環(huán)境因素對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新主體在市場(chǎng)中的發(fā)展影響研究*
——基于Netlogo仿真平臺(tái)研究

□ 翟丹妮,曾 浩

(南京郵電大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 南京 210003)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新越來(lái)越重要，而協(xié)同創(chuàng)新更是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中的焦點(diǎn)。協(xié)同創(chuàng)新通常指以產(chǎn)業(yè)為技術(shù)需求方和以大學(xué)和研究所為技術(shù)的供給方之間的協(xié)同創(chuàng)新合作。通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新，可以讓技術(shù)創(chuàng)新所需的各種資源進(jìn)行有效的排列組合，讓資源利用達(dá)到最大化。不過(guò)就目前的情況來(lái)看，協(xié)同創(chuàng)新并不能發(fā)揮出它最大的作用。因此，為了更好地發(fā)揮出協(xié)同創(chuàng)新的效益，通過(guò)研究環(huán)境對(duì)于創(chuàng)新主體的影響是十分有必要的。

本文將會(huì)從協(xié)同創(chuàng)新的基本理論入手，探究協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境的影響因素，再通過(guò)Netlogo平臺(tái)對(duì)協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程進(jìn)行仿真模擬，從仿真結(jié)果中得到影響因素對(duì)于協(xié)創(chuàng)創(chuàng)新過(guò)程影響的一般規(guī)律，并對(duì)協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程做出合理的優(yōu)化建議，促進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展。

1 文獻(xiàn)綜述

部分學(xué)者從知識(shí)共享的角度分析協(xié)同創(chuàng)新，認(rèn)為協(xié)同創(chuàng)新與知識(shí)共享密不可分。阮國(guó)祥等認(rèn)為成員之間有效的知識(shí)共享是協(xié)同創(chuàng)新取得成功的關(guān)鍵因素。將網(wǎng)絡(luò)成員知識(shí)共享的策略分為“共享”、“不共享”和“回敬”三類[1]。Jennife以平板顯示行業(yè)為例，通過(guò)分析平板顯示行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展揭示了在全球企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)共享與創(chuàng)新系統(tǒng)和創(chuàng)新績(jī)效之間的關(guān)系[2]。陳勁等在《協(xié)同創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)與內(nèi)涵》中認(rèn)為協(xié)同創(chuàng)新是一項(xiàng)復(fù)雜的創(chuàng)新模式，通過(guò)知識(shí)轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)各創(chuàng)新主體之間資源共享、知識(shí)增值，是整合企業(yè)、高校與科研院所創(chuàng)新資源的最佳途徑[3]。

李春發(fā)等基于組織雙元性理論和知識(shí)創(chuàng)新理論，構(gòu)建雙元要素影響產(chǎn)學(xué)研知識(shí)創(chuàng)新協(xié)同演化的理論框架，并進(jìn)行仿真和靈敏度分析[4]。馬巍等認(rèn)為雙核心理論視角的協(xié)同創(chuàng)新注重二元?jiǎng)?chuàng)新要素的有機(jī)結(jié)合，企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)該以技術(shù)為抓手，尋求與具有較高研發(fā)能力的大學(xué)之間進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新[5]。

蔣元濤等利用Netlogo對(duì)協(xié)同創(chuàng)新的行為模式進(jìn)行仿真研究，分析產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的運(yùn)行規(guī)律。從他的仿真得到的結(jié)果可以看出，較高的晉升成本和制度保障有利于協(xié)同創(chuàng)新持續(xù)發(fā)展[6]。魯若愚等利用Netlogo仿真軟件對(duì)創(chuàng)新社區(qū)績(jī)效進(jìn)行仿真建模，得到諸多有價(jià)值的結(jié)論：社區(qū)增長(zhǎng)率與創(chuàng)新績(jī)效正相關(guān)，個(gè)體聲望閾值、知識(shí)單元適應(yīng)度閾值與創(chuàng)新績(jī)效負(fù)相關(guān)[7]。申軼男等認(rèn)為目前大多數(shù)學(xué)者在科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化相關(guān)主體研究方面大都是在單個(gè)個(gè)體或者系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行研究、優(yōu)化和模型設(shè)計(jì)的[8]。姚艷虹等將協(xié)同創(chuàng)新沖突的影響因素歸納為外部環(huán)境、資源投入均衡性、知識(shí)流動(dòng)與共享及組織管理制度四個(gè)方面。隨后，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新生命周期分析沖突的衍生機(jī)理，提出沖突發(fā)展遵循潛伏積累—公開對(duì)抗—沖突化解(或關(guān)系惡化)的演化路徑[9]。

岳鵠等運(yùn)用Stackelberg博弈模型，對(duì)核心企業(yè)和配套企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新進(jìn)行分析，考慮第三方企業(yè)的介入對(duì)雙方選擇策略的影響。研究發(fā)現(xiàn)，一般情況下，配套企業(yè)與核心企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新是“雙贏”的策略[10]。陳勁等在有限理性假設(shè)的基礎(chǔ)上，首先把合作博弈策略分為“協(xié)同創(chuàng)新”、“簡(jiǎn)單合作”、“不合作”三類。然后，運(yùn)用演化博弈理論和多智能體建模方法構(gòu)建了產(chǎn)學(xué)研合作非對(duì)稱演化博弈和仿真模型，得出產(chǎn)學(xué)雙方應(yīng)構(gòu)建有效的激勵(lì)機(jī)制，從而減少合作中的機(jī)會(huì)主義[11]。

2 研究述評(píng)

通過(guò)閱讀以上與協(xié)同創(chuàng)新有關(guān)的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)目前大部分學(xué)者對(duì)協(xié)同創(chuàng)新的研究大多只是表面的研究，即只有簡(jiǎn)單的理論分析，沒(méi)有具體的數(shù)據(jù)參數(shù)支撐。小部分文獻(xiàn)則考慮到了利用博弈理論，通過(guò)動(dòng)態(tài)模型對(duì)協(xié)同創(chuàng)新做出一定研究,并通過(guò)不同主體反復(fù)博弈以及策略學(xué)習(xí)過(guò)程得到一定條件下協(xié)同創(chuàng)新的穩(wěn)定狀態(tài)。不過(guò)需要注意的是，系統(tǒng)中還存在其他的影響要素,這些要素的存在增加了協(xié)同創(chuàng)新的復(fù)雜性。因此,有必要采用建模仿真的方法,把影響因素作為自變量，創(chuàng)新主體數(shù)量作為因變量，利用Netlogo仿真平臺(tái),以單個(gè)自變量和資源供給情況的波動(dòng)為參考,模擬分析了創(chuàng)新主體的數(shù)量變化規(guī)律,研究在改變了現(xiàn)有環(huán)境條件后,不同創(chuàng)新主體數(shù)量變化情況。

本文組織如下：第3部分根據(jù)邏輯模型確定因變量、自變量和控制變量并對(duì)部分變量進(jìn)行解釋說(shuō)明，構(gòu)建本研究所要運(yùn)用的仿真模型，描述所構(gòu)建的模型的運(yùn)行原理；第4部分根據(jù)所選自變量的不同，進(jìn)行不同的仿真，觀察因變量在同一自變量的不同數(shù)值下的表現(xiàn)情況，得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；第5部分對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；第6部分總結(jié)全文。

3 模型構(gòu)建

3.1 影響協(xié)同創(chuàng)新主體環(huán)境因素分析

協(xié)同創(chuàng)新立足于相對(duì)開放的環(huán)境中，活動(dòng)范圍、成本收益以及資源要素等因素的變化都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的影響。外界負(fù)向的影響因素會(huì)阻礙協(xié)同創(chuàng)新的有效運(yùn)行，如果這些負(fù)向因素不能得到及時(shí)改善，那么對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新來(lái)說(shuō)可能是致命的。

結(jié)合實(shí)際情況，影響協(xié)同創(chuàng)新主體的環(huán)境因素可以從以下幾個(gè)方面考慮。

3.1.1 市場(chǎng)環(huán)境

市場(chǎng)環(huán)境是企業(yè)賴以為生的經(jīng)營(yíng)環(huán)境，創(chuàng)新主體最終成功與否都要接受市場(chǎng)的考驗(yàn)。由于市場(chǎng)中的主體種類不同，資源有限，所以，不同主體之間就會(huì)產(chǎn)生一定的競(jìng)爭(zhēng)。協(xié)同創(chuàng)新主體和普通主體的區(qū)別在于，協(xié)同創(chuàng)新主體的靈活性更高，協(xié)同創(chuàng)新主體更適應(yīng)市場(chǎng)中的這種多變性和不確定性，可以從市場(chǎng)整體趨勢(shì)和資源利用程度判斷協(xié)同創(chuàng)新方向，及時(shí)調(diào)整自身的市場(chǎng)創(chuàng)新定位和發(fā)展方向，即時(shí)調(diào)整資源分配，進(jìn)行自身擴(kuò)大升級(jí)，從而獲得更多的創(chuàng)新產(chǎn)出。

3.1.2 經(jīng)濟(jì)環(huán)境

創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心動(dòng)力，而提高研發(fā)創(chuàng)新能力的基石就是擁有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。不過(guò)有些經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化也不利于創(chuàng)新。如果運(yùn)作成本過(guò)高，協(xié)同創(chuàng)新可能一開始就發(fā)展不起來(lái)；但若一個(gè)項(xiàng)目收益較低，不能支持后期運(yùn)作，那么對(duì)創(chuàng)新也是不利的。所以說(shuō)資金是影響協(xié)同創(chuàng)新的重要因素之一，要想持續(xù)發(fā)展，資金問(wèn)題必須得已解決。

3.1.3 能力因素

由于各個(gè)主體之間的能力不同，創(chuàng)新過(guò)程不能保持持續(xù)性、連貫性，導(dǎo)致部分創(chuàng)新主體的運(yùn)作范圍即活動(dòng)范圍有限。創(chuàng)新主體所能活動(dòng)的范圍決定了它能發(fā)展到的程度。由于創(chuàng)新范圍的限制，使協(xié)同創(chuàng)新不能發(fā)揮出它的全部作用，影響主體的協(xié)同創(chuàng)新效率。所以說(shuō)不同主體的能力對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新也有影響作用。

綜上所述，本文認(rèn)為影響協(xié)同創(chuàng)新的影響因素主要包括四個(gè)方面，創(chuàng)新成本、資源收益、活動(dòng)范圍以及增值成本。

3.2 模型構(gòu)建

要研究協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程的影響因素，除了先思考有什么要素會(huì)對(duì)協(xié)同創(chuàng)新有影響之外，還要考慮這種影響應(yīng)該如何表現(xiàn)。根據(jù)上面的研究，本文將創(chuàng)新成本、資源收益、活動(dòng)范圍以及增值成本作為協(xié)同創(chuàng)新的影響因素。那么應(yīng)該如何表現(xiàn)創(chuàng)新活動(dòng)的有影響或者無(wú)影響呢？發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)中的成功與失敗是最直接、最貼切表述這種情景的方式。要想體現(xiàn)成功與失敗，首先想到的是創(chuàng)新主體的成功與失敗來(lái)反映協(xié)同創(chuàng)新對(duì)于成功的影響。創(chuàng)新主體之間存在競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)，在相同的外部環(huán)境下，通過(guò)搶奪市場(chǎng)資源得以生存，最終占有較多資源的主體生存。

圖1 協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程仿真模型

而要想體現(xiàn)環(huán)境對(duì)于創(chuàng)新主體的影響程度，創(chuàng)新主體在市場(chǎng)中的存活狀態(tài)以及存活數(shù)量是最直觀的體現(xiàn)。因此，可以借助Netlogo中的羊吃草模型，借助模型中的羊的生存與死亡來(lái)表達(dá)創(chuàng)新主體的成功與失敗。對(duì)Netlogo中的羊吃草模型進(jìn)行改造，得到符合本文的研究模型。用Netlogo的羊吃草模型中的草來(lái)代表創(chuàng)新主體的活動(dòng)空間中的資源要素，用不同顏色的羊來(lái)代表不同的創(chuàng)新主體。

為了構(gòu)建易于觀察的模型,本文把創(chuàng)新所需要的資源統(tǒng)一表示為Netlogo模型里面的瓦片上的草地,用Netlogo模型中的牛來(lái)表示創(chuàng)新主體，不同顏色的牛代表不同的創(chuàng)新主體。紅牛和藍(lán)牛吃草的區(qū)域相同，不過(guò)由于草的資源有限，紅牛和藍(lán)牛需要通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)吃草獲取能量來(lái)維持生存。不同的是，相對(duì)于普通創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體紅牛會(huì)在綜合考慮其他同類發(fā)展的情況下拿取適當(dāng)資源,而不是吃獨(dú)食，為其他同類留下更多創(chuàng)新資源,實(shí)現(xiàn)整個(gè)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。并且一個(gè)地區(qū)的草的數(shù)量也是有限的，牛需要通過(guò)移動(dòng)來(lái)尋找資源，移動(dòng)的過(guò)程中牛也會(huì)消耗能量。除此之外，牛為了持續(xù)發(fā)展還需要擴(kuò)大自己的數(shù)量，進(jìn)行增值，增值也是需要能量的。

通過(guò)之前對(duì)協(xié)同創(chuàng)新影響因素的分析，將創(chuàng)新成本、資源收益、活動(dòng)范圍以及增值成本四個(gè)變量設(shè)置為已有模型中的自變量即可變變量。在此基礎(chǔ)上,再設(shè)定4個(gè)控制變量,首先是資源再生閾值,它是指當(dāng)草的數(shù)量在再生閾值以上時(shí),創(chuàng)新資源再生速率較高,即草以高生長(zhǎng)率增長(zhǎng)。相反草以較低速率生長(zhǎng)；其次是增值閾值,即只有當(dāng)創(chuàng)新主體的創(chuàng)新值達(dá)到此閾值時(shí),創(chuàng)新主體才能繁殖擴(kuò)大；最后，兩個(gè)變量就是草的高再生率和低再生率。

4 協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程仿真

4.1 創(chuàng)新主體內(nèi)部因素的影響作用仿真

在系統(tǒng)運(yùn)行初始,將初始牛的總量N1設(shè)置為40，協(xié)同創(chuàng)新占比N2設(shè)置為0.5，資源消耗數(shù)量P1初始值設(shè)為7、活動(dòng)范圍P3設(shè)為0.09、增值成本P4設(shè)為55、資源收益P2設(shè)為50。另外再將資源再生閾值設(shè)置為6，增值閾值設(shè)置為103。

①把資源收益作為可變因素，其他變量保持不變。

當(dāng)創(chuàng)新過(guò)程中沒(méi)有資源收益時(shí),那么創(chuàng)新主體(牛)就都不能從資源(草)中獲取到能量，即創(chuàng)新主體只有成本付出,沒(méi)有收益，創(chuàng)新主體會(huì)一直虧本到成本枯竭，因此，兩個(gè)創(chuàng)新主體最后均會(huì)消失,見圖2(a)。不過(guò)隨著資源收益的增加,創(chuàng)新主體逐漸有了收益,當(dāng)資源收益增加到6時(shí)，相較于普通創(chuàng)新主體,協(xié)同創(chuàng)新主體因?yàn)槭找孑^多，所以可以存活更長(zhǎng)的時(shí)間,見圖2(b)。當(dāng)資源收益為28-29時(shí)，普通創(chuàng)新主體與協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量出現(xiàn)交替，見圖2(c)。資源收益超過(guò)29后，普通創(chuàng)新主體最終處于主導(dǎo)地位，見圖2(d)。

圖2 資源收益變化時(shí)的仿真結(jié)果

②把創(chuàng)新成本作為可變因素，其他變量保持不變。

創(chuàng)新成本變量為0時(shí),即創(chuàng)新主體只有收益沒(méi)有成本,會(huì)因?yàn)橐婚_始存在較多的協(xié)同創(chuàng)新主體進(jìn)行增值，導(dǎo)致在協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程運(yùn)行初期，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量較多。但當(dāng)一定時(shí)間以后,普通創(chuàng)新主體的數(shù)量超過(guò)協(xié)同創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體的數(shù)量保持不變，而普通創(chuàng)新主體的數(shù)量持續(xù)增加，見圖3(a)。隨著創(chuàng)新成本的增加,創(chuàng)新成本變量從0增加到8時(shí)，協(xié)同創(chuàng)新主體一開始仍保持領(lǐng)先地位，但在協(xié)同創(chuàng)新的后期，普通創(chuàng)新主體數(shù)量逐漸超過(guò)協(xié)同創(chuàng)新主體，見圖3(b)。當(dāng)創(chuàng)新成本變量增加到8的時(shí)候,協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量開始回升，最終大幅超過(guò)普通創(chuàng)新主體,普通創(chuàng)新主體逐漸消失，見圖3(c)。而后，創(chuàng)新主體一直增到21,創(chuàng)新成本越大，協(xié)同創(chuàng)新相較于普通創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的越來(lái)越明顯,不過(guò)由于創(chuàng)新成本的提高，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量會(huì)有所下降。但是當(dāng)創(chuàng)新主體數(shù)超過(guò)20后,各創(chuàng)新主體均會(huì)因?yàn)閯?chuàng)新成本過(guò)高而消失。相對(duì)于普通創(chuàng)新主體，協(xié)同創(chuàng)新主體能存活的時(shí)間更長(zhǎng)一些,見圖3(d)。

圖3 資源消耗變化時(shí)的仿真結(jié)果

③把增值成本作為可變因素，其他變量保持不變。

增值成本是創(chuàng)新主體為擴(kuò)大主體數(shù)量,所有主體為了群體增值都會(huì)付出這一部分成本。當(dāng)增值成本為0時(shí)，在兩個(gè)主體初始數(shù)量一樣的情況下，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量會(huì)低于普通創(chuàng)新主體，見圖4(a)。當(dāng)增值成本大于等于23時(shí)，在中間過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)，協(xié)同創(chuàng)新主體數(shù)量高于普通創(chuàng)新主體數(shù)量，但最終都是普通創(chuàng)新主體占據(jù)主導(dǎo)地位，協(xié)同創(chuàng)新主體最終會(huì)消失，見圖4(b)。如果增值成本高于23,由于普通創(chuàng)新主體不考慮今后發(fā)展，資源收益減去創(chuàng)新成本后的值不能支撐創(chuàng)新主體進(jìn)行增值,此時(shí)協(xié)同創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)此時(shí)就會(huì)顯現(xiàn)，協(xié)同創(chuàng)新主體出于對(duì)自身的可持續(xù)發(fā)展考慮會(huì)主動(dòng)進(jìn)行增值,因而協(xié)同創(chuàng)新在增值成本較大的環(huán)境中比較有利，見圖4(c)。

圖4 增值成本變化時(shí)的仿真結(jié)果

④把活動(dòng)范圍作為可變因素，其他變量保持不變。

如果一開始創(chuàng)新主體沒(méi)有活動(dòng)范圍,那么創(chuàng)新主體能獲得的資源就十分有限,普通創(chuàng)新主體因?yàn)椴豢紤]持續(xù)發(fā)展，吃草的速度大于草的生長(zhǎng)速度，即資源收益跟不上創(chuàng)新需求，那么普通主體就不能存活下去。不過(guò)對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新主體來(lái)說(shuō)，草的生長(zhǎng)速率快于草的消耗速率，所以協(xié)同創(chuàng)新總體存活，見圖5(a)；當(dāng)活動(dòng)范圍增加至0.04時(shí),普通創(chuàng)新主體有了持續(xù)的資金供給,因此可以生存,見圖5(b)；當(dāng)活動(dòng)范圍大于0.14時(shí),協(xié)同創(chuàng)新主體的優(yōu)勢(shì)完全消失，見圖5(c)。

圖5 活動(dòng)范圍變化時(shí)的仿真結(jié)果

5 仿真結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)創(chuàng)新成本、資源收益、活動(dòng)范圍以及增值成本四個(gè)自變量的依次分析,得到了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)圖表。從這些結(jié)果可以看出,資源收益過(guò)剩、創(chuàng)新成本過(guò)低、增值成本較低以及活動(dòng)范圍過(guò)大等環(huán)境都不利于創(chuàng)新主體進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。首先，從資源收益角度來(lái)看，資源收益過(guò)剩，創(chuàng)新主體就不需要通過(guò)大量增值來(lái)維持創(chuàng)新主體發(fā)展，所有主體的資源需求都可以滿足，協(xié)同創(chuàng)新主體就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▌?chuàng)新主體；其次，從創(chuàng)新成本角度分析，一個(gè)創(chuàng)新主體花費(fèi)的成本越少，越有利于創(chuàng)新主體的持續(xù)發(fā)展，由于成本過(guò)小，創(chuàng)新主體之間就不會(huì)產(chǎn)生合作，所以，協(xié)同創(chuàng)新主體的優(yōu)勢(shì)最終就會(huì)喪失；從增值成本的角度來(lái)看，增值成本越高，普通創(chuàng)新主體就越難發(fā)展擴(kuò)大，就越有利于協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展；最后，從主體活動(dòng)范圍的角度來(lái)看，活動(dòng)范圍越小對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新主體越有利。總而言之，協(xié)同創(chuàng)新不適用于在資源充足，環(huán)境友好的情境中進(jìn)行。

6 總結(jié)

通過(guò)上面的分析，已經(jīng)對(duì)不同影響因素對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程的影響情況有所了解。根據(jù)分析出來(lái)的結(jié)果，本文認(rèn)為要想?yún)f(xié)同創(chuàng)新主體更好的發(fā)展，就目前國(guó)內(nèi)創(chuàng)新環(huán)境來(lái)講，科研機(jī)構(gòu)應(yīng)該通過(guò)改善創(chuàng)新的技術(shù)，降低協(xié)同創(chuàng)新過(guò)程中的創(chuàng)新成本，并逐步擴(kuò)大創(chuàng)新范圍;企業(yè)也不能傾向機(jī)會(huì)主義，應(yīng)該顧全大局，為協(xié)同創(chuàng)新提供更多的資金支持。這樣才能讓協(xié)同創(chuàng)新發(fā)揮出它更大的價(jià)值。