陕西电子及通信设备制造业创新系统研究

李 霞，秦颖博

(西安工程大学管理学院，陕西 西安 710048)

为了应对信息全球化和经济一体化所带来的竞争，各地区纷纷选择高科技产业作为经济社会发展的重要驱动力，其中，电子及通信设备制造业作为高技术产业的重要组成部分，不仅能带动传统产业的进步，而且能催生一批新兴产业的发展，对国民经济的贡献有不可估量的作用[1]。陕西省是我国电子及通信设备制造业在西部的重要产业区域之一，经过多年的经营发展，竞争优势与规模效应已经初步形成。2010年，陕西电子及通信设备制造业企业数已将近100家，实现总产值228.24亿元，同比增长34.33%，其增加值在制造业的28个分类中一直稳居前列，这也为全省严峻的就业环境带来了转机，而2009年该产业从业人员年平均数已经达到46 000多人。经过多年持续积累并不断加强自主研发，陕西省部分企业已经掌握了其中某些产品的关键技术，拥有发明专利464项，为开发高附加值的产品做出了技术铺垫。然而，尽管如此，无论从整体实力还是单从技术水平上来看，其发展还远远不如沿海发达地区，尚未形成完全自主研发的能力，加上近年来受产品结构调整和产业升级等多方面的影响，该产业以后的发展将是一个艰辛的历程。2010年电子及通信设备制造业对全省GDP的贡献率不到3%，这明显不利于陕西进入全国强省行列，实现GDP年增速13%的目标。该产业也成为了经济高效增长的瓶颈所在，如果处理不好其发展问题，陕西的经济将徘徊不前，甚至下降。

对于如何来改变现有电子及通信设备制造业发展的窘境，技术创新是解决问题的核心所在。电子及通信设备制造业是典型的技术导向型产业，对技术创新的要求尤为迫切。事实上，产业参与竞争的过程早已进入了以创新驱动为主的阶段，而竞争的关键在于对创新系统进行整合与集成，从系统的角度带动整个产业的发展与进步，实现国民经济的高效运行。

1 研究综述

产业创新系统的研究是近10年才开始的。其概念最早由MALERBA和BRESCHI于20世纪90年代提出，并创立了动态的、多维的和全面的产业创新系统理论[2]。杨东起论述了将国家创新系统与技术系统结合起来，从国家竞争力方面构建产业创新系统，把国家产业政策有效融入到产业创新系统中[3]。

许晓燕论述了产业创新系统，并把它分为技术系统、环境系统、政策系统和评价系统4个部分。其中技术系统为创新系统的核心所在，研究开发则是整个技术系统的关键之处[4]。郑斯瑞提出，产业创新系统的本质在于创新要素间的“互动共生”[5]。李梅芳指出，产业创新系统的结构模型应包括系统目标、3个子系统，即技术子系统、制度子系统和组织子系统，然后加上系统环境[6]。

在实证方面，李连得在分析电子信息产业的创新体系形成动因和创新机理时，指出电子信息产业创新体系是由产业链创新、技术创新、应用创新、产业集群创新和政策创新5个创新要素构成的[7]。张晓丹以中国石油化工产业为例，构建和分析了石化产业创新系统模型[8]。

2 创新系统建模

2.1 确定模型边界

基于内部要素的相互作用，运用系统动力学进行系统行为分析，同时假定系统行为本身既不受系统外部环境变化的影响，也不受系统内部因素的控制[9]。根据系统论原理，创新过程涉及技术的改进、科技人员的投入、企业技术创新、经济环境的促进、科研机构和政府支撑等一系列相关活动。这些活动彼此联系，有时要并行合作或循环交叉[10]。以动态角度看，产业创新过程是一个经过技术加工和信息交流，将知识与技能融入物质转化为用户满意的产品最后到产业化的过程[11]。

为确定哪些因素对该行业的创新产生重要影响，通过文献搜集和对行为主体相关企业进行调研等方法来进行确定。对相关文献进行分类整理，归纳出目前的学者对产业创新系统影响因素的阐述，提取出尽可能多的因素，然后根据因果关系和系统建模目的进行筛选分析，最后大致确定出以下因素:新产品产值、技术引进、技术改造、科技活动人员数、专利授权数、新产品销售收入、新产品开发经费、工业总产值、政府资金投入、研发机构资金投入、产业总产值、人均GDP和大专以上学历人口比例。

2.2 假设条件

陕西电子及通信设备制造业创新系统主要有以下几个假设条件:

(1)新产品产值是最直接体现产业系统规模的指标，而产值率的大小体现了产业创新的发展潜能。

(2)产业创新能力的大小主要由投入经费和科技人才投入比例来衡量(这里排除外部环境的干扰)，投入越多，则产出也就越多。

(3)新产品产值主要受到创新环境的影响，其他因素通过创新环境间接作用于新产品产值。

(4)新产品销售收入主要受经济环境的影响，而新产品开发经费的支出基本来自于支撑环境的作用。

(5)产业创新包括自主创新、模仿创新与合作创新，以自主创新为主。

2.3 建立模型

笔者认为创新最直接的体现是新产品产值的增加，并以此构建模型。同时，支撑环境和经济环境通过影响创新环境来间接影响新产品的产值，因此模型划分为3个子系统:产业创新环境子系统、产业经济环境子系统和产业支撑环境子系统。

(1)产业创新环境子系统。新产品的产值依赖于创新环境的好坏，这主要包括技术改造力度、技术引进力度、新产品投资力度、技术因子和每万名技术人员新产品产值5个因素。

技术改造力度和技术引进力度，分别用技术改造和技术引进的经费与科技活动总经费之比表示;新产品投资力度为新产品开发经费与新产品销售收入之比;技术因子为每万人专利授权数。其中，经费的投入与专利授权数每年不尽相同，在模型中通过建立时间表函数来解决。

(2)产业经济环境子系统。在该系统中新产品的销售收入主要依赖于经济环境的好坏，这主要包括产业优化因子、经济水平因子和人力资源水平因子3个因素。

产业优化因子包括新产品的产值率和新产品的投入力度两方面因素，新产品产值率为新产品产值与产业总产值之比，而新产品的投入力度为新产品开发经费占新产品销售收入的比例;经济水平因子主要由人均GDP来衡量;而人力资源水平因子主要由大专以上学历人口比例来衡量。产业总产值、人均GDP和受教育的人口比例在模型中使用时间表函数。

(3)产业支撑环境子系统。新产品的开发经费主要依赖于支撑环境的好坏，即开发新产品的动力，这主要包括政府支持力度、机构投入力度和市场需求因子3个因素。

政府支持力度主要是从经济层面来衡量，以科技活动经费中政府支出所占比例来代替;机构投入力度为研发机构经费投入占科技活动经费支出的比例;市场需求因子由两部分组成:新产品需求因子和新产品投入力度，新产品需求因子为新产品产值与工业总产值之比，而新产品投入力度为新产品经费投入占新产品销售收入的比例。经费的投入与工业总产值在模型中使用时间表函数来获得相应数据。

将以上3个子系统综合在一起就构成了产业创新系统模型，包括3个状态变量:新产品产值、新产品开发经费和新产品销售收入。而经费支出变化量、销售收入变化量、新产品产值年增加量和新产品折旧属于流率变量。主要的辅助变量为创新环境层面指数、经济环境层面指数、支撑环境层面指数等。系统使用了大量的表函数，如科技活动人员表函数、专利授权表函数、产业总产值表函数、工业总产值表函数、大专以上学历人口比例表函数等，综合模型如图1所示。

图1 陕西电子及通信设备制造业创新系统模型

2.4 模型检验

系统动力学模型检验其有效性的方法大致有直观检验、历史检验、运行检验和灵敏度检验4种。通过查阅相关资料，收集相关数据，对相关的企业进行了调查分析，可得出该创新系统模型基本通过了直观运行检验。

一个构建成功的模型要经得起历史的考验，这不仅是对模型的精确肯定，也是为了检验模型假说的正确性，因此历史检验变得十分必要。鉴于篇幅和所搜集的数据所限，只对陕西电子及通信设备制造业的新产品产值、新产品开发经费和新产品销售收入进行模拟检验，检验时间为2001—2009年，共9年时间。在此仅列出新产品产值的模拟检验。如表1所示。

表1 新产品产值模拟值与真实值对比

从表1可以算出，检验值与真实历史数据的绝对平均误差为3.35%，其他两项模拟的误差范围也控制在5%以内，基本上通过了历史检验。通过参数的调整，也通过了灵敏度检验，所建模型基本上适合用来预测陕西电子及通信设备制造业未来的发展趋势。

2.5 仿真模拟

通过以上各种检验，所建模型基本上是可信和可行的，因此以历史数据为基础，以2001—2020年为仿真时段，分别列出陕西电子及通信设备制造业创新系统中主要参数的输出结果并加以分析。新产品产值的仿真模拟图如图2所示。

图2 新产品产值模拟图

从2001年到2009年，虽然新产品的产值稳中有升，但整体变化不大，基本处于水平状态，这与陕西的实际情况相吻合。而2009年以后，其产值缓慢增加，说明新产品的发展进入起步上升阶段，特别是2015年以后，曲线的变化趋势将近似处于指数增长，表明了将来陕西该产业将进入快速发展的阶段。

以下分析影响系统的重要因子，即产业优化因子和市场需求因子，并分别给出其模拟发展图，如图3和图4所示。

图3 产业优化因子模拟图

图4 市场需求因子模拟图

因为产业优化因子主要由新产品在产业中的产值比例来代替，所以其变化情况在很大程度上说明了该产业的结构优化发展情况。从图3可以看出，近10年产业结构变化不是很大，有几年还有回落现象，且比例情况一直维持在0.15左右，总体水平较低，直到2013年之后情况才会有明显好转，这与前面得出的产业即将步入快速发展时期的结果是一致的。

而市场需求因子关乎产业的发展前景，它是产业创新的源动力，不断刺激产业开发出新产品，这里用新产品在整个工业产值的比例来表示，在一定程度上反映了新产品的受欢迎程度和市场的接受程度。

从图4可看出，市场需求情况从2001年到2008年一直处于下滑态势，最近几年情况也没有明显好转，这基本上符合实际情况。事实上，2008年全球爆发经济危机，中国受到影响在所难免，中国市场在这段时期一直处于低迷状态。预测到2013年以后，市场需求会渐渐加大，即将带来市场繁荣。

2.6 模型结论

通过以上对陕西电子及通信设备制造业创新系统的仿真模拟分析，可以得出以下结论:

(1)从整体上来看，陕西电子及通信设备制造业新产品最近几年消费市场已经拓宽，2011年以后将进入快速发展时期。

(2)产业结构仍需要优化升级，一个好的产业结构是产业升级的内在关键，陕西该产业在这方面还有很大的改进潜力。

(3)市场需求是产业创新的主要动力之一。随着2008年以后经济危机的逝去，经济回暖以及人民生活水平的提高，该行业产品的市场需求还有很大的上升空间。

(4)政府的支持也是推动产业创新的重要因素，随着政府投入力度的加大，产业创新的动力会变得越来越足，新产品的产出必然也会增加。

(5)目前研发水平还很差，科研机构的市场导向机制仍不健全，大部分还是基础性研究，产业创新的技术问题还是以引进为主，自主创新为辅。

3 政策建议

针对陕西电子及通信设备制造业创新发展方面存在的问题和不足，提出了以下建议:

(1)刺激市场需求。这是产业创新发展的根本动力。企业应大力推广电子及通信产品的使用，积极开拓市场;政府则进一步降低税率，制定规范的法规政策，保障产品的销路畅通以及售后服务的完善。

(2)积极鼓励新产品的研发，加大投资力度，完善产学研合作模式。有条件的企业可以成立新产品研发部，在技术引进的基础上，努力实现自主创新，改良其技术环境，以实现技术跨越。

(3)加强政府的引导作用。通过强有力的政策法规和资金支持，如建立重大研发项目等，动员和协调全省的科技力量，实现资源共享，优化资源配置，对于突破重点技术的科研工作人员给予丰厚的奖励，改善产业创新的支撑环境。

(4)优化产业结构。这里不仅指产业内部各要素的优化搭配，还包括产业之间的整体协作。目前陕西该产业的集中度还不高，远远没有达到发达地区的水平，因此应先形成大片的产业集群，达到规模效应，降低成本，提高利润，实现产业的自主优化。

4 结论

总的来说，使用系统动力学的方法来分析陕西电子及通信设备制造业创新系统的发展形式较新颖，研究目的也基本达到，为该产业的进一步发展提出了相应的建议与对策。以后的研究方向可以考虑加入其他相关产业对该模型的影响，使其融入各个产业链中;另外，对于因素的选取采用更科学的方法，尽量包括所有重要的因素，以便充分体现该产业的实际情况;最后，由于数据与精力所限，对于系统内部的各个子系统间的相互关系描述得不够详细，以后在这方面可以重点研究。

[1] 徐海红.电子及通信设备制造业R＆D效率及其影响因素研究[D].大连:大连理工大学图书馆，2008.

[2] 董晓燕.基于系统动力学的汽车产业创新系统研究[D].合肥:合肥工业大学图书馆，2007.

[3] 杨东起.基于SD模型企业产品创新环境分析[J].北方经贸，2008(8):1－4.

[4] 许晓燕.我国制造业技术创新能力研究[D].北京:北京工业大学图书馆，2008.

[5] 郑斯瑞.化学工业园的系统动力学仿真与调控[J].环境科学研究，2011(5):1－6.

[6] 李梅芳.企业技术创新投资动力学模型与演化分析[J].系统工程，2011(11):12－16.

[7] 李连得.中国能源供需的系统动力学研究[D].沈阳:东北大学图书馆，2009.

[8] 张晓丹.制造业信息化测评指标体系研究及系统动力学仿真[D].天津:天津大学图书馆，2007.

[9] 王欣.基于系统动力学的供应链融资模式研究[D].沈阳:沈阳大学图书馆，2011.

[10] 李文超.基于SD模型的主导性高技术产业成长动力机制研究[D].武汉:武汉理工大学图书馆，2008.

[11] 邓永祥.基于系统动力学的江西电子信息产业发展模式研究[D].南昌:南昌大学图书馆，2008.