Συγκριτική ανάλυση εθνικών συστημάτων καινοτομίας: μοντελοποίηση και πολιτικές

Abstract

The purpose of the thesis is the development of a tool for the modeling of the National Innovation System (NIS) that attributes their evolutionary path and the structural peculiarities and interactions of their components, which cause the emergent behavior of NISs. The conceptual framework of the NIS is investigated, and a simulation model is developed to examine the dynamics between heterogeneous actors in a NIS. Adopting the N-tuple helix innovation model, we conceive that five distinct helices (Government – Industry – Academia – Society – Financial system) interact as ‘quasi’ aggregate ‘subsystems-actors’ and define the NIS as a system of interacting helices. These heterogeneous actors develop their behavior - in terms of resource commitment - in the context of interdependencies and interactions that condition the effectiveness and efficiency of their actions. As a result, their expectations are formed from their perception of how other actors, and the system in general, behave. The combination of the conceptual frameworks of NISs and N-tuple helices through a systems dynamics (SD) model facilitates a meaningful way to explore and understand the dynamics that emerge among heterogeneous actors. By using a causal loop diagram (CLD), the reinforcing and balancing feedback loops that govern the evolution of the NISs are identified, according to the literature. The signs of the causal relationships are confirmed by the use of appropriate indicators and the application of bivariate econometric models in panel data analysis. The stock-flow diagram (SFD) introduces new modeling elements such as innovative mindset and strategic behavior in terms of resource commitment, institutional and regulatory framework, financial support, interactive learning, as well as "exogenous" factors. The main dimensions of activities of a NIS are covered, such as the provision of knowledge inputs to the innovation process, demand-side activities, provision of constituents, and support services for innovating firms. We apply the SD model in the cases of Finland, France, Slovenia, and Latvia. The model is validated, using predictive ability tests (MAPE and MAE/Mean), with real data. Adopting and adapting the logic of variation-selection-retention (VSR) from evolutionary economics, we consider that ‘innovation system actors’ decide each period on the commitment of resources (continuous trial-and-error learning) among a variety of choices. Innovation actors experiment, much like biological organisms, with multiple choices-policies (responses) until they find one that is sufficiently successful in achieving their goal. We examine the evolution and behavior of the model in each country for the period 2023-2040 for 3 policies (passive, divestments, and active) under 3 different scenarios (stable, pessimistic, and optimistic) of external (to system) conditions. We investigate which policy mix contributes more efficiently to the technological catch-up of examined countries. For policymakers and practitioners, our framework provides a powerful foresight tool for mapping NISs and multi-stakeholder participatory innovation policy-making for more resilient NISs. It enables quantification for comparative analysis, scenario-driven planning, and “cost-benefit” calculations by investigating the impacts of alternative interventions.

Σκοπός της διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός εργαλείου ανάλυσης για τη μοντελοποίηση του Εθνικού Συστήματος Καινοτομίας (ΕΣΚ) που θα αποδίδει την εξελικτική πορεία του και τις δομικές ιδιαιτερότητες και τις αλληλεπιδράσεις των συστατικών μερών του, που προκαλούν την αναδυόμενη συμπεριφορά του ΕΣΚ. Ερευνάται το εννοιολογικό πλαίσιο του ΕΣΚ και αναπτύσσεται ένα μοντέλο προσομοίωσης που εξετάζει τη δυναμική μεταξύ ετερογενών δρώντων σε ένα ΕΣΚ. Υιοθετώντας το μοντέλο των Ν-ελίκων καινοτομίας, θεωρούμε πως πέντε διακριτές έλικες (Κυβέρνηση – Βιομηχανία – Ακαδημαϊκός Τομέας – Κοινωνία –Χρηματοπιστωτικό σύστημα) αλληλεπιδρούν ως οιονεί «συλλογικοί δρώντες» και ορίζουν ευρέως το ΕΣΚ ως ένα σύστημα αλληλεπιδρουσών ελίκων. Αυτοί οι ετερογενείς δρώντες αναπτύσσουν τη συμπεριφορά τους - όσον αφορά στη δέσμευση πόρων - στο πλαίσιο αλληλεξάρτησης και αλληλεπιδράσεων που εξαρτώνται από την αποτελεσματικότητα και την αποδοτικότητα των ενεργειών τους. Ως αποτέλεσμα, οι προσδοκίες τους διαμορφώνονται από την αντίληψή τους για το πώς συμπεριφέρονται οι άλλοι παράγοντες, και το σύστημα γενικότερα. Ο συνδυασμός των αναλυτικών εννοιών του ΕΣΚ και των Ν-ελίκων καινοτομίας μέσω του μοντέλου συστημικής δυναμικής (ΣΔ) διευκολύνει έναν ουσιαστικό τρόπο διερεύνησης και κατανόησης της δυναμικής που αναδύεται μεταξύ ετερογενών δρώντων σε ένα ΕΣΚ.Με τη χρήση διαγράμματος αιτιότητας (ΔΑ), αναγνωρίζονται οι ενισχυτικοί και εξισορροπητικοί βρόχοι που διέπουν την εξέλιξη των ΕΣΚ, σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία. Τα πρόσημα των σχέσεων του ΔΑ επιβεβαιώνονται με τη χρήση κατάλληλων δεικτών και την εφαρμογή διμεταβλητών οικονομετρικών μοντέλων (bivariate econometric models) σε δεδομένα πάνελ (panel data analysis). Το διάγραμμα συσσωρεύσεων-και-ροών (ΔΣΡ) ενσωματώνει νέα στοιχεία μοντελοποίησης όπως την καινοτόμο νοοτροπία και τη στρατηγική συμπεριφορά όσον αφορά στη δέσμευση πόρων, το θεσμικό και κανονιστικό πλαίσιο, τη χρηματοοικονομική υποστήριξη, την αλληλεπιδραστική μάθηση, καθώς και «εξωγενείς» παράγοντες. Καλύπτονται κύριες διαστάσεις δραστηριοτήτων ενός ΕΣΚ, όπως η μέριμνα εισροών γνώσης για την καινοτομία, η πλευρά της ζήτησης, η μέριμνα συστατικών, και υποστηρικτικές υπηρεσίες για καινοτόμες επιχειρήσεις. Το μοντέλο ΣΔ εφαρμόζεται στις περιπτώσεις της Φινλανδίας, της Γαλλίας, της Σλοβενίας και της Λετονίας. Επικυρώνεται, με τη χρήση ελέγχων προβλεπτικής ικανότητας (MAPE και MAE/Mean), με πραγματικά ιστορικά δεδομένα. Υιοθετώντας τη λογική της ποικιλότητας-επιλογής-διατήρησης (Variation-Selection-Retention, VSR) από την εξελικτική οικονομική, θεωρούμε ότι οι δρώντες αποφασίζουν κάθε περίοδο σχετικά με την δέσμευση των πόρων (συνεχής μάθηση μέσω δοκιμής και σφάλματος) ανάμεσα σε μια ποικιλία επιλογών-πολιτικών. Οι δρώντες στο σύστημα καινοτομίας δοκιμάζουν (όπως και οι βιολογικοί οργανισμοί) διάφορες επιλογές-πολιτικές (απαντήσεις) για την ικανοποιητικά επιτυχή επίτευξη του στόχου τους. Εξετάζουμε την εξέλιξη και τη συμπεριφορά του μοντέλου σε κάθε χώρα για την περίοδο 2023-2040, για 3 πολιτικές (παθητική, από-επένδυση, και ενεργητική) για 3 διαφορετικά σενάρια (σταθερό, απαισιόδοξο, και αισιόδοξο) εξωγενών για το μοντέλο συνθηκών. Διερευνούμε ποιο μίγμα πολιτικής συμβάλλει αποτελεσματικότερα στη τεχνολογική σύγκλιση-κάλυψη (technological catch-up) των εξεταζόμενων χωρών.Για τους υπεύθυνους για τη χάραξη πολιτικής και τους επαγγελματίες, το προτεινόμενο μοντέλο αποτελεί ένα ισχυρό και αξιόπιστο εργαλείο πολιτικής για τη χαρτογράφηση των ΕΣΚ. Το μοντέλο επιτρέπει τη συμμετοχική χάραξη πολιτικής καινοτομίας πολλαπλών συμβαλλόμενων (multi-stakeholder participatory innovation policy-making) για πιο ανθεκτικά ΕΣΚ. Επιτρέπει την ποσοτικοποίηση για συγκριτική ανάλυση, την ανάλυση σεναρίων (what-if) και τους υπολογισμούς "κόστους-οφέλους", διερευνώντας τις επιπτώσεις εναλλακτικών παρεμβάσεων.