國際科技合作創(chuàng)新博弈分析

張公一，呂文婷，張書博

(吉林大學 管理學院，長春 130022)

引 言

隨著經(jīng)濟與科技全球化的發(fā)展，國際科技合作日益呈現(xiàn)出加速化、合作主體多元化、技—經(jīng)—貿(mào)一體化、科學研究國際化、合作內(nèi)容高科技化的發(fā)展趨勢。因此，探討國際科技合作創(chuàng)新的研究已經(jīng)成為現(xiàn)代學術(shù)發(fā)展的新方向［1］。

國際科技合作是一個系統(tǒng)工程，協(xié)四方之力于一處，旨在世界范圍尋求以最有優(yōu)勢的生產(chǎn)要素和最先進的科技成果與本國的優(yōu)勢重新組合與配置，以取得最佳的經(jīng)濟效益［2］。參與國家科技合作的對象既可以是不同的個人、企業(yè)、國家或地區(qū)的政府、研究機構(gòu)和大學，也可以是國際性組織以及科學家［3］。國際科技合作及其交流是技術(shù)轉(zhuǎn)讓的高級形式，它已成為當今世界發(fā)展科學技術(shù)的重要途徑［4］。

合作創(chuàng)新，是指企業(yè)間或企業(yè)、研究機構(gòu)、高等院校之間的聯(lián)合創(chuàng)新行為［5］。通常以技術(shù)供給方與技術(shù)需求方作為獨立的經(jīng)濟行為主體，以技術(shù)合同為基礎(chǔ)，依照各自的優(yōu)勢分擔技術(shù)創(chuàng)新不同階段所需投入資源，組織技術(shù)創(chuàng)新活動，按照合同事先確定的方式分攤創(chuàng)新風險，分配創(chuàng)新收益的合作過程。合作可以是雙方的也可以是多方的［6］，常見的合作方式是科研機構(gòu)提供人力資本、科研儀器、技術(shù)信息、情報等資源，主要進行中試以前各環(huán)節(jié)的研究開發(fā)活動;企業(yè)提供資金、中試條件，并進行大規(guī)模生產(chǎn)及市場開發(fā)活動;中試階段往往是雙方合作創(chuàng)新的交接過程。合作創(chuàng)新是世界各國推動技術(shù)進步和生產(chǎn)力發(fā)展的重要方式［7］。而我國正處于解決研究開發(fā)主體錯位問題，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新主體由科研機構(gòu)向企業(yè)的轉(zhuǎn)變的過渡階段，推動合作創(chuàng)新具有更為重要的意義［8］。合作創(chuàng)新具有以下特點:(1)事前交易;(2)信息的不對稱性;(3)投入的創(chuàng)新資源所能獲得的收益滯后期長，不確定性高;(4)各方在創(chuàng)新過程中，資源投入和創(chuàng)新活動的界面不明晰，責任不明確［9～10］。

合作創(chuàng)新是個動態(tài)過程，在動態(tài)過程中存在兩種基本狀態(tài)，即合作與背叛。因此可運用合作博弈的方法來揭示這種合作創(chuàng)新關(guān)系。合作博弈具有如下性質(zhì)［11］:(1)企業(yè)行為的不確定性。企業(yè)可能相互信任，采取合作行為;也可能都自私，而采取背叛行為。(2)個體理性，即企業(yè)行為的出發(fā)點是以最少的投入獲得最大的利益。當合作有利時，它會選擇合作行為;但當背叛的利益大于合作時，它就會選擇背叛，而這一結(jié)果將給合作其他方帶來一定的損失與風險。(3)非零和博弈。合作博弈是一種“非零和博弈”，即合作博弈可以實現(xiàn)雙贏。(4)重復博弈。國際企業(yè)之間的科技合作創(chuàng)新行為往往是多次重復的，是一種伙伴關(guān)系，參與方的博弈行為不會改變其博弈的結(jié)構(gòu)。

一、基本假設(shè)和屬性

(一)國際科技合作創(chuàng)新“組織”的假設(shè)

為了完成現(xiàn)代國際科技合作創(chuàng)新的研究，我們需要對合作方進行必要的假設(shè)。在即將建立的模型中，我們把所有參與國際科技合作創(chuàng)新的企業(yè)認定為這樣一個組織，它由若干企業(yè)組成，它們共同投入并獲得聯(lián)合產(chǎn)出，每個產(chǎn)出不等于各個團隊成員單獨生產(chǎn)產(chǎn)出的簡單加和。每個成員獨立地選擇各自的努力水平，并按照其貢獻程度獲取收益。

(二)組織基本屬性［12］

由于影響國際科技合作創(chuàng)新的因素很多，而我們不可能對這些因素全部都考慮，所以有必要先對一些集合的屬性做一些假設(shè)。在這里我們把合作方稱為組織，合作方的企業(yè)、研究機構(gòu)、高等院校等統(tǒng)一稱為企業(yè)。

假設(shè)一:組織由N個企業(yè)組成，而每個成員要么合作，要么背叛。設(shè)￡ ={1、2……N}為組織集合［13］。

假設(shè)二:合作博弈的分配(即組織的收入)是指對于組織中I個企業(yè)來說，存在一個向量Xi=(x1、x2……xn)滿足:∑xi=V(￡ );Xi=V(￡ )其中V(￡)表示I個企業(yè)總和收益，V(i)表示組織中i個企業(yè)不進行合作創(chuàng)新時的收益。機會收益為Y，向量Yi=(y1、y2……yn)表示第 i企業(yè)不參與本組織合作創(chuàng)新，而在另外的組織參與合作創(chuàng)新時，其獲得的最高收益［14］。

假設(shè)三:組織中企業(yè)投入創(chuàng)新成本是其合作創(chuàng)新程度的函數(shù)，并且與合作創(chuàng)新程度成線性關(guān)系，即C(ai)=AiCi。其中向量 Ai=(a1，a2……an)表示i企業(yè)合作創(chuàng)新的程度，向量Ci=(c1、c2……cn)表示企業(yè)i完全合作創(chuàng)新時所付出的成本。

假設(shè)四:企業(yè)合作創(chuàng)新收益按企業(yè)在組織中的地位和投入比例分配，用向量Ki=(k1，k2……kn)表示分配比例系數(shù)，且0 ＜Ki≤1=1。

假設(shè)五:組織合作與績效的關(guān)系模型遵循哈博曼模型［15］。

哈博曼模型研究屬于人工智能，他把若干成員組成一個團隊共同解決問題的速度比這些成員單獨解決問題的速度要快這樣的一個事實定量化。哈博曼模型是用來解釋這樣一個實驗的，即現(xiàn)在要打開一個墓地，不知道墓地的密碼，但卻知道墓地的密碼由兩個人的名字拼湊而成，而且知道密碼長度。在這個實驗中，共有n個成員一起來解答這個密碼，他們的思路是各不相同的，他們把自己的思路寫在黑板上，互相交換信息。通過這個實驗，哈博曼發(fā)現(xiàn)這樣的事實，即找到答案的時間與團隊成員的個數(shù)呈一種超線性關(guān)系。這個發(fā)現(xiàn)通過計算機仿真測試得以證實。如果用H表示解決問題的績效，則有

其中b是一個比例因子，e∈［0，1］是績效因子表示績效與合作成員的數(shù)量之間一種超線性關(guān)系，在計算機仿真實驗中證明了上式中指數(shù)項最高可達到(1+e)=2，這就是哈博曼合作－績效模型。

在本文中我們把哈博曼合作—績效模型引入到合作創(chuàng)新的組織中來，假設(shè)企業(yè)合作創(chuàng)新的績效遵循這個關(guān)系，只是其中的參數(shù)含義有所調(diào)整，H表示組織的收益(合作創(chuàng)新收益);b表示為合作創(chuàng)新的企業(yè)影響因子，b的取值受合作創(chuàng)新企業(yè)之間物質(zhì)資源、人力資源、技術(shù)資源、信息資源等的共享程度的影響;e表示為合作創(chuàng)新的國家影響因子，e的取值受合作創(chuàng)新國家之間政治、經(jīng)濟、文化環(huán)境、政府狀態(tài)及政策等影響。

如果我們用s表示組織中參與合作企業(yè)的個數(shù)，以向量Fi=(f1，f2……fn)表示組織內(nèi)i企業(yè)所獲得的收益，根據(jù)假設(shè)4分配比例系數(shù)由Ki=(k1，k2……kn)表示，則有:

假設(shè)六:i企業(yè)采取合作行為的概率為向量Pi=(p1，p2……pn)，則采取背叛行為的概率為向量(1－Pi)=(1－p1，1－p2……1－pn)

假設(shè)七:組織中企業(yè)創(chuàng)新行為受貼現(xiàn)因子激勵，貼現(xiàn)因子用向量 λj=(λ1，λ2，……λm)(λm≥λm－1≥0)。組織內(nèi)企業(yè)合作創(chuàng)新次數(shù)越多，則采取合作創(chuàng)新的概率理性遞增，即合作創(chuàng)新的默契具有遞延性，合作創(chuàng)新效果具有遞增性，合作創(chuàng)新收益也隨著創(chuàng)新次數(shù)的增加而增加。

假設(shè)八:組織一直處于在有序正常的發(fā)展狀態(tài)。企業(yè)在組織中不斷進行周期性和不間斷地解決問題，可以防止企業(yè)產(chǎn)生的機會主義行為，即企業(yè)會以長期利益為出發(fā)點，以組織利益至上，避免產(chǎn)生短期行為。

二、國際科技合作創(chuàng)新的博弈模型

國際科技合作創(chuàng)新行為我們可以認定是組織內(nèi)部的n個企業(yè)進行m次重復博弈的過程，并在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上構(gòu)建國際科技合作創(chuàng)新博弈模型。

(一)基本要素

國際科技合作創(chuàng)新行為是由組織內(nèi)n個企業(yè)進行合作創(chuàng)新的過程，企業(yè)成員選擇其努力水平。在現(xiàn)實中，一個企業(yè)的努力水平可以抽象為是背叛到合作之間的任意實數(shù)。在此我們?yōu)榱搜芯康姆奖?，假定企業(yè)可以選擇的行動只有完全合作和完全背叛兩種。以Ai表示第i個企業(yè)的行動，則有:

由于每次合作創(chuàng)新博弈時每個企業(yè)都是同時選擇自己的合作水平，也就是我們建立的模型在每個階段都是靜態(tài)的，各個企業(yè)的戰(zhàn)略和行動的集合應該是一致的。對于企業(yè)來講，他們應該是在同一個水平上，對信息的認識和理解沒有本質(zhì)差異。

(二)支付函數(shù)［16］

根據(jù)公式(2)和其他假設(shè)條件，在時間t內(nèi)i企業(yè)的合作創(chuàng)新收益和合作創(chuàng)新成本分別等于Pi(1+ λj)m－1Kibs1+e和 AiCi，我們用 Ui(t)表示在時間t第i個企業(yè)的效用，則在時間t有

其中s表示在時間t內(nèi)的合作創(chuàng)新企業(yè)數(shù)，n表示組織企業(yè)成員數(shù)，m表示合作創(chuàng)新次數(shù)。

(三)博弈模型

(1)由于假定了企業(yè)參與本組織合作創(chuàng)新，而在其他組織參與合作創(chuàng)新的最大可能收益為Yi，所以要是該企業(yè)愿意參與本組織的國際科技合作創(chuàng)新，應該滿足下式

(2)建立模型的目的是為了讓企業(yè)更好的參與本組織的國際科技合作創(chuàng)新，則按照獎勵相容約束的定義，應該是企業(yè)選擇合作創(chuàng)新的效用要大于選擇不合作創(chuàng)新的效用，即在一個企業(yè)合作創(chuàng)新連續(xù)的組織里二者之差應該大于0，則有

三、模型及影響因素分析

(一)模型分析

對于我們所建立的國際合作創(chuàng)新博弈模型，為了研究的方便，我們選用兩個企業(yè)(1企業(yè)和2企業(yè))第m次國際科技合作創(chuàng)新進行分析。

在這次博弈中，組織的參與人由兩個企業(yè)組成，根據(jù)前面假設(shè)及我們構(gòu)造的博弈模型，此時的博弈可以用支付矩陣直觀表示如下:

2公司1公司 合作(P2)背叛(1－P2)合作(p1)R1=X1+P1P2(1+λ)m－1K1b21+e－C1 R2=X2+P1P2(1+λ)m－1K2b21+e－C2 W1=X1+P1(1－P2)(1+λ)m－1K1b－C1 L2=X2+P1(1－P2)(1+λ)m－1K2b背叛(1－p1)L1=X1+P2(1－P1)(1+λ)m－1K1b W2=X2+P2(1－P1)(1+λ)m－1K2b－C2 Z1=X1 Z2=X2

把支付矩陣的結(jié)果代入模型，則有

由此，我們構(gòu)造了企業(yè)是否進行國際科技合作創(chuàng)新的判斷模型，這里我們以兩個企業(yè)第m次國際科技合作創(chuàng)新對模型進行了驗證，推廣到n個企業(yè)進行m次合作創(chuàng)新仍然適用。

(二)國際科技合作創(chuàng)新影響因素分析及策略需求

因為X1，X2為組織中1企業(yè)和2企業(yè)不進行合作創(chuàng)新時的收益，我們在這里認為其為固定收入，對合作創(chuàng)新不產(chǎn)生影響。在滿足我們所建立模型的前提下，為便于研究兩個企業(yè)合作創(chuàng)新，可以把X1，X2從支付矩陣中剔除出去，這樣支付矩陣就轉(zhuǎn)為下面的形式。

2公司1公司 合作(P2)背叛(1－P2)合作(p1)R＇1=P1P2(1+λ)m－1K1b21+e－C1 R＇2=P1P2(1+λ)m－1K2b21+e－C2 W＇1=P1(1－P2)(1+λ)m－1K1b－C1 L＇2=P1(1 － P2)(1+ λ)m－1K2b背叛(1－p1)L＇1=P2(1－P1)(1+λ)m－1K1b W＇2=P2(1－P1)(1+λ)m－1K2b－C2 Z＇1=0 Z＇2=0

我們建立的模型已經(jīng)成為企業(yè)是否合作創(chuàng)新的充要條件，下面我們對進行合作創(chuàng)新過程中的影響因素進行分析，要想使合作創(chuàng)新效果達到最佳，則要求 R1′，R2′值達到最大，即實現(xiàn)各影響因素的最優(yōu)化，通過R1′，R2′我們可以確定影響合作創(chuàng)新一些指標。

(1)P1，P2為企業(yè)1，2選擇國際科技合作創(chuàng)新的概率，可以看出，P1，P2的值越大則 R1′，R2′值越大，企業(yè)選擇合作創(chuàng)新的幾率越大，則收益也越大，因此，應該建立良好的信譽與激勵機制，促進企業(yè)間逐漸形成偏好合作的趨勢，以提高合作創(chuàng)新的機會。

(2)λ為貼現(xiàn)因子，激勵因子λ越大，企業(yè)越有合作的愿望，R1′，R2′值越大。因此，應特別注重加強合作雙方信息交流，建立公平公正的成本及效益分配機制等。

(3)m為國際科技合作創(chuàng)新的次數(shù)，被認定為提高值，信任是一種新的創(chuàng)造財富的“社會資本”。創(chuàng)新合作的次數(shù)m越多，企業(yè)之間就越能夠互相了解、互相信任，從而形成一種默契，減少了策略的不確定性，進而逐步建立穩(wěn)定、長期的國際科技合作伙伴關(guān)系。

(4)K為企業(yè)合作創(chuàng)新收益按企業(yè)在組織中的地位和投入比例分配的系數(shù)，可見K值越大，則企業(yè)從合作創(chuàng)新組織中獲得收益越大，即R1′，R2′值越大。合作創(chuàng)新的投入包括人，財，物等的投入，企業(yè)的投入決定了其在組織中的地位，提高人的素質(zhì)和加大財物投入的力度成為了提高K值的決定因素。而C表示企業(yè)完全合作創(chuàng)新時所付出的成本，C 的取值越小，則 R1′，R2′值越大，這就要求企業(yè)應該減少投入成本。因此K和C就共同約束了企業(yè)應該追求的效益的最優(yōu)化，用最小的成本獲得最大的收益。

(5)b表示為合作創(chuàng)新的企業(yè)影響因子，b的值越大，則企業(yè)間的合作創(chuàng)新效果越好，b的取值受合作創(chuàng)新企業(yè)之間物質(zhì)資源、人力資源、技術(shù)資源、信息資源等的共享程度的影響。因此，在國際科技合作創(chuàng)新中企業(yè)應該注意改進合作方式，改善合作的結(jié)構(gòu)，重視合作中的溝通，加強合作過程的管理等。

(6)e表示為合作創(chuàng)新的國家影響因子，e值越大，則 R1′，R2′值越大。國家之間政治，經(jīng)濟，文化環(huán)境，政府狀態(tài)及政策等因素在國際科技合作創(chuàng)新中起著重要的作用，培養(yǎng)良好的合作制度環(huán)境、法律環(huán)境和文化環(huán)境等將促進國際科技合作創(chuàng)新活動。

結(jié) 語

國際科技合作創(chuàng)新的立足點就在于從全球范圍出發(fā)，通過與企業(yè)外部的聯(lián)結(jié)機制以及在全球范圍內(nèi)獲取和配置資源來突破企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有資源和能力的限制，充分借助企業(yè)外部網(wǎng)絡(luò)和資源來擴展、提升和創(chuàng)造企業(yè)競爭力，實現(xiàn)國際科技合作創(chuàng)新績效的全面提高。

在我國，雖然國際科技合作創(chuàng)新已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但僅靠企業(yè)自身發(fā)展十分緩慢，因此，政府的促進作用是必不可少的。政府可以通過宏觀調(diào)控在不同層面上給國際科技合作創(chuàng)新提供政策上、法律上的促進和保障，切實保證和加強國際科技合作創(chuàng)新的順利進行。從本質(zhì)上說，國際科技合作創(chuàng)新行為要服從和服務于企業(yè)追求利潤最大化的投資戰(zhàn)略。

我國企業(yè)要參與國際科技合作創(chuàng)新并從中獲益，中國政府必須采取主動的策略應對這一趨勢。在世界經(jīng)濟走向全球化的今天，全球的經(jīng)濟主體更加緊密地聯(lián)系在一起，競爭更加激烈，而合作的關(guān)系比任何時候都更不可或缺。國際科技合作創(chuàng)新已成為企業(yè)發(fā)展不可忽視的一環(huán)，開展國際科技合作創(chuàng)新對我國企業(yè)來說是把“雙刃劍”，一面是競爭，一面是合作。因此，我們要更加注重培養(yǎng)自己在合作創(chuàng)新方面理論與實踐的能力，保證自己的國際科技合作創(chuàng)新中占據(jù)主動和優(yōu)勢。

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