科技企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新演化博弈與對策研究

楊 帆

(1.湖北第二師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院;2.湖北省教育云服務(wù)工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430205)

0 引言

科技企業(yè)及其相關(guān)主體形成了科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)絡(luò)上的合作關(guān)系本質(zhì)表現(xiàn)為多主體的動態(tài)演化博弈過程。如何引導(dǎo)科技企業(yè)及其相關(guān)主體實(shí)現(xiàn)正和博弈，達(dá)到雙贏多贏結(jié)果，將創(chuàng)新成果內(nèi)化成經(jīng)濟(jì)增長，需要對科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)下主體博弈進(jìn)行研究。這種演化特征表現(xiàn)為主體多樣性、自組織學(xué)習(xí)能力、自組織臨界、多元價(jià)值，技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的共生演化等。

有關(guān)政府對企業(yè)科技創(chuàng)新扶持政策的研究文獻(xiàn)較多，其中包括國外扶持中小企業(yè)科技創(chuàng)新政策對我國的借鑒研究[1-3]。在探究影響中小企業(yè)科技創(chuàng)新的因素方面，湯臨佳[4]等總結(jié)并梳理了荷蘭、英國、比利時(shí)等10余個(gè)國家和地區(qū)對中小企業(yè)的創(chuàng)新扶持政策后認(rèn)為，資金不足、科技落后、人才匱乏等是阻礙中小企業(yè)進(jìn)行的重要因素。覃巍、梁權(quán)熙[5]探究了西部地區(qū)中小企業(yè)創(chuàng)新成長能力因素，主要?dú)w納為企業(yè)年齡、企業(yè)規(guī)模、成長階段、企業(yè)原發(fā)性程度、制度環(huán)境、政府扶持、商會組織、領(lǐng)導(dǎo)者特征、創(chuàng)新模式等。在研究政府扶持中小企業(yè)科技創(chuàng)新的路徑方面，張韻君[6]采用內(nèi)容分析法，具體分析了國務(wù)院十二部委頒布的《關(guān)于支持中小企業(yè)科技創(chuàng)新的若干政策》，并在此基礎(chǔ)上提出合理布局及完善中小企業(yè)科技創(chuàng)新政策體系的方法；李樹培認(rèn)為[7]政府完全可以通過政策干預(yù)來推動企業(yè)自主創(chuàng)新，并打破企業(yè)科技創(chuàng)新的“比較優(yōu)勢陷阱”。此外，還有作者就政府對中小企業(yè)科技創(chuàng)新扶持的投入產(chǎn)出也有所研究，如政府對大中型工業(yè)企業(yè)R&D投入[8]、專利產(chǎn)出的影響[9]。

運(yùn)用演化博弈論方法探究政府扶持企業(yè)科技創(chuàng)新的研究相對較少，且相關(guān)研究基本上都是建立在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)或規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的情形[10,11]。如張莉[12]運(yùn)用演化博弈理論，在有限理性的假設(shè)前提下，借助科技創(chuàng)新利益主體非對稱性演化博弈分析的復(fù)制動態(tài)模型，對政府與中小企業(yè)之間的科技創(chuàng)新行為進(jìn)行博弈分析。崔祥民[13]為研究政府創(chuàng)業(yè)扶持對新生創(chuàng)業(yè)者創(chuàng)業(yè)行為的影響，借助演化博弈理論，構(gòu)建了政府與新生創(chuàng)業(yè)者交互過程的演化模型，研究了各種情景下交互系統(tǒng)均衡點(diǎn)的存在及其穩(wěn)定性。

1 科技企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的動態(tài)博弈結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新要素

1.1 博弈基本假設(shè)

假設(shè)1：演化博弈研究對象不是個(gè)體而是“種群”的行為，博弈方是從大的群體中隨機(jī)抽取的，其按照生物或者社會的方式反復(fù)進(jìn)行博弈。與科技創(chuàng)新相關(guān)的利益主體很多，本課題的博弈主體包括中小企業(yè)科技創(chuàng)新企業(yè)、大型科技創(chuàng)新企業(yè)和政府科技創(chuàng)新激勵(lì)方。

假設(shè)2：博弈雙方是有限理性，而且信息是不完全對稱的。博弈方在決策時(shí)不知道對方將采取何種策略，因此科技型企業(yè)會表現(xiàn)出3種行為方式：協(xié)同創(chuàng)新、獨(dú)立創(chuàng)新和不創(chuàng)新。可認(rèn)為以企業(yè)家為導(dǎo)向的科技型大企業(yè)多采用協(xié)同創(chuàng)新，而以市場為導(dǎo)向的科技型大企業(yè)開始時(shí)多采用獨(dú)立創(chuàng)新，科技型中小企業(yè)一般不創(chuàng)新。另外，政府科技創(chuàng)新激勵(lì)方有兩種行為方式：激勵(lì)和不激勵(lì)。雙方根據(jù)對方的策略不斷調(diào)整、改進(jìn)，以達(dá)到博弈均衡。

1.2 博弈矩陣

本研究中主要考慮兩種博弈行為，一種為無差別企業(yè)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，兩兩進(jìn)行博弈；另外一種是將企業(yè)劃分為大企業(yè)和中小型企業(yè)，兩種模式的博弈矩陣見表1、表2。

表1 無差別科技企業(yè)博弈矩陣

表2 科技型中小企業(yè)與科技型大企業(yè)博弈矩陣

1.3 創(chuàng)新要素與交互規(guī)則

e表示企業(yè)的核心競爭力，e1表示中小企業(yè)的核心競爭力，e2表示大企業(yè)的核心競爭力，R表示協(xié)同創(chuàng)新的利潤分配，R=0.5，R1表示中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的利潤分配，R2表示大企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新利潤分配，R1+R2=1，p表示協(xié)同創(chuàng)新成功的概率，p0表示企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新成功的概率，p1表示中小企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新成功的概率，p2表示大企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新成功的概率，u表示資源的協(xié)同利用效應(yīng)系數(shù)，c表示投入的科技成本，c1表示中小企業(yè)投入的科技成本，c2表示大企業(yè)投入的科技成本。

若企業(yè)有一方愿意協(xié)同創(chuàng)新，可根據(jù)具體的交互情況計(jì)算各自的收益。若企業(yè)節(jié)點(diǎn)為獨(dú)立的點(diǎn)，表明企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新或不創(chuàng)新，獨(dú)立創(chuàng)新根據(jù)矩陣計(jì)算收益，不創(chuàng)新的收益為0。

2 復(fù)制動態(tài)方程

2.1 無差別科技企業(yè)博弈矩陣

此博弈為對策博弈，演化主體是無差別的科技企業(yè)群，設(shè)x為選擇協(xié)同創(chuàng)新策略的企業(yè)的比例，則1-x為選擇獨(dú)立創(chuàng)新企業(yè)比例。

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程公式，協(xié)同創(chuàng)新企業(yè)的期望收益為：

u1=x*{R(e+e)pu-c}+

(1-x)(ep0-c)

(1)

獨(dú)立創(chuàng)新企業(yè)的期望收益為：

u2=x*ep0+(1-x)ep0

=ep0

(2)

科技企業(yè)群的期望收益為：

u=x*u1+(1-x)u2

由此可得復(fù)制動態(tài)方程：

=x(u1-u)

=x(u1-xu1-(1-x)u2)

=x(1-x)[x(2eRpu-ep0)-c]

(3)

故無差別科技型企業(yè)演化博弈的納斯均衡如表3所示。

表3 穩(wěn)定性分析

其中,一般可認(rèn)為企業(yè)進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新更容易成功，pu>p0，而R=0.5，故2eRpu-ep0>0。且c>0，0

由此可以得出兩種情況的相位圖：

圖1 無差別企業(yè)演化博弈相位圖

通過圖1和表4的分析可知：

(1)當(dāng)科技投入的成本c較大，等于或超過研發(fā)收益(2eRpu-ep0)時(shí)，中小型科技企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新動力較弱，種群經(jīng)過演化后會在x=0處收斂，即沒有一個(gè)企業(yè)愿意實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新。

(2)當(dāng)科技投入成本小于協(xié)同研發(fā)收益時(shí)，以點(diǎn)c/(2eRpu-ep0)為分界，當(dāng)初始愿意協(xié)同創(chuàng)新的比例大于鞍點(diǎn)時(shí)，企業(yè)采用協(xié)同創(chuàng)新的比例會越來越大并趨近于1，反之則趨近于0。而實(shí)際調(diào)研顯示，中小企業(yè)群特別是新的創(chuàng)業(yè)園區(qū)，其協(xié)同創(chuàng)新意愿很低甚至為0，如果沒有相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，很難形成良性的協(xié)同發(fā)展機(jī)制。

(3)由于中小科技企業(yè)初期的協(xié)同創(chuàng)新意愿低，而初始條件又對演化有至關(guān)重要的作用，單純的政策鼓勵(lì)效果也不能保證，如果有大企業(yè)加入情況才有可能改善。

2.2科技型中小企業(yè)與科技型大企業(yè)博弈

此博弈為非對稱博弈，所有中小企業(yè)中有x占比選擇協(xié)同創(chuàng)新，所有大企業(yè)有y占比選擇協(xié)同創(chuàng)新，按照上面(1)中的過程可分別求得各自的復(fù)制動態(tài)方程如下：

中小企業(yè)：

=x(u11-u1)

=x(u11-xu11-(1-x)u12)

=x(1-x)[y(R1(e1+e2)pu-e1p1)-c1](4)

大企業(yè)：

=y(u21-u2)

=y(u21-xu21-(1-x)u22)

=y(1-y)[x(R2(e1+e2)pu-e2p2)-c2](5)

故非對稱科技型企業(yè)演化博弈的納斯均衡如表4所示。

表4 穩(wěn)定性分析表

由此可以得出兩種情況的相位圖：①y>y0或yx0或x

圖2 非對稱企業(yè)演化博弈相位圖

從表4和相位圖2分析可知：

(1)中小企業(yè)和大企業(yè)的初始協(xié)同比例只要有一個(gè)處于鞍點(diǎn)以下，協(xié)同創(chuàng)新就會向劣勢發(fā)展。

(2)當(dāng)中小企業(yè)與大企業(yè)的協(xié)同比例均超過鞍點(diǎn)后，協(xié)同創(chuàng)新企業(yè)會越來越多，直至趨近于1，即所有企業(yè)都有意愿實(shí)現(xiàn)協(xié)同。

(3)簡單看圖可能會得出，中小企業(yè)與大企業(yè)進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新時(shí)滿足的條件比中小企業(yè)之間協(xié)同創(chuàng)新時(shí)滿足的條件還要嚴(yán)苛，但從實(shí)際的角度出發(fā)，以大企業(yè)或大企業(yè)群為核心的協(xié)同創(chuàng)新園區(qū)或群體更容易發(fā)生協(xié)同創(chuàng)新行為。這與復(fù)制動態(tài)方程的結(jié)果也不是沖突的，因?yàn)橛写笃髽I(yè)的企業(yè)群初始協(xié)同條件更容易形成，超過鞍點(diǎn)的可能性較大，如只有中小科技企業(yè)的群體的初始協(xié)同率非常低甚至為0，獨(dú)立創(chuàng)新的能力尚需要培養(yǎng)，協(xié)同創(chuàng)新更不具備條件。

3 結(jié)論

本文對兩種情況的企業(yè)群進(jìn)行分析：一種是科技企業(yè)群中沒有大企業(yè)，均是無差別的中小企業(yè)時(shí)，企業(yè)間的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境很難形成，除了給予政策降低創(chuàng)新成本可以在一定程度上促進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新外，初始的協(xié)同創(chuàng)新比例對協(xié)同創(chuàng)新演化的正向發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用。另一種是有大企業(yè)的科技企業(yè)群，此時(shí)協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展可以以大企業(yè)為中心，大企業(yè)為了優(yōu)勢互補(bǔ)會使得初始協(xié)同率較高，協(xié)同創(chuàng)新的初始條件更容易達(dá)成，大企業(yè)拉動作用明顯，能較快形成協(xié)同發(fā)展的狀態(tài)，而政府的鼓勵(lì)措施將會具有明顯的促進(jìn)作用。無論是哪種類型的協(xié)同創(chuàng)新演化過程，初始的協(xié)同創(chuàng)新比例都是關(guān)鍵性所在，為了演化的正向發(fā)展，外在的鼓勵(lì)政策應(yīng)盡快促成初始條件的達(dá)成，在科技群形成之初加大鼓勵(lì)政策扶持科技企業(yè)創(chuàng)新，對協(xié)同演化將起到更加明顯的影響效果。