制造业创新生态系统升级机制分析

程婷华 江瑶 陈旭

DOI：10．19641/j．cnki．42-1290/f．2023．23．014

【摘要】在制造业发展的攻坚阶段， 如何快速推动制造业创新生态系统升级是产业整体亟需应对的一大关键难题。本文通过整合创新生态系统“主体、 资源、 环境”三个维度的六大机制， 并结合问卷数据， 采用fsQCA方法， 探讨多重机制推动创新生态系统升级的复杂因果问题。结果发现： 六大机制中不存在构成高/非高水平创新生态系统升级的必要条件； 实现高水平创新生态系统升级存在3条等效路径， 分别是互动贯穿的资源开放共享型、 互动贯穿的创新主导型和互动贯穿的政策—市场双驱型； 实现非高水平创新生态系统升级的组态路径仅有一条， 且与高水平创新生态系统升级存在非对称关系。研究结论为多元主体制定创新战略以推动系统升级提供了理论参考。

【关键词】制造业；创新生态系统；升级机制；fsQCA；价值互动机制

【中图分类号】 C936；F062.9     【文献标识码】A      【文章编号】1004-0994（2023）23-0097-7

一、 引言

制造业对于推动国家现代化和提升国家综合实力至关重要， 可谓是大国经济的“压舱石”。在新发展格局下， 制造强国战略的深入实施需以构建创新生态系统为支撑， 顶层部署产业发展工作， 深度融合知识、 技术与价值三链（赵长轶，2021）， 充分释放系统聚合倍增效应。近年来， 我国多数制造企业通过构建或加入生态圈， 获得了竞争优势， 产业整体也在高值化、 品牌化、 服务化发展等方面取得了积极成效（刘勇，2018）。然而， 在新一轮科技革命、 国际经贸规则变化、 全球公共事件频发等多因素叠加的影响下， 制造业创新生态系统面临的外部环境复杂性和风险性显著上升（周禛，2022）。此外， “部分领域关键核心技术受制于人、 基础研究成果转化应用困难、 传统生产要素优势削弱”等系统内在问题也日益凸显（武建龙等，2022）。若要在制造业发展的攻坚阶段实现“从1到N”的跨越， 就必须快速推动制造业创新生态系统升级。对此， 我国在2015年就提出要“按照新型工业化的要求， 推动产业集群转型升级”， 之后浙江、 上海、 安徽等省市相继出台《制造业强省行动计划》， 强调优化产业布局， 提升集群水平， 升级创新生态。

已有企业联合利益主体率先开启了创新生态系统升级行动， 如海尔集团旗下的HOPE创新生态平台经过数年的实力积淀， 完成了向物联网综合生态的转型， 现又通过增强自主创新能力、 广泛建立技术合作关系、 启用海尔科技生态园等措施， 试图实现“1个研发平台+9大交互窗口+N类生态方”的升级目标。学者们针对此类现象， 从产业链（Pipkin和Fuentes，2017）、 集群（黄林和朱芳阳，2018）、 联盟（赵健宇等，2020）、 系统（李彤，2022）等视角出发， 重点考察了技术创新（武建龙等，2022）、 价值互动（武建龙等，2017）等主体层面因素， 开放共享（赵健宇等，2020）、 资源编排（Gao等，2019）等资源层面因素， 以及创新政策（Pipkin和Fuentes，2017）、 市场需求（Huang等，2020）等环境层面因素对创新生态系统升级的影响。上述文献为理解制造业创新生态系统升级奠定了基础， 但仍存在以下不足： 第一， 虽基于不同视角提出了系统升级的驱动因素， 但研究成果过于分散， 缺少系统的理论框架， 未能详细阐明制造业创新生态系统升级的关键机制和内在逻辑。第二， 多从系统运行机制的单个维度探讨其对系统升级的影响， 未体现多重机制间的依赖耦合效应。

基于此， 本文以制造业创新生态系统构成要素为基点， 从创新主体、 创新资源、 创新环境三个维度提取影响系统升级的关键机制， 进而构建理论框架， 然后以我国制造企业作为研究对象， 利用模糊集定性比较分析（fsQCA）方法， 深入挖掘多重机制与创新生态系统升级之间的复杂因果关系， 以期丰富现有研究成果， 为制造业创新生态系统升级提供实践启示。

二、 文献回顾与理论框架

（一）创新生态系统升级的内涵

创新生态系统的升级不等同于演化。系统演化是一个持续递进的过程， 遵循“孕育—成长—成熟—衰退”的生命曲线（刘平峰和张旺，2020）， 而系统升级强调的是在某一时期主动采取措施， 有目的性地推动系统迭代更新（Nosella和Petroni，2007）。本文紧扣这一核心， 通过梳理国内外文献发现： 虽已有众多学者利用“持续演化”“演进”“重构”“转型”“升级”等相关表述解析创新生态系统升级的内涵， 但尚未形成统一意见。且严格意义上来说， 以上表述虽和系统升级存在共通点， 但实际上并不能混为一谈。阐明创新生态系统升级的内涵， 对于弄清创新生态系统升级的复杂机制和进一步拓展相关研究至关重要。

Gao等（2019）以系统演化规律为前提， 指出某些要素在系统升级过程中因协同演化效应得以保留， 因此新旧系统之间并非完全替代， 而是扬弃与超越。武建龙等（2022）在此基础上提出创新生态系统升级遵循代内和代际演进过程规律， 具体表现为系统完善和新旧系统更替。Still等（2014）、 高山行和谭静（2021）从社会网络、 核心主体等不同视角切入， 着重探究创新生态系统升级的本质， 指出主體关系变化是系统升级的实质， 且这种改变是带有目的性的主动行为。另有部分学者侧重于解读创新生态系统升级的表现形式， 以此补充系统升级的内涵， 如： Kaplinsky和Morris（2001）认为创新生态系统升级不存在单个环节的独立升级， 它涉及流程、 产品、 功能、 结构等方方面面； 杨力等（2022）则将创新生态系统升级表述为系统可持续水平、 健康水平、 稳定水平等运行水平的综合提升。

基于上述文献， 本文将创新生态系统升级定义为贯穿创新行为的全面跨级跃进过程， 其主要特征是主动性、 系统性和链式反应性， 目的是使原系统达到更具竞争力、 韧性更强和更可持续的高阶状态。

（二）制造业创新生态系统升级机制

制造业创新生态系统是由创新主体、 创新资源和创新环境三要素共同构成的动态平衡系统（杜晶晶和胡登峰，2020）。单一改变某一要素结构使系统产生连锁反应， 或同时改变三要素共生耦合的形式和程度， 均会影响系统发展（赵长轶，2021）。因此， 为了更深入地理解制造业创新生态系统升级机制问题， 本文从创新主体、 资源、 环境三个维度对现有相关研究进行整合， 然后从组态思维切入， 探索驱动因素和系统升级之间的复杂关系。理论模型如图1所示。

1. 创新主体维度。

（1）技术创新机制与系统升级。将技术创新是指主体改进现有技术或开发新技术， 并将其应用于市场的行为（李玉花和简泽，2021）。现有研究指出， 技术创新是系统升级的关键动力和内在灵魂。一方面， 主体自身致力于技术开发、 专有技术突破和产品智能改造等创新活动， 凭借自主创新能力的强化， 使主体生态位发生变动， 从而影响到系统整体的生态场势， 进而推动系统升级（包宇航和于丽英，2017）。另一方面， 多主体构建技术创新协作平台， 致力于关键核心技术和共性技术的突破、 技术标准体系的完善、 技术多场景的应用等创新活动， 通过系统整体创新能力的提升实现系统升级（武建龙等，2022）。

（2）价值互动机制与系统升级。价值互动是指创新主体围绕统一价值主张， 基于互惠、 协商、 公平、 信任等交换规则的互动行为（孙静林等，2023）。现有研究指出， 价值互动会正向推动系统升级。增加互动频率、 提高合作深度、 拓展合作方式等会大幅提升主体间的信任度、 系统资源投入度以及价值传递精准度（霍丽莎和邵云飞，2020）， 各主体以最佳状态进行协同必然会促进系统的高质量发展。Gao等（2019）还指出， 创新主体的互动关系升级可能会引致原系统出现更多的枢纽和子生态， 推动原系统向多中心结构转变。

2. 创新资源维度。

（1）开放共享机制与系统升级。开放共享是指人才、 资金、 技术等创新资源跨越系统内外边界的流动交互（Mazzocchi，2004）。大量研究证实了创新资源的开放共享有利于系统升级。各类资源跨领域交叉融合必然会带来价值的传递和知识的溢出， 而新知识的涌现又会反馈于系统使其形成更利于协同创新的新结构（赵健宇等，2020）。同时， 主体在利用资源共享开展合作的过程中会使微小创新产生聚变效应（曾建丽等，2022）， 从而催生出更多新产品、 新技术和新商业模式（刘平峰和张旺，2020）， 系统整体的功能、 服务、 产品也由此得到升级。

（2）资源编排机制与系统升级。资源编排机制是指对资源从资源获取到价值产出的完整管理流程， 其强调管理资源和拥有资源一样重要（Sirmon等，2007）。现有研究表明， 巧妙有效的资源编排已成为推动系统升级的重要方式。首先， 通过对原有资源的选择性放弃、 保留和发展， 可以有效解决资源冗杂导致的创新效率低下和成本浪费问题（Dierickx和Cool， 1989）。其次， 在资源配置过程中所形成的动态能力有助于系统快速感知环境变化， 激活创新潜能（张青和华志兵，2020）。最后， 主体通过对动态能力的调动、 协调和部署可以突破路径依赖， 塑造发展新动能新优势。上述三个阶段相互匹配， 最终实现系统升级。

3. 创新环境维度。

（1）创新政策导向机制与系统升级。创新政策导向机制是指通过政府颁布实施的各项政策引导产业的发展（Huang等，2020）。现有研究认为， 科学精准的创新政策是助力系统升级的重要力量。供给侧政策可以改变主体创新战略的布局， 弥补系统资源配置的不足， 并在一定程度上缓解由国际形势、 技术变革、 社会倾向等事件带来的产业冲击（Pipkin和Fuentes，2017）。需求侧政策可以激发国民的消费潜力， 实现价值的转移， 进而加快系统升级进程（Huang等，2020）。环境侧政策则可通过营造有利于创新的制度环境， 为系统升级提供切实保障（黄静，2021）。

（2）市场需求驱动机制与系统升级。市场需求驱动机制是指通过感知和挖掘市场需求反馈， 影响系统主体创新活动的开展（李晓华，2022）。现有研究指出， 市场需求驱动会在一定程度上加快系统升级进程。市场显性需求为系统发展提供了明确的创新方向， 主体遵循创新方向针对性地开展技术优化、 柔性生产、 跨界联动等行为， 进而促进系统不断完善（Pipkin和Fuentes，2017）。而当原系统无法再满足用户需求时， 为了更改现状， 创新主体通过突破核心技术、 吸纳异质资源等行为挖掘市场隐性需求， 进而通过系统价值主张的改变推动系统迭代更新（黄静，2021）。

三、 研究设计

（一）研究方法

fsQCA是一种用于解释因果复杂性现象的集合分析方法（Ragin，2009）。本文选用该方法主要基于以下原因： 第一， 创新生态系统“复杂性”这一本质特征决定了系统升级是多因素共同作用的结果， 选用该方法能够有效处理多变量间的耦合关系， 探究实现结果的组合路径和等效路径。第二， 该方法内涵的非對称性思想有助于分析不同组合对于高/非高水平系统升级的影响路径， 从而更好地揭示案例间的差异性和变量间相互依赖的组态效应（杜运周和贾良定，2017）。

（二）样本与数据

本文将调研对象定位于我国制造企业， 为了确保系统具备升级的条件， 将选择标准细化为： 一是企业具有自主品牌； 二是企业所搭建或加入的创新生态系统功能完善， 系统建设规模和应用水平位于行业中上游。

本文采用问卷调查法收集数据。首先结合相关文献设计初稿； 然后将初始问卷发给10家制造企业进行预调研， 并根据反馈意见调整内容， 形成终稿； 最后以网络为渠道， 展开为期两个月的正式调研， 共发放283份问卷， 剔除重复回答、 答案存在明显规律、 作答时间异常等无效问卷后， 终获254份问卷， 有效回收率为89.75%。

（三）变量测度

本文所有变量的测量均借鉴已有成熟量表， 并结合我国情景对题项进行适当修正。

1. 條件变量。①技术创新机制（TI）， 参考李忆和司有和（2008）、 Zhou等（2005）的量表， 从技术研发、 技术改良和技术应用三个维度设计7个题项进行测量； ②价值互动机制（VI）， 参考刘兰剑和司春林（2011）、 解学梅和王宏伟（2020b）的量表， 从互动数量、 频率与密度三个维度设计6个题项进行测量； ③开放共享机制（OS）， 参考Chesbrough和Bogers（2014）、 Hung和Chou（2013）的量表， 从外向式开放和内向式共享两个维度设计5个题项进行测量； ④资源编排机制（RA）， 参考Sirmon等（2007）的量表， 从对资源的构建、 捆绑和利用三个维度设计8个题项进行测量； ⑤创新政策导向机制（IP）， 参考戴亦舒等（2020）的量表， 从对政策的关注和响应程度两个维度设计5个题项进行测量； ⑥市场需求驱动机制（MD）， 参考Kumar等（1998）、 Slater和Narver（2000）的量表， 从对客户、 市场、 竞争对手的关注程度三个维度设计7个题项进行测量。

2. 结果变量： 制造业创新生态系统升级（SU）。参考Kaplinsky和Morris（2001）与Humphrey和Schmitz（2002）的研究， 并结合《中国制造2025》中所提目标， 从创新生态系统的流程升级、 产品升级、 功能升级和价值链升级四个维度设计7个题项进行测量。

（四）变量校准

本文采用模糊集的直接校准法对变量进行校准， 隶属值参考解学梅和王宏伟（2020a）的研究， 以0.95、 0.5与0.05来确定完全隶属点、 交叉点和完全不隶属点， 然后利用fsQCA软件将原始数据转化为集合隶属数据。各变量的校准锚点详见表1。

（五）信效度分析

本文采用SPSS 26.0和Amos 26.0检验样本数据的信效度， 结果如表2所示。各变量的Cronbach's α系数和组合信度CR均远大于0.7， 说明量表测量信度较高。各题项的因子载荷均高于0.7， 平均方差提取量AVE均大于0.5， 说明量表收敛效度较好。

四、 结果分析

（一）必要性检验

表3的必要性检验结果表明， 各前因条件的一致性水平和覆盖度均低于0.9的认定标准（Ragin，2009）， 即这6个前因条件均无法独立作为产生高/非高水平创新生态系统升级的必要条件， 必须将条件组合起来进行下一步分析。

（二）组态分析

在进行组态分析时， 参考Schneider和Wagemann（2013）的研究成果， 将原始一致性阈值设定为0.8， 案例频数设定为3（覆盖率为86%）， PRI一致性阈值设定为0.75， 得到实现高水平创新生态系统升级的3个组态（H1、 H2、 H3）和实现非高水平创新生态系统升级的1个组态（L1）， 如表4所示。

1. 高水平创新生态系统升级的实现组态。由表4可知， 实现高水平创新生态系统升级存在3条等效路径， 每个组态的一致性均远高于标准阈值0.8， 且总体一致性为0.918， 表明3个组态的充分性较高。3个组态的总体覆盖度为0.494， 这意味着在成功实现高水平创新生态系统升级的案例中， 近50%的案例可用此3条路径进行解释。此外， 这3条路径具有相同的核心条件——价值互动机制， 表明创新主体间的价值互动对高水平创新生态系统升级具有核心推动作用。

（1）组态路径H1： 互动贯穿的资源开放共享型。组态路径H1为TI?VI?OS?IP?MD， 其中价值互动机制和开放共享机制为核心条件。该组态结果表明， 创新生态系统在良好的创新环境氛围下， 可以通过创新资源的广度开放和高频流动打破困局， 获得升级。在此类创新生态系统中， 核心主体具备极强的资源集成能力， 他们会随时根据价值主张的变动或系统存在的问题优化资源布局， 以保证创新资源最大化的产出、 扩散与应用。依赖于资源共享所建立的新纽带， 所有主体协同合作， 推动分散的系统结构形成优势互补、 多点辐射、 高质发展的新结构。同时， 系统会在开放包容和共建共享的合作战略引导下成为全球新颖且优质资源的引力场， 进而成为合作创新高地。

该类组态的典型案例是小米创新生态系统。小米从成立伊始， 就快速抓住了用户这一公众资源， 凭借粉丝效应， 为后期更多伙伴加入系统带来了广泛号召力（刘铁鑫等，2023）。小米一直坚持采用“投资+孵化+并购”的模式， 联动产业上下游多方主体， 将资金、 技术、 方法论、 产品标准等资源融入到生态土壤中， 成功打造了“竹林式”生态链（李雷和刘博，2020）。在“小米生态竹林”中， 所有主体因资源共享有序交织在一起， 在实现资源价值放大的同时借助其延伸建立了海量节点网络， 通过节点的连接触及更为广阔的智能家居、 消费品、 互联网服务等新领域（刘晓楠，2023）， 以此实现多元升级。

（2）组态路径H2： 互动贯穿的创新主导型。组态路径H2为TI?VI?RA?IP?MD， 其中技术创新机制、 价值互动机制和市场需求驱动机制为核心条件。该组态结果表明， 创新生态系统通过技术创新和市场需求的有机结合， 再辅以创新资源的编排和相关政策的支持， 能够突破现有发展瓶颈， 抓住全新市场机遇， 从而实现迭代升级。在此类创新生态系统中， 系统升级的轨迹路径是由市场需求和技术创新这一对机制相互追逐决定的。当市场在创新中充分发挥导向作用时， 主体就会根据市场需求确立技术创新的立项、 改进和转化， 进而围绕创新不断地调整资源配置组合和主体协同方式， 推动生产工艺、 产品性能、 系统架构等的持续提升； 当技术创新引领市场需求时， 主体则会加大对基础技术的研发力度， 重视创新与产业间的对接， 推动系统发生颠覆式变革。总之， 借助于二者的有机结合， 可大幅提高创新决策与系统发展的契合程度， 有效降低创新活动的不确定性， 形成技术创新产出与应用、 市场需求反馈和系统升级三者之间的良性循环。

该类组态的典型案例是大疆创新生态系统。大疆以客户需求为本， 专注于产品创新， 在短短十六年间就通过持续的技术突破和产品迭代成为无人机市场的行业霸主， 并联合众多主体成功建立了以“技术开放、 生态共赢”为核心理念的生态系统。创新主体合力在无人机技术领域不断改进， 将GPS、 图传、 飞控等全球先进技术进行最佳集成（李彤，2022）， 依靠技术创新推动无人机产业向新的高度发展。同时， 大疆创新性地将无人机开发的关键基础技术完美整合到了其他行业， 如影视、 农业、 工业测绘、 机器人教育等领域， 实现了从无人机生态系统向多元化产品体系的纵深发展（周常宝等，2023）。

（3）组态路径H3： 互动贯穿的政策—市场双驱型。组态路径H3为VI?OS?RA?IP?MD， 其中价值互动机制、 创新政策导向机制和市场需求驱动机制为核心条件。该组态结果表明， 创新生态系统在创新资源有保障的前提下， 可以利用政策和市场的协同驱动推动系统升级。此类系统汇聚了众多创新主体， 系统开放程度高且资源充足， 但是系统环境面临着极高的风险和不确定性， 导致产业发展受限。此时， 创新主体需要在洞悉市场需求的基础上， 结合国家提供的政策支持， 确立创新战略， 以此降低不稳定的创新环境对系统发展的影响。一旦创新生态系统进入市场和政策双驱动的新阶段， 各类主体便会在市场引导力和政策推动力的指引下快速激发创新活力， 持续释放资源潜能， 进而促进系统升级。

该类组态的典型案例是蔚来创新生态系统。新能源汽车既是顺应时代的自然产物， 也是国家为实现“双碳”目标大力培育下的人造产物。蔚来在此背景下迅速膨胀， 联合众多产业伙伴， 布局打造了由研发、 制造和应用服务整合而成的创新生态系统（武建龙等，2021）。蔚来创新生态系统在步入扩能期后， 依然坚持通过服务至上的经营理念紧跟市场走势， 灵活调整业务策略。政府在这一时期颁布实施的技术创新、 市场培育和环境规制等政策又有效激发了市场二次成长和推进了产业深度融合（赵天一等，2023）， 为其系统更新变革营造了良好的创新环境。

2. 非高水平创新生态系统升级的实现组态。由表4可知， 实现非高水平创新生态系统升级的组态仅有1个， 即L1： ～TI?～VI?RA?～IP?～MD。该组态结果表明： 一是， 在缺乏技术创新机制、 价值互动机制、 创新政策导向机制和市场需求驱动机制的创新生态系统中， 即使具备有效的资源编排， 也不会实现系统升级。此类系统由于缺乏主体提供的协调、 触达和创新等必要支持， 使得丰富的资源无法对接整个系统， 又因无法及时感知环境变化， 资源多样异质的优势就会转变为矛盾， 该状态下不仅无法推进系统升级， 还会在极大程度上阻碍系统的健康发展（宋华和陈思洁，2021）。二是， 实现高水平创新生态系统升级的3个组态均存在一个核心条件——价值互动机制， 而在非高水平创新生态系统升级的1个组态中其为核心缺失条件， 充分表明主体间的价值互动是系统升级的关键影响因素。

（三）稳健性检验

本文使用更为严格的PRI一致性阈值来检验研究结果的稳健性， 具体做法是将PRI一致性阈值从0.75提高至0.80， 得到的组态分析结果如表5所示。此时， 高水平创新生态系统升级组态的总体一致性由0.918提升至0.925， 总体覆盖度由0.494降至0.462， 总体差别不大， 均满足fsQCA设定的研究标准， 且所得构型与原组态完全一致。此外， 非高水平创新生态系统升级组态与原模型结果也一致。本文的研究结果通过了稳健性检验。

五、 总结

（一）研究结论

本文结合问卷数据， 采用fsQCA方法， 探究六大关键机制对制造业创新生态系统升级的影响， 主要结论如下：

第一， 本文定义了创新生态系统升级的实质内涵。本文通过整合学者们关于创新生态系统升级的相关表述， 提炼出共通点后， 将创新生态系统升级定义为贯穿创新行为的全面跨级跃进过程， 其主要特征是主动性、 系统性和链式反应性， 目的是使原系统达到更具竞争力、 韧性更强和更可持续的高阶状态。

第二， 本文提出了一个较为全面的理论框架， 即以创新主体、 创新资源、 创新环境作为基点， 将技术创新、 價值互动、 开放共享、 资源编排、 创新政策导向和市场需求驱动六大机制纳入同一分析框架中， 深化了对系统升级机制的探索。

第三， 本文揭示了实现高水平创新生态系统升级的3条等效路径， 分别是互动贯穿的资源开放共享型、 互动贯穿的创新主导型和互动贯穿的政策—市场双驱型。实现非高水平创新生态系统升级的组态路径仅有一条， 且与高水平创新生态系统升级存在非对称关系。此外， 通过组态分析还发现， 六大机制中不存在构成高/非高水平创新生态系统升级的必要条件， 即单一机制无法独立驱动系统升级。而价值互动机制在实现高水平创新生态系统升级的3条路径中均作为核心条件存在， 说明主体间的互动关系对创新生态系统升级具有重要作用。

（二）实践启示

一是， 创新主体需要时刻关注彼此间的价值互动关系， “稳”与“进”的良性互动既是保障其他机制运行的基础， 也是维系多重机制高效耦合的纽带， 是推进创新生态系统升级的重要桥梁。二是， 企业在推动创新生态系统升级时， 需要根据自身实际情况权衡多种模式的组合效用， 依据优势选择适合自身的发展路径。比如对于创新能力较强的企业， 应优先选择互动贯穿的创新主导型路径， 即将技术创新与市场需求结合， 以技术抢新机， 实现系统升级。

（三）研究局限与展望

本文的研究尚存在一些局限， 需要进一步探讨完善： 首先， 问卷收集时可以扩大数据来源和样本量， 以提高研究结论的准确性； 其次， 可以考虑纳入更多的前因条件或对本文提出的机制做进一步区分， 以此深挖创新生态系统升级的机制黑箱。

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（責任编辑·校对： 喻晨  陈晶）

【基金项目】国家自然科学基金项目“数字文化产业创新生态系统价值共创研究：动因、机制与演化”（项目编号：72104137）；上海市青年科技英才扬帆计划项目“上海融合性数字产业‘卡脖子技术甄选机制与攻关路径研究”（项目编号：21YF1415900）；上海市软科学研究项目“面向上海未来产业培育的颠覆性技术识别及突破路径研究”（项目编号：23692123100）

【作者单位】1.上海工程技术大学管理学院， 上海 201620；2.上海应用技术大学经济与管理学院， 上海 201418