科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新過程的博弈分析

馮朝軍

〔重慶電子工程職業(yè)學(xué)院,重慶 401331〕

企業(yè)經(jīng)濟(jì)

科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新過程的博弈分析

馮朝軍

〔重慶電子工程職業(yè)學(xué)院,重慶 401331〕

技術(shù)創(chuàng)新是科技型中小企業(yè)成長(zhǎng)和發(fā)展的基礎(chǔ)，集群創(chuàng)新為中小企業(yè)的發(fā)展提供了一條非常有效的途徑。為了分析集群中企業(yè)對(duì)于合作或背叛策略的選擇，探求影響企業(yè)進(jìn)行策略選擇的決定性因素，以集群中的科技型中小企業(yè)為研究對(duì)象，以演化博弈的復(fù)制動(dòng)態(tài)方法為工具，構(gòu)建演化博弈模型，分析我國(guó)科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新的運(yùn)行機(jī)制和協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)原理，為政府制訂相關(guān)政策提供決策依據(jù)。

科技型中小企業(yè)；集群創(chuàng)新；演化博弈

一、引言

科技型中小企業(yè)是以科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)移以及高科技產(chǎn)品和服務(wù)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)。這類企業(yè)一般由科技人員創(chuàng)建，具有較高的科技含量，建設(shè)啟動(dòng)所需資金不多，建成的周期較短，管理成本相對(duì)低廉，組織結(jié)構(gòu)靈活，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新活力等特點(diǎn)[1]，和一般的中小企業(yè)相比，有著明顯的特征和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、培育新產(chǎn)業(yè)提高經(jīng)濟(jì)活力和競(jìng)爭(zhēng)力、擴(kuò)大就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用，已成為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定快速增長(zhǎng)的重要支撐力量。在科技型中小企業(yè)的成長(zhǎng)過程中，能夠通過自身的不斷創(chuàng)新使企業(yè)形成較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但是由于企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新過程中需要高投入，創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)也較高，使得單個(gè)企業(yè)不具備充足的資源與實(shí)力來進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)，如果能夠同其他企業(yè)和機(jī)構(gòu)通過橫向聯(lián)合進(jìn)行集群創(chuàng)新，就可以在資源和實(shí)力上得以彌補(bǔ)，同時(shí)又可以在一定程度上分散創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享。因此企業(yè)在創(chuàng)新過程中為了實(shí)現(xiàn)自身利益的最大化，除了競(jìng)爭(zhēng)之外還必須有彼此間的協(xié)作，通過協(xié)作實(shí)現(xiàn)互利共贏。為了揭示企業(yè)在集群創(chuàng)新過程中的協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)過程和演化機(jī)制，本文將構(gòu)建演化博弈模型，從理論上分析企業(yè)進(jìn)行合作創(chuàng)新的條件，探求影響企業(yè)之間進(jìn)行合作的影響因素，論證在高科技產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展過程中集群創(chuàng)新的合理性和必然性。

二、 基本假設(shè)和模型的建立

演化博弈論(EvolutionaryGameTheory)又叫進(jìn)化博弈論，起源于達(dá)爾文的生物進(jìn)化論，是20世紀(jì)60年代在揭示生態(tài)現(xiàn)象時(shí)產(chǎn)生的理論方法，是博弈理論的新發(fā)展。演化博弈論與傳統(tǒng)的博弈論所研究的對(duì)象不同，傳統(tǒng)的博弈論是以參與者的完全理性為基礎(chǔ)的，假設(shè)參與者具有使自己支付最大化的主觀意識(shí)和應(yīng)對(duì)對(duì)手策略的最優(yōu)反應(yīng)能力，然而這個(gè)嚴(yán)格的假設(shè)在現(xiàn)實(shí)中是不可能完全成立的。而在演化博弈中，并不要求參與者有完全理性，它強(qiáng)調(diào)參與者的選擇行為可以依據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)和模仿他人的行為，在博弈的過程中來學(xué)習(xí)博弈，也就是將博弈看作是一個(gè)不斷演化的過程。從而演化博弈把具有主觀選擇行為的參與者，從人類擴(kuò)展到了包括動(dòng)物、植物和組織等在內(nèi)的有機(jī)體。到了70年代，英國(guó)生物學(xué)家JohnMaynardSmith和G..R.Price于1973年在研究生態(tài)進(jìn)化過程時(shí)，將生物界的進(jìn)化理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)的博弈理論相結(jié)合，提出了演化博弈分析模型和理論的基本均衡概念——進(jìn)化穩(wěn)定策略(EvolutionaryStableStrategy,ESS)[2]，創(chuàng)建了演化博弈論。到了1978年，由生物學(xué)家Jonker和Taylor在此基礎(chǔ)上提出了演化博弈論的動(dòng)態(tài)概念——模仿者動(dòng)態(tài)(ReplicatorDynamics)[3]，進(jìn)一步豐富了演化博弈的分析方法和基礎(chǔ)理論。國(guó)外學(xué)者KandoriM又進(jìn)一步指出在人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展中，經(jīng)濟(jì)行為就是有限的理性個(gè)人動(dòng)態(tài)博弈，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展還會(huì)不斷地發(fā)生適應(yīng)性的進(jìn)化[4]。國(guó)內(nèi)學(xué)者李少斌、高鴻楨在研究中使用演化博弈的分析方法解釋了企業(yè)家的形成問題[5]，羅發(fā)友、劉友金使用演化博弈的分析方法又揭示了集群內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新行為[6]。此后還有的學(xué)者應(yīng)用演化博弈模型研究了高科技企業(yè)之間研發(fā)合作創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)和機(jī)會(huì)等等。20世紀(jì)80年代以后，演化博弈論逐步發(fā)展成為演化經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)重要手段，正逐漸被廣泛應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域。由于本文要進(jìn)行的研究為了揭示集群創(chuàng)新過程中的演化機(jī)理，為了方便研究，本文不再區(qū)別參與合作的創(chuàng)新主體的屬性，在文中將創(chuàng)新主體稱作參與博弈的成員。

由于在創(chuàng)新活動(dòng)中各個(gè)成員的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作并不是一次性發(fā)生的行為，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)的不斷發(fā)展的連續(xù)過程，在博弈過程中各個(gè)成員還有可能根據(jù)條件的變化而適時(shí)地做出策略的調(diào)整，因此集群創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)博弈具有以下特點(diǎn)：

第一，博弈雙方行為的不確定性。由于集群內(nèi)的企業(yè)和科研院所都是相對(duì)獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，成員之間的行為主要是正對(duì)價(jià)值創(chuàng)造展開的，以一定時(shí)間內(nèi)的收益最大化為目標(biāo)，所以在創(chuàng)新過程中可能采取合作的行為，也可能采取背叛的行為，所以在整體上表現(xiàn)出成員行為的不確定性。

第二，成員行為的有限理性。作為合作創(chuàng)新的參與者，各個(gè)成員盡管有一定程度的理性分析和事后判斷能力，但是缺乏事先的預(yù)測(cè)能力，這就意味著當(dāng)一個(gè)成員采取某種決策所得的收益較差時(shí)，它會(huì)通過學(xué)習(xí)和模仿來改進(jìn)策略，并且隨著時(shí)間的變化，其策略也會(huì)逐漸的調(diào)整，最終趨于平衡。

第三，博弈的動(dòng)態(tài)性。成員之間的行為在博弈過程中不是保持不變的，而是根據(jù)對(duì)方的行為策略和所處的狀態(tài)而不斷地調(diào)整自己的行為，在博弈中體現(xiàn)了一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。

第四，博弈的反復(fù)性。成員之間的博弈行為并不是一次性發(fā)生的，而是在博弈過程中多次重復(fù)進(jìn)行，相互之間都可以掌握對(duì)方過去的策略和行為，并且博弈行為不會(huì)改變其博弈的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)狀態(tài)是內(nèi)部利益相關(guān)者重復(fù)博弈的均衡結(jié)果。

第五，博弈的非零和性。各個(gè)成員之間的競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同并不是零和博弈，博弈的結(jié)果可能出現(xiàn)各方雙贏或者共贏的局面。

在集群創(chuàng)新過程中的合作，可以是兩個(gè)創(chuàng)新參與主體之間的合作，也可以是多個(gè)創(chuàng)新參與主體之間的合作，為了深入分析和揭示競(jìng)爭(zhēng)與合作過程中的機(jī)理和運(yùn)行機(jī)制，本文運(yùn)用演化博弈的分析方法，主要對(duì)兩個(gè)合作成員之間的博弈過程進(jìn)行分析。

不失一般性，首先假定在集群中有兩個(gè)創(chuàng)新主體進(jìn)行博弈，分別稱作成員A和成員B，博弈雙方所采取的策略可能是合作行為，有時(shí)為了自身的利益也可能會(huì)發(fā)生背叛行為?，F(xiàn)在將成員A所采取的合作和背叛行為分別記作策略A1和策略A2，將成員B所采取合作和背叛行為分別記作策略B1和策略B2。成員A選擇合作行為的策略A1的概率記作x，選擇背叛行為的策略A2的概率記作(1-x)，其中x∈[0,1]；成員B選擇合作行為的策略B1的概率記作y，選擇背叛行為的策略B2的概率記作(1-y)，其中y∈[0,1]。當(dāng)博弈雙方均選擇合作行為的策略時(shí)，將成員A的收益記作a1，將成員B的收益記作b1；當(dāng)成員A選擇合作行為的策略A1而成員B選擇背叛行為的策略B2時(shí)，將成員A的收益記作a2，將成員B的收益記作b3；當(dāng)成員A選擇背叛行為的策略A2而成員B選擇合作行為的策略B1時(shí)，將成員A的收益記作a3，將成員B的收益記作b2；當(dāng)博弈雙方均選擇背叛行為策略時(shí)，將成員A的收益記作a4，將成員B的收益記作b4。除了收益之外，兩個(gè)創(chuàng)新主體在創(chuàng)新過程中還伴隨有成本的發(fā)生，所以將成員A選擇合作行為的策略A1時(shí)所發(fā)出生的成本記作c1，選擇背叛行為的策略A2時(shí)所發(fā)生的成本記作c2；將成員B選擇合作行為的策略B1時(shí)所發(fā)生的成本記作c3，選擇背叛行為的策略B2時(shí)所發(fā)生的成本記作c4。此處所涉及的成本不僅僅體現(xiàn)在物質(zhì)和金錢上，同時(shí)還包括企業(yè)的聲譽(yù)和其他無形資產(chǎn)等因素的綜合概念。

在設(shè)定了博弈雙方的收益和成本之后，在此基礎(chǔ)上就可以建立一個(gè)2×2的不對(duì)稱性的支付矩陣，如表1所示：

表1 成員A和B的演化博弈支付矩陣

三、 集群創(chuàng)新過程的演化博弈分析

從上述假定和博弈雙方成員的支付矩陣可以得出，若成員A選擇A1(合作)策略，則其期望收益為：

U(A1)=y(a1-c1)+(1-y)(a2-c1)

(1)

若成員A選擇A2(背叛)策略，則其期望收益為：

U(A2)=y(a3-c2)+(1-y)(a4-c2)

(2)

則成員A的平均期望為：

(3)

則其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為:

(4)

若成員B選擇B1(合作)策略，則其期望收益為：

U(B1)=x(b1-c3)+1(-x)(b2-c3)

(5)

若成員B選擇B1(背叛)策略，則其期望收益為：

U(B2)=x(b3-c4)+(1-x)(b4-c4)

則成員B的平均期望為：

y(x(b1-c3)+(1-x)(b2-c3))+(1-y)(x(b3-c4)+(1-x)(b4-c4))=

(b3-b4)x+(b2-b4-c3+c4)y+(b1-b2-b3+b4)xy+(b4-c4)

(6)

則其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

(7)

(8)

解該方程組(8)可得到5個(gè)平衡點(diǎn)，分別是:

(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)和

為了使表達(dá)式更加簡(jiǎn)潔，可設(shè)：M=(a1-a2-a3+a4),N=(a4-a2+c1-c2)

P=(b1-b2-b3+b4),Q=(b4-b2+c3-c4)

(9)

將方程組(8)所解出的5個(gè)平衡點(diǎn)分別代入雅可比矩陣(9)中分情況討論，經(jīng)分析可以得出：

1.第一種狀態(tài)

2.第二種狀態(tài)

在平衡點(diǎn)(0,1)處，當(dāng)

時(shí)，復(fù)制動(dòng)態(tài)系統(tǒng)呈穩(wěn)定狀態(tài)；

或者

時(shí)，只要同時(shí)滿足

3.第三種狀態(tài)

在平衡點(diǎn)(1,0)處，其中的相應(yīng)參數(shù)如果滿足條件：

如果其中相應(yīng)的系數(shù)滿足條件：

同時(shí)還要滿足：

4.第四種狀態(tài)

如果滿足

如果參數(shù)滿足條件：

同時(shí)還滿足

5.第五種狀態(tài)

四、 結(jié)論

根據(jù)兩個(gè)企業(yè)在集群中進(jìn)行合作創(chuàng)新的演化博弈過程中可以看出，博弈雙方成員在選擇了合作伙伴之后，都將試探性地選擇自己的創(chuàng)新策略，通過一輪的博弈之后，每個(gè)成員都根據(jù)彼此的策略總結(jié)自己的得失，再通過觀察對(duì)方所選擇的策略，得到了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)行自己策略的調(diào)整，通過反復(fù)博弈，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的平衡。

通過對(duì)五個(gè)平衡點(diǎn)進(jìn)行分析可以看出，如果其中有一方不愿意合作而選擇背叛策略都是我們不愿看到的，也就意味著雙方成員在進(jìn)行一段時(shí)間的集群創(chuàng)新之后，雙方都會(huì)分析和比較自身的成本和收益，導(dǎo)致至少一方會(huì)背叛合作而最終導(dǎo)致集群創(chuàng)新的失敗。上述模型分析中第五種狀態(tài)是一種非常理想的狀態(tài)，但是要實(shí)現(xiàn)這種合作共贏的結(jié)果，博弈雙方成員的收益與成本就需要滿足非常嚴(yán)格的狀態(tài)條件，即要滿足a1-a2-a3+a4>a4-a2+c1-c2且b1-b2-b3+b4>b4-b2+c3-c4，或者每輪的博弈過程中雙方成員的收益和成本同時(shí)滿足條件：((a1-a2-a3+a4)-(a4-a2+c1-c2))與((b1-b2-b3+b4)-(b4-b2+c3-c4))同正或同負(fù)，同時(shí)還要滿足(a1-a2-a3+a4)y<(a4-a2+c1-c2)與(b1-b2-b3+b4)x<(b4-b2+c3-c4)同時(shí)成立，在此基礎(chǔ)上才能夠博弈的雙方都選擇合作的行為策略，最終實(shí)現(xiàn)雙方合作共贏的理想效果。

通過博弈模型的分析可以看出，雙方企業(yè)在進(jìn)行集群創(chuàng)新的過程中，選擇合作伙伴的時(shí)候，每個(gè)企業(yè)首先要對(duì)潛在的合作對(duì)象的創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)還要仔細(xì)核算在同對(duì)方進(jìn)行合作創(chuàng)新過程中自身的收益和發(fā)生的費(fèi)用等情況，以及考慮到對(duì)方進(jìn)行合作創(chuàng)新的真實(shí)意愿，對(duì)合作對(duì)象在合作過程中所做出的合作策略的概率還要進(jìn)行全面評(píng)估。通過評(píng)估如果結(jié)果不能夠滿足上述第五種狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的兩個(gè)條件，那么這種合作就不會(huì)維持太久，要促進(jìn)集群內(nèi)部企業(yè)之間建立和維持良好的合作關(guān)系，單靠企業(yè)和市場(chǎng)行為還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要政府或者行業(yè)協(xié)會(huì)的組織制定和完善相應(yīng)的科技產(chǎn)業(yè)政策來協(xié)調(diào)集群內(nèi)部各個(gè)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作關(guān)系。

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(責(zé)任編輯：劉 陽)

2016-8-21

馮朝軍(1974-)，男，河南焦作人，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院副教授，博士，研究方向?yàn)樽顑?yōu)化理論與方法、科技創(chuàng)新管理。

10.3969/j.issn.2096-2452.2016.05.008

F273

A

2096-2452(2016)05-0032-05