裝備制造業服務化的多主體博弈分析

綦良群 張 昊

一、引言與文獻回顧

裝備制造業是提升國家競爭力和實現工業化的根本保障，《中國制造2025》明確提出要大力發展裝備制造業。汪應洛院士指出服務型制造適應當下環境的重要發展方式，也是當下研究的重要問題。Carlsson(1999)*Kataommerlioglu D,B Carlsson,“Manufacturing in Decline? a Matter of Definition”, Economics of innovation&New Technology,1999,8(3), pp.175-196.、Kotwal(2002)*Ashok Kotwal,“The Role of the Service Sector in the Process of Industrialization”,Journal of Development Economics,2002,68(2), pp.401-420.和Hill(1999)*Hill, T. P.,“Tangibles,Intangibles and services: A New Taxonomy for the Classification of Outp”,Canadian Journal of Economics,1999, 32 (2), pp.426-446.研究指出生產性服務業為制造業提供更多的服務資源，是提高制造業國際競爭力的前提和基礎，我國出口的制造產品已經從勞動密集型向技術密集型轉化*徐婧、吳彬：《基于國際比較視角的中國制造業出口技術結構變遷分析》，《山東社會科學》2015年第4期。。在制造業物質資源與服務資源共同作為生產要素進行生產的過程中*Neely A,,“Exploring the Financial Consequences of the Servitization of Manufacturing”, Operations Management Research,2008,1(2), pp.103-118.，“制造+服務”*Sturgeon T & Van J,“Value Chains，Networks and Clusters：Reframing the Global Automotive Industry”,Journal of Economic Geography,2008, 8(3), pp.297-321.的發展模式已成為裝備制造業發展的必然選擇*Gebauer H & Ren J,“Service-driven Manufacturing: Provision, Evolution and Financial Impact of Services in Industrial Forms”,Journal of Service Management, 2012, 23(1)，pp.12-26．。實施制造業服務化戰略可以增強裝備制造業的競爭優勢，同時也可以促進生產性服務業的發展*郝國彩、張朕：《產業關聯視角下服務業發展不足的需求動因——以山東省為例》，《山東大學學報(哲學社會科學版)》2016年第1期。，有利于兩產業共同發展。學者關于裝備制造業服務化的過程及影響因素的研究，趙勇(2012)以陜鼓為案例，分析裝備制造業服務化驅動力服務化過程，包括目標定位、分析論證、內容設計和執行實施*趙勇、齊謳歌、曹林：《裝備制造業服務化過程及其保障因素——基于陜鼓集團的案例研究》，《科學學與科學技術管理》2012年第12期。。周大鵬(2013)通過對國際商用機器公司(IMB)、通用電氣(GE)、辦公設備制造商施樂(XEROX)等的研究，提出服務化的過程是主動向客戶提供相關的服務和產品服務比重的增加*周大鵬：《制造業服務化對產業轉型升級的影響》，《世界經濟研究》2013年第9期。。肖挺(2014)以蘋果電腦等為例，研究制造業服務化的影響因素，包括人力資本投資、信息技術的引入和客戶良好關系等因素*肖挺、劉華、葉芃：《制造業企業服務創新的影響因素研究》，《管理學報》2014年第4期。。裴小兵等(2017)將裝備制造業服務化過程劃分為定位分析、任務明確、內容設計、試運行及執行5個階段，并從組織、戰略、技術、市場和政策等方面提出裝備制造業服務化的影響因素*裴小兵、何書垚、高華：《裝備制造業服務化實施過程中的風險分析》，《科技進步與對策》2017年第21期。。學者們關于裝備制造業服務化的路徑也進行了大量的研究，黃群慧(2015)以羅爾斯航空發動機制造商、IBM商務機器制造商、阿爾法工程機械制造商及山西鼓風機集團等裝備制造企業為案例，總結一體化解決方案的制造業服務化模型與路徑*黃群慧、霍景東：《產業融合與制造業服務化：基于一體化解決方案的多案例研究》，《財貿經濟》2013年第2期。。李子倫等(2017)以陜汽集團為案例，提出為客戶提供產品全生命周期服務的服務化路徑*李子倫、張文杰、閆開寧、李剛：《裝備制造企業服務化轉型的路徑模式》，《西安交通大學學報(社會科學版)》2017年第2期。。

綜上所述，眾多學者提出裝備制造業服務化發展有利于兩產業的共同發展。學者們關于服務化過程和影響因素也進行了大量的研究，過程包括定位分析、任務明確、內容設計、試運行及執行等階段，影響因素包括組織、戰略、技術、市場和政策因素等；關于裝備制造業服務化路徑的研究，主要包括一體化解決方案和全生命周期服務的服務化路徑。學者們關于裝備制造業服務化所包含的行為主體的分析并不多見，關于行為主體作用的研究近乎空白。鑒于此，本文擬對裝備制造業服務化的行為主體構成及作用機理進行分析，構建以裝備制造業和生產性服務業及政府為主體的博弈模型并對其穩定性進行分析，揭示博弈模型中主要參數對系統演化的影響。

二、裝備制造業服務化行為主體作用機理及博弈模型構建

(一)裝備制造業服務化行為主體及作用機理

裝備制造業企業面對日益激烈的市場競爭和市場需求的變化，為了提升裝備制造業的市場競爭力和獲取更高的利潤，圍繞生產過程特別是價值鏈的前端和后端的各種業務，運用專業的服務資源，以及為客戶提供與裝備產品緊密相關的專業服務，是裝備制造業服務化的主要體現。裝備制造業作為生產的主體，在裝備制造業服務化過程中是最重要的主體。生產性服務業作為服務資源的主要提供者，無論在裝備產品的生產過程還是為客戶提供的基于裝備產品的專業服務，都提供了大量的服務資源。政府管理部門在裝備制造業服務化過程中起到引導和支持的作用，能夠對裝備制造業服務化發展進行宏觀指導，明確裝備制造業服務化的發展目標及重點任務，為裝備制造業服務化進行資金、政策支持。通過分析可知，裝備制造業、生產性服務業和政府部門都是重要的行為主體。

裝備制造業服務化的核心主體是裝備制造業，裝備制造業進行服務化發展的主要動力有兩方面：一方面為增強自身競爭力，降低運營成本，將生產環節的非核心業務外包給專業服務企業，增強了服務資源在產品生產過程中的利用率。另一方面，為實現裝備產品的差異化，擴大市場份額增加營業收入，展開圍繞核心裝備產品提供的專業化的服務，改變原有單獨銷售裝備產品的營銷模式，發展成為為客戶提供裝備及整套解決方案的服務化發展模式。生產性服務業作為服務資源的主要提供者，提供服務資源的動力來源于自身產業發展的需求，由于生產性服務業本身并不直接向消費者提供服務，就需要其通過對制造業的生產流程服務，展開研發服務、信息服務、技術支持服務、融資服務、物流服務、營銷服務等多種服務，增加裝備制造業生產過程的服務比重，促進裝備制造業服務化發展。裝備制造業服務化發展還需要政府部門提供支持、保障與協調。第一，政府部門通過與高校及研究機構的合作，對服務化進行宏觀指導，明確其發展方向；第二，裝備制造業服務化涉及的專業服務門類較為復雜，政府部門在物流、信息產業、會計等專業重點服務行業制定和執行專門的政策，能夠有效促進特定生產性服務業規模發展，為裝備制造業服務化奠定基礎；第三，在發展過程中，政府部門可以為其提供資金支持，稅收方面的減免，幫助裝備制造業服務化進行人才的教育和培訓，建立裝備制造業服務化專業人才系統，發揮人才優勢的引擎作用*張樨樨、周振、湯麗華：《影響創業人口規模增量典型因素的實證研究》，《山東大學學報(哲學社會科學版)》2016年第3期。，保障裝備制造業服務化發展；最后，政府部門建立的相關監管機構可以有效對裝備制造業服務化進行監督，防范產業關聯風險，保障裝備制造業服務化健康發展。

(二)裝備制造業服務化行為主體博弈模型構建

本文構建了生產性服務業和裝備制造業、政府和裝備制造業的演化博弈模型。裝備制造業與生產性服務業選擇合作，共同利用資源、平臺，促使雙方互利共贏，實現裝備制造業服務化發展。但在現實情況下，裝備制造業在與生產性服務業發生互動過程中，企業間的規模和擁有的資源都是不同的，企業存在著外部性等原因，或者考慮技術外泄等風險，會產生裝備制造業或生產性服務業不愿意進行合作的情況。由此就出現了裝備制造業服務化過程中裝備制造業與生產性服務業雙方的博弈關系；政府在裝備制造業服務化過程中通過對裝備制造業的相應補貼、稅收優惠，為裝備制造業與高校、科研院所提供合作渠道，幫助裝備制造業強化自身知識、技術水平,促進裝備制造服務化發展。但政府和裝備制造業之間可能存在著信息不對稱原因或者由于存在有限理性的原因，雙方進行的決策很難保證是自身利益的最大化體現。

1.裝備制造業與生產性服務業博弈模型的基本假設及構建。為構建博弈模型以及便于分析，做出如下假設：

(1)參與人相關假設。裝備制造業的生產產品成本為CE，獲得的產品直接收益為PE,生產性服務業參與裝備制造業服務化過程的服務收益為PP，服務成本為CP,生產性服務業參與服務化為裝備制造業節約的成本為S,生產性服務業參與服務化帶來的服務額外收益為E1，生產性服務業參與服務化獲得的知識及經驗收益E2，裝備制造業沒有進行服務化損失服務收益為E3(E3<0)，裝備制造業自身進行服務化的服務收益E，服務化成本為C。

(2)行動。在裝備制造業服務化過程中，設裝備制造企業采取服務化行為概率為x，采取不進行服務化的行為為1-x。生產性服務業企業采取參與服務化行為的概率為y，則采取不參與服務化行為的概率為1-y。

(3)重復博弈。裝備制造業服務化發展過程中，裝備制造業與生產性服務業要進行多次博弈，雙方的博弈行為會受到過去行為的影響，相互信任次數對合作行為是正向的激勵作用。

設雙方合作服務化中的貼現因子為δ(δ>0),每一次合作的成功都會在原來的基礎上受到正向激勵δ，合作次數為n次。

根據假設，建立裝備制造業與生產性服務業服務化演化模型如表1所示。

表1 裝備制造業與生產性服務業間策略選擇博弈的支付矩陣

2.裝備制造業與政府博弈模型的基本假設及構建。為了構建裝備制造業與政府博弈模型做出如下假設：

(1)參與人相關假設。根據政府部門和裝備制造業在裝備制造業服務化過程中不同策略下的成本、收益和損失，設定相關參數如下，政府部門實施促進服務化的收益為EG，作為管理和協調裝備制造業服務化發展，政府部門的成本投入為CG，政府對裝備制造業服務化發展給予的補貼或者政策支持為T,政府對不受調配引起的惡意競爭等行為的罰金為K，政府承擔裝備制造不進行服務化行為，而企業間產生惡性競爭所造成的社會成本CS；裝備制造業服務化成本為C，裝備制造業服務化收益為E。

(2)行動。在裝備制造業服務化過程中，政府部門采取實施服務化政策行為概率為z，采取不實施的概率為1-z。裝備制造業采取進行服務化的概率為x，則采取不進行服務化的概率為1-x，如表2所示。

表2 政府與裝備制造業間策略選擇博弈的支付矩陣

三、裝備制造業服務化行為主體博弈模型分析

(一)裝備制造業服務化行為主體博弈模型的復制動態方程

1.裝備制造業與生產性服務業策略的復制動態方程。在博弈模型中，裝備制造業選擇“進行服務化”和“不進行服務化”策略的期望收益分別為UE1和UE2,平均期望收益為UE,則有：

UE1=y[PE-CE+S+E1(1+δ)n-1]+(1-y)(PE+E-CE-C)

UE2=y(PE-CE+E3)+(1-y)(PE-CE+E3)

UE=xUE1+(1-x)UE2=x[yS+yE1(1+δ)n-1+PE+P-CE-C+yC]+(1-x)(PE-CE+E3)

生產性服務業選擇“參與服務化”和“不參與服務化”策略的期望收益分別為UP1和UP2,平均期望收益為UP,則有：

UP1=x[PP-CP+E2]+(1-x)(E2-CP)=xPP+E2-CP

UP2=0

UP=yUP1=y(xPP+E2-CP)

兩產業博弈策略的復制動態方程為：

2.政府部門與裝備制造業策略的復制動態方程。在裝備制造業與政府博弈模型中，裝備制造業選擇“進行服務化”和“不進行服務化”策略的期望收益分別為VE1和VE2,平均期望收益為VE,則有：

VE1=z(E-C+T)+(1-z)(E-C)

VE2=z(E3-K)+E3(1-z)

VE=xVE1+(1-x)VE2=x[zT+E-C)+(1-x)(E3-zK)

在裝備制造業與政府博弈模型中，政府選擇“實施促進服務化政策”和“不實施服務化政策”策略的期望收益分別為VG1和VG2,平均期望收益為VG,則有：

VG1=x(EG-CG)+(1-x)(K-CG-CS)

VG2=(1-x)(-CS)

VG=zVG1+(1-z)VG2=zx(EG-K+CS)+z(K-CG-CS)+(1-z)(xCS-CS)

裝備制造業與政府博弈策略的復制動態方程為：

(二)裝備制造業服務化行為主體博弈模型的均衡點及穩定性分析

均衡點的求解是分析演化穩定策略的關鍵*Friedman D，“Evolutionary Game in Economics”， Econometrica,1991,59(3)，pp.637-666.，有限理性的行為主體為改善自身利益，不斷調整策略，最終形成的一種動態平衡，即演化穩定策略(EES)*鄭君君、韓笑、鄒祖緒、范文濤：《IPO市場中風險投資家策略的演化博弈分析》，《管理科學學報》2012年第2期。。由F1(x)和F1(y)組成的復制動態方程，分別令F(x)=0,F(y)=0,可得：在平面N={(x,y);0≤x≤1,0≤y≤1}上，裝備制造業與生產性服務業組成的策略博弈有5個均衡點，分別為D1(0,0),D2(0,1),D3(1,0),D4(1,1)和鞍點D5(Dxi,Dy)，其中

同理，根據(2)式，由F2x和F2Z組成的復制動態方程，分別令F(x)=0,F(z)=0可得：在平面M={(x,z);0≤x≤1,0≤z≤1}上，裝備制造業與政府組成的策略博弈有5個均衡點，分別為D6(0,0),D7(0,1),D8(1,0),D9(1,1)，D10(Dx2,Dz)其中

根據Friedman的方法，在裝備制造業與生產性服務業的博弈系統中D1(0,0)和D4(1,1)是演化穩定策略(EES)，(0，0)即裝備制造業不進行服務化，生產性服務業不參與服務化；(1，1)即裝備制造業進行服務化，生產性服務業參與服務化。D2、D3為不穩定點，D5為鞍點。折線是裝備制造業和生產性服務業博弈系統收斂于不同狀態的臨界線。裝備制造業與生產性服務業演化過程和穩定狀態受到系統初始狀態和鞍點D5相對位置的影響。

當初始狀態落在區域D1D2D5D3上時，演化博弈系統將向D1(0,0)收斂，穩定策略逐漸向“囚徒困境”方向演化，最終裝備制造業不進行服務化、生產性服務業不參與服務化將成為唯一的演化穩定策略；當初始狀態落在區域D3D4D2D5上時，演化博弈系統向D4(1,1)收斂，穩定策略逐漸向“帕累托最優”方向演化*潘峰、西寶、王琳：《地方政府間環境規制策略的演化博弈分析》，《中國人口·資源與環境》2014年第6期。，最終兩產業進行服務化將是唯一的演化穩定策略。同理，政府與裝備制造業的博弈系統中D6(0,0)和D9(1,1)是演化的穩定策略，D7、D8為不穩定點，D10為鞍點。裝備制造業與生產性服務業(政府)博弈系統動態過程如圖1所示。

圖1 裝備制造業與生產性服務業(政府)博弈系統動態過程圖

(三)裝備制造業服務化行為主體博弈模型參數及系統相位圖

對裝備制造業和生產性服務業博弈系統、裝備制造業與政府博弈系統中影響系統演化的主要參數進行分析。此處不考慮參數的聯動反應。

1.參數PP、E、E1、E2、E3、EG。PP是生產性服務業參與服務化的服務收益，當PP增加時，D5水平左移如圖2(c)，有利于系統的演化。生產性服務業的獲利是生產性服務業通過協同裝備制造業服務化獲得的，當其服務收益增加時，表現為生產性服務業參與服務化的程度加深，有利于裝備制造業提升競爭力，有利于裝備制造業服務化發展；為裝備制造業自身進行服務化的服務收益，當E增加時，D5、D10垂直下移如圖2(b)，系統收斂于理想模式的概率增加。E1為生產性服務業參與服務化時裝備制造業的額外服務收益，當E1增加時，D5垂直下移如圖2(b)，系統演化至ESS穩定點D4的概率增加。在生產性服務業參與下的額外服務收益增加或者是裝備制造業自身進行服務化的收益增加，都有效地提升裝備制造業的積極性，保障系統向著理想狀態演變；E2為生產性服務業參與服務化自身獲得的知識及經驗收益，當E2增加時，D5水平左移，如圖2(c)，利于系統的良性演化，在裝備制造業與生產性服務業博弈系統中，與PP相似，當生產性服務業參與獲得更多知識經驗的情況下，說明其參與服務化的程度深，可以增加裝備制造業的服務范圍及能力，提升裝備制造業競爭力，有利于系統發展；E3為裝備制造業沒有進行服務化損失的服務收益，當E3增加時，D5、D10垂直上移，如圖2(a)，不利于系統良性循環。EG為政府部門實施促進裝備制造業服務化的收益,當EG增加時，D10水平左移，如圖2(a)所示，有利于系統的良性演化，政府的收益增加提升了政府的積極性，促進政府進一步實施促進裝備制造業服務化發展的政策。

圖2 參數變動對裝備制造業與生產性服務業(政府)系統演化的影響

2.參數CP、CG、C、S。CP也參與裝備制造業服務化服務成本，當CP增加時，D5水平右移，如圖2(d)，系統收斂于理想模式的概率減小，當CP增大時，增大了生產性服務業的成本，影響其對服務化投入的積極性，不利于系統向服務化方向發展。CG是政府部門為服務化投入的成本，當CG增加時，D10水平右移，如圖2(d)系統演化至ESS穩定點D1的概率增加。當CG增加時，政府對裝備制造業服務化發展的成本提高，影響政府實施促進服務化發展的積極性，不利于裝備制造業服務化發展；C為裝備制造業服務化成本，當C增大時，D5和D10垂直上移，如圖2(a)不利于系統的良性演化。S是生產性服務業參與服務化為裝備制造業節約的成本，當S增大時，D5垂直下移，如圖2(b)系統收斂于理想模式的概率增加。

3.參數δ、n、T、K。δ和n分別是裝備制造業與生產性服務業合作成功受到的正向激勵和合作的次數，當δ、n增大時，D5垂直向下移動，如圖2(b)系統演化至ESS穩定點D4的概率增加。δ為裝備制造業與生產性服務業合作進行服務化受到的正向激勵，當δ越大時，表現為裝備制造業與生產性服務業對合作服務化結果即未來成果的價值期望越高，則裝備制造業與生產性服務業越傾向于合作。當n的數值越大時，說明裝備制造業與生產性服務業互動博弈接觸的次數越多，越有利于建立博弈雙方的信任程度，將會增加系統進行良性演化的概率；K為政府對不受調配引起的惡意競爭等行為的罰金,當K增加時，D10水平向左移動，同時垂直向下移動，如圖2(e)，系統向理想模式發展的概率增加;為政府對裝備制造業服務化發展給予的補貼或者政策支持,當T增加時，D10垂直向下移動，如圖2(b)，有利于系統向著理性模式發展，當裝備制造業服務化給予的政策支持和對于不受調配的罰金增加時，能夠調節裝備制造業發展方向，改善裝備制造業服務化市場環境，促進裝備制造業服務化發展。

四、結論及建議

本文研究了裝備制造業服務化發展行為主體的構成及作用機理，構建服務化行為主體的博弈模型，對博弈模型的穩定性進行分析，揭示博弈模型中主要參數對系統演化的影響。主要結論：(1)裝備制造業服務化發展的行為主體主要包括裝備制造業、生產性服務業和政府；(2)構建裝備制造業與生產性服務業博弈模型、裝備制造業與政府博弈模型，建立裝備制造業與生產性服務業、裝備制造業與政府的兩組策略復制動態方程，確定博弈模型的唯一演化穩定策略即裝備制造業進行服務化、生產性服務業參與服務化、政府實施促進服務化政策;(3)根據分析結果得出，當參數CP、CG、E3、C增加時，裝備制造業與生產性服務業(政府)博弈系統收斂于不良模式發展的概率增加,不利于裝備制造業服務化發展。當參數PP、E1、E2、EG、E、S、δ、n、T、K增加時，裝備制造業與生產性服務業(政府)博弈系統向良性模式發展的概率增加，有利于裝備制造業服務化。

根據研究結論，為促進裝備制造業服務化發展，本文提出如下建議：一方面，鼓勵生產性服務業更多地參與到服務化中，為裝備制造業與生產性服務業建立更多的合作機會，增強彼此的信任程度，提升雙方對合作服務化的成果期望；另一方面，加強政府部門對裝備制造業服務化的管理與協調力度，由政府部門牽頭，進行優惠政策配套*張樨樨、周振、湯麗華：《影響創業人口規模增量典型因素的實證研究》，《山東大學學報(哲學社會科學版)》2016年第3期。，給予裝備制造業服務化更多的政策支持和資金支持，加大政府對惡意競爭的處罰力度，建立有序的裝備制造業服務化市場秩序，擴大裝備制造業服務化發展空間。