曹　霞,張路蓬

(哈爾濱工程大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,黑龍江哈爾濱150001)

基于利益分配的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化研究

曹霞,張路蓬

(哈爾濱工程大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,黑龍江哈爾濱150001)

針對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各個主體對合作利益與機會利益的不同訴求,結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與演化博弈的相關(guān)理論,運用計算機仿真方法,研究了合作利益分配以及機會利益誘導(dǎo)下,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化現(xiàn)象.研究結(jié)果表明:創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模及利益分配影響創(chuàng)新主體合作行為的穩(wěn)定演化;合作利益的不合理分配僅對小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度產(chǎn)生影響并使其退化;機會利益的誘惑使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度產(chǎn)生波動,并導(dǎo)致小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的衰減.

利益分配;創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò);合作密度;演化博弈;仿真

1　引　言

技術(shù)進步加速、技術(shù)創(chuàng)新復(fù)雜性增強,單一主體的創(chuàng)新行為已無法適應(yīng)日趨復(fù)雜的市場需求.合作創(chuàng)新以其風(fēng)險共擔(dān)、資源互補、利益共享等優(yōu)勢,被更多創(chuàng)新主體采用.隨著主體間創(chuàng)新合作的縱深發(fā)展,技術(shù)創(chuàng)新模式逐漸由線性發(fā)展為多主體協(xié)同互動的網(wǎng)絡(luò)模式,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)作為一種新的組織形態(tài)應(yīng)運而生.與一般合作網(wǎng)絡(luò)不同,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是一種服務(wù)于主體系統(tǒng)性創(chuàng)新的基本制度安排,其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主要聯(lián)結(jié)機制是企業(yè)間的創(chuàng)新合作關(guān)系[1],此種關(guān)系多以契約為紐帶,以產(chǎn)學(xué)研之間的創(chuàng)新活動為內(nèi)容,以所有參與者的利益最大化為最終目的.由于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的各個主體對利益訴求不同,因此,創(chuàng)新活動過程中所產(chǎn)生的利益問題將直接影響創(chuàng)新主體的合作行為[2],是創(chuàng)新研發(fā)最終能否順利實施的基礎(chǔ).

針對合作利益訴求問題,文獻[3]利用Shapley值法探討了合作利益分配行為對企業(yè)發(fā)展的影響;文獻[4]利用經(jīng)典博弈模型與仿真分析相結(jié)合的方法,研究了合作雙方利益分配的最優(yōu)化問題;文獻[5]對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作企業(yè)的超額收益、背叛成本進行了演化博弈分析,結(jié)果表明合理的利益分配有助于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展;文獻[6]利用系統(tǒng)動力學(xué)對產(chǎn)學(xué)研技術(shù)聯(lián)盟穩(wěn)定性的利益訴求問題進行了仿真分析.綜上所述,學(xué)者們對于利益訴求問題的研究多集中于設(shè)計合理的合作利益分配機制及尋求最優(yōu)的利益分配系數(shù),以保證合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展.

隨著創(chuàng)新合作的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,針對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度問題,文獻[7]研究了創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中雙方產(chǎn)生的信任危機對合作密度的影響;文獻[8]分別基于小世界和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)研究了記憶行為及個體學(xué)習(xí)行為對網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響;文獻[9]利用社會網(wǎng)絡(luò)分析法研究了高技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作密度的動態(tài)演化情況;文獻[10]研究了不同鏈接機制對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響.此外,眾多學(xué)者分別從不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境入手,利用“囚徒困境”、“雪堆模型”等經(jīng)典博弈模型,結(jié)合仿真分析探究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的合作密度演化情況[11,12].

通過文獻梳理發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外學(xué)者針對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作利益的分配問題以及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化問題均進行了較深入的研究,為本文的研究提供了理論基礎(chǔ).處于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的成員,其合作行為不僅與利益訴求密切相關(guān)[13],同時還受到信息傳遞、聲譽機制等因素的影響.但是,現(xiàn)有研究卻忽略了合作過程中產(chǎn)生的利益訴求以及信息傳遞、聲譽機制等因素對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的影響.作為具有有限理性并追求自身利益最大化的創(chuàng)新主體,高額的非合作利益誘惑以及合理的合作利益分配,均將對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作主體的創(chuàng)新行為產(chǎn)生影響[14].基于此,本文以創(chuàng)新節(jié)點間的利益訴求為切入點,利用演化博弈理論構(gòu)建合作支付矩陣,分析了創(chuàng)新主體的行為決策及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化機理,結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論,運用計算機仿真技術(shù),研究不同利益分配下創(chuàng)新主體合作行為的涌現(xiàn)現(xiàn)象,進而揭示創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化規(guī)律.

2　創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的機理分析

2.1創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)及創(chuàng)新主體的利益構(gòu)成

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是指不同層次的組織基于共同的創(chuàng)新目標(biāo)而建立起來的一種網(wǎng)絡(luò)組織形式.目的是解決創(chuàng)新的不確定性、資源稀缺性以及創(chuàng)新能力有限性等問題,以幫助創(chuàng)新主體更好地利用外部資源實現(xiàn)創(chuàng)新目標(biāo),最終使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的所有主體共同獲益.創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具備與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相似的特點:第一,由于合作創(chuàng)新依賴于合作者的資源稟賦以及外部環(huán)境,因此,創(chuàng)新具有一定的前沿性與不可測性;第二,創(chuàng)新主體之間的連接存在著大量的非線性正負反饋作用,使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)成為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、關(guān)系錯綜、目標(biāo)功能多樣的復(fù)雜系統(tǒng)[15];第三,創(chuàng)新主體的不斷增加以及合作對象的不斷變化,使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)具有了空間演化性[16].

合作創(chuàng)新不僅僅是一個技術(shù)過程,更是一個社會互動的過程,合作最終能否達成,取決于創(chuàng)新主體對利益的訴求是否滿足預(yù)期收益.創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的創(chuàng)新主體在合作過程中,會產(chǎn)生合作利益以及機會利益[17].合作利益[18]是指創(chuàng)新主體不因任何外界誘惑而發(fā)生違約行為的情況下,依據(jù)雙方合作前簽訂的契約,分配給雙方的經(jīng)濟利益.機會利益[19,20]是指雙方在合作過程中,由于信息不對稱,而放棄原有合作并投入到新合作關(guān)系中而獲取的利益,機會利益的大小為額外利益與違約金額的差值.

通常情況下,創(chuàng)新主體間通過簽訂合約進行合作創(chuàng)新后共享利益.然而,由于創(chuàng)新主體在資金投入、創(chuàng)新能力、科研規(guī)模等方面存在著客觀差距,使創(chuàng)新主體在進行合作利益分配時產(chǎn)生偏差,從而影響合作關(guān)系的發(fā)展.因此,合作利益分配的合理與否,將引起創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作關(guān)系的變化.隨著創(chuàng)新主體的日益復(fù)雜化,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中會存在一部分對高額機會利益的追求者,由道德風(fēng)險演化的違約現(xiàn)象在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中突顯[21].高額機會利益的誘惑,將干擾以“契約型”合作模式為主導(dǎo)的合作創(chuàng)新的穩(wěn)定發(fā)展[22],使創(chuàng)新雙方由于違約而產(chǎn)生信任違背現(xiàn)象[23].此外,合作關(guān)系確立后,合作伙伴采取的行動決策以及對契約的履行程度均難以預(yù)料或完全掌握,信息傳遞效率由于連接主體的復(fù)雜性而降低,信息不對稱現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)[24].因此,違約和信息不對稱現(xiàn)象的發(fā)生,將對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的變化產(chǎn)生一定的影響.

2.2基于利益分配的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化機理分析

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度是指網(wǎng)絡(luò)中采納合作策略的主體占全部主體的比重,是衡量創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體合作狀態(tài)的指標(biāo),又稱作合作率[25].通常情況下,合作密度越大,表示創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)在某一特定時刻選擇合作策略的主體越多,反之相反.創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化,是指合作密度隨著時間變化而產(chǎn)生的波動現(xiàn)象,其動態(tài)變化速度可以用動態(tài)微分方程表示為,其中x指參與合作創(chuàng)新的主體占全部主體的比重[26].創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的參與者具有多主體、有限理性的特征[27],交互行為與合作方式多樣化,使合作密度的演化成為非線性過程.創(chuàng)新主體間的合作意愿是構(gòu)建合作關(guān)系的基礎(chǔ),而“競合”關(guān)系的建立則推動了創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化.

從參與個體角度分析,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的任何參與主體,追求自身利益最大化的偏好特性會對合作方產(chǎn)生影響[28],此時,任何一方的行為選擇將直接影響對方的合作收益,因此,雙方的決策選擇屬于博弈行為.若一方為追求機會利益而選擇違約,則合作方將會受到因?qū)Ψ竭`約而帶來的損失及補償;同理若雙方信守承諾,則合作創(chuàng)新順利展開,雙方均會獲取相對比例的合作利益.

從創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體角度,網(wǎng)絡(luò)中合作策略的采納以及擴散過程類似生物群落的繁殖,具有明顯的策略模仿與學(xué)習(xí)特征[29].處于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的個體行為決策,將受到被學(xué)習(xí)對象的影響進而逐步擴散到整體網(wǎng)絡(luò).不同合作意愿與“學(xué)習(xí)”策略的創(chuàng)新主體,基于合作利益的分配開展合作,同時受到機會利益的誘惑干擾合作創(chuàng)新,從而形成了創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的正負反饋雙輪驅(qū)動機制.因此,利益驅(qū)動下創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化機理如圖1所示.

圖1　創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化機理Fig.1　Evolution mechanism for the cooperation density of innovation network

基于以上分析,本文將創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的演化過程分為策略選擇、利益比較、學(xué)習(xí)模仿、合作伙伴匹配四個階段.策略選擇階段,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的各主體根據(jù)不同的合作意愿,在合作利益或機會利益的驅(qū)動下采納某種博弈策略.彼此間的信任對合作意愿產(chǎn)生正影響,促進合作創(chuàng)新;而外界干擾則引起合作意愿的降低,對創(chuàng)新合作產(chǎn)生負影響.創(chuàng)新合作結(jié)束后,創(chuàng)新主體將對所采納決策產(chǎn)生的利益進行比較并學(xué)習(xí)[30].若所獲利益相同,主體則不進行博弈策略的變更;若獲得利益不同,創(chuàng)新主體會調(diào)節(jié)自身的博弈策略并進行合作伙伴的重新匹配以獲取較高利益.學(xué)習(xí)階段的創(chuàng)新主體,若發(fā)現(xiàn)自身獲取利益較小,則會在下一輪博弈決策時選擇被學(xué)習(xí)主體的策略;若雙方選擇了相同的策略,則創(chuàng)新主體會更改自身的長程連接,即重新選擇合作伙伴.此外,處于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的各參與主體,聲譽與信息傳遞會對合作伙伴的選擇產(chǎn)生一定影響,即若創(chuàng)新主體對于利益分配不公平或因為機會利益而選擇違約行為,則“聲譽效應(yīng)”會在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中擴散,對創(chuàng)新主體的遠期利益造成損失[31].因此,出于對違約成本以及自身聲譽的考慮,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的主體會自覺規(guī)范行為.但若機會利益遠超過正式合作所帶來的利益,違約行為則可能以一定概率發(fā)生,從而引起整體創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的變化[32].

3　創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的模型構(gòu)建

3.1創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

已有研究表明,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度特性[33],因此設(shè)定初始網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò).構(gòu)建合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)G(V,E),其中V為合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中所有主體的集合,用節(jié)點集合表示;E為合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中所有邊的集合,若兩節(jié)點之間存在連接邊,說明創(chuàng)新主體之間存在合作關(guān)系.設(shè)定初始時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中有m0個創(chuàng)新主體,根據(jù)無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特性,新加入的n個節(jié)點按照概率(式(1)),連接到已有的m個節(jié)點上,其中ki為新加入節(jié)點的度,kj為原網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點的度,且m≤m0;最終構(gòu)建節(jié)點數(shù)量不再增長的合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)G(V,E)

3.2創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的博弈模型構(gòu)建

創(chuàng)新主體作為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的參與者,是否進行合作取決于雙方采納的博弈策略.假設(shè)創(chuàng)新主體有兩種策略選擇,即合作或違約.以合作最終是否達成構(gòu)建2×2階博弈支付矩陣,并定義如下策略集合:

策略1若雙方在博弈過程中采納策略(合作,合作),則創(chuàng)新主體1獲得利益為U11=u+aπ,其中u代表創(chuàng)新主體1在不進行合作創(chuàng)新時,所獲得的原始收益,π為創(chuàng)新主體選擇合作策略時所產(chǎn)生的共同利益,α∈[0,1]為利益分配系數(shù).創(chuàng)新主體2獲得利益V11=v+(1-α)π,其中v表示創(chuàng)新主體2不進行合作創(chuàng)新時所獲得的原始收益.

策略2若雙方在博弈過程中采納策略(合作,違約),則創(chuàng)新主體1獲得利益U12=u+bv,其中bv為創(chuàng)新主體2選擇違約行為后對創(chuàng)新主體1的違約賠償,且bv≥(1-α)π.創(chuàng)新主體2獲得利益V12=v+Ev-bv, Ev為創(chuàng)新主體2選擇違約后所獲得的機會利益.

策略3若雙方在博弈過程中采納策略(違約,合作),則創(chuàng)新主體1獲得利益為U21=u+Eu-bu,其中Eu為創(chuàng)新主體1發(fā)生違約行為后所獲得的機會利益,bu≥απ為支付給創(chuàng)新主體2的違約金額.創(chuàng)新主體2獲得利益V21=v+bu.

策略4若雙方在博弈過程中采納策略(違約,違約),說明雙方最終合作失敗,此時雙方在此博弈過程中獲得的利益為u、v.

基于以上四種策略,構(gòu)建節(jié)點間的博弈支付矩陣如表1所示.

表1　創(chuàng)新主體博弈支付矩陣Table 1　Game pay-off matrix between innovation subject

根據(jù)以上四種策略,在理想的情況下,創(chuàng)新主體選擇策略1,即(合作,合作)策略應(yīng)為此博弈的納什均衡策略.

3.3創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作密度演化的模型構(gòu)建

網(wǎng)絡(luò)中的創(chuàng)新節(jié)點m在選擇合作創(chuàng)新策略后,會隨機選擇創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點n,將自身累計收益prm與所選節(jié)點收益prn進行比較.若prm＜prn則創(chuàng)新節(jié)點m將調(diào)整博弈策略,并以一定的模仿概率W選擇節(jié)點n的策略.本文采用費米更新規(guī)則[16],確定模仿概率

其中k表示噪聲強度,即外界環(huán)境等不可控因素對策略學(xué)習(xí)產(chǎn)生的無法避免的干擾.當(dāng)k→0時,表示任何外界因素不會對創(chuàng)新節(jié)點策略選擇造成干擾.綜合考慮創(chuàng)新節(jié)點的累積收益以及外界不可抗拒因素對節(jié)點策略選擇的影響,本文選擇中性噪聲強度k=0.5進行仿真.

創(chuàng)新節(jié)點m以概率W選擇學(xué)習(xí)策略后,將以隨機概率γms與創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點進行斷線重連.由于創(chuàng)新節(jié)點對合作伙伴的選擇具有有限理性,因此,本文利用帶有偏好的重連機制[16]確定節(jié)點的出連接s,隨機概率

其中ps為節(jié)點s的收益;β為偏好傾向,β=0表示此連接無任何偏好傾向,即為隨機連接;β越大,偏好傾向越明顯.本文設(shè)定β=1作為仿真參數(shù)值.

當(dāng)所有創(chuàng)新節(jié)點以上述規(guī)則進行策略學(xué)習(xí)及合作伙伴選擇后,合作策略節(jié)點數(shù)占總節(jié)點數(shù)的比重會隨著學(xué)習(xí)及策略的調(diào)整而產(chǎn)生波動,隨著博弈迭代次數(shù)的增加,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度將發(fā)生演化現(xiàn)象.

4　仿真實驗

4.1仿真步驟

根據(jù)仿真算法,設(shè)定創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)博弈演化步驟如下:

步驟1T=0時刻,生成具有一定節(jié)點數(shù)目的BA網(wǎng)絡(luò),同時設(shè)置初始化參數(shù);

步驟2將博弈過程中的策略隨機分配給網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點,節(jié)點賦值1為選擇合作策略,賦值0為違約策略;

步驟3T=1時刻,第一次博弈結(jié)束;

步驟4T=2時刻,網(wǎng)絡(luò)中的各主體以隨機概率選擇鄰居節(jié)點進行收益比較,若收益大于或等于鄰居收益,則下輪博弈不作任何策略改變;若該輪博弈后收益小于鄰居收益,則以概率W(式(2))進行策略模仿;若策略相同,轉(zhuǎn)入步驟5;

步驟5T=3時刻,基于偏好機制(式(3)),進行斷邊重連;

步驟6取仿真后的平均值,計算創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度;

步驟7重復(fù)步驟2～步驟5,達到設(shè)定的博弈迭代輪次后,仿真終止.

4.2合作利益分配仿真

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中主體具有追求利益最大化的特點,因此節(jié)點對不同利益的敏感性較強,為了更準(zhǔn)確的探究合作利益分配的公平性對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的影響,設(shè)定利益分配系數(shù)為0.1、0.5、0.9,并設(shè)置其他參數(shù)不變.同時,根據(jù)對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及創(chuàng)新管理領(lǐng)域多名相關(guān)專家的咨詢,結(jié)合文獻[34,35],設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如表2所示.基于上述算法以及參數(shù)的設(shè)定,利用Matlab軟件,進行創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)上合作利益博弈演化的仿真研究.圖3及圖5～圖7中x軸表示博弈迭代次數(shù),y軸表示合作密度,各曲線表示合作密度的演化趨勢.

表2　合作利益分配下創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各參數(shù)仿真值Table 2　Parameter values of cooperation benefits in innovation networks

初始生成具有100個節(jié)點的小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(如圖2所示),設(shè)定博弈次數(shù)為250次,仿真得到小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化規(guī)律如圖3所示.

圖2　小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)Fig.2　Small-scale innovation network

圖3　合作密度演化結(jié)果(小規(guī)模)Fig.3　The cooperation density(small-scale)

小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)利益分配系數(shù)為0.1和0.9時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度在小幅度變化后最終退化為0,即創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)最終無合作行為;在利益分配系數(shù)為0.5時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化為1,即創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的主體最終選擇合作策略.因此,公平的合作利益分配將促進小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點合作行為的涌現(xiàn),而非公平利益分配最終導(dǎo)致合作行為的退化.這是由于,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小時,各節(jié)點合作關(guān)系相對簡單,信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播路徑簡捷,不合理的合作利益分配,會通過高效信息渠道傳遞給其他創(chuàng)新節(jié)點,為維護自身利益節(jié)點將拒絕合作創(chuàng)新,最終創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度退化為0.此外,當(dāng)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小時,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)目有限,合作伙伴選擇的局限性較大,導(dǎo)致搜索成本大幅度提升,因此創(chuàng)新節(jié)點最終會選擇成本較低的自主研發(fā)模式.而在合作利益公平分配的良性循環(huán)下,小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的競合環(huán)境不斷優(yōu)化,創(chuàng)新節(jié)點為了共同的目標(biāo)進行合作,并合理分配創(chuàng)新利益,使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化為1.

初始生成具有500個節(jié)點的大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(如圖4所示),設(shè)定博弈次數(shù)為500次,得到大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化規(guī)律如圖5所示.

圖4　大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)Fig.4　Big-scale innovation network

圖5　創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化結(jié)果(大規(guī)模)Fig.5　The cooperation density(big-scale)

大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,在不同合作利益分配下,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度最終均演化為1,即創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時,節(jié)點間合作利益分配的公平與否并不會改變網(wǎng)絡(luò)整體的合作趨勢.但是,在合作利益分配系數(shù)為0.1與0.9時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)達到穩(wěn)定合作時所消耗的時間,要長于合作利益分配系數(shù)為0.5時.因此,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時,合作利益的分配不改變創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作趨勢,但卻會改變合作趨于穩(wěn)定的速度.這是由于,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點除了考慮自身利益外,會觀察同類節(jié)點的決策行為,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點選擇合作時,創(chuàng)新節(jié)點會基于“羊群效應(yīng)”[36]而選擇合作策略,此時,改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要消耗較大的成本,因此創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度在“羊群效應(yīng)”的驅(qū)動下趨于穩(wěn)定.同時由于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點較多,信息傳遞效率降低導(dǎo)致信息不對稱現(xiàn)象,由于創(chuàng)新搜尋信息成本較大,非公平利益分配的信息傳遞被阻礙,最終創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化為1.

結(jié)論1合作利益的公平分配對不同規(guī)模的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不同的影響.小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,合作利益的公平分配會提升創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度;非公平的合作利益分配使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度退化.大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,合作利益分配的公平與否影響合作密度趨于穩(wěn)定的速度,但不會影響最終網(wǎng)絡(luò)的合作密度.

4.3機會利益分配仿真

設(shè)定初始仿真參數(shù)值,分析在不同規(guī)模的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)下,違約引起的機會利益分配對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響.

表3　違約利益分配下創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各參數(shù)仿真值Table 3　Parameter values of opportunity benefits in innovation networks

基于表3參數(shù)值的設(shè)定,機會利益為合作利益的2倍、7倍、12倍.通過Matlab仿真得到如圖6所示的演化結(jié)果.

圖6　小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化結(jié)果Fig.6　The cooperation density(small-scale)

小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)機會利益為合作利益的2倍時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各主體的合作密度最終趨于1,即較小的違約機會利益不會對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的最終合作密度產(chǎn)生任何影響.當(dāng)機會利益為合作利益的7倍時,網(wǎng)絡(luò)的合作密度產(chǎn)生波動,在仿真迭代次數(shù)范圍內(nèi),無最終穩(wěn)定值.當(dāng)機會利益超過合作利益12倍時,節(jié)點選擇違約策略,導(dǎo)致創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度退化為0.這是由于,小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)信息傳遞高效,若創(chuàng)新節(jié)點在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中具有較高的聲譽,則會獲得更多的合作機會與合作利益;若創(chuàng)新節(jié)點為了機會利益選擇違約行為,忽略合作伙伴而產(chǎn)生違約聲譽將影響其在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展.因此,當(dāng)違約獲得的機會利益較小時,理性的創(chuàng)新節(jié)點會注重自身的聲譽影響,而不會因短期的機會利益而放棄長遠利益,在迭代范圍內(nèi),創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度最終演化為1.在機會利益較大時,尤其在機會利益遠大于違約成本損失情況下,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將選擇退出原有合作,導(dǎo)致小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)合作密度演化為0的結(jié)果.

大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,不同機會利益的分配對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響如圖7所示.當(dāng)機會利益較小時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化為1,即創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點最終趨于合作,這與小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)密度演化結(jié)果相同,但其合作密度趨于穩(wěn)定的速度要快于小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò).當(dāng)機會利益較大時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度值處于波動狀態(tài),但并未發(fā)生退化現(xiàn)象,這是由于,大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中信息不對稱現(xiàn)象明顯,信息傳遞速度較慢,創(chuàng)新節(jié)點的“違約聲譽”在網(wǎng)絡(luò)中的傳播速度和準(zhǔn)確率弱化,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)合作密度頻繁波動.

圖7　大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化結(jié)果Fig.7　The cooperation density(big-scale)

結(jié)論2機會利益是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度發(fā)生變化的重要因素之一.小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,機會利益使創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度退化;大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,較高的機會利益引起創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的波動.

以上研究表明,不同類別的利益是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的動因之一.此外,在不同規(guī)模的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,相同的利益參數(shù)設(shè)定對網(wǎng)絡(luò)合作密度產(chǎn)生了不同的影響.因此結(jié)論1與結(jié)論2共同表明,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不同時,網(wǎng)絡(luò)的合作密度會產(chǎn)生不同的演化效果.

結(jié)論3創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模影響創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化及演化速度.

一些學(xué)者在對東北三省裝備制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與浙江服裝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進行實際研究分析后發(fā)現(xiàn):隨著創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的不斷擴張,網(wǎng)絡(luò)中的合作密度不斷變大,以合作創(chuàng)新形式產(chǎn)生的發(fā)明專利數(shù)量大幅提升[37];信任度越高的企業(yè),越能構(gòu)建豐富的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,并使得這些關(guān)系更為密切和長久;企業(yè)為建立關(guān)系所付出的承諾越強有力,越有助于企業(yè)構(gòu)建豐富的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)系[38].此外,若企業(yè)過多關(guān)注自身利益,傳遞資源效率低,不但對其他網(wǎng)絡(luò)成員的合作創(chuàng)新起不到應(yīng)有的效果,同時限制了自身長遠發(fā)展,對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不利影響.以上學(xué)者的相關(guān)研究,在一定程度證明了該仿真分析的實際性與合理性.

5　結(jié)束語

創(chuàng)新主體合作策略的采納和行為的選擇,會引起創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體合作狀態(tài)的變化,對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作密度演化的研究是一個嶄新的命題.本文主要從合作利益分配以及機會利益獲取的視角出發(fā),將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的演化博弈分析方法與仿真相結(jié)合,研究了創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度演化的規(guī)律.研究結(jié)果表明:(1)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模會影響創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的演化;(2)大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,合作利益分配的公平與否會影響合作密度演化穩(wěn)定的速度;小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)規(guī)模中,公平的合作利益分配會增強合作密度,使其演化為1,而非公平的合作利益分配降低創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度,使其退化為0;(3)較高的機會利益將引起大規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的波動,引起小規(guī)模創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的退化.

本文的研究結(jié)果對我國創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化有一定的指導(dǎo)意義.首先,在介入創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化時,應(yīng)該注意針對不同規(guī)模的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)采用不同的優(yōu)化措施,以保證創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)在較高合作密度下穩(wěn)定的運行.第二,合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的創(chuàng)新主體在進行合約制定時,應(yīng)根據(jù)自身所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,綜合考慮聲譽帶來的預(yù)期利益以及機會利益,在雙方穩(wěn)定合作的前提下,進行合理的利益分配,以保證合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的長期發(fā)展.第三,創(chuàng)新主體注重自身聲譽的條件下,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的外部管理者應(yīng)該重視創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)信用環(huán)境的優(yōu)化,不斷改善大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的信息傳播途徑與速度,一方面遏制合作過程中可能帶來的違約風(fēng)險給信息不利方造成的損失,另一方面誠信的合作創(chuàng)新環(huán)境會促進創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各創(chuàng)新主體的合作交流.

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Research on the evolution of innovation network’s cooperation density based on the benefit distribution

Cao Xia,Zhang Lupeng
(School of Economics and Management,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China)

As various individuals express different demands on cooperation profits and opportunity benefits in the innovation network,this article attempts to research the evolution of innovation network’s cooperation density tempted by cooperation profit’s distribution and opportunity benefits.In terms of research methods,this article made use of related theories about complex network and evolution games and the computer simulation method.The research results are as follows.Firstly,the scale and benefit distribution of innovation network exert an impact on the stable evolution of the innovation subjects’cooperation behaviors.Secondly,misallocation of cooperation benefit just makes an influence on the small-scale innovation network’s cooperation density and degenerates it.Lastly,temptation of opportunity benefit leads to fluctuation of innovation network’s cooperation density as well as attenuation of the small-scale innovation network’s cooperation density.

benefit distribution;innovation networks;collaboration density;evolution games;simulation

F273.7;O157.5

A

1000-5781(2016)01-0001-12

10.13383/j.cnki.jse.2016.01.001

2013-12-20;

2014-09-22.

國家自然科學(xué)基金資助項目(71473055);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)經(jīng)費支持計劃資助項目(HEUCFZ1604).

曹霞 (1975—),女,黑龍江哈爾濱人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向:創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與創(chuàng)新管理,Email:caoxia@hrbeu.edu.cn;

張路蓬(1988—),女,黑龍江哈爾濱人,博士生,研究方向:創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與創(chuàng)新管理,Email:zhanglupeng0126@163.com.