吕永卫，李冬梅

（太原理工大学 经济管理学院， 山西 太原 030024；2.太原理工大学 经济管理学院，山西 太原 030024）

基于混沌理论的西山煤电集团技术创新战略研究

吕永卫1，李冬梅2

（太原理工大学 经济管理学院， 山西 太原 030024；2.太原理工大学 经济管理学院，山西 太原 030024）

在混沌理论的基础上，研究了西山煤电集团技术创新战略发展过程的混沌特征，可用logistic方程对其混沌特性进行描述，分析了模型的混沌状态，并采用OGY法（参数微调方法）对该企业技术创新战略的混沌控制。

西山煤电集团；技术创新战略；混沌理论

西山煤电集团是煤炭、电力、焦化于一体的大型骨干企业之一。随着中国市场化加快、市场竞争加剧，使企业逐渐认识到技术创新的重要性，及其带来的强大竞争力和由其创造的市场利益，逐渐形成以企业技术创新为主的发展战略。目前,西山煤电集团对技术创新战略的研究很有限、很分散，但已发现，企业技术创新是复杂的系统，企业技术创新战略的发展过程存在着对初始条件的敏感依赖性和内在随机性等混沌特征。本文在企业技术创新战略中采用了混沌理论，旨在通过企业技术创新战略的混沌特征，提出适当的管理控制策略，从而提高企业的创新能力及核心竞争力。

1 混沌理论与西山煤电技术创新战略

1）混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动。对于给定的初始值，由动力系统可推出该系统的长期发展方向，甚至追溯其过去性态；但大量的案例表明，许多系统当初值产生极细微变化时，系统的长期性态发生巨大变化，即系统对初值的敏感依赖性，即人们通常说的“蝴蝶效应”。混沌不是偶然的个别的事件，而是普遍存在于宇宙间各种宏观及微观系统的，‘万事万物，莫不混沌’。

2）西山煤电技术创新战略：煤炭企业中的技术创新，狭义地讲是把新技术、新工艺、新设备用于生产中去，引发生产方式的变化。广义地讲还包括企业科学管理、正确决策、提高工作人员素质和综合业务水平等内容。西山煤电技术创新战略是指，其在竞争环境中为适应未来市场的发展变化，为企业能长期生存与发展，各因素之间相互作用而进行的一系列复杂的整体性创新。其中国家政策、银行、中介机构、风险投资体系等是技术创新战略中不可或缺的重要因素；但企业本身更是技术创新的主体。因此它的实施有助于提高市场竞争力，从而形成高产、高效、安全、低碳，经济的企业发展。

2 西山煤电技术创新战略的混沌特征

1）复杂系统的特征：系统由简单演化到复杂，系统的复杂性是由其内部元素及其相互之间、元素与外部环境作用关系的非线性特征决定的。技术本身是各因素非线性相互作用的结果,技术创新不等于各因素简单相加，各要素在技术创新系统中也不再是原来的因素,因素自身在系统动力下也拥有了整体性。一般而言，一个复杂系统应有三个条件：一是，系统由许多要素构成，这些要素处在同等地位它们之间不存在隶属关系；二是，系统自身能够依靠这些要素进行运动，系统内部存在着内在的组织和结构；三是，系统符合热力学第二定律的熵增原理，系统在不与外部环境交换熵的情况下，熵将不断增加，最终导致系统走向死亡。企业技术创新系统具备上述条件，参与技术创新的研究开发投入、融资体系、管理技术等是创新复杂系统的要素，它们不存在隶属关系。技术发掘者是企业科技人员，创新活动的主要实施者是领导层人员，整个系统中各种人才的创造及其潜能的发挥着相关技术创新。企业技术创新系统存在着内在机制促使其进行创新、发展、衰落，系统在与外部环境进行物质、能量、信息、知识的交换，满足熵增原理。总之，西山煤电的技术创新战略是在一个复杂的混沌的非线性系统中进行的，系统中的某些特征规律对于控制和促进创新活动有很重大的意义。

2）对初始条件的敏感依赖性：是指初值微小的变化最终会造成系统性态的巨大变化，即人们所谓的“蝴蝶效应”。这种情况在技术创新系统中普遍地存在着，例如系统的组织机构、管理体制、控制策略都没有发生大的改变，而领导层某个决策的失误、或科技人员的不当行为，就会给企业带来巨额的损失，甚至影响企业的竞争优势；同时一个看似细微的技术创新环节，也会给企业带来巨大的效益、收到意外的惊喜。因此，企业要创立一个开放型创新系统，就要有超出当前企业运营范围的研究与开发，还要利用外部环境理念，寻求能够支持新一代技术平台的根本创新。随着企业规模的扩大，技术创新的目标体系、控制策略等都在不同层面发生扩散延展，而企业间的激烈竞争，导致系统外部环境也逐渐呈现出混乱态势，内在随机性使得创新系统与其外部环境之间产生更为巨大的敏感依赖性。产生如此的根本原因是：当技术创新参量处于一定参数范围不同值的时候，相应的轨迹图表现为分岔，这些分岔实际上意味着系统已进入了不同的发展轨迹，此时创新系统亦被推进至相异的前进方向。因此对于系统管理者来说，最重要的是找到并控制这些参量。

3）内在的随机性：是指对一个完全确定的系统，在一定的条件下，能自发地产生随机特性。其根源在于系统内各要素间的非线性随机作用。对于企业技术创新战略来说，科技人员之间，科技人员与管理者之间，以及企业积累的知识与技能之间存在着复杂的相互关系。创新战略中的内在随机性表现为局部的极度不稳定，对初始条件的强烈依赖。在充斥非线性作用的企业技术创新系统中，存在大量内在随机行为，例如政府政策的调整而引发的创新系统内部管理制度的改变，从而导致科技人才的流失。在极端的情况下，微小的变化可导致混沌现象。然而积极的内在随机性可以避免创新系统的混沌发生，促进系统健康生长，提高对动态环境的适应性和灵活性。

综上所述，西山煤电技术创新战略所拥有的复杂系统特征、对初始条件的敏感依赖性以在随机性表明，技术创新的成长具有较为显著的混沌特性。利用混沌理论观察技术创新过程，可以促进企业管理控制能力的提高。

3 西山煤电技术创新战略混沌经济模型的构建

1）企业技术创新战略的关键要素选取：企业技术创新，最重要的三个要素是研究开发投入、管理技术、融资体系。技术进步是以新技术的投入为前提的，可用研究开发投入增长率进行量化。管理技术包括创新战略和创新机制，有效的管理技术使企业各种投入资源达到最佳组合、发挥最大效能，可用管理能力力度进行量化。融资是主要的资金来源方式，融资体系是三个要素中的外部环境，主要由银行金融支持、风险投资等组成。融资成本是可量化的指标，常用融资利率作为关键变量。企业技术创新的三个关键变量（研究开发投入增长率、管理能力力度、融资利率），对企业技术创新宏观调控的好坏，取决于对这三个关键变量的调控时机和力度的把握。

2）技术创新的Logistic混沌模型：

Logistic方程是描述动态系统的最简练的模型，其公式是：

式中：Xt∈（0，1），为混沌系统的内生变量，表示t时刻技术创新战略的经济贡献率；t为时间序列；Xt+1为t+1时刻Xt的一次迭代。由混沌理论知，随着控制变量L的变化，Logistic方程所描述的动态系统，将逐渐从稳定走向分叉和混沌（见图1），表明变量Xt具有局部结构稳定性和倍周期变换的性质和状态。在参照Day资本产出模型基础上，得出控制参数L与它组成因子的关系式：

式中：L为式（1）中Xt的控制参数，L的组成因子则是导致Xt产生分岔并最终通向混沌的初始条件。因此结合西山煤电技术创新战略的混沌特性以及三大控制变量，将式(2)带入式（1）中，可建立西山煤电技术创新战略的混沌模型：

式中：α1为研究开发投入增长率，α2为管理能力力度，n为融资利率，β为政府调控参数。由模型得，稳定的研究开发投入增长率、管理能力力度、融资利率、适当的政府调控是西山煤电技术创新战略经济模型协调发展的主要决定因素。

4 西山煤电技术创新战略的混沌控制研究

1）企业混沌控制的必要性：对于西山煤电技术创新战略而言，系统中的混沌意味着机遇的同时也意味着失败风险。通过Logistic混沌模型分析，企业由于控制参数或者初值的微小变化，导致系统从周期变化变为混沌运动。此时必须采取必要措施尽力消除系统的混沌吸引力，抑制或消除混沌的发生，使系统重新恢复周期运动。由于混沌对初始条件的敏感依赖性和内在随机性，其输出结果很可能不是人们初始期望的。因此企业混沌控制的终极目标是：使系统稳定的同时获得最大收益，在经济市场中获得更大的竞争优势。

图1 混沌分岔图

2）OGY法对混沌的控制：狭义的混沌控制是当混沌有害时，对系统施加人为的微扰，并成功地抑制混沌，使之发展到对系统有益的状态。因此混沌控制的物理实质是使复杂非线性系统实现从不稳定到稳定的转变。OGY方法（参数微调方法）是利用混沌系统的内在动力学特性的控制策略。其主要思想是：首先选择重构相空间的不稳定周期轨道中的一条作为控制目标轨道，其次等待系统混沌运动“游荡”到目标轨道附近时，对系统某一控制参数施加微小摄动，将混沌轨道捕获并稳定在该周期轨道上，从而实现混沌的控制。

结合OGY混沌控制理论，可以得到西山煤电技术创新战略混沌控制策略：（1）研究开发投入是技术创新系统中的决定因素。由式（2）知，当α1增大，L随着增大，当L达到一定值时，创新系统处于混沌的边缘。此时，在其它控制因子不变的情况下，加大研究开发投入，只会更加扰动，使混沌加速产生。为避免进入混沌的分岔点、企业巨大损失的风险，应在最佳控制时机，对系统的研究开发投入采取微扰的控制措施。（2）当企业内部技术创新的吸引力较小（即（α1+α2）较小)或市场资金短缺(即融资利率 n 较高)时，政府调控力度要适当地加大，以增加研究开发投入和加强企业管理力度，促进技术创新带给企业的经济增长。但是，（α1+α2）过大，可能出现复杂的周期变换，甚至是混沌状态。因此，管理力度也要控制在一定范围内，避免企业内发生过大的管理变革。此时，政府需用必要的政策措施和经济手段来降低（α1+α2）。

(3)政府应有适度的调控力度,采取措施激发企业对技术创新的投资热情：①调整企业技术创新的税收优惠政策。②改善企业技术创新的财政资助。③促进形成企业技术创新的动力机制，完善企业技术创新的利益机制。④建立法律环境（专利保护等）和健全企业技术创新风险机制。⑤加强企业技术创新的政策导向，促成良好的企业技术创新外部环境。当企业技术创新处于混沌状态时，可适当地调整税收优惠和财政资助政策，例如增加企业的财政资助、改变企业技术创新的比例，可有效的控制混沌状态。

[1]May,R.M.Simple mathematical models with very complicated Dynamics［J］，Nature，vol.261，p.459,june 10,1976.

[2] 赵敏，彭润中，李湛.基于混沌理论的高科技企业创立及管理过程研究[J].科技进步与对策，2009，26（24）：94-97.

[3] 吕炜.论风险投资机制的技术创新原理[J].经济研究，2002(3):48-56.

[4] 李平，王宁.高新技术产业投资的混沌经济模型与控制[J].统计与决策，2006，(8)：21-22.

[5] 张永谦.技术创新的理论与政策[M]，广州，中山大学出版社，1999.

[6] 王德禄.管理创造性--企业技术与创新管理[M]，济南，山东教育出版社，1999.

[7] 刘金祥.大型煤炭企业提高自主创新能力的实践与探索[J].决策探索，2007，21(5)20-21.

[8] 王喜莲，张金锁.技术进步对煤炭产业经济增长的贡献率研究[J].矿业研究与开发，2009,29（1）:92-95.

[9]E·Ott，C·grebogi，J·A·Yorke.Controlling chaos[J]．Physical Review Litters，1990，64(11)1196-1199.

Abstract:On the basis of Chaos Theory,the chaos features of technical innovation strategies in Xishan Coal&Electricity group are analyzed.Logistic equation could be used to describe these features.The OGY approach is used in the chaos control of the new strategies.

Key words:Xishan Coal&Electricity Group;technical innovation strategies;Chaos Theory

编辑：徐树文

Technical Innovation Strategies Based on Chaos Theory in Xishan Coal&Electricity Group

LV Yong-wei,LI Dong-mei

(College of Economy and Management,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024)

E81

A

1672-5050（2012）05-0041-04

2012-01-22

吕永卫（1964—），男，山东龙口人，副教授，硕士，主要从事企业管理方面的研究。