协同知识创新网络结构特征与自组织演化研究

洪 琼， 张 浩

(1.淮安信息职业技术学院 商学院，江苏 淮安 223003；2.淮阴工学院 交通工程学院，江苏 淮安 223003；3.东南大学 交通学院，南京 210096)



协同知识创新网络结构特征与自组织演化研究

洪 琼1， 张 浩2,3

(1.淮安信息职业技术学院 商学院，江苏 淮安 223003；2.淮阴工学院 交通工程学院，江苏 淮安 223003；3.东南大学 交通学院，南京 210096)

传统协同知识创新网络的研究往往只从单一层面对其多主体合作网络或者知识概念网络进行分析，忽略了其多层次和嵌套性的网络特征。通过将多参与主体组织和知识创新参与者个人结合起来，综合考查协同知识创新网络的结构特征，为深入探寻协同知识创新网络的运行机理提供了一个新的思路。同时，为表征协同知识创新网络的生长与演化过程，建立基于logistics模型的自组织协同演化分析模型，并从孵化阶段、成长阶段和均衡阶段对其自组织演化过程进行研究。

协同创新；知识创新网络；结构特征；自组织演化机理

0 引言

以创新驱动经济发展是当今世界转变经济发展模式，提升核心竞争力的重要手段。面对世界科技革命和产业升级的新一轮发展浪潮，构建以企业为主体，以产业和市场为导向的产学研协同创新体系，是国家创新体系建设过程中十分重要的内容之一，而知识创新则是协同创新体系建设过程中的核心和关键，将协同创新的主体特征和知识创新的客体特征融合起来，深入认知协同知识创新网络的生成机理与演化过程，对于理清协同知识创新网络的运行机理、提升协同知识创新的绩效，以及促进整个创新系统的知识协同创新发展，都具有十分重要的作用。

对于协同知识创新网络的研究，传统的研究视角多是从协同创新的参与主体间的组织联结网络入手，或者是从知识创新的属性出发的知识概念网络入手[1]。但由于构成多参与主体核心的知识创新参与者个人的特质，也会对协同知识创新产生非常重要的影响，因此，不能仅从单一层面来考察知识协同创新网络的结构特征与演化过程。为此，本文将以协同知识创新网络为研究对象，将多参与主体组织和个人特征结合起来，综合考查协同知识创新网络的结构特征及其自组织演化规律，为深入探寻协同知识创新网络运行机理提供一个新的思路。

1 协同创新与知识创新

关于协同创新，对其定义目前比较一致的看法是，企业、高校、科研机构等创新主体建立较为紧密的跨组织协作联盟，围绕重大科技创新需求，通过知识和资源在组织成员间的转移、共享与集成，共同进行技术攻关的协同创新活动[2]，其核心是形成知识的优势效应，产生1+1>2的效果。鉴于协同创新的多主体参与的特征，要想使得协同创新内部的创新要素顺畅运行，就需要构建完善的外部驱动机制和内部激励机制来加以保障，以确保其能够充分发挥协同效应。因此，国内外学者从协同创新的内涵、动力机制、实现路径、组织模式以及绩效风险等方面对其展开了大量的理论与实践研究[2]。

随着知识经济时代的到来，知识创新能力已经成为衡量一个组织和国家发展活力的一种核心要素。知识依据可被编码化的程度可以将其划分为显性知识和隐性知识两种类型。知识创新是，在知识的获取、吸收、共享基础上，不断探索新的规律，创立新的学说，以及在不同的应用环境中加以利用和创新，这是促进组织核心竞争力提升和国民经济可持续发展的重要推动力。目前，国内外众多学者对知识创新的概念、特征、运行机制、影响因素、实现技术、管理实践等进行了大量的研究[3]。

随着现代通信和网络技术的飞速发展，为知识创新突破组织和地理边界提供了更加便利的条件，这也使得知识创新过程表现出复杂的、多样的和动态性的特征[4]。特别是协同创新和知识创新的深入耦合，将知识创新的主体和客体紧密的融合在一起，形成了更为复杂的协同知识创新网络。因此，通过借鉴多学科的相关理论，深入认知其结构特征与网络演化机理，对于提升组织协同创新能力与知识创新绩效具有十分重要的作用。

2 协同知识创新网络的结构特征

协同知识关系网络的研究对于知识创新的产生和扩散具有十分重要的作用，也是近年来研究的一个热点，其主要的研究思路大致有两个维度[3]，一方面是从知识本身属性的角度，建立知识概念间关联的知识概念网络关系模型，研究的方法主要有本体论和知识聚类；另一方面是从知识的拥有者角度，研究不同主体间的知识转移和扩散过程的知识创新网络，研究的方法主要有复杂网络理论与社会网络分析方法，但这种研究多是只考虑粗粒度(组织)的知识主体间的知识关系网络，如高校、科研机构、企业等，这虽然在认识协同知识创新网络结构特征方面具有简化网络复杂度的好处，知识创新的过程中参与者个人的特质对知识创新产生非常重要的影响，且组织是由众多参与个体所组成的，因此将组织和个人结合起来，综合考查协同知识创新网络的结构特征，是理解知识创新机制的现实需求。

为此，我们将不同组织主体间的协同知识创新看作是第一层次的知识创新网络，其特点是可以发挥组织资源集中，协调能力强以及制度保障完善的优势，能有效推动知识创新网络的生成与发展；同时，将组织内部的成员看成是第二层次的知识创新网络，由于参与成员的个人特质如性格、个人经验、声誉及知识共享意愿等会对组织内部的知识创新产生较大的影响，并且这种影响会溢出到多主体组织间的协同知识创新效果，在小环境层面的协同知识创新网络的培育与孵化，亦应加以考虑和重视。基于此，在多组织主体内外部建立起知识增势的超循环网络，从而形成协同知识创新网络的超循环网络结构，其结构特征模型如图1所示。所建立起的超循环网络结构，可以产生不同组织内部自我创新增进和外部协同增进的耦合作用，从而实现组织内外部和整个系统的知识创新能力的提升。如多主体协同创新组织在内部知识创新累积过程中形成了相对其他组织的知识优势，会产生知识转移和知识溢出效应，吸引其它与其存在知识异质性势差的组织加入协同知识创新网络，从而建立二元知识创新超循环网络，只有这样才能形成较为顺畅的知识创新循环，并在内外部环境的共同作用下，进行高效的协同知识创新活动。但是值得注意的是，组织协同关系的建立与断裂以及组织内部成员的跨组织流动都是动态变化的，这也保证了协同知识创新超循环网络的创新活力，以及产生更为复杂的自组织演化的现象。

图1 协同知识创新网络的双层嵌套结构

通过对协同知识创新超循环网络结构特征的深入认知，可以从资源、价值链或规模等角度来研究其组成结构层面的特征，也可以从复杂网络理论的结构洞、中心度及联结密度等角度来对其关系结构层面的特征进行研究，同时，由于其具有典型的嵌套式的结构特征，对其嵌套结构的协同知识创新网络的两层结构进行度量，并分析它们对协同知识创新网络合作绩效的影响机理的研究将是下一步工作的重点内容。

3 协同知识创新网络的自组织演化机理

自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论。它的研究对象主要是复杂自组织系统的形成和发展机制问题，即在一定条件下，系统是如何自动地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的，其主要由三个部分组成，即耗散结构理论、协同学和突变论[5]。一个具有自组织能力的系统需要具备系统开放性、远离平衡态、非线性互作用和系统涨落性。组织协同知识创新网络是由多参与主体(企业、高校/科研机构、科技中介、政府、金融机构等组织及个人)在内外部的基础环境和资源支持的背景下，经过长期的非正式及正式的交流与合作所建立起的相对稳定的知识创新网络系统，由于不同参与主体间存在着资源异质性和知识势差，因此，系统中的网络节点间不断的交换资源、信息、能量，从而实现系统的动态演化，推动知识创新的不断发展。可以看出，组织协同知识创新网络是在一个开放的系统环境下，具有不同资源和知识的多主体参与的非平衡、互作用并具有系统演进涨落特征的系统，因此，其是一个典型的复杂的自组织网络系统。

现有研究表明[6-7]，协同知识创新网络系统在知识创新演化初期，各参与主体由于受到内外部驱动力的合力作用，会尝试着与其它主体建立联系，此阶段的成长速度较慢。随着合作网络的不断延伸，在中期的生长速度会加快，此时的知识创新网络开始进入到一个更高的发展层次。在后期由于系统进入到一个相对稳定的状态，此时的成长速度又将变得平缓，总体上来看，其自组织演化的特征呈现出S型的结构特征。为此，我们通过引入能够反映这种复杂非线性特征的logistics模型来对其进行建模与分析，建立的系统自组织协同演化模型如下：

其中，Y为协同知识创新网络的节点，k为网络的容量，u为网络增长的速率，t代表时间维度，对其进行一阶和二阶求导可以对其增长演化的趋势进行分析，以网络中的协同知识创新参与个人为例(n表示参与人数节点)，对其网络生长的自组织演化过程进行模拟，其过程如图2所示。

(n=17) (n=86) (n=519)

图2 协同知识创新网络生长演化模型

协同知识创新网络中多参与主体在内外部环境的共同作用下，依据自身知识需求与合作需求在知识网络系统统一运作过程中，通过组织、人员、资源及连接关系之间的协同协调，以达到知识创新的协同效应，实现整体效益优于各单独主体效益综合的知识创新协同目标，提升组织知识创新的能力。协同知识创新网络是一个开放的动态的非均衡的自组织系统，由上面的分析可知，其演化过程大致可分为孵化阶段、成长阶段和均衡阶段三个阶段。

一是，知识创新网络孵化阶段。在知识创新网络形成初期，各主体会通过行业或市场调查，了解市场及客户需求，并结合自身知识资源和外部宏观经济的态势，明确知识需求，对内外部协作的知识互补性、创新难易程度、预期效益分配、所需条件等进行可行性分析。在此基础上，识别目标协同伙伴，建立协同知识创新关系网络。由此可知，这一阶段会体现出不同协同主体间会存在着试探和磨合过程的特点，初期参与的节点不是很多，网络规模会较小，但增长的速度将会很快。

二是，知识创新网络成长阶段。随着第一阶段的基础环境准备趋于优化，协同知识创新网络的生长速度将继续递增，但生长的加速度将降低，并呈现准线性的增长性质。这一阶段是深化知识协同模式、产生协同知识创新优势的关键阶段，主要表现是由初期的显性知识协同，如专利转让、技能培训，过渡到隐性知识协同，如联合攻关，知识转移和知识创新的能力也将进一步提升。此时，网络中的不同类型的节点(企业、高校、科研机构、政府、金融机构科技中介等)将大规模的增加，网络连接也较为复杂，整个网络会出现自组织的特征，一些不适合或者低质量的节点将被淘汰，新的节点将会加入。

三是，知识创新网络均衡阶段。这一阶段的网络规模将在到达一定的阈值后保持现有规模或者出现凋零的现象，因为很多协同知识创新的过程结束后，相应的节点连接的动力将不足，整个网络系统进入到一个相对均衡的状态，或者重新建立新的协同知识创新网络，相应的网络的成长速度也将趋于平缓，直至停止。此阶段由于协同知识创新的任务或者目标的实现，网络中各主体及其相互联系进入到一个稳定的关系过程中，此时核心和重点是对协同知识创新的绩效评估与利益分配，这是构建良性的协同知识创新网络的重要保障和激励。

因此，在协同知识创新网络形成的孵化期，构建良好的外部协同知识创新环境，充分发挥知识协同的动力机制的调节作用，降低不利因素对协同知识创新的影响；在成长期，建立通畅的知识识别与知识转移渠道，促进知识的扩散与溢出，使各参与主体形成内化创新能力；在均衡期，完善知识创新绩效的考核与评估体系，合理分配知识创新收益，建立明晰的知识创新成果共享机制，将有力提升各主体的知识协同意愿，促进知识创新的良性可持续发展，提升整个系统的知识创新能力。

4 结语

随着创新难度和复杂度的增加，传统的单一主体的创新行为已很难满足社会经济发展的需要，开展以企业为主体，高校、科研机构、政府、科技中介以及相关金融机构共同参与的协同知识创新成为了当今新的创新发展范式，其也是克服我国现阶段产学研模式发展过程中存在的一些问题(如创新效率低下、资源配置不合理、组织合作松散)的一种有效的方式[8]。同时，也正是由于这种多主体参与以及知识创新过程本身的复杂性，使得协同知识创新的开展面临着前所未有的挑战。

将多参与主体组织和知识创新参与者个人结合起来，综合考查协同知识创新网络的结构特征及其自组织演化规律，指出了其网络结构具有双层嵌套式的超循环网络结构特征，并基于logistics模型建立了其自组织协同演化分析模型，对其演化过程中的孵化阶段、成长阶段和均衡阶段三个阶段的知识创新过程进行了深入的分析。下一步研究的重点将是对具有嵌套结构的协同知识创新网络的两层结构进行度量，并分析它们对协同知识创新网络合作绩效的影响机理，为提升协同知识创新绩效，探寻更为科学的协调机制与方法。

[1] 刘炜,徐升华.协同知识创新研究综述[J].情报杂志,2009(28):131-134.

[2] 贺新闻,辛吉勋.跨组织横向协同创新研究综述[J].科学管理研究,2015(33):9-11.

[3] 吴悦,顾新.产学研协同创新的知识协同过程研究[J].中国科技论坛,2012(10):17-23.

[4] 胡刃锋,刘国亮. 移动互联网环境下产学研协同创新隐性知识共享影响因素实证研究[J].图书情报工作,2015(59):48-54.

[5] 刘丹,闫长乐.协同创新网络结构与机理研究[J].管理世界,2013( 12):1-4.

[6] 王进富,赵慧,张颖颖.产学研协同创新自组织作用机制研究[J].改革与战略,2014(30):34-38.

[7] 项杨雪.基于知识三角的高校协同创新过程机理研究[D].杭州：浙江大学,2013.

[8] 李永周,万元.高校产学研合作的协同机理与运行机制研究[J].中国科技论坛,2014(10):60-65.

(责任编辑：仇新明)

The Structure Characteristic and Self-Organizing Evolution of Collaborative Knowledge Innovation Network

HONG Qiong1，ZHANG Hao2,3

(1.School of business, Huai'an Institute of Information Technology, Huai'an Jiangsu 223003, China; 2. Faculty of transportation engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huai'an Jiangsu 223003, China; 3. School of transportation, Southeast University, Nanjing 201196, China)

Analysis of conventional collaborative knowledge innovation network is often only from the single level of the concept of multi-agent cooperation network or knowledge networks, which ignored the multi-level and nested network features. By combining more participation main body and individual participants of knowledge innovation, and the comprehensive investigation of the structure of collaborative knowledge innovation network characteristics, it provides a new thought for further exploring the running mechanism of collaborative knowledge innovation network. At the same time, in order to show the growth and evolution process of collaborative knowledge innovation network, a self-organization co-evolution analysis model based on the logistics model is established, and the study was carried from aspects of the incubation stage, growth stage and equilibrium phase on the self-organizing evolution process.

collaborative innovation; knowledge innovation network; structure characteristic; self-organizing evolution mechanism

2016-05-23

江苏省高校哲学社会科学基金项目(2014SJB693)；江苏省教育科学“十二五”规划项目(C-b/2013/01/021)

洪琼(1983-)，女，安徽六安人，讲师，硕士，主要从事物流管理、知识管理等研究。

C93；F276

A

1009-7961(2016)05-0069-05