武器裝備預(yù)先研究協(xié)同創(chuàng)新演化博弈分析

喬哲 李云龍

(1.裝備學(xué)院，北京101416;2.中國人民解放軍96542 部隊(duì)，河南 洛陽471399)

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，武器裝備特別是高技術(shù)武器裝備的科技含量越來越高，涉及的專業(yè)領(lǐng)域、知識(shí)類別和人才種類越來越多［1］，現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新的非線性和相互依賴性特點(diǎn)決定了武器裝備科研生產(chǎn)專業(yè)化分工越來越細(xì)，涉及的技術(shù)領(lǐng)域越來越窄，這種矛盾導(dǎo)致單個(gè)裝備承研、承制單位很難完全依靠自身力量開發(fā)出高質(zhì)量、具有先進(jìn)水平的武器裝備，故開展協(xié)同創(chuàng)新，組織全社會(huì)的優(yōu)勢(shì)技術(shù)力量實(shí)施合作開發(fā)，成為我軍武器裝備發(fā)展的必然選擇。

裝備的預(yù)先研究為研制新型裝備提供技術(shù)支撐，為改進(jìn)現(xiàn)役裝備的性能提供實(shí)用的技術(shù)成果，為國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和裝備發(fā)展提供技術(shù)儲(chǔ)備，為縮短裝備研制周期、降低裝備研制風(fēng)險(xiǎn)提供服務(wù)，是發(fā)展新型裝備的技術(shù)先導(dǎo)［2］。在協(xié)同創(chuàng)新過程中，裝備預(yù)研主體是否應(yīng)該進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新取決于協(xié)同創(chuàng)新能否帶來更高的收益。不同主體的各自發(fā)展條件不同，創(chuàng)新能力有所差別。如果一部分主體由于進(jìn)行了協(xié)同創(chuàng)新取得了更高的收益而不斷發(fā)展壯大，其他主體就會(huì)效仿這部分主體的行為，這種行為就逐步獲得了穩(wěn)定性而達(dá)到均衡。相反，如果這部分主體遭遇了挫折、蒙受了損失，同樣會(huì)給其他主體帶來警示作用，使其他主體更加謹(jǐn)慎地面對(duì)協(xié)同創(chuàng)新，這種行為就會(huì)被淘汰，而原來的狀態(tài)保持其穩(wěn)定性達(dá)到均衡。由此可以清楚地看出，武器裝備預(yù)先研究協(xié)同創(chuàng)新中的主體通過相互之間的學(xué)習(xí)與模仿不斷調(diào)整和改進(jìn)自己的行為，而不是一次性決策的結(jié)果，即使經(jīng)過初始博弈就達(dá)到了均衡，也可能受擾動(dòng)因素影響而再次偏離。演化博弈理論基于有限理性的群體，不依賴?yán)硇约僭O(shè)這個(gè)前提，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)達(dá)到博弈均衡的漸進(jìn)過程，對(duì)于分析復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)關(guān)系具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，所以演化博弈理論對(duì)于裝備預(yù)先研究協(xié)同創(chuàng)新主體之間的博弈決策具有很強(qiáng)的適用性。

2 模型假設(shè)與構(gòu)建

裝備預(yù)先研究涉及應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和先期技術(shù)開發(fā)［3］，是從知識(shí)到技術(shù)的過渡階段，承研單位主要是取得資質(zhì)的科研院所和高校，還有部分科研能力非常強(qiáng)的企業(yè)內(nèi)部研究機(jī)構(gòu)，所以，可以把科研機(jī)構(gòu)和高?？醋餮b備預(yù)研階段的參與群體。本文主要分析參與群體之間的博弈關(guān)系:設(shè)承研單位a和b為參與裝備預(yù)研的兩個(gè)群體，承研單位a的選項(xiàng)為是否與承研單位b進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，承研單位b的選項(xiàng)為是否與承研單位a進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，而軍隊(duì)根據(jù)承研單位的策略，選擇是否對(duì)承研單位實(shí)施政策或資金支持。博弈建立在承研單位的有限理性基礎(chǔ)上，屬于不完全信息博弈。

2.1 博弈假設(shè)

(1)參數(shù)設(shè)置。Ia和Ib分別為承研單位a和承研單位b在不進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新時(shí)的正常收益;Ra和Rb分別為承研單位a和承研單位b提供的共享創(chuàng)新資源參數(shù)，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備的共享利用、技術(shù)人才的交流、技術(shù)成果的有償使用等;Pa和Pb分別為承研單位a和承研單位b對(duì)共享創(chuàng)新資源的學(xué)習(xí)、利用、吸收、轉(zhuǎn)化能力參數(shù)，可以得出，RbPa和RaPb分別為承研單位a和承研單位b采取協(xié)同創(chuàng)新策略時(shí)的收益;Qa和Qb分別為承研單位a和承研單位b因協(xié)同創(chuàng)新導(dǎo)致的知識(shí)技術(shù)外溢風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)，可以得出，RaQa和RbQb分別為承研單位a和承研單位b采取協(xié)同創(chuàng)新策略時(shí)的損失;μ為軍隊(duì)為支持協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)提供的支持資金，α(0 ≤α≤1)為軍隊(duì)支持承研單位a的比例，1- α為軍隊(duì)支持承研單位b的比例。且存在約束條件RaQa - αμ ＜RbPa，RbQb -(1-α)μ ＜RaPb，即承研單位進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新的收益大于其成本與軍隊(duì)的資助之差，以構(gòu)成協(xié)同創(chuàng)新的可能性。

(2)信息情況。博弈屬于有限理性的不完全信息博弈。

(3)承研單位a的策略集合為{協(xié)同創(chuàng)新，獨(dú)立創(chuàng)新}，承研單位b的策略集合同樣為{協(xié)同創(chuàng)新，獨(dú)立創(chuàng)新}。假設(shè)承研單位a會(huì)先行動(dòng)，并選擇策略。

(4)假設(shè)承研單位a在裝備預(yù)研階段選擇協(xié)同創(chuàng)新的概率為x，選擇獨(dú)立創(chuàng)新的概率為1- x;承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新的概率為y，選擇獨(dú)立創(chuàng)新的概率為1- y，其中，0 ≤x≤1，0 ≤y≤1。

2.2 博弈收益

基于上述假設(shè)關(guān)系，承研單位a和承研單位b之間的博弈支付矩陣見表1。

表1 承研單位a 和b 之間的博弈支付矩陣

由博弈支付矩陣得到承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新的期望得益Ua1、選擇獨(dú)立創(chuàng)新的期望得益Ua2、群體平均收益Ua分別為:

可以得到承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的復(fù)制者動(dòng)態(tài)方程為:

此方程表示承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率隨時(shí)間的增長(zhǎng)率。

同理，從裝備預(yù)研階段博弈支付矩陣中得到承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新的期望得益Ub1、選擇不協(xié)同創(chuàng)新的期望得益Ub2、群體平均收益為Ub分別為:

承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的復(fù)制者動(dòng)態(tài)方程為:

此方程表示承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率隨時(shí)間的增長(zhǎng)率。

3 主體協(xié)同的演化穩(wěn)定策略

3.1 承研單位a 的演化穩(wěn)定策略

由F'(x)=(1-2x)(RbPay - RaQa + αμ)可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)'(x)=0，即所有X軸上的點(diǎn)都是穩(wěn)定狀態(tài);考慮擾動(dòng)因素的影響，當(dāng)y ＞時(shí)，F(xiàn)'(0)＞0，F(xiàn)'(1)＜0，則x =1 是演化穩(wěn)定策略;當(dāng)時(shí)，F(xiàn)'(0)＜0，F(xiàn)'(1)＞0，則x =0 是演化穩(wěn)定策略。圖1 給出了以上三種情況的復(fù)制者動(dòng)態(tài)相位圖和穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 承研單位b 的演化穩(wěn)定策略

由F'(y)=(1-2y)［RaPbx - RbQb +(1-α)μ］可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)'(y)=0，即所有Y軸上的點(diǎn)都是穩(wěn)定狀態(tài);考慮擾動(dòng)因素的影響，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)'(0)＞0，F(xiàn)'(1)＜0，則y =1 是演化穩(wěn)定策略;當(dāng)x ＜時(shí)，F(xiàn)'(0)＜0，F(xiàn)'(1)＞0，則y =0 是演化穩(wěn)定策略。圖2 給出了以上三種情況的復(fù)制者動(dòng)態(tài)相位圖和穩(wěn)定狀態(tài)。

4 主體協(xié)同的演化及參數(shù)分析

4.1 承研單位博弈策略演化分析

將上述承研單位a和承研單位b的復(fù)制者動(dòng)態(tài)相位圖在同一坐標(biāo)平面表示，如圖3 所示。

由圖3 箭頭指向可知，O(0，0)和B(1，1)為承研單位a和b的演化穩(wěn)定策略均衡點(diǎn)，當(dāng)初始值落在OXSY區(qū)域時(shí)，將最終收斂到演化穩(wěn)定策略［獨(dú)立創(chuàng)新，獨(dú)立創(chuàng)新］，即所有的承研單位都選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略。當(dāng)初始值落在XSYB區(qū)域時(shí)，將最終收斂到演化穩(wěn)定策略［協(xié)同創(chuàng)新，協(xié)同創(chuàng)新］，即所有的承研單位都選擇協(xié)同創(chuàng)新策略。X(1，0)和Y(0，1)是承研單位a和b的博弈演化不穩(wěn)定點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的策略分別是［協(xié)同創(chuàng)新，獨(dú)立創(chuàng)新］和［獨(dú)立創(chuàng)新，協(xié)同創(chuàng)新］，S(x，y)是鞍點(diǎn)。

通過圖3 可知，承研單位a的策略調(diào)整是以y作為臨界點(diǎn)表示的是裝備預(yù)先研究階段承研單位a預(yù)期承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例，這個(gè)比例對(duì)承研單位a的策略選擇有決定性影響。當(dāng)時(shí)，承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例較高，承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略具有演化穩(wěn)定性;同樣，當(dāng)y ＜時(shí)，承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例較低，承研單位a選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略具有演化穩(wěn)定性。

同樣，承研單位b的策略調(diào)整以x =為臨界點(diǎn)表示的是裝備預(yù)先研究階段承研單位b預(yù)期承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例，這個(gè)比例對(duì)承研單位b的策略選擇有決定性影響。 當(dāng)x ＞時(shí)，承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例較高，承研單位b選擇協(xié)同創(chuàng)新策略具有演化穩(wěn)定性;同樣，當(dāng)時(shí)，承研單位a選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的比例較低，承研單位b選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略具有演化穩(wěn)定性。

4.2 參數(shù)變化對(duì)演化博弈行為的影響

(1)承研單位提供的共享創(chuàng)新資源Ra和Rb。裝備預(yù)研單位提供的共享創(chuàng)新資源的多少將影響承研單位的策略選擇，若其他參數(shù)保持不變，Ra和Rb的值越大，則導(dǎo)致承研單位參與協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)的收益RbPa和RaPb越大，即圖3 中XSYB區(qū)域的面積越大(初始博弈策略落在該區(qū)域的概率越大)，演化系統(tǒng)收斂于B(1，1)點(diǎn)的概率越大，承研單位選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率越大;反之，Ra和Rb的值越小，承研單位選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略的概率越大。

(2)承研單位的學(xué)習(xí)、利用、吸收、轉(zhuǎn)化能力參數(shù)Pa和Pb。若其他參數(shù)不變，Pa和Pb越大則導(dǎo)致承研單位參與協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)產(chǎn)生的收益RbPa和RaPb越大，即圖3 中XSYB區(qū)域的面積越大(初始博弈策略落在該區(qū)域的概率越大)，演化系統(tǒng)收斂于B(1，1)點(diǎn)的概率越大。承研單位選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率越大;反之，Pa和Pb的值越小，承研單位選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略的概率越大。

(3)承研單位的知識(shí)技術(shù)外溢風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Qa和Qb。若其他參數(shù)不變，Qa和Qb越大則導(dǎo)致承研單位參與協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)產(chǎn)生的損失RaQa和RbQb越大，即圖3 中XSYB區(qū)域的面積越大(初始博弈策略落在該區(qū)域的概率越大)，演化系統(tǒng)收斂于B(1，1)點(diǎn)的概率越大。承研單位選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率越大;反之，Qa和Qb的值越小，承研單位選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略的概率越大。

(4)軍隊(duì)支持協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)提供的政策資金支持μ。若其他參數(shù)不變，μ越大則表示承研單位得到的政策資金支持αμ和(1- α)μ越大，即圖3 中XSYB區(qū)域的面積越大(初始博弈策略落在該區(qū)域的概率越大)，演化系統(tǒng)收斂于B(1，1)點(diǎn)的概率越大。承研單位選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的概率越大;反之，μ的值越小，承研單位選擇獨(dú)立創(chuàng)新策略的概率越大。

(5)軍隊(duì)支持協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)提供的政策資金支持的比例α和1- α。若其他參數(shù)不變，α越大則承研單位a得到的政策資金支持αμ越大，承研單位b得到的政策資金支持(1- α)μ越小，所以軍隊(duì)可以根據(jù)承研單位的創(chuàng)新資源水平、協(xié)同創(chuàng)新收益系數(shù)、協(xié)同創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和軍隊(duì)支持資金的總額度來調(diào)整α值，使系統(tǒng)演化更有利于趨向B點(diǎn)。

5 建議

5.1 確保創(chuàng)新主體利益，充分調(diào)動(dòng)積極性

在整個(gè)武器裝備發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)中，各類創(chuàng)新主體間復(fù)雜的合作、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系使他們?cè)谖淦餮b備發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新過程中形成了多元化的利益關(guān)系。武器裝備發(fā)展創(chuàng)新活動(dòng)的高風(fēng)險(xiǎn)性和高收益性使得協(xié)同創(chuàng)新主體之間的利益關(guān)系復(fù)雜化，各種矛盾也凸顯出來，只有當(dāng)創(chuàng)新主體之間的利益關(guān)系平衡，武器裝備發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新才能順利進(jìn)行，協(xié)同創(chuàng)新的效應(yīng)才會(huì)顯現(xiàn)出來。要通過制定公平合理的利益分配方案，完善政府和軍隊(duì)的利益補(bǔ)償制度，建立創(chuàng)新主體利益訴求和溝通渠道，構(gòu)建有效的矛盾預(yù)警和防范體系等方法措施確保創(chuàng)新主體利益。

5.2 制定利好政策，推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新體制建設(shè)

在促進(jìn)裝備預(yù)研協(xié)同創(chuàng)新的過程中，軍隊(duì)要發(fā)揮橋梁和紐帶作用。首先，軍隊(duì)可以對(duì)協(xié)同創(chuàng)新提供資金支持，引導(dǎo)不同的創(chuàng)新主體參加到同一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目中來，使創(chuàng)新主體通過項(xiàng)目合作逐步結(jié)識(shí)并成為合作伙伴;其次，可以創(chuàng)造良好的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，倡導(dǎo)不同的創(chuàng)新主體自發(fā)進(jìn)行項(xiàng)目合作，解除創(chuàng)新主體進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)顧慮，使其能夠在優(yōu)越的大環(huán)境下取得發(fā)展進(jìn)步;再次，軍隊(duì)作為裝備預(yù)研項(xiàng)目的主導(dǎo)者，可以作為超越局部利益的項(xiàng)目協(xié)調(diào)者來推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新。

5.3 建立溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，發(fā)揮協(xié)同主體的主動(dòng)性

協(xié)調(diào)溝通機(jī)制遵循以較小的代價(jià)、較高的效率來保證協(xié)同創(chuàng)新的運(yùn)行為原則，協(xié)同主體針對(duì)協(xié)同創(chuàng)新的要素環(huán)節(jié)，通過協(xié)調(diào)溝通意識(shí)培養(yǎng)、制度建立、內(nèi)容充實(shí)、渠道擴(kuò)寬等幾個(gè)環(huán)節(jié)，使彼此相互配合、協(xié)同工作，產(chǎn)生“1 +1 ＞2”的整體效應(yīng);其次，要設(shè)置反饋過程，進(jìn)行不斷地充實(shí)、整改、深化與完善機(jī)制，強(qiáng)調(diào)意識(shí)、制度、內(nèi)容、渠道等四個(gè)方面的溝通協(xié)調(diào)因素對(duì)協(xié)同創(chuàng)新效果的影響。

5.4 重視協(xié)同伙伴選擇，促進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新運(yùn)行

協(xié)同創(chuàng)新的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)勢(shì)最大化而提升武器裝備的自主創(chuàng)新能力，按照“主體優(yōu)勢(shì)識(shí)別—協(xié)同優(yōu)勢(shì)培育—綜合優(yōu)勢(shì)形成”的發(fā)展過程提升綜合創(chuàng)新能力，產(chǎn)出更多的創(chuàng)新成果。裝備預(yù)研協(xié)同創(chuàng)新運(yùn)行過程會(huì)出現(xiàn)不同行業(yè)、不同領(lǐng)域成員的進(jìn)出與合作，他們?cè)诳蒲袑?shí)力、組織結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、體制機(jī)制等多方面存在著諸多差異，所以協(xié)同伙伴的選擇問題是影響協(xié)同穩(wěn)定性和成員自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何權(quán)衡多種因素，對(duì)潛在的合作伙伴的特征信息加以考察、分析、評(píng)估和甄別都顯得特別重要。協(xié)同伙伴選擇重點(diǎn)需要把握信任關(guān)系的培養(yǎng)、技術(shù)兼容性和互補(bǔ)性、收益平等性和共贏性、組織靈活性和擴(kuò)展性、綜合效益性和風(fēng)險(xiǎn)性。

5.5 保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成協(xié)同創(chuàng)新氛圍

協(xié)同創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)存在固有沖突，主體之間還存在公開透明度不夠、學(xué)習(xí)能力欠缺、協(xié)作經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間較少、彼此文化距離疏遠(yuǎn)等障礙因素，加之國防技術(shù)轉(zhuǎn)移中知識(shí)產(chǎn)權(quán)劃分不清晰、評(píng)估制度缺失等現(xiàn)實(shí)情況迫切需要知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制的構(gòu)建。要通過進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)法律法規(guī)的完善和政策的制定，設(shè)立專門的技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，建立信息流通及管理制度，權(quán)利劃分方式及保護(hù)，構(gòu)建知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)量與價(jià)值評(píng)估體系等方法措施來保護(hù)裝備預(yù)研協(xié)同創(chuàng)新的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

5.6 加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理，排除協(xié)同創(chuàng)新隱患

裝備預(yù)研協(xié)同創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)管理就是指創(chuàng)新主體通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的預(yù)判、識(shí)別和評(píng)估，采取合理的方法措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行有效控制，盡可能地減少協(xié)同創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)帶來的損失和后果，以較低成本實(shí)現(xiàn)較高安全的管理活動(dòng)。加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理要認(rèn)清風(fēng)險(xiǎn)的來源，建立風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的責(zé)任制度，提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)判的能力，定性定量結(jié)合進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，采取有效方法措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。

［1］ 趙慧.武器裝備研制生產(chǎn)過程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理研究［D］. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011.

［2］ 全軍軍事術(shù)語管理委員會(huì)，軍事科學(xué)院. 中國人民解放軍軍語［M］.北京:軍事科學(xué)出版社，2011.

［3］ 馮敬.軍民融合式國防科技創(chuàng)新體系建設(shè)研究［D］. 鄭州:解放軍信息工程大學(xué)，2011.

［4］ 陳勁.協(xié)同創(chuàng)新［M］.杭州:浙江大學(xué)出版社，2012.