装备制造业服务化的多主体博弈分析

綦良群 张 昊

一、引言与文献回顾

装备制造业是提升国家竞争力和实现工业化的根本保障，《中国制造2025》明确提出要大力发展装备制造业。汪应洛院士指出服务型制造适应当下环境的重要发展方式，也是当下研究的重要问题。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.研究指出生产性服务业为制造业提供更多的服务资源，是提高制造业国际竞争力的前提和基础，我国出口的制造产品已经从劳动密集型向技术密集型转化*徐婧、吴彬：《基于国际比较视角的中国制造业出口技术结构变迁分析》，《山东社会科学》2015年第4期。。在制造业物质资源与服务资源共同作为生产要素进行生产的过程中*Neely A,,“Exploring the Financial Consequences of the Servitization of Manufacturing”, Operations Management Research,2008,1(2), pp.103-118.，“制造+服务”*Sturgeon T & Van J,“Value Chains，Networks and Clusters：Reframing the Global Automotive Industry”,Journal of Economic Geography,2008, 8(3), pp.297-321.的发展模式已成为装备制造业发展的必然选择*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．。实施制造业服务化战略可以增强装备制造业的竞争优势，同时也可以促进生产性服务业的发展*郝国彩、张朕：《产业关联视角下服务业发展不足的需求动因——以山东省为例》，《山东大学学报(哲学社会科学版)》2016年第1期。，有利于两产业共同发展。学者关于装备制造业服务化的过程及影响因素的研究，赵勇(2012)以陕鼓为案例，分析装备制造业服务化驱动力服务化过程，包括目标定位、分析论证、内容设计和执行实施*赵勇、齐讴歌、曹林：《装备制造业服务化过程及其保障因素——基于陕鼓集团的案例研究》，《科学学与科学技术管理》2012年第12期。。周大鹏(2013)通过对国际商用机器公司(IMB)、通用电气(GE)、办公设备制造商施乐(XEROX)等的研究，提出服务化的过程是主动向客户提供相关的服务和产品服务比重的增加*周大鹏：《制造业服务化对产业转型升级的影响》，《世界经济研究》2013年第9期。。肖挺(2014)以苹果电脑等为例，研究制造业服务化的影响因素，包括人力资本投资、信息技术的引入和客户良好关系等因素*肖挺、刘华、叶芃：《制造业企业服务创新的影响因素研究》，《管理学报》2014年第4期。。裴小兵等(2017)将装备制造业服务化过程划分为定位分析、任务明确、内容设计、试运行及执行5个阶段，并从组织、战略、技术、市场和政策等方面提出装备制造业服务化的影响因素*裴小兵、何书垚、高华：《装备制造业服务化实施过程中的风险分析》，《科技进步与对策》2017年第21期。。学者们关于装备制造业服务化的路径也进行了大量的研究，黄群慧(2015)以罗尔斯航空发动机制造商、IBM商务机器制造商、阿尔法工程机械制造商及山西鼓风机集团等装备制造企业为案例，总结一体化解决方案的制造业服务化模型与路径*黄群慧、霍景东：《产业融合与制造业服务化：基于一体化解决方案的多案例研究》，《财贸经济》2013年第2期。。李子伦等(2017)以陕汽集团为案例，提出为客户提供产品全生命周期服务的服务化路径*李子伦、张文杰、闫开宁、李刚：《装备制造企业服务化转型的路径模式》，《西安交通大学学报(社会科学版)》2017年第2期。。

综上所述，众多学者提出装备制造业服务化发展有利于两产业的共同发展。学者们关于服务化过程和影响因素也进行了大量的研究，过程包括定位分析、任务明确、内容设计、试运行及执行等阶段，影响因素包括组织、战略、技术、市场和政策因素等；关于装备制造业服务化路径的研究，主要包括一体化解决方案和全生命周期服务的服务化路径。学者们关于装备制造业服务化所包含的行为主体的分析并不多见，关于行为主体作用的研究近乎空白。鉴于此，本文拟对装备制造业服务化的行为主体构成及作用机理进行分析，构建以装备制造业和生产性服务业及政府为主体的博弈模型并对其稳定性进行分析，揭示博弈模型中主要参数对系统演化的影响。

二、装备制造业服务化行为主体作用机理及博弈模型构建

(一)装备制造业服务化行为主体及作用机理

装备制造业企业面对日益激烈的市场竞争和市场需求的变化，为了提升装备制造业的市场竞争力和获取更高的利润，围绕生产过程特别是价值链的前端和后端的各种业务，运用专业的服务资源，以及为客户提供与装备产品紧密相关的专业服务，是装备制造业服务化的主要体现。装备制造业作为生产的主体，在装备制造业服务化过程中是最重要的主体。生产性服务业作为服务资源的主要提供者，无论在装备产品的生产过程还是为客户提供的基于装备产品的专业服务，都提供了大量的服务资源。政府管理部门在装备制造业服务化过程中起到引导和支持的作用，能够对装备制造业服务化发展进行宏观指导，明确装备制造业服务化的发展目标及重点任务，为装备制造业服务化进行资金、政策支持。通过分析可知，装备制造业、生产性服务业和政府部门都是重要的行为主体。

装备制造业服务化的核心主体是装备制造业，装备制造业进行服务化发展的主要动力有两方面：一方面为增强自身竞争力，降低运营成本，将生产环节的非核心业务外包给专业服务企业，增强了服务资源在产品生产过程中的利用率。另一方面，为实现装备产品的差异化，扩大市场份额增加营业收入，展开围绕核心装备产品提供的专业化的服务，改变原有单独销售装备产品的营销模式，发展成为为客户提供装备及整套解决方案的服务化发展模式。生产性服务业作为服务资源的主要提供者，提供服务资源的动力来源于自身产业发展的需求，由于生产性服务业本身并不直接向消费者提供服务，就需要其通过对制造业的生产流程服务，展开研发服务、信息服务、技术支持服务、融资服务、物流服务、营销服务等多种服务，增加装备制造业生产过程的服务比重，促进装备制造业服务化发展。装备制造业服务化发展还需要政府部门提供支持、保障与协调。第一，政府部门通过与高校及研究机构的合作，对服务化进行宏观指导，明确其发展方向；第二，装备制造业服务化涉及的专业服务门类较为复杂，政府部门在物流、信息产业、会计等专业重点服务行业制定和执行专门的政策，能够有效促进特定生产性服务业规模发展，为装备制造业服务化奠定基础；第三，在发展过程中，政府部门可以为其提供资金支持，税收方面的减免，帮助装备制造业服务化进行人才的教育和培训，建立装备制造业服务化专业人才系统，发挥人才优势的引擎作用*张樨樨、周振、汤丽华：《影响创业人口规模增量典型因素的实证研究》，《山东大学学报(哲学社会科学版)》2016年第3期。，保障装备制造业服务化发展；最后，政府部门建立的相关监管机构可以有效对装备制造业服务化进行监督，防范产业关联风险，保障装备制造业服务化健康发展。

(二)装备制造业服务化行为主体博弈模型构建

本文构建了生产性服务业和装备制造业、政府和装备制造业的演化博弈模型。装备制造业与生产性服务业选择合作，共同利用资源、平台，促使双方互利共赢，实现装备制造业服务化发展。但在现实情况下，装备制造业在与生产性服务业发生互动过程中，企业间的规模和拥有的资源都是不同的，企业存在着外部性等原因，或者考虑技术外泄等风险，会产生装备制造业或生产性服务业不愿意进行合作的情况。由此就出现了装备制造业服务化过程中装备制造业与生产性服务业双方的博弈关系；政府在装备制造业服务化过程中通过对装备制造业的相应补贴、税收优惠，为装备制造业与高校、科研院所提供合作渠道，帮助装备制造业强化自身知识、技术水平,促进装备制造服务化发展。但政府和装备制造业之间可能存在着信息不对称原因或者由于存在有限理性的原因，双方进行的决策很难保证是自身利益的最大化体现。

1.装备制造业与生产性服务业博弈模型的基本假设及构建。为构建博弈模型以及便于分析，做出如下假设：

(1)参与人相关假设。装备制造业的生产产品成本为CE，获得的产品直接收益为PE,生产性服务业参与装备制造业服务化过程的服务收益为PP，服务成本为CP,生产性服务业参与服务化为装备制造业节约的成本为S,生产性服务业参与服务化带来的服务额外收益为E1，生产性服务业参与服务化获得的知识及经验收益E2，装备制造业没有进行服务化损失服务收益为E3(E3<0)，装备制造业自身进行服务化的服务收益E，服务化成本为C。

(2)行动。在装备制造业服务化过程中，设装备制造企业采取服务化行为概率为x，采取不进行服务化的行为为1-x。生产性服务业企业采取参与服务化行为的概率为y，则采取不参与服务化行为的概率为1-y。

(3)重复博弈。装备制造业服务化发展过程中，装备制造业与生产性服务业要进行多次博弈，双方的博弈行为会受到过去行为的影响，相互信任次数对合作行为是正向的激励作用。

设双方合作服务化中的贴现因子为δ(δ>0),每一次合作的成功都会在原来的基础上受到正向激励δ，合作次数为n次。

根据假设，建立装备制造业与生产性服务业服务化演化模型如表1所示。

表1 装备制造业与生产性服务业间策略选择博弈的支付矩阵

2.装备制造业与政府博弈模型的基本假设及构建。为了构建装备制造业与政府博弈模型做出如下假设：

(1)参与人相关假设。根据政府部门和装备制造业在装备制造业服务化过程中不同策略下的成本、收益和损失，设定相关参数如下，政府部门实施促进服务化的收益为EG，作为管理和协调装备制造业服务化发展，政府部门的成本投入为CG，政府对装备制造业服务化发展给予的补贴或者政策支持为T,政府对不受调配引起的恶意竞争等行为的罚金为K，政府承担装备制造不进行服务化行为，而企业间产生恶性竞争所造成的社会成本CS；装备制造业服务化成本为C，装备制造业服务化收益为E。

(2)行动。在装备制造业服务化过程中，政府部门采取实施服务化政策行为概率为z，采取不实施的概率为1-z。装备制造业采取进行服务化的概率为x，则采取不进行服务化的概率为1-x，如表2所示。

表2 政府与装备制造业间策略选择博弈的支付矩阵

三、装备制造业服务化行为主体博弈模型分析

(一)装备制造业服务化行为主体博弈模型的复制动态方程

1.装备制造业与生产性服务业策略的复制动态方程。在博弈模型中，装备制造业选择“进行服务化”和“不进行服务化”策略的期望收益分别为UE1和UE2,平均期望收益为UE,则有：

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)

生产性服务业选择“参与服务化”和“不参与服务化”策略的期望收益分别为UP1和UP2,平均期望收益为UP,则有：

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

UP2=0

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

两产业博弈策略的复制动态方程为：

2.政府部门与装备制造业策略的复制动态方程。在装备制造业与政府博弈模型中，装备制造业选择“进行服务化”和“不进行服务化”策略的期望收益分别为VE1和VE2,平均期望收益为VE,则有：

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)

在装备制造业与政府博弈模型中，政府选择“实施促进服务化政策”和“不实施服务化政策”策略的期望收益分别为VG1和VG2,平均期望收益为VG,则有：

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)

装备制造业与政府博弈策略的复制动态方程为：

(二)装备制造业服务化行为主体博弈模型的均衡点及稳定性分析

均衡点的求解是分析演化稳定策略的关键*Friedman D，“Evolutionary Game in Economics”， Econometrica,1991,59(3)，pp.637-666.，有限理性的行为主体为改善自身利益，不断调整策略，最终形成的一种动态平衡，即演化稳定策略(EES)*郑君君、韩笑、邹祖绪、范文涛：《IPO市场中风险投资家策略的演化博弈分析》，《管理科学学报》2012年第2期。。由F1(x)和F1(y)组成的复制动态方程，分别令F(x)=0,F(y)=0,可得：在平面N={(x,y);0≤x≤1,0≤y≤1}上，装备制造业与生产性服务业组成的策略博弈有5个均衡点，分别为D1(0,0),D2(0,1),D3(1,0),D4(1,1)和鞍点D5(Dxi,Dy)，其中

同理，根据(2)式，由F2x和F2Z组成的复制动态方程，分别令F(x)=0,F(z)=0可得：在平面M={(x,z);0≤x≤1,0≤z≤1}上，装备制造业与政府组成的策略博弈有5个均衡点，分别为D6(0,0),D7(0,1),D8(1,0),D9(1,1)，D10(Dx2,Dz)其中

根据Friedman的方法，在装备制造业与生产性服务业的博弈系统中D1(0,0)和D4(1,1)是演化稳定策略(EES)，(0，0)即装备制造业不进行服务化，生产性服务业不参与服务化；(1，1)即装备制造业进行服务化，生产性服务业参与服务化。D2、D3为不稳定点，D5为鞍点。折线是装备制造业和生产性服务业博弈系统收敛于不同状态的临界线。装备制造业与生产性服务业演化过程和稳定状态受到系统初始状态和鞍点D5相对位置的影响。

当初始状态落在区域D1D2D5D3上时，演化博弈系统将向D1(0,0)收敛，稳定策略逐渐向“囚徒困境”方向演化，最终装备制造业不进行服务化、生产性服务业不参与服务化将成为唯一的演化稳定策略；当初始状态落在区域D3D4D2D5上时，演化博弈系统向D4(1,1)收敛，稳定策略逐渐向“帕累托最优”方向演化*潘峰、西宝、王琳：《地方政府间环境规制策略的演化博弈分析》，《中国人口·资源与环境》2014年第6期。，最终两产业进行服务化将是唯一的演化稳定策略。同理，政府与装备制造业的博弈系统中D6(0,0)和D9(1,1)是演化的稳定策略，D7、D8为不稳定点，D10为鞍点。装备制造业与生产性服务业(政府)博弈系统动态过程如图1所示。

图1 装备制造业与生产性服务业(政府)博弈系统动态过程图

(三)装备制造业服务化行为主体博弈模型参数及系统相位图

对装备制造业和生产性服务业博弈系统、装备制造业与政府博弈系统中影响系统演化的主要参数进行分析。此处不考虑参数的联动反应。

1.参数PP、E、E1、E2、E3、EG。PP是生产性服务业参与服务化的服务收益，当PP增加时，D5水平左移如图2(c)，有利于系统的演化。生产性服务业的获利是生产性服务业通过协同装备制造业服务化获得的，当其服务收益增加时，表现为生产性服务业参与服务化的程度加深，有利于装备制造业提升竞争力，有利于装备制造业服务化发展；为装备制造业自身进行服务化的服务收益，当E增加时，D5、D10垂直下移如图2(b)，系统收敛于理想模式的概率增加。E1为生产性服务业参与服务化时装备制造业的额外服务收益，当E1增加时，D5垂直下移如图2(b)，系统演化至ESS稳定点D4的概率增加。在生产性服务业参与下的额外服务收益增加或者是装备制造业自身进行服务化的收益增加，都有效地提升装备制造业的积极性，保障系统向着理想状态演变；E2为生产性服务业参与服务化自身获得的知识及经验收益，当E2增加时，D5水平左移，如图2(c)，利于系统的良性演化，在装备制造业与生产性服务业博弈系统中，与PP相似，当生产性服务业参与获得更多知识经验的情况下，说明其参与服务化的程度深，可以增加装备制造业的服务范围及能力，提升装备制造业竞争力，有利于系统发展；E3为装备制造业没有进行服务化损失的服务收益，当E3增加时，D5、D10垂直上移，如图2(a)，不利于系统良性循环。EG为政府部门实施促进装备制造业服务化的收益,当EG增加时，D10水平左移，如图2(a)所示，有利于系统的良性演化，政府的收益增加提升了政府的积极性，促进政府进一步实施促进装备制造业服务化发展的政策。

图2 参数变动对装备制造业与生产性服务业(政府)系统演化的影响

2.参数CP、CG、C、S。CP也参与装备制造业服务化服务成本，当CP增加时，D5水平右移，如图2(d)，系统收敛于理想模式的概率减小，当CP增大时，增大了生产性服务业的成本，影响其对服务化投入的积极性，不利于系统向服务化方向发展。CG是政府部门为服务化投入的成本，当CG增加时，D10水平右移，如图2(d)系统演化至ESS稳定点D1的概率增加。当CG增加时，政府对装备制造业服务化发展的成本提高，影响政府实施促进服务化发展的积极性，不利于装备制造业服务化发展；C为装备制造业服务化成本，当C增大时，D5和D10垂直上移，如图2(a)不利于系统的良性演化。S是生产性服务业参与服务化为装备制造业节约的成本，当S增大时，D5垂直下移，如图2(b)系统收敛于理想模式的概率增加。

3.参数δ、n、T、K。δ和n分别是装备制造业与生产性服务业合作成功受到的正向激励和合作的次数，当δ、n增大时，D5垂直向下移动，如图2(b)系统演化至ESS稳定点D4的概率增加。δ为装备制造业与生产性服务业合作进行服务化受到的正向激励，当δ越大时，表现为装备制造业与生产性服务业对合作服务化结果即未来成果的价值期望越高，则装备制造业与生产性服务业越倾向于合作。当n的数值越大时，说明装备制造业与生产性服务业互动博弈接触的次数越多，越有利于建立博弈双方的信任程度，将会增加系统进行良性演化的概率；K为政府对不受调配引起的恶意竞争等行为的罚金,当K增加时，D10水平向左移动，同时垂直向下移动，如图2(e)，系统向理想模式发展的概率增加;为政府对装备制造业服务化发展给予的补贴或者政策支持,当T增加时，D10垂直向下移动，如图2(b)，有利于系统向着理性模式发展，当装备制造业服务化给予的政策支持和对于不受调配的罚金增加时，能够调节装备制造业发展方向，改善装备制造业服务化市场环境，促进装备制造业服务化发展。

四、结论及建议

本文研究了装备制造业服务化发展行为主体的构成及作用机理，构建服务化行为主体的博弈模型，对博弈模型的稳定性进行分析，揭示博弈模型中主要参数对系统演化的影响。主要结论：(1)装备制造业服务化发展的行为主体主要包括装备制造业、生产性服务业和政府；(2)构建装备制造业与生产性服务业博弈模型、装备制造业与政府博弈模型，建立装备制造业与生产性服务业、装备制造业与政府的两组策略复制动态方程，确定博弈模型的唯一演化稳定策略即装备制造业进行服务化、生产性服务业参与服务化、政府实施促进服务化政策;(3)根据分析结果得出，当参数CP、CG、E3、C增加时，装备制造业与生产性服务业(政府)博弈系统收敛于不良模式发展的概率增加,不利于装备制造业服务化发展。当参数PP、E1、E2、EG、E、S、δ、n、T、K增加时，装备制造业与生产性服务业(政府)博弈系统向良性模式发展的概率增加，有利于装备制造业服务化。

根据研究结论，为促进装备制造业服务化发展，本文提出如下建议：一方面，鼓励生产性服务业更多地参与到服务化中，为装备制造业与生产性服务业建立更多的合作机会，增强彼此的信任程度，提升双方对合作服务化的成果期望；另一方面，加强政府部门对装备制造业服务化的管理与协调力度，由政府部门牵头，进行优惠政策配套*张樨樨、周振、汤丽华：《影响创业人口规模增量典型因素的实证研究》，《山东大学学报(哲学社会科学版)》2016年第3期。，给予装备制造业服务化更多的政策支持和资金支持，加大政府对恶意竞争的处罚力度，建立有序的装备制造业服务化市场秩序，扩大装备制造业服务化发展空间。