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当代的国际经济竞争是产业集群的竞争。地方产业集群不仅构成当今世界经济的基本空间构架，还常常是一个国家或地区竞争力之所在，它所具有的群体竞争优势和集聚发展的规模效益是其他产业形式无法比拟的。作为发展中国家，我国的产业集群在经历了20多年的发展之后，虽然取得了巨大的成就，但仍然存在着产业集群发展不平衡、集群内企业创新能力差等问题。因此，探索产业集群的形成和发展的机理，对于通过产业集群这种产业组织形式来提高企业乃至整个区域的整体生产效率，增强我国产业国际竞争力具有极其重要的意义。
我国产业集群的研究描述分析方法较多，模型化、定量化分析方法较少。本文在回顾了其他学者的研究成果之后，将分工理论、知识溢出理论与超边际分析方法结合起来，构造了通过研究产业集群收益来进一步研究集群形成和发展机理的数学模型。模型以某个生产单一产品并且中小企业占大多数的集群为例，根据文定理即“最优决策从不同时买和卖同种产品，从不同时买和生产同种产品，最多只卖一种产品”，文章选取了三种可能的生产模式，分别是完全不分工生产模式，即每个企业生产自己所需的全部零部件及其中间品，并独立完成最终产品的生产：不完全分工生产模式，即每个企业完成两个环节的生产，它们向上游企业购买前一环节的中间产品，并向下游企业供应所生产的中间产品；完全分工，即所有的企业只完成产品生产过程的某一个环节。
模型的构建分为三个部分。第一部分是在不考虑知识溢出时，对完全分工、不完全分工以及完全不分工三种生产模式分别构建了数学模型，求得了每个模式下产业集群收益的数学表达式，在通过收益两两定量分析之后，文章得出了随着交易效率的提高，最优生产模式从完全不分工，到不完全分工再到完全分工的方式变化，并且当交易效率大于一定数值时随着生产步骤数目门的增多，也就是分工的深化，产业集群收益将会越来越大，这种由分工深化导致的收益递增就是促进集群的形成和发展的主要动力。而另一方面，由于集群具有良好的交流与沟通环境、内部化交易、社会资本等优势，集群的发展又会进一步推动分工的深化。
第二部分是在考虑了知识溢出情况之后，文章再次对完全分工、不完全分工及完全不分工三种生产模式构建了数学模型，通过对它们之间产业集群收益的比较，又一次得出只要交易效率大于某一数值，实行完全分工生产模式的产业集群收益仍然要其它两种模式下的收益，进一步证实了前面的结论。
第三部分是在实行完全分工这个前提下，对有知识溢出和没有知识溢出两种情况的产业集群收益作了比较，得出了知识溢出能够提高产业集群收益，从而促进产业集群发展和壮大的结论。
最后，文章以具有知识溢出的完全分工生产模式这种现实中普遍存在的模式为例，分析研究了影响产业集群收益的相关因素，并且指出了地方政府可以从提高交易效率、扩大集群的规模、提高知识溢出率及知识对企业生产的贡献率四个方面入手提高集群收益及推动产业集群发展，并给出了一些政策建议，具体有积极规划建设各类工业园区，引导鼓励企业向园区聚集；通过政府投资兴建公共研发机构以及其投资集群内“旗舰企业”；加大对教育的投入等。