核心企业与配套企业协同创新模式的博弈分析

2018-05-14朱涛

中州大学学报 2018年2期

朱涛

(郑州大学西亚斯国际学院，郑州 451150；河南大学农村和产业发展研究所，河南开封 475004)

一、文献综述

在供应链中，核心企业通过分包的方式，将部分零部件或工艺流程分包给配套的中小企业，形成了以自己为核心多个配套企业围绕在其周围的弹性生产网络。核心企业与配套企业生产的联动性以及现代创新的高风险、高投入、高时效、高配合等新特点，使得核心企业需要与配套企业协同创新。

目前，国内外学者对核心企业与配套企业的创新作了很多研究:一是从核心企业视角的研究，宣烨、孔群喜、李思慧(2011)分析认为，核心企业为了保持或提高市场竞争力进行的创新升级，需要配套企业配合做相应地创新升级才能保证项目的顺利实现；二是从配套企业视角的研究，项后军(2011)等学者分析认为，配套企业由于资金、技术、风险等因素的限制，缺乏主动自主创新升级的能力或者意愿；三是从核心企业和配套企业协同创新角度研究，并认为协同创新对双方都有益处。胡源(2012)通过博弈分析认为，协同创新可以打破自主创新可能陷入的“囚徒困境”，获得比不合作时更多的收益；他还研究认为通过协同创新，各参与者可以实现资源共享、风险共担、投入共担、利润共享，能够降低研发成本和风险，最终达到互利互生，合作共赢。王丽丽、陈国宏(2016)通过建立两条相同供应链的两阶段动态博弈模型，采用逆向归纳法研究产出阶段和研发阶段两核心企业的决策内容，深入分析合作创新及不合作创新的几种情形。曹丽莉(2008)从产业集群内部网络结构角度进行研究，将其分为两种最基本的集群网络结构，即市场型产业集群和中卫型产业集群, 对这两种不同类型集群的内在供应链“子网络”的形态、网络组织化程度和创新能力进行对比分析, 认为中卫型产业集群网络内部具有更强的不断调整、协同、创新、升级的能力，并运用社会网络分析方法, 对浙江平湖光机电产业集群的网络结构进行实证分析，认为该集群是典型的中卫型市场集群,内部网络结构合理, 资源配置优化, 保证了集群较强的创新升级能力。郑胜华、池仁勇(2017)基于协同演化的视角，采用归纳和演绎的方法，在分析合作能力和创新网络构成和演化的基础上，研究核心企业合作能力如何激发创新网络的主动性行为，实现创新网络的不断升级，进而带动相应产业可持续发展的过程和机理，研究结果表明:核心企业合作能力创新网络和产业发展相互之间存在正向作用关系；核心企业不同的战略取向决定了三者之间不同的协同演化路径，认为核心企业追求适应战略的三者之间的协同演化路径呈现倒U形，核心企业追求稳定战略的三者之间的协同演化路径呈现倒 W形，核心企业追求改变战略的三者之间的协同演化路径呈现向上的S形，其研究有助于揭开核心企业创新网络更新升级及其基础上产业发展的黑箱。李金玉、阮平南(2010)基于自组织理论,从宏观(组织理论)和微观(自组织理论)两个层面分析战略网络的内涵、自组织性、网络结构和演化过程,最后探讨了核心企业对战略网络演化的影响,即核心企业对战略网络结构演化的影响。胡海波、黄涛(2016)以全球化背景为研究情境、以全球制造网络中非核心企业江铃汽车与核心企业奇瑞汽车两个汽车制造企业为研究对象，采用探索性案例研究方法，以企业创新网络理论为基础，结合企业成长理论与资源基础理论，通过识别企业不同发展阶段的创新网络构建过程，从结构特征、影响因素两个方面深入探索企业如何运营创新网络，进而归纳总结出企业创新网络的演化结构模型，结果表明：企业创新网络发展经历了由封闭到开放、分散到集中、非正式到正式、单核到多核的演化过程。在这个过程中非核心企业创新网络一直处于被动状态，核心企业创新网络一直处于主动状态，具体网络功能经历了模仿式创新、吸收式创新，整合式创新、自主式创新4个阶段。

综上所述，笔者发现国内外学者在核心企业与配套企业协同创新的模式及不同模式的机制研究上尚有欠缺。本文在借鉴学人研究的基础上，提出了核心企业和配套企业协同创新的模式，继而从供应链层面深入分析核心企业与配套企业之间的创新博弈机制。

二、供应链上核心企业与配套企业协同创新博弈分析

根据上文内容，按照协同创新的对象，可将核心企业与配套企业协同创新分为对双方产品创新的协同创新、对配套企业产品创新的协同创新、对核心企业产品创新的协同创新。本部分用三个博弈模型对此进行研究，并重点分析对整体产品创新的协同创新博弈模型。

一般而言，一个核心企业往往会有多家上下游配套企业，为了便于研究，简化模型，本文借鉴杜欣(2013)、王丽丽(2016)、岳鹄(2015)、田巍(2012)等人的研究，只考虑一个核心企业和一个上游配套企业的情况。可以假定这个核心企业是一个制造商，设为A，配套企业是一个为其提供零部件的供应商，设为B。假定配套企业只为核心企业提供一种零部件，并且1单位核心企业产品只需要1单位配套企业产品，核心企业价格即为市场价格。可以根据决策内容的不同将核心企业与配套企业协同创新的整个过程分为研发和产出两个阶段。

1.对双方产品协同创新时的博弈分析

(1) 模型假设

本部分分析基于以下假设：

① 核心企业与配套企业对双方产品或技术进行协同创新。首先，双方共享信息，共同进行创新设计；随后，配套企业主要负责实现零部件的创新，降低零部件的生产成本或增加其效益；核心企业则主要负责实现产品的创新，降低产品的装配制造成本或增加其效益。协同创新时以整体利润最大化为目标，单独创新时以自身利润最大化为目标。

② 配套企业为核心企业提供单位产品的价格为ω，配套企业单位产品的成本为c1；核心企业生产1单位产品除了需要ω购买1单位的零部件外，还需要装配制造成本c2，则核心企业的单位成本为：ω+c2。设核心企业在成本ω+c2的基础上，可获得的边际利润为m，则核心企业产品价格为p=ω+c2+m。

③ 核心企业提供的产品具有市场垄断性，市场需求为D，根据经济学理论，一般产品的线性需求函数为D(P)=a-bP，参数a、b>0，且a>bc1+bc2,核心企业的市场销售量和配套企业的供货量都与市场需求D相等。

④ 核心企业与配套企业共同商议创新投入。设核心企业承担份额为λ，0≤λ≤1，配套企业承担份额1-λ。λ=1与λ=0是两种极端情况，当λ=1时，协同创新的研发投入全部由核心企业承担；当λ=0时，协同创新的研发投入全部由配套企业承担。

⑥ 企业间不存在创新溢出。

⑦ 核心企业与配套企业在完全信息情况下进行决策，并假设核心企业与配套企业是风险中性和完全理性的。

由此可得核心企业与配套企业的利润函数，分别为：

(1)

(2)

(2)模型分析

根据假设和分析，本文适用两阶段博弈，可采用逆向归纳法求解。先对产出阶段求解，再对研发阶段求解。

① 产出阶段博弈分析

在产出阶段，因为核心企业与配套企业相比，具有较强的经济实力和市场影响力，在议价时占据主导地位，两者在产出阶段进行以核心企业为主导的Stackelberg博弈，核心企业先决定其边际利润m，配套企业在此基础上决定其价格ω。由此，先对公式(2)求导：

令

解得：

(3)

(4)

再将公式(4)代入公式(3)，可得：

(5)

将公式(4)、(5)代入公式(1)、(2)可得，核心企业与配套企业的均衡利润分别为：

(6)

(7)

② 研发阶段博弈分析

在研发阶段，核心企业与配套企业同时选择各自策略，决定研发投入。核心企业与配套企业的策略均为：创新与不创新，双方均选择创新时为协同创新。当只有一方选择创新时为单独创新，两方都选择不创新时为不创新，保持原状。支付矩阵如表1所示。

表1 支付矩阵

a.两企业协同创新时模型的求解

当两企业策略组合为(创新，创新)时，为协同创新，双方共同致力于产品或技术创新，两企业的市场定价策略及利润分别由公式(4)～(7)表示。两企业在研发阶段以双方整体利润最大化为目标，共同决定创新投入，因此有：

(8)

(9)

将公式(9)代入公式(4)～(7)，可得核心企业与配套企业协同创新时的最优定价和均衡利润为：

(10)

(11)

(12)

(13)

b.两企业分别单独创新时模型的求解

两企业分别单独创新是指只有一方选择创新，即一方决定创新，另一方决定不创新的情形，有核心企业单独创新及配套企业单独创新两种。此时，只有一方致力于创新，创新成功后能使创新方单位产品增加期望创新收益x，0

核心企业单独创新:

此时，λ=1，由公式(4)～(7)，可得：

(14)

(15)

(16)

(17)

由核心企业自主创新，此时：

(18)

将公式(18)代入公式(14)～(17)，可得核心企业单独创新时两企业的最优定价和均衡利润为：

(19)

(20)

(21)

(22)

配套企业单独创新:

此时，λ=0，由公式(4)～(7)，可得：

(23)

(24)

(25)

(26)

由配套企业单独创新，此时：

(27)

(28)

(29)

(30)

c.两企业均不创新时模型的求解

此时，x=0，将其代入公式(4)～(7)，可得两企业的最优定价和均衡利润，分别为：

(31)

(32)

(33)

(34)

将上述几种结果整理到表2中。

表2 不同创新情形的比较

(3) 结论

① 由表2可知，x(1)>x(2)>x(3)>x(0)，P(1)D(2)>D(3)>D(0)。

说明在最优创新投入决策下，协同创新的创新投入大于不协同创新的创新投入；创新还能降低产品的市场价格及增加产品的市场供给。而且对于整个市场来说，创新比不创新具有优势，协同创新比不协同创新更有效率，核心企业单独创新比配套企业单独创新更有效率，能让消费者以更低的价格享有更多的产品。

② 根据假设，我们知道

x(1)>x(2)>x(3)>x(0)>0，且a>bc1+bc2，

由此可得：

说明在最佳创新投入决策下，协同创新可以使整体利益高于不协同创新。从整体利益来说，核心企业单独创新相对好于配套企业单独创新，配套企业单独创新相对好于双方都不创新。

说明一方创新降低了产品成本，能使得另一方获得比不创新时更多的利润。

④ 由表2可知：

所以0<3b+12λ<20。

(4)协同创新时的收益合理再分配

蔡献花(2010)、屈佳英(2016)采用按照创新投入比例分配整体收益，并且保证分配收益大于创新期望收益的利润分配模型进行分配，此种分配方式下，通过计算，创新投入比例只能是固定值；张巍(2009)采用基于 Shapley 值法的收益分配模式对收益进行分配，保证双赢模式。本文采用杜欣(2013)的收益分配方案对协同创新总收益进行再分配，即在不创新利润的基础上，按照创新投入比例将协同创新后的增值部分进行再分配。

(35)

(36)

通过这样的分配方式进行调整，核心企业与配套企业双方的利润比未创新前都有所增加，而且分配比例按照双方创新投入比例进行，激励了企业的创新热情。这样的分配方案，不仅能调动核心企业与配套企业进行协同创新的积极性，保证其利润，还能鞭策其创新投入决策，促进协同创新有益进行。

2.对配套企业产品协同创新时的博弈分析

(1) 模型假设与模型建立

将上述假设①与⑤做相应修正，其他假设不变。

假设①′：核心企业与配套企业针对配套企业产品进行协同创新，在协同创新的过程中，核心企业和配套企业共担创新投入与创新风险，共享各种信息与创新收益。为了提高零部件生产效率，配套企业在核心企业帮助下进行技术创新，降低配套企业零部件的单位生产成本或增加产品效益。协同创新时以整体利润最大化为目标，单独创新时以自身利润最大化为目标。

由此可得核心企业与配套企业的利润函数，分别为：

(37)

(38)

(2) 模型分析

模型分析与前文模型分析类似，先对产出阶段求解，再对研发阶段求解。

① 产出阶段博弈分析

在产出阶段，因为核心企业与配套企业相比，具有较强的经济实力和市场影响力，在议价时占据主导地位，两者在产出阶段进行以核心企业为主导的Stackelberg博弈，核心企业先决定其边际利润m，配套企业在此基础上决定其价格ω。由此，先对公式(38)求导：

(39)

(40)

再将式(40)代入式(39)，可得：

(41)

将式(40)、(41)代入式(37)、(38)可得，核心企业与配套企业的均衡利润分别为：

(42)

(43)

② 研发阶段博弈分析——协同创新

当两企业都创新时，为协同创新，双方共同致力于配套企业零部件创新，两企业的市场定价策略及利润分别由公式(40)～(43)表示。在此阶段，两个企业协商决定创新投入，以双方整体利润最大化为目标，因此有：

(44)

(45)

将公式(45)代入公式(40)～(43)，由此可得出核心企业与配套企业协同创新时的最优定价和均衡利润为：

(46)

(47)

(48)

(49)

3.对核心企业产品协同创新时的博弈分析

(1) 模型假设与模型建立

将上述假设①与⑤做相应修正，其他假设不变。

假设：核心企业与配套企业针对核心企业产品进行协同创新，在协同创新的过程中，核心企业和配套企业共担创新投入与创新风险，共享各种信息与创新收益。核心企业在配套企业的协助下进行创新，以降低核心企业产品单位生产成本或增加其产品效益。协同创新时以整体利润最大化为目标，单独创新时以自身利润最大化为目标。

由此可得核心企业与配套企业的利润函数，分别为：

(50)

(51)

(2) 模型分析

模型分析与前文模型分析类似，先对产出阶段求解，再对研发阶段求解。

①产出阶段博弈分析

在产出阶段，因为核心企业与配套企业相比，具有较强的经济实力和市场影响力，在议价时占据主导地位，两者在产出阶段进行以核心企业为主导的Stackelberg博弈，核心企业先决定其边际利润m，配套企业在此基础上决定其价格ω。由此，先对公式(51)求导：

(52)

(53)

再将m*代入ω*，可得：

(54)

将式(53)、(54)代入式(50)、(51)可得，核心企业与配套企业的均衡利润分别为：

(55)

(56)

②研发阶段博弈分析——协同创新

当两企业都创新时，为协同创新，双方共同致力于核心企业产品件创新，两企业的市场定价策略及利润分别由公式(53)～(56)表示。在此阶段，两个企业协商决定创新投入，以双方整体利润最大化为目标，因此有：

(57)

将公式(57)代入公式(53)～(56)，由此可得出核心企业与配套企业协同创新时的最优定价和均衡利润为：

(58)

(59)

(60)

(61)

将上面三种模型的协同创新的结果整理到表3中。

表3 不同模型协同创新结果的比较

(3)结论

说明在最佳创新投入决策下，期望创新效益在核心企业与配套企业之间的分配不影响最佳的创新投入、市场价格、市场供给、均衡利润，并且三种协同创新情况的创新投入、市场价格、市场供给、各自企业的均衡利润都相等。

② 观察表中的m、ω公式，发现m(1′)与ω(1′)、m(1″)与ω(1″)分别是m(1)与ω(1)的特殊情况，令m(1)与ω(1)中的λ=0即可得到m(1′)与ω(1′)；令m(1)与ω(1)中的λ=1，即可得到m(1″)与ω(1″)。m(1)与ω(1)与λ的值有关，m(1′)与ω(1′)、m(1″)与ω(1″)与λ的值无关。

三、结束语

本文研究了一个核心企业与一个上游配套企业的二级供应链模式，通过建立Stackelberg博弈模型，研究表明：在最优创新投入决策下，协同创新能降低产品的市场价格、增加产品的市场供给、增加创新主体的整体利润，并且得出创新比不创新具有优势，协同创新比不协同创新更有效率，核心企业单独创新比配套企业单独创新更有效率，能让消费者以更低的价格享有更多的产品，但是由于创新投入沉没成本效应，需对协同创新的收益进行调整，以保证协同创新的积极性。基于以上分析，针对我国创新存在的问题，建议如下：首先，核心企业和配套企业要不断提高协调创新意识，思想决定行动；其次，核心企业与配套企业之间要建立协调创新激励机制，坚持双赢思维。

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