創新資源協同主體行為的演化博弈分析

宋之杰　程翠蘋　趙　桐

(燕山大學，秦皇島　066004)

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創新資源協同主體行為的演化博弈分析

宋之杰程翠蘋趙桐

(燕山大學，秦皇島066004)

〔摘要〕創新資源是支撐社會發展的戰略資源，創新資源協同主體的行為對創新資源協同起到重要作用，在對政府、企業、高校及科研院所、科技中介機構之間的關系和協同方式進行分析的基礎上，運用演化博弈理論，分析企業、高校及科研院所作為博弈主體在有無其他協同主體作用情況下的動態演化過程，并找出在各個主體參與下影響兩方長期協同穩定的因素，據此提出相應的政策建議。

〔關鍵詞〕創新資源協同主體演化博弈協同

創新資源在大國之間的競爭中具有舉足輕重的地位，不僅是支持國家發展的重要戰略資源，更是社會發展的不竭動力。然而，創新資源依然存在諸多問題：資源的分布零散，整合協同困難、部分之間溝通協調困難等。透過這些問題不難看出，其本質問題在于協同創新資源協同過程中各行為主體存在很大問題，因此，為了更好地提高創新資源的利用效率，充分發揮創新資源對社會進步的促進作用，對創新資源協同主體的行為研究顯得尤為重要。

1創新資源協同主體行為研究述評

1.1創新資源協同主體

國家創新資源協同，創新技術優勢轉化的重要方法是加強國家實驗室的作用和提升對國家實驗室的有效管理[1]，國家各個產業對協同的需求與國家實驗室的供應之間的關系，為制定協同政策提供依據[2]。Dianne等指出企業必須加大對高校及科研院所資源投入，才能更好地促進高校及科研院所的科研成果轉化，從而給自身帶來更多收益[3]。如果能夠實現創新資源的協調同步，企業在技術領域就會逐步走向成熟，商業化能力也會變得越來越強，將科研成果進行市場化就會越容易取得進展和成功[4]，影響企業從高校獲取知識資源的協同能力主要取決于企業的規模等7方面因素[5]。無獨有偶，Harrison等研究也發現高校和科研院所為其當地的企業提供各方面科研人才、創新科技技術和科研成果等創新資源，使得企業在創新發展中形成協同創新的顯著優勢，對技術和知識的擴散，高新技術產業區的形成具有重要意義[6]。對于企業、高校及科研院所之所以能夠協同的原因，Brostrom發現企業對改進產品、工藝的需求是尋求協同的主要動機[7]。Ankrah等則認為，二者之間尋求穩定的協同是為了組織個體利益，而不是尋求社會的利益[8]。2004年，Renaud Bellais指出，政府為達到廣泛形成科技投入機制的目的，需制定相應政策，這樣企業就可以投入較少的基礎研究[9]。Minna Halme根據北歐中小企業的經驗數據，探討中小企業的環境和社會負責的創新資源問題，研究結果表明，中小企業可以創造負責任的創新具有非常不同的資源組合[10]。對于中介機構在創新資源協同中的作用，Ankrah認為中介在促進企業、高校及科研院所協同方面是成功的[8]。可見政府下設的中介機構作為資源整合的一種存在模式，所發揮的重要作用同樣不可小覷。

國外學者強調突破創新路徑依賴最重要的因素是創新主體的作用，在創新資源協同整合中，要突破路徑限制，充分調動各個創新主體的作用，實現創新資源的高效利用[11]，在政府建立創新資源協同的服務平臺，制定相關協同的政策法規之后，放寬對企業、高校及科研院所的監管，培育科技中介機構，使得其與創新資源研用者之間可以通過高效協同，創造更多收益[12]。國內學者鄭長江同樣支持這種觀點，認為創新資源協同的實質是采用適當的方式共享創新資源使用權，是將協同風險分配至不同主體之間，進而實現協同收益共享的全新合作方式[13]。

1.2創新資源協同主體的行為策略

近年來，博弈論方興未艾，同時也為國內學者對于創新資源協同主體行為的研究提供了一種全新的視角：謝科范等運用博弈模型，分析了企業向高校及科研院所投入的研發費用對其總體研發費用的影響過程[14]；李強等創建一個博弈論模型，并且討論了在協同模式下，企業、高校及科研院所之間的利益合理分配情況[15]；李江通過構造博弈模型，首先著重分析了在完全信息的條件下，企業、高校及科研院所對于協同合作模式會做出如何選擇，接下來分別考慮當信息不對稱時，對于技術交易模式、技術購買模式以及商業化協作模式會造成什么樣的影響，最后應用信號博弈對協同合作模式的選擇問題進行了擴展[16]；薛克雷，潘郁等應用演化博弈模型對企業、高校及科研院所在協同創新過程中，信任、不信任兩種行為的動態演變進行了深入的研究[17]；陳勁等舍棄了以往兩兩博弈的方式，依據3種博弈策略，成功構建出了三維演化博弈模型，并依托Netlogo仿真平臺進行模擬仿真[18]；曹武軍等利用演化博弈模型建立政府與企業、企業與高校及科研機構、政府與高校及科研機構3對博弈主體，找出了影響各方長期穩定協同的因素[19]。

上述研究對于探索創新資源協同創新這一課題具有深遠的意義和影響。但是，從總體的角度來說，當前對于創新資源協同主體的絕大部分研究仍然集中在政府、企業、高校及科研院所，對科技中介機構的研究甚少，對科技中介機構在整個創新資源的協同過程中所起的關鍵作用更是鮮有深入研究。因此，本文在借鑒已有研究成果的基礎上，對包括科技中介機構在內的所有創新資源協同主體的行為進行了深入研究。

2創新資源協同的主體與行為

創新資源協同是一個復雜的系統，不能單對某個或某幾個主體進行研究，而應將其看作一個整體進行研究。

2.1創新資源協同的主體

創新資源協同主體分為3類：(1)以政府為主的監管主體；(2)以企業、高校及科研院所為主的研用主體；(3)以科技中介機構為主的輔助主體。政府、企業、高校及科研院所、科技中介機構之間形成的創新資源協同網絡體系，如圖1所示。

政府，作為創新資源協同最有力的部門，負責對創新資源的參與主體進行監督與管理，可以采用政策引導、信息提供等手段有效推動促進創新資源協同活動的深入開展和有效實施。在區域創新資源協同過程中，政府要做好總體規劃和宏觀調控政策等方面的工作，營造各個參與者共同尋求協同的良好氛圍，搭建創新資源協同的先進優勢平臺，對成功進行協同的主體進行獎勵，對中途毀約等不利協同的主體進行相應懲罰。

技術創新的根本主體是企業，在整個創新資源的協同過程中，各類創新資源最終要被企業應用從而創造出市場價值。企業需要通過整合內部創新資源促進發展，但僅僅依靠自身內部的那些資源，企業是很難有所作為的，這就要求企業向外部尋求更為前沿的科研與技術成果，然后才能實現把獲得的技術、成果等創新資源轉化為能夠提高整體水平的現實生產力。

創新資源中重要的一項是知識創新，而它的源頭在于高校及各類科研院所，這些機構在取得先進科研成果的同時，其更需要做的是尋找能夠將這些科研成果轉化為生產力的外部組織，在政府的引導下，力爭為企業發展提供豐富的創新人才、創新成果等，進一步提高企業的創新能力。

圖1　創新資源協同網絡體系

科技中介機構是一種連接的橋梁，它可以為企業提供咨詢服務，提供技術支持，投資金融等；可以為高校及科研院所尋求協同對象，前沿科技成果的推介等服務，使政府、企業、高校及科研院所等真正成為一個系統，彼此聯系。

2.2創新資源協同主體的行為策略

作為一個開放的系統，以企業、高校及科研院所為核心的創新資源協同，政府、科技中介機構等為創新資源協同提供政策扶持和各類輔助性服務，為各行為主體施加良性的行為策略，本文稱為協同的行為策略。反之稱為不協同的行為策略。

3創新資源研用主體的演化博弈模型

本文采用復制動態演化博弈方法[20]，從有限理性出發，以參與人為研究對象，在演化博弈的動態過程中，演化的初始條件及演化路徑決定了演化穩定策略的最終狀態。具體到本項研究，作為創新資源的研用者，企業不斷調整自己的行為方式，直到沒有其他方式可以比其帶來更多收益，這種行為方式被不斷模仿復制，直到采取此行為方式的比例趨向穩定[21]。

3.1假設條件與支付矩陣

(1)假定在只有創新資源研用者的情況下進行博弈。(2)假定企業在與科研院所的協同過程中，會表現出兩種行為方式：①協同；②不堅持協同。(3)假定高校及科研院所在與企業的實際協同過程中也會有以上這兩種行為方式。(4)假設企業方在集群中有占比為m的企業選擇協同策略，則在集群中有占比例為1-m的企業選擇不協同策略；高校及科研院所在集群中有比例為n的群體成員選擇協同策略，則占比例為1-n的高校及科研院所選擇不協同策略。

另外有如下假設：

A方代表企業方，B方代表高校及科研院所；iA為A方采取不協同策略時的預期收益；WA為A方采取協同策略時的額外收益；CA為A方采取協同策略時的額外成本；同理，iB為B方采取不協同策略時的預期收益；WB為B方采取協同策略時的額外收益；CB為B方采取協同策略時的額外成本。根據以上假設A方與B方博弈的支付矩陣如表1所示。

表1　雙方博弈支付矩陣

3.2演化博弈模型構建

A方擇協同策略的收益為：

UA協=n(iA+WA-CA)+(1-n)(iA-CA)

(1)

A方選擇不協同的策略收益為：

UA不協=niA+(1-n)iA

(2)

則A方的平均收益為：

(3)

同理可得，B方的平均收益為：

(4)

分別構造A、B方的復制動態方程組為：

(5)

(6)

(7)

矩陣J的跡為：

tr(J)=(1-2m)(nWA-CA)+(1-2n)(mWB-CB)

(8)

3.3演化博弈模型分析

A、B雙方演化博弈演化的穩定性情況可分以下兩種情況來討論：

(1)當WACB或WA>CA，WB

表2　不同情況下局部穩定點分析情況

然后，分別通過相位圖如圖2、圖3和圖4將A、B方群體比例變化復制的動態關系表示出來，從各個相位圖可知，無論任何初始狀態如何，系統都將收斂于O(0，0)點。也即在A、B集群中內至少一方采取創新資源協同策略的成本大于其收益的情況下，演化的穩定策略是集群成員均采取不協同的策略。

圖2　WA

圖3　WA>CA，WB

圖4　WACB

(2)當WA>CA，WB>CB時，即當集群內A、B方采取協同策略時的預期收益大于其成本時，在式(7)中，矩陣的穩定性分析如表3所示。

表3　WA>CA，WB>CB時局部穩定點分析情況

進一步將兩個群體類型比例變化復制的動態關系用相位圖如圖5表示出來。

圖5　WA>CA，WB>CB

從相位圖不難看出，初始狀態處在由A(1，0)和C(0，1)與鞍點D(m′，n′)分別與O(0，0)、B(1，1)連成的兩個區域OADC、CDAB時，系統將收斂于不同狀態，初始狀態在CDAB區域時，系統將收斂于B(1，1)點；初始狀態在OADC時，系統將收斂于O(0，0)點。即當只有創新資源研用者參與的演化博弈時，演化的最終狀態是(協同，協同)、(不協同，不協同)共存的狀態。為進一步打破彼此不協調的局面，需要加入創新資源協同的其他主體的作用。

4各主體參與下創新資源使用主體的演化博弈模型

各主體參與下的博弈主體依然是企業、高校及科研院所，雙方都是有限理性的經濟人。雙方的策略選擇均是協同策略與不協同策略。

4.1假設條件與支付矩陣

對博弈影響要素進行如下假設：

A方代表企業方，B方代表高校及科研院所；iA為A方采取不協同策略時的預期收益；WA為A方采取協同策略時，除交與中介機構的費用(為研究中介機構對演化博弈的影響，單獨研究)外的純收益(收益與成本的差值)；同理，iB為B方采取不協同策略時的預期收益；WB為B方采取協同策略時的純收益；ΔC為A、B方進行協同時，需要交付中介機構的費用，用r代表A方的成本分攤比例，則B方的分擔比例為(1-r)，r∈[0，1]。F為政府作用下對A、B方不進行協同的一方規定的罰金，也即一方不再進行協同時交給另一方的罰金；G為政府作為創新資源的監管主體，通過扶持機制引導激勵A、B方協同時給予的政府補貼。

假設企業方在集群中有占比為m的企業選擇協同策略，則在集群中有占比例為1-m的企業選擇不協同策略；高校及科研院所在集群中有比例為n的群體成員選擇協同策略，則剩下占比例為1-n的高校及科研院所選擇不協同策略。

根據以上假設，A、B方進行博弈的矩陣如表4所示。

表4　雙方博弈支付矩陣

4.2演化博弈模型構建

A方選擇協同策略的收益為：

UA協=n(iA+WA-rΔC+G)+(1-n)(iA-rΔC+F)

(9)

A方選擇不協同策略時的收益為：

UA不協=n(iA-F)+(1-n)iA

(10)

則A方的平均收益為：

(11)

同理可得，B方的平均收益為：

(12)

(13)

方程組(13)的雅克比矩陣為：

(14)

則

(15)

矩陣J的跡為：

tr(J)=(1-2m)[n(WA+G)-(rΔC-F)]+(1-2n)[m(WB+G)-(1-r)ΔC+F]

(16)

4.3演化博弈模型分析

A、B雙方演化博弈的穩定性情況同樣可分以下兩種情況來討論：

(1)當rΔC<0且(1-r)ΔC-F<0，即違約方罰金大于A、B方需支付的中介費用時，在式(15)中，矩陣的穩定性如表5所示。

表5　罰金大于中介費用時局部穩定點分析情況

由表5可以看出，當雙方投入中介費用小于違約罰金時，O點為不穩定點，A點、C點為鞍點，B點為(協同，協同)策略穩定點，也就意味著當違約罰金遠遠高于雙方投入中介費用時，雙方演化博弈策略必然是“協同”，這充分說明了在A、B方協同構建中建立懲罰機制的重要性。系統相位圖如圖6所示。

圖6　罰金大于中介費用

當rΔC-F>0且(1-r)ΔC-F>0，即當罰金小于A、B方需支付的中介費用時，在式(15)中，矩陣的穩定性如表6所示。

表6　罰金小于中介費用時局部穩定點分析情況

圖7　罰金小于中介費用

由演化相位圖可知，穩定狀態為(協同，協同)，(不協同，不協同)兩種。演化將向哪一個方向發展，取決于CDAB區域面積與OADC區域面積的大小比較，OADC區域面積越小，(協同，協同)策略的概率越高，CDAB區域面積越小，雙方實施(不協同，不協同)策略的概率越高。其中CDAB區域面積為：

4.4對影響CDAB區域面積變化的主要因素

4.4.1違約罰金

4.4.2政府補貼

4.4.3中介費用

當中介費用增加時，CDAB區域面積將不斷增大，雙方“不協同”的概率將增大，向(不協同，不協同)的穩定狀態演進的可能性提高；當雙方中介費用降低時，CDAB區域面積將不斷減少，雙方“協同”的概率將增大，向(協同，協同)的穩定狀態演進的可能性提高。因此，要向(協同，協同)穩定狀態演進，中介機構必須有效控制對雙方收取的中介費用，以降低雙方協同風險。

4.4.4中介費用分攤系數

5結論及對策建議

本文在對政府、企業、高校及科研院所、科技中介機構之間的關系和各個主體協同方式進行分析的基礎上，運用演化博弈理論，分析了企業、高校及科研院所作為博弈主體在有無其他協同主體作用情況下的動態演化過程，并找出在各個主體參與下影響兩方長期協同穩定的因素。對此作者提出以下幾點對策建議。

5.1政府部門

一方面作為創新資源協同的引路人，為更好的鼓勵促進企業、高校及科研院所的創新資源協同，政府在協同項目的審批過程中優化流程、精簡手續，使項目立項更便捷；同時，應投入更多的協同項目基金，對進行協同的主體給予更多資金上的支持，對成功完成協同企業獲得的收益免征收或少征收相應稅費；引導社會資金、金融機構對協同項目的投入，資助企業、高校及科研院所協同創辦的各類項目，通過建立此類激勵制度，充分調動雙方積極性，提高創新資源協同的成功率。另一方面作為創新資源協同的監管者，在協同過程中政府應制定與創新資源協同配套的法律規范和管理辦法，如為企業、高校及科研院所建立信用記錄。對違反協議的任一方給予不良信用記錄，向社會外界披露違約方在協同過程中的不良行為，同時給予其適當的經濟處罰，對于博弈雙方中途不協同的行為具有很好的預警作用。

5.2創新資源的研用者

企業、高校及科研院所在一項創新資源協同活動開始之前，雙方均應對是否開展此類協同進行充分調研論證工作，應積極尋求科技中介機構、政府等方面的支持。因為協同工作一旦展開，雙方在對預期抱有希望的同時，也會承擔相應風險。在雙方達成協同后，并不是一勞永逸，隨著創新資源協同進一步深入，由于協同動機、產權歸屬等方面雙方會產生分歧，從而阻礙了創新資源協同的順利實施，此時，雙方應建立相互依賴和相互理解的有效溝通，加強雙方的信任關系，使協同實現各自預期的收益。

5.3科技中介機構

一方面應進一步提高網絡信息服務水平，構建面向創新資源研用主體的更加完善的協同信息網：定期向企業征集其所面臨的技術問題，做好高校及科研院所的科研成果推介工作，及時發布政府提供的有關協同項目的各類政策支持、申報條件、扶持力度等信息，為尋求協同的雙方提供全面而精準的信息參考。同時，科技中介機構要為協同的雙方提供個性化的定制型服務，在協同項目的各個階段都能起到強有力的協調溝通作用，建立一條更為完整的服務鏈，輔助協同項目的順利完成。另一方面應合理收取中介服務費用，合理分配對協同雙方收取的費用比例，唯有此，協同雙方才會尋求其為協同發揮作用。

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(責任編輯：史琳)

The Evolutionary Game Analysis on the Behavior of Collaborative Innovation Resources Entities

Song ZhijieCheng CuipingZhao Tong

(Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China)

〔Abstract〕Innovation resources are strategic resources to support social development,and innovation resource synergy bodies play an important role on synergistic innovation resources.This article,on the basis of innovation resources and the relationship of government,enterprises,universities and research institutes and science and technology agency analysis,analyzes the dynamic evolution of the enterprise,universities and research institutes as the main role in the case of the presence or the absence of other co-main roles,uses the evolutionary game theory,and identifies the both long-term and stable factors in the participation of all the synergy bodies,thus putting forward the corresponding policy suggestions.

〔Key words〕innovation resources;synergy bodies;evolutionary game;collaboration

收稿日期：2016—02—04

基金項目：河北省科學技術研究與發展計劃軟科學研究項目“河北省創新資源協同及政策協調機制研究”(項目編號：144576136D)；河北省科學技術研究與發展計劃軟科學研究項目“河北省裝備制造業依靠創新驅動轉型升級的路徑及對策研究”(項目編號：154576154D)。

作者簡介：宋之杰，燕山大學經濟管理學院教授，博士，博士生導師。研究方向：技術創新、產業經濟。程翠蘋，燕山大學經濟管理學院碩士研究生。研究方向：企業管理。趙桐，燕山大學經濟管理學院博士研究生。研究方向：技術創新。

DOI：10．3969/j．issn．1004-910X．2016．06．006

〔中圖分類號〕F263

〔文獻標識碼〕A