二象对偶理论视角下林木加工产业技术创新系统的协调度测度*

王 刚 万志芳 曹秋红

(1.东北林业大学 经济管理学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨工程大学，黑龙江 哈尔滨 150001)

二象对偶理论视角下林木加工产业技术创新系统的协调度测度*

王 刚1,2万志芳1曹秋红1

(1.东北林业大学 经济管理学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨工程大学，黑龙江 哈尔滨 150001)

基于改进熵值法和二象对偶理论，将林木加工产业技术创新系统划分为以创新能力为表征的状态子系统和以创新效率为测度的过程子系统，并根据子系统进一步阐述林木加工产业技术创新系统的二象特征。测度2008年～2012年林木加工产业技术创新系统的二象子系统发展水平、系统综合发展水平及二象子系统间协调发展水平。结果表明：林木加工产业技术创新系统的二象子系统及系统综合发展整体呈现上升演化态势，二象子系统间的协调发展程度总体处于动态不稳定的演化规律。

林木加工产业；技术创新系统；协调度；改进熵值法；二象对偶理论

一、引言

中国是林木生产、加工、消费及贸易大国，林木加工产业逐渐成为国民经济发展的重要支撑。当前，虽然我国林木加工产业得到迅速发展，但由于粗放型经济增长方式和关键技术薄弱的制约，还处于产业价值链的低端。解决上述问题的关键在于创新，实现林木加工产业创新并非是单一创新要素的实现，更为重要的是各种相互关联创新要素构成的创新系统作为平台和条件。林木加工产业技术创新系统作为一个动态系统，兼具了描述静态“状态”和动态“过程”两个属性。“状态”指产业技术创新系统的创新能力，“过程”指创新效率，二者间的协调与否体现了林木加工产业创新系统的演化状况，并对系统的稳定和优化起着重要的作用。

目前，国内外学者从不同视角对产业技术创新系统进行了研究。如Breschi和Malerba较早涉及产业技术创新系统领域，把其内涵界定为：创造和使用某一行业技术，以及创造、生产和使用属于某一行业的产品而进行市场或非市场交互作用的异质的个人、组织和机构组成的系统。[1-2]随后，Malerba进一步把该系统要素明确划分为企业、网络、需求和技术特性等六个部分，进一步完善了产业技术创新系统理论。[3]基于此，张治河等在综述现有相关研究基础上，提出了产业创新系统的理论模型，并从系统结构、功能和运行机制三个方面剖析了产业创新系统。[4]王章豹和郝峰基于因子分析法，从技术创新、制度创新和市场创新三个方面对我国不同区域产业技术创新系统的创新能力进行了测评，进一步展现区域产业技术创新水平。[5]此外，李锐和鞠晓峰以中国通信产业为例，构建了产业技术创新系统演化模型，对系统模型的稳定性和演化趋势作出了分析。[6]类似的，于焱和李庆东指出产业创新体系是一个持续演变的动态系统，是基于构成系统内部各要素间相互制约和影响产生的结果。[7]冯志军基于关联网络DEA模型对中国制造业技术创新系统的创新效率进行了评价，指出中国各区域制造业技术创新效率发展演变态势具有较大波动性。[8]

综上所述，各个学者对产业技术创新系统内涵、系统构成、系统评价和运行机制作出了全面剖析，拓展了产业技术创新系统相关研究脉路，为后续深入研究奠定了基础。然而，现有研究还缺少能够反映系统内部运行状态的动态过程，尤其是关于融合静态“状态”和动态“过程”两个属性的系统整体运行协调演化状况还鲜有涉及。此外，当前关于产业技术创新系统的研究主要以装备制造业为对象，鲜有专门从林木加工产业为视角进行深入阐述。为此，本文基于改进熵值法和二象对偶理论，整合以林木加工产业技术创新能力为表征的静态“状态”子系统和创新效率为测量工具的动态“过程”子系统，测度我国林木加工产业技术创新系统的协调发展演化态势。

二、二象对偶理论及产业技术创新系统的二象特征

高隆昌于2007年对二象对偶理论作出全面阐述，并把其定义为：假设如下5个特征的2个部分组合成系统S，同时从这2部分去阐述系统S，则视该系统S为二象系统，可用数学表达式记为：

(1)存在一实(X)一虚(X*)的两个象，且这二象具有互融性。

(2)两个象在空间维度是是具有实质差异的，无法同时在一个坐标系里出现。

(3)两个象间不存在一一对应关系，且x*∈X*均为X的全局映射。

(4)二个象存在着内部牵制性，即一象的变动会造成另一象的变化。

(5)二个象之间存在着一定的比例关系，其比例数值在某一个合理的区间变动。[9]

随后，高隆昌等学者在后续研究中进一步指出，系统内二象具有动态变化的对偶关系，二象只是系统的一种静态结构，而二象的对偶关系是系统内存在的固有运行机制。[10]这种内在机制是随着对象的不同或对象处于不同的生命周期，二象之间演绎成既竞争又合作、既相生又相克、既制约又协同的关系。

根据陈伟等学者的观点，创新系统具有生命力和方向性，产业技术创新系统在发展演化过程中存在着状态性[S(X)]和过程性[S(X*)]两个属性，从而可把产业技术创新系统发展演化过程中某时刻描述为：Y(S)=F[S(X),S(X*)]。[11]基于此，冯志军指出产业技术创新系统中状态子系统和过程子系统不仅互相对立、互相排斥，还维持竞合、克制与协同的对偶关系，因此，把产业技术创新系统中状态子系统和过程子系统视为一实一虚的二象子系统。[8]产业技术创新系统中状态子系统描述了系统的静止状况，即对产业技术创新系统发展水平的一种状态观进行阐述，表现为产业的创新能力，通常视为创新系统的“实像”子系统。过程子系统体现了系统的运动状况，视为创新系统的“虚像”子系统，表现为产业的创新效率，反映产业技术创新系统的创新过程及其发展演化趋势的衡量。[11]

三、林木加工产业技术创新系统协调发展的测量

(一)指标体系的构建

邵云飞、黄鲁成和陈伟等学者指出创新是一个资源投入产出的过程，[11-13]投入水平和产出水平是创新系统的核心组成部分，因此现有研究一般从投入—产出视角去构建产业技术创新系统的评价体系。基于此，结合产业技术创新系统的二象特征，本文将创新系统的创新能力视为投入水平和产出水平的“加和”，表现为规模或着数量；将创新效率看成投入产出比，表现为质量或结构优化。同时考虑到林木加工产业特征，[14-16]参照郑明亮、王晓栋、Guan等人关于林木加工产业的相关评价指标体系，[17-19]并遵循指标设计的数据可获取和可操作性原则，本文构建了如下林木加工产业技术创新系统的投入产出评价指标：

林木加工产业技术创新系统的投入指标包括了R&D人员全时当量(X1)、产业年R&D经费投入(X2)、技术改造费支出(X3)、技术引进费支出(X4)、消化吸收经费支出(X5)等5个指标；林木加工产业技术创新系统的产出指标包括了专利申请数(Y1)、产业年拥有的发明专利数量(Y2)和新产品销售收入(Y3)等三个指标。

(二)数据收集

在全面考虑本研究所需要数据的时效性和权威性，基于各评价指标的数据要求，相关数据均摘自于《中国统计年鉴》(2009年至2013年)、《中国林业产业与林产品年鉴》(2009年至2013年)和《中国科技统计年鉴》(2009年至2013年)，并从中摘取了林木加工产业在2009年至2013年5年间的时间序列数据。

(三)林木加工产技术创新系统协调发展的实证测度

1、指标权重的确定

为避免指标重要程度进行主观性及随意性评估，客观地确定各指标权重的大小，本文应用改进熵值法计算出指标的权重，应用熵值法确定指标权重的具体步骤如下：[17]

首先，为避免各指标量纲差异性，减少量纲及数量级的影响，对原始数据作出无纲量化处理，将原始指标数值转化成可进行综合的指标评价指，其公式如下：

(1)

其次，为清除无纲量化后数值中的负数影响，对其进行如下平移：

(2)

(3)

最后，根据qij值计算出第j个指标的熵值ej：

(4)

从而得出第j个指标权重wj：

(5)

根据公式(1)～(5)，最终得到各指标的权重，如表1所示：

表1 指标权重

2、林木加工产业技术创新系统的协调发展水平测度

根据二象对偶理论，需要结合指标权重和指标数据测量二象系统的协调度。由于各指标数据数量级不统一，因此应先对原始数据进行标准化处理，考虑到本研究指标均为效益类指标，从而给出如下公式(6)进行数据标准化处理：[11]

(6)

为科学合理地对我国林木加工产业技术创新系统的协调发展水平进行测度，首先分别分析林木加工产业技术创新系统中状态子系统、过程子系统和系统综合发展水平，然后再分析最终的二象子系统间的协调情况。

(1)状态子系统发展水平

基于改进熵值法所求得的8个指标权重，将2008年至2012年的林木加工产业技术创新系统发展水平指标值按公式(6)进行加权求和，进而算出状态子系统发展水平：

(7)

(2)过程子系统发展水平

创新效率的测度是指计算创新投入产出比，因此，林木加工产业技术创新系统的过程子系统可用投入指标比产出指标获得，可用公式(7)计算出状态子系统发展水平：

(8)

(3)系统综合发展水平

林木加工产业技术创新系统的综合发展水平包含了系统发展状态和发展过程两个方面。为此，运用公式(6)分别对L(S1)和L(S3)作出标准化处理，避免二象子系统的相对离差影响，标准化后的二象子系统发展水平记为L′(S1)和L′(S2)，从而根据L′(S1)和L′(S1)得到林木加工产业技术创新系统综合发展水平：

(9)

(4)二象子系统协调发展测度

系统的协调发展情况体现了林木加工产业技术创新系统的二象子系统间协调程度高低，展现林木加工产业技术创新系统由无序走向有序的趋势。本研究中产业技术创新系统的二象子系统S1和S2间协调度可根据L′(S1)和L′(S2)的相对离差VC来表示，从而得到VC的数学表达式：

(10)

由于相对离差越小，表明系统的协调度越好，从而VC越小，二象子系统S1和S2间协调度越高。由于L′(S1)>0，L′(S2)>0，因此VC达到最小值的充分必要条件为：

从而我们可以定义林木加工产业技术创新系统的二象子系统S1、S2的协调度为：

(11)

在式(11)中，k为辨别系数，且k≥1，可知，0≤VC≤1。

3、林木加工产业技术创新系统的协调发展水平测度结果及分析

运用公式(6)～公式(11)，首先分别算出林木加工产业技术创新系统中状态子系统、过程子系统和系统综合发展水平，然后计算出最终的二象子系统间协调度情况，如表2所示：

表2 林木加工产业技术创新系统协调度

为更加直观地展现我国林木加工产业技术创新系统中的状态子系统、过程子系统、系统综合发展水平及二象子系统协调发展演化规律，进一步对比各子系统发展水平和系统间协调情况，根据表2的相应数值在平面直角坐标系中的时间序列分布特征，基于多项式拟和2008年～2012年五年间我国林木加工产业技术创新各子系统和二象子系统协调发展演化曲线，如图1所示：

图1 林木加工产业技术创新系统协调发展演化曲线

根据表2数值结果和图1演化曲线图像，对我国林木加工产业技术创新系统中的状态子系统、过程子系统、系统综合发展水平及最终的二象系统协调发展演化规律分别作出如下分析：

一方面，分别从状态子系统、过程子系统、系统综合发展水平三个指标来看，在状态子系统发展水平方面：我国林木加工产业技术创新系统创新能力发展在2008年出现一个发展低潮期，这可能存在的原因是国际经济危机的影响。但随着政府的及时应对，逐步出台了针对经济危机的一系列措施和政府，如“四万亿经济刺激计划”的颁布和“创新驱动发展战略”的实施，林木加工产业R&D经费投入和国外先进技术引进强度逐渐扩大，2009年～2012年我国林木加工产业技术创新能力呈现平稳的增长期。从图1可以看出，状态子系统演化曲线呈现平稳的增长态势。在过程子系统发展水平方面：2008年～2011年的我国林木加工产业技术创新系统创新效率由较低水平快速上升到较高水平，究其原因，在于2008年爆发的全球经济危机对我国林木加工产业经济发展造成了较大冲击，因此2008年我国林木加工产业技术创新系统创新效率达到一个低谷，2009年以后，随着政府陆续实施促进产业升级的发展政策，林木加工产业发展得到逐步恢复，并在此后的几年呈现快速增长，林木加工产业创新效率又得到进一步提升，并在2011年达到历史最高水平；然则在最近的2011年～2012年期间，林木加工产业创新效率处于暂时的倒退期，相关部门应提高警惕，注意防范林木加工产业创新效率长期下降。在系统综合发展水平方面：受到状态子系统和过程子系统发展的共驱影响，我国林木加工产业技术创新系统综合发展水平的演化趋势与状态子系统发展规律类似，同时受到过程子系统发展的影响，创新系统综合发展水平高潮发展期表现得较为温和。

另一方面，从最终的二象子系统协调发展指标来看，二象系统协调发展呈现出背离时序性现象。二象子系统的协调度在2011年处于一个低潮期，这主要源于状态子系统和过程子系统在同期表现的导常化，二象子系统的发展在2011年的表现结果截然相反，进而导致了二象子系统协调发展度较低。到2012年，二象系统的协调情况表现展现出一个较优异状态，二象系统协调发展整体呈现快速增长状态。可以看出，出现二象子系统协调发展水平较低的原因主要在于过程子系统与状态子系统发展程度不一致性，因此林木加工产业技术创新系统的协调发展需要各子系统彼此充分协调，应尽量避免出现个别子系统的“短板”现象。

四、结论

本文基于改进熵值法和二象对偶理论，从系统论的视角对我国2008年～2012年林木加工产业技术创新系统的二象子系统发展水平、系统综合发展水平及二象子系统间协调发展水平进行实证测度，实证结果显示出我国林木加工产业技术创新系统的各子系统发展态势和二象子系统协调发展演化规律存在不一致的现象。一方面，本文所提出基于二象对偶理论和改进熵值法的组合方法在一定程度丰富和拓展了类似研究；另一方面，最终的实证结果对于林木加工产业如何调整自身产业结构、增强其技术创新水平提供有益参考。

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责任编辑：王明舜

The Measurement of Coordinated Degree of Technology Innovation System in Wood Processing Industry from the Perspective of Er-Xiang Dual Theory

Wang Gang1,2Wan Zhifang1Cao Qiuhong1

(1. College of Economics and Management, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China;2. Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)

Based on the improved entropy method and er-xiang dual theory, the article divides wood processing industrial technology innovation system into state subsystem and process subsystem, and describes its er-xiang features from two subsystems. And the article measures the levels of two subsystem development, comprehensive development and coordinated development between the subsystems of the wood processing industrial technology innovation systems in China from 2008 to 2012. The empirical results show that the overall development of the two subsystems and the comprehensive development of the system tend to rise, and dual subsystem coordinated development is fluctuating.

wood processing industry; technology innovation system; coordinated degree; improved entropy method; er-xiang dual theory

2014-07-26

王刚(1978- )，男，山东梁山人，东北林业大学经济管理学院博士研究生，哈尔滨工程大学助理研究员，专业方向为林业经济理论与政策。

D509

A

1672-335X(2015)02-0078-05