馮朝軍

〔重慶電子工程職業(yè)學院,重慶 401331〕

企業(yè)經濟

科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新過程的博弈分析

馮朝軍

〔重慶電子工程職業(yè)學院,重慶 401331〕

技術創(chuàng)新是科技型中小企業(yè)成長和發(fā)展的基礎，集群創(chuàng)新為中小企業(yè)的發(fā)展提供了一條非常有效的途徑。為了分析集群中企業(yè)對于合作或背叛策略的選擇，探求影響企業(yè)進行策略選擇的決定性因素，以集群中的科技型中小企業(yè)為研究對象，以演化博弈的復制動態(tài)方法為工具，構建演化博弈模型，分析我國科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新的運行機制和協(xié)同競爭原理，為政府制訂相關政策提供決策依據(jù)。

科技型中小企業(yè)；集群創(chuàng)新；演化博弈

一、引言

科技型中小企業(yè)是以科學研究、技術研發(fā)、技術轉移以及高科技產品和服務的研發(fā)、生產和銷售為主營業(yè)務的企業(yè)。這類企業(yè)一般由科技人員創(chuàng)建，具有較高的科技含量，建設啟動所需資金不多，建成的周期較短，管理成本相對低廉，組織結構靈活，在市場競爭中具有較強的適應能力和較強的創(chuàng)新活力等特點[1]，和一般的中小企業(yè)相比，有著明顯的特征和競爭優(yōu)勢，在國家的經濟結構調整、培育新產業(yè)提高經濟活力和競爭力、擴大就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用，已成為促進我國經濟穩(wěn)定快速增長的重要支撐力量。在科技型中小企業(yè)的成長過程中，能夠通過自身的不斷創(chuàng)新使企業(yè)形成較強的競爭優(yōu)勢，但是由于企業(yè)在技術創(chuàng)新過程中需要高投入，創(chuàng)新風險也較高，使得單個企業(yè)不具備充足的資源與實力來進行創(chuàng)新活動，如果能夠同其他企業(yè)和機構通過橫向聯(lián)合進行集群創(chuàng)新，就可以在資源和實力上得以彌補，同時又可以在一定程度上分散創(chuàng)新風險，實現(xiàn)優(yōu)勢互補和資源共享。因此企業(yè)在創(chuàng)新過程中為了實現(xiàn)自身利益的最大化，除了競爭之外還必須有彼此間的協(xié)作，通過協(xié)作實現(xiàn)互利共贏。為了揭示企業(yè)在集群創(chuàng)新過程中的協(xié)同競爭過程和演化機制，本文將構建演化博弈模型，從理論上分析企業(yè)進行合作創(chuàng)新的條件，探求影響企業(yè)之間進行合作的影響因素，論證在高科技產業(yè)集群的發(fā)展過程中集群創(chuàng)新的合理性和必然性。

二、 基本假設和模型的建立

演化博弈論(EvolutionaryGameTheory)又叫進化博弈論，起源于達爾文的生物進化論，是20世紀60年代在揭示生態(tài)現(xiàn)象時產生的理論方法，是博弈理論的新發(fā)展。演化博弈論與傳統(tǒng)的博弈論所研究的對象不同，傳統(tǒng)的博弈論是以參與者的完全理性為基礎的，假設參與者具有使自己支付最大化的主觀意識和應對對手策略的最優(yōu)反應能力，然而這個嚴格的假設在現(xiàn)實中是不可能完全成立的。而在演化博弈中，并不要求參與者有完全理性，它強調參與者的選擇行為可以依據(jù)前人的經驗、學習和模仿他人的行為，在博弈的過程中來學習博弈，也就是將博弈看作是一個不斷演化的過程。從而演化博弈把具有主觀選擇行為的參與者，從人類擴展到了包括動物、植物和組織等在內的有機體。到了70年代，英國生物學家JohnMaynardSmith和G..R.Price于1973年在研究生態(tài)進化過程時，將生物界的進化理論和經濟學的博弈理論相結合，提出了演化博弈分析模型和理論的基本均衡概念——進化穩(wěn)定策略(EvolutionaryStableStrategy,ESS)[2]，創(chuàng)建了演化博弈論。到了1978年，由生物學家Jonker和Taylor在此基礎上提出了演化博弈論的動態(tài)概念——模仿者動態(tài)(ReplicatorDynamics)[3]，進一步豐富了演化博弈的分析方法和基礎理論。國外學者KandoriM又進一步指出在人類經濟社會的發(fā)展中，經濟行為就是有限的理性個人動態(tài)博弈，并且伴隨著經濟社會的發(fā)展還會不斷地發(fā)生適應性的進化[4]。國內學者李少斌、高鴻楨在研究中使用演化博弈的分析方法解釋了企業(yè)家的形成問題[5]，羅發(fā)友、劉友金使用演化博弈的分析方法又揭示了集群內企業(yè)的創(chuàng)新行為[6]。此后還有的學者應用演化博弈模型研究了高科技企業(yè)之間研發(fā)合作創(chuàng)新的動機和機會等等。20世紀80年代以后，演化博弈論逐步發(fā)展成為演化經濟學的一個重要手段，正逐漸被廣泛應用到社會經濟學等領域。由于本文要進行的研究為了揭示集群創(chuàng)新過程中的演化機理，為了方便研究，本文不再區(qū)別參與合作的創(chuàng)新主體的屬性，在文中將創(chuàng)新主體稱作參與博弈的成員。

由于在創(chuàng)新活動中各個成員的競爭與協(xié)作并不是一次性發(fā)生的行為，而是一個動態(tài)的不斷發(fā)展的連續(xù)過程，在博弈過程中各個成員還有可能根據(jù)條件的變化而適時地做出策略的調整，因此集群創(chuàng)新的動態(tài)博弈具有以下特點：

第一，博弈雙方行為的不確定性。由于集群內的企業(yè)和科研院所都是相對獨立的經濟實體，成員之間的行為主要是正對價值創(chuàng)造展開的，以一定時間內的收益最大化為目標，所以在創(chuàng)新過程中可能采取合作的行為，也可能采取背叛的行為，所以在整體上表現(xiàn)出成員行為的不確定性。

第二，成員行為的有限理性。作為合作創(chuàng)新的參與者，各個成員盡管有一定程度的理性分析和事后判斷能力，但是缺乏事先的預測能力，這就意味著當一個成員采取某種決策所得的收益較差時，它會通過學習和模仿來改進策略，并且隨著時間的變化，其策略也會逐漸的調整，最終趨于平衡。

第三，博弈的動態(tài)性。成員之間的行為在博弈過程中不是保持不變的，而是根據(jù)對方的行為策略和所處的狀態(tài)而不斷地調整自己的行為，在博弈中體現(xiàn)了一個學習的過程。

第四，博弈的反復性。成員之間的博弈行為并不是一次性發(fā)生的，而是在博弈過程中多次重復進行，相互之間都可以掌握對方過去的策略和行為，并且博弈行為不會改變其博弈的結構，系統(tǒng)狀態(tài)是內部利益相關者重復博弈的均衡結果。

第五，博弈的非零和性。各個成員之間的競爭和協(xié)同并不是零和博弈，博弈的結果可能出現(xiàn)各方雙贏或者共贏的局面。

在集群創(chuàng)新過程中的合作，可以是兩個創(chuàng)新參與主體之間的合作，也可以是多個創(chuàng)新參與主體之間的合作，為了深入分析和揭示競爭與合作過程中的機理和運行機制，本文運用演化博弈的分析方法，主要對兩個合作成員之間的博弈過程進行分析。

不失一般性，首先假定在集群中有兩個創(chuàng)新主體進行博弈，分別稱作成員A和成員B，博弈雙方所采取的策略可能是合作行為，有時為了自身的利益也可能會發(fā)生背叛行為。現(xiàn)在將成員A所采取的合作和背叛行為分別記作策略A1和策略A2，將成員B所采取合作和背叛行為分別記作策略B1和策略B2。成員A選擇合作行為的策略A1的概率記作x，選擇背叛行為的策略A2的概率記作(1-x)，其中x∈[0,1]；成員B選擇合作行為的策略B1的概率記作y，選擇背叛行為的策略B2的概率記作(1-y)，其中y∈[0,1]。當博弈雙方均選擇合作行為的策略時，將成員A的收益記作a1，將成員B的收益記作b1；當成員A選擇合作行為的策略A1而成員B選擇背叛行為的策略B2時，將成員A的收益記作a2，將成員B的收益記作b3；當成員A選擇背叛行為的策略A2而成員B選擇合作行為的策略B1時，將成員A的收益記作a3，將成員B的收益記作b2；當博弈雙方均選擇背叛行為策略時，將成員A的收益記作a4，將成員B的收益記作b4。除了收益之外，兩個創(chuàng)新主體在創(chuàng)新過程中還伴隨有成本的發(fā)生，所以將成員A選擇合作行為的策略A1時所發(fā)出生的成本記作c1，選擇背叛行為的策略A2時所發(fā)生的成本記作c2；將成員B選擇合作行為的策略B1時所發(fā)生的成本記作c3，選擇背叛行為的策略B2時所發(fā)生的成本記作c4。此處所涉及的成本不僅僅體現(xiàn)在物質和金錢上，同時還包括企業(yè)的聲譽和其他無形資產等因素的綜合概念。

在設定了博弈雙方的收益和成本之后，在此基礎上就可以建立一個2×2的不對稱性的支付矩陣，如表1所示：

表1 成員A和B的演化博弈支付矩陣

三、 集群創(chuàng)新過程的演化博弈分析

從上述假定和博弈雙方成員的支付矩陣可以得出，若成員A選擇A1(合作)策略，則其期望收益為：

U(A1)=y(a1-c1)+(1-y)(a2-c1)

(1)

若成員A選擇A2(背叛)策略，則其期望收益為：

U(A2)=y(a3-c2)+(1-y)(a4-c2)

(2)

則成員A的平均期望為：

(3)

則其復制動態(tài)方程為:

(4)

若成員B選擇B1(合作)策略，則其期望收益為：

U(B1)=x(b1-c3)+1(-x)(b2-c3)

(5)

若成員B選擇B1(背叛)策略，則其期望收益為：

U(B2)=x(b3-c4)+(1-x)(b4-c4)

則成員B的平均期望為：

y(x(b1-c3)+(1-x)(b2-c3))+(1-y)(x(b3-c4)+(1-x)(b4-c4))=

(b3-b4)x+(b2-b4-c3+c4)y+(b1-b2-b3+b4)xy+(b4-c4)

(6)

則其復制動態(tài)方程為：

(7)

(8)

解該方程組(8)可得到5個平衡點，分別是:

(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)和

為了使表達式更加簡潔，可設：M=(a1-a2-a3+a4),N=(a4-a2+c1-c2)

P=(b1-b2-b3+b4),Q=(b4-b2+c3-c4)

(9)

將方程組(8)所解出的5個平衡點分別代入雅可比矩陣(9)中分情況討論，經分析可以得出：

1.第一種狀態(tài)

2.第二種狀態(tài)

在平衡點(0,1)處，當

時，復制動態(tài)系統(tǒng)呈穩(wěn)定狀態(tài)；

或者

時，只要同時滿足

3.第三種狀態(tài)

在平衡點(1,0)處，其中的相應參數(shù)如果滿足條件：

如果其中相應的系數(shù)滿足條件：

同時還要滿足：

4.第四種狀態(tài)

如果滿足

如果參數(shù)滿足條件：

同時還滿足

5.第五種狀態(tài)

四、 結論

根據(jù)兩個企業(yè)在集群中進行合作創(chuàng)新的演化博弈過程中可以看出，博弈雙方成員在選擇了合作伙伴之后，都將試探性地選擇自己的創(chuàng)新策略，通過一輪的博弈之后，每個成員都根據(jù)彼此的策略總結自己的得失，再通過觀察對方所選擇的策略，得到了進一步的學習和經驗，從而進行自己策略的調整，通過反復博弈，最終實現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的平衡。

通過對五個平衡點進行分析可以看出，如果其中有一方不愿意合作而選擇背叛策略都是我們不愿看到的，也就意味著雙方成員在進行一段時間的集群創(chuàng)新之后，雙方都會分析和比較自身的成本和收益，導致至少一方會背叛合作而最終導致集群創(chuàng)新的失敗。上述模型分析中第五種狀態(tài)是一種非常理想的狀態(tài)，但是要實現(xiàn)這種合作共贏的結果，博弈雙方成員的收益與成本就需要滿足非常嚴格的狀態(tài)條件，即要滿足a1-a2-a3+a4>a4-a2+c1-c2且b1-b2-b3+b4>b4-b2+c3-c4，或者每輪的博弈過程中雙方成員的收益和成本同時滿足條件：((a1-a2-a3+a4)-(a4-a2+c1-c2))與((b1-b2-b3+b4)-(b4-b2+c3-c4))同正或同負，同時還要滿足(a1-a2-a3+a4)y<(a4-a2+c1-c2)與(b1-b2-b3+b4)x<(b4-b2+c3-c4)同時成立，在此基礎上才能夠博弈的雙方都選擇合作的行為策略，最終實現(xiàn)雙方合作共贏的理想效果。

通過博弈模型的分析可以看出，雙方企業(yè)在進行集群創(chuàng)新的過程中，選擇合作伙伴的時候，每個企業(yè)首先要對潛在的合作對象的創(chuàng)新能力進行評估，同時還要仔細核算在同對方進行合作創(chuàng)新過程中自身的收益和發(fā)生的費用等情況，以及考慮到對方進行合作創(chuàng)新的真實意愿，對合作對象在合作過程中所做出的合作策略的概率還要進行全面評估。通過評估如果結果不能夠滿足上述第五種狀態(tài)達到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的兩個條件，那么這種合作就不會維持太久，要促進集群內部企業(yè)之間建立和維持良好的合作關系，單靠企業(yè)和市場行為還遠遠不夠，需要政府或者行業(yè)協(xié)會的組織制定和完善相應的科技產業(yè)政策來協(xié)調集群內部各個企業(yè)之間的競爭與協(xié)作關系。

[1] 馮朝軍. 促進我國科技型中小企業(yè)集群創(chuàng)新的對策研究[J]. 無錫商業(yè)職業(yè)技術學院學報, 2015(2):28-32.

[2]SmithJM,PriceGR.TheLogicofAnimalConflicts[J].Nature，1973(246):15-18.

[3]TaylorPD,JonkerLB.EvolutionarilyStableStrategyandGameDynamics[J].MathematicalBiosciences，1978(40):145-156.

[4]Kandori,M.etc.Learning,Mutation,andLongRunEquilibriuminGames[J].Econometrica,1993, 61.

[5] 李少斌, 高鴻楨.企業(yè)家形成過程的進化博弈分析[J]. 廈門大學學報, 2002(3):26-31.

[6] 羅發(fā)友, 劉友金. 集群內企業(yè)的創(chuàng)新行為的進化博弈分析[J]. 中國軟科學, 2004(9):85-88.

(責任編輯：劉 陽)

2016-8-21

馮朝軍(1974-)，男，河南焦作人，重慶電子工程職業(yè)學院副教授，博士，研究方向為最優(yōu)化理論與方法、科技創(chuàng)新管理。

10.3969/j.issn.2096-2452.2016.05.008

F273

A

2096-2452(2016)05-0032-05