國際科技合作創新博弈分析

張公一，呂文婷，張書博

(吉林大學 管理學院，長春 130022)

引 言

隨著經濟與科技全球化的發展，國際科技合作日益呈現出加速化、合作主體多元化、技—經—貿一體化、科學研究國際化、合作內容高科技化的發展趨勢。因此，探討國際科技合作創新的研究已經成為現代學術發展的新方向［1］。

國際科技合作是一個系統工程，協四方之力于一處，旨在世界范圍尋求以最有優勢的生產要素和最先進的科技成果與本國的優勢重新組合與配置，以取得最佳的經濟效益［2］。參與國家科技合作的對象既可以是不同的個人、企業、國家或地區的政府、研究機構和大學，也可以是國際性組織以及科學家［3］。國際科技合作及其交流是技術轉讓的高級形式，它已成為當今世界發展科學技術的重要途徑［4］。

合作創新，是指企業間或企業、研究機構、高等院校之間的聯合創新行為［5］。通常以技術供給方與技術需求方作為獨立的經濟行為主體，以技術合同為基礎，依照各自的優勢分擔技術創新不同階段所需投入資源，組織技術創新活動，按照合同事先確定的方式分攤創新風險，分配創新收益的合作過程。合作可以是雙方的也可以是多方的［6］，常見的合作方式是科研機構提供人力資本、科研儀器、技術信息、情報等資源，主要進行中試以前各環節的研究開發活動;企業提供資金、中試條件，并進行大規模生產及市場開發活動;中試階段往往是雙方合作創新的交接過程。合作創新是世界各國推動技術進步和生產力發展的重要方式［7］。而我國正處于解決研究開發主體錯位問題，實現技術創新主體由科研機構向企業的轉變的過渡階段，推動合作創新具有更為重要的意義［8］。合作創新具有以下特點:(1)事前交易;(2)信息的不對稱性;(3)投入的創新資源所能獲得的收益滯后期長，不確定性高;(4)各方在創新過程中，資源投入和創新活動的界面不明晰，責任不明確［9～10］。

合作創新是個動態過程，在動態過程中存在兩種基本狀態，即合作與背叛。因此可運用合作博弈的方法來揭示這種合作創新關系。合作博弈具有如下性質［11］:(1)企業行為的不確定性。企業可能相互信任，采取合作行為;也可能都自私，而采取背叛行為。(2)個體理性，即企業行為的出發點是以最少的投入獲得最大的利益。當合作有利時，它會選擇合作行為;但當背叛的利益大于合作時，它就會選擇背叛，而這一結果將給合作其他方帶來一定的損失與風險。(3)非零和博弈。合作博弈是一種“非零和博弈”，即合作博弈可以實現雙贏。(4)重復博弈。國際企業之間的科技合作創新行為往往是多次重復的，是一種伙伴關系，參與方的博弈行為不會改變其博弈的結構。

一、基本假設和屬性

(一)國際科技合作創新“組織”的假設

為了完成現代國際科技合作創新的研究，我們需要對合作方進行必要的假設。在即將建立的模型中，我們把所有參與國際科技合作創新的企業認定為這樣一個組織，它由若干企業組成，它們共同投入并獲得聯合產出，每個產出不等于各個團隊成員單獨生產產出的簡單加和。每個成員獨立地選擇各自的努力水平，并按照其貢獻程度獲取收益。

(二)組織基本屬性［12］

由于影響國際科技合作創新的因素很多，而我們不可能對這些因素全部都考慮，所以有必要先對一些集合的屬性做一些假設。在這里我們把合作方稱為組織，合作方的企業、研究機構、高等院校等統一稱為企業。

假設一:組織由N個企業組成，而每個成員要么合作，要么背叛。設￡ ={1、2……N}為組織集合［13］。

假設二:合作博弈的分配(即組織的收入)是指對于組織中I個企業來說，存在一個向量Xi=(x1、x2……xn)滿足:∑xi=V(￡ );Xi=V(￡ )其中V(￡)表示I個企業總和收益，V(i)表示組織中i個企業不進行合作創新時的收益。機會收益為Y，向量Yi=(y1、y2……yn)表示第 i企業不參與本組織合作創新，而在另外的組織參與合作創新時，其獲得的最高收益［14］。

假設三:組織中企業投入創新成本是其合作創新程度的函數，并且與合作創新程度成線性關系，即C(ai)=AiCi。其中向量 Ai=(a1，a2……an)表示i企業合作創新的程度，向量Ci=(c1、c2……cn)表示企業i完全合作創新時所付出的成本。

假設四:企業合作創新收益按企業在組織中的地位和投入比例分配，用向量Ki=(k1，k2……kn)表示分配比例系數，且0 ＜Ki≤1=1。

假設五:組織合作與績效的關系模型遵循哈博曼模型［15］。

哈博曼模型研究屬于人工智能，他把若干成員組成一個團隊共同解決問題的速度比這些成員單獨解決問題的速度要快這樣的一個事實定量化。哈博曼模型是用來解釋這樣一個實驗的，即現在要打開一個墓地，不知道墓地的密碼，但卻知道墓地的密碼由兩個人的名字拼湊而成，而且知道密碼長度。在這個實驗中，共有n個成員一起來解答這個密碼，他們的思路是各不相同的，他們把自己的思路寫在黑板上，互相交換信息。通過這個實驗，哈博曼發現這樣的事實，即找到答案的時間與團隊成員的個數呈一種超線性關系。這個發現通過計算機仿真測試得以證實。如果用H表示解決問題的績效，則有

其中b是一個比例因子，e∈［0，1］是績效因子表示績效與合作成員的數量之間一種超線性關系，在計算機仿真實驗中證明了上式中指數項最高可達到(1+e)=2，這就是哈博曼合作－績效模型。

在本文中我們把哈博曼合作—績效模型引入到合作創新的組織中來，假設企業合作創新的績效遵循這個關系，只是其中的參數含義有所調整，H表示組織的收益(合作創新收益);b表示為合作創新的企業影響因子，b的取值受合作創新企業之間物質資源、人力資源、技術資源、信息資源等的共享程度的影響;e表示為合作創新的國家影響因子，e的取值受合作創新國家之間政治、經濟、文化環境、政府狀態及政策等影響。

如果我們用s表示組織中參與合作企業的個數，以向量Fi=(f1，f2……fn)表示組織內i企業所獲得的收益，根據假設4分配比例系數由Ki=(k1，k2……kn)表示，則有:

假設六:i企業采取合作行為的概率為向量Pi=(p1，p2……pn)，則采取背叛行為的概率為向量(1－Pi)=(1－p1，1－p2……1－pn)

假設七:組織中企業創新行為受貼現因子激勵，貼現因子用向量 λj=(λ1，λ2，……λm)(λm≥λm－1≥0)。組織內企業合作創新次數越多，則采取合作創新的概率理性遞增，即合作創新的默契具有遞延性，合作創新效果具有遞增性，合作創新收益也隨著創新次數的增加而增加。

假設八:組織一直處于在有序正常的發展狀態。企業在組織中不斷進行周期性和不間斷地解決問題，可以防止企業產生的機會主義行為，即企業會以長期利益為出發點，以組織利益至上，避免產生短期行為。

二、國際科技合作創新的博弈模型

國際科技合作創新行為我們可以認定是組織內部的n個企業進行m次重復博弈的過程，并在前面假設的基礎上構建國際科技合作創新博弈模型。

(一)基本要素

國際科技合作創新行為是由組織內n個企業進行合作創新的過程，企業成員選擇其努力水平。在現實中，一個企業的努力水平可以抽象為是背叛到合作之間的任意實數。在此我們為了研究的方便，假定企業可以選擇的行動只有完全合作和完全背叛兩種。以Ai表示第i個企業的行動，則有:

由于每次合作創新博弈時每個企業都是同時選擇自己的合作水平，也就是我們建立的模型在每個階段都是靜態的，各個企業的戰略和行動的集合應該是一致的。對于企業來講，他們應該是在同一個水平上，對信息的認識和理解沒有本質差異。

(二)支付函數［16］

根據公式(2)和其他假設條件，在時間t內i企業的合作創新收益和合作創新成本分別等于Pi(1+ λj)m－1Kibs1+e和 AiCi，我們用 Ui(t)表示在時間t第i個企業的效用，則在時間t有

其中s表示在時間t內的合作創新企業數，n表示組織企業成員數，m表示合作創新次數。

(三)博弈模型

(1)由于假定了企業參與本組織合作創新，而在其他組織參與合作創新的最大可能收益為Yi，所以要是該企業愿意參與本組織的國際科技合作創新，應該滿足下式

(2)建立模型的目的是為了讓企業更好的參與本組織的國際科技合作創新，則按照獎勵相容約束的定義，應該是企業選擇合作創新的效用要大于選擇不合作創新的效用，即在一個企業合作創新連續的組織里二者之差應該大于0，則有

三、模型及影響因素分析

(一)模型分析

對于我們所建立的國際合作創新博弈模型，為了研究的方便，我們選用兩個企業(1企業和2企業)第m次國際科技合作創新進行分析。

在這次博弈中，組織的參與人由兩個企業組成，根據前面假設及我們構造的博弈模型，此時的博弈可以用支付矩陣直觀表示如下:

2公司1公司 合作(P2)背叛(1－P2)合作(p1)R1=X1+P1P2(1+λ)m－1K1b21+e－C1 R2=X2+P1P2(1+λ)m－1K2b21+e－C2 W1=X1+P1(1－P2)(1+λ)m－1K1b－C1 L2=X2+P1(1－P2)(1+λ)m－1K2b背叛(1－p1)L1=X1+P2(1－P1)(1+λ)m－1K1b W2=X2+P2(1－P1)(1+λ)m－1K2b－C2 Z1=X1 Z2=X2

把支付矩陣的結果代入模型，則有

由此，我們構造了企業是否進行國際科技合作創新的判斷模型，這里我們以兩個企業第m次國際科技合作創新對模型進行了驗證，推廣到n個企業進行m次合作創新仍然適用。

(二)國際科技合作創新影響因素分析及策略需求

因為X1，X2為組織中1企業和2企業不進行合作創新時的收益，我們在這里認為其為固定收入，對合作創新不產生影響。在滿足我們所建立模型的前提下，為便于研究兩個企業合作創新，可以把X1，X2從支付矩陣中剔除出去，這樣支付矩陣就轉為下面的形式。

2公司1公司 合作(P2)背叛(1－P2)合作(p1)R＇1=P1P2(1+λ)m－1K1b21+e－C1 R＇2=P1P2(1+λ)m－1K2b21+e－C2 W＇1=P1(1－P2)(1+λ)m－1K1b－C1 L＇2=P1(1 － P2)(1+ λ)m－1K2b背叛(1－p1)L＇1=P2(1－P1)(1+λ)m－1K1b W＇2=P2(1－P1)(1+λ)m－1K2b－C2 Z＇1=0 Z＇2=0

我們建立的模型已經成為企業是否合作創新的充要條件，下面我們對進行合作創新過程中的影響因素進行分析，要想使合作創新效果達到最佳，則要求 R1′，R2′值達到最大，即實現各影響因素的最優化，通過R1′，R2′我們可以確定影響合作創新一些指標。

(1)P1，P2為企業1，2選擇國際科技合作創新的概率，可以看出，P1，P2的值越大則 R1′，R2′值越大，企業選擇合作創新的幾率越大，則收益也越大，因此，應該建立良好的信譽與激勵機制，促進企業間逐漸形成偏好合作的趨勢，以提高合作創新的機會。

(2)λ為貼現因子，激勵因子λ越大，企業越有合作的愿望，R1′，R2′值越大。因此，應特別注重加強合作雙方信息交流，建立公平公正的成本及效益分配機制等。

(3)m為國際科技合作創新的次數，被認定為提高值，信任是一種新的創造財富的“社會資本”。創新合作的次數m越多，企業之間就越能夠互相了解、互相信任，從而形成一種默契，減少了策略的不確定性，進而逐步建立穩定、長期的國際科技合作伙伴關系。

(4)K為企業合作創新收益按企業在組織中的地位和投入比例分配的系數，可見K值越大，則企業從合作創新組織中獲得收益越大，即R1′，R2′值越大。合作創新的投入包括人，財，物等的投入，企業的投入決定了其在組織中的地位，提高人的素質和加大財物投入的力度成為了提高K值的決定因素。而C表示企業完全合作創新時所付出的成本，C 的取值越小，則 R1′，R2′值越大，這就要求企業應該減少投入成本。因此K和C就共同約束了企業應該追求的效益的最優化，用最小的成本獲得最大的收益。

(5)b表示為合作創新的企業影響因子，b的值越大，則企業間的合作創新效果越好，b的取值受合作創新企業之間物質資源、人力資源、技術資源、信息資源等的共享程度的影響。因此，在國際科技合作創新中企業應該注意改進合作方式，改善合作的結構，重視合作中的溝通，加強合作過程的管理等。

(6)e表示為合作創新的國家影響因子，e值越大，則 R1′，R2′值越大。國家之間政治，經濟，文化環境，政府狀態及政策等因素在國際科技合作創新中起著重要的作用，培養良好的合作制度環境、法律環境和文化環境等將促進國際科技合作創新活動。

結 語

國際科技合作創新的立足點就在于從全球范圍出發，通過與企業外部的聯結機制以及在全球范圍內獲取和配置資源來突破企業內部現有資源和能力的限制，充分借助企業外部網絡和資源來擴展、提升和創造企業競爭力，實現國際科技合作創新績效的全面提高。

在我國，雖然國際科技合作創新已經有了一定的發展，但僅靠企業自身發展十分緩慢，因此，政府的促進作用是必不可少的。政府可以通過宏觀調控在不同層面上給國際科技合作創新提供政策上、法律上的促進和保障，切實保證和加強國際科技合作創新的順利進行。從本質上說，國際科技合作創新行為要服從和服務于企業追求利潤最大化的投資戰略。

我國企業要參與國際科技合作創新并從中獲益，中國政府必須采取主動的策略應對這一趨勢。在世界經濟走向全球化的今天，全球的經濟主體更加緊密地聯系在一起，競爭更加激烈，而合作的關系比任何時候都更不可或缺。國際科技合作創新已成為企業發展不可忽視的一環，開展國際科技合作創新對我國企業來說是把“雙刃劍”，一面是競爭，一面是合作。因此，我們要更加注重培養自己在合作創新方面理論與實踐的能力，保證自己的國際科技合作創新中占據主動和優勢。

［1］黃寧燕.關于新形勢下提升我國國際科技合作發展層次與規模的思考［J］.中國科技論壇，2003(4):3－6.

［2］［美］R.K.默頓.科學社會學［M］.魯旭東，林聚任，譯.北京，商務印書館，2004:42－68.

［3］劉云，董建龍.國際科技合作經費投入與配置模式的比較研究［J］.科學學與科學技術管理，2000，(12):25－29.

［4］李志軍.當代國際技術轉移發展趨勢及對策［J］.國際技術經濟研究，1999，(2):58 －65.

［5］傅家驥.技術創新學［M］.北京:清華大學出版社，1998:11－50.

［6］蘇敬勤，王延章.合作技術創新理論及機制研究［M］.大連:大連理工大學出版社，2002:69－92.

［7］陳勁，毛義華.基于合作創新的企業技術能力培育［J］.科研管理，2000，(4):44 －50.

［8］郭曉川.合作技術創新——大學與企業合作的理論和實證［M］.北京:經濟管理出版社，2001:112－168.

［9］郭曉川.企業網絡合作化技術創新及其模式比較［J］.科學管理研究，1998，(5):13 －17.

［10］張公一，盧艷秋.跨國技術聯盟合作創新績效機理研究［J］.求是學刊，2011，(6):63 －69.

［11］郭其友，李寶良.沖突與合作:博弈理論的擴展與應用［J］.外國經濟與管理，2005 ，(11):1－11.

［12］劉險峰.現代企業組織的合作及組織規模研究［D］.重慶:重慶大學博士學位論文，2001:45－67.

［13］［法］克里斯汀·蒙特，丹尼爾·塞拉.博弈論與經濟學［M］.張琦，譯.北京:經濟管理出版社，2005:24－63.

［14］錢平凡.組織轉型［M］.杭州:浙江人民出版社，1999:57－59.

［15］張維迎.博弈論與信息經濟學［M］.上海:上海人民出版社，1996:63－69.

［16］［美］艾里克·拉斯繆森.博弈與信息:博弈論概論［M］.王暉，等，譯.北京:北京大學出版社，2003:24－58.