基于解释结构模型的安徽省技术创新水平影响因素层级研究

乔国通，黄星积，苏 畅

(1.安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 经济与管理学院, 安徽 淮南 232001;3.安徽理工大学 自然科学处, 安徽 淮南 232001)

党的十八大明确提出：科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置，强调要坚持走中国特色自主创新道路、实施创新驱动发展战略。2016年4月，习近平总书记视察安徽，提出安徽要“加强改革创新，努力闯出新路”，为安徽的发展提供了明确方向。2016年11月, 安徽省委十届二次全会审议通过了《安徽省五大发展行动计划》，2017年11月，安徽省委十届六次全会审议通过《五大发展行动计划(修订版)》，行动计划将五大发展理念贯彻落实到全省“十三五”发展全过程，表明安徽省将以更大气魄推进以科技创新为核心的全面创新，塑造更多依靠创新驱动的引领性发展。

近年来，以综合性国家科学中心为核心，安徽省培育了一大批诸如量子信息国家实验室创建工程、合肥综合性国家科学中心建设工程、战略性新兴产业集聚发展工程、中国制造2025安徽篇推进工程、航空产业园建设创新工程等创新平台，为安徽省创新发展奠定了良好氛围。技术创新作为创新驱动的核心内容，受到人力资源、宏观政策、经济增长、产业结构、发展定位等众多影响，且影响因素间的关系错综复杂。安徽省作为中部省份，其技术创新影响因素也具有自身的显著特征，梳理技术创新的影响因素，理清影响因素的影响路径，解析影响因素的不同层级，对于培育技术创新平台，提升技术创新水平具有重要的理论意义和现实意义。

整理筛选安徽省技术创新的影响因素，应用解释结构模型(Interpretive Structural Modeling)对安徽省技术创新因素进行层级分析，挖掘技术创新的直接因素和间接因素，为安徽省发展创新转型战略提供参考。

一、安徽省技术创新影响因素分析

(一)技术创新及其影响因素研究现状综述

对技术创新及其影响因素的研究一直都是研究热点，目前学者在技术创新的影响因素归纳总结上做了较多研究。如韦轶等人提出在资源约束下技术创新的影响因子可以分为创新生态主体因子、创新资源约束因子及创新系统环境因子[1]。李楠、龚惠玲在区域创新驱动关键影响因素归纳为创新投入、创新环境、创新政策、创新载体和创新人才5种关键影响因素[2]。胡成丽和赵玉林认为高技术产业的不同集聚模式会对技术创新效率产生阶段性差异[3]。杜先进等人对安徽合芜蚌地区的技术创新效率进行研究，认为技术创新效率可从区域发展水平、经济制度、区域开放程度、企业主体地位、政府支持度、劳动者素质六维度来进行评价[4]。党国英和秦开强从创新投入及产出变量和环境因素分析高技术产业的技术创新效率，涉及影响因素有R&D经费内部支出、R&D人员全时当量、人力资本、技术差距、产业开放度、知识产权保护水平、人均GDP、市场结构、企业平均规模、行业研发氛围[5]。葛尧认为基于不同经济条件，教育经费投入与区域技术创新呈U型关系，且我国东中西部地区教育经费投入对区域技术创新也呈U型[6]。郑展鹏等人研究表明契约执行效率越高，经济主体从事技术研究活动的交易成本越低，进而促进技术创新，而人力资本的积累，提高了经济主体吸收国内外先进技术的能力[7]。陈毛林和黄永春认为政治稳定和法律制度与技术创新具有相互促进作用[8]。

(二)安徽省技术创新影响因素

结合安徽省产业结构及技术创新的定位和实际，主要采用文献分析法对技术创新的影响变量进行筛选，筛选出企业R&D活动经费内部支出、高等院校和科研机构R&D活动经费内部支出、地方政府财政科技投入、社会创新基金投入、人口红利、劳动者素质、金融市场化程度、信息化程度、创新基础设施固定资产购置、区域人均GDP、外商直接投资额、产业结构、经济体制、市场结构、产学研合作程度、进出口贸易额、专利申请数、知识产权侵权率、技术市场成交额、高新技术产业产值、城镇化人口占比、契约执行效率22项技术创新影响变量。结合安徽省实际情况和研究的可行性，邀请5位专家对安徽省的技术影响要素进行总结归纳，最终确定安徽省技术创新影响因素及其关系集如表1所示。

表1 安徽省技术创新影响因素及其关系表

三、安徽省技术创新影响因素解释结构模型分析

(一)解释结构模型(ISM)方法

解释结构模型(Interpretive Structural Modeling)是美国学者华费尔特开发的结构模型化技术，应用于分析变量众多、关系复杂且结构模糊社会系统问题。其特点是将复杂系统分解为多级阶梯型子系统的结构模型，将模糊的想法转化为清晰的层级结构模型。ISM的工作步骤主要包括提出关键问题、建立系统要素集、建立邻接矩阵和可达矩阵、划分层级和构建层级结构图，如图1所示。

图1 解释结构模型方法流程图

(二)邻接矩阵和可达矩阵建立

1.邻接矩阵建立。根据表1建立邻接矩阵A={aij}21*21，要素Si之间的关系表达为：

2.可达矩阵计算。根据布尔代数运算准则(A + I)r +1= ( A + I)r≠( A + I)r-1来计算可达矩阵M。由于篇幅问题此处省略计算过程，通过Matlab软件计算，最终得到本系统可达矩阵M如下所示。

3.层级划分。以可达矩阵M为基础对各要素Si求以下几个集合：可达集R(Si)、先行集A(Si)和共同集C(Si)。

(1)可达集R(Si)：表示从要素Si出发能够到达所有要素的集合。

(2)先行集A(Si)：表示所有要素中能够到达Si的要素集合。

(3)共同集C(Si)：C(Si)是可达集R(Si)和先行集A(Si)的交集，即C(Si)=R(Si)∩A(Si)

由R(Si)是否等于C(Si)来确定层级要素：当R(Si)=C(Si)时，表明从要素{Si}出发不能到达系统中的其他要素，而其他要素能够到达{Si}，则判定{Si}为第一级要素；将R(Si)=C(Si)中涉及的Si元素的行和列在可达矩阵中删除，再重复上一步判别操作，确定第二级要素；由此类推，将所有技术创新影响因素划分等级。通过建立第1级可达集、先行集和共同集列表确定第一层级要素如表2所示。

表2 第1级可达集、先行集和共同集列表

根据表2确定第1级要素为L1={S4,S5,S7,S8},根据表2在可达矩阵M中划去S5,S6,S7,S8四个元素所在行和列，得到M′,根据M′第2级集合列表，如表3所示。

表3 第2级可达集、先行集和共同集列表

根据表3将确定第2级要素为L2={S1,S2,S9},根据表3在M′中划去S1,S2，S9三个元素所在行和列，得到M″,根据M″得到第3级集合列表,如表4所示。

表4 第3级可达集、先行集和共同集列表

根据表4将确定第3级要素为L3={S3,S6}。由以上过程把技术创新9个要素分为3个等级，由高到低分别是：L1={S4,S5,S7,S8},L2={S1,S2,S9}},L3={S3,S6}，其中层次越高，要素对技术创新的影响越直接，即技术创新因素的影响直接性L1>L2>L3

4.解释结构模型构建。将层次划分的结果模型结构化，可得安徽省技术创新影响因素的解释结构模型如图2所示。

图2 安徽省技术创新影响因素解释结构模型

(1)由图2可知，企业科研投入(S4)、高等院校和科研机构科研投入(S5)、区域开放程度(S7)和区域发展水平(S8)是影响安徽省技术创新的直接要素。企业作为技术创新经济主体，其不断研发新产品提升核心竞争力的过程可促进技术的优化。高等院校和科研机构是新知识和新技术主要来源，其科研投入力度直接影响专利申请数。区域开放程度常以外商直接投资程度测度，安徽省管理和技术等生产要素改进会随外部直接投资而带入，会推动产业及企业发展。区域发展水平指安徽省经济发达程度，会直接影响创新主体的吸引和聚集能力，且对创新活动具有支撑作用。第1级因素直接影响技术创新，且受到同层级内部之间和第2级因素影响。

(2)政府支持力度(S1)、金融深化程度(S2)和创新基础设施完善度(S9)是安徽省技术创新的间接影响因素。政府是科技创新的引导力量，创新效率受其科研投入力度与创新软环境之间的同步度影响。金融深化程度指金融体系市场化的程度，金融体系市场化程度越高，越有助于技术研发的资金流入高收益的创新领域。创新基础设施是技术创新的便利条件，其建立能在未来长期内供区域内主体使用，通常包括国家科技基础设施、教育基础设施和情报基础设施[9]。安徽省设有量子信息国家实验室创建工程、合肥综合性国家科学中心建设工程等创新平台，其完善程度反映安徽地区自主创新水平。第2级影响因素S1、S2和S9是模型系统中间轴点：受根本因素影响，影响直接因素，且同层级相互间相互影响。

(3)人力资本积累(S3)和知识产权保护(S6)是影响技术创新的根本因素。人力资本能加快自主创新和吸收转化先进技术，且人力资本积累可提升企业管理层素质，使管理者能基于长期战略提出技术研发规划[10]。基于技术创新的知识属性，知识产权保护在互联网时代尤为重要，加强保护知识产权以维护经济主体的合法权益，能充分调动经济主体从事技术创新的主动性和积极性。第3级因素控制第2级和第1级因素影响技术创新。

四、结论

文章基于安徽省技术创新特征，梳理了安徽省技术创新水平影响因素，应用解释结构模型方法对影响因素进行了层级分析，解析了影响因素对技术创新水平的影响路径，得出的结论有：

1.需要重视根本因素和直接影响因素的不同作用路径，合理安排技术创新的长中短期战略规划。具体包括：要增强企业和高校及科研机构的创新主体地位，注重与安徽省的实际经济发展状况的协调。同时，间接因素和根本因素会通过一次或二次传递影响直接因素，从而影响技术创新水平，因此，政府需提升科研投入与安徽省创新软环境之间的协调性，加强政府的监管力度以减少创新投入资源和技术资源的浪费，通过加快金融深化步伐，有效缓解经济主体在进行技术创新时所面临的融资问题。继续加大对基础设施的投入力度，构建更多的技术创新平台，以加快安徽省向创新型战略转型。人力资本积累和知识产权是技术创新水平的根本影响因素，安徽省应当调动多个部门，建立长期规划，重视科技人员和研发人院的培养和知识产权保护，从根本上保障技术创新水平不断提高[11]。

2.由图2的层级关系可以看出，安徽省技术创新影响因素之间的关系并不是线性的，而是一个复杂的网络，且要素之间相互作用。因此，在优化技术创新的过程中必须权衡各影响因素间的作用关系，系统考虑直接要素、间接因素和根本因素之间的关联，在建立管控措施时不能孤立考虑管控对象。

基于因素筛选的便利性和研究的可行性，文章将安徽省技术创新水平众多的影响因素仅归纳为9个，同时在建立邻接矩阵时会受到专家主观影响；如何科学提取安徽省技术创新水平的影响因素，并在建立邻接矩阵时避免主观臆断，仍是今后需要继续研究和完善的地方。