中国纺织高校技术融合动态演化模式及其对创新绩效的影响

　　摘要技术融合是引领和主导下一代技术创新的重要手段。高校作为产业知识与技术的重要供给者，不管是独立创新还是合作创新，发生技术融合的可能性更大。文章采用2003—2016年中国纺织高校44679项发明专利数据，研究了技术融合动态演化模式，并实证分析了技术融合及其不同模式的创新效应。结果表明：纺织高校的技术融合呈增长趋势，D部(纺织)与C部(化学)技术融合明显。技术融合模式以领域内融合为主，跨领域融合数量与强度相对较小;领域内与跨领域技术融合都促进创新绩效，领域内技术融合的促进作用大于跨领域融合;加入领域内融合与跨领域融合协同变量，可使领域内融合与跨领域融合对创新效应的作用增强。

　　关键词技术融合;领域内融合;跨领域融合;创新绩效;纺织高校

　　以大数据、人工智能、物联网、量子信息技术、虚拟现实及生物技术等为主要特征的第四次工业革命已经来临，新工业革命将促进不同领域的技术相互渗透、融合与扩散[1-2]，技术融合对引领和主导下一代技术创新具有重要作用[3-4]。许多发达国家的政府已经制定了促进技术融合的计划,例如美国国家科学基金会(NSF)提出纳米、生物、信息和认知(NBIC)的技术融合;欧盟于2004年也执行了类似的技术融合政策[5]，促进技术融合成为各国追求创新和经济增长的重要途径[6]。

　　技术融合的概念最初由Rosenberg提出[7]，他通过研究机械制造业技术演变过程发现了机械仪器的技术融合现象，认为技术融合是“产品功能和性质完全无关的产业因采用通用技术而导致的独立化过程”。日本通产省(1985年)提出技术融合是“两种或两种以上不同技术之间相互渗透、相互融合而形成一种新技术的现象”。Islam等[8]认为技术融合是两种或多种具有不同功能的现有技术元素相结合产生全新功能的现象。近年来,对技术融合的研究不断增多，从技术融合结构的视角，Kim等[9]以打印电子技术领域为对象研究技术融合结构，并研究了不同阶段的核心技术。

　　Lee等[6]通过关联规则和链接预测方法预测技术融合的未来趋势，并使用主题模型发现技术融合的新兴领域。李丫丫[10]等使用生物芯片产业专利数据从宏观层面对技术融合进行了静、动态分析，研究了生物芯片产业技术融合的结构以及融合程度的动态变化。娄岩等[11]从微观层面使用节点强度与链路系数测度电动汽车领域与信息技术融合的结构。从技术融合模式的视角，Choi等[12]观察到技术融合的异质性，根据技术领域分类标准将技术融合类型分为跨部门技术融合和跨领域技术融合，研究了技术融合的扩散模式，结果表明跨部门技术融合的扩散模式更具多样性。宋昱晓依据技术的相关性特征，将技术融合模式划分为相似性融合和互补性融合，研究表明两种不同的技术融合模式的影响因素有所区别。赵玉林[14]等同时考虑技术融合的深度和宽度，发现相对于仅拓展技术融合的宽度，提高技术融合的深度更能带动产业发展。

　　关于技术融合效应的理论研究较为丰富，已有研究认为技术融合加快社会进步、提高国家经济地位、社会创新能力，并对产业结构调整带来深远影响[21]。创新主体通过技术融合可以提高自身技术水平而获取更多利益，导致其他企业开始效仿这些先行企业，使得产业技术水平升高[22]。融合技术的出现将会给创新过程带来革命性的变化，并且将会转变技术预测的角色甚至是预测和规划的过程[23]。然而技术融合效应的实证研究还比较少，Gambardella等[24]基于电子产业全球32家上市公司数据，开创性地实证了电子产业内细分产业的技术融合对产业绩效的提升作用。

　　Banker等[25]利用美国通讯产业公司的数据证实了技术融合对提高企业绩效有积极作用。Lee等[26]采用零膨胀负二项回归模型的实证分析，使用了授予制药行业美国组织的2074项专利的数据证实技术融合对创新绩效的提升作用。新兴技术与纺织技术的融合正成为重要的技术变革方向。2016年美国宣布成立了国家制造创新网络(NNMI)中的革命性纤维与织物制造研究中心(RFTMII)。德国确立了名为“未来纺织”(futureTEX)的国家级战略，为传统纺织行业构建未来模型。中国政府于2015年、2017年分别颁布《中国制造2025》《新一代人工智能发展规划》两项行动纲领，以新兴信息技术变革传统制造业，打造新的长期经济增长引擎。中国工程院院士俞建勇在《“十三五”期间纺织科技创新发展方向的主题报告》中指出纺织科技的创新必须与新兴科技交叉融合，形成多维度发展空间。纺织高校是纺织技术创新的前沿，对纺织科技的创新发挥举足轻重的作用。

　　高校作为产业知识与技术的重要供给者，不管是独立创新还是合作创新，技术融合都更可能会发生[18]。在这样的背景下，研究纺织高校的技术融合发展规律及其对创新绩效的影响，能够进一步发挥高校作为技术创新的前沿作用，支撑政府对产业政策的制定，促进纺织产业转型升级，为中国从纺织大国向纺织强国转变做出贡献。对于纺织企业来说，认识到高校的技术领域是如何变化和融合可以帮助企业考虑在哪些领域与高校合作，加强产学研合作，促进纺织企业的转型升级。

　　由中国科学评价研究中心、武汉大学中国教育质量评价中心和中国科教评价网联合发布的中国大学本科专业类排行榜显示，2017—2018年中国纺织类大学本科分专业类排行榜的前20强名单包括东华大学、浙江理工大学、江南大学、天津工业大学、苏州大学等，具有学术性与权威性，因此研究这20所纺织高校的技术融合的动态演化模式及其创新绩效。本文首先分三个阶段观察中国纺织高校的技术融合结构及其动态演化过程，在此基础上对技术融合模式进行分析;进一步，应用计量经济学实证研究了技术融合及其不同模式对创新绩效的影响，揭示技术融合对创新绩效的作用机制;最后进行总结并提出相应的对策。

　　1技术融合动态演化结构与模式

　　1.1研究方法和数据来源

　　1.1.1研究方法

　　专利作为技术信息最有效的载体，包含国际上最新的、最全面的技术情报，是衡量技术的合理和可靠指标[30]。因此，基于专利探讨技术融合水平具有科学性与可行性。基于专利对技术融合水平进行分析的研究方法主要有两种：专利共类法和专利引文分析法。专利引文数据的获取受限于少数专利数据库，施引专利与被引专利的技术主题接近，且需要已有专利有足够的前引和后引专利，而有新的专利没有足够的后引专利。与专利引文分析方法相比，专利共类数据比较容易获得，能够反映不同技术主题间的交叉融合，且不会出现后引专利缺乏的情况。因此，使用专利共类方法更加适合衡量不同技术主体间的融合。专利共类方法是指不同类别的技术在同一个专利的IPC号中共同出现的现象，又叫做IPC共现方法。不同的技术领域出现在同一项专利的IPC号中，认为该技术领域存在直接的融合关系，相同的技术领域出现在不同的专利中，表明了同一个技术领域的传播与扩散，形成间接融合关系。把存在融合关系的专利称为融合专利。

　　本文首先使用文献计量软件bibexcel计算出不同阶段IPC号出现的次数及共现次数，导出共现矩阵，采用UCinet软件绘制出IPC共现网络，用IPC前四位数表示的技术领域作为网络节点，节点之间的共现关系作为边。节点的大小表示某个技术领域与其他技术领域融合的总次数，代表融合的广度;边的粗细表示两个技术领域间融合的次数，代表某两项技术的融合深度。单纯从点的大小或者边粗细并不能衡量某个节点或者某条边的重要性，点和边的重要性还取决于网络中与之相连的其他点和边。本文采用节点强度和Jaccard系数分别对网络的节点和链路的重要性进行测量。

　　1.1.2数据来源

　　根据中国科教评价网公布的2016—2017年中国纺织类大学排名，选择东华大学、浙江理工大学、江南大学、南通大学等前20所纺织相关的本科院校(以下简称纺织高校)作为研究对象，专利数据来自Incopat专利数据库。国际专利分类法(IPC)把涉及专利的技术领域分为A、B、C、D、E、F、G、H八大部分。纺织技术连同造纸技术归在D部分，包括D01~D07、D21造纸等小类，其中，D01~D06分别代表原料、纺纱、织造、针织、缝纫、织物处理六方面的技术。以主IPC号为D01orD02orD03orD04orD05orD06检索各纺织高校2003—2016年申请的专利，共检索2003—2016年中国纺织高校发明申请专利44679项，其中融合专利20533，占全部专利的45.96%。

　　2技术融合及其不同模式对创新绩效影响的研究假设与实证研究

　　2.1研究假设

　　技术融合对于创新绩效的效应包括：

　　1)吸收能力提升效应，即基于动态能力理论，技术融合有利于技术知识的积累，并进一步将其扩展到相关的技术领域，创造更多利润。新一轮技术和产业革命的方向不会仅依赖于一两类学科或某种单一技术,而是多学科、多技术领域的高度交叉和深度融合。技术融合可以使得传统产业获得多样化的技术，帮助企业利用外部知识提升企业自身能力，同时增强企业的核心技术能力，特别是核心技术领域的研发能力，以及抵消研发投入边际收益递减带来的效益下滑。

　　2)多技术与产品的协同效应，即不同技术之间通常存在互补领域，通过多元化技术开发有效实现“1+1>2”的效应。技术融合能引发多技术与产品的协同关系，整合利用不充分的资源，提高资源的利用效率，形成更大的复合经济效应;通过不同技术之间的共性技术和资源共享，提高不同技术和产品的协同效应;通过不同技术之间的共性技术和资源共享，提高不同技术和产品的协同效应。

　　3)传统优势产业要实现转型升级必然要加大研发投入，然而研发投入具有一定的风险。而技术融合有利于降低企业研发风险，提高企业快速适应外部技术环境变化的能力。企业通过寻求不同技术的多元化组合，研发灵活的和多样的技术及扩大技术范围来降低这种研发投入回报的系统性风险。因此提出：假设1：技术融合对纺织高校创新绩效具有正向促进作用，弹性系数为正。路径依赖理论表明任何产业总以一系列特定的技术群来主导该行业的生产发展,不同行业的核心技术领域不相同,产业内部的技术扩散和滚动促成了相关产业技术向主导技术群融合发展的技术发展格局，属于“内生型技术收敛”。

　　但一个产业的主导技术还可进入其他产业，相应的技术发展战略突出不同产业之间技术资源的融合，属于“外生性技术收敛”。本文借鉴以上研究，根据参与融合的技术是否属于国际专利分类标准中的同一大类，将技术融合分为领域内技术融合与跨领域技术融合两种模式。领域内融合强调统一领域内部技术的融合，导致技术的进一步专业化，采用技术专业化战略可使企业在自身熟悉的领域以更低的成本提升技术能力，同时由于学习效应和相似技术领域内的知识转移可使企业增强核心竞争力。跨领域融合则强调不同技术领域间的技术融合，导致技术的多样化，采用技术多样化战略可使企业技术范围扩展到更广泛的技术领域，并通过规模经济和范围经济增加利润。

　　在不同的技术科学领域融合的好处随着这些领域之间的距离增加而增加。Jeong的研究发现跨部门的密集链路数量很少，大多数具有高权重的链路是跨领域的技术融合。赵玉林等使用N指数衡量融合宽度、香农指数与辛普森指数衡量融合深度，对生物芯片产业的研究中得出技术融合的宽度能提升产业绩效这一结论。假设2：领域内技术融合与跨领域技术融合都能促进产业绩效。技术生命周期理论认为，技术的发展一般都会经历出生、成长、成熟、衰退、死亡的演进过程，不同阶段呈现不同特征。技术发展早期阶段，产品销售的增长率取决于新颖性，技术新颖性决定了技术本身及其相关产品的增长速度(Betz，1993)。

　　作为技术创新的形式，技术融合开辟了应对新事物的新方法;因此，技术生命周期早期阶段跨领域融合相对于领域内融合可以更快提升创新绩效。随着产业技术进入成长期，产品已经得到市场的认可，新颖性已不足以提高技术性能和相关产品的销售，因此应进一步完善产品，在技术创新策略上应该偏向专业化，增加领域内融合。而到了成熟期，产业的研发能力增强，技术已经成熟，此时如果再专注于领域内融合会事倍功半，应兼顾跨领域融合与领域内融合的协调发展，以期取得突破性进展从而进入新的技术生命周期。

　　综上，提出如下假设：假设3：领域内融合与跨领域融合的协同促进创新绩效。3结论与展望高校是国家创新体系的重要主体，是产业知识与技术的重要供给者，处于技术发展前沿。相对于其他研发主体，高校不管是独立创新还是合作创新，技术融合都更可能会发生。本文使用专利共类的方法对2003—2016年44679项中国纺织高校技术融合的结构与演化模式进行分析，提出技术融合及其不同模式对创新绩效有促进作用的理论假设，并应用计量经济学方法基于2006—2016年的专利数据进行了实证研究。

　　中国纺织高校的技术融合增长迅速，并且正以更复杂、多样化的模式发展。从单个技术融合强度来看，D01D(制造人造长丝、线、纤维的机械方法或设备)、D01F(制造人造长丝、线、纤维、鬃或带子的化学特征;专用于生产碳纤维的设备)、C08K(使用无机物或非高分子有机物作为配料、C08L(使用无机物或非高分子有机物作为配料)、A61K(医用、牙科用或梳妆用的配制品)等技术最容易与其他技术发生融合，融合能力比较强。

　　一些新兴技术开始参与融合，如与H01L、H01M和H02J等H部类电学技术融合，以及与G部的G06K(数据识别)、G06F(电数字数据处理)、G02B(光学元件)等技术领域融合。从技术领域之间的融合强度来看，三个阶段中D01D与D01F、A61K与A61P及B82Y(纳米结构的特定用途或应用;纳米结构的测量或分析;纳米结构的制造或处理)与C01G之间的融合强度最大，是纺织高校融合的最主要技术。从技术融合模式来看，领域内融合占据主导地位，但是跨领域融合强度逐渐加大。

　　新工业革命即将来临，纺织高校的技术发展已经处于新一轮技术变革的萌芽阶段，因此要加大跨领域融合的数量与强度，以提升产品新颖性进一步扩大销售市场。技术融合对创新绩效的理论研究表明，技术融合具有吸收能力提升效应、多技术协同效应，以及研发风险降低效应。实证研究验证了理论假设，纺织高校的技术融合能够显著促进创新绩效的提升。领域内融合与跨领域融合对创新主体的创新绩效都具有明显的促进作用，与领域内融合相比，跨领域融合对创新绩效影响的弹性系数较低，分析认为是因为相对于领域内融合纺织高校的跨领域技术融合数量不多，还没有形成规模效应。这也与技术所处的生命周期阶段有关系，一般来说新一轮技术变革萌芽阶段，跨领域融合有利于提高产品的新颖性，有利于开拓市场，而目前中国纺织高校正处于旧的技术体系由成熟走向衰落，以及开启新的技术变革的关键时刻。

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　　因此，中国纺织高校需要加强产学研合作，加大跨领域融合的数量与强度，以及尤其是与新兴技术的融合强度。此外，实证研究还表明领域内融合与跨领域融合协同可以提升创新绩效，纺织高校应加强领域内技术融合与跨领域融合的协同，根据技术所处的生命周期阶段决定对不同模式技术融合的研发投入。本文的研究结果可以支持企业和政府实施技术创新战略及制定有效的政策，有助于纺织企业了解高校技术融合的现状和未来趋势，有助于决策者了解发生了密集技术融合的技术领域与核心技术，从而为企业技术融合制定相应策略，考虑在哪些技术领域与高校合作，促进纺织企业的转型升级。此外，本文从产业层面对纺织高校的技术融合进行系统性、结构性的演化规律及其创新绩效的研究，有利于支撑政府对纺织产业技术创新政策的制定，促进纺织产业转型升级，为中国从纺织大国向纺织强国转变做出贡献。

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　　作者：徐茜1,2，程华2

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