基于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的科研團(tuán)隊(duì)類(lèi)型劃分及特征分析
——以電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?yàn)槔?/h1>
2021-04-27 07:39:56邢曉昭呂紅能
中國(guó)科技資源導(dǎo)刊 2021年2期
邢曉昭 呂紅能
（1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所，北京 100038；2.重慶大學(xué)，重慶 400044）
0 引言
建立科研團(tuán)隊(duì)既順應(yīng)大科學(xué)時(shí)代學(xué)科交叉融合、學(xué)術(shù)交流頻繁的時(shí)代趨勢(shì)，又符合科研工作需要知識(shí)共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的自身規(guī)律，因此科研團(tuán)隊(duì)在管理學(xué)界受到普遍重視。科研團(tuán)隊(duì)的組織是我國(guó)科研工作中的基礎(chǔ)，也是科研工作的薄弱環(huán)節(jié)。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)缺乏良好的組織模式，創(chuàng)新效率和自主運(yùn)營(yíng)能力有待提高。然而，要對(duì)科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行正確引導(dǎo)和科學(xué)培育，則需要尊重其自身發(fā)展規(guī)律?？蒲袌F(tuán)隊(duì)作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，具有自組織性，因此在其自組織演化過(guò)程中必然伴隨復(fù)雜性的增長(zhǎng)，而這種復(fù)雜性可以從多個(gè)維度進(jìn)行刻畫(huà)。其中，組織結(jié)構(gòu)反映了團(tuán)隊(duì)的運(yùn)作方式，影響團(tuán)隊(duì)的執(zhí)行效率，對(duì)團(tuán)隊(duì)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。然而，組織結(jié)構(gòu)雖具有不顯著性和不確定性，但卻隱含在成員之間相互合作的社交網(wǎng)絡(luò)中。本文擬以我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)為例，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的挖掘識(shí)別團(tuán)隊(duì)組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，進(jìn)而探討科研團(tuán)隊(duì)的復(fù)雜性增長(zhǎng)與其他特征變化之間的關(guān)聯(lián)性。
1 相關(guān)研究
陳春花等[1]首先在國(guó)內(nèi)提出將團(tuán)隊(duì)運(yùn)作模式引入到科研組織管理中，基于Katzenbach和Smith對(duì)“團(tuán)隊(duì)”的定義，指出科研團(tuán)隊(duì)的基本特征是以科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)為內(nèi)容、成員間技能互補(bǔ)、責(zé)任互擔(dān)，且具有共同科研目的。劉惠琴等[2]將研究型大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)分為師生團(tuán)隊(duì)、學(xué)科團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)3 種類(lèi)型，并分別剖析了這3種科研團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新模式。隨著團(tuán)隊(duì)形式在科研組織中的普遍運(yùn)用，有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注如何去發(fā)現(xiàn)這些團(tuán)隊(duì)，以便進(jìn)行更為科學(xué)規(guī)范的管理?？蒲袌F(tuán)隊(duì)識(shí)別方法經(jīng)歷了從傳統(tǒng)識(shí)別方法向社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法發(fā)展的過(guò)程。傳統(tǒng)方法主要綜合多方面顯性數(shù)據(jù)，包括問(wèn)卷調(diào)查、實(shí)地訪(fǎng)談等方法[3-4]。受地理、領(lǐng)域、機(jī)構(gòu)等多方面物理?xiàng)l件限制，傳統(tǒng)方法具有局部性和靜態(tài)性，并且是針對(duì)已有的科研團(tuán)隊(duì)展開(kāi)，不具有前瞻性和預(yù)測(cè)性。隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的滲透蔓延，人類(lèi)社會(huì)真實(shí)的人際關(guān)系被計(jì)算機(jī)所記錄，并借助Internet的特性衍生出新的社會(huì)秩序和關(guān)系?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的合作創(chuàng)新行為也被完美地映射到網(wǎng)絡(luò)空間，產(chǎn)生了大量豐富而具有活力的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，如合作網(wǎng)絡(luò)、引文網(wǎng)絡(luò)等?；诖髷?shù)據(jù)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法成為研究的熱點(diǎn)：Awal等[5]提出集體智力指數(shù)（CII），用于從一個(gè)具有合作基礎(chǔ)的專(zhuān)家社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)專(zhuān)家并組建團(tuán)隊(duì)，以完成特定任務(wù)。CII的計(jì)算考慮專(zhuān)家的知識(shí)能力和合作能力兩方面因素，通過(guò)遺傳算法實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的最優(yōu)化。Wan Wencong[6]基于帶時(shí)間戳的合作者網(wǎng)絡(luò)提出一種動(dòng)態(tài)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)算法。李綱等[7]提出一種科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)方法：首先對(duì)合著網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心性分析識(shí)別團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人，然后基于派系分析識(shí)別團(tuán)隊(duì)核心成員，最后通過(guò)滾雪球方法識(shí)別團(tuán)隊(duì)非核心成員。此后，又在團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上結(jié)合論文引用關(guān)系構(gòu)建科研團(tuán)隊(duì)引證網(wǎng)絡(luò)，提出基于蝴蝶結(jié)模型和網(wǎng)絡(luò)位置理論劃分科研團(tuán)隊(duì)角色的方法[8]。于永勝等[9]在李綱的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)算法上進(jìn)行改進(jìn)，采用基于迭代的中間中心度排名法識(shí)別科研團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人。
上述研究在科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別的方法、實(shí)證、分析對(duì)象和應(yīng)用目標(biāo)方面進(jìn)行了嘗試，并取得很好效果，為后來(lái)學(xué)者的研究奠定了理論基礎(chǔ)。但仍存在需要進(jìn)一步深入探討的問(wèn)題：一是現(xiàn)有研究，尤其是國(guó)內(nèi)研究中的識(shí)別方法主要基于淺層次的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，如中心度或凝聚子群分析等。社團(tuán)發(fā)現(xiàn)算法可以被更好地運(yùn)用于科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別。二是對(duì)科研團(tuán)隊(duì)的識(shí)別以成員發(fā)現(xiàn)為主，缺乏更為深入的剖析，如成員角色辨識(shí)、團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)分析和團(tuán)隊(duì)類(lèi)型劃分等。三是現(xiàn)有研究的合作網(wǎng)絡(luò)主要從論文的作者數(shù)據(jù)中提取，可以選用更為豐富的技術(shù)資料進(jìn)行科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別，如專(zhuān)利文獻(xiàn)等。本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)別，基于科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型，并對(duì)不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行分析，以期為探析團(tuán)隊(duì)演化規(guī)律、為遴選優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)提供借鑒。
2 基于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的科研團(tuán)隊(duì)分類(lèi)方法
科研團(tuán)隊(duì)是由于科學(xué)家的自由探索與自發(fā)合作而形成的，其演化滿(mǎn)足自組織過(guò)程，即在一個(gè)內(nèi)部機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)歷了由無(wú)序向有序、由低級(jí)向高級(jí)，不斷提高自身復(fù)雜性和成員分工精細(xì)度的發(fā)展過(guò)程。隨著團(tuán)隊(duì)的形成與不斷發(fā)展，研究者從相互獨(dú)立、地位平等、隨機(jī)合作的個(gè)體逐漸變?yōu)榻巧潭?、目?biāo)一致、緊密配合的成員。而團(tuán)隊(duì)由平等、多元、自由溝通的松散群體向穩(wěn)定、高產(chǎn)、分工精細(xì)的組織方向發(fā)展。只有科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)自組織的方式演化，系統(tǒng)才能形成原來(lái)沒(méi)有的特性、功能和結(jié)構(gòu)，這就意味著復(fù)雜性的增長(zhǎng)。因此度量組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有助于評(píng)價(jià)一支科研團(tuán)隊(duì)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。團(tuán)隊(duì)的組織結(jié)構(gòu)下沉到每個(gè)個(gè)體則表現(xiàn)為成員角色分工。分工的不同決定其在每次創(chuàng)新活動(dòng)中的合作對(duì)象和發(fā)揮作用的不同，進(jìn)而表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)位置的差異性。
鑒于此，本文提出的基于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的科研團(tuán)隊(duì)分類(lèi)方法：一是通過(guò)有向合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的出度和入度對(duì)成員角色進(jìn)行識(shí)別。共設(shè)置6 種成員角色，其中領(lǐng)導(dǎo)者、中介者和技術(shù)骨干3 種角色為核心成員，而主要參與人、一般參與人和外圍成員為非核心成員，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。二是通過(guò)考察科研團(tuán)隊(duì)中包含的核心成員角色種類(lèi)來(lái)劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型。按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性遞增的順序，將一般團(tuán)隊(duì)劃分為均衡型、扁平型、標(biāo)準(zhǔn)型和深度分化4 類(lèi)，其中結(jié)構(gòu)復(fù)雜性為1 和2 的團(tuán)隊(duì)中各有一種特殊情況，將其單列為邊緣型和臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)，共得到6 種類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)，其判別標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。
3 科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別及各類(lèi)團(tuán)隊(duì)特征分析
本研究基于專(zhuān)利發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)別，包括基于無(wú)向合作網(wǎng)絡(luò)識(shí)別團(tuán)隊(duì)成員和基于有向合作網(wǎng)絡(luò)識(shí)別團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型，并對(duì)各類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的特征進(jìn)行分析。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟如表3 所示。研究數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所“電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)”，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析過(guò)程主要基于Python語(yǔ)言中的NetworkX軟件包進(jìn)行。
3.1 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)總體情況
3.1.1 全局合作網(wǎng)絡(luò)的基本指標(biāo)
所有發(fā)明人的全局合作網(wǎng)絡(luò)如圖1 所示。節(jié)點(diǎn)大小代表發(fā)明人參與的專(zhuān)利數(shù)量，圖1 中標(biāo)出了排名前30 位（參與發(fā)明數(shù)量大于或等于29）的發(fā)明人姓名。該網(wǎng)絡(luò)中共有10 227 個(gè)節(jié)點(diǎn)，23 692 條邊，其中孤立節(jié)點(diǎn)占節(jié)點(diǎn)總數(shù)的13%，除孤立節(jié)點(diǎn)外聯(lián)通子圖1 535 個(gè)，平均規(guī)模5.77，最大聯(lián)通子圖規(guī)模為225。全局網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)平均度為4.63，平均聚集系數(shù)0.718，網(wǎng)絡(luò)密度0.000 453（表4）。由此可以看出，節(jié)點(diǎn)的平均度和平均聚集系數(shù)都較高，說(shuō)明國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域整體合作程度較高，該領(lǐng)域已經(jīng)具有較為穩(wěn)定的合作體系，發(fā)展開(kāi)始趨于成熟。但是，最大聯(lián)通子圖中只包含1 位排名前30 的發(fā)明人，而規(guī)模較大的5 個(gè)聯(lián)通子圖中包含15 位排名前30 的發(fā)明人。這說(shuō)明技術(shù)實(shí)力分布較為分散，缺少領(lǐng)域內(nèi)核心和權(quán)威的專(zhuān)家，但可能存在競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的合作團(tuán)隊(duì)。從表5 可以看到，申請(qǐng)人內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)平均度為3.18，低于全局網(wǎng)絡(luò)，可能是由于同一發(fā)明人在不同機(jī)構(gòu)的發(fā)明被分開(kāi)計(jì)數(shù)所導(dǎo)致；平均聚集系數(shù)為0.70，也略低于全局網(wǎng)絡(luò)，可能是由于一些跨機(jī)構(gòu)的合作未被考慮導(dǎo)致；平均網(wǎng)絡(luò)密度為0.90，表示機(jī)構(gòu)內(nèi)部的合作程度很高，以申請(qǐng)人為基本單位形成科研團(tuán)隊(duì)的可能性較大。
表1 團(tuán)隊(duì)成員角色特點(diǎn)及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)
表2 團(tuán)隊(duì)類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn)
表3 研究步驟
3.1.2 科研團(tuán)隊(duì)分布規(guī)律
從國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域1 523 個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別得到2 201 支團(tuán)隊(duì)。其中，高校團(tuán)隊(duì)有315 支（占14%），科研院所團(tuán)隊(duì)有52支（占3%），企業(yè)及個(gè)人團(tuán)隊(duì)有1 834 支（占83%），企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主導(dǎo)地位十分明顯。只擁有1 支團(tuán)隊(duì)的申請(qǐng)人有1 248 個(gè)（占83%）；擁有2 ～4 支團(tuán)隊(duì)的申請(qǐng)人有238 個(gè)（占16%）；擁有5 支團(tuán)隊(duì)以上的申請(qǐng)人有30 個(gè)（占2%）。將團(tuán)隊(duì)數(shù)量和包含相應(yīng)團(tuán)隊(duì)數(shù)量的申請(qǐng)人數(shù)做成散點(diǎn)圖并進(jìn)行擬合（圖2），結(jié)果顯示申請(qǐng)人的數(shù)量符合冪律分布。大量的申請(qǐng)人只包含1 個(gè)團(tuán)隊(duì)，而只有極少數(shù)的申請(qǐng)人包含較多的團(tuán)隊(duì)，申請(qǐng)人的科研實(shí)力分布呈現(xiàn)較大的不均勻性。
表4 全局合作網(wǎng)絡(luò)的基本信息
表5 申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)的基本信息
圖1 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)＠l(fā)明人全局合作網(wǎng)絡(luò)圖
計(jì)算判定科研團(tuán)隊(duì)的規(guī)模、專(zhuān)利產(chǎn)出數(shù)量以及年齡等基本指標(biāo)。當(dāng)專(zhuān)利的發(fā)明人集合中包含至少兩位團(tuán)隊(duì)成員，并且專(zhuān)利的申請(qǐng)人集合包含團(tuán)隊(duì)所屬機(jī)構(gòu)時(shí)，判定該項(xiàng)專(zhuān)利是該支團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出的，因此一項(xiàng)專(zhuān)利有可能屬于多個(gè)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)年齡為團(tuán)隊(duì)成立到數(shù)據(jù)采集的時(shí)間跨度。本文默認(rèn)團(tuán)隊(duì)在開(kāi)始申請(qǐng)專(zhuān)利1年之前已經(jīng)成立?；局笜?biāo)的統(tǒng)計(jì)摘要如表6 所示。
3.2 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征分析
科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性從一定程度上反映了其自組織演化進(jìn)程。自組織理論認(rèn)為，一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，通過(guò)不斷地與外界交換物質(zhì)、能量和信息，在外界條件變化達(dá)到一定閾值時(shí)，系統(tǒng)能從原有的混沌無(wú)序的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N結(jié)構(gòu)功能上新的有序狀態(tài)。因此，提出本研究假設(shè)1：結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增長(zhǎng)會(huì)伴隨有序性的增長(zhǎng)，并且提出假設(shè)2：隨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增長(zhǎng)，自組織程度加深，團(tuán)隊(duì)成員與外界交流的需求提高。普賴(lài)斯曾提出科學(xué)合作表現(xiàn)出“歸核化”與“結(jié)晶化”的演進(jìn)趨勢(shì)，這一觀(guān)點(diǎn)與本文中科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增長(zhǎng)的演化觀(guān)點(diǎn)相一致，有研究認(rèn)為科學(xué)研究的“歸核化”與“結(jié)晶化”就是有序化，而有序化意味著科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)合理化[10]。結(jié)構(gòu)合理化會(huì)帶來(lái)科研效率的提高，因此提出本研究假設(shè)3：結(jié)構(gòu)復(fù)雜性高的團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出量大。下面從團(tuán)隊(duì)有序程度、團(tuán)隊(duì)合作特征和團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力對(duì)不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行比較分析。
3.2.1 團(tuán)隊(duì)有序程度
當(dāng)把系統(tǒng)描述成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)，系統(tǒng)的有序程度可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行度量[11]。本文基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度來(lái)定義其重要性程度，如式（1），進(jìn)而基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要性程度定義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵，如式（2）。
圖2 包含不同團(tuán)隊(duì)數(shù)的申請(qǐng)人數(shù)量分布
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)邊連接完全均勻，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵最大，Hmax=lnn，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都與某一個(gè)中樞節(jié)點(diǎn)相連時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最不均勻，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵最小，Hmin=ln 4(n-1)。由此可以看出，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模n成正比。為排除網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)網(wǎng)絡(luò)有序程度造成的影響，采用線(xiàn)性變化法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如式（3），使得不同科研團(tuán)隊(duì)的有序程度具有可比性。由于團(tuán)隊(duì)類(lèi)型包含3 個(gè)及以上取值，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵總體數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足正態(tài)分布，本文采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Kruskal-Wallis檢驗(yàn)來(lái)比較不同類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)之間的有序程度差異。由于均衡型團(tuán)隊(duì)數(shù)量過(guò)少，在本次實(shí)驗(yàn)中排除該類(lèi)型團(tuán)隊(duì)，從其余5 類(lèi)團(tuán)隊(duì)中每類(lèi)隨機(jī)抽取29 支作為樣本，基于SPSS軟件進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。
表6 科研團(tuán)隊(duì)基本指標(biāo)
由圖3 可知，深度分化團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵平均秩低于標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)，低于扁平型團(tuán)隊(duì)，低于邊緣型團(tuán)隊(duì)，低于臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)。有序程度的排序?yàn)椋荷疃确只瘓F(tuán)隊(duì)＞標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)＞扁平型團(tuán)隊(duì)＞邊緣型團(tuán)隊(duì)＞臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)。該結(jié)果與上文團(tuán)隊(duì)演化自組織過(guò)程的推論一致，假設(shè)1 成立。非參數(shù)檢驗(yàn)的兩兩比較結(jié)果（表8）顯示，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵與臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)都具有明顯差異。深度分化團(tuán)隊(duì)亦是如此。但是，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)與深度分化團(tuán)隊(duì)之間的差異不顯著，臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)之間的差異也不明顯。五類(lèi)團(tuán)隊(duì)被分為兩個(gè)類(lèi)團(tuán)，其中標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和深度分化團(tuán)隊(duì)有序程度高，而臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)的有序程度低（圖4）。
3.2.2 團(tuán)隊(duì)合作特征
科研團(tuán)隊(duì)的合作特征通過(guò)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)考察：一是團(tuán)隊(duì)成員的忠誠(chéng)度（L），即團(tuán)隊(duì)專(zhuān)利產(chǎn)出與團(tuán)隊(duì)成員參與所有專(zhuān)利數(shù)目的比值，見(jiàn)式（4）；二是團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通程度，這個(gè)指標(biāo)通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的度中心度平均值來(lái)表示。其抽樣和檢驗(yàn)方法與上文相同。
圖3 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵分布箱線(xiàn)圖
表8 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵秩的成對(duì)比較結(jié)果
圖4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵兩兩比較示意圖
如圖5、圖6 所示，隨著團(tuán)隊(duì)組織復(fù)雜性程度的提高，團(tuán)隊(duì)成員的忠誠(chéng)度和溝通程度會(huì)降低。從另一角度也可以說(shuō)，成員與外部的合作增加，拓展了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的物質(zhì)、能量及信息交換，假設(shè)2 成立。成員忠誠(chéng)度的成對(duì)比較結(jié)果顯示（表9 和圖7），深度分化團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度與除標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)外的其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度都具有顯著差異，且明顯低于其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)；臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度與除扁平型團(tuán)隊(duì)外的其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度都具有顯著差異，且明顯高于其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)。扁平型團(tuán)隊(duì)、標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)之間不具有顯著差異，邊緣型團(tuán)隊(duì)的成員忠誠(chéng)度平均秩介于扁平型團(tuán)隊(duì)和標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)之間。
成員溝通度的兩兩比較結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵十分相似，也劃分為兩個(gè)類(lèi)團(tuán)，類(lèi)團(tuán)之間的團(tuán)隊(duì)類(lèi)型具有顯著差異，而類(lèi)團(tuán)之內(nèi)的團(tuán)隊(duì)類(lèi)型差異不顯著。其中，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和深度分化團(tuán)隊(duì)的成員溝通度較低，而臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)的成員溝通度較高。
圖5 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)成員忠誠(chéng)度分布箱線(xiàn)圖
圖6 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)溝通程度分布箱線(xiàn)圖
表9 成員忠誠(chéng)度和溝通度秩的成對(duì)比較結(jié)果
圖7 成員忠誠(chéng)度兩兩比較示意圖
3.2.3 團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力
本研究通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)每年申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量來(lái)衡量其產(chǎn)出能力。如圖8 所示，深度分化團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)出能力最強(qiáng)，往后依次為標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)、扁平型團(tuán)隊(duì)、臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)，假設(shè)3 成立。團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力的成對(duì)比較結(jié)果中（表10 和圖9），深度分化團(tuán)隊(duì)與標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)之間差異不顯著，但與其他三類(lèi)團(tuán)隊(duì)均有顯著差異，扁平型團(tuán)隊(duì)、臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)之間的差異并不顯著。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，科研團(tuán)隊(duì)在自組織演化過(guò)程中是從無(wú)序、混亂朝有序、結(jié)構(gòu)方向演化；隨著成員分工的精細(xì)化，成員之間的溝通交流變少，而團(tuán)隊(duì)成員的外部合作增加；一個(gè)集體的領(lǐng)導(dǎo)、好的合作者與合理的團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)能夠促使團(tuán)隊(duì)高效實(shí)現(xiàn)科研目標(biāo)。
4 結(jié)論
本文針對(duì)基于成員角色的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析方法開(kāi)展實(shí)證研究：運(yùn)用louvain算法初步發(fā)現(xiàn)科研團(tuán)隊(duì)成員后，基于節(jié)點(diǎn)在局部有向網(wǎng)絡(luò)的出度和入度，將科研團(tuán)隊(duì)成員劃分為領(lǐng)導(dǎo)者、中介者、技術(shù)骨干、主要參與人、一般參與人和外圍成員6 種角色，再根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員的角色構(gòu)成，將科研團(tuán)隊(duì)劃分為均衡型、扁平型、標(biāo)準(zhǔn)型、深度分化型、邊緣型和臨時(shí)型6 種類(lèi)型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行了比較分析，并進(jìn)一步就團(tuán)隊(duì)有序程度、合作特征及產(chǎn)出能力進(jìn)行Kruskal-Wallis檢驗(yàn)。
圖8 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)年均產(chǎn)量分布箱線(xiàn)圖
表10 團(tuán)隊(duì)年均產(chǎn)量秩的成對(duì)比較結(jié)果
經(jīng)過(guò)科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別及類(lèi)型分析結(jié)果顯示：（1）企業(yè)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新中的主導(dǎo)地位十分明顯，團(tuán)隊(duì)數(shù)量和包含相應(yīng)團(tuán)隊(duì)數(shù)量的申請(qǐng)人數(shù)之間滿(mǎn)足冪律分布。（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性越高的科研團(tuán)隊(duì)，呈現(xiàn)出有序程度越高、內(nèi)部交流越少、外部合作越多、產(chǎn)出能力越強(qiáng)等特征。這些特征與科研團(tuán)隊(duì)演化的自組織過(guò)程相吻合，同時(shí)驗(yàn)證了普賴(lài)斯關(guān)于科研團(tuán)隊(duì)在“歸核化”演進(jìn)中形成合理形態(tài)并提高績(jī)效的觀(guān)點(diǎn)。說(shuō)明結(jié)構(gòu)復(fù)雜性用于識(shí)別探究科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)及識(shí)別其組織化程度具有良好效果。
圖9 年均產(chǎn)量?jī)蓛杀容^示意圖
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邢曉昭 呂紅能
（1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所，北京 100038；2.重慶大學(xué)，重慶 400044）
0 引言
建立科研團(tuán)隊(duì)既順應(yīng)大科學(xué)時(shí)代學(xué)科交叉融合、學(xué)術(shù)交流頻繁的時(shí)代趨勢(shì)，又符合科研工作需要知識(shí)共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的自身規(guī)律，因此科研團(tuán)隊(duì)在管理學(xué)界受到普遍重視。科研團(tuán)隊(duì)的組織是我國(guó)科研工作中的基礎(chǔ)，也是科研工作的薄弱環(huán)節(jié)。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)缺乏良好的組織模式，創(chuàng)新效率和自主運(yùn)營(yíng)能力有待提高。然而，要對(duì)科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行正確引導(dǎo)和科學(xué)培育，則需要尊重其自身發(fā)展規(guī)律?？蒲袌F(tuán)隊(duì)作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，具有自組織性，因此在其自組織演化過(guò)程中必然伴隨復(fù)雜性的增長(zhǎng)，而這種復(fù)雜性可以從多個(gè)維度進(jìn)行刻畫(huà)。其中，組織結(jié)構(gòu)反映了團(tuán)隊(duì)的運(yùn)作方式，影響團(tuán)隊(duì)的執(zhí)行效率，對(duì)團(tuán)隊(duì)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。然而，組織結(jié)構(gòu)雖具有不顯著性和不確定性，但卻隱含在成員之間相互合作的社交網(wǎng)絡(luò)中。本文擬以我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)為例，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的挖掘識(shí)別團(tuán)隊(duì)組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，進(jìn)而探討科研團(tuán)隊(duì)的復(fù)雜性增長(zhǎng)與其他特征變化之間的關(guān)聯(lián)性。
1 相關(guān)研究
陳春花等[1]首先在國(guó)內(nèi)提出將團(tuán)隊(duì)運(yùn)作模式引入到科研組織管理中，基于Katzenbach和Smith對(duì)“團(tuán)隊(duì)”的定義，指出科研團(tuán)隊(duì)的基本特征是以科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)為內(nèi)容、成員間技能互補(bǔ)、責(zé)任互擔(dān)，且具有共同科研目的。劉惠琴等[2]將研究型大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)分為師生團(tuán)隊(duì)、學(xué)科團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)3 種類(lèi)型，并分別剖析了這3種科研團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新模式。隨著團(tuán)隊(duì)形式在科研組織中的普遍運(yùn)用，有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注如何去發(fā)現(xiàn)這些團(tuán)隊(duì)，以便進(jìn)行更為科學(xué)規(guī)范的管理?？蒲袌F(tuán)隊(duì)識(shí)別方法經(jīng)歷了從傳統(tǒng)識(shí)別方法向社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法發(fā)展的過(guò)程。傳統(tǒng)方法主要綜合多方面顯性數(shù)據(jù)，包括問(wèn)卷調(diào)查、實(shí)地訪(fǎng)談等方法[3-4]。受地理、領(lǐng)域、機(jī)構(gòu)等多方面物理?xiàng)l件限制，傳統(tǒng)方法具有局部性和靜態(tài)性，并且是針對(duì)已有的科研團(tuán)隊(duì)展開(kāi)，不具有前瞻性和預(yù)測(cè)性。隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的滲透蔓延，人類(lèi)社會(huì)真實(shí)的人際關(guān)系被計(jì)算機(jī)所記錄，并借助Internet的特性衍生出新的社會(huì)秩序和關(guān)系?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的合作創(chuàng)新行為也被完美地映射到網(wǎng)絡(luò)空間，產(chǎn)生了大量豐富而具有活力的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，如合作網(wǎng)絡(luò)、引文網(wǎng)絡(luò)等?；诖髷?shù)據(jù)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法成為研究的熱點(diǎn)：Awal等[5]提出集體智力指數(shù)（CII），用于從一個(gè)具有合作基礎(chǔ)的專(zhuān)家社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)專(zhuān)家并組建團(tuán)隊(duì)，以完成特定任務(wù)。CII的計(jì)算考慮專(zhuān)家的知識(shí)能力和合作能力兩方面因素，通過(guò)遺傳算法實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的最優(yōu)化。Wan Wencong[6]基于帶時(shí)間戳的合作者網(wǎng)絡(luò)提出一種動(dòng)態(tài)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)算法。李綱等[7]提出一種科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)方法：首先對(duì)合著網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心性分析識(shí)別團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人，然后基于派系分析識(shí)別團(tuán)隊(duì)核心成員，最后通過(guò)滾雪球方法識(shí)別團(tuán)隊(duì)非核心成員。此后，又在團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上結(jié)合論文引用關(guān)系構(gòu)建科研團(tuán)隊(duì)引證網(wǎng)絡(luò)，提出基于蝴蝶結(jié)模型和網(wǎng)絡(luò)位置理論劃分科研團(tuán)隊(duì)角色的方法[8]。于永勝等[9]在李綱的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)算法上進(jìn)行改進(jìn)，采用基于迭代的中間中心度排名法識(shí)別科研團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人。
上述研究在科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別的方法、實(shí)證、分析對(duì)象和應(yīng)用目標(biāo)方面進(jìn)行了嘗試，并取得很好效果，為后來(lái)學(xué)者的研究奠定了理論基礎(chǔ)。但仍存在需要進(jìn)一步深入探討的問(wèn)題：一是現(xiàn)有研究，尤其是國(guó)內(nèi)研究中的識(shí)別方法主要基于淺層次的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，如中心度或凝聚子群分析等。社團(tuán)發(fā)現(xiàn)算法可以被更好地運(yùn)用于科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別。二是對(duì)科研團(tuán)隊(duì)的識(shí)別以成員發(fā)現(xiàn)為主，缺乏更為深入的剖析，如成員角色辨識(shí)、團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)分析和團(tuán)隊(duì)類(lèi)型劃分等。三是現(xiàn)有研究的合作網(wǎng)絡(luò)主要從論文的作者數(shù)據(jù)中提取，可以選用更為豐富的技術(shù)資料進(jìn)行科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別，如專(zhuān)利文獻(xiàn)等。本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)別，基于科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型，并對(duì)不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行分析，以期為探析團(tuán)隊(duì)演化規(guī)律、為遴選優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)提供借鑒。
2 基于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的科研團(tuán)隊(duì)分類(lèi)方法
科研團(tuán)隊(duì)是由于科學(xué)家的自由探索與自發(fā)合作而形成的，其演化滿(mǎn)足自組織過(guò)程，即在一個(gè)內(nèi)部機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)歷了由無(wú)序向有序、由低級(jí)向高級(jí)，不斷提高自身復(fù)雜性和成員分工精細(xì)度的發(fā)展過(guò)程。隨著團(tuán)隊(duì)的形成與不斷發(fā)展，研究者從相互獨(dú)立、地位平等、隨機(jī)合作的個(gè)體逐漸變?yōu)榻巧潭?、目?biāo)一致、緊密配合的成員。而團(tuán)隊(duì)由平等、多元、自由溝通的松散群體向穩(wěn)定、高產(chǎn)、分工精細(xì)的組織方向發(fā)展。只有科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)自組織的方式演化，系統(tǒng)才能形成原來(lái)沒(méi)有的特性、功能和結(jié)構(gòu)，這就意味著復(fù)雜性的增長(zhǎng)。因此度量組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有助于評(píng)價(jià)一支科研團(tuán)隊(duì)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。團(tuán)隊(duì)的組織結(jié)構(gòu)下沉到每個(gè)個(gè)體則表現(xiàn)為成員角色分工。分工的不同決定其在每次創(chuàng)新活動(dòng)中的合作對(duì)象和發(fā)揮作用的不同，進(jìn)而表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)位置的差異性。
鑒于此，本文提出的基于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的科研團(tuán)隊(duì)分類(lèi)方法：一是通過(guò)有向合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的出度和入度對(duì)成員角色進(jìn)行識(shí)別。共設(shè)置6 種成員角色，其中領(lǐng)導(dǎo)者、中介者和技術(shù)骨干3 種角色為核心成員，而主要參與人、一般參與人和外圍成員為非核心成員，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。二是通過(guò)考察科研團(tuán)隊(duì)中包含的核心成員角色種類(lèi)來(lái)劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型。按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性遞增的順序，將一般團(tuán)隊(duì)劃分為均衡型、扁平型、標(biāo)準(zhǔn)型和深度分化4 類(lèi)，其中結(jié)構(gòu)復(fù)雜性為1 和2 的團(tuán)隊(duì)中各有一種特殊情況，將其單列為邊緣型和臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)，共得到6 種類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)，其判別標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。
3 科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別及各類(lèi)團(tuán)隊(duì)特征分析
本研究基于專(zhuān)利發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)別，包括基于無(wú)向合作網(wǎng)絡(luò)識(shí)別團(tuán)隊(duì)成員和基于有向合作網(wǎng)絡(luò)識(shí)別團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性劃分團(tuán)隊(duì)類(lèi)型，并對(duì)各類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的特征進(jìn)行分析。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟如表3 所示。研究數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所“電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)”，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析過(guò)程主要基于Python語(yǔ)言中的NetworkX軟件包進(jìn)行。
3.1 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)總體情況
3.1.1 全局合作網(wǎng)絡(luò)的基本指標(biāo)
所有發(fā)明人的全局合作網(wǎng)絡(luò)如圖1 所示。節(jié)點(diǎn)大小代表發(fā)明人參與的專(zhuān)利數(shù)量，圖1 中標(biāo)出了排名前30 位（參與發(fā)明數(shù)量大于或等于29）的發(fā)明人姓名。該網(wǎng)絡(luò)中共有10 227 個(gè)節(jié)點(diǎn)，23 692 條邊，其中孤立節(jié)點(diǎn)占節(jié)點(diǎn)總數(shù)的13%，除孤立節(jié)點(diǎn)外聯(lián)通子圖1 535 個(gè)，平均規(guī)模5.77，最大聯(lián)通子圖規(guī)模為225。全局網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)平均度為4.63，平均聚集系數(shù)0.718，網(wǎng)絡(luò)密度0.000 453（表4）。由此可以看出，節(jié)點(diǎn)的平均度和平均聚集系數(shù)都較高，說(shuō)明國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域整體合作程度較高，該領(lǐng)域已經(jīng)具有較為穩(wěn)定的合作體系，發(fā)展開(kāi)始趨于成熟。但是，最大聯(lián)通子圖中只包含1 位排名前30 的發(fā)明人，而規(guī)模較大的5 個(gè)聯(lián)通子圖中包含15 位排名前30 的發(fā)明人。這說(shuō)明技術(shù)實(shí)力分布較為分散，缺少領(lǐng)域內(nèi)核心和權(quán)威的專(zhuān)家，但可能存在競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的合作團(tuán)隊(duì)。從表5 可以看到，申請(qǐng)人內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)平均度為3.18，低于全局網(wǎng)絡(luò)，可能是由于同一發(fā)明人在不同機(jī)構(gòu)的發(fā)明被分開(kāi)計(jì)數(shù)所導(dǎo)致；平均聚集系數(shù)為0.70，也略低于全局網(wǎng)絡(luò)，可能是由于一些跨機(jī)構(gòu)的合作未被考慮導(dǎo)致；平均網(wǎng)絡(luò)密度為0.90，表示機(jī)構(gòu)內(nèi)部的合作程度很高，以申請(qǐng)人為基本單位形成科研團(tuán)隊(duì)的可能性較大。
表1 團(tuán)隊(duì)成員角色特點(diǎn)及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)
表2 團(tuán)隊(duì)類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn)
表3 研究步驟
3.1.2 科研團(tuán)隊(duì)分布規(guī)律
從國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域1 523 個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別得到2 201 支團(tuán)隊(duì)。其中，高校團(tuán)隊(duì)有315 支（占14%），科研院所團(tuán)隊(duì)有52支（占3%），企業(yè)及個(gè)人團(tuán)隊(duì)有1 834 支（占83%），企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主導(dǎo)地位十分明顯。只擁有1 支團(tuán)隊(duì)的申請(qǐng)人有1 248 個(gè)（占83%）；擁有2 ～4 支團(tuán)隊(duì)的申請(qǐng)人有238 個(gè)（占16%）；擁有5 支團(tuán)隊(duì)以上的申請(qǐng)人有30 個(gè)（占2%）。將團(tuán)隊(duì)數(shù)量和包含相應(yīng)團(tuán)隊(duì)數(shù)量的申請(qǐng)人數(shù)做成散點(diǎn)圖并進(jìn)行擬合（圖2），結(jié)果顯示申請(qǐng)人的數(shù)量符合冪律分布。大量的申請(qǐng)人只包含1 個(gè)團(tuán)隊(duì)，而只有極少數(shù)的申請(qǐng)人包含較多的團(tuán)隊(duì)，申請(qǐng)人的科研實(shí)力分布呈現(xiàn)較大的不均勻性。
表4 全局合作網(wǎng)絡(luò)的基本信息
表5 申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)的基本信息
圖1 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)＠l(fā)明人全局合作網(wǎng)絡(luò)圖
計(jì)算判定科研團(tuán)隊(duì)的規(guī)模、專(zhuān)利產(chǎn)出數(shù)量以及年齡等基本指標(biāo)。當(dāng)專(zhuān)利的發(fā)明人集合中包含至少兩位團(tuán)隊(duì)成員，并且專(zhuān)利的申請(qǐng)人集合包含團(tuán)隊(duì)所屬機(jī)構(gòu)時(shí)，判定該項(xiàng)專(zhuān)利是該支團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出的，因此一項(xiàng)專(zhuān)利有可能屬于多個(gè)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)年齡為團(tuán)隊(duì)成立到數(shù)據(jù)采集的時(shí)間跨度。本文默認(rèn)團(tuán)隊(duì)在開(kāi)始申請(qǐng)專(zhuān)利1年之前已經(jīng)成立?；局笜?biāo)的統(tǒng)計(jì)摘要如表6 所示。
3.2 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征分析
科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性從一定程度上反映了其自組織演化進(jìn)程。自組織理論認(rèn)為，一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，通過(guò)不斷地與外界交換物質(zhì)、能量和信息，在外界條件變化達(dá)到一定閾值時(shí)，系統(tǒng)能從原有的混沌無(wú)序的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N結(jié)構(gòu)功能上新的有序狀態(tài)。因此，提出本研究假設(shè)1：結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增長(zhǎng)會(huì)伴隨有序性的增長(zhǎng)，并且提出假設(shè)2：隨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增長(zhǎng)，自組織程度加深，團(tuán)隊(duì)成員與外界交流的需求提高。普賴(lài)斯曾提出科學(xué)合作表現(xiàn)出“歸核化”與“結(jié)晶化”的演進(jìn)趨勢(shì)，這一觀(guān)點(diǎn)與本文中科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增長(zhǎng)的演化觀(guān)點(diǎn)相一致，有研究認(rèn)為科學(xué)研究的“歸核化”與“結(jié)晶化”就是有序化，而有序化意味著科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)合理化[10]。結(jié)構(gòu)合理化會(huì)帶來(lái)科研效率的提高，因此提出本研究假設(shè)3：結(jié)構(gòu)復(fù)雜性高的團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出量大。下面從團(tuán)隊(duì)有序程度、團(tuán)隊(duì)合作特征和團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力對(duì)不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行比較分析。
3.2.1 團(tuán)隊(duì)有序程度
當(dāng)把系統(tǒng)描述成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)，系統(tǒng)的有序程度可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行度量[11]。本文基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度來(lái)定義其重要性程度，如式（1），進(jìn)而基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要性程度定義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵，如式（2）。
圖2 包含不同團(tuán)隊(duì)數(shù)的申請(qǐng)人數(shù)量分布
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)邊連接完全均勻，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵最大，Hmax=lnn，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都與某一個(gè)中樞節(jié)點(diǎn)相連時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最不均勻，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵最小，Hmin=ln 4(n-1)。由此可以看出，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模n成正比。為排除網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)網(wǎng)絡(luò)有序程度造成的影響，采用線(xiàn)性變化法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如式（3），使得不同科研團(tuán)隊(duì)的有序程度具有可比性。由于團(tuán)隊(duì)類(lèi)型包含3 個(gè)及以上取值，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵總體數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足正態(tài)分布，本文采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Kruskal-Wallis檢驗(yàn)來(lái)比較不同類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)之間的有序程度差異。由于均衡型團(tuán)隊(duì)數(shù)量過(guò)少，在本次實(shí)驗(yàn)中排除該類(lèi)型團(tuán)隊(duì)，從其余5 類(lèi)團(tuán)隊(duì)中每類(lèi)隨機(jī)抽取29 支作為樣本，基于SPSS軟件進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。
表6 科研團(tuán)隊(duì)基本指標(biāo)
由圖3 可知，深度分化團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵平均秩低于標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)，低于扁平型團(tuán)隊(duì)，低于邊緣型團(tuán)隊(duì)，低于臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)。有序程度的排序?yàn)椋荷疃确只瘓F(tuán)隊(duì)＞標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)＞扁平型團(tuán)隊(duì)＞邊緣型團(tuán)隊(duì)＞臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)。該結(jié)果與上文團(tuán)隊(duì)演化自組織過(guò)程的推論一致，假設(shè)1 成立。非參數(shù)檢驗(yàn)的兩兩比較結(jié)果（表8）顯示，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵與臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)都具有明顯差異。深度分化團(tuán)隊(duì)亦是如此。但是，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)與深度分化團(tuán)隊(duì)之間的差異不顯著，臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)之間的差異也不明顯。五類(lèi)團(tuán)隊(duì)被分為兩個(gè)類(lèi)團(tuán)，其中標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和深度分化團(tuán)隊(duì)有序程度高，而臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)的有序程度低（圖4）。
3.2.2 團(tuán)隊(duì)合作特征
科研團(tuán)隊(duì)的合作特征通過(guò)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)考察：一是團(tuán)隊(duì)成員的忠誠(chéng)度（L），即團(tuán)隊(duì)專(zhuān)利產(chǎn)出與團(tuán)隊(duì)成員參與所有專(zhuān)利數(shù)目的比值，見(jiàn)式（4）；二是團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通程度，這個(gè)指標(biāo)通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的度中心度平均值來(lái)表示。其抽樣和檢驗(yàn)方法與上文相同。
圖3 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵分布箱線(xiàn)圖
表8 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵秩的成對(duì)比較結(jié)果
圖4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵兩兩比較示意圖
如圖5、圖6 所示，隨著團(tuán)隊(duì)組織復(fù)雜性程度的提高，團(tuán)隊(duì)成員的忠誠(chéng)度和溝通程度會(huì)降低。從另一角度也可以說(shuō)，成員與外部的合作增加，拓展了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的物質(zhì)、能量及信息交換，假設(shè)2 成立。成員忠誠(chéng)度的成對(duì)比較結(jié)果顯示（表9 和圖7），深度分化團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度與除標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)外的其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度都具有顯著差異，且明顯低于其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)；臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度與除扁平型團(tuán)隊(duì)外的其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)的忠誠(chéng)度都具有顯著差異，且明顯高于其他類(lèi)型團(tuán)隊(duì)。扁平型團(tuán)隊(duì)、標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)之間不具有顯著差異，邊緣型團(tuán)隊(duì)的成員忠誠(chéng)度平均秩介于扁平型團(tuán)隊(duì)和標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)之間。
成員溝通度的兩兩比較結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵十分相似，也劃分為兩個(gè)類(lèi)團(tuán)，類(lèi)團(tuán)之間的團(tuán)隊(duì)類(lèi)型具有顯著差異，而類(lèi)團(tuán)之內(nèi)的團(tuán)隊(duì)類(lèi)型差異不顯著。其中，標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)和深度分化團(tuán)隊(duì)的成員溝通度較低，而臨時(shí)型、邊緣型和扁平型團(tuán)隊(duì)的成員溝通度較高。
圖5 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)成員忠誠(chéng)度分布箱線(xiàn)圖
圖6 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)溝通程度分布箱線(xiàn)圖
表9 成員忠誠(chéng)度和溝通度秩的成對(duì)比較結(jié)果
圖7 成員忠誠(chéng)度兩兩比較示意圖
3.2.3 團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力
本研究通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)每年申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量來(lái)衡量其產(chǎn)出能力。如圖8 所示，深度分化團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)出能力最強(qiáng)，往后依次為標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)、扁平型團(tuán)隊(duì)、臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)，假設(shè)3 成立。團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出能力的成對(duì)比較結(jié)果中（表10 和圖9），深度分化團(tuán)隊(duì)與標(biāo)準(zhǔn)型團(tuán)隊(duì)之間差異不顯著，但與其他三類(lèi)團(tuán)隊(duì)均有顯著差異，扁平型團(tuán)隊(duì)、臨時(shí)型團(tuán)隊(duì)和邊緣型團(tuán)隊(duì)之間的差異并不顯著。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，科研團(tuán)隊(duì)在自組織演化過(guò)程中是從無(wú)序、混亂朝有序、結(jié)構(gòu)方向演化；隨著成員分工的精細(xì)化，成員之間的溝通交流變少，而團(tuán)隊(duì)成員的外部合作增加；一個(gè)集體的領(lǐng)導(dǎo)、好的合作者與合理的團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)能夠促使團(tuán)隊(duì)高效實(shí)現(xiàn)科研目標(biāo)。
4 結(jié)論
本文針對(duì)基于成員角色的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析方法開(kāi)展實(shí)證研究：運(yùn)用louvain算法初步發(fā)現(xiàn)科研團(tuán)隊(duì)成員后，基于節(jié)點(diǎn)在局部有向網(wǎng)絡(luò)的出度和入度，將科研團(tuán)隊(duì)成員劃分為領(lǐng)導(dǎo)者、中介者、技術(shù)骨干、主要參與人、一般參與人和外圍成員6 種角色，再根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員的角色構(gòu)成，將科研團(tuán)隊(duì)劃分為均衡型、扁平型、標(biāo)準(zhǔn)型、深度分化型、邊緣型和臨時(shí)型6 種類(lèi)型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同類(lèi)型科研團(tuán)隊(duì)特征進(jìn)行了比較分析，并進(jìn)一步就團(tuán)隊(duì)有序程度、合作特征及產(chǎn)出能力進(jìn)行Kruskal-Wallis檢驗(yàn)。
圖8 不同類(lèi)型團(tuán)隊(duì)年均產(chǎn)量分布箱線(xiàn)圖
表10 團(tuán)隊(duì)年均產(chǎn)量秩的成對(duì)比較結(jié)果
經(jīng)過(guò)科研團(tuán)隊(duì)識(shí)別及類(lèi)型分析結(jié)果顯示：（1）企業(yè)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新中的主導(dǎo)地位十分明顯，團(tuán)隊(duì)數(shù)量和包含相應(yīng)團(tuán)隊(duì)數(shù)量的申請(qǐng)人數(shù)之間滿(mǎn)足冪律分布。（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性越高的科研團(tuán)隊(duì)，呈現(xiàn)出有序程度越高、內(nèi)部交流越少、外部合作越多、產(chǎn)出能力越強(qiáng)等特征。這些特征與科研團(tuán)隊(duì)演化的自組織過(guò)程相吻合，同時(shí)驗(yàn)證了普賴(lài)斯關(guān)于科研團(tuán)隊(duì)在“歸核化”演進(jìn)中形成合理形態(tài)并提高績(jī)效的觀(guān)點(diǎn)。說(shuō)明結(jié)構(gòu)復(fù)雜性用于識(shí)別探究科研團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)及識(shí)別其組織化程度具有良好效果。
圖9 年均產(chǎn)量?jī)蓛杀容^示意圖
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