摘要：为了从产业链视角出发，分析特定区域特定产业在产业链中的上游、中游以及下游的竞争态势表现，并判断各节点主体在发展自身技术竞争力时是否具备完善的科研团队、核心专利技术、科技成果等创新要素，客观呈现该产业的全貌，文中设计一种产业链创新要素可视化分析系统。该系统主要包括前台展示模块和后台管理模块，前台展示模块分为产业链介绍、产业链构成、产业链数据库和产业链检测评价四个部分。通过该系统可以清晰地了解河北省相关产业发展的状况，评估河北省相关产业的创新能力以及创新短板。文中研究对于理清河北省特定产业的主要企业在产业链上的位置，明确自身竞争优势和发展短板，借力京津冀一体化背景补足自身缺点以实现资源的优化配置和全产业链的环环对接，推动河北省产业的高质量发展具有重要的意义。
关键词：产业链；创新链；可视化分析；要素体系；京津冀一体化；产业发展；创新能力；系统设计
随着计算机技术的快速发展，数据可视化技术也被广泛应用于各种领域[1]。数据可视化是采用计算机技术将数据、信息等可视化的技术[2⁃3]。数据可视化技术具有很多优点，例如，可以使用一些简单的图形来反映一些复杂的信息，提高沟通效率；还可以以最清晰的方式显示数据以改善数据分析效率，并从结果分析帮助企业运营决策。由于数据可视化的诸多优点，数据可视化技术也被广泛应用于各行各业。原始的产业链是指原料加工生产到中间产品设计制造再到最终产品生成的完整的链条。而随着研究的深入，产业链的含义也变得更加准确。当前产业链主要指在面向工业生产的原始产业链的基础上，向上下游经济产业体系尽可能地延伸的完整链条。产业链短板关乎我国企业的发展，影响我国经济发展与稳定[4⁃5]，而产业链中比如公司数目、科技、政策等创新要素可以作为衡量产业链能力的标准。为了提升创新高度，对产业链中的创新要素进行可视化分析，找出产业链的短板和影响产业发展的关键，提升整体产业链水平具有重要意义。
1产业链及其创新要素
1.1产业链
产业链是我国独有的一个术语，国外几乎没有对产业链的直接研究，但产业链的思想起源于国外，来自亚当•斯密在《国富论》中关于“劳动分工”的论文。他以别（扣）针制造为例[6]，一个别针的完整生产过程包括拉丝、矫直、磨尖、抛光等18道工序，如果一个工人完成这18道工序，那么一个人一天只能生产少于20支，但如果10个人两三个人组队，每个团队负责一个工序的生产，一个人一天可以参与48000支管的生产，生产效率极高。此时，生产过程还仅在公司内部完成。19世纪，Harrison基于价值网络的概念[7]，开始关注产业链中各环节的价值贡献。在国内，产业链的早期概念相当于产品链或供应链，可以概括为多个企业根据产品的生产过程形成的线性或网络化的组织。有学者称之为从自然资源到消费品的层次。随着产品生产工艺的深入、技术水平的提高和消费者需求的转变，产品链的内涵已经扩展到供应链、需求链和技术链，同时，产业空间集聚也催生了空间链。文献[8⁃9]中指出，产业链不仅和经济关系有关，还与时空关系相关联，产业链在各生产部门之间是以特定的时空布局关系关联在一起的。综上所述，产业链的概念和内涵经历了一个演化过程，从产品链到基于产品生产过程的供应链。产业链是基于产业活动的时空布局和多种逻辑关系的产业内各部门之间的链式关系。产业链的主要结构是垂直的上、中、下游链形式，上游为行业提供零部件生产和技术研发的基础；中游为行业提供核心产品和服务的开发和制造；下游延伸到市场和服务的扩展环节。目前，产业链的结构主要考虑3个维度：长度、宽度和厚度，具体如图1所示。在中国经济飞速发展的现实背景下，产业链在促进产业协调发展、提升产品竞争力、发展我国经济等方面发挥越来越重要的作用[10]。
1.2产业链创新要素
产业链的本质是指产业链的形成体系，即产业链是指从上游到下游中产业的各个环节的维度[11]。产业链的指标体系分为状态指标和评价指标。状态指标采用定性方法描述产业链和创新链的实际情况，撰写报告，制作可视化图表窗口；评价指标使用量化指标来计算和评价特定行业的实际发展状况。产业链可以分解为供应链、企业链、价值链、生态链四个要素，因此可以通过建立创新要素指标体系来分析产业链。
2系统需求分析
为了分析影响产业发展的瓶颈和关键因素，设计产业链创新要素可视化分析系统，对产业链中的创新要素进行可视化分析。在设计产业链创新要素可视化分析系统的过程中，首先需要对系统进行需求分析，主要包括对系统的功能性、可行性以及相应的非功能性需求等进行相应的分析[12]。
2.1系统功能性需求分析
产业链创新要素可视化分析系统是分析并可视化产业链中的创新要素，其最重要的功能是为产业链可视化提供平台，通过创新要素分析提高产业的质量和数量，提高经济效益，促进产业资源和信息的有效流通。
2.2系统可行性需求分析
技术可行性。在硬件上，产业链创新要素可视化分析系统所需的硬件配置较低，普通的台式机和便携式计算机都可以兼容使用。在软件方面，产业链创新要素可视化分析系统为了更加清晰并且美观地展示数据，采用Layui的默认样式进行系统的设计。经济可行性。产业链创新要素可视化分析系统主要是针对河北省产业链进行研发设计，由科学技术情报研究院提供相关数据和要求。系统主要功能是对产业链中数据进行可视化分析，因此系统在设计上对硬件需求较低，只需要少量服务器就可以支持系统的运行，无需投入较大的资金进行相应设备的购买。系统非功能性需求分析。系统非功能性需求分析主要是针对产业链创新要素可视化分析系统的使用[12]。简单说，产业链创新要素可视化分析系统具有以下几个明显的优势：一是稳定性，产业链创新要素可视化分析系统在文档要求的条件下运行时，能够稳定地支撑其正常的性能；二是美观性，产业链创新要素可视化分析系统的软件UI设计基于Layui样式，并且在其基础上添加Echarts图表，使系统更加简洁和美观；三是易用性，产业链创新要素可视化分析系统可以同时满足普通用户和特殊用户的需求，并且用户可以快速了解和掌握系统的使用方式。
3系统总体设计
3.1系统应用架构
对于产业链创新要素可视化分析系统而言，其系统架构主要分为三个部分：Oracle数据库、Tomcat服务器和产业链创新要素可视化分析系统客户端。其中产业链创新要素可视化分析系统客户端通过在谷歌、Edge、火狐等浏览器上进行网页登录访问实现。在成功登录后，根据用户权限的不同，对数据进行不同的增删改查操作。Oracle数据库中存储产业链信息、产业链各节点信息以及产业链节点指标信息等。Tomcat服务器为系统的正常运行提供环境。系统架构图如图2所示。图2中各部分的功能如下：数据模型，产业链创新要素数据（即辑要数据）为结构化数据存储在数据库中；数据层，为服务层提供对产业链创新要素数据的各种形式的搜索接口；服务层，产业链创新要素可视化分析系统对外提供的服务；访问层，提供PC机器等终端访问系统，提供对外服务功能。
3.2系统功能框架
系统主要分为前台展示和后台管理两大模块，前台展示分为产业链介绍、产业链构成、产业链数据库和产业链检测评价4个模块，其中产业链介绍比较包括产业链简介、产业链发展状况、产业链政策、技术路线；产业链构成包括河北省产业链构成；产业链数据库包括产业链评价指标数据库分析。产业链监测评价是对产业链节点信息的评价分析。后台管理主要包括对产业链节点及相关信息的增删改查。可视化分析系统功能框架结构如图3所示。
4系统实现与测试
4.1系统实现
产业链创新要素可视化分析系统要实现的主要功能有用户登录、权限认证、产业链管理与展示、产业链节点管理与展示、产业链评价指标管理与展示等。用户登录功能与权限认证功能是相互联系的，普通用户进入产可视化数据，管理员登入后台用于维护产业链数据。产业链管理主要是对产业链的增删改查以及对应节点的关联。产业链节点管理主要是实现对产业链节点的增删改查以及一级节点对应二级节点的关联。产业链评价指标管理是对评价指标比如政策、科技、公司数目等的增删改查。产业链展示、产业链节点展示以及产业链评价指标的展示主要是对采用Echarts和鱼骨图等对产业链以及相关信息进行可视化分析。
4.2系统测试效果分析
4.2.1系统功能性测试产业链创新要素可视化分析系统的功能性测试，主要是找出系统设计中存在的问题。系统功能性测试结果如表1所示。4.2.2系统兼容性测试产业链创新要素可视化分析系统的兼容性测试，主要是验证产业链创新要素可视化分析系统在运行过程中，系统与其运行环境之间的依赖性。系统兼容性测试如表2所示。
5结语
本文设计一套产业链创新要素可视化分析系统，建立产业链的全景图，分析各节点主体在发展自身技术竞争力时是否具备完善的科研团队、核心专利技术、要素支撑和资金储备，以便评估河北省产业的创新能力以及创新短板，明确自身竞争优势和发展短板，以实现资源的优化配置和全产业链的环环对接。
作者:台吉凯 张朝宗 任雁 单位:河北工业大学 人工智能与数据科学学院 河北省科学技术情报研究院 河北省科技信息处理实验室