技术生态位视角下军民融合创新意愿的演化博弈研究——以核电产业为例

方 炜，孙泽华，张明状

(西北工业大学 管理学院，陕西 西安 710072)

0 引言

当前我国正处于百年未有之大变局，大国竞争愈演愈烈。在复杂多变的国际局势下，建设军民一体化国家战略体系和能力以提升我国综合实力成为我国发展的必经之路。为了建设军民一体化的国家战略体系和能力，从根本上打破军民“表面融”、“内在不容”的僵局，提升融合效率，习总书记提出要坚定不移走军民融合式创新之路[1]。在全面实施军民融合发展和创新驱动发展战略的大背景下，军民融合创新不仅是大势所趋，更是促进科学技术发展的重要途径。然而战略性新兴产业军民协同创新作为一种新的创新组织范式，在我国仍存在着协同度不高的问题[2]。随着当前新一轮科技革命、军事革命加速发展，国家竞争力、社会生产力和军队战斗力的耦合关联越来越紧，军用技术和民用技术的融合度越来越深。这就迫切需要通过军民融合创新，打破军民壁垒赢得世界科技革命和军事竞争的主动权。

随着当代经济结构的调整、国际环境日益严峻以及新兴技术迭代加快，仅凭某一军工或民用企业无法承担新兴技术的科研成本与风险，也不具备全部的科研能力与条件。创新合作便成为军民融合实现科技创新、促进资源优化协同的关键。而技术创新作为战略性新兴产业军民融合式发展的内在主要动力，对于打破军民融合技术壁垒，实现军民融合深度发展具有深远的意义[3]。

国内外学者对军民融合创新影响因素研究如下：余然、宋少杰[4-5]认为军民融合技术协同创新的动力体系由社会需求牵引力、政策制度推动力及文化观念支撑力共同构成并发挥作用。而严剑峰和包斐[6]则认为军民融合科技创新系统运行依赖于国防需求、民用需求及科学研究需求的推动作用。此外，军民融合技术协同创新影响因素研究也取得了一些成果，KULVE等[7]认为技术共享可实现科技、人才、资金等资源合理配置，有利于军民融合技术协同创新。BRENARD[8]在考察英、法、德三国高技术企业技术创新时发现企业的创新优势取决于组织战略、企业环境、技术资源、人力资源等要素。王辉和丁婧[9]从军民技术创新协同运行过程和机理出发，探讨了军民技术创新协同运行影响因素，并对各因素的影响程度进行了研究。从目前有关军民融合创新影响因素的研究情况看，大多数研究集中于军民融合技术协同创新影响因素，但并没有对技术变量进行进一步划分。

鉴于技术创新对军民融合合作创新的驱动作用，众多学者对于技术因素对军民融合合作创新进行了研究。有学者对技术模式、技术融合壁垒[10]、政府激励[11]、技术因素[12]等对军民融合创新的影响进行了探究。方炜等[13]构建了有限理性下以军工企业和民用企业为参与主体的协同创新演化博弈模型，研究发现军民融合协同创新合作稳定性与双方合作收益、违约金、政府激励正相关，与基本收益、研发成本、信息沟通成本、技术二次转化成本、风险成本、背叛收益负相关。蒋铁军[14]运用演化博弈理论，对军民合作技术创新的内在机理和动态演化过程进行分析，发现技术转化系数和技术转化成本系数会影响合作双方的自身收益。在其他研究领域，盛永祥等[15]研究了技术因素对产学研合作创新意愿的影响，将技术因素细分为技术创新度和技术成熟度，并将技术因素纳入产学研合作收益的影响因素中，衡量了技术因素对于产学研合作创新的重要程度。段庆锋等[16]借鉴技术生态位理论，从规模和结构两个维度探讨技术距离内涵，并探究了技术距离对企业研发合作关系的影响。张巍[17]等从理论角度分析了影响协同创新主体利益协调的相关变量，据此构建了协同创新主体间的利益协调模型。SCHNAUBELT[18]认为促进军民融合合作与军民两用技术的健康发展，需要适时调整军用标准化体系，从而提高协同创新合作效率。BAYONA等[19]对西班牙1 652家公司进行分析，发现技术的不确定性是影响企业合作创新的重要因素。

综上所述，国内外学者针对军民融合创新合作问题开展了广泛研究，无论在理论研究还是实证研究方面都取得了丰硕成果，为本研究提供了一定的理论基础，但仍存在一些局限[20]：一是军民融合创新理论尚处于初期，多是围绕军民融合创新体系构建、运行机制等偏宏观层面的研究，微观机理层面研究较少。二是以往学者只研究了技术因素对于军民融合创新的重要性，技术变量也比较单一。产学研合作创新中的相关研究中，仅有一位学者对于技术因素进行了进一步划分，但是划分依据并没有进行解释说明，同时军民融合领域的相关研究中并没有对技术因素进行细分。基于此，本文从技术融合的本质特征出发，借鉴技术生态位理论将技术因素进行进一步科学划分，并将其引入到军民融合创新的影响因素中。此外，本文对影响军民融合创新意愿的关键技术因素进行研究，有助于提高军工企业、民用企业合作的成功率，致力于合理配置军民科技资源、进一步打破军民技术封闭。

1 演化博弈模型构建与求解

1.1 问题描述与模型假设

1.1.1 问题描述

为简化博弈模型，本文将我国国民经济简化为国防部门和民用部门，因此军民企业和民用企业为两大决策主体[21]，双方的共同目标是通过协同运作完成产品开发与生产，共同承担成本与预期收益。演化博弈将博弈理论和动态演化过程相结合，由于社会人无法掌握社会的所有信息，认为博弈参与方是有限理性的[22]，因此军工企业和民用企业是基于有限理性的假设[23]，同时参与方不是在博弈一开始就能够找到最优均衡[24]。演化稳定策略和复制动态是演化博弈理论的核心概念[25-26]。演化博弈刻画了军工企业和民用企业合作创新系统的演化过程，同时对军工企业和民用企业各自的行为进行刻画，本文选择建立演化博弈模型进行相关研究。

技术生态位概念是生态位理论在技术创新领域应用的产物[27]，最初指技术主体创新活动空间[28]，逐渐演变为技术个体发展所需的技术资源及功能的综合。按照技术生态进化论，企业间直接正面冲突对双方都有负面作用，而企业间互利合作有助于双方扩大所占有的市场范围，进而达到共同提升技术生态位的目的[29]。同时差异化的技术生态位也是技术合作创新的内在动力。在技术生态位理论框架下，军工企业与民用企业在技术合作过程中，明确技术主体合作意愿以及技术合作情况对于管理者制定技术合作策略来提升技术生态位具有借鉴意义[30]。

1.1.2 假设条件与支付矩阵

通过归纳和整理有关文献，结合实际情形，为了进一步构建军工企业与民用企业的演化博弈模型，本文列出以下基本假设：

假设1：参与主体。本研究的军民融合合作创新中有两类参与主体，分别为军工企业(A)和民用企业(B)，双方基于有限理性前提。

假设2：合作策略。军工企业与民用企业的策略集均为(合作，不合作)，x,y分别为军工企业与民用企业在博弈初始状态下选择“合作”策略的概率，那么军用企业选择“不合作”策略的概率为1-x，民用企业选择“不合作”策略的概率为1-y，x,y∈[0,1]。

假设3：技术能力。技术能力是衡量企业获取外界信息的能力，与获取后的学习能力成正比，表征企业技术生态位的高低。技术能力越高，说明军工企业与民用企业拥有更强的知识密度，可以更加迅速掌握并吸收新技术，技术生态位更高。本文用c表示项目研发的技术能力。

假设4：技术势差。技术势差是衡量企业间的技术能力差距，用专利申请数量差值表示。军工企业与民用企业间的技术势差越高，说明军工企业与民用企业在此项技术上的技术生态位差异越大。本文用d表示企业间的技术势差，蔡建峰等[31]提到企业技术能力与技术转移绩效成正比，技术转移绩效呈现倒“U”型关系，鉴于此，本文采用d2/c来表示技术综合度。同时，本文选取我国典型的军民融合产业——核电产业作为研究对象进行相关研究。核电产业属于军民两用型高技术产业，主要是军方企业占据主导地位，此处的技术势差仅考虑单向技术势差，即军工企业高于民用企业技术能力的部分。

假设5：合作收益。在演化博弈模型中，军工企业与民用企业选择“合作”策略时获得的理想化收益用K表示，而合作创新收益受到技术项目技术综合度的影响，(d2/c)为合作收益，K>0，β为合作收益中军工企业的收益分成比率，军工企业合作收益为β(d2/c)K，民用企业的合作收益为(1-β)(d2/c)K,β∈[0,1]。

假设6：创新成本。在技术因素演化博弈模型中，实际上技术对军民融合合作创新成本有影响，技术越成熟，技术创新越难，创新成本越高；技术创新成果越多，创新成本越高。因此，技术可靠度和技术先进度越高，即综合技术度越高，创新成本越高。用C代表军工企业与民用企业投入的创新成本，用α代表军工企业创新成本的分摊比例，军工企业分摊成本为α(d2/c)C，民用企业分摊成本为(1-α)(d2/c)C,α∈[0,1]。

假设7：违约罚金。军工企业与民用企业通过签订的合作协议来规范双方的创新行为。用P表示军工企业与民用企业中违约方支付给另一方的处罚金。

假设8：政府支持。政府为了奖励军工企业与民用企业积极进行合作创新，设置了专项资金支持，用G来表示。军民融合合作创新技术因素的支付矩阵见表1。

表1 军民企业博弈支付矩阵

1.2 模型求解与策略分析

1.2.1 收益期望函数构建

根据支付矩阵，当军工企业选择“合作策略”时，军工企业期望收益为

EA1=yβd2/cK+G-αd2/cC+(1-y)P-αd2/cC

当军工企业选择“不合作策略”时，军工企业期望收益为

EA2=-y(P)

当民用企业选择混合策略，即民用企业选择“合作”策略与选择“不合作”策略时的平均期望收益

EA3=xEA1+(1-x)EA2

EA3=xy(β(d2/c)K+G-α(d2/c)C)+

x(1-y)(P-α(d2/c)C)+(1-x)(-P)

当民用企业选择“不合作策略”时，军工企业期望收益为

EB1=x[4c(1-β)(d-d2)K+G-(1-α)(d2/c)C]+(1-x)[-(1-α)(d2/c)C+P]

当民用企业选择混合策略，即民用企业选择“合作”策略与选择“不合作”策略时的平均期望收益

EB2=-xP

EB2=yEB1+(1-y)EB2

EB3=xy[(1-β)(d2/c)K+G-(1-α)(d2/c)C]+y(1-x)[P-(1-α)(d2/c)C]+(1-y)x(-P)

1.2.2 复制动态方程求解

根据以上可得军工企业(A)选择“合作策略”的复制动态方程为

F(x)=x(EA1-EA3)=x(1-x)(EA1-EA2)=x(1-x)[y(β(d2/c)K+G)-α(d2/c)C+P]

(1)

民用企业(B)选择“合作策略”的复制动态方程为

F(y)=y(EB1-EB3)=x(1-x)(EA1-EA2)=y(1-y)[x(1-β)(d2/c)K+G-(1-α)(d2/c)C+P]

(2)

由军民融合企业和民用企业的复制动态方程可以求出

dF(x)x=(1-2x)[y(4β(d2/c)K+G)-4α(d2/c)C+P]

(3)

(4)

(5)

(6)

通过式(1)、(2)、(3)、(4)可得到雅可比矩阵为

Je=

矩阵行列式的值为

|Je|=(1-2x)[y(4β(d2/c)K+G)-4α(d2/c)C+P]*(1-2y)[x(4(1-β)(d2/c)K+G)-4(1-α)(d2/c)C+P]-x(1-x)(4β(d2/c)K+G)*y(1-y)[4(1-β)(d2/c)K+G]

矩阵行列式的迹为

trJe=(1-2x)[y(4β(d2/c)K+G)-4α(d2/c)C+P]+(1-2y)[x(4β(d2/c)K+G]-4(1-α)(d2/c)C+P

1.2.3 模型分析

在以上演化博弈模型的基础上，分以下2种情况进行策略稳定性讨论。

情况1：当α(d2/c)C

表2 军/民企创新成本低于违约罚金时的均衡结果

从表2可以看出，在军工企业与民用企业创新成本低于违约罚金时，仅有(1，1)为策略稳定点，其余均为不稳定点。在实际中，如果进行合作创新所需要付出的创新成本低于拒绝合作所需要支付的违约罚金，不论军工企业还是民用企业都会选择进行创新合作。用相位图直观展示不同约束条件下的军工企业与民用企业策略变化方向，如图1所示，其中A点代表军工企业与民用企业均选择不合作策略，D点代表军工企业与民用企业均选择合作策略，双方初始状态位于ABCD区域，双方的合作策略将向(合作，合作)演进，最终收敛于D点，形成合作关系。

图1 军/民企创新成本低于违约罚金时策略演化相位图

情况2：当α(d2/c)C>P且(1-α)(d2/c)C>P，此时军工企业与民用企业创新成本支出高于违约罚金，在此约束下，对于模型均衡点进行分析，结果见表3。

表3 军/民企创新成本高于违约罚金时的均衡结果

从表3可以看出，在军工企业与民用企业创新成本高于违约罚金时，(0，0)(1，1)均为策略稳定点，其余均为不稳定点。

用相位图直观展示不同约束条件下的军工企业与民用企业策略变化方向，如图2所示，其中A点代表军工企业与民用企业均选择不合作策略，D点代表军工企业与民用企业均选择合作策略，如果双方初始状态位于BECD区域，双方的合作策略将向(合作，合作)演进，最终收敛于D点，表示形成合作关系；若双方初始状态位于ABEC区域，双方的合作策略将向(不合作，不合作)演进，最终收敛于A点，双方无法形成合作关系。综上可知，双方演化博弈的最终结果与军工企业与民用企业的初始状态以及模型参数初始值有关。

图2 军/民企创新成本高于违约罚金时策略演化相位图

2 案例演化仿真

核电产业作为典型的军民融合产业，按照其产业链位置可以分为核燃料以及原材料产业、核设备制造业以及核电运营产业3个部分[32]。本文所选案例是核设备制造业。“华龙一号”是由中核与中广核在30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上，根据福岛核事故经验反馈以及中国和全球最新安全要求，研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，是中国核电走向世界的“国家名片”，是中国核电创新发展的重大标志性成果。

“华龙一号”核级冷水机组是格力电器与中广核进行技术对接进行合作创新的产物，其中，项目研制的“核级风冷型及水冷型半封闭螺杆压缩机”填补了国内空白，机组的“宽工况0～100%变负荷高效运行技术”达到“国际领先”水平。据介绍，该冷水机组可在三代压水堆核电站上推广应用，机组的成功研发对提升我国核电站安全运行状况及能源低碳化转型意义重大。

为了直观体现技术因素对于军工企业和民用企业合作创新意愿的影响，本文利用Matlab软件进行仿真，通过改变技术因素的数值来观察军工企业和民用企业的合作创新意愿变化，探究技术能力与技术势差对双方合作创新意愿的影响。记中广核为A，格力电器为B。在考虑格力电器与中广核合作的现实基础上，对模型中的参数按照实际情况进行初始状态赋值，设格力电器选择“合作”策略的收益分配系数为0.4，中广核选择“合作”策略的收益分配系数为0.6；格力电器选择“合作”策略的成本系数为0.4，中广核选择“合作”策略的成本系数为0.6，选择“不合作”战略方需要支付的违约罚金为20；政府对于双方形成合作创新的奖励金为10；技术研发成功后的收益为700，预计成本为30。以上具体参数赋值见表4。

表4 模型参数赋值

为了探究技术能力与技术势差对军工企业和民用企业合作创新意愿的影响，本文对技术能力与技术势差分5种情况进行取值分析。

情况1：技术能力变化时军民融合企业合作创新意愿演化情况。

在其他参数不变的情况下，军工企业和民用企业技术能力变化对军民融合企业合作创新意愿的仿真。如图3所示，当技术势差固定为0.5时，技术能力的临界值范围介于[0.6，0.7]，当技术能力大于临界值时，企业技术能力越大越会快速选择合作策略，当技术能力为0.7、0.8时，军工企业均有一小段技术意愿下降的区间，这是由于此时双方技术势差较大，同时企业本身技术能力不是太强，此时进行技术创新成本较高，但考虑到违约罚金，最终还是选择合作策略；当技术能力小于临界值时，民用企业与军工企业选择不合作策略，民用企业初始合作意愿有小幅度上升，但最终仍选择了不合作。究其原因，民用企业选择合作策略时可获得来自军工企业的违约罚金，但进行技术创新需要付出较大的成本，均衡之下最终选择不合作。仿真结论：当技术势差不变时，随着军工企业技术能力增强，中广核和格力电器合作意愿先降低后升高。

图3 技术能力变化时军民融合企业合作创新意愿演化情况

情况2：技术势差变化时军民融合企业合作创新意愿演化情况。

在其他参数不变的情况下，军工企业和民用企业技术能力变化对军民融合企业合作创新意愿的仿真。由图 4可知，当技术能力取值为0.8时，技术势差临界值在[0.5，0.6]之间，技术势差小于临界值时，双方选择合作策略，此时随着技术势差的减小，军工企业与民用企业选择合作策略越快。当企业技术能力维持在较高水平时，技术势差越小中广核与格力电器越倾向于合作，此时进行技术创新成本较低，且可获得政府补助，因此军民融合企业会选择技术势差小的公司进行合作。当技术能力取值为0.8，技术势差取值为0.6时，军工企业合作意愿有小幅度上升，最终趋向于选择不合作策略。但是此技术项目承接军工企业与民用企业间技术势差过大，导致军工企业与民用企业针对此技术项目的技术共享难度变大，成本陡增，军工企业最终选择不合作。民用企业一开始就选择了不合作，可能是由于自身固有设备能力、人员技术水平等生产要素水平较低，无法达到技术合作要求，进行技术合作成本过高。仿真结果：当企业技术能力不变时，技术势差越小，中广核和格力电器合作意愿越强。

图4 技术势差变化时军民融合企业合作创新意愿演化情况

情况3：同向变化军民融合合作创新意愿的演化情况。

在其他参数不变的情况下，军工企业和民用企业技术势差与技术能力同向变化对军民融合企业合作创新意愿的仿真。如图5所示，军民企业和民用企业均选择合作战略，随着技术能力与技术势差的同时增加，军工企业与民用企业选择合作策略的收敛速度逐渐降低，当技术能力到达0.6、0.7，技术势差到达0.4、0.5时，军工企业合作意愿先有小幅度的下降，技术能力与技术势差越大，合作意愿下降幅度越大，但最终军工企业与民用企业都选择了合作策略。当军工企业技术能力相对较低时，如果与民用企业技术势差比较小时，双方合作意愿都比较强烈；当军工企业技术能力与技术势差均增加时，此时军工企业具有较高的技术能力，但由于技术势差较大，此时民用企业技术能力较低，双方囿于成本以及收益性，均会选择不合作策略。仿真结果：技术势差与技术能力同时增加时，中广核和格力电器合作创新意愿先增加后减弱。

图5 同向变化军民融合合作创新意愿的演化情况

情况4：技术能力下降与技术势差增加时合作意愿的演化情况。

在其他参数不变的情况下，军工企业和民用企业技术可靠度下降与技术创新度上升对军民融合企业合作创新意愿的仿真。如图6所示，技术能力与技术势差的临界值范围分别为[0.6，0.7]，[0.4，0.5]，当技术势差小于临界值，技术能力大于临界值时，双方达成合作战略；当技术势差大于临界值，技术能力小于临界值时，双方均趋向选择不合作战略，同时当技术势差越小，技术能力越大，收敛于合作策略的速度越快，当技术能力较低而技术势差较大时，民用企业合作意愿首先有小幅度上升，有进行技术合作创新的意愿，但由于技术势差过大，进行技术创新成本较高，故选择不合作。仿真结果：技术能力降低与技术势差增加时，中广核和格力电器合作创新意愿逐渐降低。

图6 技术能力下降与技术势差增加时合作意愿的演化情况

情况5：技术能力增加与技术势差减小时合作意愿的演化情况。

由图7可知，技术能力与技术势差临界值介于[0.6，0.7]，[0.4，0.5]，当技术能力小于临界值，技术势差大于临界值时，军工企业和民用企业趋向于不合作，此时双方技术能力处于较低的区间，两者间技术势差比较大，可以理解为技术方向差异比较大，此时双方需要投入的创新成本较高，双方选择不合作；当技术能力增加同时技术势差降低时，双方趋向于选择合作策略，同时收敛速度先减小后增加，在双方技术能力提高同时技术势差减小的同时，军工企业和民用企业进行合作创新成本减少，有利于促进合作创新。仿真结果表示：技术能力增加与技术势差减小时，中广核与格力电器创新意愿逐渐增强。

图7 技术能力增加与技术势差减小时合作意愿的演化情况

3 结论与启示

军民融合合作创新有利于军民通用技术的快速发展，打造强大的军民一体化的国家战略和创新能力。本文从军工企业和民用企业自身的利益诉求出发，从技术因素切入，在目前研究的基础上，将技术因素进一步进行下探，划分为技术能力以及技术势差两个维度，并与军工企业和民用企业的演化博弈模型相结合，探究细分技术维度对军民企业合作意愿的影响研究。在进行探索性研究的基础上，本文根据不同情景下的研究结果提出相关建议如下：

1)当企业技术能力不变时，技术势差越小，军工企业和民用企业合作创新意愿越强。当技术势差持续增加，所对应的合作创新成本持续增加，军工企业与民用企业更倾向于进行产品/技术采购，而非进行开发。在这种情况下需要政府等第三方机构从资金、人员、设备等方面进行资助，保障军民融合创新顺利进行。

2)当技术势差不变时，随着军工企业技术能力增强，军工企业和民用企业合作创新意愿先降低后升高。技术能力越高说明企业自发学习创造能力越强，此时不论军工企业还是民用企业都会选择独立进行技术研发，规避合作研发带来的研发成本增加。因此，选择项目类型上技术能力中等的企业更有利于实现军工企业与民用企业的共赢；当军工企业技术能力不太强时，需要第三方机构进行资源的支援，营造良好的军民融合创新氛围，提升军民融合创新意愿。

3)技术势差与技术能力同时增加时，军工企业和民用企业合作创新意愿先增强后减弱。当技术势差与技术能力越大，收敛于不合作策略的速度越快，当双方技术能力达到较高程度后，已经拥有足够的创新能力，因此不再考虑进行合作创新。在这种情况下，针对军工企业技术能力较高，民用企业技术能力较低的技术合作项目，政府需要从政策、资金角度进行倾斜，促进军民融合创新意愿增强。

4)当技术能力与技术势差反向变化时。能力降低与技术势差增加时，军工企业和民用企业合作创新意愿逐渐降低。针对军工企业与民用企业技术能力都较强的技术合作项目，“强强联手”双方都乐意合作，此时政府不需要进行资金等资源的支持，提供宽松融洽的技术合作氛围，依靠市场的力量双方均会选择合作；针对军工企业与民用企业技术能力均较低的情况，双方合作意愿均很低，此时或许需要寻求高校、研究所等科研实力较高的第三方机构提供技术支持，政府可以通过提供资金以及设备支持来提升军民融合创新意愿；当技术能力增加与技术势差减小时，军工企业和民用企业合作创新意愿逐渐增强，由于技术势差差异较小，所需创新成本较低双方合作意愿均很强烈。因此，企业还需要提高自身科技实力，来减小与相对军工企业的技术势差，使得双方的合作成本降低，达到提升双方合作意愿的目的。