无标度网络理论在技术创新合作网络中的基础研究

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3.0 牛悦 2024-11-19 6 4 2.36MB 50 页 15积分

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摘要

技术创新是现代社会发展和进步的重要推动力，也是企业赖以生存的支柱和

持久发展的动力。随着科学技术的高速发展，技术生命周期的不断缩短，技术创

新步伐的不断加快，技术创新难度逐渐加大，研发成本迅速增加，越来越多的企

业采用合作的方式进行技术创新。合作的规模也逐渐跨越了地域、行业的限制，众

多的企业通过合作关系彼此联系在一起，就构成了技术创新合作网络。

以前，对技术创新合作的研究方法难以准确描述这种技术创新合作形式的变

化，不能很好的刻画这种网络化的结构。在本文中，将复杂网络的世界前沿理论

引入到技术创新合作网络研究中，通过理论研究、数值模拟和实证研究相结合的

方法来对技术创新合作网络的演化机理及其小世界、无标度等特征进行研究。

首先，本文在对技术创新合作网络特性研究的基础上，对无标度网络的演化

模型进行了修改，构建了三个演化模型，即节点具有活性的多阶段网络演化模型

节点具有决策能力的网络演化模型和节点具有决策能力的局域世界网络演化模型

并分别对三个模型演化得到的网络进行了数值模拟，证明了这些网络具有小世界

特性和无标度特性。其次，通过实证研究验证了演化网络与实际网络的基本吻合

证明了模型的有效性。然后，对技术创新合作对技术标准的提出、推广的促进作用

进行了探讨。

最后，针对技术创新合作网络研究中得到的结论和启示，结合我国技术创新

合作的现状，分别从企业和政府两个层面对加强企业技术合作和提高企业技术创

新能力提出了建议和对策，并对技术创新合作网络进一步的研究进行了展望。

关键词：技术创新合作无标度小世界复杂网络演化模型

ABSTRACT

Technologic innovation is an important driving force for social development and

advancement, and it is also the support of survival and sustainable development for an

enterprise. In modern business environment, the technologies progress rapidly and the

technology life cycles shorten continually, then enterprises must expedite the

technologic innovation. To decreasing the difficulty and cost, most enterprises are in

cooperation with others to completing technologic innovation. Gradually, theses

cooperative relationships break limit of section and industry, and more enterprises are

contacted with each other. Ultimately, these enterprises and the cooperative

Relationships between them structure the technologic innovation cooperation networks.

The traditional research methods can’t veraciously desire these changes taking

place in technologic innovation cooperation networks, and exactly depict the structure

of networks. Therefore, we use the theories and models of complex networks to study

technologic innovation cooperation networks. In this paper, the evolving laws of the

networks are studied by theories study, computer simulations and demonstration study.

Likewise, the network characteristics of small-world and scale-free are studied in this

paper.

Firstly, base on the study of properties of technologic innovation cooperation

networks and understanding about existing evolving model, we propose three the

evolving model: two phases evolving model with active nodes, evolving model with

decision-making nodes and local-world evolving model with decision-making nodes.

Secondly, we get the evolving networks according to relevant evolving models, and

prove these networks having characteristics of small-world and power-law. Thirdly, we

contrast the parameters calculated from evolving networks and real network, as a result,

the evolving networks are similar to the real network. Fourthly, we study how the

technologic innovation cooperation networks influence the technology standards’

naissance and spread.

Base on the results of the studies above, conclusively, we make some valuable

suggestions about enterprises and governments. Besides, we discuss the fields about

farther study in technologic innovation cooperation networks.

Key Word: technological innovation cooperation ，scale-

free，small-world，complex network，evolving model

目   录
摘要
ABSTRACT
第一章  绪论....................................................................................................................1
§1.1 研究背景和目的..................................................................................................1
§1.2 复杂网络的研究现状及发展动态......................................................................3
§1.3本文的主要研究内容...........................................................................................8
第二章  网络演化模型的构建......................................................................................10
§2.1 技术创新合作网络特性研究............................................................................10
§2.2 复杂网络演化理论及模型概述........................................................................11
§2.2.1 BA无标度网络的演化模型........................................................................11
§2.2.2 BA无标度网络模型的改进........................................................................11
§2.2.3 局域世界演化网络模型..............................................................................13
§2.3 节点具有活性的多阶段网络演化模型............................................................14
§2.3.1 演化模型的改进..........................................................................................14
§2.3.2 演化模型的描述..........................................................................................16
§2.3.3 演化模型算法..............................................................................................16
§2.4 节点具有决策能力的网络演化模型................................................................19
§2.4.1 演化模型的改进..........................................................................................19
§2.4.2 演化模型的描述..........................................................................................20
§2.4.3 演化模型算法..............................................................................................21
§2.5 节点具有决策能力的局域世界演化模型........................................................22
第三章  网络特征参数的数值模拟及实证..................................................................25
§3.1 网络特征参数的含义及计算方法....................................................................25
§3.1.1 节点的度分布..............................................................................................25
§3.1.2 平均路径长度..............................................................................................26
§3.1.3 集聚系数......................................................................................................27
§3.2 网络演化模拟与结果分析................................................................................27
§3.2.1 节点具有活性的多阶段网络演化模型的演化模拟..................................27
§3.2.2 节点具有决策能力的网络演化模型的演化模拟......................................30
§3.2.3 节点具有决策能力的局域世界演化模型的演化模拟..............................31
§3.3 技术创新合作网络的实证研究........................................................................33
第四章  网络结构及功能的应用研究..........................................................................37
第五章  技术创新合作网络的研究启示......................................................................42
§5.1 对企业的启示....................................................................................................42
§5.2 对政府的启示....................................................................................................44
第六章  论文总结与展望..............................................................................................46
§6.1 论文总结............................................................................................................46
§6.1 对技术创新合作网络的研究展望....................................................................47
参考文献........................................................................................................................49
i

第一章绪论

§1.1 研究背景和目的

技术创新是现代社会发展和进步的重要推动力，也是企业赖以生存的支柱和持

久发展的动力。随着科学技术的高速发展，技术生命周期的不断缩短，技术创新步

伐的不断加快，技术创新难度逐渐加大，研发成本迅速增加[1]，使很多企业无论在

技术人才上还是在研发资金上都难以独立完成技术创新项目。为此，技术创新主体

从个体化向群体合作化方向发展。企业通过广泛的技术合作，加快技术创新速度、

降低技术创新成本，分散技术创新风险，并取得协作经济效益。合作创新、虚拟研

发已成为提高企业技术创新能力，增加竞争优势的重要战略选择。据《2000年世界

投资报告》统计[2]，在1980 至1996年间，MERIT/UNCTAD数据库中共记录了8254

项企业间技术合作协议，技术协议的数量从80年代初的年平均不足300件上升到90

年代中期每年600多件，1996年一年共记录此类协议650件左右。

随着经济全球化的不断发展以及产业分工国际化布局的日渐形成，不仅仅是同

行业之间的合作，上下游企业甚至是跨行业企业间的技术合作与交流也越来越普遍

不仅是中小企业，为了提高自身的技术创新能力走技术合作之路，不少大型企业为

了保持技术领先地位，降低研发成本和风险，也越来越重视与其他企业的技术合作

各种先进技术、制造工艺甚至管理理念都在企业技术合作与交流中以更快的速度在

全世界范围内传播。例如，丰田、通用和大众等汽车巨头通过技术合作实现了零部

件图面数据的共享，大大降低了研发费用；德国大众、宝马以及戴姆勒—克莱斯勒

公司通过技术合作来共同开发环保型汽车项目，确保了他们在该领域内的技术领先

地位；为了研发先进的半导体技术，实现优势技术的互补，包括摩托罗拉、IBM、

和惠普在内的多家美国公司成立了Setamtech联合体，以实现企业间的技术交流、

信息共享。

在技术创新合作的过程中，合作的组织形式也在不断地变化和发展。80年代以

来，以美国硅谷为代表的产业集群成为技术创新合作的重要组织形式。集群内部的

企业在技术创新活动中即保持了自身的灵活性和独立性，又可以在集群范围内进行

资源整合，实现优势互补，获得技术创新的规模效益。但是，随着经济全球化程度

的不断提高，产业集群在地域上的局限性逐渐暴露出来。全球化、国际化的技术创

新合作逐渐成为众多企业的选择。借助组织形式的网络化，可以更便捷地获取全球

知识、技术和人才，有助于企业参与国际竞争，提高国际竞争力。

目前，学术界对技术创新合作的研究大体可以划分为微观与宏观两个方面。在

微观方面，主要是以两个或少数几个企业之间的合作作为研究对象，重点研究企业

合作策略和收益问题，以及外部经济环境对企业合作关系的影响等问题。在文献

[3]中指出，企业间的合作，特别是技术合作，对避免价格战、推动所处行业的发

展都具有积极作用。在文献[4，5，6]中，对国际经济技术合作的诸多影响因素，

如：区位要素、交通条件、资源特征、投资效益、行政环境和技术对接条件等进行

了分析，并分析了应如何借助这些条件更好的开展经济技术合作。在文献[7]中，

探讨了跨国公司与国内大学、科研机构合作中的战略和运作形式问题，并借助清华

大学与跨国公司技术合作的案例进行了具体分析。在文献[8]中，则讨论了虚拟组

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摘要技术创新是现代社会发展和进步的重要推动力，也是企业赖以生存的支柱和持久发展的动力。随着科学技术的高速发展，技术生命周期的不断缩短，技术创新步伐的不断加快，技术创新难度逐渐加大，研发成本迅速增加，越来越多的企业采用合作的方式进行技术创新。合作的规模也逐渐跨越了地域、行业的限制，众多的企业通过合作关系彼此联系在一起，就构成了技术创新合作网络。以前，对技术创新合作的研究方法难以准确描述这种技术创新合作形式的变化，不能很好的刻画这种网络化的结构。在本文中，将复杂网络的世界前沿理论引入到技术创新合作网络研究中，通过理论研究、数值模拟和实证研究相结合的方法来对技术创新合作网络的演化机理及其小世界、无标...

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