技术创新溢出机制的研究与建模

2020-11-16 来源：小奈知识网

第10卷第4期　2001年

系统工程理论方法应用

SYSTEMSENGINEERING-THEORYMETHODOLOGYAPPLICATIONSVol.10No.4

2001　

　　文章编号:100522542(2001)0420337205

技术创新溢出机制的研究与建模

王玉灵,　张世英

(天津大学管理学院,天津300072)

【摘要】“溢出”是近年来被广泛研究的一个课题,并且在溢出的单向性与时滞性等方面取得了突破性的进展,但在其量化研究方面仍十分局限。对不同类型溢出的单一化处理不仅未能将溢出的这些特征(单向性、时滞性)反映出来,而且也难于把技术创新在行业间溢出的实证研究结果与企业层面的单项创新溢出的数理分析统一起来。从区分创新溢出与扩散的概念入手,分析了不同类型溢出的本质区别和溢出机制,并将纯知识溢出模型化。

关键词:纯知识溢出;租金溢出;机制;溢出模型中图分类号:G304　　　文献标识码:A

StudyingandModelingonMechanismofTechnologyInnovationEffectsSpilloverWANGYu2ling,　ZHANGShi2ying

(SchoolofManagement,TianjinUniv.,Tianjin300072,China)

【Abstract】“Spillover”iswidelystudiedintherecentyears,andsomegreatbreakthroughs,suchasone2wayspilloversandthetimelag,havebeenmade.However,thestudyonthequantificationofspilloversisstillverylimited.Treatmentondifferentspilloverswithone2foldmethodhasnotonlyfailedtoreflectthesecharacteristicsofspillover,buthasnotunifiedbothresultsofexperimentapproachandtheoreticanalysisonspilloverforasinglefirm.Startingwithdistinguishingnotionsoftechnologyspilloverandtechnologydiffusion,thispaperanalysesessentialdifferenceofdifferentspilloversandmechanismoftech2

.Weconstructthemodelof“pure”knowledgespilloversintheendofnologyinnovationeffectsspilloversthispaper.

Keywords:“pure”knowledgespillovers;rentspillovers;mechanism;modelsonspillovers

　　对技术创新成果的溢出或其不完全独占性的研究,可追溯到20世纪60年代初。1962年Arrow[1]就指出,发明与创新或更一般的知识与信息具有公

共产品的一些特征;由于粘性知识固有的非对抗性,为特定的应用目的而开发的知识很容易溢出并用于其他不同的用途;当新技术的秘诀成为公共商品而不为创新企业独占时,溢出效果就会出现。围绕创新溢出的现象,Griliches把知识的溢出定义为“从事类似的事情(即模仿创新)并从其他的研究(被模仿

收稿日期:2001206218;　修订日期:2001208221作者简介:王玉灵(1964～),男,博士生

[2]

的创新研究)中得到更多的收益”。KlausKultti和TuomasTakalo则更简洁地将技术创新溢出描述为“一个企业的(过程)创新投入同时也减少了其他企

[3]

业的生产成本”。70年代后期,Mansfield研究(个案研究)了企业技术创新投入的个人回报(即创新投资企业所得的效益)与社会回报(即社会所得的效益),结果表明这两者之间存在很大的差异,社会回报远高于个人回报[4]。技术创新私人回报与社会回报之间的差异是表征创新溢出程度的一种方法,

“创新部门ErikDietzenbacher把溢出的测度定义为

之外的其他部门的产出变化占所有部门(包括创新

[5]

部门)产出变化的百分比”。

—338—系统工程理论方法应用2001年第4期

从80年代末开始,技术溢出成为技术创新研究的热点。在研究企业R&D非独占性方面,已经出现了两种不同的模拟知识外在性的方法,第一种方法是由Ruff、Spence和Kamien,M.,Muller,E.,.提出的,简记为KMZ方法[6,7];第二种方法Zang,I

成的,并且借助于市场交易之外的途径发生;扩散通

常意义上是处理内化了新知识的有形商品的传播,市场交易在扩散过程中起着关键性的作用[14];但舒尔茨把创新扩散定义为创新通过市场和非市场渠道的传播。扩散与溢出的区别不只是按传播论的观点难以区分,按效益论的观点也无法鉴别;梅特卡夫把技术扩散看作技术创新对经济结构变化的影响过程,把技术扩散和其对经济增长的影响视为一体;但溢出对社会的影响也类似于技术扩散的效果,它可以促进社会整体的技术进步与经济发展,增加社会福利[5,6]。Verspagen把技术溢出划分为两种不同的类型[17]:第一种是所谓的租金溢出(rentspillovers),它与企业间的商品流动有关;其思想是由于竞争压力与需求弹性,新商品的价格并没有完全反映其产品创新的质量提高;如果创新商品被用作其他企业生产过程的投入,后者将从溢出中得到产品创新的一部分。第二种是“纯”知识溢出,它不直接与商品流动关联,而是通过大量的其他途径(如专利信息、反向工程、研究人员在企业间的流动等)实现;纯知识溢出通常被看作是对自身R&D生产能力的强化。一个企业开发的知识可被其他企业以低于新知识开发时的最初成本的成本使用,一个企业开发的知识可以通过为其他企业的研究项目提供新的思想或数据,从而提高(后者)技术(知识)生产的生产力[14]。作者认为,技术创新溢出是创新扩散的一个构成部分;通过正式契约实施的技术转让是技术扩散的另一个组成部分,但这并不属于创新的溢出。为此,把“创新主体不能直接受益的扩散”称为溢出,这一定义的出发点是从技术的溢出方考虑的,而现有文献中对溢出的定义是从溢出的接收方考虑的;本文给出的定义既可以与扩散的概念相统一,又可以将溢出与技术转让相区别。当然,溢出成为技术创新研究的热点并不是一个概念的转移,而是溢出将技术的创新与扩散联系了起来,意在解决创新与扩散相互影响的内在机制问题。事实上,创新与扩散相互影响的内在机制的核心是溢出的机制。

是由d’AspremontandJacquemin提出的[8,9],简记

为AJ方法。在此基础上,大量文献直接采用一个系数反映因创新溢出的生产成本变化,例如企业因自身技术创新及其他企业技术创新溢出的生产成本变

[10]

化量为xi+Βxj+ΚXh。其中:xi、xj、Xh分别表示企业i(研究对象)、国内同质产品竞争企业j及国外

生产同质产品的企业h实施技术创新成本变化量;、外生产同质产品企业技术创新ΒΚ分别表示国内、

的溢出率。值得注意的是,以KMZ或AJ模型为基础的文献都是研究同质产品减少成本技术创新的Cournot寡占垄断,然而对一个企业而言,Β和Κ如何确定却并不清楚;虽然采用实证方法研究创新溢出的文献很多,但该类文献只停留在行业层面上,用行业之间的溢出率无法替代同行业内企业之间的创新溢出。最近,Amir,R.和Wooders,J.提出单向溢出(即从高强度R&D企业流向其他企业)的一维过程[11,12];KwangInHur,ChihiroWatanabe提出单向溢出的动力学方法,并依此来研究部门之间的溢出[13]。单向溢出的提出使研究向现实更进了一步,但R&D强度不同的企业不仅表现出产品成本上的差异,而且也反映在产品质量上的区别。在对单向溢出认同的同时,也将否定把同行业内企业之间的竞争视为同质产品之间竞争的分析基础。此外,BartVerspagen和IvoDeloo提出溢出具有时间滞后特征,他们以专利引用数据为依据,得出专利的引用速度在0～2年内增长很快,然后稳定递减,其均值为4.67年[14]。显然,采用单一的溢出系数也尚未反映

溢出的单向性与时滞性等特征。综合反映具有时滞性、单向性及同类产品的异质特征的技术溢出是本文研究的出发点,但这首先需要深入研究溢出的内涵。

1　技术创新的扩散与溢出

技术创新的扩散与溢出是一对难以区分的概念,因为对技术创新扩散的涵义尚无统一的定义,对技术创新溢出的认识基本上属于现象的描述。例如Griliches给出的溢出定义是针对模仿创新的,但熊彼特就把技术创新的大面积或大规模的“模仿”视为技术创新扩散。BartVerspagen和IvoDeloo指出,溢出机制不同于扩散过程,溢出流是由无形知识构

2　技术创新溢出的机制

Verspagen按照溢出的途径与形式将溢出划分

为两种类型,实际上,当创新商品被用作其他企业生产过程的投入时,租金溢出的存在不只是由于竞争压力与需求弹性的客观原因,而且还有创新企业追求利润最大化的根本利润这一主观原因;按照博弈论的思想与方法,很容易检验创新企业降低生产成本后仍维持原有产品价格并不是其最优的战略选

2001技术创新溢出机制的研究与建模—339—

择;因此认为租金溢出是必然的。对溢出的接受者来

(即不存在时滞)与说,租金溢出具有“即时性”“无成

本性”的特点。相对而言,纯知识溢出却与租金溢出有很大的不同,突出体现为“时滞性”与“有成本性”。这是因为新技术转化为现实生产力是通过新技术在工程上的应用来实现的,只有通过对新技术的模仿或引进才能实现,这也是提高溢出接受企业知识存量的主要途径;而不论是模仿还是引进都是需要投资的。企业的知识存量不只是体现在占有的设备上,更重要的是体现在科技人员与技术工人身上,企业技术知识存量的提升需要时间,这必然会体现出时滞性。

在具体的分析中,把纯知识溢出看作是非创新主体模仿时创新成本的减少或技术引进时讨价还价能力的提高。这与纯知识溢出通常被看作是对自身R&D生产能力的强化相一致。也就是说,溢出接收

速度越快,反映吸收消化能力越大。考虑单向溢出、技术势差的存在是溢出的前提条件,接受溢出企业的模仿创新或技术引进是溢出实现的必要条件。假设吸收消化速度主要取决于溢出企业与接受企业之间的技术差距(技术势差)和其他因素(如特定的文化、学习效果、职工素质等),则可构造如下的纯知识溢出的模型,即

dTAL=rΑ(TAH-TAL)dt

(1)

式中,TAH-TAL为创新企业AH与溢出接受企业

<1)。AL之间的技术差距;Α为其他影响因素(0<Α实际上,Α可以看作是接受溢出企业的影响吸

收消化其他因素的实际水平与其“理想水平”之比,因此,Α是一个无量纲量。dTAL󰃗dt是总的消化吸收速度;r是溢出接受企业模仿创新(或技术引进)的投入水平。假设模仿创新企业AL在不接受溢出时

󰁠,接受溢出时所需的模仿创新所需的创新成本为R

󰁠),定义r≡R󰃗󰁠(或技术引进)成本为R(R0-rΑt

(2)TAL=TAH-(TAH-AAL)e

者的产品成本减少是通过减少新技术的使用成本来

实现的。具体来说,通常把技术创新或新技术的引进成本作为固定成本处理,因此,纯知识溢出的效应体现在接受企业“固定成本”的相对(与独立创新相比)减少;而租金溢出可能体现为“可变成本”的减少(当创新产品作为接受企业的投入生产要素时)。为此,把租金溢出的接收者称为“receiver”;而把纯知识溢出的接收者称为“acceptor”。由以上的分析可以看到,租金溢出与纯知识溢出不仅具有不同的特征,而且对溢出接受者减少生产成本的途径也不同,因此用单一溢出系数来反映溢出是不妥的。进一步,由于租金溢出是通过创新产品在其他企业中作为生产投入来实现的,因此可以认为租金溢出主要出现在行业之间;相对而言,纯知识溢出传输的是创新技术,同行业内企业之间的生产工艺具有更大的相似性,因此纯知识溢出在行业内更为突出。

　　企业AL的创新溢出为

∃TAL=TAL-TAL=

(TAH-TAL)(1-erΑt)

(3)

式中,TAL是企业AL在t=0时的技术存量。

　　如果考虑技术(知识)的退化,假设其退化率为,则式(3)可改写为Θ

)t(TAH-TAL)(1-e-∃TAL=(1-Θ

rΑt

)(4)

参数r、、对∃TAL的影响见图1～3。ΑΘ和TAH-TAL

当Θ=10%,对应rΑ分别等于0.9,0.7,0.5时的溢出曲线见图1。

3　技术创新溢出模型的构建

主要存在于行业间的租金溢出可显著地提高技术创新的社会收益,这可以直接采用博弈论的方法进行分析。但对于纯知识溢出,由于其存在“时滞性”与“有成本性”而较为复杂,为此,本文的建模仅针对纯知识溢出。

假设纯知识溢出的量取决于溢出接受企业(ac2ceptor)的吸收消化能力和模仿创新(或技术引进)的投入水平。由于直接测定一个企业对新技术的吸收消化能力的困难,通常借助于“速度”来分析企业的吸收消化能力,即认为接受溢出企业的吸收消化

图1　考虑技术退化时的溢出曲线

　　从图1可以看出,当Θ恒定,溢出曲线的峰值与rΑ正相关,峰值所对应的时间随rΑ的降低而右移。需要说明的是,这一曲线的变化规律及其峰值所在位置和BartVerspagen和IvoDeloo利用专利引用统计数据的实证研究结果极为相近[14];虽然他在分

—340—系统工程理论方法应用2001年第4期

析过程中没有考虑技术的退化,但实证数据中自然包含退化的因素。但通过本文的模型可直观地看到参数Θ,Α,r对溢出的影响。　　图2是当rΑ=0.7,而Θ分别等于10%、20%和30%时的溢出曲线。由此可见,随着rΑ的提高,不仅溢出量在增加,而且溢出时滞在缩短。图3为Θ=10%,技术差距D分别为15和5时的溢出曲线。从图3可看到,增加创新投入(r增大)、提高企业职工素质和营造良好的企业文化(Α增大)是企业提升竞争力的关键。

比。因此,低质量企业模仿创新的成本应满足:

0󰁠TAH-TALR(5)=0

RTAH-TAL-∃TAL

将式(4)代入式(5)得:

󰁠t󰁠R󰃖Α

)t(1-e-R󰃗)(6)R󰃗R=1-(1-Θ

󰁠式(6)是R󰃗,Α,t)的隐函数,在具体应用中可R=f(Θ

先确定参数Θ和Α,并在此基础上再采用仿真与拟合的方法将上述隐函数转化为多项式的形式。例如,当Θ=10%,Α=0.5时的拟合函数为

UAL󰃗UAL0=-0.0001t+0.0016t-5

0.0160t3+0.0940t2-0.3030t+0.9566

通过对Θ和Α的多种不同组合进行仿真与拟合,结果发现:尽管对于不同的Θ和Α组合,有不同的拟合系数,但采用7次多项式的拟合精度都是很高的,可以满足替代的要求,而且7次与6次方项都为0。基于上述分析,可以构建出企业层面的单项技术的纯知识溢出创新成本模型,即

󰁠23R󰃗R=a-at+at-at+

012

图2　不同技术退化率下的溢出曲线

a4t-4

a5t

5),　ai≥0ai=fi(Α,Θ

i∈{0,1,2,3,4,5}

(7)

该模型给出了企业模仿创新成本随滞后时间t的变

化关系,在此基础上,利用博弈论的方法,可进行纯知识溢出条件下原创新企业与模仿创新企业的创新投资博弈等相关分析。

4　结束语

图3　不同技术差距下的溢出曲线

　　对∃TAL可作如下解释:溢出的对象是知识(或信息),溢出接受企业接受信息可提高自身的技术存量。在本文分析中,把技术创新的实现看作是企业技术存量达到一定阈值的体现,低质量企业接受高质量企业的技术溢出可以相对有效地(相对于独立创新)提高其自身的知识存量,从而使低质量企业的创新成本减少。值得注意的是,模仿创新的企业通过接受溢出使其创新成本降低应相对于其独立创新而言的,这也是与BartVerspagen,IvoDeloo等的观点的不同之处。当企业通过模仿(即接受溢出)实施创新时,由于纯知识溢出,在投入创新投资R的同时,附加地提高了企业技术开发的知识存量∃TAL,使所需的创新投资减少。

　　为了反映纯知识溢出与模仿创新成本的关系,假设在实施相同的技术创新时,企业降低单位生产成本的技术创新成本与企业的技术存量(水平)成反

本文在简要回顾有关创新溢出研究的发展与现状基础上,分析了技术扩散与创新溢出的关系,并给出创新溢出的定义。研究表明,租金溢出与纯知识溢出这两类创新溢出形式,不仅在是否存在时滞及是否需要成本两方面明显不同,而且对减少成本的途径与方式上也不同。由于这些差异的存在,两种溢出的测度也应该分别考虑。在综合纯知识溢出的时滞性、有成本性及技术退化的基础上,构建了纯知识溢出模型及纯知识溢出条件下的模仿创新成本模型。通过对该模型的数值分析(本文的数值分析均采用Matlab软件),得到了与BartVerspagen,IvoDeloo的实证分析极为相似的结果,但通过数理分析建立的模型便于企业个体的创新决策分析(如创新时间、创新投入的选择等),这是实证研究所不能解决的问题。参考文献:

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(上接第336页)

产品区分点前一生产阶段的提前期与延迟时间之和

时,在该区分点采取延迟策略将降低系统的总库存水平,当第k个生产阶段的提前期远远小于其前后生产阶段的提前期,则应在该区分点采取延迟策略,当第k个生产阶段的提前期远远大于其前后生产阶段的提前期,则应在下一个区分点采取延迟策略。参考文献:

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