科技型中小企业技术创新生态系统动力学仿真研究.docx
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科技型中小企业技术创新生态系统动力学仿真研究
毕业论文
(山西省科技型中小企业技术创新生态系统动力学仿真研究)
专业名称:
市场营销
班级:
111601
学生姓名:
晋丽娜
学号:
201116060110
指导教师:
常洁
二零一五年六月
摘要
近几年来,科技型中小企业作为最活跃的技术创新主体已成为我国经济发展的重要力量。
技术创新作为其中主要的驱动力,它的研究调查分析对科技型中小企业生产效率的提高有着关键的作用。
而将自然生态学中“生态系统”一词引入到企业技术创新体系当中,能够更全面的理解这一概念,为中小企业提高技术创新水平,增强适应能力提供理论借鉴。
山西省处于能源资源转型发展的关键时期,科技型中小企业必将成为其中不可忽视的力量之一。
本文首先描述了科技型中小企业技术创新生态系统的综合理论,对涉及的相关理论做了理论界定。
其次,本文设计出山西省科技型中小企业技术创新生态系统输入输出图,分为创新主体的创新能力、创新主体与项目的匹配效果、创新支持对创新主体的支持能力、创新生境对创新主体的影响能力四个模块并分别进行因果关系分析及流量图分析,对此模型进行边界测试、有效性及敏感性测试,来验证科技型中小企业生态系统动力学模型的合理性与实用性。
最后采用系统动力学方法,建立了科技型中小企业技术创新生态系统动态仿真模型,对此系统进行仿真分析,以期得到关于山西省科技型中小企业技术创新生态系统的一些启示。
关键词:
科技型中小企业,技术创新生态系统,系统动力学,系统仿真
Abstract
Inrecentyears,smallandmid-sizedenterpriseasthemostactivetechnologyinnovationsubjecthasbecomeanimportantforceineconomicdevelopmentinourcountry.Technologyinnovationasthemaindrivingforce,itsresearchinvestigationandanalysishasakeyroleforthesmallandmid-sizedenterpriseproductionefficiency.Andthenaturalecologyoftheword"ecosystem"isintroducedintotheenterprisetechnologyinnovationsystem,toamorecomprehensiveunderstandingofthisconcept,andimprovetheleveloftechnologicalinnovationforsmallandmediumenterprisesandstrengthentheadaptivecapacitytoprovidetheoreticalreference.
InacriticalperiodoftransformationofenergyresourcesdevelopmentinShanxiProvince,smallandmid-sizedenterpriseisboundtobecomeoneoftheforceswhichcannotbeignored.Thispaperdescribesthesynthesistheoryofsmallandmid-sizedenterprisetechnologyinnovationecosystem,madeatheoreticaldefinitionoftheinvolvingrelatedtheoryfirst.Secondly,TheShanxiProvinceScienceandtechnologysmallandmedium-sizedenterprisetechnologyinnovationecosysteminputoutputchart,dividedintoinnovationmainbodyinnovationability,innovationmainbodyandtheprojectofthematchingeffectandinnovativesupportforinnovationmainbodythesupportability,theinnovationenvironmentofthesubjectofinnovationabilityoffourmodulewasdesignedinthispaper.Andcausalityanalysisandflowdiagramanalysisrespectively,fortheboundaryofthismodeltest,validityandsensitivitytest,toverifytherationalityofthesmallandmid-sizedenterpriseecosystemdynamicsmodelandpractical.Finallyusingsystemdynamicsmethod,setupsmallandmid-sizedenterprisetechnologyinnovationecologicalsystemdynamicsimulationmodel.Andtakethesimulationanalysisofthissystem,inordertogetsmallandmid-sizedenterprisetechnologyinnovationofShanxiProvincesomeRevelationsoftheecosystem.
Keywords:
smallandmid-sizedenterprise;technologyinnovationecosystem;systemdynamics;systemsimulation
目录
1绪论……………………………………………………………………………1
1.1论文研究的背景与意义……………………………………………………1
1.2论文的总体思路与框架……………………………………………………2
1.3论文的研究方法……………………………………………………………4
1.4论文的创新之处……………………………………………………………4
2科技型中小企业技术创新生态系统理论综述………………………………4
2.1科技型中小企业理论综述…………………………………………………4
2.2技术创新生态系统理论综述………………………………………………4
2.3系统动力学概述……………………………………………………………6
3山西省科技型中小企业技术创新生态系统因果关系图……………………7
3.1针对山西省科技型中小企业技术创新生态系统动力学适用性分析……7
3.2山西省科技型中小企业技术创新生态系统结构框架……………………7
3.3对创新主体的创新能力分析………………………………………………10
3.4对创新主体与项目的匹配程度分析………………………………………11
3.5对创新支持对创新主体的支持能力分析…………………………………12
3.6对企业创新生境对创新主体的影响能力分析……………………………13
4科技型中小企业技术创新生态系统的子模块流量图与方程式……………14
4.1创新主体的创新能力子模块………………………………………………14
4.2创新主体与项目的匹配程度子模块………………………………………15
4.3创新支持对创新主体的支持能力子模块…………………………………16
4.4企业创新生境对创新主体的影响能力子模块……………………………18
5科技型中小企业技术创新生态系统参数设置与模型测试…………………19
5.1模拟基本假设………………………………………………………………19
5.2模拟参数设置………………………………………………………………19
5.3模拟测试……………………………………………………………………20
6模型仿真与分析………………………………………………………………23
结论………………………………………………………………………………27
参考文献…………………………………………………………………………28
致谢………………………………………………………………………………29
1绪论
1.1论文研究的背景和意义
1.1.1论文研究的背景
科技型中小企业是代表信息时代的新型企业,始于20世纪80年代初,从最开始简单的提供科技咨询服务、课题攻关和成果转化,已经发展成为国民经济中的一支充满生机和活力的生力军,成为持续健康快速发展的中国经济的新增长点[1]。
长期以来,党中央国务院十分重视科技型中小企业发展,各部门、各地方采取多种措施支持科技型中小企业发展。
而研究科技型中小企业必须从其所处的生态系统着手,才能更全面的为现实的发展提供借鉴。
生态系统包括创新主体层、供应商、制造商、销售商以及所处的外部环境,如政策、文化、资源、服务、市场、技术等一系列部分所组成的整体。
山西省处于转型发展的关键时期,传统的能源资源产业已经不能担当起山西省经济发展的动力角色。
传统的煤炭行业不仅污染环境、能源转化率低而且市场环境极为恶劣。
因此,科技型中小企业应该成为山西省积极投入的一个部分,探索山西省科技型中小企业技术创新生态系统的构建与运行机制具有其理论与现实意义。
1.1.2论文研究的意义
本文将从系统动力学与仿真学的角度对山西省科技型中小企业技术创新生态系统进行研究,旨在揭示其构建及运行机制,为山西省科技型中小企业规模不大,创新人才缺乏提供一定的解决办法,并通过系统模拟仿真来验证其合理性和实用性。
因此具有重要的理论意义与现实意义。
(1)理论意义。
科技型中小企业是一支主要从事高新技术产品研发、生产和服务的企业群体,在建设创新型国家中发挥着重要作用。
本文从山西省的角度出发可以从理论上丰富对科技型中小企业的研究认识,进一步了解山西省科技型中小企业技术创新生态系统构建及运行机制。
(2)现实意义。
本文主要运用系统动力学的方法来验证山西省科技型中小企业技术创新生态系统的合理性与实用性,从建立因果关系图到子模块流量图与方程式的分析以及模拟测试、仿真分析都从整体上来研究系统综合效应,为山西省科技型中小企业的创新发展所面临的诸如创新人才缺乏,政策环境有待完善以及自身管理水平不高等问题的解决,提供一定的思路,具有其现实意义。
1.1.3问题的提出
山西省经济发展的曲折缓慢与科技型中小企业具有强大经济推动力的客观事实,使山西省科技型中小企业技术创新生态系统的研究迫在眉睫。
由此,本文研究的主要问题有:
怎样将系统动力学运用到山西省科技型中小企业技术创新生态系统的框架中?
山西省科技型中小企业技术创新生态系统的定义及结构框架是什么?
如何将山西省科技型中小企业技术创新生态系统转化为输入输出图?
并分别进行四大子模块的因果关系图、子模块流量图分析。
1.2论文的总体思路与研究框架
1.2.1论文的总体思路与主要内容
本文主体部分遵循“内涵界定-动力学仿真分析”的思路框架展开,已保证内容的合理性与连贯性。
主要内容如下:
(1)内涵界定部分。
本文先分别对科技型企业、中小企业、科技型中小企业、创新、生态系统以及技术创新生态系统、系统动力学做了理论界定。
同时说明了针对山西省科技型中小企业技术创新生态系统的系统动力学适用性分析,表明本文的合理性,紧接着描述了山西省科技型中小企业技术创新生态系统结构框架,为下一部分的仿真奠定基础。
(2)系统动力学部分。
因果关系是系统动力学建模的基础,因此根据科技型中小企业技术创新生态系统结构的划分,主要从四个层次来进行因果分析。
为了进一步描述系统中各元素之间的变量关系,进行了子模块流量图与方程式设计。
为了说明模型的合理性,进行了模拟测试。
通过进行模型仿真,得出提高合作信任水平、技术共享程度、完善企业孵化器、降低系统内外文化差异度等一些有益于提高山西省科技型中小企业技术创新生态系统创新能力的有益启示。
1.2.2论文的研究框架
选题的背景与意义
问题的提出
科技型中小企业技术创新生态系统理论综述
企业技术创新生态系统理论综述
技术创新理论
科技型中小企业理论
系统动力学理论综述
系统动力学建模步骤
系统动力学定义
山西省科技型中小企业技术创新生态系统动力学适用性分析
山西省科技型中小企业技术创新生态系统框架
适用性分析
山西省科技型中小企业技术创新生态系统输入输出图
模型仿真与分析
因果关系图分析
子模块流量图与方程式
参数设置与模型测试
创新点
总结与展望
主要成果
图1.1本文的内容框架图
1.3论文的研究方法
(1)文献检索法。
利用计算机网络资源、数据库资料,广泛收集与科技型中小企业、创新生态系统、系统动力学相关的各种文献和资料,了解相关的研究现状,并以此为基础,来进行山西省科技型中小企业技术创新生态系统动力学仿真的研究分析。
(2)多学科综合研究法。
本文综合运用技术创新、生态学、系统动力学等多种学科的研究成果,对山西省科技型中小企业技术创新生态系统的内涵、涉及因素进行分析。
(3)实地调查。
采用实地调查的方法,对山西省太原市高新区的几百家科技型中小企业进行走访调查并发放问卷,来综合分析不同企业的现状及面临的问题。
1.4论文的创新之处
(1)区别于已有文献或只注重企业生态系统,没有将科技型中小企业着力指出;或只注重科技型中小企业的运行机制而没有引入生态系统这一概念,本文将这两种结合并以山西省为基础,是一个很新鲜的课题。
(2)本文以系统动力学为基础,将科技型中小企业生态系统分为四大板块。
并分别进行了因果关系图分析、子模块流量图与方程式分析及模拟测试,充分验证其合理性,已得到一些关于山西省科技型中小企业技术创新生态系统未来发展的一些有益的启示,是一项具有较强创新性的工作。
2科技型中小企业技术创新生态系统理论综述
2.1科技型中小企业理论界定
科技型中小企业是以科技人员为主创办的,主要从事高新技术产品的研制、开发、生产和服务的中小规模企业。
职工人数原则上不超过500人,其中具有大专以上学历的科技人员占职工总数的比例不低于30%,直接从事研究开发的科技人员应占职工总数的10%以上;企业应当主要从事高新技术产品的研制、开发生产和服务业务;企业每年用于高新技术产品研究开发的经费不低于销售额的2%;企业负责人应当具有较强的创新意识、较高的市场开拓能力和经营管理水平[2]。
2.2技术创新生态系统理论综述
2.2.1技术创新的界定
约瑟夫.熊彼特,1912年在经济发展理论一书中提出:
创新是指企业家将-性产要素和生产条件的一种从未有过的新组合,引入生产系统以获得超额利润的过程[3]。
在之后的一个世纪中,国内外学者对技术创新进行了广泛的研究,并强调“技术创新是新产品、新工艺从研发到商品化、产业化、市场化全过程的技术经济活动。
作为一项系统工程,技术创新由研发、生产、销售及服务等一系列的环节组成[4]”。
清华大学傅家骥等结合国内外研究成果,对技术创新的界定比较完整,认为:
“技术创新是企业家抓住市场潜在盈利机会,以获取商业利益为目标,重新组织生产条件和要素,建立起效能更强,效率更高和费用更低的生产经营系统,从而推出新的产品、新的生产(工艺)方法、开辟新的市场、获得新的原材料或半成品供给来源或建立企业新的组织,它是包括科技、组织、商业和金融等一系列活动的综合过程[5]。
”
2.2.2企业生态系统的界定
1935年,英国的生态学家亚瑟.乔治.坦斯利爵士在他的“植被概念与术语的使用”一文中明确提出生态系统的概念。
SirArthurGeorgeTansley指出,“我们不能把生物与其特定的自然环境分开,生物与环境构成了一个自然系统。
正是这种系统构成了地球表面上具有大小和类型的基本单位,即生态系统[6]。
”
此后随着生态系统的进一步发展,人们逐渐接受了生态系统的概念,并总结出了多种定义,目前比较普遍的定义为:
生态系统是指在一定时间和空间范围内,由生物群落与其环境组成的一个整体,该整体具有一定的大小和结构,系统内各成员借助能量流动,物质循环和信息传递相互联系、相互影响、相互依存,形成了具有自组织和调节功能的复合体[7]。
詹姆斯.弗.穆尔认为,企业生态系统是指由“相互作用的企业组织与个人所形成的经济群体,包括生产商、销售商、消费者、供应商、投资商、竞争者、互补者、企业所有者或股东,以及有关的政府机构等,同时包括企业生产经营所需的各种资源[8]。
”
2.2.3企业技术创新生态系统的界定
陈斯琴和顾力刚(2008)指出,企业技术创新生态系统是在一定时期和一定的空间内由企业技术创新复合组织与企业技术创新复合环境,通过创新物质、能量信息流动而相互作用、相互依存形成的整体系统[9]。
周大铭(2011)认为企业技术创新生态系统是指在一定时间和空间内由企业技术创新单元与其他创新单元和企业技术创新生境,以协同创新为目的,以合作共生为基础,通过创新物质、能量和信息流动的方式,实现创新资源共享、优势互补、风险共担的相互依赖、相互作用的动态平衡系统。
它包括供应商、制造商、销售商、科研机构、中介机构、金融机构以及企业进行技术创新活动所需的各种资源、维持系统运转的规则等。
企业技术创新生境由市场、资源环境、人文环境、社会环境和自然环境综合而成[10]。
戴宁(2010)认为,企业技术创新生态系统是指创新组织与个人等利益相关者以协同技术创新为目的,与其他创新组织及其生存环境在长期的密切联系和相互作用过程中,通过分工、合作所形成的资源共享、优势互补、风险共担、利益共享的创新性动态平衡系统。
它包括供应商、制造商、销售商、消费者、科研机构、配套设备生产商、服务外包机构、竞争者、科技中介机构、金融机构等,同时也包括企业进行技术创新活动所需的各种资源、维持系统运转的规则等。
企业技术创新生态系统之外的所有因素的综合就是环境[11]。
吕玉辉认为技术创新生态系统是指实施和影响技术创新活动的机构和制度的总和。
主要包括研究、生产、市场营销组织管理以及周边环境要素,一般意义上,可以把技术创新系统的生产力看成是该系统所处环境的函数,环境包括经济的、社会的和政治的因素,技术发展的状态以及与企业关键技术和产品有关的信息[12]。
2.3系统动力学概述
2.3.1系统动力学发展历程
系统动力学(简称SD-systemdynamics)是美国麻省理工学院J.W.Forrester教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法,最初叫工业动态学。
1971年佛里斯特出版世界动力学,系统动力学的研究对象从而进一步扩展到整个世界,并提出了“世界模型”,对全球的发展问题进行研究[13]。
系统动力学是一门分析研究复杂信息反馈系统的学科,也是一门认识并解决系统问题的综合性学科。
它强调系统行为主要是由系统内部的机制决定的,并兼顾定性研究和定量研究,运用系统综合推理的方法,既能解决复杂系统的建模问题,又可以在整体框架下对系统要素间的联系进行定量的研究和优化[14]。
2.3.2系统动力学用途
系统动力学是一种研究连续性复杂的社会经济系统。
它有如下的作用:
(1)研究动态性的长期问题。
系统动力学适用于动态变化的系统,在复杂的系统中跟踪模拟系统的变化趋势。
(2)研究反馈性系统。
系统内部存在各种因素,彼此依赖,且相互影响相互制约,存在着多重反馈环。
(3)研究非线性复杂的经济社会问题。
系统动力学研究的问题多为数据不足且难以量化的问题,运用传统的数学方法很难设立方程并求解,系统动力学通过设立参数,运用VensimPLE软件能较准确的研究出系统的趋势。
2.3.3系统动力学建模步骤
通常,构建系统动力学模型按照以下步骤进行:
(1)认识理解研究的系统,对研究对象进行界定。
认识所要研究的系统是进行模型构建的第一步。
通过文献查阅、调研等方法确定系统中存在的因素,并明确最终的建模目的。
(2)对系统的结构进行分析,划分子模块,将较复杂的系统划分成若干部分,进行详细的分析。
(3)确定因果关系。
了解系统中的各要素的关系后,需要构建因果关系图。
因果关系图是系统动力学的工具之一,主要目的是直观明显的看出子模块中的关系。
如果变量A的发生引起变量B的发生,A是原因,B是结果,则A、B可以构成因果关系图。
且A处于因果链的上游,B处于下游。
如果A的发生对B产生积极正面的影响,则为正因果关系,否则为负因果关系。
如下图所示:
(4)确定系统存量流量图,并设计方程。
存量是累积量,表示系统的状态:
流量是速率量,是指随着时间的推移,使存量增加或减少。
方程设计为,存量=INTEG(流入-流出)
(5)模型测试。
主要是对参数、结构和运行模式进行模型边界测试、有效性测试和敏感性测试,来验证模型构建的合理性和实用性。
3山西省科技型中小企业技术创新生态系统因果关系图
3.1针对山西省科技型中小企业技术创新生态系统动力学适用性分析
从系统论的角度来看,系统动力学适用于具有复杂性、动态性、反馈性、周期性等特点的系统。
本文将山西省科技型中小企业技术创新生态系统分为四个互动过程,创新主体的创新能力、创新主体与项目的匹配程度、创新支持对创新主体的支持能力以及创新生境对创新主体的影响能力以便与研究。
由于这个系统本身构成要素很多且之间关系复杂、难以量化,因此运用系统动力学方法对山西省科技型中小企业技术创新生态系统进行系统化分析可以更好的描述此系统的形成、影响因素、未来的发展趋势、变化的特点等。
3.2山西省科技型中小企业技术创新生态系统结构框架
3.2.1山西省科技型中小企业技术创新生态系统结构图
图3.1山西省科技型中小企业技术创新生态系统结构框架
需说明的是,山西省科技型中小企业技术创新生态系统较为复杂。
技术创新主体层处于系统的中心,协同创新层、技术创新支持层、技术创新生境对技术创新主体层提供学术、政府、资金、文化等各方面的支持,技术创新应用层通过对主体层产品的购买与应用,进行产品信息反馈、提供合理化建议,促进创新主体层的进一步改进创新。
山西省科技型中小企业的载体为高新技术产业开发区,兴建科技工业园区,推动产业集聚,构筑创新和创新精神的栖息地,也很重要。
由于山西省科技型中小企业技术创新生态系统涉及要素过多,过于复杂,不适用于直接进行系统动力学仿真,因此需要将图3.1的结构框架图转化为更为简洁的系统输入输出图,便与研究。
3.2.2山西省科技型中小企业技术创新生态系统输入输出图
技术创新生境特征
技术创
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