跨域创新网络中的知识重组与韧性

《TECHNOLOGY IN SOCIETY》：Knowledge recombination and resilience in cross-domain innovation network

　　

数字技术与制造业的深度融合使得跨域知识重组成为产业创新与结构升级的核心机制，然而现有研究较少关注产业层面的跨域知识如何在协作网络中组织并转化为创新。为解决这一缺口，研究人员基于2014至2024年的10,552条专利共现数据构建了跨域网络，将技术整合关系映射至产业知识重组，系统分析了网络的结构特征、形成机制以及在扰动与链路增强情景下的稳定性。结果显示，产业知识节点从139个增至415个，呈现出以制造相关节点为主导的显著核心—边缘结构；知识重组由优先连接(preferential attachment)、局部结构邻近性及领域属性同质性共同驱动。进一步分析表明，跨域创新网络的韧性高度依赖于有限的关键知识枢纽；针对高中心性节点的定向扰动会导致网络稳定性迅速下降，而在同等链路投资约束下，围绕结构中心节点加强连接可显著提升网络鲁棒性。研究结果表明，跨域知识重组与系统韧性均受产业网络结构的塑造，强调了在不确定性环境下以结构为导向的跨域创新治理与优化的重要性。

论文解读

研究背景方面，信息技术革命正重塑全球经济发展轨迹，数字技术与制造业的边界日益模糊，新一代信息技术(NICT)与海洋工程装备(MEEI)的融合成为战略新兴产业的重要方向。然而，现有创新网络研究多聚焦于技术、区域或组织层面的知识重组，缺乏对产业层面跨域知识重组所形成的网络结构、形成机制及韧性的系统性探讨。此外，外部冲击频发使得创新网络面临更高的不确定性，如何在资源有限条件下提升网络稳定性成为亟待解决的关键科学问题。本研究发表于《TECHNOLOGY IN SOCIETY》，旨在填补这一空白，为理解跨域创新网络的结构演化与韧性管理提供理论与实证依据。

关键技术方法方面，研究人员采用中国国家知识产权局(CNIPA)2014–2024年的发明专利与实用新型专利数据，通过国际专利分类(IPC)与国民经济行业分类的映射，构建产业层面的跨域创新网络。研究结合社会网络分析(SNA)、核心—边缘分层(k?shell分解)、二次指派程序(QAP)回归，以及基于节点失效与链路增强的仿真模拟，量化网络结构特征、形成驱动因素及在不同扰动情景下的韧性表现。样本覆盖中国大陆地区的专利申请，剔除重复后最终包含10,552条专利记录。

研究结果方面，首先在“跨域创新网络的演化”部分，研究发现跨域知识重组强度呈波动上升趋势，专利数量十年间增长超过十三倍，演化分为萌芽期(2014–2016)、扩张期(2017–2020)和调整期(2021–2024)三个阶段。网络节点由139个增至415个，制造相关节点始终占据核心位置，且网络呈现明显的核心—边缘结构，核心层以制造与信息技术行业为主，外围层则多为资源型或配套服务行业。其次，在“融合创新网络的形成机制”部分，QAP分析表明，PageRank差异、中介中心性(betweenness centrality)差异显著促进合作关系的形成，而结构洞约束(structural hole constraint)差异与局部聚类系数(local clustering coefficient)差异则抑制合作关系，验证了优先连接、局部结构邻近性及领域同质性三大驱动机制。第三，在“韧性仿真分析”部分，随机扰动对网络稳定性影响有限，但针对高中心性节点的定向攻击会导致网络鲁棒性快速下降；NICT节点在维持整体连通性方面作用更为关键，而MEEI节点则在系统集成层面具有不可替代性。链路增强仿真显示，在同等投资下，针对核心节点的连接强化比随机或边缘节点强化带来更高的韧性提升。

讨论部分，研究人员指出跨域创新网络的核心—边缘结构具有动态性，部分节点可在不同阶段实现层级跃迁或下降。优先连接机制强化了中心节点对资源的控制，但也增加了系统对少数枢纽的依赖风险；局部结构相似性与领域同质性降低了协作成本，但过度相似可能导致路径依赖与创新能力下降。韧性方面，集中化的网络结构在效率上具有优势，但在抗冲击能力上存在短板，因此需要在效率与安全之间寻求平衡。

研究结论部分翻译如下：

本研究将跨域融合视为产业知识重组过程，揭示了其结构组织方式、时间演化规律及对外部扰动的响应机制。研究发现：(1) 跨域创新呈现阶段性演化特征，制造相关知识节点始终占据结构中心，海洋工程装备知识逐步向上游资源领域延伸；(2) 网络扩展过程中大多数节点相对重要性下降，少数核心节点保持主导地位，技术边界日益模糊，连接路径多元化，冗余关系逐渐减少；(3) 网络形成由优先连接、局部结构邻近性及领域邻近性共同驱动，地位差异强化了核心—边缘配置，局部聚类和领域属性相似性降低了协调与匹配成本；(4) 跨域创新系统的韧性高度依赖有限的关键知识枢纽，这些节点兼具结构中心性与结构洞优势，随机扰动影响有限，而针对高中心性节点的定向失效会引发快速系统性崩溃。NICT节点在维持连通性与稳定性方面尤为关键，其失效造成的损失显著更大；在提升韧性时，针对结构中心节点的链路增强策略在相同投资下可获得更高收益。