基于演化博弈的創新生態系統核心企業知識溢出策略研究

田 劍 王鄂蘇

(江蘇科技大學經濟管理學院,江蘇 鎮江 212100)

0 引 言

21世紀以來,席卷全球的產業變革引領了新一輪的科技創新,單一企業已難以在復雜多變的競爭環境中獲得優勢,企業如何構建創新生態系統以應對繁雜的外部環境成為當前創新領域關注的核心問題之一[1-3]。構建以核心企業為主體的創新生態系統,提高創新能力是實施創新驅動發展戰略的重點發展方向,探索核心企業知識溢出策略對創新生態系統演化的影響,對于實現企業轉型與提升創新生態系統價值具有理論和現實意義。

美國總統科技顧問委員會(PCAST)2003年首次提出創新生態系統的概念。關于創新生態系統的研究,主要有結構觀[4]和演化觀[5]兩大流派,學者們著重研究了企業創新生態系統的理論分析框架[6]、網絡結構[7]、價值創造[8]、演化機制[9]及其對創業績效的影響[10]等。雖然學者們都強調核心企業在創新生態系統中很關鍵,但有關核心企業知識溢出行為對創新生態系統演化影響的研究仍不充分。

知識溢出的傳播過程產生了知識流動與互動,進而能被創新生態系統中的企業吸收、學習、再創造,從而降低非核心企業進行創新活動的邊際成本,核心企業也終將受益。企業推出新品到競品上市的平均間隔時間從30年縮短至3年的現象揭示了知識溢出會引發產品競爭[11],從而減少核心企業的市場優勢與利潤,增加其被技術趕超和產品替代的風險以及回報的不確定性,對核心企業有負面影響。

綜上所述,企業創新生態系統內核心企業知識溢出的研究處于發展階段,相關研究相對匱乏。存在以下不足:在研究方法上,文獻多側重于定性分析,較多采用兩方演化博弈模型,三方演化博弈模型運用鮮見且研究均在博弈主體完全理性的強假設下開展。文獻中的主要變量有知識共享、政府補貼和懲罰、知識存儲轉移,但沒有考慮核心企業對博弈主體提供補貼的影響、博弈主體之間的感知收益。部分學者提出政府應對創新主體提供補貼,但未提及補貼應控制在合理范圍內。本文旨在豐富企業創新生態系統的知識溢出理論,為企業創新生態系統的良性發展和核心企業獲取知識資源提供理論參考。

1 博弈模型構建

1.1 模型基本假設

本文所考慮的企業創新生態系統是由核心企業引導的,包括非核心企業和信息中介機構。參照相關研究[12-14],構建知識溢出主體的演化博弈模型。

假設H1:創新生態系統演化博弈中的主體由核心企業、非核心企業和信息中介機構三方構成,博弈主體均有積極合作和消極合作兩種策略可以選擇。核心企業的積極合作是指引導知識溢出,為其他博弈主體提供資金和技術支持;消極合作是指核心企業只追求自身技術提升而不帶領其他博弈主體開展知識溢出。非核心企業的積極合作是指吸收和規范使用核心企業研發的新知識資源,并與核心企業達成一致目標;消極合作是指拒絕規范使用或違規盜用新知識資源。信息中介機構的積極合作是指將新知識從創新生態系統外部轉移到內部,并為企業提供信息咨詢服務;消極合作是指不提供服務。核心企業參與知識創新的概率為X,非核心企業積極合作的概率為Y,信息中介機構提供服務的概率為Z,其中X、Y、Z∈[0,1],T是時間的函數。

假設H2:非核心企業選擇消極合作策略的基本收益為M1,選擇積極合作策略的基本收益為M2。當創新生態系統擁有豐富的知識溢出資源基礎時,核心企業能夠獲得感知收益p。當信息中介機構采取積極合作策略而非核心企業采取消極合作策略時,核心企業感知收益為q,并假設p>q,M2>M1。當雙方都采取積極合作策略時,信息中介機構獲得額外收益a。

假設H3:核心企業給予非核心企業的補貼用KF表示,K為補貼上限,F代表知識溢出補貼。核心企業提供給信息中介機構的補貼用DW表示,D為補貼上限,W代表知識溢出補貼。

假設H4:當非核心企業采取積極合作策略時,信息中介機構可通過積極合作獲得超額收益M11,通過消極合作獲得額外收益M21。當非核心企業采取消極合作策略時,信息中介機構的積極合作可產生額外收益M12,而消極合作則產生額外收益M22。

假設H5:假設知識同化量為Qb,知識吸收量為Qc,知識同化能力系數為α,知識吸收能力系數為β。假設核心企業分擔的成本為Ca,非核心企業分擔的成本為Cb,信息中介機構分擔的成本為Cc。

1.2 收益矩陣構建

在模型中,假設核心企業選擇積極推動知識溢出的意愿為x,選擇消極合作的意愿為1-x;非核心企業選擇積極接受知識溢出的意愿為y,選擇“搭便車”的意愿為1-y;信息中介機構選擇提供服務的意愿為z,選擇不提供服務的意愿為1-z,其中x、y、z∈[0,1]。由此可以得到8種策略組合對應的知識溢出主體博弈收益矩陣(見表1)。

表1 知識溢出主體博弈的收益矩陣

2 演化穩定策略求解

2.1 收益期望函數構建

根據馬爾薩斯動力學方程[15],可得到核心企業、非核心企業和信息中介機構知識溢出策略的復制動態方程。

(1)

(2)

(3)

2.2 演化穩定策略求解

根據上述復制動態方程,可以得到核心企業、非核心企業和信息中介機構的演化狀態,進而形成一個三維動態系統D。

如果{dx/dt=0,dy/dt=0,dz/dt=0},則可以得到動力系統D中的9個部分平衡點:E1(0,0,0)、E2(0,0,1)、E3(0,1,0)、E4(0,1,1)、E5(1,0,0)、E6(1,0,1)、E7(1,1,0)、E8(1,1,1)和E9(x*,y*,z*)。根據Friedman的方法[16],對三維連續動態系統的雅可比矩陣進行穩定性分析,可以得到系統演化穩定策略(ESS)。微分方程平衡點D的穩定性可由矩陣的行列式J和跡的正負性質來確定。

本文以E8(1,1,1)為例,討論核心企業積極參與的穩定性、非核心企業的創新研發以及信息中介機構在企業創新生態系統演化中的策略。

當Ca>p+α(Qb+βQc),M1+Qb+Ca>M2+a+KF+αQb,Qc+M21+Cc>αβQc+KF+M11的特征值均為負時,系統的平衡點是演化穩定策略。類似地,可以獲得其他平衡點的穩定性(見表2)。

表2 平衡點的穩定性分析

上述分析表明,E2、E7、E8可能是系統的漸進穩定點。核心企業提供的知識溢出補貼影響博弈主體的戰略選擇,核心企業獲得的感知收益也是影響博弈主體選擇策略的重要因素。

3 數值模擬分析

3.1 參數設置

基于上述模型結果,本文對企業創新生態系統中的知識同化、知識吸收和核心企業補貼進行了數值模擬分析。核心企業、非核心企業和信息中介機構參與知識創新的初始意愿設定為高、中、低,即x、y、z∈(0.2、0.5、0.8)?；趧撔律鷳B系統的結構特征,假設核心企業對非核心企業和信息中介機構進行補貼,補貼上限和補貼率分別為K=2、D=1和F=0.2、W=0.1?；谘莼┺哪Ｐ偷募僭O,其他參數賦值如下:Ca=5,Cc=3,p=2,q=1,Qb=3,Qc=2,M1=4,M2=5,a=3,α=0.2,β=0.2,M11=4,M12=2,M21=3,M22=1。

3.2 仿真結果分析

根據上述參數設置,討論企業創新生態系統演化博弈系統在參數變化時的演化規律。

3.2.1 博弈系統對知識同化能力的敏感性分析

將知識同化能力分為弱、中、強三種水平,對應的α值分別為0.2、0.5和0.8,仿真結果見圖1。當企業創新生態系統的知識同化能力處于不同水平時,博弈主體選擇策略均向知識溢出方向演化,企業創新生態系統更穩定。當知識同化能力較強時,博弈主體的參與概率和響應速度顯著增強,并逐漸收斂到1,說明知識同化能力對知識溢出水平產生顯著正向影響。由此可以推斷,協同創新在企業創新生態系統的運行中發揮關鍵作用。

圖1 Qb對創新生態系統演化的影響

3.2.2 博弈系統對知識吸收能力的敏感性分析

將知識吸收能力分為弱、中、強三個水平,對應的β值分別為0.2、0.5和0.8,仿真結果見圖2。當知識吸收能力處于不同強度水平時,博弈主體均向知識溢出方向演化,但敏感性無顯著差異。當知識吸收能力較強時,博弈主體促進了知識溢出。知識溢出參與意愿的增強能顯著提高知識流動,從而避免消極行為和機會主義,促進系統良性演化。

圖2 Qc對創新生態系統演化的影響

3.2.3 博弈系統對核心企業資助非核心企業的敏感性分析

將對非核心企業的補貼強度分為弱、中、強三個等級,對應的δ值分別為0.2、0.5和0.8,仿真結果見圖3。當補貼強度較低時,非核心企業與信息中介機構采用知識溢出策略的演化并不明顯。但隨著支持力度的加大,雙方參與知識溢出的積極性大大提高。此時,企業創新生態系統的整體知識溢出能力較弱,知識流動較少。當補貼強度較高時,博弈主體的策略向知識溢出方向演化,知識流動增多。此外,核心企業的補貼支持增加了他們的參與熱情,促進了系統良性演化。

圖3 F對創新生態系統演化的影響

3.2.4 博弈系統對核心企業資助信息中介機構的敏感性分析

將對信息中介機構的補貼強度分為弱、中、強三個等級,對應的ν值分別為0.2、0.5、0.8,仿真結果見圖4。隨著補貼強度的增加,演化軌跡表現出了明顯波動。造成這一結果是因為信息中介機構為創新生態系統提供知識轉移服務,需要足夠的資源和支持,容易受到系統演化的沖擊。核心企業的補貼支持可以顯著增加知識流動,促進系統良性演化。但非核心企業和信息中介機構獲得補貼支持后可能不會積極參與,這會直接制約知識溢出進程。

圖4 W對創新生態系統演化的影響

4 結論與建議

本文從知識溢出角度,構建了核心企業、非核心企業和信息中介機構在企業創新生態系統中的演化博弈模型。將核心企業的補貼和感知收益納入模型,考慮了核心企業積極參與和消極參與兩種情況下知識溢出主體策略的演化,得出結論如下。

當核心企業積極參與知識溢出時,更有利于其他博弈主體朝著積極合作的方向演進。

在企業創新生態系統知識溢出過程中,知識同化能力對博弈系統的影響較知識吸收能力更明顯。與給予信息中介機構的補貼相比,核心企業給予非核心企業的補貼對博弈系統的影響更為明顯。

在企業創新生態系統構建初期,非核心企業和信息中介機構采用知識溢出策略的意愿較低,核心企業提供補貼的意愿也較低。這一階段系統面臨的風險較高,知識溢出能力最低。隨著系統不斷演化,博弈主體的初始意愿增強,系統變得穩定。當系統發展成熟時,核心企業提供補貼的意愿明顯減弱。

基于以上結論,為提升核心企業知識溢出能力,促進創新生態系統良性發展,提出以下建議。

提升核心企業的知識溢出能力,增加與非核心企業和信息中介機構合作,創造更多知識收益的可能性,從而提高他們對知識溢出的協助程度。核心企業可通過投資新的基礎設施建設項目,打造產業互聯網平臺,為新知識研究和非核心企業發展提供基礎設施支持和軟科學項目支持,同時提高平臺與信息中介機構的共享程度。核心企業可以通過逐步投入和分類補貼的方式,對非核心企業和信息中介機構提供補貼和支持。

加強知識溢出主體之間的溝通和協調,有效降低知識吸收和同化的難度,提高企業與信息中介機構之間的信任水平。政府可以在一定程度上調節企業創新生態系統,改善核心企業形象,減少知識溢出障礙。還可以建立非核心企業和信息中介機構的服務評價體系,間接提高其參與知識溢出的積極性。