一種考慮隨機性的多主體創新資源配置仿真模型

歐偉強 鐘曉燕

(福建師范大學協和學院 福建 福州 350108)

0 引 言

當前，企業面臨的市場環境愈發具有動蕩性和不確定性，二元創新成為企業增強可持續發展和適應性的戰略選擇。如何平衡探索性創新和開發性創新的資源配置是二元創新管理面臨的突出難題。越來越多研究從組織適應性和動態演化的視角探討兩種創新的權衡。資源基礎觀認為企業競爭優勢來源于其所擁有的有價值的、稀缺的、難以模仿的和難以替代的資源。但當企業擁有的內部資源有限時，戰略柔性對企業開展二元創新具有重要的推動作用。產業競爭學派將資源柔性看成組織適應環境變化的緩沖器，特別對于不確定性非常高的技術創新行為而言，資源柔性越高，企業越有能力應對二元創新中的不確定性因素[1]。動態能力學派指出，戰略柔性是開發和培養在當前和未來具有普遍有效性的戰略資源和動態能力的一種管理能力，是企業資源與競爭優勢的“中介”。培育能夠適應快速多變環境的戰略柔性，是企業推進二元創新，獲取競爭優勢的關鍵[2]。因此，在二元創新資源配置分析中，必須考慮戰略柔性的影響效應。對于戰略柔性對企業績效的影響，學者們的觀點并不一致。文獻[1-5]發現戰略柔性與企業績效之間是正向關系。Garcia[6]卻認為當企業的創新活動即使不具備資源柔性，仍能獲得一定市場占有率，而不是被淘汰出市場。另一些學者認為戰略柔性與企業績效間存在顯著的倒“U”型關系，即戰略柔性存在“拐點”效應，過低或過高水平的戰略柔性皆不利于企業績效的提升[7]。文獻[8-10]持“局部相關”觀點。

綜上所述，企業二元創新績效不僅取決于探索式創新和開發式創新的資源配比，還與戰略柔性緊密相關。戰略柔性的影響效應具有高度的情境依賴性。此外，現有研究缺乏對隨機性、風險水平、市場變化、消費者偏好等因素的考慮，致使研究結果有失偏頗，難以對企業資源配置提供有效的決策支持。本文將戰略柔性作為一個關鍵要素，構建了考慮隨機性的二元創新資源配置模型，并制定企業行為規則和消費者行為規則。運用Netlogo軟件仿真計算，探究風險水平、市場競爭和戰略柔性對創新資源配置及績效的影響，不僅拓展二元創新理論，豐富了主流與新流創新資源配置模型研究，也為企業適應風險、調整創新策略、提升二元創新績效提供決策依據。

1 模 型

1.1 二元創新資源配置模型

在動態環境下，消費者規模、市場競爭態勢發生變化，企業通過二元創新在市場上推出創新型產品和改進型產品來爭奪消費者并獲得利潤，其中：創新型產品是探索性創新的產出；改進型產品是開發性創新的產出。消費者分成早期采納者(只購買創新型產品)和晚期采納者(只購買改進型產品)兩種類型。消費者具有異質性，并會根據價格、創新程度、市場地位等偏好來選擇不同企業的產品。企業根據環境變化，不斷調整創新資源組合以及產品價格，以獲得最優績效。由此構建具有可操作性的理論框架，可按以下步驟展開：1) 設定企業和消費者初始狀態；2) 企業根據市場供需開展二元創新，生產不同類型的產品；3) 消費者根據自身偏好制定購買決策；4) 由銷售情況確定企業績效；5) 企業依據市場滿足情況來調整創新資源配置策略，根據市場占有率調整價格策略；6) 環境變化，消費者與企業數量更新。如果市場沒有達到均衡，則從步驟2)重新開始迭代，直到均衡或設定的迭代次數為止，如圖1所示。

圖1 基于ABM的多主體二元創新資源配置模型

1.2 模型的主體和環境界定

模型中包含企業主體和消費者主體。企業主體特征主要包括二元創新策略S和價格策略P，策略S決定了企業的創新資源配置，探索性創新和開發性創新的資源配置比例：Sr和Sd(Sr+Sd=1)。策略P反映了企業的市場競爭手段，創新型產品和改進型產品的初始價格分別為Pr和Pd。市場競爭激烈程度會影響到企業開展二元創新策略，由于完全競爭市場和完全壟斷市場情形相對較少，本文重點分析寡頭壟斷市場(本文設定為4家企業)和壟斷競爭市場(本文設定為10家企業)兩種情形。考慮到市場競爭，設定每20個季度增加1家新企業，同時，如果一家企業連續三年利潤為負數，則該企業退出市場。本文將企業劃分為控制企業(可以調整其戰略柔性值)和非控制企業(戰略柔性值保持不變)，后續模擬仿真中，主要考察控制企業的績效隨環境變化以及策略調整的波動情況。

消費者特征體現在對產品的需求上，每個消費者需求具有單一性，即早期采納者或晚期采納者，并且是隨機的：初始消費者數量(initial-num-firms)為1 000，其中早期采納者和晚期采納者各500。參照我國GDP增速，設定每個季度消費者增加1.6%。

對于環境的界定主要在于關注主體之間相互作用的外在約束條件，如時間、空間邊界等。本文模型中，我們認為隨著互聯網經濟的迅速發展，電子商務與物流基礎設施十分成熟，企業與消費者間的互動并不依賴于空間。因此，環境界定為消費者僅能通過購買產品與企業產生相互影響。

2 行為規則制定

2.1 企業行為規則

企業的總體規則是確定適應環境變化的創新策略和價格策略，可操作的規則分析如下：

(1) 資源配置。首先，企業評估需求缺口(Gap)，即市場需求(Demand)與現有庫存(Stock)的差。設定企業用于二元創新的資源量為β,如果Cash≥Gap，表示企業有充足的資源用于二元創新，則β=Gap；否則β=Cash，表示此時將全部資源用于二元創新。因此，向探索性創新分配的資源為R,向開發性創新分配的資源為D：

R=Sr×β

(1)

D=(1-Sr)×β

(2)

(2) 產品生產。由于企業在主營產品上有較好技術儲備，開發性創新風險較小，假定投入到開發性創新的資源能完全轉化為改進型產品，則其庫存增加量Dstock為：

Dstock=D

(3)

探索性創新的產出Rstock具有不確定性，且服從正態分布，因此：

Rstock=random-normal(R×fc,σ)

(4)

式中：random-normal表示隨機正態分布函數；fc表示能力柔性，R×fc反映了探索性創新過程中能力柔性fc對創新資源利用的影響，其大小決定了創新資源的利用效率；由于不同情境下，能力柔性對探索性創新活動具有不同效應，因此fc可以大于1，也可以小于1，于是設定0.5≤fc≤2；σ表示探索性創新風險標準差，σ=k1×R×fc，其中k1是標準差系數，其值越大表示分布的變動就越大，創新成果產出有可能越大，但也意味著失敗的可能性也變大,本文設定10%≤k1≤90%。

(3) 績效評估。企業創新績效可以由利潤和市場占有率來反映，其中利潤等于銷售額減去生產成本，市場占有率則用企業銷量占市場總銷量的比例來表示：

Qtr_pr=Rsales×Pr+Dsales×Pd-(R+D)

(5)

newAvg_pr=Avg_pr+(Qtr_pr-Avg_pr)/age

(6)

Qtr_ms=(Rsales+Dsales)/Totalmarket×100%

(7)

newAvg_ms=Avg_ms+(Qtr_ms-Avg_ms)/age

(8)

式中：Qtr_pr、Qtr_ms是企業每個季度的利潤和市場占有率；Avg_pr和Avg_ms表示平均利潤和平均市場占有率；age表示當前季度數。

(4) 策略調整。每個季度末，企業會評估需求滿足情況、銷售情況來調整創新策略和價格策略，以期取得更好的企業績效，如表1和表2所示。表1中，Rsales和Dsales分別為創新型產品和改進型產品的銷售量；Runmet和Dunmet分別為兩類產品的缺貨量；fr代表資源柔性，也反映了企業適應能力，fr越高，表示企業將更容易根據市場環境的改變而調整資源，考慮到不同行業企業適應能力及資源柔性差異，取5%≤fr≤25%。表2中，totsales表示每個企業季度銷量，totalmarket表示所有企業總銷量；δr和δd分別為創新型和改進型產品價格波動。δr和δd的計算如式(9)和式(10)所示。

δr=(Pr×random-float20)/100

(9)

δd=(Pd×random-float10)/100

(10)

式中：random-float是浮點數隨機函數，一般認為δr>δd。

表1 創新策略調整

表2 價格策略調整

考慮到市場競爭，企業的退出機制設定為：如果企業連續虧損3年，則企業破產(ifno-profit=3，die)。由此，將前述的資源配置、產品生產、績效評估、策略調整等行為進行系統化整合，形成企業行為規則流程，如圖2所示。

圖2 企業行為規則

2.2 消費者的行為規則

基于消費者特征，早期采納者只購買創新型產品，晚期采納者只購買改進型產品，在有庫存條件下，每個季度消費者根據不同偏好從相應企業購買1單位產品。消費者具有異質性，存在不同的消費偏好。價格、產品創新性、市場地位等均會對消費者購買決策產生影響，其影響權重分別為price_weight、rsch_weight和mshr_weight，以隨機函數來表示，權重之和等于1：

price_weight=random-normal(33,11)/100

(11)

rsch_weight=random-normal(33,11)/100

(12)

mshr_weight=1-price_weight-rsch_weight

(13)

針對任意兩家企業，消費者比較式(14)-式(16)數值大小，以高者作為決策導向。

Decide_by_price=price_weight×((price1-

price2)/mean_price)

(14)

Decide_by_innov=rsch_weight×((rsch1-

rsch2)/mean_rsch)

(15)

Decide_by_market=mshr_weight×((mshr1-

mshr2)/mean_mshr)

(16)

式中：price1、price2分別為兩家企業的價格；mean_price為市場平均價格；rshc1和rsch2分別為兩家企業的研發投入；mean_rsch是市場平均研發投入水平；mshr1和mshr2分別是兩家企業的市場占有率；mean_mshr是平均市場占有率。

(1) 價格敏感型消費者購買決策。企業會根據自己所處的市場地位調整產品價格，消費者基于最低價格購買產品的可能性取決于不同企業價格的平均差分比。如果式(17)成立，消費者選擇低價產品；否則，隨機選取。

(price1-price2)/mean_price>random-float1

(17)

式中用random-float1命令獲取[0,1]間的隨機小數，用于反映消費者價格敏感度，其值越小，說明消費者對價格越敏感，越容易選擇低價產品，反之，消費者對價格越不敏感。兩個企業產品價格如果差別很小，在消費者容忍范圍內，則隨機選取企業。

(2) 創新敏感型消費者購買決策。不同企業的產品創新程度是研發投入的歷史累積，rsch代表研發投入。消費者將不同企業產品創新程度差異作為產品選擇依據。如果式(18)成立，消費者選擇高創新性產品；否則，隨機選取。

(rsch1-rsch2)/mean_rsch>random-float1

(18)

式中：random-float1反映消費者創新敏感度。其值越小，說明該消費者對產品創新程度越敏感，越容易選擇高創新性產品；其值越大，該消費者對產品創新程度越不敏感。如果兩個企業創新研發投入差距很小，在消費者容許范圍內，則消費者隨機選取企業。

(3) 市場敏感型消費者購買決策。此類消費者的決策機制與上述兩種有所不同，為了更有效放大微小市場份額引起的差異，我們認為不管兩家企業市場占有率實際差距多小，這類消費者都會選擇市場占有率更高的產品。如果式(19)成立，表明消費者是市場敏感型，則該消費者選擇市場占有率高的企業；否則，隨機選擇。

mshr_weight>random-float0.5

(19)

由于大部分情況下權重都不超過0.5，式(19)用random-float0.5命令獲取[0,0.5]間的隨機小數，表示消費者市場敏感度。其值越小，說明消費者對市場越敏感，越容易選擇市場占有率高的產品，反之，消費者對市場越不敏感。

根據上述分析，得到消費者行為規則如圖3所示。

3 模擬仿真

3.1 仿真平臺運行界面說明及參數設置

本文運用Netlogo 6.0.4軟件進行模擬仿真。如圖4所示，“Agent Map”是模型運行的“世界”，可以觀察企業和消費者的動態變化；“setup”“go”和“go once”按鈕是模型運行的主要命令；繪圖“Sr”和“Relative Profit”可以實時顯示控制企業的創新策略和創新績效演變過程。繪圖“Sr”中，繪圖筆的更新命令為“plot [%sr] of controlfirm”；繪圖“Relative Profit”中，為了更加直觀了解不同因素對控制企業創新績效的影響，用創新績效相對值作為觀察變量(利潤比=控制企業平均利潤/其他企業平均利潤)，繪圖筆的更新命令為“plot [avg-profit] of controlfirm/mean [avg-profit] of otherfirm”。創新策略、消費者數量、風險、產品價格等主要變量初始值可以通過平臺的滑塊和開關功能來實現，具體數值如表3所示。為了測試戰略柔性的靈敏度，設置了四種模擬情景：情景I、情景II考察不同競爭環境下，資源柔性對創新資源配置策略及其績效表現的影響；情景III、情景IV考察兩種市場條件下，能力柔性對創新資源配置策略及其績效表現的影響。

圖4 Netlogo 軟件運行界面

表3 主要變量初始值設置

在正式模擬仿真之前，先進行若干次試運行，發現大多數情況下，經過100個季度即可獲得企業績效的均衡解。為消除隨機性對結果的影響，設定上述場景運算20輪，每輪時長100季度。模擬結果取20輪的算術平均值，并進行統計分析。

3.2 可靠性檢驗

通過Netlogo平臺的“行為空間”工具來設置風險系數k1，使其取值分別為30%、60%和90%，表征創新風險水平為低、中、高。用報告器測算“[%sr] of controlfirm”的運行結果，并記錄三種風險水平等級下創新策略Sr演變情況。將仿真結果合并，如圖5所示。可以發現，當控制企業的戰略柔性與其他企業相同時，風險系數k1對企業創新策略的影響較小，這與本文前述的假設一致，即企業創新策略改變主要受到競爭環境影響，此結果也初步驗證了模型的可靠性。

圖5 相同戰略柔性下創新策略Sr演變情況

3.3 靈敏度分析

(1) 資源柔性對創新策略及績效的影響。在其他條件相等的情況下，在“行為空間”設置資源柔性大小，分別設為5%、15%和25%。以“視圖更新”方式運行程序，在繪圖區可以觀察創新策略Sr和創新績效演變。使用“導出表格數據”功能，整合不同資源柔性下創新策略演變過程，發現隨著資源柔性增大，創新策略Sr波動幅度也越大，如圖6所示。

圖6 資源柔性對創新策略Sr演變的影響

類似地，將情景I、情景II仿真結果的相對績效值使用“導出表格數據”并匯總，如表4所示。

表4 資源柔性改變對創新績效的影響

可以看出，在寡頭壟斷市場和壟斷競爭市場，控制企業的利潤隨資源柔性增大呈遞減趨勢。主要在于組織內部資源本質上是一種組織承諾，這些固有資源會阻礙組織為適應環境而進行的戰略變革，使得企業固守現有創新模式，不利于探索性創新活動。資源柔性過大(fr>15%)，創新資源配置呈現過度靈活現象，反而不利于提升企業績效。因此，企業最好將資源柔性保持在一個較低水平(fr<15%)。

(2) 能力柔性對創新策略及績效的影響。設定其他條件相同，通過“行為空間”工具設置控制企業的能力柔性分別為0.5、1和1.5。以“視圖更新”方式運行程序，觀察創新策略Sr和創新績效演變情況。使用“導出表格數據”功能，整合不同能力柔性下創新策略演變過程，如圖7所示。我們發現隨著能力柔性增大，創新策略Sr波動幅度變小。同時，Sr的平均值降低到50%以下，意味著能力柔性強的企業，其創新型產品更能滿足市場需求，因此可以將更多資源配置到開發性創新中。

圖7 能力柔性對創新策略Sr演變的影響

類似地，將情景III、情景IV仿真結果的相對績效值使用“導出表格數據”并匯總，如表5所示。

表5 能力柔性改變對創新績效的影響

可以看出，在兩種競爭市場中，能力柔性對控制企業的利潤都呈現出正向促進作用，然而風險水平的提升會削弱其正向關系。我們認為在動態環境下，企業應著力于在技術開發方面追求更多的開發性和靈活性，打造較強的能力柔性，從而提升資源配置的有效性，以適應競爭環境的改變。

綜上所述，在不同的市場競爭環境和創新風險條件下，資源柔性的增加不一定都會促進市場占有率增長，資源柔性過大反而降低企業利潤。企業資源配置不要單純追求高柔性，應該將資源柔性保持在合理范圍。能力柔性的增強有利于提升企業利潤和市場占有率，需要通過加強能力柔性塑造，提升資源配置效率。此外，二元創新的資源柔性和能力柔性在對企業績效影響不存在協同效應。因此，在二元創新資源配置決策中，能力柔性建設的優先度要高于資源柔性。

4 結 語

本文采用基于主體建模方法，構建了考慮隨機性的二元創新資源配置模型，并制定了企業行為規則和消費者行為規則。基于Netlogo平臺交互界面可以直觀展示企業創新策略的演變情況，借助平臺的“行為空間”工具可以靈活改變參數設置，從而更好模擬仿真戰略柔性、風險水平和市場競爭條件對二元創新資源配置及績效的影響。仿真結果說明了本文建立的仿真模型具有良好的可靠性，可以為企業優化二元創新資源配置，提升創新績效提供一定的參考。

在多主體建模過程中，本文將消費者和市場變化、競爭條件、策略調整等納入模型，力求讓模型更符合實際情景，以便較好地為管理者制定創新決策提供參考。但是，模型中的規則制定僅考慮了消費者線性增長情況，忽略了網絡效應對消費者決策的影響。此外，企業創新策略和價格策略調整規則也有待后續研究進一步完善。