環(huán)境因素對于協(xié)同創(chuàng)新主體在市場中的發(fā)展影響研究*
——基于Netlogo仿真平臺研究

□ 翟丹妮,曾 浩

(南京郵電大學 管理學院，江蘇 南京 210003)

隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術(shù)創(chuàng)新越來越重要，而協(xié)同創(chuàng)新更是科學技術(shù)創(chuàng)新中的焦點。協(xié)同創(chuàng)新通常指以產(chǎn)業(yè)為技術(shù)需求方和以大學和研究所為技術(shù)的供給方之間的協(xié)同創(chuàng)新合作。通過協(xié)同創(chuàng)新，可以讓技術(shù)創(chuàng)新所需的各種資源進行有效的排列組合，讓資源利用達到最大化。不過就目前的情況來看，協(xié)同創(chuàng)新并不能發(fā)揮出它最大的作用。因此，為了更好地發(fā)揮出協(xié)同創(chuàng)新的效益，通過研究環(huán)境對于創(chuàng)新主體的影響是十分有必要的。

本文將會從協(xié)同創(chuàng)新的基本理論入手，探究協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境的影響因素，再通過Netlogo平臺對協(xié)同創(chuàng)新過程進行仿真模擬，從仿真結(jié)果中得到影響因素對于協(xié)創(chuàng)創(chuàng)新過程影響的一般規(guī)律，并對協(xié)同創(chuàng)新過程做出合理的優(yōu)化建議，促進協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展。

1 文獻綜述

部分學者從知識共享的角度分析協(xié)同創(chuàng)新，認為協(xié)同創(chuàng)新與知識共享密不可分。阮國祥等認為成員之間有效的知識共享是協(xié)同創(chuàng)新取得成功的關(guān)鍵因素。將網(wǎng)絡(luò)成員知識共享的策略分為“共享”、“不共享”和“回敬”三類[1]。Jennife以平板顯示行業(yè)為例，通過分析平板顯示行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展揭示了在全球企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中知識共享與創(chuàng)新系統(tǒng)和創(chuàng)新績效之間的關(guān)系[2]。陳勁等在《協(xié)同創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)與內(nèi)涵》中認為協(xié)同創(chuàng)新是一項復(fù)雜的創(chuàng)新模式，通過知識轉(zhuǎn)移實現(xiàn)各創(chuàng)新主體之間資源共享、知識增值，是整合企業(yè)、高校與科研院所創(chuàng)新資源的最佳途徑[3]。

李春發(fā)等基于組織雙元性理論和知識創(chuàng)新理論，構(gòu)建雙元要素影響產(chǎn)學研知識創(chuàng)新協(xié)同演化的理論框架，并進行仿真和靈敏度分析[4]。馬巍等認為雙核心理論視角的協(xié)同創(chuàng)新注重二元創(chuàng)新要素的有機結(jié)合，企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)該以技術(shù)為抓手，尋求與具有較高研發(fā)能力的大學之間進行協(xié)同創(chuàng)新[5]。

蔣元濤等利用Netlogo對協(xié)同創(chuàng)新的行為模式進行仿真研究，分析產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的運行規(guī)律。從他的仿真得到的結(jié)果可以看出，較高的晉升成本和制度保障有利于協(xié)同創(chuàng)新持續(xù)發(fā)展[6]。魯若愚等利用Netlogo仿真軟件對創(chuàng)新社區(qū)績效進行仿真建模，得到諸多有價值的結(jié)論：社區(qū)增長率與創(chuàng)新績效正相關(guān)，個體聲望閾值、知識單元適應(yīng)度閾值與創(chuàng)新績效負相關(guān)[7]。申軼男等認為目前大多數(shù)學者在科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化相關(guān)主體研究方面大都是在單個個體或者系統(tǒng)內(nèi)進行研究、優(yōu)化和模型設(shè)計的[8]。姚艷虹等將協(xié)同創(chuàng)新沖突的影響因素歸納為外部環(huán)境、資源投入均衡性、知識流動與共享及組織管理制度四個方面。隨后，結(jié)合產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新生命周期分析沖突的衍生機理，提出沖突發(fā)展遵循潛伏積累—公開對抗—沖突化解(或關(guān)系惡化)的演化路徑[9]。

岳鵠等運用Stackelberg博弈模型，對核心企業(yè)和配套企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新進行分析，考慮第三方企業(yè)的介入對雙方選擇策略的影響。研究發(fā)現(xiàn)，一般情況下，配套企業(yè)與核心企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新是“雙贏”的策略[10]。陳勁等在有限理性假設(shè)的基礎(chǔ)上，首先把合作博弈策略分為“協(xié)同創(chuàng)新”、“簡單合作”、“不合作”三類。然后，運用演化博弈理論和多智能體建模方法構(gòu)建了產(chǎn)學研合作非對稱演化博弈和仿真模型，得出產(chǎn)學雙方應(yīng)構(gòu)建有效的激勵機制，從而減少合作中的機會主義[11]。

2 研究述評

通過閱讀以上與協(xié)同創(chuàng)新有關(guān)的文獻，發(fā)現(xiàn)目前大部分學者對協(xié)同創(chuàng)新的研究大多只是表面的研究，即只有簡單的理論分析，沒有具體的數(shù)據(jù)參數(shù)支撐。小部分文獻則考慮到了利用博弈理論，通過動態(tài)模型對協(xié)同創(chuàng)新做出一定研究,并通過不同主體反復(fù)博弈以及策略學習過程得到一定條件下協(xié)同創(chuàng)新的穩(wěn)定狀態(tài)。不過需要注意的是，系統(tǒng)中還存在其他的影響要素,這些要素的存在增加了協(xié)同創(chuàng)新的復(fù)雜性。因此,有必要采用建模仿真的方法,把影響因素作為自變量，創(chuàng)新主體數(shù)量作為因變量，利用Netlogo仿真平臺,以單個自變量和資源供給情況的波動為參考,模擬分析了創(chuàng)新主體的數(shù)量變化規(guī)律,研究在改變了現(xiàn)有環(huán)境條件后,不同創(chuàng)新主體數(shù)量變化情況。

本文組織如下：第3部分根據(jù)邏輯模型確定因變量、自變量和控制變量并對部分變量進行解釋說明，構(gòu)建本研究所要運用的仿真模型，描述所構(gòu)建的模型的運行原理；第4部分根據(jù)所選自變量的不同，進行不同的仿真，觀察因變量在同一自變量的不同數(shù)值下的表現(xiàn)情況，得到相應(yīng)的實驗結(jié)果；第5部分對實驗結(jié)果進行分析；第6部分總結(jié)全文。

3 模型構(gòu)建

3.1 影響協(xié)同創(chuàng)新主體環(huán)境因素分析

協(xié)同創(chuàng)新立足于相對開放的環(huán)境中，活動范圍、成本收益以及資源要素等因素的變化都會對它產(chǎn)生一定的影響。外界負向的影響因素會阻礙協(xié)同創(chuàng)新的有效運行，如果這些負向因素不能得到及時改善，那么對于協(xié)同創(chuàng)新來說可能是致命的。

結(jié)合實際情況，影響協(xié)同創(chuàng)新主體的環(huán)境因素可以從以下幾個方面考慮。

3.1.1 市場環(huán)境

市場環(huán)境是企業(yè)賴以為生的經(jīng)營環(huán)境，創(chuàng)新主體最終成功與否都要接受市場的考驗。由于市場中的主體種類不同，資源有限，所以，不同主體之間就會產(chǎn)生一定的競爭。協(xié)同創(chuàng)新主體和普通主體的區(qū)別在于，協(xié)同創(chuàng)新主體的靈活性更高，協(xié)同創(chuàng)新主體更適應(yīng)市場中的這種多變性和不確定性，可以從市場整體趨勢和資源利用程度判斷協(xié)同創(chuàng)新方向，及時調(diào)整自身的市場創(chuàng)新定位和發(fā)展方向，即時調(diào)整資源分配，進行自身擴大升級，從而獲得更多的創(chuàng)新產(chǎn)出。

3.1.2 經(jīng)濟環(huán)境

創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的核心動力，而提高研發(fā)創(chuàng)新能力的基石就是擁有強大的經(jīng)濟基礎(chǔ)。不過有些經(jīng)濟環(huán)境的變化也不利于創(chuàng)新。如果運作成本過高，協(xié)同創(chuàng)新可能一開始就發(fā)展不起來；但若一個項目收益較低，不能支持后期運作，那么對創(chuàng)新也是不利的。所以說資金是影響協(xié)同創(chuàng)新的重要因素之一，要想持續(xù)發(fā)展，資金問題必須得已解決。

3.1.3 能力因素

由于各個主體之間的能力不同，創(chuàng)新過程不能保持持續(xù)性、連貫性，導(dǎo)致部分創(chuàng)新主體的運作范圍即活動范圍有限。創(chuàng)新主體所能活動的范圍決定了它能發(fā)展到的程度。由于創(chuàng)新范圍的限制，使協(xié)同創(chuàng)新不能發(fā)揮出它的全部作用，影響主體的協(xié)同創(chuàng)新效率。所以說不同主體的能力對于協(xié)同創(chuàng)新也有影響作用。

綜上所述，本文認為影響協(xié)同創(chuàng)新的影響因素主要包括四個方面，創(chuàng)新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本。

3.2 模型構(gòu)建

要研究協(xié)同創(chuàng)新過程的影響因素，除了先思考有什么要素會對協(xié)同創(chuàng)新有影響之外，還要考慮這種影響應(yīng)該如何表現(xiàn)。根據(jù)上面的研究，本文將創(chuàng)新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本作為協(xié)同創(chuàng)新的影響因素。那么應(yīng)該如何表現(xiàn)創(chuàng)新活動的有影響或者無影響呢？發(fā)現(xiàn)競爭中的成功與失敗是最直接、最貼切表述這種情景的方式。要想體現(xiàn)成功與失敗，首先想到的是創(chuàng)新主體的成功與失敗來反映協(xié)同創(chuàng)新對于成功的影響。創(chuàng)新主體之間存在競爭活動，在相同的外部環(huán)境下，通過搶奪市場資源得以生存，最終占有較多資源的主體生存。

圖1 協(xié)同創(chuàng)新過程仿真模型

而要想體現(xiàn)環(huán)境對于創(chuàng)新主體的影響程度，創(chuàng)新主體在市場中的存活狀態(tài)以及存活數(shù)量是最直觀的體現(xiàn)。因此，可以借助Netlogo中的羊吃草模型，借助模型中的羊的生存與死亡來表達創(chuàng)新主體的成功與失敗。對Netlogo中的羊吃草模型進行改造，得到符合本文的研究模型。用Netlogo的羊吃草模型中的草來代表創(chuàng)新主體的活動空間中的資源要素，用不同顏色的羊來代表不同的創(chuàng)新主體。

為了構(gòu)建易于觀察的模型,本文把創(chuàng)新所需要的資源統(tǒng)一表示為Netlogo模型里面的瓦片上的草地,用Netlogo模型中的牛來表示創(chuàng)新主體，不同顏色的牛代表不同的創(chuàng)新主體。紅牛和藍牛吃草的區(qū)域相同，不過由于草的資源有限，紅牛和藍牛需要通過競爭吃草獲取能量來維持生存。不同的是，相對于普通創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體紅牛會在綜合考慮其他同類發(fā)展的情況下拿取適當資源,而不是吃獨食，為其他同類留下更多創(chuàng)新資源,實現(xiàn)整個環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。并且一個地區(qū)的草的數(shù)量也是有限的，牛需要通過移動來尋找資源，移動的過程中牛也會消耗能量。除此之外，牛為了持續(xù)發(fā)展還需要擴大自己的數(shù)量，進行增值，增值也是需要能量的。

通過之前對協(xié)同創(chuàng)新影響因素的分析，將創(chuàng)新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本四個變量設(shè)置為已有模型中的自變量即可變變量。在此基礎(chǔ)上,再設(shè)定4個控制變量,首先是資源再生閾值,它是指當草的數(shù)量在再生閾值以上時,創(chuàng)新資源再生速率較高,即草以高生長率增長。相反草以較低速率生長；其次是增值閾值,即只有當創(chuàng)新主體的創(chuàng)新值達到此閾值時,創(chuàng)新主體才能繁殖擴大；最后，兩個變量就是草的高再生率和低再生率。

4 協(xié)同創(chuàng)新過程仿真

4.1 創(chuàng)新主體內(nèi)部因素的影響作用仿真

在系統(tǒng)運行初始,將初始牛的總量N1設(shè)置為40，協(xié)同創(chuàng)新占比N2設(shè)置為0.5，資源消耗數(shù)量P1初始值設(shè)為7、活動范圍P3設(shè)為0.09、增值成本P4設(shè)為55、資源收益P2設(shè)為50。另外再將資源再生閾值設(shè)置為6，增值閾值設(shè)置為103。

①把資源收益作為可變因素，其他變量保持不變。

當創(chuàng)新過程中沒有資源收益時,那么創(chuàng)新主體(牛)就都不能從資源(草)中獲取到能量，即創(chuàng)新主體只有成本付出,沒有收益，創(chuàng)新主體會一直虧本到成本枯竭，因此，兩個創(chuàng)新主體最后均會消失,見圖2(a)。不過隨著資源收益的增加,創(chuàng)新主體逐漸有了收益,當資源收益增加到6時，相較于普通創(chuàng)新主體,協(xié)同創(chuàng)新主體因為收益較多，所以可以存活更長的時間,見圖2(b)。當資源收益為28-29時，普通創(chuàng)新主體與協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量出現(xiàn)交替，見圖2(c)。資源收益超過29后，普通創(chuàng)新主體最終處于主導(dǎo)地位，見圖2(d)。

圖2 資源收益變化時的仿真結(jié)果

②把創(chuàng)新成本作為可變因素，其他變量保持不變。

創(chuàng)新成本變量為0時,即創(chuàng)新主體只有收益沒有成本,會因為一開始存在較多的協(xié)同創(chuàng)新主體進行增值，導(dǎo)致在協(xié)同創(chuàng)新過程運行初期，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量較多。但當一定時間以后,普通創(chuàng)新主體的數(shù)量超過協(xié)同創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體的數(shù)量保持不變，而普通創(chuàng)新主體的數(shù)量持續(xù)增加，見圖3(a)。隨著創(chuàng)新成本的增加,創(chuàng)新成本變量從0增加到8時，協(xié)同創(chuàng)新主體一開始仍保持領(lǐng)先地位，但在協(xié)同創(chuàng)新的后期，普通創(chuàng)新主體數(shù)量逐漸超過協(xié)同創(chuàng)新主體，見圖3(b)。當創(chuàng)新成本變量增加到8的時候,協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量開始回升，最終大幅超過普通創(chuàng)新主體,普通創(chuàng)新主體逐漸消失，見圖3(c)。而后，創(chuàng)新主體一直增到21,創(chuàng)新成本越大，協(xié)同創(chuàng)新相較于普通創(chuàng)新的優(yōu)勢體現(xiàn)的越來越明顯,不過由于創(chuàng)新成本的提高，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量會有所下降。但是當創(chuàng)新主體數(shù)超過20后,各創(chuàng)新主體均會因為創(chuàng)新成本過高而消失。相對于普通創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體能存活的時間更長一些,見圖3(d)。

圖3 資源消耗變化時的仿真結(jié)果

③把增值成本作為可變因素，其他變量保持不變。

增值成本是創(chuàng)新主體為擴大主體數(shù)量,所有主體為了群體增值都會付出這一部分成本。當增值成本為0時，在兩個主體初始數(shù)量一樣的情況下，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量會低于普通創(chuàng)新主體，見圖4(a)。當增值成本大于等于23時，在中間過程中會出現(xiàn)，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量高于普通創(chuàng)新主體數(shù)量，但最終都是普通創(chuàng)新主體占據(jù)主導(dǎo)地位，協(xié)同創(chuàng)新主體最終會消失，見圖4(b)。如果增值成本高于23,由于普通創(chuàng)新主體不考慮今后發(fā)展，資源收益減去創(chuàng)新成本后的值不能支撐創(chuàng)新主體進行增值,此時協(xié)同創(chuàng)新的優(yōu)勢此時就會顯現(xiàn)，協(xié)同創(chuàng)新主體出于對自身的可持續(xù)發(fā)展考慮會主動進行增值,因而協(xié)同創(chuàng)新在增值成本較大的環(huán)境中比較有利，見圖4(c)。

圖4 增值成本變化時的仿真結(jié)果

④把活動范圍作為可變因素，其他變量保持不變。

如果一開始創(chuàng)新主體沒有活動范圍,那么創(chuàng)新主體能獲得的資源就十分有限,普通創(chuàng)新主體因為不考慮持續(xù)發(fā)展，吃草的速度大于草的生長速度，即資源收益跟不上創(chuàng)新需求，那么普通主體就不能存活下去。不過對于協(xié)同創(chuàng)新主體來說，草的生長速率快于草的消耗速率，所以協(xié)同創(chuàng)新總體存活，見圖5(a)；當活動范圍增加至0.04時,普通創(chuàng)新主體有了持續(xù)的資金供給,因此可以生存,見圖5(b)；當活動范圍大于0.14時,協(xié)同創(chuàng)新主體的優(yōu)勢完全消失，見圖5(c)。

圖5 活動范圍變化時的仿真結(jié)果

5 仿真結(jié)果分析

通過對創(chuàng)新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本四個自變量的依次分析,得到了相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)和實驗圖表。從這些結(jié)果可以看出,資源收益過剩、創(chuàng)新成本過低、增值成本較低以及活動范圍過大等環(huán)境都不利于創(chuàng)新主體進行協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。首先，從資源收益角度來看，資源收益過剩，創(chuàng)新主體就不需要通過大量增值來維持創(chuàng)新主體發(fā)展，所有主體的資源需求都可以滿足，協(xié)同創(chuàng)新主體就會轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▌?chuàng)新主體；其次，從創(chuàng)新成本角度分析，一個創(chuàng)新主體花費的成本越少，越有利于創(chuàng)新主體的持續(xù)發(fā)展，由于成本過小，創(chuàng)新主體之間就不會產(chǎn)生合作，所以，協(xié)同創(chuàng)新主體的優(yōu)勢最終就會喪失；從增值成本的角度來看，增值成本越高，普通創(chuàng)新主體就越難發(fā)展擴大，就越有利于協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展；最后，從主體活動范圍的角度來看，活動范圍越小對于協(xié)同創(chuàng)新主體越有利。總而言之，協(xié)同創(chuàng)新不適用于在資源充足，環(huán)境友好的情境中進行。

6 總結(jié)

通過上面的分析，已經(jīng)對不同影響因素對于協(xié)同創(chuàng)新過程的影響情況有所了解。根據(jù)分析出來的結(jié)果，本文認為要想?yún)f(xié)同創(chuàng)新主體更好的發(fā)展，就目前國內(nèi)創(chuàng)新環(huán)境來講，科研機構(gòu)應(yīng)該通過改善創(chuàng)新的技術(shù)，降低協(xié)同創(chuàng)新過程中的創(chuàng)新成本，并逐步擴大創(chuàng)新范圍;企業(yè)也不能傾向機會主義，應(yīng)該顧全大局，為協(xié)同創(chuàng)新提供更多的資金支持。這樣才能讓協(xié)同創(chuàng)新發(fā)揮出它更大的價值。