虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)三方博弈分析

□文/徐德會 包秀莉 蘇 瑩

（重慶青年職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 重慶）

［提要］ 本文從研發(fā)動力角度，利用博弈論模型分析虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)動力系統(tǒng)中企業(yè)、高校和科研院所以及政府間的利益關(guān)系，明確虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)內(nèi)、外部動力發(fā)揮的阻礙原因。

虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新時期的重要產(chǎn)業(yè)方向和技術(shù)領(lǐng)域，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。研發(fā)虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)對推動新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，貫徹落實《中國制造2025》重要工作部署有重要意義。然而，虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā)具有研發(fā)投入大、周期長、經(jīng)濟(jì)效益低等特點，容易陷入研發(fā)市場失靈的困境。因此，研究多主體合作下的虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)問題，對于推動國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展有重要的理論和實踐意義。

一、虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)的三方博弈模型

虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)的內(nèi)外部動力來源于多個方面，然而關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)存在的外部性是削弱這些力量的重要因素。虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟內(nèi)部成員既有資金充足的企業(yè)，也有技術(shù)力量強(qiáng)大的高校和科研院所。因此，聯(lián)盟組織內(nèi)部成員進(jìn)行合作研發(fā)是消除外部性的有效手段，但由于在合作研發(fā)的動力系統(tǒng)中，企業(yè)與企業(yè)、學(xué)校和科研院所、政府間存在著博弈行為，各個主體理性行為的存在是實現(xiàn)關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)的重要阻礙。因此，對系統(tǒng)中三方主體博弈行為進(jìn)行分析，推進(jìn)行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)的合作研發(fā)有效性。

（一）無政府狀態(tài)下企業(yè)與高校和科研院所間的博弈。在無政府參與狀態(tài)下，企業(yè)與高校和科研院所之間是否進(jìn)行關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)的博弈屬于“囚徒困境”問題。進(jìn)行關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)要投入較大的成本，而企業(yè)、高校和科研院所作為一個理性主體，在無政府狀態(tài)下，它的行為存在著不確定性，會因為信任而選擇合作行為或是因為自私而選擇背叛行為。因此，博弈模型建立在以下幾個假設(shè)條件下：

假設(shè)1：博弈主體為企業(yè)與高校和科研院所，兩者是理性主體，每個主體都有選擇“合作”和選擇“背叛”兩種決策行為

假設(shè)2：雙方選擇最優(yōu)策略時，以對手的可能策略預(yù)測為參考

假設(shè)3：雙方在選擇“合作”策略時，所需要投入的成本（人力、物力、技術(shù)和資源等要素）折算為貨幣c，若是選擇“背叛”策略，則投入成本為0。由于投入較大，短期內(nèi)收益不明顯，因此各主體收益比不合作時減少c，即，r

1、支付矩陣（表1）

表1 無政府狀態(tài)下企業(yè)與高校和科研院所間的博弈支付矩陣

由支付矩陣可知，企業(yè)與高校和科研院所間的博弈一共出現(xiàn)四種情形：

情形一：當(dāng)企業(yè)選擇“合作”時，高校和科研院所也選擇“合作”，則企業(yè)、高校和科研院所的收益為rE-c，rS-c。

情形二：當(dāng)企業(yè)選擇“背叛”，高校和科研院所依然選擇“合作”時，則企業(yè)獲得收益為rE，高校和科研院所獲得收益rS-c，（rS-c）

情形三：同情形二，僅有企業(yè)選擇“合作”策略，那么企業(yè)獲得收益為rE-c，高校和科研院所獲得收益為rS，（rE-c）

情形四：當(dāng)兩者都選擇“背叛”策略時，他們的收益分別是rE和rS。

2、策略選擇。當(dāng)企業(yè)選擇“合作”策略時，高校和科研院所有兩種策略，“合作”或“背叛”，“合作”時則與企業(yè)一樣，獲得平均收益，但選擇“背叛”策略時，高校和科研院所就會獲得高于平均收益的利潤。因此，選擇“背叛”策略是高校和科研院所的最優(yōu)策略。

當(dāng)企業(yè)選擇“背叛”策略時，高校和科研院所將不會改變策略，繼續(xù)選擇“背叛”，因為選擇“背叛”會獲得行業(yè)的正常收益水平，選擇“合作”策略則會獲得比平均收益水平低的利潤。因此，無論企業(yè)選擇何種策略，高校和科研院所的策略都選擇“背叛”策略以獲得超額收益或避免低收益。同樣的，無論高校和科研院所選擇何種策略，企業(yè)都選擇“背叛”。此時，博弈的納什均衡為：（背叛，背叛），博弈的雙方陷入“囚徒困境”的狀態(tài)。

3、結(jié)論。在無政府狀態(tài)下，企業(yè)與高校和科研院所間關(guān)于是否進(jìn)行合作研發(fā)博弈的納什均衡是都會選擇“背叛”策略。這種情況形成的主要原因是，選擇“背叛”的主體可利用信息不對稱的條件“搭便車”，這將使得博弈向（背叛，背叛）的結(jié)果演化。

（二）無政府參與下企業(yè)與企業(yè)間的博弈。兩企業(yè)間關(guān)于是否進(jìn)行關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)的博弈同樣屬于“囚徒困境”問題。選擇合作研發(fā)需要投入較大的成本，而企業(yè)作為一個追逐利益最大化的理性主體，當(dāng)政府規(guī)制行為不存在時，企業(yè)間在是否進(jìn)行合作研發(fā)的問題上就存在博弈。博弈模型建立在以下假設(shè)條件上：

假設(shè)1：博弈主體為兩個企業(yè)，企業(yè)主體是理性的，都可自由選擇是否進(jìn)行合作研發(fā)

假設(shè)2：雙方選擇自己最優(yōu)策略時，可以對手的可能策略作為參考

假設(shè)3：企業(yè)選擇合作研發(fā)后，研發(fā)周期較長，投入成本較大，短期收益不明顯，利潤降低，即（p1-c1）<（p2-c2）

1、支付矩陣（表2）

表2 無政府參與下企業(yè)與企業(yè)間博弈支付矩陣

兩個企業(yè)間的博弈同樣出現(xiàn)四種情形：

情形一：兩個企業(yè)都選擇“合作”策略，則兩個企業(yè)所得到的收益都是p1-c1，是合作研發(fā)情況下正常的行業(yè)利潤。

情形二：若企業(yè)A 選擇“背叛”策略，企業(yè)B 依然選擇“合作”策略，則企業(yè)A 獲得收益為p2-c2，企業(yè)B 獲得收益為p1-c1，（p1-c1）<（p2-c2），選擇“背叛”策略的企業(yè)獲得了更高的收益，選擇“合作”策略的企業(yè)利潤受損，低于行業(yè)正常的平均收益。

情形三：與情形二相同，僅有企業(yè)A 選擇“合作”策略，企業(yè)B 選擇“背叛”策略，那么企業(yè)A 利潤受損。

情形四：兩個企業(yè)都選擇“背叛”策略，那么利潤都為p2-c2。

2、策略選擇。當(dāng)企業(yè)A 選擇“合作”策略時，企業(yè)B 有兩種選擇，“合作”或者“背叛”，“合作”時收益和企業(yè)A 一樣，當(dāng)選擇“背叛”時，則會獲得高于行業(yè)平均水平的收益。因此，選擇“背叛”策略是企業(yè)B 的最優(yōu)策略。

當(dāng)企業(yè)A 選擇“背叛”策略時，企業(yè)B 不會改變策略，將繼續(xù)“背叛”，因為此時可以獲得行業(yè)正常的收益。因此，無論企業(yè)A 選擇何種策略，企業(yè)B 的最優(yōu)策略是“背叛”，以獲得超額利潤或者避免收益受損。同樣的，無論企業(yè)B 選擇何種策略，企業(yè)A 的最優(yōu)策略都是“背叛”。此時，博弈的納什均衡為：（背叛，背叛），博弈雙方處于“囚徒困境”的狀態(tài)。

3、結(jié)論。在無政府參與狀態(tài)下，兩個企業(yè)關(guān)于是否進(jìn)行合作研發(fā)博弈的納什均衡是雙方都選擇“背叛”。雙方策略選擇行為受到競爭方的影響，會改變最初的策略，向（背叛，背叛）的結(jié)果演化。

（三）政府參與下企業(yè)與高校和科研院所間的博弈。由上述研究可知，在無政府參與狀態(tài)下，企業(yè)與企業(yè)間、企業(yè)與高校和科研院所間都沒有充分的動力開展關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)。因此，為了引導(dǎo)企業(yè)、高校和科研院所能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)、研發(fā)方式的轉(zhuǎn)變，解決市場中“搭便車”與信息不對稱的問題，政府需要進(jìn)入企業(yè)、高校和科研院所間的博弈，通過政府干預(yù)，幫助企業(yè)、高校和科研院所走出“囚徒困境”的局面。

政府干預(yù)的手段是給選擇“合作”策略的企業(yè)、高校和科研院所補(bǔ)貼t，給選擇“背叛”策略的企業(yè)、高校和科研院所實施懲罰f。補(bǔ)貼和懲罰都將直接影響企業(yè)、高校和科研院所的收益。在政府參與狀態(tài)下，企業(yè)與高校和科研院所間的博弈模型基于以下假設(shè)：

假設(shè)1：企業(yè)或者高校和科研院所選擇“合作”策略后，兩者收益會減少d

假設(shè)2：政府的補(bǔ)貼和懲罰具有一定的約束力，企業(yè)、高校和科研院所需要根據(jù)政府制定的規(guī)則調(diào)整自己的策略，但是兩者均以利潤最大化為決策目標(biāo)

1、支付矩陣（表3）

表3 政府參與下企業(yè)與高校和科研院所間博弈支付矩陣

由支付矩陣可知，政府參與狀態(tài)下企業(yè)與高校和科研院所間的博弈一共有四種情形：

情形一：企業(yè)與高校和科研院所都響應(yīng)政府號召，兩者均選擇“合作”策略，則兩者的收益都在原有利潤的基礎(chǔ)上，減少一個合作成本，增加一個合作補(bǔ)貼，即企業(yè)與高校和科研院所最終獲得的收益分別為rE-d+t，rS-d+t。

情形二：企業(yè)選擇“背叛”策略，高校和科研院所選擇“合作”策略，那么高校和科研院所的收益與情形一相比不變，企業(yè)的收益則變?yōu)閞E-f，即在原有收益下減去一個背叛的懲罰。

情形三：與情形二類似，只是角色互換，企業(yè)選擇“合作”，高校和科研院所選擇“背叛”。那么，企業(yè)的收益為rE-d+t，高校和科研院所的收益為rS-f。

情形四：兩者都選擇“背叛”策略，則兩者都會受到懲罰，即收益分別為rE-f，rS-f。

2、策略選擇。兩者均選擇合作策略時，政府補(bǔ)貼大于選擇背叛時的收益，此時政府參與是有效的；當(dāng)雙方選擇背叛時，政府懲罰的力度小于選擇背叛時的收益，那么此時，政府參與是無效的。

3、結(jié)論。政府參與下企業(yè)與高校和科研院所間博弈的納什均衡與f+t 的大小有關(guān)，當(dāng)政府管制力度越大，即政府對于合作研發(fā)的鼓勵程度越大，給予的補(bǔ)貼越高，則企業(yè)或者高校和科研院所就越有選擇“合作”策略的動力。

（四）政府參與下企業(yè)與企業(yè)間的博弈。在同樣的條件下，政府參與狀態(tài)下企業(yè)與企業(yè)間的博弈結(jié)果與企業(yè)與高校和科研院所間博弈結(jié)果相同。即，政府參與下企業(yè)與企業(yè)間博弈的納什均衡與f+t 的大小有關(guān)，當(dāng)政府管制力度越大，即政府對于合作研發(fā)的鼓勵程度越大，給予的補(bǔ)貼越高，則企業(yè)就越有選擇“合作”策略的動力。

（五）政府參與下企業(yè)、高校和科研院所與政府間的博弈。政府雖然可以對企業(yè)、高校和科研院所進(jìn)行監(jiān)管，為推動關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)實行激勵或者約束政策，但政策的制定與執(zhí)行需要人力、物力、資金的支持，因此政府也需要根據(jù)其監(jiān)管成本的大小決定是否實行監(jiān)管。所以，企業(yè)、高校和科研院所與政府間也存在著博弈的行為，他們之間的博弈模型需要滿足以下假設(shè)條件：

假設(shè)1：企業(yè)、高校和科研院所有“合作”與“背叛”兩種策略，政府有“監(jiān)管”與“不監(jiān)管”兩種策略，雙方均為追求利益最大化的理性主體

假設(shè)2：企業(yè)、高校和科研院所與政府間互不清楚雙方可能采取的策略，但清楚對方的收益函數(shù)

1、支付矩陣（表4）

表4 政府參與下企業(yè)、高校和科研院所與政府間的博弈支付矩陣

從表4 可知，政府與企業(yè)、高校和科研院所間的博弈支付有四種情形：

情形一：政府實施“監(jiān)管”策略，企業(yè)與高校和科研院所選擇“合作”策略，那么企業(yè)與高校和科研院所獲得正常的行業(yè)平均收益r（E，S）-d，政府的監(jiān)管成本為-g。

情形二：政府選擇“監(jiān)管”，企業(yè)與高校和科研院所選擇“背叛”策略。那么，政府對其進(jìn)行罰款f，同時也付出監(jiān)管成本-g，政府最終收益為f-g，企業(yè)與高校和科研院所利潤為r（E，S）-f。

情形三：政府選擇“不監(jiān)管”，企業(yè)、高校和科研院所選擇“合作”。此時，政府收益0，企業(yè)、高校和科研院所收益為r（E，S）-d。

情形四：政府“不監(jiān)管”，企業(yè)、高校和科研院所“背叛”，則企業(yè)收益為r（E，S），政府收益為0。

2、策略選擇。在政府參與狀態(tài)下，政府與企業(yè)、高校和科研院所間不存在純策略納什均衡。當(dāng)政府選擇“監(jiān)管”策略時，因為r（E，S）-d>r（E，S）-f，企業(yè)、高校和科研院所會選擇“合作”策略；當(dāng)政府選擇“不監(jiān)管”策略時，因為r（E，S）-d

3、混合策略均衡。假設(shè)政府對企業(yè)、高校和科研院所采取抽查的方式，即企業(yè)、高校和科研院所被“查處”的概率為x（x∈［1，0］），企業(yè)、高校和科研院所選擇“合作”策略的概率為y（y∈［1，0］）。π1 為政府的期望收益，π2 為企業(yè)的期望收益，因此政府與企業(yè)、高校和科研院所的目標(biāo)函數(shù)如式（1）、式（2）所示：

將式（1）、式（2）分別對x、y 求偏導(dǎo)，并令其等于0，得到均衡解：

二、結(jié)論

利用博弈論模型分析了虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)動力系統(tǒng)中企業(yè)、高校和科研院所以及政府間的利益關(guān)系，明確了虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)內(nèi)、外部動力發(fā)揮的阻礙原因。通過對無政府參與下的企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與高校和科研院所的簡單博弈分析，得出由于信息不對稱現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致企業(yè)、高校和科研院所對待關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)多采用“搭便車”的方式，受益企業(yè)、高校和科研院所往往選擇不合作研發(fā)關(guān)鍵共性技術(shù)。因此，關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)的外部成本內(nèi)部化就需要政府的介入，通過政府管控的方法進(jìn)行調(diào)整。在政府參與情形下，分析了企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與高校和科研院所以及企業(yè)、高校和科研院所與政府的博弈關(guān)系，得出政府監(jiān)管下，關(guān)鍵共性技術(shù)合作研發(fā)是能夠走出“囚徒困境”的。