一种考虑随机性的多主体创新资源配置仿真模型

欧伟强 钟晓燕

(福建师范大学协和学院 福建 福州 350108)

0 引 言

当前，企业面临的市场环境愈发具有动荡性和不确定性，二元创新成为企业增强可持续发展和适应性的战略选择。如何平衡探索性创新和开发性创新的资源配置是二元创新管理面临的突出难题。越来越多研究从组织适应性和动态演化的视角探讨两种创新的权衡。资源基础观认为企业竞争优势来源于其所拥有的有价值的、稀缺的、难以模仿的和难以替代的资源。但当企业拥有的内部资源有限时，战略柔性对企业开展二元创新具有重要的推动作用。产业竞争学派将资源柔性看成组织适应环境变化的缓冲器，特别对于不确定性非常高的技术创新行为而言，资源柔性越高，企业越有能力应对二元创新中的不确定性因素[1]。动态能力学派指出，战略柔性是开发和培养在当前和未来具有普遍有效性的战略资源和动态能力的一种管理能力，是企业资源与竞争优势的“中介”。培育能够适应快速多变环境的战略柔性，是企业推进二元创新，获取竞争优势的关键[2]。因此，在二元创新资源配置分析中，必须考虑战略柔性的影响效应。对于战略柔性对企业绩效的影响，学者们的观点并不一致。文献[1-5]发现战略柔性与企业绩效之间是正向关系。Garcia[6]却认为当企业的创新活动即使不具备资源柔性，仍能获得一定市场占有率，而不是被淘汰出市场。另一些学者认为战略柔性与企业绩效间存在显著的倒“U”型关系，即战略柔性存在“拐点”效应，过低或过高水平的战略柔性皆不利于企业绩效的提升[7]。文献[8-10]持“局部相关”观点。

综上所述，企业二元创新绩效不仅取决于探索式创新和开发式创新的资源配比，还与战略柔性紧密相关。战略柔性的影响效应具有高度的情境依赖性。此外，现有研究缺乏对随机性、风险水平、市场变化、消费者偏好等因素的考虑，致使研究结果有失偏颇，难以对企业资源配置提供有效的决策支持。本文将战略柔性作为一个关键要素，构建了考虑随机性的二元创新资源配置模型，并制定企业行为规则和消费者行为规则。运用Netlogo软件仿真计算，探究风险水平、市场竞争和战略柔性对创新资源配置及绩效的影响，不仅拓展二元创新理论，丰富了主流与新流创新资源配置模型研究，也为企业适应风险、调整创新策略、提升二元创新绩效提供决策依据。

1 模 型

1.1 二元创新资源配置模型

在动态环境下，消费者规模、市场竞争态势发生变化，企业通过二元创新在市场上推出创新型产品和改进型产品来争夺消费者并获得利润，其中：创新型产品是探索性创新的产出；改进型产品是开发性创新的产出。消费者分成早期采纳者(只购买创新型产品)和晚期采纳者(只购买改进型产品)两种类型。消费者具有异质性，并会根据价格、创新程度、市场地位等偏好来选择不同企业的产品。企业根据环境变化，不断调整创新资源组合以及产品价格，以获得最优绩效。由此构建具有可操作性的理论框架，可按以下步骤展开：1) 设定企业和消费者初始状态；2) 企业根据市场供需开展二元创新，生产不同类型的产品；3) 消费者根据自身偏好制定购买决策；4) 由销售情况确定企业绩效；5) 企业依据市场满足情况来调整创新资源配置策略，根据市场占有率调整价格策略；6) 环境变化，消费者与企业数量更新。如果市场没有达到均衡，则从步骤2)重新开始迭代，直到均衡或设定的迭代次数为止，如图1所示。

图1 基于ABM的多主体二元创新资源配置模型

1.2 模型的主体和环境界定

模型中包含企业主体和消费者主体。企业主体特征主要包括二元创新策略S和价格策略P，策略S决定了企业的创新资源配置，探索性创新和开发性创新的资源配置比例：Sr和Sd(Sr+Sd=1)。策略P反映了企业的市场竞争手段，创新型产品和改进型产品的初始价格分别为Pr和Pd。市场竞争激烈程度会影响到企业开展二元创新策略，由于完全竞争市场和完全垄断市场情形相对较少，本文重点分析寡头垄断市场(本文设定为4家企业)和垄断竞争市场(本文设定为10家企业)两种情形。考虑到市场竞争，设定每20个季度增加1家新企业，同时，如果一家企业连续三年利润为负数，则该企业退出市场。本文将企业划分为控制企业(可以调整其战略柔性值)和非控制企业(战略柔性值保持不变)，后续模拟仿真中，主要考察控制企业的绩效随环境变化以及策略调整的波动情况。

消费者特征体现在对产品的需求上，每个消费者需求具有单一性，即早期采纳者或晚期采纳者，并且是随机的：初始消费者数量(initial-num-firms)为1 000，其中早期采纳者和晚期采纳者各500。参照我国GDP增速，设定每个季度消费者增加1.6%。

对于环境的界定主要在于关注主体之间相互作用的外在约束条件，如时间、空间边界等。本文模型中，我们认为随着互联网经济的迅速发展，电子商务与物流基础设施十分成熟，企业与消费者间的互动并不依赖于空间。因此，环境界定为消费者仅能通过购买产品与企业产生相互影响。

2 行为规则制定

2.1 企业行为规则

企业的总体规则是确定适应环境变化的创新策略和价格策略，可操作的规则分析如下：

(1) 资源配置。首先，企业评估需求缺口(Gap)，即市场需求(Demand)与现有库存(Stock)的差。设定企业用于二元创新的资源量为β,如果Cash≥Gap，表示企业有充足的资源用于二元创新，则β=Gap；否则β=Cash，表示此时将全部资源用于二元创新。因此，向探索性创新分配的资源为R,向开发性创新分配的资源为D：

R=Sr×β

(1)

D=(1-Sr)×β

(2)

(2) 产品生产。由于企业在主营产品上有较好技术储备，开发性创新风险较小，假定投入到开发性创新的资源能完全转化为改进型产品，则其库存增加量Dstock为：

Dstock=D

(3)

探索性创新的产出Rstock具有不确定性，且服从正态分布，因此：

Rstock=random-normal(R×fc,σ)

(4)

式中：random-normal表示随机正态分布函数；fc表示能力柔性，R×fc反映了探索性创新过程中能力柔性fc对创新资源利用的影响，其大小决定了创新资源的利用效率；由于不同情境下，能力柔性对探索性创新活动具有不同效应，因此fc可以大于1，也可以小于1，于是设定0.5≤fc≤2；σ表示探索性创新风险标准差，σ=k1×R×fc，其中k1是标准差系数，其值越大表示分布的变动就越大，创新成果产出有可能越大，但也意味着失败的可能性也变大,本文设定10%≤k1≤90%。

(3) 绩效评估。企业创新绩效可以由利润和市场占有率来反映，其中利润等于销售额减去生产成本，市场占有率则用企业销量占市场总销量的比例来表示：

Qtr_pr=Rsales×Pr+Dsales×Pd-(R+D)

(5)

newAvg_pr=Avg_pr+(Qtr_pr-Avg_pr)/age

(6)

Qtr_ms=(Rsales+Dsales)/Totalmarket×100%

(7)

newAvg_ms=Avg_ms+(Qtr_ms-Avg_ms)/age

(8)

式中：Qtr_pr、Qtr_ms是企业每个季度的利润和市场占有率；Avg_pr和Avg_ms表示平均利润和平均市场占有率；age表示当前季度数。

(4) 策略调整。每个季度末，企业会评估需求满足情况、销售情况来调整创新策略和价格策略，以期取得更好的企业绩效，如表1和表2所示。表1中，Rsales和Dsales分别为创新型产品和改进型产品的销售量；Runmet和Dunmet分别为两类产品的缺货量；fr代表资源柔性，也反映了企业适应能力，fr越高，表示企业将更容易根据市场环境的改变而调整资源，考虑到不同行业企业适应能力及资源柔性差异，取5%≤fr≤25%。表2中，totsales表示每个企业季度销量，totalmarket表示所有企业总销量；δr和δd分别为创新型和改进型产品价格波动。δr和δd的计算如式(9)和式(10)所示。

δr=(Pr×random-float20)/100

(9)

δd=(Pd×random-float10)/100

(10)

式中：random-float是浮点数随机函数，一般认为δr>δd。

表1 创新策略调整

表2 价格策略调整

考虑到市场竞争，企业的退出机制设定为：如果企业连续亏损3年，则企业破产(ifno-profit=3，die)。由此，将前述的资源配置、产品生产、绩效评估、策略调整等行为进行系统化整合，形成企业行为规则流程，如图2所示。

图2 企业行为规则

2.2 消费者的行为规则

基于消费者特征，早期采纳者只购买创新型产品，晚期采纳者只购买改进型产品，在有库存条件下，每个季度消费者根据不同偏好从相应企业购买1单位产品。消费者具有异质性，存在不同的消费偏好。价格、产品创新性、市场地位等均会对消费者购买决策产生影响，其影响权重分别为price_weight、rsch_weight和mshr_weight，以随机函数来表示，权重之和等于1：

price_weight=random-normal(33,11)/100

(11)

rsch_weight=random-normal(33,11)/100

(12)

mshr_weight=1-price_weight-rsch_weight

(13)

针对任意两家企业，消费者比较式(14)-式(16)数值大小，以高者作为决策导向。

Decide_by_price=price_weight×((price1-

price2)/mean_price)

(14)

Decide_by_innov=rsch_weight×((rsch1-

rsch2)/mean_rsch)

(15)

Decide_by_market=mshr_weight×((mshr1-

mshr2)/mean_mshr)

(16)

式中：price1、price2分别为两家企业的价格；mean_price为市场平均价格；rshc1和rsch2分别为两家企业的研发投入；mean_rsch是市场平均研发投入水平；mshr1和mshr2分别是两家企业的市场占有率；mean_mshr是平均市场占有率。

(1) 价格敏感型消费者购买决策。企业会根据自己所处的市场地位调整产品价格，消费者基于最低价格购买产品的可能性取决于不同企业价格的平均差分比。如果式(17)成立，消费者选择低价产品；否则，随机选取。

(price1-price2)/mean_price>random-float1

(17)

式中用random-float1命令获取[0,1]间的随机小数，用于反映消费者价格敏感度，其值越小，说明消费者对价格越敏感，越容易选择低价产品，反之，消费者对价格越不敏感。两个企业产品价格如果差别很小，在消费者容忍范围内，则随机选取企业。

(2) 创新敏感型消费者购买决策。不同企业的产品创新程度是研发投入的历史累积，rsch代表研发投入。消费者将不同企业产品创新程度差异作为产品选择依据。如果式(18)成立，消费者选择高创新性产品；否则，随机选取。

(rsch1-rsch2)/mean_rsch>random-float1

(18)

式中：random-float1反映消费者创新敏感度。其值越小，说明该消费者对产品创新程度越敏感，越容易选择高创新性产品；其值越大，该消费者对产品创新程度越不敏感。如果两个企业创新研发投入差距很小，在消费者容许范围内，则消费者随机选取企业。

(3) 市场敏感型消费者购买决策。此类消费者的决策机制与上述两种有所不同，为了更有效放大微小市场份额引起的差异，我们认为不管两家企业市场占有率实际差距多小，这类消费者都会选择市场占有率更高的产品。如果式(19)成立，表明消费者是市场敏感型，则该消费者选择市场占有率高的企业；否则，随机选择。

mshr_weight>random-float0.5

(19)

由于大部分情况下权重都不超过0.5，式(19)用random-float0.5命令获取[0,0.5]间的随机小数，表示消费者市场敏感度。其值越小，说明消费者对市场越敏感，越容易选择市场占有率高的产品，反之，消费者对市场越不敏感。

根据上述分析，得到消费者行为规则如图3所示。

3 模拟仿真

3.1 仿真平台运行界面说明及参数设置

本文运用Netlogo 6.0.4软件进行模拟仿真。如图4所示，“Agent Map”是模型运行的“世界”，可以观察企业和消费者的动态变化；“setup”“go”和“go once”按钮是模型运行的主要命令；绘图“Sr”和“Relative Profit”可以实时显示控制企业的创新策略和创新绩效演变过程。绘图“Sr”中，绘图笔的更新命令为“plot [%sr] of controlfirm”；绘图“Relative Profit”中，为了更加直观了解不同因素对控制企业创新绩效的影响，用创新绩效相对值作为观察变量(利润比=控制企业平均利润/其他企业平均利润)，绘图笔的更新命令为“plot [avg-profit] of controlfirm/mean [avg-profit] of otherfirm”。创新策略、消费者数量、风险、产品价格等主要变量初始值可以通过平台的滑块和开关功能来实现，具体数值如表3所示。为了测试战略柔性的灵敏度，设置了四种模拟情景：情景I、情景II考察不同竞争环境下，资源柔性对创新资源配置策略及其绩效表现的影响；情景III、情景IV考察两种市场条件下，能力柔性对创新资源配置策略及其绩效表现的影响。

图4 Netlogo 软件运行界面

表3 主要变量初始值设置

在正式模拟仿真之前，先进行若干次试运行，发现大多数情况下，经过100个季度即可获得企业绩效的均衡解。为消除随机性对结果的影响，设定上述场景运算20轮，每轮时长100季度。模拟结果取20轮的算术平均值，并进行统计分析。

3.2 可靠性检验

通过Netlogo平台的“行为空间”工具来设置风险系数k1，使其取值分别为30%、60%和90%，表征创新风险水平为低、中、高。用报告器测算“[%sr] of controlfirm”的运行结果，并记录三种风险水平等级下创新策略Sr演变情况。将仿真结果合并，如图5所示。可以发现，当控制企业的战略柔性与其他企业相同时，风险系数k1对企业创新策略的影响较小，这与本文前述的假设一致，即企业创新策略改变主要受到竞争环境影响，此结果也初步验证了模型的可靠性。

图5 相同战略柔性下创新策略Sr演变情况

3.3 灵敏度分析

(1) 资源柔性对创新策略及绩效的影响。在其他条件相等的情况下，在“行为空间”设置资源柔性大小，分别设为5%、15%和25%。以“视图更新”方式运行程序，在绘图区可以观察创新策略Sr和创新绩效演变。使用“导出表格数据”功能，整合不同资源柔性下创新策略演变过程，发现随着资源柔性增大，创新策略Sr波动幅度也越大，如图6所示。

图6 资源柔性对创新策略Sr演变的影响

类似地，将情景I、情景II仿真结果的相对绩效值使用“导出表格数据”并汇总，如表4所示。

表4 资源柔性改变对创新绩效的影响

可以看出，在寡头垄断市场和垄断竞争市场，控制企业的利润随资源柔性增大呈递减趋势。主要在于组织内部资源本质上是一种组织承诺，这些固有资源会阻碍组织为适应环境而进行的战略变革，使得企业固守现有创新模式，不利于探索性创新活动。资源柔性过大(fr>15%)，创新资源配置呈现过度灵活现象，反而不利于提升企业绩效。因此，企业最好将资源柔性保持在一个较低水平(fr<15%)。

(2) 能力柔性对创新策略及绩效的影响。设定其他条件相同，通过“行为空间”工具设置控制企业的能力柔性分别为0.5、1和1.5。以“视图更新”方式运行程序，观察创新策略Sr和创新绩效演变情况。使用“导出表格数据”功能，整合不同能力柔性下创新策略演变过程，如图7所示。我们发现随着能力柔性增大，创新策略Sr波动幅度变小。同时，Sr的平均值降低到50%以下，意味着能力柔性强的企业，其创新型产品更能满足市场需求，因此可以将更多资源配置到开发性创新中。

图7 能力柔性对创新策略Sr演变的影响

类似地，将情景III、情景IV仿真结果的相对绩效值使用“导出表格数据”并汇总，如表5所示。

表5 能力柔性改变对创新绩效的影响

可以看出，在两种竞争市场中，能力柔性对控制企业的利润都呈现出正向促进作用，然而风险水平的提升会削弱其正向关系。我们认为在动态环境下，企业应着力于在技术开发方面追求更多的开发性和灵活性，打造较强的能力柔性，从而提升资源配置的有效性，以适应竞争环境的改变。

综上所述，在不同的市场竞争环境和创新风险条件下，资源柔性的增加不一定都会促进市场占有率增长，资源柔性过大反而降低企业利润。企业资源配置不要单纯追求高柔性，应该将资源柔性保持在合理范围。能力柔性的增强有利于提升企业利润和市场占有率，需要通过加强能力柔性塑造，提升资源配置效率。此外，二元创新的资源柔性和能力柔性在对企业绩效影响不存在协同效应。因此，在二元创新资源配置决策中，能力柔性建设的优先度要高于资源柔性。

4 结 语

本文采用基于主体建模方法，构建了考虑随机性的二元创新资源配置模型，并制定了企业行为规则和消费者行为规则。基于Netlogo平台交互界面可以直观展示企业创新策略的演变情况，借助平台的“行为空间”工具可以灵活改变参数设置，从而更好模拟仿真战略柔性、风险水平和市场竞争条件对二元创新资源配置及绩效的影响。仿真结果说明了本文建立的仿真模型具有良好的可靠性，可以为企业优化二元创新资源配置，提升创新绩效提供一定的参考。

在多主体建模过程中，本文将消费者和市场变化、竞争条件、策略调整等纳入模型，力求让模型更符合实际情景，以便较好地为管理者制定创新决策提供参考。但是，模型中的规则制定仅考虑了消费者线性增长情况，忽略了网络效应对消费者决策的影响。此外，企业创新策略和价格策略调整规则也有待后续研究进一步完善。