我国高技术船舶产业创新生态系统内部耦合协调关系及演变

李 锋 冯丽针 刘鹏举 尹 洁

(江苏科技大学经济管理学院，江苏 镇江 212100)

0 引 言

我国目前具备世界造船大国的优势且居于领先地位，未来10～20年我国高技术船舶产业将全面进入做强的新阶段。《中国制造2025》把高技术船舶产业纳入重点发展领域，高技术船舶具有技术复杂度高、附加值高的特点，是推动我国经济高质量发展的重要基石。

随着“生态系统”理论引入产业创新研究中，产业创新系统从关注内部创新主体的发展逐步转向创新主体与创新环境的耦合协调发展[1]。战睿、王海军和孟翔飞认为生态系统的相关理论在创新系统中扮演着越来越重要的角色[2]。何向武、周文泳和李明珠的研究表明我国高技术产业创新生态系统协同性总体态势较好，但不同省市的创新水平差距悬殊[3]。因此，我国高技术产业创新生态系统的创新主体与创新环境间依然缺乏高效率的协同和融合[4]。良好的创新环境是高技术产业创新生态系统可持续发展的重要保障。汤临佳、郑伟伟和池仁勇从创新环境治理方面优化创新生态系统的功能结构[5]。在高技术船舶产业创新方面，王洋认为高技术是船舶发展的核心动力，高技术船舶是发展绿色海洋的必由之路[6]。王丹阳和浦润泽认为以供应链为核心的船舶产业集群是高技术船舶制造的核心竞争力[7]。潘杨等认为船舶创新生态系统是由船舶制造企业、高校、科研院所、金融机构等利益相关主体协同创新，实现价值共创、资源共享、共生共赢的创新生态[8]。

目前，产业创新生态系统研究多聚焦于产业创新生态系统的生态结构及系统演化研究，研究创新主体与创新环境的耦合协调水平的文献不多，且针对高技术船舶产业的研究极少。本文基于生态系统视角研究高技术船舶产业合作创新、信息交流、知识共享的发展水平，从而分析影响高技术船舶产业创新生态系统耦合协调水平的主要因素并提出相关对策建议。

1 高技术船舶产业创新生态系统的概念界定及结构模型构建

基于生态系统视角和高技术船舶产业特征，从创新主体和创新环境两个子系统出发，分析高技术船舶产业创新生态系统的发展，其结构模型见图1。创新主体子系统包括高校、科研院所和高技术船舶企业，产学研的高度协同是创新主体高质量发展的保障，创新需要资金、人才等投入，最终获得科技产出——专利和新产品销售收入。因此，本文从产业规模、科技投入和科技产出等3个方面来分析创新主体。环境是创新生态系统发展中的重要组成部分，产业需要良好的创新环境来推动其可持续发展，创新环境子系统主要包括市场环境、经济环境和资源环境等。

图1 高技术船舶产业创新生态系统结构模型

2 高技术船舶产业创新生态系统内部耦合协调模型构建

2.1 创新主体与创新环境耦合协调的测量指标

耦合的前提是耦合主体与对象之间存在某种形式的联系[9]，描述系统组织间的关系、影响及其演化过程。高技术船舶产业创新主体与创新环境之间相互影响、相互依赖的程度决定了系统的演化过程及方向。根据高技术船舶产业创新生态系统结构模型，创新主体与创新环境的耦合协调测量指标见表1。

创新主体主要从产业规模、科研投入及产出等3个方面进行测度。高技术船舶造船完工量、手持订单量和新接订单量等指标反映了高技术船舶产业的规模和行业发展水平[10]。Asheim等研究发现外部资源获取及内部技术输出，都有助于提升高技术产品价值和促进市场信息交流[11]。创新系统的发展还需要研发资金和人才支持，R&D经费支出和人员全时当量反映了高技术产业的科研经费和科技人才投入力度[12-14]。李想、徐艳梅指出专利和新产品销售收入是两种不同的绩效衡量指标[15]，专利产出更能体现该产业的技术新颖程度[16]，而新产品销售收入体现的是其商业价值[17-18]。借鉴上述学者的研究，本文选取高技术船舶产业R&D人员全时当量、高技术船舶产业专利申请数等10个三级指标。

由于高技术船舶产业的政策环境和文化环境难以量化来描述其在创新环境中的贡献程度，因此本文只考虑创新环境中的市场环境、经济环境和资源环境。创新环境不仅受到主体间网络关系的影响，还受到教育和基础设施等要素的影响[19-20]。仲为国等从市场、文化、制度和金融等创新环境出发对创新能力进行评价[21]。基于上述研究，本文选取船舶企业R&D投入强度、船舶产业规模以上企业数等9个三级指标。

2.2 高技术船舶产业创新生态系统耦合协调模型

借鉴物理学耦合概念，从耦合和协调两个方面综合测度创新主体与创新环境之间的依赖程度和演化水平。借鉴张竣喃等、逯进等的研究[22-23]，创新主体与创新环境的协调水平测度公式为：

(1)

式(1)中，协调度的大小取决于子系统功效指数X和Y，C越趋于1，表示子系统之间的信息、技术等创新要素相互融合的水平越高；反之亦然。

根据功效指数模型和协调水平模型，构建高技术船舶产业创新主体与创新环境的耦合协调模型：

(2)

式(2)中，C为协调度，T为系统综合功效指数，是创新主体和创新环境对整个系统功效的综合考量，系统综合功效指数计算公式为：

T=XαY1-α，T[0，1]

(3)

式(3)中，α和1-α分别表示创新主体和创新环境对高技术船舶产业的重要性，借鉴相关研究，本文假定α=1-α=0.5。

当D=0时，系统内部各要素之间处于无序的状态，系统向着发散的趋势发展；当D=1时，在一定的时间范围内子系统之间的要素深度融合，子系统间从无序、发散的状态向高耦合、高协调的状态转变。

3 实证分析

3.1 数据采集

依据数据的可获得性、时效性等原则，本文选取2013—2019年的面板数据进行实证分析，其来源于《中国科技统计》《中国统计年鉴》《中国船舶工业年鉴》《中国船舶工业行业协会》《全国科技经费投入统计公报》和《中国高技术船舶行业深度分析与投资战略咨询报告》。

3.2 创新主体与创新环境耦合协调的测量指标权重计算

基于2013—2019年的面板数据，本文采用熵值赋权法计算创新主体与创新环境耦合协调的测量指标权重(见表1)。

表1 创新主体与创新环境耦合协调的测量指标权重

对各指标权重计算结果分析可知，产业规模(51.89%)和资源环境(59.85%)是影响创新主体和创新环境对高技术船舶产业创新生态系统有序运行的主要因素。

3.3 系统功效指数分析及演变

进一步计算系统功效指数，创新主体的平均功效指数水平是0.24，创新环境功效指数和系统综合功效指数的平均水平分别是0.46和0.33，可以发现创新环境对系统综合发展的贡献高于创新主体(见表2)。

从演变趋势看，创新主体和系统综合功效指数发展水平近年来呈现略微的下降趋势(见图2)。在船运市场复苏的同时创新主体要加快创建高技术船舶的本土市场品牌，提升高技术船舶产业创新资源与产业规模的适配性。

表2 创新主体、创新环境及系统综合功效指数

图2 创新主体、创新环境及系统综合功效指数演变趋势

3.4 创新主体与创新环境的协调分析及演变

利用公式(1)得到创新主体与创新环境协调水平均值达0.80，协调水平位于第8协调等级(见表3)。

表3 创新主体与创新环境的协调水平C值及等级划分

2014年、2016年和2018年创新主体与创新环境协调值接近1，表明创新主体与创新环境的协调水平随着高技术船舶产业创新系统内外部的知识交流、信息流动等创新要素不断融合，促进创新生态系统高度有序发展；2019年的协调值0.53低于0.80，说明近年来高技术船舶部分核心技术依然依赖国外技术，2018年中美贸易摩擦开始，国外部分技术不再对我国出售。

根据高技术船舶产业创新生态系统内部创新主体与创新环境的协调水平演变趋势，2013—2019年创新主体与创新环境的协调水平较高，我国高技术船舶产业创新生态系统呈现上升的趋势(见图3)。目前，我国高技术船舶技术与韩国、日本和欧洲一些国家还存在差距，创新主体与创新环境的协调发展稳定性欠佳，但随着高技术船舶产业结构转型升级，同时加大科研经费投入，营造良好的创新环境，未来的发展不容小觑。

图3 创新主体与创新环境的协调水平演变趋势

3.5 创新主体与创新环境耦合协调分析及演变

根据耦合协调模型公式(2)计算得到我国高技术船舶产业创新生态系统内部创新主体与创新环境的耦合协调水平(见表4)。

表4 创新主体与创新环境的耦合协调水平

创新主体与创新环境的耦合协调均值为0.51，耦合协调水平还有较大的提升空间，尤其2016年迎来了船舶工业“十三五”的开局之年，高技术船舶产业结构进入深度优化阶段，创新主体与创新环境的耦合协调水平下降0.41个单位，但随着高技术船舶产业结构的不断优化升级，创新主体与创新环境的耦合协调水平整体处于良好的发展状态。

从演变趋势来看，创新主体与创新环境的耦合协调水平呈现上升的发展趋势(见图4)。创新主体与创新环境的耦合协调可以分为3个发展阶段(见图5)：2013—2015年创新主体与创新环境从勉强耦合协调上升到初级耦合协调阶段，随着我国综合实力的增强，高技术船舶企业积极加入自主创新的队列，加深创新主体之间的合作强度；2015—2016年从初级耦合协调下降到勉强耦合协调阶段，高技术船舶产业的创新投入和产出不对等，产业供需结构出现了失调，产业结构优化迫在眉睫；2017—2019年从初级耦合协调下降到濒临耦合失调阶段，表明创新主体之间的合作机制不完善，创新主体用于研发投入能力受到限制，而导致创新主体的知识、技术和市场未能适应当前的创新环境。

图4 创新主体与创新环境的耦合协调水平演变趋势

图5 高技术船舶产业创新生态系统耦合协调发展阶段

4 结论与建议

本文通过文献梳理构建高技术船舶产业创新生态系统概念结构模型，将其划分为创新主体和创新环境两个子系统，通过2013—2019年高技术船舶产业面板数据，测度高技术船舶产业创新生态系统综合功效指数、耦合协调水平及其演变趋势。研究结论：创新主体的创新能力对高技术船舶产业创新生态系统的贡献度较小，但整体的发展不容小觑；我国高技术船舶产业创新生态系统的耦合和协调水平发展不同步，呈现出耦合水平发展滞后协调水平，但高技术船舶产业创新生态系统的耦合协调水平是上升的趋势，说明高技术船舶产业结构逐步趋于合理化；目前我国高技术船舶产业创新生态系统的耦合协调水平介于濒临耦合失调和初级耦合协调之间，处于初级耦合协调的瓶颈期。

根据现有研究发展现状和国家对高技术产业的创新政策，对提升高技术船舶产业创新生态系统的耦合协调水平提出如下建议：一是相关部门要完善高技术船舶产业创新主体的合作机制和交流机制，提升创新主体的创新效率并优化高技术船舶产业结构。二是提高创新主体与创新环境的耦合水平，创新要素深度融合在系统运行中发挥重要作用，加强政府、中介机构、金融机构的联系，充分发挥核心企业的引领作用。三是加强政府对高技术船舶产业的R&D投入强度，提升相关配套企业、高校、科研院所等创新主体的合作意愿，提高产业的创新能力，在船舶市场努力打造自主品牌，提升国际市场竞争力和话语权。