協(xié)同創(chuàng)新多為(組織)企業(yè)內(nèi)部形成的知識(思想、專業(yè)技能、技術(shù))分享機(jī)制,特點(diǎn)是各獨(dú)立的創(chuàng)新主體擁有共同的目標(biāo)、內(nèi)在動力、直接溝通、依靠現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建資源平臺,進(jìn)行多方位交流,多樣化協(xié)作。本文是一篇核心期刊論文發(fā)表范文,主要論述了區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性研究。
摘要: 文章運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理論分析了區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征,文章以度分布、聚集系數(shù)和平均最短路徑長度為變量進(jìn)一步探究了結(jié)構(gòu)變量對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性影響。
Abstract: The article uses theory of complex network structure to analyze the structure characteristics of regional collaborative innovation network. It takes the degree distribution, aggregation coefficient and average shortest path length as the variables to further explore the robustness influence of structure variables on regional collaborative innovation network structure.
關(guān)鍵詞: 協(xié)同創(chuàng)新,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),魯棒性,區(qū)域發(fā)展
Key words: collaborative innovation;network structure;robustness;regional development
中圖分類號:F425 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)04-0081-03
0 引言
作為具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般特征的區(qū)域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新結(jié)構(gòu),其本身具有生產(chǎn)功能,對區(qū)域創(chuàng)新核心要素配置和運(yùn)行效率起著重要影響作用,亦決定著區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的行為?梢哉f,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并非一個靜態(tài)的概念,它既是區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新要素之間博弈的動態(tài)過程,也是區(qū)域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)和鏈接互動的過程。文章通過對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵、特征及其組成要素進(jìn)行探索。希望達(dá)到對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)涮卣鞯拿枋,并以此為前提進(jìn)一步研究協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性從而實現(xiàn)深入理解和評價區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展能力,為區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展提供理論支撐和現(xiàn)實依據(jù)。
1 協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
我們認(rèn)為區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新主體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生的能夠反映區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化過程的各種正式和非正式的聯(lián)系。作為創(chuàng)造競爭優(yōu)勢的新范式,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有其他形式無法比擬的群體競爭優(yōu)勢及協(xié)同整合效應(yīng)。協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資源共享的平臺,作為創(chuàng)新主體的節(jié)點(diǎn)和鏈接基于創(chuàng)新的要求進(jìn)行的彼此間交流和競爭使得創(chuàng)新主體間的相互影響逐漸強(qiáng)化。同時,由于創(chuàng)新自身所呈現(xiàn)出的非線性經(jīng)營模式的特征,也使得協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出開放性特點(diǎn),反過來進(jìn)一步促進(jìn)了新的創(chuàng)新。特別是當(dāng)區(qū)域中出現(xiàn)了新的和強(qiáng)有力的創(chuàng)新主體或者創(chuàng)新要素時,由于“溢出效應(yīng)”的存在,創(chuàng)新將會通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)和鏈接在整個區(qū)域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳遞和反饋并形成震蕩,在區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中形成“追趕效應(yīng)”和“拉撥效應(yīng)”。隨著此種效應(yīng)的擴(kuò)散,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)最終將共同成長及競爭力不斷提升。
2 協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)魯棒性研究
隨著區(qū)域發(fā)展要求的提升,協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)也表現(xiàn)出多層次及復(fù)雜性,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系也變得錯綜復(fù)雜,對區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體的抗風(fēng)險能力及可持續(xù)發(fā)展能力的要求也漸漸進(jìn)入到人們的視野,研究中通常用魯棒性進(jìn)行衡量。
一般而言,魯棒性有兩個參量值,一是級聯(lián)失效過程中的最大連通子團(tuán)大小,該值越大,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性就越好;二是滲流閾值。是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的故障節(jié)點(diǎn)達(dá)到一定比例時,網(wǎng)絡(luò)完全破碎,此時就會發(fā)生由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由有序到無序的轉(zhuǎn)變,這一故障節(jié)點(diǎn)比例閾值就是滲流閾值。在對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)魯棒性進(jìn)行測量時,常用到的測量指標(biāo)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)數(shù)、度分布、節(jié)點(diǎn)之間的路徑長度、聚類系數(shù)等,如圖1所示。
結(jié)構(gòu)嵌入性分析一般從結(jié)構(gòu)洞、網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)核心度、網(wǎng)絡(luò)層次等角度研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的競爭優(yōu)勢。Burt從信息冗余的角度指出處于結(jié)構(gòu)洞中位置的組織具在網(wǎng)絡(luò)具有更多的信息優(yōu)勢和控制優(yōu)勢。Albert和Barabasi中比較了ER隨機(jī)圖和BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的連通性對節(jié)點(diǎn)去除的魯棒性。江可申與田穎杰(2002)進(jìn)行的實證研究,結(jié)果表明創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有小世界特征。馮鋒,張瑞青,閆威(2006)用小世界網(wǎng)絡(luò)的特征路徑長度和集團(tuán)化系數(shù)對企業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)間的交流頻率和集聚程度進(jìn)行測量,為研究創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征提供了數(shù)量分析基礎(chǔ)。李守偉,錢省三,沈運(yùn)紅(2007)通過對IC產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)度分布和集聚系數(shù)進(jìn)行了計算,結(jié)論說明產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)是小世界網(wǎng)絡(luò)。Wang D(2009)以物流網(wǎng)絡(luò)為對象,從網(wǎng)絡(luò)線路的冗余、供應(yīng)流的分散性和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的路徑研究了物流網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。趙順龍,張艷君(2010)用平均最短路徑和聚集系數(shù)計算了技術(shù)聯(lián)盟中的知識交流頻率、交流集中度等知識轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的統(tǒng)計參數(shù),并對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建設(shè)及優(yōu)化提出建議。龐俊亭,游達(dá)明(2012)認(rèn)為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有無標(biāo)度,研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心節(jié)點(diǎn)在資源整合過程中的體現(xiàn)出的資源的吸收、加工、創(chuàng)新、輸出的主導(dǎo)作用。李彬,季建華,陳娟孟等(2012)以供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)為對象進(jìn)行研究,認(rèn)為供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有小世界特性。
經(jīng)上述研究可知:協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中一些節(jié)點(diǎn)被隨意或者蓄意去除后創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連通性問題。如果節(jié)點(diǎn)被去除之后創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中大部分的節(jié)點(diǎn)仍然是連通的,稱為該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有魯棒性,反之則反是。對于區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性而言,如果在協(xié)同創(chuàng)新擴(kuò)散的過程中,隨機(jī)讓某些節(jié)點(diǎn)不參與協(xié)同創(chuàng)新的過程,如果創(chuàng)新最終擴(kuò)散的程度不會發(fā)生很大的變化,特別是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不連通時,網(wǎng)絡(luò)能承受的抗干擾次數(shù)越多,說明該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性越強(qiáng)。因此,協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性在一定程度上反映了區(qū)域內(nèi)個創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)對創(chuàng)新的敏感程度和吸收能力,節(jié)點(diǎn)效率越高,表明該節(jié)點(diǎn)越重要。 3 研究方法及結(jié)果闡釋
在對實際數(shù)據(jù)進(jìn)行計算過程中,由于所涉及到的數(shù)據(jù)信息量較大,基本計算過程都是依賴相關(guān)軟件完成。通常的步驟是在對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理之后,形成協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各個節(jié)點(diǎn)之間的一一對應(yīng)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上借用Matlab軟件將這種關(guān)系轉(zhuǎn)換成矩陣的形式,之后利用TXT和EXCEL導(dǎo)入到Uicnet軟件中,通過Netdraw的功能對協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行計算并作出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
在隨機(jī)刪除節(jié)點(diǎn)的過程中,本研究主要借用Matlab中的rand函數(shù)對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行取樣,A=fix(N*rand(1,X)),據(jù)此可以得到A(1*X)這樣一個隨機(jī)矩陣,其元素組成為各個移除節(jié)點(diǎn)的編號。若矩陣A中有相同元素,則多次隨機(jī)取樣,其中N為原網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù),Z為移除節(jié)點(diǎn)數(shù)目,分別取節(jié)點(diǎn)總數(shù)的7%、14%、20%進(jìn)行移除;在計算移除的節(jié)點(diǎn)時,采用最近整數(shù)法,即仿真試驗中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目取為所得數(shù)最接近整數(shù),每一相同數(shù)目節(jié)點(diǎn)移除的工作進(jìn)行5次,取五次的平均值進(jìn)行分析。
在蓄意刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的過程中,本研究主要采用CB(Comprehensive Between-ness)攻擊模式,即介數(shù)下的刪除模式,具體步驟為先得出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)的介數(shù)表,對節(jié)點(diǎn)介數(shù)進(jìn)行從高到低排序,然后依次選取高節(jié)點(diǎn)介數(shù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移除。
4 研究結(jié)果及理論解釋
本節(jié)主要是應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析軟件及MATLAB對已建模的惠莞深區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征分析。考慮反映網(wǎng)絡(luò)的幾個特征參數(shù),即網(wǎng)絡(luò)度分布、聚類系數(shù)、節(jié)點(diǎn)介數(shù)、平均路徑長度。利用PAJEK中Net/Partitions/Degree菜單下的In/Out/All三個命令可分別對有向圖的節(jié)點(diǎn)求其入度,出度和總的度。對于無向圖,則只需用All-個命令即可。然后運(yùn)用MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理,得到該網(wǎng)絡(luò)的度分布,以及累計度分布。
根據(jù)表1節(jié)點(diǎn)度分布統(tǒng)計數(shù)據(jù),應(yīng)用MATLAB繪制度分布圖如圖2,累計度分布圖如3。
按照表1和表2提供的數(shù)據(jù),通過Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合處理后繪制出故障模擬各統(tǒng)計特征參數(shù)的變化曲線圖如圖4所示。
5 主要結(jié)論及政策啟示
區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性對區(qū)域發(fā)展和創(chuàng)新推動至關(guān)重要。本研究借用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,試圖從一個全新的角度對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析,并對區(qū)域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性作了推導(dǎo)和研究;谏鲜鲅芯,可以得到下述結(jié)論:
區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定規(guī)模時,是一種無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò),并服從冪率分布,因此它具有小世界網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計特征,即區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)之間的連接狀況具有嚴(yán)重的不均勻分布性;而這種無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對隨意去除節(jié)點(diǎn)的行為具有極高的魯棒性。為此,要提升區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性,可以通過改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù),消除其無標(biāo)度的特征,以達(dá)到提升其魯棒性的目的。
另外,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性在很大程度上也取決于各個節(jié)點(diǎn)和鏈接之間的交互數(shù)量,若個節(jié)點(diǎn)和鏈接具有良好的協(xié)同創(chuàng)造精神,能夠充分發(fā)揮每個節(jié)點(diǎn)自身的主動精神和創(chuàng)新能力,尊重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中每一個節(jié)點(diǎn)和鏈接的意見,無論在何種策略的干擾下,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總能保持較高的魯棒性。
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核心網(wǎng)絡(luò)期刊推薦《計算機(jī)工程與設(shè)計》創(chuàng)刊于1980年,是中國航天科工集團(tuán)主管、中國航天科工集團(tuán)二院706所主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的計算機(jī)專業(yè)技術(shù)類刊物。該刊是中國計算機(jī)學(xué)會會刊、北京計算機(jī)學(xué)會會刊、中國宇航學(xué)會會刊,是全國中文核心期刊、中國科技核心期刊。
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