王发明 刘传庚

摘要:运用网络理论,中外产业集群风险研究,从网络结构角度分析集群风险的理论尚不多见,特别是通过能够充分反映集群网络共性的结构指标来刻画集群网络结构特性,进而找出这些结构变量与集群风险之间的关联之处的研究尚不多见。通过引用复杂网络理论中刻画网络结构的三大统计结构变量作为刻画集群网络结构的变量,在此基础上研究这些结构变量对集群风险的影响,并以美国128公路区产业集群衰退为例进行实证分析。

关键词:复杂网络;产业集群;美国128公路区

中图分类号:F224.33 文献标识码:A

Study on Industrial Cluster Risk Based on Complex Network

WANG Fa-ming,LIU Chuan-geng

(Shandong Institute of Business and Technology,Yantai264005,China)

Abstract:Taking a wide view of the domestic and international research on cluster risk, it is short of the analysis of clustering risk applying network theories from the network structural angle. Especially, study on the structural index that can reflect and depict network structural characteristics, which can find out these relation on structural variable and system function is still blank. Based on this, this paper thinks that structural variables have impact on the network risk by applying three structural variables. Finally, decline of U.S. route 128 area is analyzed with network theory.

Key words:complex network;industrial cluster; U.S. route 128 area

一、问题的提出

波特认为大多数成功的集群一般可以维持几十年的繁荣,甚至可以让某个地方数世纪生机盎然①。但是,如果仔细分析一下世界各地的产业集群,发现并不是所有的集群都是成功的或者说是都能保持长期竞争力,集群失败的案例并不鲜见,正如有的学者所指出的,今天成功的产业集群也可能衰落成为明天的“问题区域”(TichyG,1998) 。例如美国底特律、匹兹堡、奥地利东南部的Upper Styria地区以及我国东北老工业基地。在我国产业集群发展较发达的浙江省,其发展中也出现了诸如永康保温杯集群“昙花一现”、瑞安场桥羊毛衫集群几年时间彻底溃败、温州灯具集群由于半年外迁百家企业而衰落的现象。与此同时,随着经济全球化,国际竞争日益加剧,国内经营环境的变动比过去更为激烈,地方产业集群的发展必将面临更加严峻的挑战。

中外关于集群风险的研究相对于集群竞争优势的研究来说比较少,现有的国外研究成果主要从环境因素、集群内部网络特征和集群组织形态等方面展开。例如: (1)波特在《簇群和新竞争经济学》一文指出,集群产生后就处于动态演化中,可能因为外部威胁(如技术间断、消费者需求变化等) 以及内部僵化(由于过度合并、卡特尔、群体思维抑制创新等) 而失去竞争力;(2)丹麦学者Bent Dalum 等在波特基础上以北欧的无线通讯工具集群为例研究了技术生命周期如何使得区域集群发展面临崩溃危险(Disruption) (Bent Dalum 等,2002);(3)奥地利区域经济学家Tichy G在佛农“产品生命周期”基础上提出区域产品周期理论(Regional Product Cycle) ,他据此论述产业集群生命周期以及由此产生的结构性风险(Structural Risk) ——— 一个区域过于依赖一个产业集群的长期后果(随着某个产业或产品走向衰退,可能拖垮整个区域经济);(4)在Tichy G研究基础上,O.M. Fritz 等分析了经济周期对产业集群的冲击———周期性风险(Cyclical Risk) (O.M. Fritz 等,1998) 。萨克森宁(Saxenian,1994)通过实证比较研究了地理位置接近、技术相似的硅谷和128公路地区高新技术产业集群,认为区域社会文化、制度、工业体系差异等因素是硅谷地区企业网络蒸蒸日上,而128公路地区走向衰落的根本原因。马库森(Markusen,1995)认为集群会因不断提高的专业化而逐渐变成一个封闭系统,最终导致必要的信息无法进入集群而使集群僵化、失去活力。

国内近几年也逐渐开始关注集群风险的研究,主要有以下成果:(1)仇保兴在《小产业集群研究》中用信息经济学中“柠檬市场”模型来解释浙江永康保温杯市场存在的过度竞争现象以及产生的原因,他将产业集群发展的陷阱归结为产品质量信息不对称。(2)蔡宁等(2003)研究了产业集群的网络性风险,同时分析了网络性风险与周期性和结构性风险之间的相互增强机制。(3)吴晓波等(2003)借鉴植物学术语把产业集群的内生性风险称为“自稔性”风险,探讨了“自稔性”集群风险与周期性和结构性风险之间的联系。“自稔性”集群风险是周期性风险或结构性风险产生的直接原因,而周期性风险或结构性风险则往往导致集群的最终衰败。(4)朱瑞博(2004)认为可以通过模块化设计化解产业集群的内生性风险,斩断内生性风险和外生性风险相互耦合的联系机制,将会从根本上阻止外生性风险的发生。

上述研究对于认识产业集群发展对区域经济的负面影响有一定意义,为进一步研究产业集群风险提供了理论基础。但囿于传统的经济学范式,他们主要运用产业经济学和区域经济学理论工具,从宏观上审视产业集群发展中的风险问题,或者局限于产业集群中单个要素(如技术生命周期)的研究,缺乏对集群风险的数量刻画、集群风险的衡量指标、集群正常发展的数量标准、风险识别等方面的深入研究。

实际上,集群中企业间网络关系是产业集群本质特征,产业集群的竞争力与其内部网络具有紧密联系,但这种网络关系也是一把双刃剑(Harrison ,1994),网络力量基础的脆弱性(或不稳定性) 可能破坏产业集群的持续发展。从系统论的角度来看,集群企业网络的系统结构是集群保持整体性及其功能的内在根据,也是集群内部各组成要素之间在时空方面有机联系与相互作用的方式或顺序,强调系统的结构并从结构角度分析系统的功能正是复杂网络的研究思路,所不同的是这些抽象出来的真实网络的拓扑结构性质不同于以前研究的网络,且节点众多,故称其为复杂网络(complex networks)。集群风险的产生既受外部环境变化的影响,更受集群内企业网络结构的制约,而目前对这种网络结构与风险之间的关系尚无深入探讨。因此,本文从集群的内部网络结构入手对集群风险产生的原因进行深入分析。

二、复杂网络的结构描述

用网络的观点描述客观世界起源于1736年德国数学家Eular解决哥尼斯堡七桥问题,复杂网络研究的不同之处在于首先从统计角度考察网络中大规模节点及其连接之间的性质,这些性质的不同意味着不同的网络内部结构,而网络内部结构的不同导致系统功能有所差异。所以,对这些统计性质的描述和理解是进行复杂网络相关研究的第一步,网络分析作为一种系统结构功能分析框架,常用的描述网络结构属性的变量主要有聚集程度、路径长度、度分布、网络规模、网络位差、中心性、结构洞等,这几种结构变量往往是错综交织在一起,变量之间存在各种内在联系。本文以复杂网络中三大静态几何量聚集程度、路径长度、度分布作为刻画集群这个复杂经济社会网络的主要结构变量,以求较全面的反映集群网络结构与集群风险的联系机理。

(一)聚集程度

聚集程度用聚集系数表示,在社会网络领域研究中,学者们用它来表征网络密度(Scott,2000),网络密度是网络研究中应用最广泛的描述网络结构属性的变量之一,可用一个网络中结点间实际存在的连线占整个网络最大可能有的连线的比例来衡量。网络密度反映了网络中联结的疏密情况,以及通过联结的疏密所反映出来的社会网络中社会资本的大小。同时聚集程度还反映了网络主体的集团化程度,即考察联结在一起的集团各自的近邻之中有多少是共同的近邻。

(二)平均最短路径长度

网络的路径长度衡量的是网络结点间发生联系所需要经过的“路程”远近,在这里“路程”的概念更多的倾向于发生联系的难易程度以及成本问题。两结点的最短路径定义为在所有连通两结点的通路中,所经过的其他顶点最少的一条或几条路径,所有结点之间最短的路径平均值即为平均最短路径长度。该值作为衡量网络中路径长度的参数,决定了信息和知识传递的速度和难易程度,可以用其来衡量网络主体间各类资源整合的效率。

(三)度分布

在一个网络中结点的度(顶点度 degree)指的是结点连接的边的数量,一个结点的顶点度大,意味着该结点在整个网络中拥有众多与之相连的结点。整个网络的顶点度分布用分布函数p (k)表示,它给出了一个任意选择的结点恰好有k条边的概率, 也等于网络中度数为k的结点的个数占网络结点总个数的比。网络的度分布刻画了网络内每个结点与其他结点联结数量分布规律,是网络结构的重要几何特征。在有关社会网络文献里,与顶点度概念紧密相连的是中心性(centrality),其又可分为“结点中心性(point centrality)”以及“网络中心性(graph centrality)”。前者指的是结点在其与之直接相连的邻居结点当中的中心程度,而后者则侧重结点在整个网络的中心程度,表征的是整个网络的集中或集权程度,即整个网络围绕一个点或一组点来组织运行的程度(scott 2000)。度分布衡量的是所有网络结点拥有联结的分布规律,而网络中心性更多的指的是单个结点或一组结点在网络中的位置及其重要程度及影响。

三、基于复杂网络的产业集群风险理论研究

(一)聚集程度、路径长度与集群风险

集群能否及时对外界导致的技术变革以及需求变化做出反映以适应环境取决于两点。第一取决与外界的技术与需求变化信息是否能及时被群内企业所察觉,第二则是察觉外界的变化以后是否能对现有的生产技术方式做出及时的变革以适应外界的变化。从网络特征的角度来讲,前一个条件与网络的开放性紧密相连。一个充分开放的集群网络能与外界其他主体保持较多的联系,有利于外界的各类信息有效的传递到集群内部。具体到技术变革涉及的网络开放性更多的是指群内主体与外界主体知识的交流,即集群知识网络的开放性。需求变化信息的流入则更多的依赖于群内主体与市场终端的直接联结程度,即产品网络的开放性。第二个条件则取决于集群网络的弹性,因为无论适应技术变革或需求变化都意味着改变企业的产品特性、生产流程以及生产技术,而这些改变势必带来企业结点之间联结方式的改变。

从网络结构的角度来说,集群网络的开放性及弹性与网络的聚集程度密切相关。社会网络分析者在分析社会网络结构类型时,较为关注两种不同类型的网络:一种是频繁交往、联系紧密的“闭合性结构”,另一种则是交往稀少、联系松散的“开放性结构”。科尔曼认为闭合性的社会结构有利于指示性规范的形成,使成员间相互建立信任、期望和义务感。基本上,闭合性结构的效应与强关系对应,而开放性结构的效应与弱关系对应。前者是影响、控制、信用、封闭性衍生的场所,而后者有利于信息的畅通,促进不同群体、族群之间的沟通和交流,是包容性、开放性精神的源泉,也是社会配置和社会民主的重要社会基础。在市场情境下,封闭性结构对移民、少数族群的适应常常有积极影响,而它所带来的负效应则是内部人控制、种族歧视、抑制创新等问题。

一个聚集程度高的集群网络意味者企业结点之间集团化程度大,大量企业通过相互之间的社会或经济关联密切联系在一起,形成类似小集团的网络结构。这种小集团的网络结构,由于网络密度大,集团成员之间拥有许多面对面交流的机会,各类信息特别是隐性知识可以在集团成员之间得到较为广泛的传播,这对学习以及创新起到一定的促进作用,同时伴随着这种网络结构的往往是企业结点之间的强纽带作用以及由此而形成的高度内聚性的网络特征。这种高度内聚性的网络特征有利于培养成员之间的信任,克服网络内搭便车行为的产生,但同时也使得网络的开放性及弹性降低。一个以强纽带作用为特征的集群网络,常常会促进非正式控制以及带有强烈本地特色的网络氛围的形成。由于企业结点过度限制于本地集团网络中,“过度根植性”就会出现,“过度根植性”会减少新信息的流入网络,因为通向同一网络伙伴的联结意味着只有很少甚至没有与能够潜在地贡献新思想的网络外部成员的联结(Burt,1992)。在这些条件下,网络变得僵化,滞后于环境的变化,最终导致衰败。同时,一个稳定的网络一旦形成,往往会出现路径依赖及区域锁定效应,同时形成带有强烈本地特色的网络氛围,这使得网络的弹性降低。一旦因环境发生改变而需要对彼此之间的联结状态作出相应的更改也显得较弱纽带更为艰难。按照Olson的观点,从社会和文化意义的角度看,区域锁定的形成就是促进企业集群形成的重要的制度和实践,集中于自我保护和自我增强,最终成为对区域进步不利的僵化风险,而不是促进区域进步的活力源泉(Bergman,2002)。

相比与聚集程度高,联结稠密的网络结构,聚集程度低、联结稀疏的网络结构在收集新信息方面具有更高的效率,相比于聚集程度大的网络结构具有更好的开放性和弹性。一个聚集程度低的集群网络内,结点之间的联结更多的倾向于弱纽带。弱纽带作为结点获取新信息的渠道,相比于强纽带更可能成为本地网络与远距离那些具有新的独特的信息结点的联结桥梁,有利于外界信息的流入。在环境变化较为剧烈的条件下,弱纽带相比与强纽带更有利于创新的产生。

集群网络的抗风险能力除与网络的开放性及弹性等性质密切相关以外,网络中各类信息、知识的传播速度也是一个重要的影响因素。从知识、信息的交流传播角度来说,聚集程度表明了交流传播的广度,而平均路径长度则代表了交流传播的速度与深度。较短的平均距离意味着从一个结点到另一个结点的“路程”很近,这使得有关市场及技术信息、知识可以在群内企业中得到迅速的传播,这为隐性知识的传播和学习提供了较大的便利。在一个平均路径长度较大的集群网络中,成员之间各类信息的传播则需要经过较多的结点和较长的路径,整个网络对外界变化信息的反映就会显得较为迟钝。即使变化信息为群内某些主体所察觉到,也不能使的其他网络主体产生危机感;同时,网络传播速度也会影响网络联结方式改变的及时性,一个网络平均路径较大的集群网络对其网络联结方式的改变往往会滞后于外界环境的变化。

(二)度分布与集群风险

结点度的不同反映了不同经济主体联结其他主体数量上的差异,以轮轴式集群和卫星平台式集群为例,两者表现出不同的度分布特征。在轮轴式集群当中最明显的特征,便是少数企业结点的度较大而大量结点度相对来讲较小。这些结点度大的企业结点往往作为网络的集散结点而存在,与大量其他结点存在着资源、产品以及技术上的联系。在卫星平台式产业区内,由于企业之间的联系较少,结点之间的度则更趋于平均,不似轮轴式集群结点度之间存在大的差别,度分布特征的不同使得不同的集群网络在资源获取方式、规避风险等方面体现出不同的功能特征。

集散结点的存在与否及对整个集群网络的重要程度是影响集群网络特征的又一重要变量,对集群规避风险有利亦有弊。具有集散结点的集群网络通常是以中心式的结构而存在即具有较高的网络中心度。作为网络的中心,集散结点通过技术、中间产品等联结与群内的大多数企业结点建立联结。就整体而言,这种具有集散结点的网络对那些针对联结数量较少的非集散结点企业的攻击具有一定的“鲁棒性”。由于这些结点的联结较少,在网络中的影响有限,所以外界扰动导致这些结点的个别衰落不会对网络产生大的影响。但当外界环境变化对集散节点发起的“协同攻击”,集群网络则会显示出其“脆弱性”。因为集散结点往往作为网络的核心而存在,大量的结点与之建立各种各样的联系,通过这些联系,集散结点对整个集群网络起着举足轻重的作用。

网络中一个核心成员一旦因技术变革、需求变动而导致失败会对整个网络的可靠性产生巨大的负面影响,甚至毁灭性的打击。一旦外部扰动造成网络核心结点的衰落,有害影响则通过网络掀起波纹,会导致普遍性失败。从这个角度来说,以某个主导大企业为中心,许多小企业围绕大企业进行生产加工的轮轴式集群风险最大。这种集群形式很容易产生,并且产生之初也是活力四射,但是这种协作关系是以小企业在技术、财务、产品等方面对中心大企业的依赖为特征的,大企业与小企业间主要是单向知识学习(大企业向小企业传输),小企业灵活性和创新性不强,因此这种形态的网络结构容易导致过度专业化和僵化。另外,小企业在技术上围绕大企业技术和产品标准,基于演化经济学中技术演化的“路径依赖”,一旦集群面临市场和技术变革压力,群内企业很难通过技术转型而存活下去。

四、实证研究:以美国128公路区为例

128公路是美国马萨诸塞州波士顿市的一条高速公路,长90公里,距市区16公里,环绕波士顿呈半圆形。目前,该公路两侧聚集了数以千计的研究机构和技术型企业,呈线状分布,并与麻省理工学院等大学相连接,简称128公路高科技园区。128公路高科技园区的形成是在第二次世界大战后,美国政府为了冷战、朝鲜战争和空间军事竞赛的需要,投巨资进行军事技术开发,通过引导资源流向,使其中大部分资金落入128公路附近的公司和麻省理工学院(MIT)实验室手中。1950年至1960年间,128公路地区从美国国防部得到60亿美元的订货合同,其后在20世纪60年代里,政府每年增加10亿美元,联邦政府还购买了128公路地区一半以上的产品。

128公路科技园的形成机制使得园区管理层一直致力于建立并保持与政府之间的密切关系,由于依赖程度过深,园区缺乏自我生存机制和造血功能,远不能适应市场的变化需求,最明显的例子便是128公路半导体产业和计算机产业的瞬即兴衰。20世纪60年代,在政府巨额研制资金和军品订单的坚强后盾下,128公路这一时期创新活动极其活跃,发明层出不穷,新的公司不断涌现,如晶体管、半导体芯片、电子计算机等都是这一时期的成果。仅贝尔实验室就拥有发明专利1万项,平均每天推出1项。但是,这种面向单一需求和依赖特定市场的技术创新具有依赖性,企业面向市场求生存、求发展的意识很淡薄,沉缅于大批军用订单之中,而忽视了民用产品的开发和销售。冷战结束后,随着军品订单和军事开支的减少,需求的聚减,128公路区的企业生产技术方式不能做出及时的变革以适应外界的变化,不得不面临严重衰退。

从网络结构的角度来说,128公路地区的高技术企业深得当地工业传统的真传,虽然它们当初也多是从小企业起步,可是一旦站稳脚跟后便全力以赴模仿大公司,最终形成了该地区以独立大公司为主体的局面。在组织结构上,128公路地区是典型的宝塔型管理组织结构,实行调度集权的管理模式,这种管理模式组织结构等级严格,各部门之间分工细致,决策过程自上而下,形成了一种闭合性结构,导致最高管理层脱离基层,决策逐渐迟缓,甚至脱离实际,组织内创新气氛减弱,甚至是抑制了创新。另一方面,下级职工只能听命于上级,降低了主动性和积极性,结果使企业的组织僵化,工作效率大大降低。另外,由于128公路地区企业长期承担国防任务,使得该地区军事色彩十分浓厚,企业强调保密更甚于合作,保密的文化使得宝塔形层次式的企业组织结构权力集中,信息垂直流通;企业之间、企业内部部门之间以及企业与外部机构之间的界限分明,相互之间缺少交流沟通,最终使得集群企业网络变得僵化,网络的弹性降低,抵御外界风险能力降低。

从平均路径长度角度来说,就128公路区而言,128公路地区的科技产业组织结构一直延续以单个大企业内部垂直一体化为主导的发展模式。在这种结构模式下,企业将大而全作为追逐目标。例如在该地区的某些大型企业内部,包括系统设计、零件制造、软件编制、装配组合和市场销售、产品服务等各环节的生产活动内容完全被内部化了,群内企业的平均路径较长,技术信息、知识在群内企业间传播缓慢,由此导致128公路地区的企业的灵活性和对其它市场主体的竞争激励功能被弱化了,对外界环境变化反应迟钝。相对于硅谷地区科技产业的发展经验,128公路地区科技产业组织网络较长的路径,导致其在提升地区发展灵活性和提高产品市场需求方都处于不利的地位。

从结点度的角度,128公路区形成了大企业为龙头的类似轮轴式产业集群模式,在轮轴式集群当中最明显的特征便是少数企业结点的度较大而大量结点度相对来讲较小。这种模式容易导致在地区性的科技产业发展中形成垄断竞争甚至垄断的市场结构,表现为在区域科技产业的发展中一些垂直一体化、自给自足的大型公司占据支配地位,公司内部的网络联结较强,而公司与公司之间的网络联系较弱。相对于美国硅谷高度开放的产业组织系统和社会化的服务网络组织,128公路地区的企业网络组织表现出很大的“脆弱性”。由于小企业依赖于大企业而存活,在二战及战后一段时间的共同繁荣之后。冷战结束,随着军品订单和军事开支的减少,需求的聚减,128公路区的大型龙头企业纷纷订单不足,大批龙头企业处于停产与半停产状态,大批的人才和资本从128公路地区直接流动到了硅谷,导致大量的配套小型企业倒闭或迁移硅谷。所以,和硅谷的如日中天相比,128公路地区则日趋衰落。

五、结论

作为群内经济社会主体关系的外在表征,集群网络结构是影响集群网络特征以及群内主体产出水平的重要因素。与集群的生命力息息相关,集群中成员拥有的资源的结构方式影响了集群的竞争优势,在集群的网络结构中形成了资源整合的协同效应。根据系统论的观点,系统的结构决定系统的功能,正如碳元素的不同结构方式形成了完全不同物理特性的石墨和金钢石一样,同样不同的集群网络结构决定了集群的不同抗风险能力,因此可以得出以下结论:

1.聚集程度高,联结稠密的网络结构,有利于培养成员之间的信任,克服网络内搭便车行为的产生,但同时也使得网络的开放性及弹性降低,减少新信息流入网络,网络变得僵化,滞后于环境的变化,最终可能导致衰败。聚集程度低、联结稀疏的网络结构具有较好的开放性和弹性,有利于外界信息的流入,在环境变化较为剧烈的条件下更有利于创新的产生。

2.从知识、信息的交流传播角度来说,较短的平均距离意味着从一个结点到另一个结点的“路程”很近,有关市场及技术信息、知识可以在群内企业中得到迅速的传播。在一个平均路径长度较大的集群网络中,成员之间各类信息的传播则需要经过较多的结点和较长的路径,整个网络对外界变化信息的反映变得较为迟钝。

3.具有集散结点中心式的集群网络结构,具有较高的网络中心度,集散结点作为集群网络的核心,在整个集群网络起着举足轻重的作用,当外界环境变化时,集群网络中一个核心成员一旦因技术变革、需求变动而导致失败会对整个网络的可靠性产生巨大的负面影响,甚至毁灭性的打击。非集散结点的联结较少,在集群网络中的影响有限,外界扰动导致这些结点的个别衰落不会对集群网络产生大的影响。因此,集群的网络结构才是影响集群风险的内在根本原因。本文运用系统论和复杂网络分析工具,对集群网络结构和集群风险之间的关系做了一个初步的探索性研究,从而有利厘清产业集群风险形成的结构基础,促进我国产业集群的健康可持续的发展。

注释:

① 迈克尔.波特.竞争论[M].北京:中信出版社,2003:262.

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(责任编辑:李江)