纺织行业高新技术企业联盟合作创新演化博弈分析

郑 飞，汤兵勇

(1.佛山开放大学 理工学院，广东 佛山 528000； 2.东华大学 旭日工商管理学院，上海 200051)

演化博弈论是博弈论与生物进化论的结合[1]。20世纪六七十年代，在传统博弈论的基础上，通过引入生物适应度、突变与选择机制，演化博弈论构建了复制者动态方程模型。该理论不要求参与者是完全理性的，也不要求完全信息条件[2-3]。演化博弈的博弈过程基于选择机制和突变机制，在多次博弈的基础上，博弈参与者通过学习、模仿与选择，获得较高适应度的策略，达到重复博弈收益的动态平衡，即演化稳定策略(ESS)。在高新技术企业联盟的合作竞争中，联盟成员相互制约、相互依存[4]，又相互独立，在利益驱使下可能采取失信的方式或者进行消极合作[5]，从而具有信息不完全和有限理性的特征。因此，高新技术企业联盟合作创新更适合使用演化博弈的方法进行分析。

自1992年我国开始实施“产学研联合开发工程”以来[6]，产业技术创新战略联盟通过技术创新、行业标准制定等推动了我国产业技术的进步[7]。

纺织行业是国民经济的重要产业，我国纺织业具备较完整的产业链。西樵镇是中国面料名镇，纺织行业的产业集中度高，但研发力量分散且源头技术创新及共性技术创新不足已成为影响西樵纺织产业可持续发展的重要因素，因此西樵镇纺织行业高新技术企业与科研院所本着面向市场、平等自愿、风险共担、利益共享的原则自愿组成了佛山市纺织行业高新技术企业创新联盟[8]。

在产业创新联盟运行与发展过程中，联盟成员不断发展、淘汰与更新，大部分联盟流于形式，甚至慢慢消亡。基于此，本文以纺织行业高新技术企业联盟为研究对象，通过演化博弈模型，对纺织行业高新技术企业联盟成员选择独立创新与合作创新的策略进行演化分析，对纺织行业高新技术企业联盟的健康发展具有指导意义。

1 纺织行业高新技术企业联盟合作创新的含义

合作创新是指产学研合作过程中通过资源整合使创新绩效得以提升的一种创新模式[8-9]，包括企业合作创新、产学研合作创新及科研机构间合作创新3种形式。相比独立创新，合作创新能够降低创新风险与创新成本，有利于知识产权的保护与产品的更新[5，10]。高新技术企业联盟是指产业链上的2个或2个以上的高新技术企业，为了实现资源共享、提高市场占有率、全面提升自主创新能力等战略目标，通过协议自愿组成一种竞争性合作体[8]。因此，纺织行业高新技术企业联盟合作创新是指依托于纺织行业高新技术企业联盟，各企业以“创新驱动、智能制造、技术创新”为宗旨，在共同利益基础上通过共同投入、共同参与，达到共享知识产权、共同承担风险的联合创新目的。各联盟成员通过合作创新、互相学习，利用各自优势，共同研发新产品、新技术，增强自主创新能力，从而缩短产品研发周期和降低研发成本，促进纺织产业相关产品创新，使纺织产业链向高端化延伸。

2 纺织行业高新技术企业联盟合作创新演化博弈模型

在实施创新驱动战略时，纺织行业高新技术企业联盟各成员都是独立法人，具有有限理性，决策过程会受到各种因素影响与制约，因此在非理性假设的挑战下，经济学家采用演化博弈论来分析经济问题[9]。吴爱华等[11]根据我国纺织服装企业存在的低价竞争以及企业间合作问题，运用博弈论，从2个厂商进行有限次重复博弈、多厂商合谋博弈这2个角度分析企业的较优策略及促进企业合作的因素等问题。陈日标等[12]从博弈论模型入手，通过分析中国纺织服装产业市场秩序失范的内部成因，得出生产本身的“沉没成本”特性使得过度竞争有发生的可能，国内企业产权的二元结构进一步促使了过度竞争的形成。周灏[13]针对我国纺织品服装出口中面临的主要贸易壁垒问题，运用博弈心理分析了对华纺织品服装反倾销分析价格效应，发现价格变动方向与涉案企业博弈心理的分析结果相匹配。苏运柱等[14]通过分析中小型纺织服装企业成本控制制度有效运行的参与者，提出成本控制制度运行的有效性取决于成本控制的监管者和成本控制的低层级职位执行者之间的博弈均衡点。少有研究运用演化博弈论研究纺织行业高新技术企业联盟的合作创新问题。

为了延伸纺织业产业链，使其实现由粗放型增长向集约型增长方式转变，从成本竞争走向创新驱动竞争，更好地推动纺织行业高新技术企业联盟的技术创新，本文将复制动态与演化博弈相结合，探讨实现纺织行业高新技术企业联盟合作创新的相关条件和政府政策。

2.1 模型假设

纺织企业联盟内的企业在合作创新过程中可以进行合作与不合作(独立创新)，各企业可以选择“合作创新”或“独立创新”策略。纺织企业合作创新博弈模型的假设条件：

①LA和LB分别表示纺织企业A与纺织企业B的收益。

②δA和δB分别表示纺织企业A与纺织企业B合作创新时的收益增量。

③CA和CB分别表示纺织企业A与纺织企业B合作创新时的成本。

④φA和φB分别表示纺织企业A与纺织企业B合作创新时的政府补贴。

⑤HA和HB分别表示纺织企业A与纺织企业B的违约收益。

⑥fA和fB分别表示纺织企业A与纺织企业B的违约惩罚。

⑦纺织企业A与纺织企业B选择合作创新的概率分别为pA和pB，相应的选择独立创新的概率分别为1-pA和1-pB。

2.2 合作创新支付矩阵

根据2.1的假设条件，纺织企业A与纺织企业B合作创新支付矩阵见表1。

表1 纺织企业A与纺织企业B合作创新支付矩阵

2.2.1 纺织企业选择合作创新策略

纺织企业A与B合作创新时，企业A所获收益RAY见式(1)，企业B所获收益RBY见式(2)。

2.2.2 纺织企业选择独立创新策略

纺织企业A、B独立创新时，企业A所获收益RAN见式(3)，企业B所获收益RBN见式(4)。

RAN=pB(LA+HA-fA)+(1-pB)LA

(3)

RBN=pA(LB+HB-fB)+(1-pA)LB

(4)

2.2.3 纺织企业选择2种策略的平均收益

(5)

(6)

2.3 复制动态方程

由式(1)～(5)可求出纺织企业A与B收益的复制动态方程：

pA(1-pA)(RAY-RAN)=

pA(1-pA)[(fB+φA-CA)+

pB(δA+fA-HA-fB)]

(7)

(8)

(9)

3 纺织行业高新技术企业联盟合作创新演化路径分析

纺织企业A与B进化的雅克比矩阵见式(10)：

(10)

式中：

于是得：

(11)

将2.3中的平衡点代入式(11)，可求得相应的行列式与轨迹。雅克比矩阵式(10)可能平衡点对应的矩阵和轨迹表达式见表2。根据弗雷德曼的分析方法[2]，当detJ>0且trJ<0时，雅克比矩阵式(10)处于局部稳定状态。通过分析，雅克比矩阵式(10)在各平衡点的稳定性判断见表3。其中的3种情形满足C点是反复博弈后演化稳定策略ESS。

情形一：

表2 雅克比矩阵式(10)可能平衡点对应的矩阵和轨迹表达式

表3 雅克比矩阵式(10)在各平衡点的稳定性判断

当00

当0

fB+φB-HB-CB>0

情形二：

当00

当00

情形三：

当CA-fB-φA<0<δA+fA-HA-fB，有δA+fA+φA-HA-CA>0

当CB-fA-φB<0<δB+fB-HB-fA，有δB+fB+φB-HB-CB>0

由以上3种情形可以看出，C点是ESS的条件是：

(12)

即

(13)

式中：(δA+φA-CA)、 (δB+φB-CB) 分别为纺织企业A与B合作时的有效收益；(HA-fA)、 (HB-fB) 分别为纺织企业A与B违约时的有效收益。

由式(13)可知，只有保证纺织行业高新技术企业联盟合作时的有效收益大于违约时的有效收益，才能保证C点是ESS。因此，要保证纺织行业高新技术企业联盟获得合作有效收益，需要通过联盟机制来提高联盟企业收益、加大政府扶持力度、降低联盟成本，并且加大对联盟企业违约的处罚力度。

由式(13)可知，在情形一与情形三时，要获得联盟成员合作创新的最终博弈结果，联盟企业违约的有效收益须小于合作创新的有效收益，同时联盟企业合作创新的成本须小于政府补贴与违约方赔偿之和。

情形二的动态演化路径见图2。演化博弈稳定点ESS是O点和C点，鞍点D的位置会制约均衡点。不稳定点E和F与鞍点D之间的连线为博弈收敛状态的临界线。博弈起始点位于OEFD内时，演化博弈稳定点ESS是O点，更多策略组合向C点移动，即不论联盟企业A、B初次博弈时采用何种策略，经过一段时间的学习、模仿和选择，联盟企业都将选择合作创新；博弈起始点位于EDFC内，演化博弈稳定点ESS是C点，更多的策略组合向O点移动，联盟企业A、B都将在不考虑初始选择的情况下选择独立创新。特别地，当φA+fB→CA和φB+fA→CB，D点无限接近O点，四边形OEDF面积逐渐减小，意味着更多策略组合向C均衡点移动，联盟成员选择合作创新；反之，当φA+fB≫CA和φB+fA≫CB时，D点更接近C点，博弈结果总是趋向于O点，联盟企业A、B将选择不合作即独立创新。

图2 情形二动态演化路径

综上所述，在违约收益小于合作收益且合作成本小于政府补贴与违约赔偿之和时，纺织行业高新技术企业联盟成员会选择创新合作。因此，对于纺织行业高新技术企业联盟成员来说，政府的支持力度与违约惩罚大小对合作创新成功与否起着非常大的作用。若合作创新收益大、收益分配合理、政府奖励到位且恰当，同时采取了合适的合作创新惩罚措施，那么联盟企业合作的成功率就会增加；此外，为了联盟企业信守承诺，建立起合作创新的良好环境也非常重要。

4 推进纺织行业高新技术企业联盟合作创新的对策与建议

技术创新是推动纺织行业价值链提升的核心力量。随着时代的发展和人们对纺织品要求不断变化与提高，要推动我国纺织行业价值链的提升，就必须瞄准国际纺织高端和前沿技术，加大新型纤维材料、纺织设备、绿色环保纺织染加工和智能制造等重点领域的研究力度，进一步深化改革，建立起产学研相结合的产业技术创新体系，开展学科交叉融合前沿技术的研究，推动纺织行业重大关键技术的突破，促进纺织行业产业链增值与延伸，带动纺织行业整体技术水平提升，实现转型升级，建设与完善纺织行业高新技术企业联盟合作创新机制。

4.1 强化政府规制在合作创新中的作用

根据纺织行业高新技术企业联盟合作创新的演化博弈分析，纺织行业高新技术企业联盟合作创新能否成功与企业联盟合作的收益、成本、违约赔偿以及政府的支持有着密切的关系，涉及到企业、联盟与政府等多个主体的创新行为。因此，需要强化政府规制在纺织行业高新技术企业联盟合作创新契约中的作用。为了提高纺织行业高新技术企业联盟合作创新的概率，政府可以加大纺织行业高新技术企业联盟合作创新的激励，出台相应的激励规制政策，从而确保纺织行业高新技术企业联盟合作创新的稳定性，增加企业联盟合作创新的技术溢出。实现利润最大化是纺织行业高新技术企业的目标。政府在构建纺织行业高新技术企业联盟合作创新激励时，应权衡联盟各企业的利益，针对纺织企业的创新行为给予相应的优惠政策或补贴，提高纺织企业参与技术改造、设计与产品加工等方面研究的积极性和效率。

4.2 深化联盟成员间的交流与沟通

联盟成员间的信息交流和沟通是建立联盟信任机制和合作创新机制的重要基础。合作创新是一个异质性创新要素匹配的过程，通过交流与沟通，联盟成员间可以增进了解与信任、减少企业间的相互猜疑，从而降低合作创新的风险、提高合作创新水平与收益，促进合作创新的达成。因此，纺织行业高新技术企业联盟成员间通过技术交流、科技成果转移/转化等形式定期进行科技合作交流活动与经验推广，有助于提升企业联盟科技要素协同创新能力，促进纺织行业高新技术企业联盟成员间的深度融合与协同发展，带动纺织行业整体技术水平提升和整个产业的转型升级。

4.3 完善收益分配机制

纺织行业高新技术企业联盟合作创新风险收益分配是关系到合作创新能否成功的重要因素。联盟协议中应包含联盟合作创新收益分配的相关条款，引导纺织行业高新技术企业联盟成员共享合作创新收益。要使联盟成员自觉参与合作创新应做到：①在收益分配时，联盟企业所有成员合作创新的收益应大于独立创新中获得的利益；②收益分配中需要按照投入与收益分配相匹配的原则进行收益分配，联盟成员承担的风险越大、投入的资源越多、合作创新的贡献越大，应获得越多的合作创新收益。

4.4 建立合作创新违约惩罚机制

纺织行业高新技术企业联盟要成功进行合作创新，违约惩罚发挥着非常重要的作用。所以，在联盟协议中不仅要包括联盟合作创新风险收益分配的条款，还应包括违约赔偿条款，对纺织行业高新技术企业的违约行为进行赔偿约定；建立违约惩罚机制；另外政府通过行政法规等手段，增加对纺织行业高新技术企业违约行为的惩罚力度；纺织行业协会对联盟企业违约行为及时通报。从而有效降低联盟企业在合作创新中采取违约行为的可能性，促进纺织行业高新技术企业联盟成员进行长期稳定的合作创新。

5 结束语

本文以纺织行业高新技术企业联盟为研究对象，通过演化博弈论，构建了纺织行业高新技术企业联盟演化博弈模型，对联盟成员独立创新和合作创新进行了分析。纺织行业高新技术企业联盟合作创新成功与否，受到联盟企业合作创新的收益与成本、政府对联盟成员合作创新的支持力度以及成员间的违约惩罚力度等因素影响。为推进纺织行业高新技术企业联盟合作创新，须强化政府规制在联盟合作创新中的作用，加强联盟成员间的信息交流与沟通，完善联盟合作创新的风险收益分配机制、提高效率、建立违约惩罚机制。