智能汽車上下游企業(yè)合作創(chuàng)新演化博弈研究

●趙春雨 樊銳博

一、引言

隨著我國(guó)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速，信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，改變了制造業(yè)創(chuàng)新模式。中國(guó)在多個(gè)智能制造領(lǐng)域取得重大創(chuàng)新突破，但基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵核心技術(shù)仍然存在短板，成為制約中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。2021年2月19日，習(xí)近平總書記主持中央全面深化改革委員會(huì)第十八次會(huì)議時(shí)強(qiáng)調(diào)，堅(jiān)決破除影響和制約科技核心競(jìng)爭(zhēng)力提升的體制機(jī)制障礙，加快攻克重要領(lǐng)域“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)[1]。智能制造核心企業(yè)牽頭組建的創(chuàng)新聯(lián)合體具有較強(qiáng)的發(fā)展動(dòng)力，隨著大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、北斗導(dǎo)航車載應(yīng)用、GIS等新型網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)和定位科技的持續(xù)發(fā)展，信息化環(huán)境積極促進(jìn)智能化汽車的可持續(xù)發(fā)展，為其提供源源不斷的技術(shù)支持手段和有效載體[2]。

對(duì)于關(guān)于智能汽車產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新的問(wèn)題，學(xué)者們對(duì)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新問(wèn)題研究較為廣泛，他們積極探索企業(yè)合作創(chuàng)新行為和關(guān)系維持原因，以及供應(yīng)鏈上下游企業(yè)合作創(chuàng)新的效率問(wèn)題。張中強(qiáng)[3]認(rèn)為高新技術(shù)企業(yè)與汽車制造業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新支撐，產(chǎn)品升級(jí)迎合新的市場(chǎng)和發(fā)展方向，這也決定了協(xié)同創(chuàng)新是雙方實(shí)現(xiàn)共贏的主要手段。巫細(xì)波[4]認(rèn)為“十四五”時(shí)期，中國(guó)汽車制造業(yè)如何構(gòu)建面向國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)空間布局。于麗靜等[5]利用演化博弈對(duì)物流企業(yè)與制造業(yè)進(jìn)行分析，指出了協(xié)同創(chuàng)新達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的條件。Fan等[6]研究了一個(gè)由上游制造商和下游零售商組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈博弈模型,研究在市場(chǎng)機(jī)制下，質(zhì)量缺陷引起的產(chǎn)品責(zé)任成本分擔(dān)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量決策、定價(jià)決策和企業(yè)利潤(rùn)的影響。史竹琴等[7]從協(xié)同創(chuàng)新的視角出發(fā)，選擇科技型中小企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟為研究對(duì)象，運(yùn)用演化博弈的理論，探討了影響聯(lián)盟穩(wěn)定性的因素。曹霞等[8]和孫健慧等[9]利用演化博弈模型對(duì)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新主體行為的影響因素及演化穩(wěn)定性進(jìn)行了分析；張敬文等[10]選擇戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群為研究主體，探究了主體間協(xié)同創(chuàng)新發(fā)生機(jī)理及其動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，提出了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新促進(jìn)策略。薛雷等[11]通過(guò)構(gòu)建造船企業(yè)與供應(yīng)商的演化博弈模型，指出雙方在何等條件下可實(shí)現(xiàn)合作創(chuàng)新。周衍平等[12]基于不完全契約理論，構(gòu)建種業(yè)企業(yè)與科研單位演化博弈模型，提出提高合作創(chuàng)新積極性的政策建議。徐勇等[13]研究非對(duì)稱企業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，并利用演化博弈得出各企業(yè)每個(gè)時(shí)刻的策略。

政府對(duì)企業(yè)創(chuàng)新的支持是推動(dòng)我國(guó)智能汽車發(fā)展和產(chǎn)業(yè)快速變革的重要?jiǎng)恿?，因此，產(chǎn)業(yè)變革的相關(guān)政策一直是研究熱點(diǎn)。Mahmoudi等[14]基于演化博弈的理論對(duì)政府干預(yù)下的可持續(xù)供應(yīng)鏈與現(xiàn)實(shí)案例進(jìn)行了研究；ZHANG等[15]在總量管制和貿(mào)易管制的背景下建立政府與制造企業(yè)的演化博弈模型，分析政府政策對(duì)制造商決策的影響以及總量管制和貿(mào)易市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)；Chu等[16]采用了三種演化博弈框架，對(duì)政府、開(kāi)發(fā)商及居民的收益進(jìn)行分析，根據(jù)其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程及雅克比矩陣，得出演化穩(wěn)定策略，這為演化博弈提供了新的博弈方和推演思路。Yu等[17]利用實(shí)證分析得出政府應(yīng)根據(jù)企業(yè)的具體情況調(diào)整補(bǔ)貼政策，政府補(bǔ)貼應(yīng)與車企一同配合才能促進(jìn)車企創(chuàng)新。Shen等[18]提出建筑材料承包商和制造商在內(nèi)的演化博弈模型，探討環(huán)境規(guī)制下建筑廢品回收中利益關(guān)聯(lián)者的決策。Guo等[19]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法研究了業(yè)主、監(jiān)理單位、承包商三方的相互影響機(jī)制，將監(jiān)理單位引入博弈模型中，為三方演化博弈提供了研究基礎(chǔ)。

綜上所述，現(xiàn)有研究側(cè)重分析產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)和企業(yè)合作創(chuàng)新的策略選擇及影響，盡管有的研究供應(yīng)鏈上下游企業(yè)合作，但對(duì)于智能汽車這一話題的研究卻很欠缺。因此，本文將以有限理性為前提，構(gòu)建智能汽車上下游企業(yè)的合作創(chuàng)新演化博弈模型，分析市場(chǎng)機(jī)制條件下，創(chuàng)新收益、創(chuàng)新成本、稅收優(yōu)惠以及懲罰機(jī)制對(duì)上下游企業(yè)合作創(chuàng)新策略選擇的影響。

二、演化博弈模型構(gòu)建

（一）模型假設(shè)及博弈主體說(shuō)明

具有上下游關(guān)系的技術(shù)提供商與整車企業(yè)的合作創(chuàng)新是智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈合作創(chuàng)新的主要形式，該方式以市場(chǎng)機(jī)制和政策引導(dǎo)來(lái)促進(jìn)雙方優(yōu)勢(shì)資源的高效利用，實(shí)現(xiàn)“1+1＞2”的綜合效益。傳統(tǒng)的博弈主要針對(duì)靜態(tài)博弈，而演化博弈理論強(qiáng)調(diào)博弈方之間的動(dòng)態(tài)博弈過(guò)程。本文利用演化博弈的動(dòng)態(tài)過(guò)程優(yōu)勢(shì)，分析整車企業(yè)選擇是否與技術(shù)提供商進(jìn)行合作創(chuàng)新，亦或是單一地生產(chǎn)傳統(tǒng)汽車。由此得出以下假設(shè)：

假設(shè)1：技術(shù)提供商與整車企業(yè)的兩大群體中，技術(shù)提供商群體為T，整車企業(yè)群體為M，二者進(jìn)行合作創(chuàng)新，其發(fā)展遵循演化博弈理論的基本假設(shè)。

假設(shè)2：在市場(chǎng)機(jī)制下，當(dāng)技術(shù)提供商與整車企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新的收益均大于合作創(chuàng)新雙方自身所帶來(lái)的收益,即RT＜VT，RM＜VM，合作創(chuàng)新成本越大，技術(shù)提供商與整車企業(yè)合作可能性較小。

假設(shè)3：在市場(chǎng)機(jī)制下，當(dāng)技術(shù)提供商與整車企業(yè)合作創(chuàng)新收益大于獨(dú)立創(chuàng)新時(shí)，即RT＞VT，RM＞VM合作創(chuàng)新成本越小，雙方參與合作創(chuàng)新的可能性越大。

假設(shè)4：若技術(shù)提供商與整車企業(yè)在對(duì)方不選擇合作創(chuàng)新而自己選擇合作創(chuàng)新，或其中一方在合作時(shí)中途退出，會(huì)承擔(dān)一定的損失（CT,CM），承擔(dān)損失越大，則雙方合作創(chuàng)新可能性越小。

（二）策略選擇

技術(shù)提供商（T）和整車企業(yè)（M）的策略分別為合作創(chuàng)新與獨(dú)立創(chuàng)新。當(dāng)技術(shù)提供商實(shí)施積極合作創(chuàng)新時(shí)，就會(huì)減少自己在汽車制造上的投入，全權(quán)交給整車企業(yè)，這時(shí)就會(huì)有更多的資金和動(dòng)力去用于技術(shù)本身的研發(fā)和建設(shè)。但是當(dāng)技術(shù)提供商選擇獨(dú)立創(chuàng)新時(shí)，技術(shù)企業(yè)本身所涵蓋的制造汽車的項(xiàng)目就會(huì)與整車企業(yè)構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，不僅要支出一部分核心建設(shè)的資源和費(fèi)用來(lái)進(jìn)行汽車制造，對(duì)技術(shù)提供商的核心競(jìng)爭(zhēng)力也產(chǎn)生一定影響；同理，整車企業(yè)選擇合作創(chuàng)新后對(duì)自身的發(fā)展也有了更廣的平臺(tái)和更大的利益，利用技術(shù)提供商的資源和技術(shù)可以使制造的汽車實(shí)現(xiàn)升級(jí)，如果選擇獨(dú)立創(chuàng)新，在新技術(shù)的研發(fā)上也會(huì)沒(méi)有技術(shù)提供商更加專業(yè)，只能獲得短期利潤(rùn)。兩者的這種演化是根據(jù)對(duì)方的選擇而對(duì)自己的選擇做出決策。

（三）博弈支付矩陣

不進(jìn)行合作創(chuàng)新時(shí),技術(shù)提供商的收益為RT；整車企業(yè)的收益為RM。

當(dāng)雙方均選擇合作創(chuàng)新，雙方分別獲得的收益為VT,VM，合作后的各自所需承擔(dān)的成本為,合作后技術(shù)提供商的收益為；整車企業(yè)的收益為

當(dāng)技術(shù)提供商進(jìn)行合作創(chuàng)新，整車企業(yè)不進(jìn)行合作創(chuàng)新時(shí)，技術(shù)提供商將承擔(dān)一部分損失CT。這時(shí)技術(shù)提供商群體的收益為整車企業(yè)的收益為RM。

當(dāng)整車企業(yè)進(jìn)行合作創(chuàng)新，技術(shù)提供商不進(jìn)行合作創(chuàng)新時(shí)，整車企業(yè)將承擔(dān)一部分損失CM。這時(shí)整車企業(yè)的收益為，技術(shù)提供商群體的收益為RT。

支付收益矩陣如表1所示。

表1 技術(shù)提供商與整車企業(yè)合作創(chuàng)新的收益矩陣表

三、演化博弈分析

假設(shè)整車企業(yè)中，選擇進(jìn)行合作創(chuàng)新的比例為α，則1-α整車企業(yè)不進(jìn)行合作創(chuàng)新的比例。在技術(shù)提供商群體中，選擇進(jìn)行合作創(chuàng)新的比例為β，則1-β為高新技術(shù)企業(yè)中不進(jìn)行合作創(chuàng)新的比例。

（一）收益分析

1.整車企業(yè)的收益分析。根據(jù)Malthusian方程可得，整車企業(yè)M選擇合作創(chuàng)新的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

2.技術(shù)提供商的收益分析。同理，技術(shù)提供商T在選擇合作創(chuàng)新的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

（二）均衡點(diǎn)分析

如果下列條件得到滿足：a11+a22＜0，a11a22-a21a22＜0，則復(fù)制動(dòng)態(tài)方程的平衡點(diǎn)就是局部穩(wěn)定的，該平衡點(diǎn)是演化穩(wěn)定策略。

表2 均衡點(diǎn)所在行列式與跡的穩(wěn)定性結(jié)果

由以上博弈過(guò)程所得的演化結(jié)果，可以得出以下分析：

在以上五個(gè)均衡點(diǎn)中，只有兩個(gè)均衡點(diǎn)(0,0)和(1,1)是演化穩(wěn)定點(diǎn)。

（三）演化相圖

圖1中，當(dāng)雙方獨(dú)立創(chuàng)新的收益大于合作創(chuàng)新收益時(shí)，即RT-VT＞0，RM-VM＞0，他們同時(shí)為合作創(chuàng)新付出了一定的成本，此時(shí)如圖1所示，(0,0)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，(0,1)(1,0)是鞍點(diǎn)，(1,1)此時(shí)是不穩(wěn)定點(diǎn)，即技術(shù)提供商與整車企業(yè)都不進(jìn)行合作創(chuàng)新是演化穩(wěn)定策略。

圖1 技術(shù)提供商與整車企業(yè)合作創(chuàng)新演化相位圖

當(dāng)雙方合作創(chuàng)新的收益大于獨(dú)立創(chuàng)新的收益，RT-VT＜0，RM-VM＜0，且合作創(chuàng)新的成本均小于獨(dú)立創(chuàng)新成本，(1,1)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，(0,0)是不穩(wěn)定點(diǎn)，(1,0)(0,1)是鞍點(diǎn)，即技術(shù)提供商和整車企業(yè)都進(jìn)行合作創(chuàng)新是演化穩(wěn)定策略。

當(dāng)無(wú)法得知雙方合作創(chuàng)新的收益與獨(dú)立創(chuàng)新收益相比較的情況時(shí)，ABCDE中A(0,0)、C(1,1)點(diǎn)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，B(1,0)、D(0,1)不是穩(wěn)定點(diǎn)，E是鞍點(diǎn)。這時(shí)，技術(shù)提供商和整車企業(yè)都進(jìn)行合作創(chuàng)新和都不進(jìn)行合作創(chuàng)新時(shí)，會(huì)構(gòu)成系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略。

由圖可知，有兩個(gè)不穩(wěn)定的點(diǎn)和一個(gè)鞍點(diǎn)所形成的折線圖為系統(tǒng)收斂到兩個(gè)狀態(tài)的臨界線，在折線左下方，如果初始狀態(tài)的點(diǎn)在四邊形ABED中，則系統(tǒng)收斂到均不進(jìn)行合作創(chuàng)新的點(diǎn)，即A點(diǎn)。在折線右上方，如果初始狀態(tài)的點(diǎn)落在四邊形BCDE中，則系統(tǒng)收斂到均進(jìn)行合作創(chuàng)新的點(diǎn)，即C。

圖1中，當(dāng)雙方獨(dú)立創(chuàng)新的收益大于合作創(chuàng)新收益時(shí)，即RT-VT＞0，RM-VM＞0，(0,0)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，(0,1)(1,0)是鞍點(diǎn)，(1,1)此時(shí)是不穩(wěn)定點(diǎn)，即技術(shù)提供商與整車企業(yè)都不進(jìn)行合作創(chuàng)新是演化穩(wěn)定策略。

當(dāng)雙方合作創(chuàng)新的收益大于獨(dú)立創(chuàng)新的收益，RT-VT＜0，RM-VM＜0，(1,1)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，(0,0)是不穩(wěn)定點(diǎn)，(1,0)(0,1)是鞍點(diǎn)，即技術(shù)提供商和整車企業(yè)都進(jìn)行合作創(chuàng)新是演化穩(wěn)定策略。

當(dāng)無(wú)法得知雙方合作創(chuàng)新的收益與獨(dú)立創(chuàng)新收益相比較的情況時(shí)，ABCDE中A(0,0)、C(1,1)點(diǎn)是演化穩(wěn)定點(diǎn)，B(1,0)、D(0,1)不是穩(wěn)定點(diǎn)，E是鞍點(diǎn)。這時(shí),會(huì)構(gòu)成系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略。

有兩個(gè)不穩(wěn)定的點(diǎn)和一個(gè)鞍點(diǎn)所形成的折線圖為系統(tǒng)收斂到兩個(gè)狀態(tài)的臨界線，如果初始狀態(tài)的點(diǎn)在四邊形ABED中，則系統(tǒng)收斂到均不進(jìn)行合作創(chuàng)新的點(diǎn)，即A點(diǎn)。在折線右上方，如果初始狀態(tài)的點(diǎn)落在四邊形BCDE中，則系統(tǒng)收斂到均進(jìn)行合作創(chuàng)新的點(diǎn)，即C。

在整車企業(yè)與技術(shù)提供商的發(fā)展中，只有雙方積極進(jìn)行合作創(chuàng)新，才會(huì)給彼此帶來(lái)雙贏。但是雙方中一旦只有一方進(jìn)行積極合作創(chuàng)新，而另一方隱藏信息或行動(dòng)，這樣積極實(shí)施合作創(chuàng)新的一方就會(huì)承擔(dān)一定的損失，在合作的過(guò)程中很難避免一方的創(chuàng)新收益要大于另一方而造成“不公平”行為，所以會(huì)出現(xiàn)技術(shù)提供商或整車企業(yè)率先終止合作或不參加合作的情況。雙方合作投入博弈長(zhǎng)期演化就會(huì)形成兩種格局：均進(jìn)行合作創(chuàng)新或都不進(jìn)行合作創(chuàng)新。

四、結(jié)論和建議

本文運(yùn)用演化博弈模型，構(gòu)建了整車企業(yè)與技術(shù)提供商合作創(chuàng)新的演化博弈模型，分析不同因素下對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定演化狀態(tài)的影響，研究了有效促進(jìn)上下游企業(yè)合作創(chuàng)新的條件。研究結(jié)果表明：

一是在市場(chǎng)機(jī)制下，技術(shù)提供商與整車企業(yè)的合作創(chuàng)新具有明顯的“路徑依賴”特征。上下游企業(yè)的最終策略取決于其所在的初始狀態(tài)，以及合作創(chuàng)新策略所帶來(lái)的收益和成本，合作創(chuàng)新所投入的成本越高，所承擔(dān)的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)就越大，不利于上下游企業(yè)合作創(chuàng)新策略的穩(wěn)定性。

二是技術(shù)提供商與整車企業(yè)的策略選擇不僅取決于其自身的成本與收益，同時(shí)也受到政府對(duì)其的補(bǔ)貼與懲罰策略的影響，政府可以采取稅收減免或者懲罰機(jī)制來(lái)減小上下游企業(yè)合作創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)，監(jiān)管力度的增大對(duì)技術(shù)提供商和整車企業(yè)合作創(chuàng)新具有引導(dǎo)和促進(jìn)作用。

三是市場(chǎng)利益分配機(jī)制與政府有效的監(jiān)督懲罰是保障技術(shù)提供商與整車企業(yè)合作創(chuàng)新穩(wěn)定性的重要手段。合理的利益分配機(jī)制能夠保障博弈上下游企業(yè)獲得滿意的合作收益，實(shí)現(xiàn)合作創(chuàng)新的共贏。

基于以上結(jié)論，給出如下建議：

首先，企業(yè)可建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制。針對(duì)市場(chǎng)機(jī)制下上下游企業(yè)無(wú)法判別是否一方在合作創(chuàng)新中會(huì)突然撕毀合約，積極實(shí)施合作創(chuàng)新的一方就會(huì)承擔(dān)一定的損失而造成“不公平”行為。技術(shù)提供商或整車企業(yè)針對(duì)這種情況可制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制，或在建立合作創(chuàng)新的策略之初，制定出對(duì)于合作創(chuàng)新過(guò)程中，由于一方中途退出所帶來(lái)的損失將由主動(dòng)退出方全部承擔(dān)的策略，從而降低中斷合作的可能。

其次，政府完善監(jiān)管制度，引導(dǎo)技術(shù)提供商與整車企業(yè)進(jìn)行合作創(chuàng)新。政府對(duì)技術(shù)提供商與整車企業(yè)的制度不應(yīng)僅局限在稅收補(bǔ)貼和懲罰監(jiān)管，可以考慮建設(shè)上下游企業(yè)合作所需的相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，以及在上下游企業(yè)選擇合作創(chuàng)新后，對(duì)企業(yè)的知名度進(jìn)行推廣，增加企業(yè)的社會(huì)效益。

第三，市場(chǎng)可以完善技術(shù)提供商與整車企業(yè)的合作創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中的體制機(jī)制。利益是技術(shù)提供商與整車企業(yè)選擇合作創(chuàng)新策略的直接動(dòng)力，針對(duì)在合作創(chuàng)新中的收益與成本的問(wèn)題，可建立正負(fù)性質(zhì)的激勵(lì)措施以帶來(lái)不同程度的促進(jìn)，引導(dǎo)市場(chǎng)建立差異化和多樣性的激勵(lì)措施，提升合作創(chuàng)新環(huán)境的穩(wěn)定性。

本文從市場(chǎng)機(jī)制下分析了技術(shù)提供商和整車企業(yè)在合作創(chuàng)新中的行為決策，探討了影響雙方合作創(chuàng)新的因素以及穩(wěn)定性演化策略，并提出了相應(yīng)的建議以增加上下游合作創(chuàng)新的幾率和穩(wěn)定性，為今后智能汽車的發(fā)展提供了一定的借鑒。本文尚未考慮這兩類企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新與合作創(chuàng)新所付成本的差值對(duì)其合作創(chuàng)新策略選擇的影響，今后會(huì)多加研究。