基于物场分析的城市创新投入研究

文宗川+张树山

◆ 中图分类号：F290 文献标识码：A

内容摘要：本文分析了城市创新投入与创新机构的相互作用关系，应用TRIZ理论中的物质-场分析法构建了创新投入通过创新环境作用于创新机构的城市创新投入物场模型。针对模型中创新效用不足或创新效用有害的情况，利用TRIZ物场分析理论中的标准解提出解决方案，建立了一种能够迅速解决城市创新投入问题的“城市创新投入物场模型”，并形成城市创新投入问题的解集。

关键词：城市创新投入 物场分析 TRIZ

引言

提高自主创新能力，完善国家创新体系建设，是新时期我国坚持实施创新驱动发展战略的关键，是推进大众创业、万众创新的核心。国家的创新离不开城市的创新，构建城市创新体系，提高城市自主创新能力，推动城市发展从要素驱动型向创新驱动型转变，是实现国家创新能力建设目标的关键。城市的创新投入作为城市创新建设的基础，其产生的创新效用直接决定城市创新能力，如何正确并且高效地利用创新投入将成为城市创新建设的关键问题。近些年来，国内外学者对城市创新投入的研究大多体现城市创新能力、创新体系评价的研究上。刘永久（2010）以山东17个城市为例，建立了以创新投入、创新环境等六大要素构成的城市创新能力评价指标体系。于晓宇（2011）在实证研究的基础上，揭示了城市创新体系创新机制中资源要素投入的4条规律。曹勇（2013）利用Theil系数并结合面板数据分析了影响城市创新能力的主要因素，研究结果表明城市创新投入能力以及科技成果转化能力对城市创新能力存在显著正向影响。张文婷（2014）以城市群为研究对象，在分析城市群区域创新体系顶层结构的基础上构建了我国城市群创新体系运行评价的“四三结构”模型，并从创新投入、创新主体、创新内容和创新产出四个维度对城市群区域创新体系运行的现状和差异进行了分析。

以上研究大多是以城市创新体系的宏观角度去研究创新投入问题，而对具体的创新投入方法研究以及投入过程中的问题研究较少。近些年来越来越多地被应用于创新领域的TRIZ物质-场分析法为城市创新投入的研究提供了一个新思路。卢希美（2010）利用了TRIZ理论的最终理想解和物场分析方法，建立了物场分析理论和功能分析的产品创新设计流程。该流程将指导设计人员从产品的功能出发，快速实现了产品的创新设计。易加斌（2009）提出了將物场分析法应用于管理创新的设想。文竹（2012）将物场分析法与管理创新结合，构建了一种迅速解决管理问题的“管理物场模型”，形成了一种全新的管理创新方法。刘骅（2013）将物场分析法应用于科技型中小企业技术创新模式研究中，对科技型中小企业创新发展提供有益参考。本文结合近年来TRIZ物质-场分析法在创新领域的研究基础，将物场分析理论模型应用于城市创新领域，从具体的工具和方法来解决城市创新投入过程中的问题。

物场分析

经典TRIZ理论体系主要包括三部分内容：创新思维、创新工具和创新规律。创新思维方法也称为突破惯性的方法，主要包括九屏幕法、小人法、IFR等；创新工具主要包括矛盾分析法和物质-场分析法，相对应的是40个发明原理和76个标准解；创新规律包括提高理性度法则、S曲线、能量传递法则、子系统不均衡化法则、向微观级进化法则等，如图1所示。

物质-场分析法是一种与现有技术系统相关联的问题建模方法，它所构造的每个系统是为了完成某些功能要求而存在的，它所希望的功能是：物体或者物质（S1）的输出，是由于另一个物体或者物质（S2）在某些场（F）的作用下引发的结果，场（F）是物质S1和S2之间的相互作用力。在物场系统模型中，上述三种元素缺一不可，并且工具物质S2通过场F对对象物质S1的作用可分为三个基本类型：正常有效作用、效用不足和有害作用。正常有效作用是指工具S2通过场F对物质S1的作用有用且充分，到达理想的效果；效用不足是指工具S2对物质S1的作用有用但并不充分，未能达到预期的效果；有害作用表示工具S2对物质S1产生负面作用。应用物质-场分析法解决问题时，首先要确定问题中的两个物质和一个场，两个物质分别为工具物质S2和对象物质S1，一个场F是S2与S1之间的相互作用，然后分析三个元素间的相互作用关系并构建物场分析模型，查找76个标准解中与之对应的标准解，将标准解联系实际问题，最终确定问题的解决方案。如果是在非技术领域，要根据实际情况将标准解直接或稍加修改再应用（见图2）。

物场分析法在城市创新投入中的应用

（一）城市创新投入物场模型

将物场分析法应用于城市创新的研究中，可以发现在完整的城市创新投入模式中，也有两个物质和一个场缺一不可，两种物质即“创新投入”和“创新机构”，一个场即“创新环境”。在城市创新投入物场模型中，创新投入通过创新环境作用于创新机构。创新投入对创新机构的作用也分为三种类型：一是正常有效的创新效用，二是不足的创新效用，三是有害的创新效用。“工具物质”S2是创新投入，投入元素包括人才投入、资金投入、科技投入等；“作用对象物质”S1是创新机构，包括高校（科研机构）、政府机构、企业、中介机构等；“场”F是创新环境，包括市场环境、人文环境、政策法规环境、机制环境等。任何一种创新投入对任何一种创新机构的作用都可以构建城市创新投入物质模型（见图3），例如通过政策法规环境的场作用，对高校的资金投入产生创新效用。

创新投入是城市创新活动的基础，在城市创新投入物场模型中处于主动地位。人才、资金、科技、知识都是创新投入重要的元素，是城市创新最重要的资源，只有创新投入正确并且有效地作用于创新机构，创新主体才能发挥主观能动性，形成比较完整的城市创新体系，增强城市创新能力，带动整个城市创新活动的快速发展。

创新机构包括高校（科研机构）、政府、企业和中介机构。高校等科研机构进行创新的理论研究、基础研究，研发出新的技术手段、理论模型；企业作为实践机构，根据新技术、新理论结合实际试生产，将市场的实际反应反馈到科研机构并进行技术的改进、理论的完善，确定最终的生产方案将创新产品投入市场。期间中介机构通过在企业、高校之间传递市场信息，增进双向相互沟通，提高创新成果转化为现实产品的效率和质量。政府为整个创新过程明确方向并进行监督和保障。

创新环境作为城市创新投入物场模型中的场，有力地增强了创新投入与创新机构之间的相互作用，让城市创新活动能够有效进行。创新环境包括人文环境、市场环境、政策法规环境、机制环境等，人文环境是指当地消费者的创新氛围、文化意识，消费者对创新认识的普遍程度與水平，创新人才的数量、质量等，与一个城市创新能力与活力的高低有着密切的关系。市场环境为创新活动提供了一个自由发挥的空间，合理的市场机制、市场结构为自由发挥提供了保障。政策与法律环境可以起到激励、引导、保护、协调等四个方面的作用，创新机构的创新活动离不开政府的推动，政府政策是创新活动的外在诱导力。机制环境构成要素包括激励机制、利益分配机制和约束机制，激励机制增强了城市创新的活力，利益分配机制和约束机制对各创新机构合作关系的稳定与持续发展起到了决定性作用。

（二）物场分析在城市创新投入中的具体应用

将物场分析的方法应用到城市创新投入研究中时，首先针对当前存在的问题进行描述与判定，确定当前问题中的创新投入、创新机构与创新环境以及三者的相互作用关系，构建当前的城市创新投入物场模型，结合现存问题对当前物场模型进行分类，针对不同类型在城市创新投入物场模型解集中寻找对应的解决方案（见图4）。

（三）城市创新投入物场模型解集

根据物质-场分析法的问题分类可分为完整的物场模型和不完整的物场模型两大类，其中不完整的物场模型可通过补充模型中缺少的物质或场来解决问题，如假设图2为不完整的城市创新投入物场模型，可通过补充创新投入或创新环境来解决问题。完整的城市创新投入物场模型可分为两大类：

第一类是创新效用不足的物场模型，效用不足可体现在创新投入不足或投入方式不恰当、创新环境不健全、创新机构不足或机构创新方式不恰当等方面；第二类为创新效用有害的物场模型，体现在创新投入过量或投入方式不正确、创新环境存在问题、机构创新方式不正确等方面。

TRIZ理论体系为物-场模型提供了成模式的解法，称为标准解法共76个，76个标准解决方法可分为5类：建立或破坏物质场；开发物质场；从基础系统向高级系统或微观等级转变；度量或检测技术系统内一切事物；描述如何在技术系统引入物质或场。针对技术领域的76个标准解，本文将其直接或稍加修改应用到城市创新领域，如针对创新效用不足的物场模型或创新效用有害的物场模型中，可采用“改变物质”、“改变场”、“引入物质”、“引入场”四种解法。

其中“改变物质”解法分为替换物质、从内外部改变物质两类；“改变场”、“引入场”主要是对创新环境的改善或完善；“引入物质”解法分为引入内部或外部物质两类。具体解决方案如表1所示，例如当创新环境存在问题时，可以通过“引入场”来解决：在S1和S2增加一个新的场F1，如完善城市创新服务环境，即设定创新服务机构，增加各类社会辅助组织以协助与支持创新；再如创新投入环节存在问题时，可以通过“引入物质”的方式来解决：在S1和S2之间加入另一种物质S3，可以通过S3将创新资源分类、监督创新投入过程，如引入专门辅助创新机构。其它问题同样可以在表1中寻找相应的解决方案。

结论

现有的城市创新投入模式下，各个环节存在许多问题，创新投入无法达到期望的创新效用，不但浪费了创新资源，也很难推动创新驱动战略的实施。TRIZ物场分析法提供了一种清晰的解决思路，本文构建了创新投入通过创新环境作用于创新主体的物场模型，直接利用TRIZ物场分析理论形成城市创新投入物场模型解集，各城市可以结合自身不同的特点寻找存在的问题和对应的解决方案。

参考文献：

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