资源支撑体系。技术创新发展模式的正常运行和实现装备制造业自身的能力提升，依赖于装备制造业内部资源(如人力资源、资金资源和技术资源)强有力的支撑。

(4) 环境建设体系。装备制造业技术创新发展模式运行会作用和反作用于其所处的市场环境、制度环境和社会环境等，涉及到产业和社会的长远发展，因此，装备制造业技术创新发展模式重视其环境的建设不仅有利于产业发展，也有利于经济和社会的可持续发展。

(5) 成果转化体系。技术创新成果经过产品开发转化应用到实际的生产和实践中去，可以为装备制造产业和社会带来效益。

三、装备制造业技术创新发展模式的功能与目标分析

装备制造业作为国民经济的支柱产业，肩负着经济、社会、生态等系统平衡的重要责任和使命，在遵循可持续发展原则的前提下，装备制造业已经不再是根据需求驱动生产，而是以扩大产业未来发展的视角进入了更高层次的发展阶段，即装备制造业技术创新发展模式的采纳和推广阶段。装备制造业技术创新发展模式的功能总的来说分为内外部2个方面：

(1) 内部功能是要遵循可持续发展的经济性原则。在保持生态环境、自然资源及其所提供产品或服务的前提下，最大限度地增加经济发展的净利益，而企业的存在恰恰是为了获利，这就要求我国装备制造业发展循环经济[9]。作为技术创新发展模式的主体，能够获得满意的经济利益是装备制造企业采纳和推广该模式的前提，因此，技术创新发展模式的首要功能是满足装备制造业获得经济利益的需求。

(2) 外部功能是要遵循可持续发展的社会性原则。在保证不超出生态系统自身调节能力的前提下，采用更清洁、更有效的技术和工艺方法，尽可能减少资源和能源的消耗，改善人类的生活质量，加强科技、经济、社会、资源和生态环境等系统的生产和更新能力[10]。因此，除了满足装备制造业获得经济利益的需求外，技术创新发展模式的又一重要功能是增强装备制造业的技术创新能力，以满足可持续发展的需要。

从内外部功能来看，装备制造业采用和推广技术创新发展模式的目标就是不仅要满足装备制造业获利的需求，而且要增强技术创新能力以满足可持续发展对装备制造业发展模式的需要，使得经济增长、社会发展与资源、环境相协调。

四、装备制造业技术创新发展模式下的效益分析

根据装备制造业技术创新发展模式的功能分析，从宏观的角度出发，把技术创新发展模式下的效益组成分为内部效益和外部效益两部分，其中内部效益是装备制造企业所获得的经济效益，外部效益包括满足可持续发展需要的生态效益和社会效益，其关系如图1所示。

图1 装备制造业技术创新发展模式下的效益结构

从图1的效益结构图可以看出，技术创新发展模式下内外部效益之间的关系是相互联系、相互制约的。生态效益是产生其他效益的前提保障，装备制造企业通过改进和创新技术，不仅可以降低自然资源和能源的消耗，也可以降低企业产品的成本，获得满意的经济效益，鉴于技术创新产品的正外部特性，全社会也随之获得收益。

五、装备制造业技术创新发展模式下的因果反馈关系分析

根据装备制造业技术创新发展模式的效益结构，从微观的角度出发分析装备制造业技术创新发展模式内部的组成及相互关系，如图2所示。

图2 装备制造业技术创新发展模式下的因果反馈关系

装备制造业技术创新发展模式从系统构成上可以划分为4个子系统，分别为政府扶持导向、消费者需求导向、企业投入导向、可持续发展能力导向子系统[11]。

从因果反馈关系图看，可以发现这4个子系统分别与技术创新能力形成正反馈回路关系：(1)技术创新装备制造企业通过政府给予的扶持措施，提高企业市场竞争力和技术创新能力，而装备制造企业生产的产品技术创新水平的提高，会进一步促进政府加强扶持政策；(2)消费者对技术创新产品的偏好及认可程度的增强，带来产品需求量增加，为装备制造企业带来更多的获利，使得装备制造企业积极主动地改进和创新技术，提高技术创新能力，而产品技术创新水平的提高又会带来更多消费者对产品的需求；(3)装备制造企业对技术创新的投入大和重视程度高，会提高企业技术创新能力，而技术创新能力给企业带来市场竞争优势和获利，会使企业加大投入；(4)企业技术创新能力的提升可以降低产品生产耗费，加强回收再利用，提高了经济、社会、生态的可持续发展能力，而可持续发展能力的提升使得对装备制造企业技术创新能力的要求提高，从而促进了技术创新能力的提升。

六、装备制造业技术创新发展模式SD模型构建及运行规律分析

1. SD模型的假设

作为理性“经济人”的装备制造企业之所以选择技术创新的发展模式，原因在于追求自身经济效益最大化。而技术创新产品的正外部性能够使整个社会获益，促使政府加大对装备制造企业的扶持力度，保障装备制造企业的获利，这样技术创新发展模式才能运转。基于此，该SD模型构建假设如下：

(1) 政府应对装备制造企业采用扶持政策和手段，保证各方利益均衡可持续；

(2) 消费者受到消费者偏好以及对技术创新产品认可程度等因素的影响；

(3) 装备制造企业受技术创新投入以及可接受程度等因素的影响；

(4) 可持续发展能力是正向增长的。

2. SD模型的构建

基于以上假设，可以发现装备制造业技术创新模式下4个子系统之间是相互联系的、多反馈回路的关系，由此建立技术创新发展模式的SD模型，如图3所示。

从图3的模型可以看出，系统各个要素之间是相互影响、相互制约的关系，只有协调好各部分的运行，才能使装备制造业技术创新发展模式的内外部功能得以实现。

图3 装备制造业技术创新发展模式的SD模型

3. SD模型的运行规律分析

根据以上装备制造业技术创新发展模式的效益分析和因果反馈关系分析，联系各要素运行该动力系统，以实现内外部功能为目标，寻找各要素之间的作用关系。

从内部效益来看，装备制造企业经济效益的实现受政府扶持(资金补贴和征税等)、企业投入(产品价格、收益及对技术创新模式的接受程度)、消费者需求(偏好、识别能力)等因素的影响。其中，起到正反馈作用的是：政府扶持↑，产品价格↓，消费者需求↑，装备制造企业获利↑，技术创新能力↑，政府扶持↑；起到负反馈作用的是：装备制造企业获利↑，产品价格↑，消费者需求↓，装备制造企业获利↓。这些负反馈的作用力会抑制正反馈回路中装备制造企业获利的程度和速度，从而使系统保持稳定状态。

从外部效益来看，生态效益是其他效益的实现前提，而生态效益的保障是资源和能源的高效利用，这就要求提高装备制造业企业生产技术和工艺创新能力。技术创新能力受装备制造企业获利、投入等的影响，存在这样的正反馈关系：装备制造企业获利↑，企业投入↑，技术创新能力↑，装备制造企业获利↑。社会效益是最广大社会群体的利益，消费者用低价购买高品质的商品，能够从交易中获得更多剩余，直接原因是受产品的正外部性和产品技术创新度的影响。其中，存在着这样的正反馈关系：装备制造企业获利↑，企业投入↑，技术创新能力↑，产品技术创新度↑，产品价格↓，消费者需求↑，产品产量↑，装备制造企业获利↑。在系统往复运行的过程中，技术创新能力在不断提升，生态效益和社会效益也在不断提高。

装备制造业技术创新发展模式的功能和效益是通过正负反馈的相互作用来实现的，是一个长期、反复的过程。当正反馈的作用较强时，系统呈增长或衰退状态；反过来，当负反馈的作用较强时，系统呈稳定状态。

七、结 论

装备制造业作为国民经济的支柱产业，肩负着经济、社会、生态等系统平衡的重要责任和使命。因此，装备制造业技术创新发展模式的内外部功能必须坚持可持续发展的经济性原则和社会性原则，其目标是不仅要满足装备制造业获利的需求，而且要增强技术创新能力以满足可持续发展对装备制造业发展模式的需要，使得经济增长、社会发展与资源、环境相协调、统一，实现各方经济效益。利用系统动力学研究中的因果关系分析、模型构建及运行规律分析，探讨技术创新模式下系统内部各要素之间的相互作用和影响，对于装备制造业技术创新发展模式功能的发挥和目标的实现具有重要意义。

参考文献：

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