突發事件沖擊下產學研協同創新策略研究

許為強,支含年,徐 源

(1.江蘇科技大學 科學技術研究院,鎮江 212003) (2.江蘇科技大學 經濟管理學院,鎮江 212100)

突發事件包括自然災害、事故災難、公共衛生事件等.突發事件持續時間長、影響范圍廣,尤其是傷害性和不確定性給全球各國的經濟發展帶來嚴峻的挑戰,也嚴重影響著企業、機構、人民等微觀活動[1].以“新型冠狀病毒”為代表的全球突發事件使得作為創新實踐引擎的產學研合作遭受嚴重阻礙,疫情期間科研人員的工作時間整體下降5%[1],且科研項目立項比例下降36%,甚至有的產學研項目因資金困境難以繼續開展.

目前,學界對協同創新中的知識協同、創新策略與路徑及創新機制等方面的研究已取得了豐富的成果[3-6].其中,文獻[4]在Nash非合作、Stackelberg主從博弈、協同合作3種博弈模式下建立微分對策模型研究產學研協同創新下企業和高校的知識共享問題,并對協同創新中知識共享的演化路徑進行了對比分析;文獻[5]構建了政府引導、高校牽頭、企業參與的協同創新三方演化博弈模型,分析了政產學研三方在協同創新過程中的策略選擇;然而,鮮有學者對突發事件沖擊下產學研協同創新策略問題進行深入研究.

在本世紀突發事件頻發的背景下,國內外眾多學者以“新型冠狀病毒”為代表,已經積極研究了突發事件對金融市場、供應鏈、企業、員工等的影響及應對措施.文獻[7]基于前沿的因子增廣向量自回歸模型考察了重大突發公共衛生事件對我國宏觀經濟與金融市場的沖擊影響,提出了應對機制與防范對策;文獻[8]基于系統動力學模型和嫡值法評估“新型冠狀病毒”對全球節能供應鏈造成的影響;文獻[9]研究發現新型冠狀病毒的流行對全球的企業產生了重大影響,它降低了市場需求,阻礙了企業生產、運營等活動,給企業經營帶來壓力.但仍缺乏關于突發事件對產學研合作的影響及應對措施的研究.國內外學者常將具有危害性和不確定性等特征的突發事件看作一種風險,在產學研協同創新過程中,由于突發事件的沖擊降低了市場需求、員工及科研人員的工作效率,這會導致企業和高校產生風險規避行為,減少協同創新的資源與要素投入,無論是對高校的技術創新活動還是對企業的創新成果產業化活動都會造成嚴重的阻礙.因此,研究產學研在協同創新中如何有效應對突發事件帶來的沖擊具有重要的學術意義和現實價值.

鑒于此,在面對持續時間長、影響范圍廣的突發事件的沖擊時,文中考慮企業和高校的風險規避行為,建立企業和高校的協同創新合作博弈模型,探討突發事件沖擊下產學研的風險規避行為對協同創新的影響,研究突發事件沖擊下產學研如何有效保障及更好的進行協同創新活動.

1 合作博弈的基本假設與模型構建

在類似新冠疫情這類持續時間長、影響范圍廣的突發事件的沖擊下,從風險規避視角出發研究企業和高校協同創新策略問題,為構建模型不失一般性地做出假設:

假設1:博弈主體.在企業和高校協同創新過程中,博弈主體為企業和高校.假定企業為博弈方1,高校為博弈方2.文中研究無偏好情形下企業和高校在突發事件沖擊下合作創新策略演化.假設雙方均為有限理性主體,即在進行策略選擇時均考慮自身利益最大化.

假設2:策略選擇.在產學研協同創新過程中,企業與高校均有合作、不合作兩種策略可以選擇.企業合作的概率為x,則不合作的概率為1-x;高校合作的概率為y,則不合作的概率為1-y.(x,y∈[0,1])

假設4:協同創新成本.用C1表示企業的協同創新成本,用C2表示高校的協同創新成本,主要為雙方在協同創新時研發投入、市場化投入、信息交流、表達過程中產生的各種費用.

假設5:違約懲罰.在產學研協同創新過程中,當企業和高校中有一方不合作(即不進行研發或不對研發成果進行產業化)時,最終的合作產出為零.且采取合作策略的一方需承擔自身因采取合作策略而付出的合作成本;而采取不合作策略的一方卻無任何損失.因此,企業和高校事先簽訂合作合同,退出合作(即采取不合作策略)的一方要向采取合作策略的一方支付違約金Si(i=1,2).

(1)

基于以上假設,可得企業和高校的支付矩陣如表1.

表1 企業和高校的支付矩陣

2 模型求解及穩定性分析

2.1 演化穩定策略求解

企業的動態復制方程為:

(2)

高校的動態復制方程為:

(3)

對雙方的復制動態方程分別求關于x、y的偏導:

(4)

(5)

(6)

(7)

由此,可得企業和高校合作演化博弈的雅可比矩陣為:

2.2 企業、高校策略演化穩定性分析

(1) 企業的策略演化穩定性分析

對企業的復制動態方程求關于x的偏導可得:

(8)

命題1x的概率隨著y的增大而增大,即高校采取合作策略的意愿越強,企業越傾向于采取合作策略.

命題2閾值y0隨著企業合作收益分配系數λ、企業的違約金S1以及高校的違約金S2的增大而減少,閾值y0越小,y0

證明由命題1,對y0分別求關于λ、S1、S2、ρ1、σ1的一階偏導可得:

命題2表明,當企業和高校的協同創新過程受到突發事件沖擊時,企業面對的不確定性因素越大、應對突發事件的能力越弱,企業越不愿意采取合作策略;此時,為了能夠讓企業和高校的合作創新順利進行,增大企業的合作收益分配系數、增加企業和高校的違約金金額都是切實有效的途徑.

(2) 高校的策略演化穩定性分析

對高校的復制動態方程求關于y的偏導可得:

(9)

命題3y的概率隨著x的增大而增大,即企業采取合作策略的意愿越強,高校越傾向于采取合作策略.

命題4閾值x0隨著企業的違約金S1以及高校違約金S2的增大而減少,閾值x0越小,x0

證明由命題1,對x0分別求關于λ、S1、S2、ρ2、σ2的一階偏導可得:

命題4表明,當企業和高校的協同創新過程受到突發事件沖擊時,高校面對的不確定性因素越大、應對突發事件的能力越弱,高校越不愿意采取合作策略;此時,為了能夠讓企業和高校的合作創新順利進行,減小企業的合作收益分配系數、增加企業和高校的違約金金額是切實有效的途徑.

2.3 均衡點的穩定性分析

先對均衡點E1(0,0)進行分析,此時的雅可比矩陣為:

表2 各均衡點的行列式和跡

根據各均衡點雅可比矩陣的行列式和跡,可得到各均衡點的穩定條件如表3.

表3 各均衡點的穩定條件

對以上各均衡穩定點進行分析,可得:

3 數值分析

運用Matlab進行數值仿真模擬,以便于更加直觀地呈現出面對突發事件沖擊時企業與高校的協同創新行為策略的演化過程與規律.通過改變模型中各參數的取值,模擬雙方協同創新策略的變化,分析合作收益分配系數、風險規避度、違約金金額以及不確定性因素對于雙方協同創新行為策略的影響.

在Matlab進行仿真模擬之前,參考文獻[10]對各參數進行賦值,如表4.

表4 參數仿真賦值

(1) 合作收益分配系數對協同創新策略的影響

圖1為在不改變其余參數值的情況下,企業和高校協同創新后的企業合作收益分配系數λ變化對于產學研協同創新策略影響的仿真.

圖1 企業合作收益分配系數對協同創新策略的影響

由對圖1的分析可以得知,在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業的合作創新收益分配系數λ存在兩個臨界值,分別位于0.6～0.65以及0.4～0.45.當企業合作收益分配系數小于0.4～0.45的臨界值時,高校的合作意愿在最開始會先有一段大幅度的上升,但是由于企業所獲得的合作創新收益小于其預期收益進而采取“不合作”策略,隨著企業的合作意愿不斷降低,一段時間之后高校的合作意愿也隨之下降,最終雙方的協同創新策略穩定于(0,0)點,即“不合作,不合作”策略;當企業的合作收益分配系數大于0.60～0.65的臨界值時,企業的合作意愿在最開始會先有一段大幅度的上升,但是由于高校所獲得的合作創新收益小于其預期收益,進而采取“不合作”策略,隨著高校的合作意愿不斷降低,一段時間之后企業的合作意愿也隨之下降,最終雙方的協同創新策略穩定于(0,0)點,即“不合作,不合作”策略;當企業的合作收益分配系數位于兩個臨界值之間時,企業和高校所獲得的合作創新收益均達到了自身的期望收益,雙方的協同創新策略最終穩定于“合作,合作”.

由仿真結果可以得到:在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業的合作創新收益分配系數對企業和高校的協同創新策略有顯著影響,企業的合作創新收益分配系數落在合理區間時即兩個臨界值之間,企業和高校協同創新的意愿就越強.

(2) 風險規避度對協同創新策略的影響

圖2、3為在不改變其余參數值的情況下,企業和高校在協同創新過程中的風險規避度ρ1、ρ2變化對于產學研協同創新策略影響的仿真.

圖2 企業風險規避度對協同創新策略的影響

圖3 高校風險規避度對協同創新策略的影響

由對圖2、3的分析可以得知,在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校的風險規避度ρ1、ρ2都存在臨界值,均位于4～4.5.

當企業(高校)的風險規避度小于4～4.5的臨界值時,企業(高校)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的下降,但是隨著高校(企業)的合作意愿不斷增大,一段時間之后企業(高校)的合作意愿也隨之上升,最終雙方的協同創新策略穩定于(1,1)點,即“合作,合作”策略;當企業(高校)的風險規避度大于4～4.5的臨界值時,高校(企業)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的上升,但是隨著企業(高校)的合作意愿不斷減小,一段時間之后高校(企業)的合作意愿也隨之下降,最終雙方的協同創新策略穩定于(0,0)點,即“不合作,不合作”策略.

由仿真結果可以得到:在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校的風險規避度對企業和高校的協同創新策略影響較大,企業和高校的風險規避度越大,企業和高校協同創新的意愿就越弱.

(3) 不確定性因素對協同創新策略的影響

圖4、5在不改變其余參數值的情況下,企業和高校在協同創新過程中的不確定性因素σ1、σ2變化對于產學研協同創新策略影響的仿真.

圖4 企業不確定性因素對協同創新策略的影響

圖5 高校不確定性因素對協同創新策略的影響

由對圖4、5的分析可以得知,在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校的不確定性因素σ1、σ2都存在臨界值,均位于4～4.5.當企業(高校)的不確定性因素小于4～4.5的臨界值時,企業(高校)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的下降,但是隨著高校(企業)的合作意愿不斷增大,一段時間之后企業(高校)的合作意愿也隨之上升,最終雙方的協同創新策略穩定于(1,1)點,即“合作,合作”策略;當企業(高校)的不確定性因素大于4～4.5的臨界值時,高校(企業)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的上升,但是隨著企業(高校)的合作意愿不斷減小,一段時間之后高校(企業)的合作意愿也隨之下降,最終雙方的協同創新策略穩定于(0,0)點,即“不合作,不合作”策略.

由仿真結果可以得到:在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校面對的不確定性因素對企業和高校的協同創新策略有較大影響,企業和高校的不確定性因素越大,企業和高校協同創新的意愿就越弱.

(4) 違約金金額對協同創新策略的影響

圖6、7在不改變其余參數值的情況下,企業和高校的違約金金額S1、S2變化對于產學研協同創新策略影響的仿真.

圖6 企業違約金金額對協同創新策略的影響

圖7 高校違約金金額對協同創新策略的影響

由對圖6、7的分析可以得知,在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校的違約金金額S1、S2都存在臨界值,分別位于10～10.5、6.5～7.當企業(高校)的違約金金額小于10～10.5(6.5～7)的臨界值時,企業(高校)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的上升,但是隨著高校(企業)的合作意愿不斷下降,一段時間之后企業(高校)的合作意愿也隨之下降,最終雙方的協同創新策略穩定于(0,0)點,即“不合作,不合作”策略;當企業(高校)的違約金金額大于10～10.5(6.5～7)的臨界值時,企業(高校)的合作意愿在最開始會先有一段小幅度的下降,但是隨著高校(企業)的合作意愿不斷增加,一段時間之后企業(高校)的合作意愿也隨之上升,最終雙方的協同創新策略穩定于(1,1)點,即“合作,合作”策略.

由仿真結果可以得到,在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,企業和高校面對的違約金金額對企業和高校的協同創新策略有較大影響,企業和高校的違約金金額越大,企業和高校協同創新的意愿就越強.

4 結論

(1) 高校與企業對于協同創新后的收益分配系數變化比較敏感.在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,當其中一方的合作收益分配系數過大或者過小時,雙方的協同創新意愿都會逐漸下降,最終趨向于不合作策略,只有當雙方的合作收益分配系數處于一個合理的區間范圍內時,雙方才會選擇合作策略.因此,企業在確定與高校進行協同創新之前,要預先設置好合理的合作收益分配系數,不能只考慮自己獲得的收益,而忽視了高校的利益訴求,或將造成合作破裂.

(2) 企業和高校的風險規避度的變化對雙方協同創新策略的影響較大.在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,當企業的風險規避度大于臨界值時,企業應對突發事件的能力越弱即應對突發事件時所花費的風險成本越大,企業的收益就相對越少,也越傾向于采取不合作策略;對于高校而言同樣如此.即雙方的風險規避度越小,雙方協同創新的意愿越強.因此,企業在選擇協同創新的伙伴時,應將對方的風險規避能力作為重要參考因素.

(3) 企業和高校面對的不確定性因素以及雙方的違約金金額的變化對雙方協同創新策略的有重要影響.在產學研協同創新過程中,面對突發事件的沖擊時,當企業面對的不確定性因素越大,企業越傾向于采取不合作策略;企業所需支付的違約金越大,企業越傾向于采取合作策略;對于高校而言同樣如此.因此,企業和高校協同創新中面對突發事件的沖擊較大時,為保障合作創新的順利進行,在事先簽訂的合作合同中,應當設定適當的違約金金額.