溢出效應(yīng)下的競(jìng)爭(zhēng)制造商合作研發(fā)策略

謝 萌，李玉鳳

（海南大學(xué) 管理學(xué)院，海南 ?？?70100）

0 引言

隨著消費(fèi)升級(jí)和社會(huì)發(fā)展，消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量水平愈加重視。因此，企業(yè)作為市場(chǎng)的主體，為了刺激消費(fèi)者的需求，除制定合適的價(jià)格外，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量也成為企業(yè)提升自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量大多需要企業(yè)進(jìn)行研發(fā)投資，企業(yè)在進(jìn)行研發(fā)投資時(shí)會(huì)面臨策略選擇的問(wèn)題。若采取自主研發(fā)，投入大且伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)，但也使得研發(fā)產(chǎn)品在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力；若采取合作研發(fā)策略，可以有效利用合作伙伴的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，但也使得產(chǎn)品趨同，喪失了產(chǎn)品的獨(dú)特性。因此，選擇何種研發(fā)策略成為企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

華為作為國(guó)內(nèi)堅(jiān)持自主研發(fā)的代表，2019年將高于14%的銷售收入用于研發(fā)活動(dòng)，使得其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)。除了企業(yè)自主研發(fā)之外，合作研發(fā)的例子也屢見(jiàn)不鮮，例如，2019年比亞迪與豐田合作研發(fā)新型純電動(dòng)汽車，德國(guó)車企戴姆勒和吉利旗下的沃爾沃進(jìn)行合作，降低內(nèi)燃機(jī)成本等。由于上述兩種研發(fā)策略均是企業(yè)可以自主選擇的，因此，探討競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的研發(fā)策略選擇具有重要的實(shí)踐意義。

企業(yè)的合作研發(fā)大致分為橫向和縱向合作研發(fā)。在有關(guān)企業(yè)橫向合作研發(fā)的研究文獻(xiàn)中，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者主要通過(guò)實(shí)證分析或者博弈論的方法進(jìn)行研究。在實(shí)證分析方面，楊梅英，等（2009）以北京市38家高新技術(shù)企業(yè)為研究對(duì)象，運(yùn)用Logit模型，對(duì)企業(yè)間合作研發(fā)模式的類型和影響因素進(jìn)行研究。Maroofi（2015）以749家伊朗公司為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手合作研發(fā)能增強(qiáng)企業(yè)的吸收能力，有助于產(chǎn)品的創(chuàng)新績(jī)效。朱晨（2018）以1 491家制造業(yè)企業(yè)為樣本，對(duì)成本因素在本土企業(yè)與跨國(guó)公司合作研發(fā)中的作用進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。在應(yīng)用博弈論的相關(guān)研究中，D’Aspermont，等（1988）通過(guò)構(gòu)建兩階段雙寡頭壟斷競(jìng)爭(zhēng)博弈模型，討論同質(zhì)企業(yè)在三種不同情形下企業(yè)的研發(fā)投入、產(chǎn)量和社會(huì)福利情況。張偉，等（2014）構(gòu)建雙寡頭壟斷博弈模型，對(duì)廠商的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)對(duì)合作研發(fā)效率及社會(huì)福利的影響進(jìn)行研究。王瑋，等（2015）在需求不確定的條件下分析供應(yīng)商的批發(fā)價(jià)格承諾策略和制造商的研發(fā)合作策略的交互影響。馬亮（2018）構(gòu)建兩階段動(dòng)態(tài)博弈模型，研究新能源汽車產(chǎn)業(yè)中雙寡頭企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新博弈競(jìng)合問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)技術(shù)溢出水平增加和新能源汽車差異化程度減小有利于續(xù)航能力的提升，合作研發(fā)對(duì)企業(yè)更為有利。李偉，等（2019）從降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的角度分析研發(fā)溢出和渠道勢(shì)力對(duì)研發(fā)決策的影響，發(fā)現(xiàn)零售商渠道勢(shì)力的增強(qiáng)降低了制造商的研發(fā)水平，溢出效應(yīng)對(duì)研發(fā)決策的影響取決于制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)程度。張娟，等（2020）在縱向供應(yīng)鏈中，在新產(chǎn)品的研究背景下，分析上下游針對(duì)兩種技術(shù)創(chuàng)新模式下的策略選擇問(wèn)題。

上述文章大多是從產(chǎn)品的生產(chǎn)端進(jìn)行研究，即合作研發(fā)的目的為降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。然而從產(chǎn)品的需求端來(lái)看，合作研發(fā)主要為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而刺激需求，但這方面的研究相對(duì)較少。浦徐進(jìn)，等（2017）從行為主體的認(rèn)知偏差和行為偏好的角度，針對(duì)大型裝備制造業(yè)的上下游聯(lián)合研發(fā)以提升產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行研究，分析公平關(guān)切和過(guò)度自信對(duì)聯(lián)合研發(fā)績(jī)效的影響，發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商較高的過(guò)度自信和公平關(guān)切有利于激勵(lì)上下游企業(yè)的研發(fā)投入。湯偉（2019）對(duì)溢出效應(yīng)下競(jìng)爭(zhēng)制造商的質(zhì)量投資策略進(jìn)行研究，對(duì)無(wú)質(zhì)量投資、單一制造商進(jìn)行質(zhì)量投資、雙方均進(jìn)行質(zhì)量投資三種方案進(jìn)行比較分析，并討論了溢出效應(yīng)對(duì)均衡決策的影響。王文賓，等（2020）針對(duì)雙渠道供應(yīng)鏈中的三種質(zhì)量研發(fā)模式分別進(jìn)行建模，分析了消費(fèi)者效用視角下質(zhì)量研發(fā)模式的選擇問(wèn)題。

綜上，上述文獻(xiàn)均對(duì)本研究具有重要的借鑒意義。但是從產(chǎn)品需求端入手，以提升產(chǎn)品質(zhì)量為目的，同時(shí)考慮合作研發(fā)的文章相對(duì)較少。而在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，無(wú)論是華為、海爾等大型制造商還是一些小型的制造企業(yè)，均會(huì)進(jìn)行投資以提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，因此引入制造商的投資行為，分析在由一個(gè)共同供應(yīng)商和兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)制造商組成的一對(duì)多的供應(yīng)鏈中，制造商進(jìn)行質(zhì)量研發(fā)投資并存在溢出效應(yīng)時(shí)，對(duì)是否采取合作研發(fā)策略這一問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 模型建立與求解

1.1 模型基本假設(shè)

假設(shè)供應(yīng)鏈由單一供應(yīng)商S和兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)制造商(M1、M2)組成。其中供應(yīng)商為領(lǐng)導(dǎo)者，以批發(fā)價(jià)格w向制造商提供中間產(chǎn)品，制造商生產(chǎn)最終產(chǎn)品并以價(jià)格(p1、p2)出售。

制造商進(jìn)行研發(fā)投資以提升產(chǎn)品質(zhì)量，假設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量水平受自身研發(fā)投資和競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)研發(fā)投資以及溢出效應(yīng)的多重影響，產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)為：xi=ei+β?ej，其中j=3-i，j=1,2。

ei、ej分別表示兩制造商為提升產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行的研發(fā)投資，β為研發(fā)溢出率，且β∈()0,1，表示隨著人員流動(dòng)或者技術(shù)披露，研發(fā)投資有一定的正向溢出效應(yīng)，其值越大表示自身質(zhì)量投資為對(duì)方產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)的改進(jìn)幅度越大。

在市場(chǎng)需求方面，假設(shè)市場(chǎng)需求受價(jià)格和質(zhì)量改進(jìn)的雙重影響，參考Haresh Gurnani等學(xué)者的研究，將產(chǎn)品市場(chǎng)需求設(shè)為：

其中a為市場(chǎng)的潛在需求，pi，pj分別為制造商Mi的產(chǎn)品銷售價(jià)格，γ為制造商之間的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)程度，γ∈(0,1)，b為制造商的質(zhì)量對(duì)市場(chǎng)需求的影響程度。

現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)、銷售、庫(kù)存等成本，為重點(diǎn)考察非合作研發(fā)和合作研發(fā)下的均衡結(jié)果，故剔除上述因素的影響，僅考慮制造商的研發(fā)成本。假設(shè)研發(fā)成本為，表明研發(fā)具有邊際收益遞減的特征。

由于企業(yè)一般都是在財(cái)務(wù)年度開(kāi)始制定本年度的研發(fā)投入，且企業(yè)往往會(huì)根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境的變化而隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品價(jià)格，故研發(fā)決策相對(duì)于價(jià)格決策來(lái)說(shuō)是長(zhǎng)期決策。假設(shè)研發(fā)決策在前，價(jià)格決策在后，即無(wú)論上下游地位如何，制造商總是先根據(jù)自身利潤(rùn)最大化的原則來(lái)確定最優(yōu)的研發(fā)投入。

1.2 模型建立與求解

制造商可以采取兩種研發(fā)策略：（1）非合作研發(fā)策略：即各自根據(jù)自己利潤(rùn)最大化的原則確定最優(yōu)的研發(fā)投入；（2）合作研發(fā)策略：即在研發(fā)階段將兩制造商看成一個(gè)整體，雙方協(xié)商決定最優(yōu)的研發(fā)投入來(lái)最大化整體的利潤(rùn)。

1.2.1 采取非合作研發(fā)策略。若兩制造商采取非合作研發(fā)策略，此時(shí)上下游的三階段博弈順序如下：（1）制造商M1、M2根據(jù)自身利潤(rùn)最大化的原則分別確定各自的研發(fā)投入；（2）供應(yīng)商S決定中間產(chǎn)品的價(jià)格；（3）制造商M1、M2各自決定產(chǎn)品零售價(jià)格。

首先分析博弈的第三階段，兩制造商在市場(chǎng)上進(jìn)行價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。制造商Mi的利潤(rùn)表示為：

博弈第二階段，上游的供應(yīng)商S以制造商制定的零售價(jià)格作為決定依據(jù)。供應(yīng)商S的利潤(rùn)為：

博弈第一階段，競(jìng)爭(zhēng)制造商Mi決定研發(fā)投入以最大化各自利潤(rùn)。

將產(chǎn)品的均衡價(jià)格pi與供應(yīng)商的最優(yōu)決策w代入Mi的利潤(rùn)函數(shù)中，得制造商Mi的利潤(rùn)為：

b2(-6+2β+γ-3βγ)2-8(-4+γ2)2<0

此時(shí)根據(jù)一階條件為0，可得制造商Mi的最優(yōu)研發(fā)投入為：

由式（6）進(jìn)一步可得達(dá)到均衡時(shí)，非合作研發(fā)策略下產(chǎn)品價(jià)格、零售價(jià)格、需求量以及制造商和供應(yīng)商的利潤(rùn)。具體表達(dá)式見(jiàn)表1。

推論1：在非合作研發(fā)策略下，企業(yè)對(duì)于研發(fā)投入的決策受多個(gè)因素影響，例如溢出效應(yīng)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度等。

證明：時(shí)，即隨著企業(yè)間研發(fā)溢出的增加，企業(yè)會(huì)不斷提高自身的研發(fā)投入。

下面對(duì)上述命題背后的機(jī)理進(jìn)行解釋：

在非合作研發(fā)策略下，溢出效應(yīng)會(huì)對(duì)企業(yè)的研發(fā)投入決策產(chǎn)生兩方面的影響。一方面，溢出效應(yīng)的存在如果過(guò)大，會(huì)使得競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品質(zhì)量水平更高，增強(qiáng)對(duì)方產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，就這一角度而言，溢出效應(yīng)會(huì)降低企業(yè)的研發(fā)投資。另一方面，溢出效應(yīng)是雙向的，雙方都可以從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處獲得好處，從這一角度來(lái)說(shuō)，企業(yè)又會(huì)增加研發(fā)投資。但是在兩方面的影響中，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)程度和質(zhì)量敏感度也會(huì)發(fā)揮作用。以一極端情況進(jìn)行說(shuō)明，若制造商之間不存在競(jìng)爭(zhēng)，即γ=0，此時(shí)，上述兩方面影響中第二種影響占據(jù)主導(dǎo)，制造商不必顧慮技術(shù)溢出會(huì)削減自己通過(guò)研發(fā)獲得的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但是卻依然要考慮消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的敏感程度，若，即市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的敏感程度低于某一特殊值，此時(shí)隨著溢出效應(yīng)的增強(qiáng)，制造商會(huì)降低研發(fā)投資。

1.2.2 采取合作研發(fā)策略。合作研發(fā)策略下，博弈的第三階段以及第二階段的求解與非合作博弈相同，接下來(lái)只需對(duì)博弈的第一階段進(jìn)行求解。

在第一階段博弈中，兩競(jìng)爭(zhēng)制造商以雙方利潤(rùn)最大化為前提，合作協(xié)商決定最優(yōu)的研發(fā)投入。

將產(chǎn)品的均衡價(jià)格pi與供應(yīng)商的最優(yōu)決策w代入式（7）的利潤(rùn)函數(shù)中，得

令一階條件為0，進(jìn)一步可得制造商的最優(yōu)決策為：

將此策略下最優(yōu)的研發(fā)投入帶入博弈的第二、三階段的最優(yōu)決策，可得合作研發(fā)策略下最優(yōu)批發(fā)價(jià)格、零售價(jià)格、供應(yīng)商以及制造商的利潤(rùn)。具體結(jié)果見(jiàn)表1。

推論2：在合作研發(fā)策略下，對(duì)研發(fā)投入的決策取決于溢出效應(yīng)的大小。

證明：

由上式可知，研發(fā)投入是溢出效應(yīng)的增函數(shù)，表明隨著企業(yè)間溢出效應(yīng)的增強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)制造商會(huì)增加研發(fā)投入。

這是因?yàn)閮蓚€(gè)制造商根據(jù)雙方利潤(rùn)最大化進(jìn)行決策，進(jìn)而決定最優(yōu)的研發(fā)水平，此時(shí)的溢出效應(yīng)已經(jīng)內(nèi)部化，企業(yè)無(wú)需考慮溢出效應(yīng)會(huì)降低自己的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，同時(shí)溢出效應(yīng)越大，研發(fā)知識(shí)的共享程度越高，資源得到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，減少了重復(fù)性投資，進(jìn)而提高了企業(yè)研發(fā)的積極性。

2 博弈均衡結(jié)果分析

將非合作研發(fā)和合作研發(fā)兩種策略下的最優(yōu)均衡研發(fā)投入分別代入對(duì)應(yīng)的零售價(jià)格、批發(fā)價(jià)格、利潤(rùn)的表達(dá)式中，所得結(jié)果見(jiàn)表1。

為使研究有意義，需保證上述各個(gè)變量均大于0，即需：

表1 非合作研發(fā)和合作研發(fā)兩種策略下的最優(yōu)決策結(jié)果

故在比較兩種策略下的變量大小時(shí)應(yīng)進(jìn)行分類討論。

由 于2+β(-6+γ)-3γ<0，b2(1+β)2-2(-2+γ)2<0，-4(-2+γ)2(2+γ)+b2(1+β)[6-γ+β(-2+3γ)]<0，所以

由于2+β(-6+γ)-3γ<0，b2(1+β)2-2(-2+γ)2<0，-4(-2+γ)2(2+γ)+b2(1+β)[6-γ+β(-2+3γ)]<0，即eN-eC<0。

由 于2+β(-6+γ)-3γ<0，b2(1+β)2-2(-2+γ)2<0，-4(-2+γ)2(2+γ)+b2(1+β)[6-γ+β(-2+3γ)]<0，得分母大于0，故wN-wC<0。

又因?yàn)閝N-qC<0，故

（2）與上述證明類似，在此不做贅述。綜上，命題1的結(jié)論成立。

命題1的結(jié)論（1）表明，當(dāng)研發(fā)溢出率足夠大時(shí)，相比于采取非合作研發(fā)策略，合作研發(fā)會(huì)促進(jìn)制造商的創(chuàng)新行為，并可以提高上游供應(yīng)商的利潤(rùn)。

原因分析：當(dāng)研發(fā)溢出率足夠大時(shí)，對(duì)于企業(yè)本身而言，非合作研發(fā)的被動(dòng)溢出如果過(guò)大，會(huì)給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手帶來(lái)更多的質(zhì)量改進(jìn)，因此企業(yè)為保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)額，不愿意增加研發(fā)投資。但合作研發(fā)卻可以使得企業(yè)無(wú)需考慮很多，技術(shù)的充分溢出使得技術(shù)、信息達(dá)到高度的共享公開(kāi)，企業(yè)可以從合作企業(yè)處獲得足夠多質(zhì)量改進(jìn)的好處，因此，相比于非合作研發(fā)，合作研發(fā)策略會(huì)帶來(lái)更高的研發(fā)投資，從而促進(jìn)制造商的創(chuàng)新行為。而對(duì)于供應(yīng)商而言，一方面，由于供應(yīng)商在供應(yīng)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位，先行進(jìn)行決策，且其在上游企業(yè)進(jìn)行研發(fā)活動(dòng)時(shí)存在“敲竹杠”的行為，故在合作研發(fā)下制定的批發(fā)價(jià)格高于非合作策略；另一方面，合作研發(fā)相比于非合作研發(fā)，研發(fā)投資增加，產(chǎn)品質(zhì)量水平提高，故將帶來(lái)更高的市場(chǎng)需求量。綜上，在研發(fā)溢出率足夠大時(shí)，合作研發(fā)策略會(huì)提高上游供應(yīng)商的利潤(rùn)。

命題1的結(jié)論（2）表明，當(dāng)研發(fā)溢出效應(yīng)較弱時(shí)，企業(yè)之間的非合作研發(fā)策略會(huì)比合作研發(fā)策略更能激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新投資和提升上游供應(yīng)商的利潤(rùn)。

原因分析：企業(yè)若采取非合作研發(fā)策略，在研發(fā)階段以自身利潤(rùn)最大化來(lái)決定研發(fā)投入，若溢出效應(yīng)較小，即關(guān)鍵技術(shù)信息未出現(xiàn)大量泄露，企業(yè)為保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，會(huì)繼續(xù)增加研發(fā)投入。相反，如果企業(yè)采取合作研發(fā)，內(nèi)部化的溢出效應(yīng)較小，導(dǎo)致信息溝通不及時(shí)，雙方?jīng)]有做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，此時(shí)的研發(fā)合作并沒(méi)有令產(chǎn)品出現(xiàn)明顯的質(zhì)量改進(jìn)，實(shí)質(zhì)上相比于各自獨(dú)立研發(fā)，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

命題2：對(duì)于研發(fā)溢出率β∈(0,1)中的任意一數(shù)，始終有即無(wú)論溢出效應(yīng)強(qiáng)弱，合作研發(fā)對(duì)制造商總是有利的。

證明：

由于b2(1+β)2-2(-2+γ)2<0，所以得證

原因分析：由上述分析可知，當(dāng)溢出效應(yīng)較弱時(shí)，非合作研發(fā)會(huì)促進(jìn)制造商的創(chuàng)新行為，制造商研發(fā)成本增加，同時(shí)由于供應(yīng)商“敲竹杠”行為使采購(gòu)成本也上升；當(dāng)溢出效應(yīng)較強(qiáng)時(shí)，雖然合作研發(fā)行為沒(méi)有促進(jìn)研發(fā)投資，卻使得采購(gòu)成本下降。因此，綜合研發(fā)投資和采購(gòu)成本的雙重影響，可得合作研發(fā)會(huì)使得制造商獲利。

3 結(jié)語(yǔ)

本文考慮了一條由單一供應(yīng)商和兩競(jìng)爭(zhēng)制造商組成的供應(yīng)鏈，分別建立非合作研發(fā)、合作研發(fā)兩種基本模型，并求解制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)決策。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：供應(yīng)商在供應(yīng)鏈的研發(fā)活動(dòng)中存在“敲竹杠”的投機(jī)行為，且其提價(jià)幅度受到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度和研發(fā)溢出效應(yīng)的綜合影響；同時(shí)通過(guò)比較分析，發(fā)現(xiàn)研發(fā)溢出率足夠大時(shí)，相比于采取非合作研發(fā)策略，合作研發(fā)會(huì)促進(jìn)制造商的創(chuàng)新行為，并可以提高上游供應(yīng)商的利潤(rùn)；而當(dāng)研發(fā)溢出效應(yīng)較弱時(shí)，企業(yè)之間的非合作研發(fā)策略會(huì)比合作研發(fā)策略更能激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新投資和提升上游供應(yīng)商的利潤(rùn)；無(wú)論溢出效應(yīng)強(qiáng)弱，合作研發(fā)對(duì)制造商總是有利的。