基于管理熵的国家创新系统运行绩效评价研究

黄志斌，邓明然

（1.武汉理工大学，湖北武汉430070；2.武汉设计工程学院，湖北武汉430205）

基于管理熵的国家创新系统运行绩效评价研究

黄志斌1.2，邓明然1

（1.武汉理工大学，湖北武汉430070；2.武汉设计工程学院，湖北武汉430205）

采用管理熵对绩效的评价方法，截取2009—2013年《中国科技统计年鉴》上四大创新子系统的部分科技产出数据进行管理熵值计算，对国家创新系统的运行绩效进行评价。研究结果指出，2009年至2013年间，国家创新系统整体的管理熵值单调递减，系统无序度逐渐下降、有序度逐渐升高，表明系统的总体发展态势良好；各创新子系统的管理熵值递减水平从高到低依次为技术创新系统、知识创新系统、知识应用系统与知识传播系统；其中知识传播系统管理熵值变化不连续、波动性较大，表明该子系统内部稳定性不足。政府应充分发挥国家专有因素的力量进行制度创新，积极应对国家创新系统失灵问题，提升知识的流动力与分配力以促进知识传播系统的有序发展。

国家创新系统；管理熵；知识流动；知识创新；技术创新

DOl：10.3969/j.issn.1671-7155.2016.02.010

引言

管理熵（Management Entropy）是指在相对封闭的组织运动过程中，总呈现出有效能量逐渐减少，而无效能量不断增加的一个不可逆的过程[1]。国家创新系统（National Innovation System，NIS）是来自于公私组织部门以知识技术的生产、传播和应用为主要作用机制而设置的一整套制度或机构，其众多的行为主体、多样化的创新驱动因素、复杂且非线性的系统结构、大量内外环境的交互作用以及信息不对称的存在，使得NIS的运行演化过程呈现出充满不确定性的混沌状态，NIS中异质性群体之间的交流与互动已经成为左右创新绩效的重要因素。

以知识创造、应用与扩散为主要特征的创新系统可以被看作是“社会系统建构过程中的一个次级系统，它与其他次级系统之间的互动作用”[2]。然而NIS不能被视为一个主观的、事先程序化的发展路线与理解范式，而是一个求同存异的过程，是一个在差异碰撞中寻求共同发展动力的持续过程。“NIS内部各主体的功能也意味着在不同机构间发生互动从而接触到边界时，它们敢于在变化的环境中发现创新的机遇”[3]。

一、国家创新系统绩效评价文献综述

（一）国家创新系统结构

NIS是近十年来发展较快的一个研究热点，但尚未形成成熟完备的理论体系。赵黎明将国际上对NIS最具代表性的研究学者Freeman[4]、Lundvall[5]、Nelson[6]、Edquist[7]和OECD[8]组织的相关理论分别绘制了NIS结构示意图[9]，其中“知识流动”、“制度安排”和“国家专有因素”[10]被认为是国家创新系统中决定一国经济发展实绩的关键因素。袁晋宛以知识经济时代为背景构建了国家创新体系，以企业、高校、科研机构组成的产学研体系和以政府、中介机构组成的服务支撑体系[11]。宋伟从线性结构和非线性结构两个角度分别描绘了我国国家创新系统的理论框架[12]。胡吉明将国家创新网络体系分为知识创新、技术创新、创新传播和创新应用四个环节，每个环节分别由不同的自主创新主体构成，并对应着不同的主要创新活动功能[13]。胡昌平在中国科学院、中国社会科学院合编的《知识经济与国家创新体系》一书基础上，将我国国家创新系统分为科学创新、技术创新、知识传播、知识应用和制度创新五大子系统，着重分析了各个子系统的核心组成机构和主要功能[14]。

（二）国家创新系统绩效评价

从评价内容上看，当前的NIS大都围绕着R&D效率、不同行为主体机构绩效和整体运行协调度评价而展开；从评价方法上看，以“投入—产出”路线为主导的线性结构评价居多[15]，评价工具则以因子分析、生产函数、数据包络分析常见。朱丹运用DEA方法对1998—2006年间NIS中企业、高校和科研院所三类创新主体的R&D效率进行了评价和比较分析[16]。杨锋将NIS分为技术创新和经济促进两个阶段的链形系统进行了DEA评价[17]。王海燕的评价方法选取了“资源状况×配置能力=系统绩效”[18]的评价模型，不仅考虑到了科技投入产出的因素，而且强调了科技资源配置能力在NIS评价体系中的重要性。马艳艳将NIS分为科技投入、科技产出、能源环境和经济社会四个子系统，对其复合系统协调度进行了测度和实证研究[19]。

二、国家创新系统的管理熵结构及其运行机理

（一）国家创新系统的管理熵结构

1998年12月，由中国社会科学院研究生院编著的《知识经济与国家创新体系》一书中，将我国国家创新系统的基本架构分为四个子系统（图1）[14]。

图1 我国国家创新系统的基本结构

（1）知识创新系统。知识创新系统是由知识的生产、扩散和转移相关的机构或组织构成的子系统，主要行为主体由国家科研机构与高等院校所组成，两者的功能定位又有不同的侧重点。高等院校主要承担探索启发式、多学科交叉的基础研究，它们是知识创造的源地，是创新价值链的上游产出。科研机构则为了体现国家意志与利益，专门从事涉及国计民生领域的公共技术、产品或服务的研究，这部分知识创新具有通用知识带来的潜在的公共品色彩。通用知识为新知识再造与新技术更迭的循环提供广泛而基础的知识储备，它带来的知识扩散能形成更大范围的经济效益，使消费者能充分享受创新活动所带来的社会福利[6]。

（2）技术创新系统。技术创新系统是由技术的学习、开发、引进、传播和应用的相关机构或组织所构成的子系统，主要行为主体是企业。技术创新表现为各种人员和机构之间知识本身以及以知识为文本信息的技术流动，这部分知识主要由专业知识所构成。专业知识在知识产权与专利制度的作用下为创新者带来垄断优势与激励驱动，因而在特定的条件下具有私有性质。

（3）知识传播系统。知识传播系统是一个更加广泛而复杂的子系统，其行为参与主体众多，主要由高等院校、科研机构、企业以及信息服务机构等部门构成，主要功能是整合知识、搭建知识共享平台、培养人才，进行创新知识的传播。

（4）知识应用系统。知识应用系统的功能是应用创新科技知识、促进其转化为现实生产力，确保创新知识技术的存储、扩散向经济价值转变的实现。它既是科技创新成果的实践者，也是检验者，即验证创新知识技术的适用性与现实性，为下一个知识技术再造过程积累升级基础。

（二）国家创新系统的管理熵运行机理

NIS各行为主体间的知识流动主要通过企业间以及公私部门间的合作交流、技术扩散、人员流动[20]等方式实现。但由于知识变量的异质性很强，NIS并不像物理系统那样能让系统的输入量和输出量保持在同一量纲之上[19]，即知识量的生产者与使用者难以达到供需的能量守恒，再加上各创新主体的知识势差、资源摄取机会不均、制度瓶颈以及不可控因素的持续介入，从而导致行为主体间作用程度不深入、信息吸收水平不充分、基础研究和应用研究不匹配、技术成果转移不全面等系统失效问题。其结果是系统无效能量的增量高于有效能量，使得系统功能紊乱，进入无序混乱状态。

任何一个开放的系统都不可能将有序或无序状态保持恒定，“均衡只是系统矛盾运动过程中的暂时现象，达到均衡后以及远离均衡的复杂非均衡平衡状态，才是经济系统的常态”[1]。国家创新系统基于创新驱动发展的需求，会持续地与外界环境进行物质能量的交换，在制度性因素（政策法规、基础设施、创新氛围等）与市场性因素（信息、资本、人才等）的作用下，各创新主体出于自我成长的需要而进行彼此间的学习互动形成更强大的创新磁场。正是知识流量及其交互作用的变化，促使NIS内部涨落的形成，在均衡与非均衡的阈值交替突变的基础之上，随着系统的自组织推动有序状态与无序状态此消彼长、周而复始，形成耗散结构。

在分析NIS管理熵的运行机理基础上，本文认为考察NIS的运营绩效应结合线性与非线性结构进行综合评价（图2）。非线性结构主要体现在知识与技术创新子系统的内在作用机制上：以高等学校为主要功能主体的知识创新系统是技术创新系统的基础；以企业为主导的技术创新系统是知识创新系统的根本；科研机构则承担着将知识转化成技术、将技术解释成知识的桥梁。这也是三大NIS主体分别在基础研究、应用研究、试验与发展上的主要功能定位。

图2 基于管理熵的国家创新系统结构示意图

系统的复杂性也表现在同复杂环境交互作用的自组织和自适应过程中的复杂性[1]，知识创新系统与技术创新系统本身也是一个复杂的子系统，它们的自组织、自适应、自更新导致它们在知识技术生产过程中也会呈现出自生产、自传播、自消费的自循环。当这两个子系统发生协调障碍或不可控输变量达到一定程度，显现的混沌现象和随机性也必然增多，从而导致有序性减弱、无序性增加，即系统熵值的增加。新演进经济学认为社会结构是伴随着制度化和冲突的解决过程，尽管知识、技术创新子系统有着自我成长的独立发展路线，但“从长远来看，创新系统中机构之间……学会处理不确定性。这并非意味着不同机构之间放弃其赖以生存的‘原则’，而是通过互相合作与互动学习，发现与创新有关的、值得共同努力的目标”[2]。因而，隐藏在制度变革与矛盾冲突背后的知识驱力所奠定的系统内在核心，会促使各行为主体的独立性发生变化，使得有序性增强、无序性减弱、系统熵值减少，从而推动NIS整体的稳定性向前迈进。

线性结构依然遵循“投入——产出”的评价路线，但本文考察的是四个子系统科技产出之间的因果线性关系，即知识、技术创新子系统相当于“因产出”，知识应用子系统相当于“果产出”。因为知识在传播过程中，知识元或知识单位本身也会派生出来一些自我更新的知识成果，故而将知识传播子系统视为“过程性的产出”，综合起来研究NIS的整体运行绩效。

三、国家创新系统管理熵模型

（一）国家创新系统评价指标体系的构建

在上述国内外有关国家创新系统结构及绩效评价的文献基础上，本文主要以路甬祥[21]、胡吉明[13]、胡昌平[14]三位学者理论观点为依据，将NIS分为技术创新、知识创新、知识传播和知识应用四个子系统组成的综合绩效评价体系（表1）。

表1 国家创新系统绩效评价指标体系

为保证数据的可获性和连续性，对指标体系的设计作出以下说明：技术创新系统绩效评价主要针对企业科技活动以及技术市场的创新成果指标。鉴于《2010—2014年科技统计年鉴》中高等学校与科研机构的科技产出指标相同，故将两者归为知识创新系统绩效指标。现有的NIS评价相关研究文献中很少考虑到“创新产出过程”类指标，即“知识流动”在NIS中的运行实绩，本文将其列入“知识传播”子系统绩效评价指标，主要涵盖高校、科研机构、科协以及科技中介机构的知识技术交换、转让、普及等交流传播活动。知识应用系统主要考察促进社会生产力的经济目标，涉及规模以上工业企业、高技术产业、高新技术开发区、产业化项目（火炬计划、星火计划）的经济活动成果指标。

（二）国家创新系统评价的管理熵模型

根据管理熵的理论定义及内涵，定义国家创新系统管理熵模型如下：

式（1）中，S代表NIS的总管理熵值，Sij熵值大小与系统的无序度成正比；wi代表NIS各子系统熵值；表示各子系统对NIS总体绩效的权重，采用专家咨询法与信息熵权法综合确定。

式（2）中，KB为子系统的平均无序系数，即管理熵值系数；Pij为子系统各主要影响因素对Sij的影响概率，并满足0≦Pij≦1，且；xij为各因子的取值，n为待评价对象的个数，m为第i个子系统中的影响因子个数。

四、国家创新系统绩效评价实证研究

（一）样本指标与数据选择

考虑到管理熵揭示的是系统能量随时间变化的运动规律，同时为了保证指标统计口径与范围的一致性，本文选取2009年—2013年NIS部分科技产出成果为样本数据（表2），运用管理熵评价模型分析NIS在5年期间内的绩效变化以及系统整体运行情况。

（二）NIS管理熵值计算

第一步，为了消除指标之间的量纲与数量级差异，采用Max-Min标准化法（即）对样本数据进行标准化处理，之后除以行业标准值得到各个指标的修正值xij。

表2 2009—2013年国家创新系统科技产出成果数据表

第二步，采用信息熵权修正法确定各子系统权重。

首先，根据AHP法建立各指标的递阶层次结构。本文采取专家意见法，邀请**省部分高校与省科技厅、**市科技局从事科技创新的学者与政府人员进行访问，对四个一级指标与23个二级指标的判断矩阵以及权重打分。接着利用MATLAB软件检验判断矩阵的一致性，分别计算一级指标与二级指标的主观分配权重（表3）。

第三步，计算各指标的信息熵权值。

将指标修正值xij经过处理后代入式（2）计算其熵值，其中，则23个二级指标的信息熵修正权重；再根据熵的可加性计算4个一级指标的信息熵修正权重wi；然后综合AHP法和信息熵权法的计算结果，确定一级指标、二级指标的最终权重值（表4）。公式分别为：

表3 NIS一级指标与二级指标主观权重值系数表

表4 NIS一级指标与二级指标最终权重值系数表

第四步，将第三步的计算结果代入式（1），分别计算2008-2012年四个子系统的管理熵值以及NIS总值（表5）。

五、结论与建议

（一）结论

从表5的计算结果中可以看到，2009—2013年NIS的管理总熵值S总均小于零且后三年内比较稳定，表明NIS朝着良好、有序的态势稳步发展。

根据表5绘制NIS四大子系统科技产出成果熵值变化曲线图（图3），从中可以看到五年期间内，技术创新、知识创新与知识应用三大子系统的管理熵值单调递减、无序度逐渐下降、运行态势也基本良好，尤其是技术创新系统的无序度下降较快、系统进步幅度非常突出。但知识传播系统S型的变化曲线表明，该系统内部有序、无序能量交换的起伏波动较大，运行过程不稳定。这是由于在NIS非线性的创新过程中，知识技术等资源的等量投入不能换来等量的产出所致，知识传播系统的不稳定更加体现了创新过程复杂性与不确定性的本质。

表5 2009-2013年国家创新系统科技成果绩效评价熵值表

图3 2009-2013年国家创新子系统熵值变化情况

（二）建议

NIS创新过程中不同主体的互动关系是多元的，尽管各个子系统有着相对封闭的独立发展规律，但这种非线性的多元化结构根植在更广泛的政治、文化及意识形态之中[22][23]。

通过研究结论可以看到，知识传播子系统的不稳定性和复杂性，一方面体现了知识创新活动的全过程是一个社会化程度更高的开放系统，高校与企业、科研机构之间的合作互动使得知识的生产、传播和运用走向更为广阔的社会领域。但另一方面，这种不稳定性与复杂性也给NIS带来更多系统失效的威胁，比如不能对市场失效进行及时有效干预和校正的激励失效、不能获得技术进步全部收益的竞争失效等[24]。知识的创造依赖于构建提供者与用户之间信息传播通道的一系列制度关系[5]，知识技术创新创造过程本身离不开制度支撑。现代意义上的NIS实践建立在各国的制度框架上，特定的输入激励会驱使整个创新系统发生非线性的变化，而某一目标的实现，往往需要同时改变多种输入激励才能逼近所期待的效果[25]，这就体现出了国家专有因素在NIS中的重要性。

知识传播有着市场性的内在供求与竞争机制，同时也需要政府代表的国家力量的介入，这种力量集中表现在政府履行着绝大部分结构性制度的决策和执行之上，如所有权及其交易规则、技术标准、反垄断、税收、金融、教育及公共科研等[26]。因此，为保证知识传播系统自身的有序运作，以及与其他子系统的协调发展，政府要在以下两个方面积极发挥国家专有因素的力量：

第一，提升知识传播系统的流动力。OECD的研究报告中曾指出，创新人才的流动，不管通过正式或非正式的渠道，都是高校、科研机构、企业、公私部门间知识传播的重要方式。知识传播是为创新主体建立基于知识交流的互动关系[27]，高校、科研机构、企业自身都应采用现代化的信息技术，丰富知识交流的形式，比如知识导航、信息推送和个性化定制、知识检索、“一站式”服务、数字参考、交互式信息服务等[13]。当知识流动机制出现一些比较硬性的制度瓶颈时，政府要采取措施降低知识传播及应用的制度壁垒，依托重大专项、协同创新中心、国内外技术合作项目与学术交流活动，多方位开发知识流动的渠道并且保证畅通，提升知识流动（技术流、信息流、数据流）的范围、速度与效率，促进科技知识在NIS各行为主体之间的循环流动。

第二，加强知识传播系统的分配力。由于通用知识的公共产品属性和专用知识的难言性，NIS不同行为主体机构间转移知识的能力表现出不同等级的“分配力”[28]，使得市场在知识分配尤其是专用知识的配置上有其局限。为此，OECD曾倡导成员国要从知识分配的角度对国家创新绩效进行深入研究，并提出“知识分配力”这一理论视角[8]，它是指“确保创新者及时获得相关知识的能力”或“通过增进对现有知识的转移、转化和获取，从而支持提高扩散及使用知识的过程的运行效率的系统能力”[29]。知识产权、专利等制度因素的存在，固然保证了创新者的激励动力与合法利润，但又不可避免地会造成知识获取、转移、转化过程中一系列的传播障碍，这种矛盾说明有效的知识分配和利用通过市场机制自发调节的可能性很小，由此造成的市场失灵必然要求更多政府力量的介入。因此，政府在科技制度与政策的制定中，除了鼓励知识创造之外，要更多采用合法化、制度化手段引导知识的跨界分配与流向，提高知识传播在整个创新网络中的扩散纵深。比如建立一个知识存量库，将所有通用、专用知识的创新成果汇聚于此，并在此基础上构建一个NIS的隶属组织机构，作为知识传播系统的源地与大本营。知识分配也要建立在知识拥有者的共享意愿基础之上，各创新系统主体应建立完善的知识技术信息共享平台，通过技术市场、生产力促进中心、科技孵化器、大学科技园等知识转移机构的广泛合作，加强知识技术人员的培训，提高其传播推广能力。

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（责任编辑 周吟吟）

黄志斌（1982—），男，湖北武汉人，武汉理工大学管理学院博士生，武汉设计工程学院商学院讲师，研究方向为企业管理、科技创新管理；邓明然（1953—），男，湖北武汉人，武汉理工大学管理学院教授、博士生导师，武昌首义学院经济管理学院院长，研究方向为企业财务管理、资本运作管理、科技创新管理。

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