郭 莉, 姜 楠
(1. 東北大學(xué) 工商管理學(xué)院, 遼寧 沈陽(yáng) 110169; 2. 光大證券股份有限公司, 廣東 深圳 518030)
新技術(shù)面臨較大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和高昂的先期開(kāi)發(fā)、運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)成本,這些技術(shù)的不確定性影響企業(yè)的技術(shù)采納決策.目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從技術(shù)預(yù)期價(jià)值收益和技術(shù)出現(xiàn)時(shí)機(jī)兩個(gè)角度界定了技術(shù)的不確定性.一方面,采納者對(duì)新技術(shù)價(jià)值存在不確定性的預(yù)期.Dixit和Pindyck[1]以市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的不確定性為切入點(diǎn),判斷企業(yè)何時(shí)采納創(chuàng)新技術(shù)能獲得最大利潤(rùn).Zeng等[2]考慮了技術(shù)不確定性背景下的末端治理技術(shù)的采納決策問(wèn)題,揭示了政策因素對(duì)技術(shù)價(jià)值的影響.李婭楠等[3]考慮了綠色技術(shù)的產(chǎn)量和成本對(duì)企業(yè)綠色生產(chǎn)決策的影響,建立了兩階段決策模型,發(fā)現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)因素會(huì)促進(jìn)企業(yè)綠色技術(shù)的采納.丁志剛等[4]關(guān)注到碳稅變化所引起的低碳技術(shù)期望收益的不確定性,并由此影響供應(yīng)鏈提早或推遲采納低碳技術(shù).可見(jiàn),過(guò)往的研究多數(shù)將技術(shù)不確定性歸結(jié)為企業(yè)對(duì)新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的不確定性預(yù)期.
另一方面,關(guān)于技術(shù)出現(xiàn)時(shí)機(jī)的不確定性,國(guó)內(nèi)外學(xué)者展開(kāi)了一些研究.Farzin等[5]提出,創(chuàng)新技術(shù)不斷隨機(jī)出現(xiàn)的過(guò)程基本服從齊次泊松分布的假設(shè),其自身逐代改良的過(guò)程可被描述為均勻分布,并結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想建立了企業(yè)最優(yōu)技術(shù)采納決策模型;在此基礎(chǔ)上,Huisman[6]對(duì)模型進(jìn)行了擴(kuò)展,假設(shè)每當(dāng)出現(xiàn)更新一代技術(shù)時(shí),上一代技術(shù)的采納成本會(huì)大幅降低,而潛在的技術(shù)采納企業(yè)能夠提前預(yù)測(cè)這種成本突降幅度,由此做出投資決策;代宏坤和徐玖平[7]用泊松過(guò)程來(lái)描述技術(shù)出現(xiàn)的不確定性,構(gòu)建了企業(yè)最優(yōu)技術(shù)采納決策模型;但在考慮創(chuàng)新技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)的價(jià)值時(shí),僅僅關(guān)注了技術(shù)在提高產(chǎn)出效率方面的作用,忽略了降低可變成本的積極作用.Guo和Zhu[8]、Reinhardt等[9],以及Ghorban[10]都考慮了技術(shù)出現(xiàn)時(shí)機(jī)的不確定性,但缺乏對(duì)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的考慮.
綜上所述,在決策優(yōu)化模型中,技術(shù)的不確定性體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)價(jià)值的不確定性和技術(shù)出現(xiàn)時(shí)機(jī)的不確定性兩個(gè)方面.以往文獻(xiàn)往往側(cè)重對(duì)其中某一方面的研究,將二者結(jié)合的研究成果較少;專注節(jié)能減排等新技術(shù)不確定性的研究更少.本文運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論,考慮新技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值(定義為提高產(chǎn)出效率和降低生產(chǎn)成本兩個(gè)方面)的不確定性和新技術(shù)出現(xiàn)時(shí)機(jī)的不確定性,構(gòu)建改進(jìn)的決策模型,以確定是否采納創(chuàng)新技術(shù),并通過(guò)數(shù)值算例分析了在投入成本、產(chǎn)出效率和技術(shù)進(jìn)步速度不確定的條件下企業(yè)采納創(chuàng)新技術(shù)的時(shí)間策略.
企業(yè)是否采納創(chuàng)新技術(shù)的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)決策過(guò)程,單純的利潤(rùn)流模型不能成為企業(yè)采納新技術(shù)的決策方程,還需要考慮企業(yè)在整個(gè)動(dòng)態(tài)決策過(guò)程中總的期望利潤(rùn).技術(shù)不確定性帶來(lái)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn):一是提早采納新技術(shù)后出現(xiàn)更先進(jìn)的技術(shù);二是延遲采納新技術(shù)后出現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)落后的技術(shù).這些不確定性使企業(yè)需要考慮何時(shí)采納技術(shù)才能使總的期望利潤(rùn)最大,這個(gè)時(shí)間點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的采納條件即最優(yōu)時(shí)間策略.
動(dòng)態(tài)決策過(guò)程中總的期望利潤(rùn)A,不僅包括不采納新技術(shù)而繼續(xù)以原有舊技術(shù)生產(chǎn)所能得到的生產(chǎn)銷售利潤(rùn)B,也包括因不采納新技術(shù)而帶來(lái)的等待成本C,即企業(yè)采納技術(shù)的決策方程是A=B+C.
1) 期望利潤(rùn)A:在技術(shù)產(chǎn)出效率、生產(chǎn)費(fèi)率均不穩(wěn)定的隨機(jī)改進(jìn)階段,企業(yè)在t時(shí)刻采納新技術(shù)的預(yù)期利潤(rùn).以(θ,ω)代表新技術(shù),其中θ和ω分別表示新技術(shù)的產(chǎn)出效率和生產(chǎn)費(fèi)率.
2) 預(yù)期利潤(rùn)B:在技術(shù)產(chǎn)出效率、生產(chǎn)費(fèi)率均不穩(wěn)定的隨機(jī)改進(jìn)階段,企業(yè)在t時(shí)刻不采納新技術(shù)(θ,ω),而以原有舊技術(shù)(θ0,ω0)生產(chǎn)時(shí)的預(yù)期利潤(rùn).其中,θ0和ω0分別表示原有技術(shù)的產(chǎn)出效率和生產(chǎn)費(fèi)率.
3) 預(yù)期利潤(rùn)C(jī):在技術(shù)產(chǎn)出效率、生產(chǎn)費(fèi)率均不穩(wěn)定的隨機(jī)改進(jìn)階段,企業(yè)不采納當(dāng)前新技術(shù)(θ,ω),而是等待未來(lái)新技術(shù)產(chǎn)出效率、生產(chǎn)費(fèi)率進(jìn)一步改進(jìn)到(θ+dθ,ω-dω)時(shí)的等待利潤(rùn).
根據(jù)技術(shù)效率是否提高, 等待過(guò)程分為兩種情況:
4) 預(yù)期利潤(rùn)D:經(jīng)過(guò)等待,新技術(shù)水平未能改進(jìn)時(shí)的預(yù)期利潤(rùn),此時(shí)技術(shù)參數(shù)仍為(θ,ω).
5) 預(yù)期利潤(rùn)E:經(jīng)過(guò)等待,新技術(shù)水平獲得改進(jìn)時(shí)的預(yù)期利潤(rùn),此時(shí)技術(shù)參數(shù)為(θ+dθ,ω-dω).
由此可知, 等待過(guò)程的期望利潤(rùn)為C=D+E.
再進(jìn)一步思考, 雖然技術(shù)水平得到提高, 但企業(yè)仍需視改進(jìn)程度能否令其滿意來(lái)決定是否投資采納新技術(shù),這又可分為兩種情況:
6) 預(yù)期利潤(rùn)F:技術(shù)改進(jìn)程度不理想,企業(yè)暫不投資新技術(shù)時(shí)的預(yù)期利潤(rùn).
7) 預(yù)期利潤(rùn)G:技術(shù)改進(jìn)程度理想,企業(yè)即刻投資新技術(shù)時(shí)的預(yù)期利潤(rùn).
由此可知,經(jīng)過(guò)等待,技術(shù)獲得改進(jìn)的期望利潤(rùn)為E=F+G.
綜上所述, 企業(yè)投資采納創(chuàng)新技術(shù)的最優(yōu)決策方程表達(dá)式為A=B+D+F+G.
企業(yè)采納新技術(shù)的預(yù)期利潤(rùn)概念模型如圖1所示.
對(duì)公司生產(chǎn)、成本、銷售收入、投資、資本利率等情況進(jìn)行分析,沿襲Farzin等[5]的思路,模型基本假設(shè)如下:
假設(shè)1 企業(yè)生產(chǎn)單一產(chǎn)品,產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格為p,且企業(yè)采納新技術(shù)后仍保持原有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性, 則產(chǎn)品價(jià)格p不變.
假設(shè)2 銀行貸款利率為r.
假設(shè)3 企業(yè)投資采納一項(xiàng)新技術(shù)的成本包括固定部分和可變部分,其中固定成本為I,可變成本與企業(yè)新舊技術(shù)水平差距成正比.
假設(shè)4 企業(yè)只采納一次創(chuàng)新技術(shù), 之后一直以此技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè).
圖1 企業(yè)采納新技術(shù)的預(yù)期利潤(rùn)概念模型
一項(xiàng)新技術(shù)帶來(lái)的改進(jìn)效果可能體現(xiàn)在技術(shù)產(chǎn)出效率的提升或者技術(shù)生產(chǎn)費(fèi)率的縮減,也可能二者同時(shí)發(fā)生.基于此,新技術(shù)的不確定性體現(xiàn)在新技術(shù)的出現(xiàn)速度、技術(shù)產(chǎn)出效率和技術(shù)生產(chǎn)費(fèi)率的改進(jìn)效果.
記企業(yè)目前使用的技術(shù)產(chǎn)出效率為θ0,投入單位物料對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)費(fèi)用為ω0,則記企業(yè)期初的技術(shù)水平參數(shù)為(θ0,ω0);t時(shí)刻出現(xiàn)的新技術(shù)產(chǎn)出效率為θ,生產(chǎn)費(fèi)率為ω,記為新技術(shù)(θ,ω),企業(yè)需要決定是否在t時(shí)刻采納新技術(shù).之后隨技術(shù)進(jìn)一步演化,在(t,t+Δt)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的新技術(shù),將技術(shù)產(chǎn)出效率提升至(θ,θ+u1) 范圍,同時(shí)技術(shù)生產(chǎn)費(fèi)率縮減至(ω,ω-u2)范圍.企業(yè)要做的最優(yōu)決策是在(θ,θ+u1)和(ω,ω-u2)中分別確定技術(shù)的產(chǎn)出效率決策閾值θ*和生產(chǎn)費(fèi)率決策閾值ω*,從而確定一個(gè)最優(yōu)技術(shù)水平閾值(θ*,ω*).
根據(jù)概念模型(圖1)提供的思路:企業(yè)采納創(chuàng)新技術(shù)的決策方程是A=B+C.假設(shè)當(dāng)前最新可得的技術(shù)水平為(θ,ω),而企業(yè)采用原技術(shù)(θ0,ω0)作業(yè),繼續(xù)等更高水平技術(shù)出現(xiàn),設(shè)F(θ,ω)為企業(yè)于該狀態(tài)下的期望利潤(rùn)現(xiàn)值——狀態(tài)A.
設(shè)企業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)為f(θ,ω),則企業(yè)采用原技術(shù)生產(chǎn)時(shí)的利潤(rùn)為f(θ0,ω0).企業(yè)不采納當(dāng)前最新技術(shù)(θ,ω),而以原技術(shù)水平(θ0,ω0)生產(chǎn),則該企業(yè)在(t,t+Δt)時(shí)間段里的生產(chǎn)利潤(rùn)為f(θ0,ω0)·Δt——狀態(tài)B.
企業(yè)使用原有技術(shù)(θ0,ω0)生產(chǎn)的過(guò)程亦是等待過(guò)程,有等待成本.企業(yè)預(yù)計(jì)等待一段時(shí)間后采納更高水平技術(shù),那時(shí)技術(shù)水平改進(jìn)至(θ+dθ,ω-dω),該等待過(guò)程的期望利潤(rùn)為E[F(θ+dθ,ω-dω)].
綜上可得企業(yè)采納創(chuàng)新技術(shù)的決策方程為
(1)