考虑信息粘滞性和知识溢出的企业创新策略演化分析

侯贵生， 王 雨

(山东科技大学 经济管理学院，山东 青岛 266590)

0 引言

创新是一个国家发展的不竭动力，各国需要加强创新发展来取得新的突破，建立经济发展新的增长极，尤其在中国经济社会全面深化改革中具有重要意义。十九大报告指出在全社会发展活力和创新活力明显增强的同时创新能力不够强，需要不断推出理论创新、实践创新、制度创新、文化创新以及其他各方面的创新，全面落实协同创新理念。

创新对企业资源基础提出了更高的要求。企业进行科研创新须投入大量人力、物力、财力、知识、信息等资源，人力、物力与财力是企业创新的基础，而知识与信息是创新得以实现的保障，属于企业核心资源。知识的获得通常有三种途径，招聘专业人才获得、购买与吸收知识溢出。知识溢出相对于前两种方式来说更便捷、更廉价、更易获得，而中小企业知识主要获取方式即是通过不断吸收知识溢出源的知识溢出。信息对企业的发展来说至关重要，如市场信息帮助企业迅速掌握市场动态，渠道信息助力企业扩展市场，政策信息利于企业把握国内外政治导向等，信息的获取能力是企业综合竞争力的有力体现。信息粘滞性对溢出源来说是一种保护，对吸收者来说是一种价值交换，避免吸收者无节制吸收，对知识溢出具有调节作用。协同创新是一种解决企业间合作互惠与资源共享的有力手段，能减轻巨额研发费用压力，促进企业间资源流动，推进研发进程，推动技术突破，使“协同创新”理念得到深入贯彻。创新要求企业根据社会经济发展大趋势与自身发展实际相结合进行合作策略选择，多数企业不会在初始阶段立刻采用协同创新策略，企业间协同创新的发展需要经历长期的策略演变，演变过程也会受多种因素影响，如企业投入策略、知识溢出、信息粘滞性、合作倾向等。

上述因素如何根据不同合作程度影响企业创新策略选择？怎样有效促进研发进程及稳定合作关系等问题是企业决策有机组成部分。本研究旨在运用演化博弈理论结合创新进程动态变化解决上述问题。该研究主要分为三部分，第一部分是文献回顾，第二部分是模型分析，包括独立创新阶段与协同创新阶段企业相应策略选择演化过程，第三部分为结论与启示。

1 文献综述

1.1 企业创新与合作

企业知识溢出能够为企业未来科研带来外在知识的补充，对企业发展是一个机会，一些企业会故意溢出知识以促进其他企业互补性发明[1]。“高溢出”环境下溢出企业知识溢出水平大于知识溢出接受企业创新能力所能承受的上限值时，更容易产生“搭便车”现象，而知识产权保护则能通过增加知识溢出成本，扩大原有企业集群产生的创新合作均衡区间[2]。研发共享合作机制使外部性得以内化，能充分减少研发的浪费，增加社会福利。技术互补性与产品可替代性对创新合作作用机理不同，当技术互补性对溢出抑制起主导作用时，企业将选择技术互补性低的企业合作；产品可替代性增大将不利于研发创新[3]。

产业集群内企业创新是目前研究的重点之一，产业集群中的创新行为对提升产业集群创新水平有一定的促进作用，产业关联性、经济外部性与网络密集性为产业集群内部各主体间的相互模仿与合作提供条件[4]。溢出效应对技术创新具有双向效应，在产业集群双寡头企业创新模式下，集群内的知识溢出负效应明显[5]。产业集群内企业进行创新时会构成创新网络，随着自身创新能力的提高与技术的成熟，处于网络中的非核心企业可能会“突破”核心企业的控制，核心企业则通过直接或间接控制知识溢出强度来约束非核心企业与自身关系的紧密程度[6]。

企业创新合作受多种因素影响，不同因素影响下的合作策略选择不同。组织均势隐性知识传递中存在博弈共生关系，其均衡与其他合作者合作贡献及竞争阻滞有关；在组织非均势隐性知识传递过程中，处于组织优势的组织博弈结果优于处于组织劣势的组织博弈结果时，劣势组织表现相对“被动”，吸收合作溢出处于弱势。企业合作的隐性契约相比显性契约节约更多实施成本，更符合契约不完备及信息不完全的实际情况[7]。知识投入对企业创新具有一定影响，知识溢出水平一定时，个体将根据组织内其他个体创新投入情况来决定自身投入量，其他个体知识投入越多，该个体投入越少，他将寄希望于从其他个体创新中获益，增加外部寻求知识的努力，个体知识存量越小，该现象越明显[8]。当企业资源总量差别明显时，资源丰富的企业会进行创新，而资源较缺乏的企业只能“搭便车”；当企业资源总量相当时，企业内创新动力缺乏，差异性知识溢出环境能够促进集群内企业技术创新[9]。政府补贴对企业创新发展具有激励作用，能带动传统产业转型与新兴产业扩张，补贴额度越大，新兴产业市场占有率越高。其中价格补贴对产业扩张的效应是均衡的，产量补贴使优质企业产能扩张，使落后企业产能受限[10]。但高额度补贴通过显著增加企业寻租费用，弱化企业通过科研创新获取利润的动力；适度补贴反而降低企业寻租费用，有利于提高企业科研投入[11]。

对制造业来说，因资源与业务量变动不对称产生的成本粘性对企业研发投资强度、研发能力具有促进作用[12]，企业技术研发中欲从新途径获得信息都需付出昂贵的搜寻、转移和使用成本，据此可称信息是粘性的[13]。信息粘性对企业创新及与客户互动具有重要作用。从用户角度看，用户信息越粘，企业应多邀请用户参与产品设计，但技术信息粘性越大，企业邀请用户参与技术设计的频率则越少[14]。参考上述研究者对粘性及信息粘性的理解，明确本研究中信息粘滞性成本主要涉及企业现有工艺、设备与前沿技术不匹配产生的更新换代成本，现有技术人员对前沿技术掌握的延时性成本，以及前沿技术转移过程中面临的知识侵权、风险泄露等风险成本，该成本对企业协同创新的演变具有深远影响。

1.2 演化博弈的应用

学者已对企业合作与创新发展进行了深入研究，并从多领域进行了广泛的探索，为未来研究提供了坚实的基础。已有研究将重点放在企业合作状态上，缺少企业创新合作状态形成过程对企业合作创新的影响分析，忽视了企业创新发展不同阶段企业关系的变化，较少分析企业不同合作阶段影响因素对企业创新策略选择产生的不同影响。基于此，本文以企业合作动态发展视角，将企业创新发展阶段细分为独立创新与协同创新两个阶段，采用演化博弈方法对企业创新合作发展两阶段企业策略选择分别进行建模与仿真分析，分别分析知识溢出与信息粘滞性对独立创新阶段企业合作的影响与知识转移水平、知识内化能力、知识投入、信息粘滞性与政府补贴对协同创新阶段下企业合作的影响，并提出企业最优发展策略，实现企业创新策略跨期优化。与已有研究相比，本文创新点主要包括将企业创新发展阶段进行具体细化研究，在企业创新发展总体框架内，系统考察不同阶段子系统内企业创新策略选择对总体发展趋势的影响机理；从企业创新发展程度角度，剖析独立创新阶段与协同创新阶段的相互关联机制。

2 企业创新合作演化博弈分析

随着全球化的不断加深，经济、信息、技术等全球化也同步深化。新兴技术对传统技术的冲击、创新知识的不断扩散与技术复杂程度的不断提高对国内企业发展壮大提出新的挑战。在国家创新发展策略的大力支持下，企业纷纷加入创新行列，多数企业创新研发都在内部独立进行。随着研发的深入、技术外溢及产品创新周期的不断缩短，企业独立创新已不能适应创新产品更新换代速度，一些企业开始寻求企业外部的合作机会，逐渐转向协同创新。社会中的企业大部分是为了存在和获利而进行创新，基于此，本文假设企业是追求利益的理性团体，创新风险在可控范围内，同时将企业创新发展阶段分为独立创新与协同创新两个阶段分别进行研究。

2.1 独立创新阶段

2.1.1 问题描述及变量假设

独立创新阶段，将企业分为两类：有创新意向的企业1和暂无创新意向的企业2，企业间无创新合作关系。独立创新企业对创新知识溢出有两种策略选择(溢出，不溢出)，无创新企业对应两种策略选择(获取，不获取)，两企业以一固定概率随机选择策略，该概率是时间的函数，随着时间不断推移，选择概率不断变化、调整。博弈双方具有有限理性，博弈过程中信息不完全对称，一方的选择策略受不确定因素影响；各方具有一定的学习能力，可通过多次博弈对选择进行调整、改进，最终获取最优策略，使模型逐渐演化为稳定均衡状态。当企业通过创新研发出新产品并成功上市时，政府会对创新企业实行政策扶持。基于以上假设，将该阶段细分为企业1有创新投入无知识溢出与有创新产出和知识溢出两种情形进行研究。

根据以上两种情形构建独立创新阶段企业1与企业2的演化博弈收益矩阵如表1所示，其中x为企业1选择知识溢出策略的概率，y为企业2选择吸收知识策略的概率，在演化博弈中将x与y称为企业1与企业2采取相应策略的适应度。

表1 独立创新阶段博弈收益矩阵

2.1.2 演化博弈收益分析

根据演化博弈相关理论对上述矩阵模型进行求解，计算可得企业1与企业2期望收益函数。

(1)企业1收益分析

当企业1选择无溢出策略时，其期望收益为:

(1)

当企业1选择溢出策略时，其期望收益为:

(2)

企业1平均期望收益为:

(3)

综上可得企业1策略选择的复制动态方程为:

(4)

(2)企业2收益分析

企业2收益分析过程与企业1收益分析过程类似，可得企业2策略选择的复制动态方程为:

(5)

2.1.3 模型稳定性分析

联立公式(4)和(5)求得系统5个平衡点分别为：

表2 独立创新阶段系统局部稳定性分析结果

根据表2的局部均衡分析结果，可得系统演化相位图(图1)，系统初始阶段处于不稳定状态，博弈双方的行为决策从不稳定点沿着不同的轨迹以一定速度逐渐向稳定点C(1,1)延伸，此过程中A点向C点推进的速度在一定程度上影响着B点向C点的演进速度，侧面反映出系统中的博弈双方的决策行为具有一定的相关性。

图1 系统演化相位图

2.1.4 演化稳定性分析

(1)企业间的知识溢出与策略选择

企业1在初始阶段的知识保护意识随创新投入的增加而提高，采取“不溢出”策略，知识溢出为0。随着企业1研发进程的深入与新产品的上市，创新知识以一定的方式溢出，企业2在信息收集过程中识别到企业1的知识溢出，努力获得企业1的知识溢出。经过长期反复演化，企业1创新投入产出利润达到其预期目标时，会通过新产品上市、技术交流等方式产生一定知识溢出，企业2敏锐观察到这一现象时，采取获取手段，系统逐渐向C收敛。企业1的知识溢出态度将影响系统向演化均衡点演变的速度与时间，短期内企业1不会采取知识溢出策略，这与知识创新实际相符。企业独立创新阶段将采取严格措施保护知识产权，避免模仿企业在没有付出创新成本条件下较早获得知识溢出生产相似产品，挤占企业1的市场，影响企业创新积极性；当企业2获取知识溢出进入市场后，将获得部分知识溢出利润，企业1开始降价，以期扩大市场份额来弥补因溢出知识损失的利润。系统逐渐演化为企业1溢出知识、企业2获取知识状态时，企业2获得利润后对创新产生兴趣，处于博弈的企业双方开始考虑合作创新来进一步研发新产品，系统进入协同创新阶段。

(2)信息粘滞性与策略选择

信息粘滞性在独立创新阶段对创新保护的调节作用显著，一方面增加无创新企业“搭便车”的机会主义行为成本，减少知识溢出对其正效用；另一方面，一定程度上保护创新企业科研创新积极性。企业1和政府都应采用严格知识保护策略来最大化信息粘滞性，企业2在信息粘滞成本不断增加的情况下，逐渐考虑进行自主研发。从宏观层面分析，信息粘滞性将促使企业创新意识增长，刺激国内小企业增加科研投入，促进企业间、企业与科研机构的合作创新，有助于提升科研机构知识转化水平，带动相关领域联动发展，从本质上提升我国企业创新水平和整体竞争力，使我国企业“做强”。

2.1.5 数值仿真

根据对图1的系统演化分析，可知独立创新阶段，企业1知识溢出量是从0趋于1，可对知识溢出量r取值分为两种，一种取值趋于0，一种取值趋于1，来探究高、低知识溢出量下的企业策略选择。运用MATLAB软件对不同取值仿真后结果如图2与图3所示。知识溢出较少时，企业1与企业2难以达成合作，短期内系统不会向C点演化，如图2所示；当知识溢出量r=0.9时，系统将会收敛于C，系统进入协同创新阶段，如图3所示。

从图2中可以看出，知识溢出较小时，企业1的策略选择状态是靠近“不溢出”，企业2的策略是趋于“不获取”，企业1与企业2策略演化初期方向是从原点分别向(0,1)与(1,0)演进。该结果侧面反映了企业1与企业2的决策具有一定的相关性，企业2策略随企业1策略的变化而改变，企业1在创新投入初始阶段没有获利情况下的行为是知识保护，企业2在企业1知识严密保护的情况下的搜索成本远高于收益时，即信息粘滞性带来的知识获取、吸收、转化成本远高于吸收知识溢出带来的收益时，企业2将不再采取吸收策略，知识溢出较小时，系统的合作无法实现。

图3描述的是企业1知识溢出较大时情形，该情况下企业1的知识溢出逐渐增大，企业2观察到系统中增加的知识溢出时，企业2将采取吸收策略，高知识溢出率符合企业创新获利的情形，企业1在创新获利后增加知识溢出，将加快创新合作的实现，图3中的合作收敛速度与趋势明显强于低知识溢出情形(图2)。

图2 系统演化路径图(r=0.03)

图3 系统演化路径图(r=0.9)

2.2 协同创新阶段

2.2.1 问题描述及变量假设

经过独立创新阶段的演化，企业研发进入协同创新阶段，此时企业1与企业2将根据对方的策略调整自身的策略，达到自身利益最大化。企业1的创新合作策略为(积极，不积极)，企业1选择积极合作概率为x1，选择不积极合作概率为1-x1。企业2的协同创新合作态度策略为(积极，不积极)，企业2选择协同创新积极合作概率为y1，选择协同创新不积极合作概率为1-y1。根据Fallah和Ibrahim从主观意识方面对“知识溢出”与“知识转移”进行的辨析[24]，该阶段知识溢出活动用知识转移活动替代。

表3 协同创新阶段演化博弈矩阵

2.2.2 演化博弈收益分析

根据演化博弈相关理论对上述矩阵模型进行求解，计算可得企业1与企业2期望收益函数，根据收益函数即可求得复制动态方程，如下所示：

可得企业1策略选择的复制动态方程为:

y1[β1(1-r)k2]η-(1-y1)(rk1)η}

(6)

企业2收益分析过程与企业1收益分析过程类似，可得企业2策略选择的复制动态方程为:

(7)

2.2.3 模型稳定性分析

联立公式(6)和(7)求得系统5个平衡点分别为：

O1(0,0)，A1(0,1)，B1(1,0)，C1(1,1)

表4 创新协同阶段系统局部稳定性分析结果

经计算，此阶段5个均衡点均存在，系统经过长期演变逐渐收敛于点O1(0,1)和C1(1,1)。创新协同产出的增大将促进系统的鞍点D1向C1移动，系统逐渐演化为双方积极合作。D1是整个演化系统中唯一确定的点，为系统演化特性改变的阈值。折线A1D1B1是系统积极合作与不积极合作策略的分界线，当初始选择在A1D1B1附近时，系统敏感性最强，各因素细微改变都将导致系统演化结果质变。A1D1B1O1区域面积

表示不积极合作选择概率的大小，A1D1B1O1区域面积越大，系统内博弈双方选择不积极合作的概率越大。系统初始状态位于该区域将导致演化结果收敛于O1(0,0)，双方选择不积极合作策略；系统初始状态位于区域A1D1B1C1会促使系统最终收敛于C1(1,1)，双方都将积极合作。

图4 协同创新阶段系统演化相位图

2.2.4 演化稳定性影响因素分析

(1)知识转移水平对系统演化影响

A1D1B1O1面积S2对r求导来进一步分析知识溢出水平对系统演化的影响。

(2)知识内化能力对系统演化影响

(3)知识投入对系统演化的影响

将A1D1B1O1面积S2对k1与k2求导来分析企业1与企业2知识投入对系统演化的影响。

S2随着k1增大而增大，

S2随着k2增大而增大，D1逐渐收敛于点C1(1,1)，企业1与企业2创新投入增加将促进双方合作积极性的提高。双方增加创新投入将给合作者以积极信号，即采取“搭便车”策略概率较低。同时投入大量创新不仅将增加企业间知识转移量及合作频率，密切合作关系，还能带动企业与科研机构的互动，提高科研机构知识转化率。

(4)信息粘滞性与政府补贴对系统演化的影响

创新协同阶段，演化模型中信息粘滞性被消除，原因可能是双方协同合作产生的收益远大于信息粘滞性成本，知识转移水平较高也导致系统中信息粘滞性较低，企业1转移知识的同时伴随着吸收企业2的知识转移，相对于独立创新阶段知识转移通道的封闭，知识转移通道在创新协同阶段对企业1与企业2同时开放，信息粘滞性处于低水平，信息粘滞性的负效用被知识转移的正效用抵消大部分，不影响系统整体演化。

定额政府补贴从宏观上来看，对企业1与企业2具有一定的正效用。当企业1与企业2通过大量创新投入获得丰厚利润时，定额政府补贴与创新收益相比正效用较弱。政府若按企业创新力度对其进行补贴，该补贴对创新投入的正向作用将对系统演化产生一定影响，政府补贴机制的设计将对企业协同创新演变产生一定的影响。

2.2.5 协同创新阶段仿真模拟

协同创新阶段，企业双方合作过程中知识转移频繁，知识转移量大于独立创新阶段。设r=0.4，系统演化路径如图5所示。在创新合作阶段，企业1是创新的受益者，将首先进行知识转移。企业1通过释放知识转移信号来观察企业2的反应，企业2在接到信号时需要考虑企业1的知识转移概率与知识转移水平，当企业1的知识转移概率及知识转移水平均处于低位时，知识转移带来的收益低于内化成本时企业2放弃吸收与内化，当企业1知识转移的概率逐渐增大时，将增强企业2吸收、内化知识的决心，企业2更趋向于采取吸收策略，系统逐渐趋于合作状态。

图5 系统演化路径图(r=0.4)

r=0.7，系统演化路径如图6所示。企业1的知识转移水平超过一定程度，系统向合作演化速度会下降，但合作时间会提前。知识转移水平过高时，企业2的内化能力无法与大量的知识相匹配，企业2短期内不能快速将其内化，企业1观察到该现象后会先减少知识溢出概率，形成“多量少次”现象，企业2越早吸收知识转移，内化时间就越短，随后对企业1的再转移时间就能相对提前，两个企业则能越早达成合作。实际中，领先企业在寻找合作企业时，均会通过一定的方式考察合作企业的合作意愿，当被考察企业表现出高度合作意愿时，均会对领先企业采取合作反馈。

图6 系统演化路径图(r=0.7)

知识内化能力也影响系统演化，固定r=0.4，β1=0.5，β2=0.3，企业1、2知识内化能力处于低水平，仿真后系统演变路径如图7所示。与图5相比，随着知识内化水平的降低，企业1与企业2会比高知识内化水平情况时更早选择协同创新策略。企业的低内化水平说明该企业受信息粘滞性影响较大，需要克服的困难较多，企业间更容易达成合作协议。

图7 低知识内化水平系统演化路径图

3 结论与启示

科技创新作为未来经济与社会新的发展趋势，其影响已深入各行各业。企业审时度势后逐渐摒弃传统不合作策略，积极寻求商业合作。企业间如何在保障自身经济利益与知识产权的前提下与外部企业进行科研合作成为大多数企业重点考虑的问题。本文针对企业合作发展的不同阶段对企业最优策略选择进行演化博弈研究，探讨在知识溢出与信息粘滞性等因素影响下的企业合作趋势，研究结论主要如下：

(1)独立创新阶段，进行创新投入的企业1初始阶段不会采取知识溢出策略，相反会对知识严格保护，未投入创新的企业2只能通过企业1产品上市后获得部分知识溢出。企业在独立阶段采取创新合作策略需要企业1采取知识溢出策略的配合，否则企业1与企业2一直处于封闭状态，系统很难达到创新合作均衡。信息粘滞性有利于企业1保护知识产权，限制企业2无付出获得知识；另一方面，信息粘滞性将促进企业2主动采取创新合作策略，一旦企业双方趋于选择创新合作策略，系统将进入创新合作阶段。

(2)协同创新阶段企业双方知识差异越大，越利于企业合作稳定。技术领先者企业1知识转移越多，企业2能够吸收的知识量越大，企业1与企业2处于合作状态有利于企业1对企业2提供技术指导，促进企业2技术进步，从而向企业1转移知识；知识差异越小，企业趋于选择知识保护策略。知识内化能力对合作具有激励作用，内化能力越强，企业双方内化知识速度越快，转化为利润时间越短，合作创新效应显著；知识投入对合作创新具有促进作用，知识投入增加能给合作伙伴以积极信号，促使合作健康发展；合作阶段信息粘滞性负效应大于正效应，但信息粘滞性的负效应被双方知识转移正效应掩盖，对系统影响不显著，定额补贴对系统影响同样不显著。

通过对创新合作不同发展阶段研究结论来看，企业策略选择随企业间创新合作程度的不断深入而调整、改变。科研水平较高的企业与没有科研活动的企业合作的可能性较小，前者不愿意后者搭自己的便车，科研企业遭遇这种情况时最优策略应是加强对自身知识产权保护、减少与其接触，避免不必要的知识溢出；没有科研活动的企业应增加对产品研发的投入，给其他企业以积极研发的信号，从而有利于企业未来科研合作。当企业双方均拥有一定科研基础，且企业间科研能力有一定差距时，创新合作成为企业双方最优的策略选择，科研能力强的企业对科研能力弱的企业进行知识转移的同时，也能反吸收该企业的知识进行内化，不仅能分担一部分科研压力，而且能加快研发进程、加强企业合作，促进企业共同发展。企业知识内化能力是企业科研创新能力的一部分，如何将外源化知识与自有知识相结合产生新的创新已成为企业吸收知识后面临的主要工作。企业在进行研发工作的同时应努力提高知识内化能力，在内化外源化知识的基础上进行科研创新能有效降低企业研发难度、缩短研发周期、减少研发风险。从宏观层面看，政府对科研创新制定一系列优惠政策时，应考虑政策激励的有效性，避免采用单一手段对企业进行物质奖励，应多样化优惠措施，将科研培训、科研奖金、税收优惠等多种措施相结合，选拔创新企业优秀研发人员去国外进修学习，联合高校定期对不同行业的企业进行专业知识培训。同时制定相应政策法规，完善科研奖励监管制度，对骗取政府科研支持、破坏科研奖励制度、挪用科研奖励资金等行为进行严惩，构造良好的科研奖惩体系。文中对创新风险可控的假设简化了创新合作的复杂性，未来将研究创新风险对企业创新合作过程的影响。