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高技术产业高端化与工艺及产品创新的协同关系研究

2014-02-06刘英基

中国科技论坛 2014年12期
关键词:高端化参量高技术

刘英基

(河南师范大学公共政策与社会管理创新研究中心,河南 新乡 453007)

1 引言

目前,我国高技术产业总体上处于投资拉动阶段,在全球产业价值链中主要从事组装加工活动,技术含量水平低,产品附加值不高。高技术产业高端化是工艺创新和产品创新共同作用的结果,研究我国高技术产业高端化与工艺创新、产品创新协同发展具有重要的现实意义。

2 理论分析与模型构建

2.1 技术创新与高技术产业高端化的复合系统协同机制

复合系统各子系统间的协同关系是指在与外部环境进行物质、能量和信息交换过程中,各子系统以自组织方式形成时间、空间和功能上的有序结构和协同演化状态[1]。复合系统协同发展是系统自组织演化机制和他组织演化机制共同作用下,各子系统得以协同发展,实现复合系统整体效应放大的过程。高技术产业高端化与技术创新共同构成了能够协同发展的复合系统,由高技术产业高端化子系统、工艺创新子系统和产品创新子系统通过相互作用、相互制约、相辅相成的结构与功能协同发展体系,见图1。高技术产业高端化与技术创新复合系统主要包括工艺创新子系统、产品创新子系统和高技术产业高端化子系统。高技术产业高端化子系统的有序度提升表现为产业附加值率增加、结构优化与升级和可持续发展能力提升,工艺创新子系统和产品创新子系统的演进促进了高技术产业高端化进程;高技术产业高端化过程能够为技术创新提供经验、信息和物质平台,甚至通过倒逼机制推动技术创新水平提升。高技术产业高端化与工艺创新、产品创新子系统的协同关系是高技术产业快速、健康发展的基础。从复合系统协同度模型的视角对高技术产业高端化和工艺创新子系统、产品创新子系统的协同关系进行测量,评价其互动关系,进而对我国高技术产业高端化提出科学的对策建议,具有重要的现实意义。

图1 高技术产业高端化与技术创新系统协同发展机制模型

2.2 复合系统协同度测量模型

本文借鉴孟庆松、韩文秀对复合系统协调度模型的研究[2]和贾军、张卓对高技术产业技术创新与能源效率协同发展的研究[3],构建高技术产业高端化与工艺创新、产品创新复合系统协同度测量模型。复合系统S 主要包括高技术产业高端化子系统s1、工艺创新子系统s2和产品创新子系统s3,即S=f(s1,s2,s3)。复合系统各子系统在自组织内驱力和他组织外驱力的共同作用下实现结构、功能、状态等协同发展,推动复合系统协同度D(S)的提升。设子系统序参量为eji(βji≤eji≤αji,αji、βji为j 子系统i 序参量的上下限)。子系统序参量有序度可描述为:

(1)子系统序参量有序度模型。序参量eji对第j 子系统sj有序程度的作用可以由序参量有序度dj(eji)的“集成”作用实现。本文采用几何平均法对子系统序参量进行集成,子系统有序度计算公式为:

其中,λi是第i 个序参量的权重,=1 。

(2)子系统协同度测量模型。构建子系统间的协同度测量模型,设为子系统sj的有序度初始值,为子系统sj的有序度当期值。则复合协同中h、k 子系统协同度测量模型设置为:

c(sh,sk)与复合系统整体协同度D(S)成正向关系。

(3)复合系统协同度测量模型。结合复合系统协同机制和上述子系统协同度测量模型,复合系统协同度测量模型可以设置为:

D(S)∈[0,1],代表了三个子系统构成的复合系统协同度的高低。子系统序参量有序度和子系统协同度的集成作用决定了整个复合系统协同度水平。

3 复合系统协同度测量与分析

3.1 序参量选取与数据来源

产业高端化是基于产品创新、工艺创新的产业附加值提升、结构优化和可持续发展能力增强过程[4],高技术产业高端化子系统序参量应能够反映上述内容。为此,本文选取高技术产业增加值率(Y1)作为附加值率指标,选取高技术产业增加值占制造业增加值比重(Y2)、高技术产业利润率占制造业利润率比重(Y3)作为产业结构优化指标,选取高技术产业能源效率(Y4)、新产品产值率(Y5)作为可持续发展能力指标。在高技术产业技术创新体系方面,选取高技术产业技术改造经费支出 (X1)、技术消化吸收经费支出(X2)和新工艺开发经费支出(X3)作为工艺创新子系统的序参量;选取高技术产业新产品研发经费支出(X4)、新产品销售收入(X5)和有效发明专利(X6)等指标作为产品创新子系统的序参量。

本文的数据均源于历年《中国高技术产业统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》和《中国统计年鉴》。通过数据整理得到2000—2012年的高技术产业高端化、工艺创新和产品创新各子系统序参量,数据指标的简单描述性统计见表1。

表1 数据指标的简单描述性统计

3.2 子系统有序度测量

为了有效测量高技术产业高端化与工艺创新、产品创新复合系统协同度,先采用因子分析法确定高技术产业高端化和工艺创新、产品创新系统序参量的权重。运用方差最大正交旋转法分别对高技术产业高端化和技术创新指标进行因子分析,按照特征值大于1 和累计方差贡献率超过85%的原则,得到因子分析得分矩阵,设经旋转后因子得分系数为fij,系统序参量的权重用λi=计算得到,其中m=5,3;n=2,1 (见表2)。

表2 系统序参量各变量权重

将各子系统序参量有序度数值和表2 的变量权重代入式(2),得到我国高技术产业高端化与技术创新系统各子系统有序度,见表3。

表3 各子系统有序度、协同度与复合系统协同度测量结果

根据表3,用EXCEL2007 绘制出各子系统有序度趋势图,如图2 所示。

图2 高技术产业高端化与技术创新各子系统有序度趋势图

由图2 可见,高技术产业高端化子系统、工艺创新子系统和产品创新子系统的有序度均呈波动式上升趋势。产品创新子系统有序度呈现出明显的稳步、快速增长趋势,工艺创新子系统有序度呈现出波动式上升趋势。产业高端化子系统有序度在2000—2005年呈下降趋势,这和我国刚加入WTO,发达国家高技术产品涌入国内,而我国高技术产业产品创新和市场竞争优势不足相关;受全球金融危机的冲击,2008—2010年高技术产业高端化子系统有序度呈明显的涨落特征;2010年以来,我国有效摆脱了全球金融危机的负面影响,高技术产业高端化呈现出有序、快速发展趋势。

3.3 子系统与复合系统协同度测量

将各子系统有序度代入式(3),可得到高技术产业高端化-工艺创新子系统和高技术产业高端化-产品创新子系统的协同度,见表3 第5、6列。将其代入式(4),可得复合系统协同度,见表3 的第7 列。各子系统协同度和复合系统协同度变动趋势见图3。

图3 复合系统协同度变动趋势

由图3 可见,我国高技术产业高端化—工艺创新—产品创新各子系统协同度和复合系统协同度均呈波动式增长趋势。2004年前,由于我国加入WTO,高技术产业部门加大了对工艺创新、产品创新力度,能够在短时间内提高产业效益的工艺创新得到快速发展,三个系统协同度都呈现稳步提升特征;2005—2008年,两个子系统协同度和复合系统协同度均呈快速上升趋势,其原因是高技术产业高端化子系统有序度涨落的冲击,印证了系统序参量有序度涨落会影响到整个复合系统协同度的结论;2008—2009年,受全球金融危机的影响,以组装加工为主要特征我国高技术产品出口受到冲击,导致系统协同度出现短暂下降;2010年以来,受全球经济形势好转、我国扩大内需政策和科技战略实施的推动,各子系统协同度、复合系统协同度均呈快速增长趋势。从不同子系统协同度的变动情况看,高技术产业高端化-工艺创新子系统协同度在2011年之前最高,而高技术产业高端化-产品创新子系统协同度较低,但其在2011年超过了高技术产业高端化-工艺创新子系统协同度,并带动了整个复合系统协同度的快速提升。长期以来,我国高技术产业主要从事组装加工业务,较为注重流程改造和工艺革新,对新产品研发、品牌开发重视不够,导致高技术产业高端化-产品创新子系统协同度较低;随着新产业革命发展和我国企业对全球价值链控制权的追求,我国政府和企业加大了对高技术产业产品创新的支持力度,促使其对产业高端化的促进作用增强。

4 研究结论与对策建议

高技术产业复合系统协同度实证测量结果显示:由于我国高技术产业在全球价值链中的“低端”地位,使其容易受到外部环境和内部条件的冲击,高技术产业高端化子系统有序度波动幅度较大;高技术产业高端化-工艺创新子系统、高技术产业高端化-产品创新子系统的涨落机制和冲击效应推动了复合系统协同度在波动中上升;高技术产业高端化-产品创新子系统协同度不高制约了高技术产业复合系统协同度的提升,但近年来,我国高技术产业的新产品研发、品牌营销能力增强加快,使产品创新对高技术产业高端化的推动作用更加明显。基于全球新工业革命对我国高技术产业高端化带来的契机与挑战,提出以下对策建议:

第一,坚持技术创新推动产业高端化战略思路。在全球新产业革命背景下,通过技术创新推动高技术产业高端化需要树立“研发设计、工艺制造与品牌营销”的一体化战略思路,兼顾工艺创新和产品创新,实现高技术产业结构优化和转型升级,改变我国高技术产业的组装加工现状,快速向“微笑曲线”两端迈进。

第二,鼓励高技术企业积极实施产品创新战略。高技术企业要兼顾短期和长期利益,既注重有助于短期利润增加的流程改造和工艺革新,更重视有助于赢得全球市场竞争优势的新产品研发、品牌培育等产品创新,通过产品创新能力提升有效推动我国高技术产业高端化。

第三,构建高技术产业高端化—工艺创新—产品创新协同发展机制。一是构建以高技术企业为主导的多方协同创新体系,鼓励企业在技术创新中提升产品附加值率和市场竞争优势;二是构建高技术产业高端化政策整合机制,通过产业政策、科技发展战略和公共服务体系完善为高技术产业协同创新搭建平台。

第四,完善高技术产业技术创新激励机制。为了有效增强高技术产业高端化与技术创新系统协同程度,政府要完善知识产权保护政策与激励机制,鼓励高技术企业提升自主技术创新与消化能力,为推进高技术产业高端化提供技术保障。

[1]Janzen.D H.When is It Co-evolution[J].Evolution,1980,(34):611-612.

[2]孟庆松,韩文秀.复合系统协调度模型研究[J].天津大学学报,2000,(4):444-446.

[3]贾军,张卓.中国高技术产业技术创新与能源效率协同发展实证研究[J].中国人口.资源与环境,2013,(2):36-42.

[4]欧阳平凯等.产业高端化及其评价指标体系[J].山东科技大学学报(社会科学版),2009,(1):1-6.

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