政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的演化博弈穩(wěn)定性分析

曹武軍　韓俊玲

摘要：在有限理性的前提下，從政產(chǎn)學研角度出發(fā)，利用演化博弈模型建立三對博弈主體，并分別對每一對博弈主體進行協(xié)同創(chuàng)新演化穩(wěn)定性分析，找出影響政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新長期穩(wěn)定合作的因素。分析發(fā)現(xiàn)：系統(tǒng)對初始條件具有非常強的敏感性；產(chǎn)學研之間有效的信任機制和約束機制是雙方能夠長期合作的重要保障；政府積極引導并增強學研方之間的信任度及彼此之間的約束，是提高協(xié)同創(chuàng)新穩(wěn)定性的關鍵。

關鍵詞：政產(chǎn)學研；演化博弈；協(xié)同創(chuàng)新；穩(wěn)定性

文章編號：2095-5960（2015）04-0086-08；中圖分類號：F224.9；文獻標識碼：A

一、引言

在科技經(jīng)濟全球一體化的背景下，開放、合作競爭以及利益共享模式應運而生。協(xié)同創(chuàng)新是集企業(yè)、高校、科研院所、政府以及中介機構(gòu)等多利益主體形成的知識、技術(shù)協(xié)作共享機制，是一種在實現(xiàn)共同的目標和價值的過程中，在科學研究、技術(shù)開發(fā)上取得重大進展和突破的創(chuàng)新活動。因此，跨部門跨學科以及跨領域的對政產(chǎn)學研等各類創(chuàng)新主體開展深度合作、開放協(xié)同創(chuàng)新，對加快資源整合、提高資源利用率、降低成本投入意義非凡。

協(xié)同創(chuàng)新是一個動態(tài)發(fā)展過程，最終達到的是一個最佳的穩(wěn)定狀態(tài)。演化博弈均衡即納什均衡[1]是指每個參與者在動態(tài)演化過程中所采取的策略都是對其他策略的最優(yōu)反應，當其他參與者不改變策略時，此時策略最佳；而當其他參與者改變策略時，自己的收益就會降低。在協(xié)同創(chuàng)新過程中，通過政府對產(chǎn)學研的支持以及不支持所受到的懲罰和反過來學研方的協(xié)同創(chuàng)新對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的支撐作用，政產(chǎn)學研各方在協(xié)同創(chuàng)新過程中最終會基于自己利益最大化來達到穩(wěn)定。

目前，許多專家學者從不同角度，利用不同方法對產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的研究深入細致。有的從供應鏈的角度對企業(yè)間合作競爭的機制進行研究；[2]楊偉娜、潘杰義及詹美求從信任機制方面對產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新進行深入細致的理論闡述；[3]馮葉成、劉嘉、張虎以清華大學與淮安市產(chǎn)學研合作為例對政府、高校和企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新模式進行了探索和實踐；[4]王子龍、許簫迪從演化博弈的角度對政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新進行分析，建議政府從建立合理的創(chuàng)新利益分配機制、完善創(chuàng)新風險分攤機制、優(yōu)化職能等方面促進政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的有效實施。[5]張煊、孫躍基于復雜系統(tǒng)視角構(gòu)建產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡概念模型，測度2003—2011年中國省域產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡的創(chuàng)新效率及其影響因素，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡創(chuàng)新效率的影響因素不盡相同，但東中西部地區(qū)和全國波動趨勢幾乎一致。[6]本文試圖從政產(chǎn)學研角度，利用演化博弈模型對其協(xié)同創(chuàng)新的穩(wěn)定性進行分析，分別從政府與企業(yè)、企業(yè)與學研方，以及政府與學研方三對博弈主體進行協(xié)同創(chuàng)新穩(wěn)定性研究，找出影響政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新穩(wěn)定性的因素，并對這些因素的變化會對創(chuàng)新主體產(chǎn)生何種影響做出更好的解釋，從而對政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新穩(wěn)定性的合理決策提供更好的理論依據(jù)。

在對政產(chǎn)學研各主體之間的博弈關系進行研究之前，必須明確各個參與主體的責任、目標、行動、信息、戰(zhàn)略及其之間的利害關系，從而確定影響博弈過程的各個因素，建立博弈模型。從建立博弈模型的微分方程中可找出其均衡點，根據(jù)演化穩(wěn)定策略和穩(wěn)定性的理論來分析該均衡點。[7][8]政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新過程博弈關系如下：

在政產(chǎn)學研進行協(xié)同創(chuàng)新的過程中，各個參與主體通過采取不同的行動來最大化自己的利益水平。企業(yè)追求的是成本最小化、利益最大化；政府在此過程中追求當?shù)刭Y源的合理配置、經(jīng)濟發(fā)展水平的提高以及環(huán)境的改善；學研方的目標則是技術(shù)成果的最大化轉(zhuǎn)換、科研配套設施的完備以及論文發(fā)表數(shù)量的增加。由此看來，各個博弈主體在協(xié)同創(chuàng)新過程中追求的目標和承擔的責任不一樣，而且參與主體所掌握的信息具有不完全對稱性，于是形成了政府與企業(yè)、企業(yè)與學研方、政府與學研方三對之間的演化博弈。

二、模型假設與模型建立

政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新演化博弈過程模型假設：1：假設各參與主體均為有限理性，掌握的信息具有不完全對稱性；2：演化博弈模型中博弈的雙方都處在博弈初始階段；3：博弈過程中不考慮其他也可能對協(xié)同創(chuàng)新過程有影響的主體。

（一）政府與企業(yè)演化博弈模型

在本模型中，企業(yè)為是否愿意參與協(xié)同創(chuàng)新的一方，政府為是否支持的一方。由于雙方信息的不對稱性，政府和企業(yè)協(xié)同過程追求利益最大化的同時并不能確定自己所做的決策是否正確。那么假設政府支持產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的概率為y1，企業(yè)愿意參與協(xié)同創(chuàng)新的概率為x1，那么政府與企業(yè)之間的支付矩陣為表1。

（二）企業(yè)與學研方演化博弈模型

企業(yè)在與學研方協(xié)同創(chuàng)新過程中，由于企業(yè)需要實際技術(shù)，追求的是利益最大化。而學研方是技術(shù)的研發(fā)者，缺乏的是把技術(shù)市場化的資金。又由于雙方掌握的信息不完全，在協(xié)同創(chuàng)新過程中構(gòu)成一對博弈主體。那么，學研方采取合作的概率為x2；企業(yè)愿意采取合作的概率為y2。則企業(yè)與學研方之間的支付矩陣為表2。

（三）政府與學研方的演化博弈模型

在該模型中，學研方為是否愿意參與協(xié)同創(chuàng)新的一方，政府為是否支持協(xié)同創(chuàng)新活動的一方。雙方追求的目標和承擔的責任不一樣，且都掌握的信息不完全，因此構(gòu)成一對博弈主體。那么假設學研方參與協(xié)同創(chuàng)新的概率為x3，政府支持協(xié)同創(chuàng)新的概率為y3。學研方與政府的支付矩陣如表3。

三、演化博弈模型穩(wěn)定性分析

在2×2演化博弈復制動態(tài)系統(tǒng)中，判斷該演化系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)是否為演化穩(wěn)定策略的方法是：首先通過分析博弈主體一方的演化穩(wěn)定性，即利用df（x）dx<0來進行判斷；[9]其次利用Friedman提出的利用雅克比行列式來分析其局部穩(wěn)定性。[10]其中，利用J代表雅克比矩陣，則detJ為該矩陣的行列式，trJ為該矩陣的跡。當detJ>0且trJ<0時，該系統(tǒng)的狀態(tài)為演化穩(wěn)定狀態(tài)ESS。

（一）政府與企業(yè)的演化博弈模型穩(wěn)定性分析

該系統(tǒng)的雅克比矩陣為：

圖2政府復制動態(tài)相圖由以上分析可知：當政府部門對協(xié)同創(chuàng)新投入的成本減去對企業(yè)因違反協(xié)同創(chuàng)新規(guī)則的懲罰大于因政府部門失職而受到的上級部門懲罰時，不管企業(yè)是否參與協(xié)同創(chuàng)新，政府都將不支持協(xié)同創(chuàng)新；當這二者之差小于因政府失職而受到上級相關部門的懲罰時，企業(yè)選擇協(xié)同創(chuàng)新的概率的大小決定政府部門是否支持。產(chǎn)生該結(jié)果的原因是博弈雙方信息的不對稱。

3.政府與企業(yè)的整體穩(wěn)定性分析

可知，當該系統(tǒng)處于I區(qū)時，該演化博弈將收斂于（1，0），即企業(yè)采取協(xié)同創(chuàng)新策略，政府選擇不支持；當系統(tǒng)位于Ⅱ區(qū)時，該演化博弈收斂于（1，1），即政府支持，企業(yè)也積極參與協(xié)同創(chuàng)新；當系統(tǒng)位于Ⅲ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，1），即政府支持協(xié)同創(chuàng)新，企業(yè)采取不協(xié)同策略；當系統(tǒng)位于Ⅳ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，0），即政府不支持，企業(yè)不參與協(xié)同創(chuàng)新。從以上分析可知，系統(tǒng)具體會沿何種路徑達到何種狀態(tài)，與博弈的支付矩陣以及博弈發(fā)生時的初始狀態(tài)密切相關。該系統(tǒng)具有復雜系統(tǒng)演化特征，（a，b）是該系統(tǒng)演化特征改變的閾值，當系統(tǒng)的初始狀態(tài)在這兩個值附近時，初始狀態(tài)的微小變化將影響到該系統(tǒng)的最終結(jié)果，這表明系統(tǒng)對初始條件具有非常強的敏感性。[12]

（二）企業(yè)與學研方的演化博弈模型穩(wěn)定性分析

同理可知，企業(yè)與學研方系統(tǒng)的五個平衡點為（0，0）、（0，1）、（1，0）、（1，1）、（CrR，C（1-r）R），其中令（c，d）=（CrR，C（1-r）R），該點為鞍點。各平衡點的行列式與跡如表5，所對應的復制動態(tài)相圖如企業(yè)與學研方的系統(tǒng)演化動態(tài)相圖4所示。

可知，當該系統(tǒng)處于I區(qū)時，該演化博弈將收斂于（1，0），即學研方采取協(xié)同創(chuàng)新策略，企業(yè)不采取協(xié)同策略；當系統(tǒng)位于Ⅱ區(qū)時，該演化博弈收斂于（1，1），即企業(yè)和學研方都積極參與協(xié)同創(chuàng)新；當系統(tǒng)位于Ⅲ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，1），即企業(yè)采取協(xié)同創(chuàng)新策略，學研方采取不協(xié)同策略；當系統(tǒng)位于Ⅳ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，0），即政府和學研方均不參與協(xié)同創(chuàng)新。從以上分析可知，系統(tǒng)具體會沿何種路徑達到何種狀態(tài)，與博弈的支付矩陣以及博弈發(fā)生時的初始狀態(tài)密切相關。當系統(tǒng)的初始狀態(tài)在系統(tǒng)演化特征改變的閾值（e，f）附近時，初始狀態(tài)的微小變化將對系統(tǒng)的最終結(jié)果產(chǎn)生影響，表明系統(tǒng)對初始條件具有較強的敏感性。

（三）政府與學研方的演化博弈模型穩(wěn)定性分析

由該系統(tǒng)的復制動態(tài)相圖可知，當該系統(tǒng)處于I區(qū)時，該演化博弈將收斂于（1，0），即學研方采取協(xié)同創(chuàng)新策略，政府選擇不支持；當系統(tǒng)位于Ⅱ區(qū)時，該演化博弈收斂于（1，1），即政府支持，學研方也積極參與協(xié)同創(chuàng)新；當系統(tǒng)位于Ⅲ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，1），即政府支持協(xié)同創(chuàng)新，學研方采取不協(xié)同策略；當系統(tǒng)位于Ⅳ區(qū)時，該演化博弈收斂于（0，0），即政府不支持，學研方不參與協(xié)同創(chuàng)新。從以上分析可知，系統(tǒng)具體會沿何種路徑達到何種狀態(tài)，與博弈的支付矩陣以及博弈發(fā)生時的初始狀態(tài)密切相關。當系統(tǒng)的初始狀態(tài)在系統(tǒng)演化特征改變的閾值（e，f）附近時，初始狀態(tài)的微小變化將對系統(tǒng)的最終結(jié)果產(chǎn)生影響，表明系統(tǒng)對初始條件具有較強的敏感性。

四、結(jié)論

政府、企業(yè)以及學研方在進行協(xié)同創(chuàng)新時，每個參與主體在進行演化博弈過程中，具體會采取何種策略，選擇何種合作方式與系統(tǒng)的初始狀態(tài)的閾值有很大關系，初始狀態(tài)的微小變化將對系統(tǒng)的最終結(jié)果產(chǎn)生影響，表明系統(tǒng)對初始條件具有較強的敏感性。

政府與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新時，政府是否支持協(xié)同創(chuàng)新活動的進行與政府的政策支持力度、政府失職時受到的懲罰程度以及企業(yè)違反協(xié)同創(chuàng)新規(guī)則的期望懲罰有關；企業(yè)積極主動參與協(xié)同創(chuàng)新的程度與其參與該協(xié)同創(chuàng)新需投入的成本大小、收益大小、政府的支持力度和違反規(guī)則時受懲罰強度有密切關系。要想更好地促進該協(xié)同創(chuàng)新活動的進行，企業(yè)要科學規(guī)劃，積極引進先進技術(shù)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)環(huán)保低碳生產(chǎn)。政府應積極采用現(xiàn)代先進技術(shù)提高自身監(jiān)督的有效性，并通過加大支持力度、設置合理的獎懲措施來激勵企業(yè)參與協(xié)同創(chuàng)新。

企業(yè)與學研方在進行協(xié)同創(chuàng)新時，雙方之間積極的協(xié)同創(chuàng)新能使資源配置達到最優(yōu)化，并能夠為雙方帶來更多的收益。但如果雙方之間一方采取機會主義行為，那么即便采取機會主義的一方暫時會獲得相對豐厚的收益，但對于以后該方的信譽的影響所造成的利益損失會更大。因此產(chǎn)學研雙方積極合作，彼此信任才是協(xié)同創(chuàng)新長期合作的最佳策略。

政府與學研方協(xié)同創(chuàng)新時，政府是否支持協(xié)同創(chuàng)新活動的進行與政府的支持成本、政府失職時受到上級部門的處罰以及對學研方違反協(xié)同創(chuàng)新規(guī)則的期望懲罰有關；學研方是否積極參與協(xié)同創(chuàng)新與其參與該協(xié)同創(chuàng)新需投入的成本大小、收益大小、政府的支持力度和違反規(guī)則時受懲罰強度有密切關系。要想更好地促進該協(xié)同創(chuàng)新活動的進行，學研方要努力提高自身科研技術(shù)水平，提高自身將科技成果市場化的能力；政府應積極采用現(xiàn)代先進技術(shù)提高自身監(jiān)督的有效性，并通過加大支持力度、設置合理的獎懲措施積極有效地激勵學研方參與協(xié)同創(chuàng)新。

政府作為政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的主體行政機構(gòu)，可通過建立相關的法律條文來提高產(chǎn)學研雙方之間的信任度，使彼此之間的信任更加理智化，降低協(xié)同創(chuàng)新過程中由于不信任而帶來的合作風險，更好地促進協(xié)同創(chuàng)新活動的進行。

參考文獻：

[1]孫慶文，陸柳，嚴廣樂，等.不完全信息條件下演化博弈均衡的穩(wěn)定性分析[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2003，11-16.

[2]王永平，孟衛(wèi)東.供應鏈企業(yè)競爭合作機制的演化博弈分析[J].管理工程學報，2004（2）：16-21.

[3]楊偉娜，潘杰義，詹美求.企業(yè)與大學合作創(chuàng)新過程中信任機制研究[J].中國青年科技，2007，152：50-55.

[4]馮業(yè)成，劉嘉，張虎.政府一高校一企業(yè)協(xié)同的產(chǎn)學研合作模式探索與實踐.科技進步與對策，2012，29（22）：67-70.

[5]王子龍，許簫迪.政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的演化博弈分析[J].科技與經(jīng)濟，2013，26（154）：16-20.

[6]張煊，孫躍.產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡的創(chuàng)新效率研究——來自中國省域產(chǎn)學研合作的數(shù)據(jù)證明[J].山西財經(jīng)大學學報，2014（6）：59-66.

[7]Bonaccors， Piccalnga. A Theoretical Framework for the Evaluation of University Industry Relationships [J]. R&D Management， 2007， 24 （3）： 229-247.

[8]Lorens A.Imhof·Martin A.Nowak.Evolutionary Game Dynamics in a Wright-Fisher Process[J].Journal of Mathematical Biology，2006，52（5）：667-681.

[9]代應，何開倫.廢舊產(chǎn)品資源化逆向物流運作模式比較研究[J].計算機工程與應用，2010（4）：223-224.

[10]Friedman D.Evolutionary Games in Economics[J].Econometrica，1991（59）：637-666.

[11]付茂林，劉朝明.煤炭安全監(jiān)察進化博弈分析[J].系統(tǒng)管理學報，2007，16（5）：579-584.

[12]范如國.博弈論[M].武漢：武漢大學出版社，2011：288-310.

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