基于政企研三方博弈视角的科技成果转化主体行为策略研究

陈艺丹,洪 帅,田学斌

(1.河北经贸大学 经济研究所,河北 石家庄 050061;2.河北经贸大学 京津冀协同发展河北省协同创新中心,河北 石家庄 050061)

一、引言

科技成果转移转化是实施创新驱动发展战略的关键环节,正影响和改变着未来经济发展格局。《中国科技成果转化2020年度报告》显示,我国科技成果转化活动持续活跃,主要方式为成果转让。尽管我国科技成果转化工作取得了明显实效,但仍与以创新链支持产业链转型升级实现高质量发展的现实需求存在一定差距。参与科技成果转化的主体主要由科技成果输出方(包括高校、科研院所、国家实验室以及企业内部具备科研能力的研究部门等)、科技成果输入方(以企业为主)以及科技成果转化主导者和推动者(主要指政府及其附属机构)三者组成。由于科技成果转化是一项多系统、多组织、多链条交叉配合的工程,具有较强的系统性和复杂性,在当前科学与技术日益交叉融合的趋势下愈加需要各主体之间的协同配合。影响主体间合作开展科技成果转化的因素比较复杂,厘清主要影响因素,研究科技成果输出方、输入方以及政府三类主体之间博弈过程和三方达到合作的演化路径,对提升合作水平、提高科技成果转化效率、助推经济社会高质量发展具有重要现实意义。

关于科技成果转化问题,各级政府对其重视程度逐渐加深,出台的相关政策数量越来越多[1],其根本原因是政策工具成为促进科技成果转化的手段和途径,有利于提升科技成果转化治理效能,推动科技成果转化高质量发展[2]。对高校来说,作为科技成果转化的依托和重要承载地,其科技成果转化效率及影响因素受到广大学者的关注[3]。赵公民等以“双一流”高校为研究对象,发现互联网发展水平对于高校科技成果转化效率存在边际效应递增的非线性影响[4]。刘霞等基于SBM-DEA模型研究了各城市高校科技成果转化效率,结果表明高校科技成果转化综合效率差异较大,且规模效率普遍不佳[5],产出较低,实际收入数明显不足[6]。究其原因,贾雷坡等认为高校科技成果转化差异主要受专业人才短缺、经费不足、周期较长等制约因素影响[7]。对企业来说,作为科技成果转化的主要输入方,徐欣指出开放式创新对企业科技成果转化效率的影响呈倒U型,且CEO学术经历与研发经历具有正向调节作用[8],Berchicci发现技术引进对于企业科技成果转化率具有积极的影响[9],但林青宁、毛世平认为这种积极影响的产生需要同时增强企业对新技术的消化吸收能力[10]。科技成果转化过程中,高校及科研院所拥有较强的知识和技术优势,相对来说企业凭借较强的商业转化能力与之形成互补。因此,在政府的引导下,与企业合作,通过技术交易把科技成果转化到企业成为高校及科研院所进行成果转化的主要途径。兰筱琳等通过对主体之间关系的研究发现,科技成果转化实质上是各主体利益关系的博弈过程[11]。其中,科技成果转化成功率影响高校(输出方)和企业(输入方)的合作意愿,同时成果转化的商业化成本对企业是否选择与高校合作影响较大[12]。为了提高科技成果转化率,陈湘东、王生林认为政府应减少对科研机构的监督成本、增加对成果输入方的鼓励,加大新技术的推广力度[13]。

综上所述,现有文献主要围绕高校与企业在科技成果转化中的关系以及成果转化影响因素等研究[14]展开,虽然有少量文献关注了政府的作用,也仅是阐述政府的惩罚和激励对科技成果转化的影响,对于高校、企业以及政府三类主体在科技成果转化过程中的行为选择鲜有涉及,同时尚未有学者对科技成果输出方、输入方与政府惩罚、激励力度的敏感性进行研究探讨。基于此,尝试以高校(成果输出方)、企业(成果输入方)及政府为主体构建演化博弈模型,探讨影响主体行为选择的因素及如何推动模型中三类主体向稳定策略发展,为优化我国科技成果转化提供理论借鉴。

二、“政府—企业—高校”三方博弈互动分析

科技成果转化过程中,政府、高校、企业三者之间存在复杂的博弈关系,由于目标和利益不同,三方在博弈过程中的策略选择都是以自身利益最大化为宗旨。政府参与科技成果转化的主要目标是促进经济发展和社会进步,通过制定相关政策、设立引导基金提供资金支持和税收优惠、担负监督责任、创新社会生态等方式推动科技成果转化为现实生产力。国家和地方政府出台多项科技成果转化相关政策和措施,从制度建设着手,对创新决策、研发投入、成果转化等全链条整体部署,对资金、平台、人才等关键创新资源系统布局,探索多种融资模式,设置科技成果转化专项资金支持平台建设、科技成果的研发、试制和推广等。同时对获得科技成果转化资金支持的项目围绕资金使用和管理情况、项目执行绩效评价情况等开展定期检查。

企业在科技成果转化中起着关键的市场化和商业化作用。企业通常具有市场渠道、资本和商业经验,能够将科技成果转化为具体产品或服务,并推向市场。企业在科技成果转化中更加关注商业利益和市场竞争力,同时也需要获取创新技术和知识产权,同时与高校合作以获得市场竞争优势。

高校是科学研究和创新的主要场所,是科技成果转化中重要的创新源泉和科研力量。高校需要寻求研发资金支持,取得科技成果后可以通过技术转移、成立科技公司、与企业进行合作等方式将科技成果转化为实际应用。校企合作是加快科技创新、培养专业人才、促进科技成果转化落地的有效路径,本文仅考虑高校与企业合作共同开展科技成果转化的方式。合作过程中高校更加注重学术研究和知识创新,追求科技成果的发现和知识产权的保护。部分高校采用自办企业、或者要求直接参与科技成果商业转化过程的方式进行成果转化,这两种方式不在本文的考察范围之内。

在科技成果转化过程中,政府、企业、高校之间存在一系列利益冲突和合作,三方演化博弈系统如图1所示。政府在资金投入时需要考虑科技成果的商业化潜力、社会效益和经济发展需求,同时平衡高校和企业的需求和利益,通过建立科技转移机构、提供知识产权保护和技术转让的政策支持,引导高校与企业进行合作,实现利益的协同。高校和企业则需要通过合理的资源申请和利用策略来获取政府的资金支持,并与政府进行合作和沟通,以确保资源的合理分配和利用,通过合作协商、合同签订和资源共享等方式,解决可能出现的合作难题,实现科技成果的共赢转化。

图1 政府—企业—高校科技成果转化合作互动关系

三、模型设定

(一)基本假设

三类主体在科技成果转化过程中具有有限理性。面临信息不完全的外部环境,各主体掌握的信息也具有不对称性。三者在博弈过程中,不仅对外部环境变化无法准确预测,同时对其他两方的合作目的、合作意愿以及合作动机等信息无法精准掌握。博弈过程是重复进行的,并且每一次的行为策略选择和收益情况在博弈结束后都能被其他参与方完全获得。因此,当无法判断当期合作的得失情况时,博弈参与者会参考其他参与者之前的行动策略来确定自己的策略选择,这种情况下模仿前期的行为就是参与者的最佳策略选择。博弈方根据已经发生的行为,彼此之间通过不断模仿、交互,调整自身策略选择,最终达到稳定状态,形成稳定的策略集合。演化博弈中的复制动态模型可以用来分析这种模仿行为。

基于此,提出如下假设:

假设1:高校根据其科研成本和成果转化后的收益等因素决定是否与企业合作开展科技成果转化,其中选择与企业合作的概率为x,则不合作的概率为1-x。高校在成果研发中产生人力、物力等资源的消耗,形成研发成本C1。假设成本消耗越大,该项成果的创新价值越高,且满足0≤x≤1的条件。

假设2:企业根据科技成果转化中商业化运营成本C2以及产生的商业化收益M选择与高校合作或者不合作,选择“合作”策略的概率为y,选择“不合作”策略的概率为1-y,且满足0≤y≤1的条件。

假设3:政府在科技成果转化博弈中根据其社会收益、监管成本等因素自愿选择“参与”或“不参与”,并且选择“参与”策略的概率为z,选择“不参与”的概率为1-z,且满足0≤z≤1的条件。

假设4:政府参与科技成果转化时,会获得社会收益U,同时产生成本C3,对选择合作开展科技成果转化的高校和企业给予一定的奖补(P)。为避免合作开展科技成果转化中出现违约现象,对违约的一方进行惩罚(Q),且惩罚Q大于奖补P。政府不参与科技成果转化时社会收益为U′,且U-C3>U′,即参与净收益大于不参与时的收益。

假设5:科技成果转化的结果具有不确定性,存在转化失败的可能,因此用α表示高校和企业合作科技成果转化的成功率。

假设6:高校和企业在合作之前会签订相关协议,商定好各自获得的利益分摊比例。假定协议中签订高校获得的成果转化利益分摊比例为β,高校获得的收益为Mβ。企业获得的分摊比例为1-β,收益则为M(1-β)。

假设7:在选择是否与对方开展科技成果转化合作之初,高校拥有的科研成果和企业具备的资源本身具有一定的价值,会带来一些有形或无形的收益,将这些收益记为高校的基础收益Rs,企业的基础收益RE。

三主体演化博弈相关符号及参数含义如表1所示。

表1 三主体演化博弈相关符号及参数含义

(二)模型构建

基于以上假设,在政府选择参与策略时,高校和企业如果都选择和对方合作进行科技成果转化,那么高校除获得一定比例(β)的商业化收益外,还将获得政府给予P的奖励,最终将会得到Rs+Mαβ+P-C1的总收益,企业在双方合作中得到的总收益为RE+Mα(1-β)+P-C2。如果两者均选择不合作,那么高校和企业收益均为基础收益扣除罚金Q;如果高校选择合作而企业选择不合作,高校除消耗研发成本C1外,还可获得政府给予的奖补P。政府选择不参与时的社会收益为U′,且U′

图2 科技成果转化三方行为决策博弈树

四、高校、企业与政府三方演化稳定策略分析

(一)三方期望收益函数

根据表2可知高校选择“合作”策略的期望收益如式(1)所示:

πS1=yz(RS+Mαβ+P-C1)+(1-y)z(RS+P-C1)+y(1-z)(RS+Mαβ-C1)+(1-y)(1-z)(RS-C1)

(1)

高校选择“不合作”策略的期望收益如式(2)所示:

πS2=yz(RS-Q)+(1-y)z(RS-Q)+y(1-z)RS+(1-y)(1-z)RS

(2)

高校在科技成果转化中的平均期望收益如式(3)所示:

πS=xπS1+(1-x)πS2

(3)

企业选择“合作”策略的期望收益如式(4)所示:

πE1=xz[RE+Mα(1-β)+P-C2]+(1-x)z(RE+P-C2)+x(1-z)[RE+Mα(1-β)-C2]+(1-x)(1-z)(RE-C2)

(4)

企业选择“不合作”策略的期望收益如式(5)所示:

πE2=xz(RE-Q)+(1-x)z(RE-Q)+x(1-z)RE+(1-x)(1-z)RE

(5)

企业在科技成果转化中的平均期望收益如式(6)所示:

πE=yπE1+(1-y)πE2

(6)

政府选择“参与”策略的期望收益如式(7)所示:

πG1=xy(U-C3-2P)+x(1-y)(U-C3-P+Q)+(1-x)y(U-C3-P+Q)+(1-x)(1-y)(U-C3+2Q)

(7)

政府选择“不参与”策略的期望收益如式(8)所示:

πG2=xyU′+x(1-y)U′+(1-x)yU′+(1-x)(1-y)U′

(8)

政府在科技成果转化中的平均期望收益如式(9)所示:

πG=zπG1+(1-z)πG2

(9)

(二)科技成果转化三方主体复制动态方程

根据演化博弈理论,由式(1)—(9)可知,高校“合作”行为的复制动态微分方程如式(10)所示:

=x(1-x)[z(P+Q)+yMαβ-C1]

(10)

企业“合作”行为的复制动态微分方程如式(11)所示:

=y(1-y)[z(P+Q)+xMα(1-β)-C2]

(11)

政府“参与”行为的复制动态微分方程如式(12)所示:

=z(1-z)[U-C3+2Q-U′-(P+Q)(x+y)]

(12)

由于高校、企业和政府具备有限理性,最佳的策略选择很难仅通过一次决策实现。因此,式(10)—(12)可以看作一个演化过程,三个方程联立形成一个复制动态系统,联立方程组式(13)的解,即为该演化博弈模型的均衡解。

(13)

(三)博弈稳定性分析

根据Weinstein微分方程平衡点稳定性原理[15],如果方程中x处于稳定状态,那么有F(x)=0,F′(x)<0。

1.高校决策的均衡分析

根据以上分析可知,高校如果实现策略稳定,则x满足F(x)=0,F′(x)<0。

2.企业决策的均衡分析

3.政府决策的均衡分析

4.复制动态系统均衡解分析

由联立方程组式(13)构造出演化博弈的雅克比矩阵J:

(14)

令F(x)=0,F(y)=0,F(z)=0可以得出复制动态系统中的8个纯策略解E1(0,0,0),E2(1,0,0),E3(0,1,0),E4(0,0,1),E5(1,1,0),E6(0,1,1),E7(1,0,1),E8(1,1,1)。

根据该8个均衡点形成的雅克比矩阵的特征值正负来判断哪些均衡点是演化稳定点。当均衡点的雅克比矩阵的所有特征值都为非正时,该点具有演化稳定性,即为演化稳定点;当所有特征值都为正时,该点不具备稳定性,即为不稳定点;当特征值有正有负时,该均衡点为鞍点。将E1—E8分别代入雅克比矩阵J中,得到8个均衡点对应的雅克比矩阵的特征值以及复制动态系统均衡点局部稳定性分析,如表3所示。

表3 雅克比矩阵特征值及系统均衡点局部稳定性分析

由表3可知,稳定点由U与C3+U′+2P的关系决定。

当U

当U>C3+U′+2P时,即政府选择参与的收益大于不参与收益、参与成本以及对高校和企业两方奖补之和时,E8(1,1,1)为演化均衡点,此时高校和企业选择“合作”,政府选择“参与”(合作,合作,参与)成为演化稳定策略组合。

五、数值模拟与仿真

高校、企业与政府合作进行科技成果转化的目的是提高成果转化效率与质量,促进高新技术产业的发展,推动产业升级,进而提高科技竞争力。影响三者策略选择的因素有很多,任何因素的变化都可能会导致演化结果发生改变。不同的条件下,三者策略选择的稳定状态不同。

政府作为科技成果转化制度的主要提供者,营造并持续改善着成果转化的制度环境。因此政府参与是提高科技成果转化效率、促进经济社会创新发展的关键环节。所以研究的最终目标是达到高校和企业合作、政府参与的理想状态,寻找动态系统中趋近于(1,1,1)的点博弈策略,在上一部分建立的演化博弈模型基础上,通过数值仿真对高校、企业和政府的策略演化进行具体分析。仿真过程中参数的设置主要依据模型中所涉及的各因素变化规律以及对演化稳定策略的敏感程度。通过改变参数的取值情况,分析成本、奖补、惩罚、收益等因素对各主体策略选择的影响。本文参考林晶晶等和王文宾等对各参数进行赋值[16-17],设置的各参数值并不表示经济社会运行中的实际数值。另外,为不失一般性,研究假设所涉及的各参数取值均为正。具体参数设置如下:U=10,C1=1,C2=1.5,α=0.5,β=0.5,C3=3,U′=2,Q=2.5,P=1.5,M=8。

(一)高校、企业与政府演化稳定策略分析

对以上设置的参数进行仿真模拟可以得到高校、企业和政府三类主体在满足设定条件下的策略演化情况,如图3所示。满足所有假设的条件下,设定高校、企业与政府在博弈中初始意愿值分别为x=0.1,y=0.2,z=0.4,可以发现,即使高校和企业初始选择“合作”策略的概率与政府选择“参与”的概率均比较低,只要收益、利益分配比例、成本等其他因素在合适范围内,系统通过不断演化最终达到(1,1,1)的稳定点,也就是三方主体通过不断调整策略选择最终会形成(合作,合作,参与)的稳定策略。

图3 高校、企业和政府演化稳定策略

(二)研发成本C1的变动对高校策略选择的影响

其他参数保持不变,改变高校的研发成本,分别取值为:C1=1,C1=1.2,C1=1.4,C1=1.6,C1=1.8,C1=2.0,仿真6次后结果如图4所示。可以发现研发成本约为1.8时,系统无法收敛到稳定的状态。当C1大于1.8时系统逐渐向0演化,即高校选择与企业合作开展科技成果转化的概率逐渐趋向于0,最终选择“不合作”策略。当C1小于1.8时,系统向1演化,高校选择与企业合作的概率逐渐趋向1,最终选择与企业“合作”开展科技成果转化。对比6次仿真结果发现,研发成本取值越小,系统收敛到1的速度最快,时间最短。随着成本取值的增大,系统向1收敛的速度逐渐减缓,超过1.8后则逐渐向0收敛。

图4 成本C1的变化对高校策略选择的影响

这说明,对于高校来说如果与企业合作开展科技成果转化,研发成本是其必然要考虑的一个因素。当该成果的成本较大时,高校可能最终获得的净收益并不高,因此会拒绝与企业合作进行成果转化。研发出该成果的成本越低,高校越偏向于与企业合作开展科技成果转化工作。

(三)奖补P和惩罚Q的变动对企业策略选择的影响

保证其他参数取值不变,对企业选择合作开展科技成果转化时获得的奖补P和对选择不合作时接受的惩罚Q分别赋值为:P=0.5,P=1,P=1.5,P=2,P=2.5,P=3;Q=0.5,Q=1.3,Q=2,Q=2.5,Q=3,Q=3.5,仿真6次后,探讨奖补P和惩罚Q变动时企业策略选择的变化情况,企业策略选择演化结果如图5和图6所示。

图5 奖补P对企业策略选择的影响

图6 惩罚Q对企业策略选择的影响

图5显示,当政府给予企业参与合作的奖补P比较小时(例如P=0.5),企业选择与高校合作开展科技成果转化的概率会向0收敛,即企业更偏向于选择“不合作”策略。表明政府激励不足时,企业与高校合作的积极性较低。随着P值的增大,企业选择与高校合作的概率逐渐向1收敛,并且P值越高,系统向1收敛的速度越快。说明政府在发挥引导作用时,奖励和补贴越高,企业与高校合作开展科技成果转化的积极性越高。

图6显示,当Q取值为0.5时,企业选择与高校合作的概率趋向于0,说明企业违约后受到政府的惩罚较小时,该惩罚对企业没有产生约束作用。当Q取值为3.5时,企业选择与高校合作的概率向1收敛的速度最快,此时企业更倾向于选择“合作”的策略。说明较高的惩罚力度增加了企业的违约损失,在利益最大化的前提下,企业最终会选择履行约定,积极与高校合作开展科技成果转化。

通过以上分析可知,来自政府的奖补P和惩罚Q都能促使企业选择高校合作开展科技成果转化工作,并且奖补和惩罚力度越大,企业与高校合作的积极性越高。数值对比P=3与Q=3的仿真结果可以发现,当奖励和处罚的力度相同时,P=3的情况下,系统大约经历24次演化达到稳定状态;Q=3的情况下系统需要大约经历30次演化后达到稳定状态。可知同等力度的奖补与惩罚下,系统在奖补P=3时向1收敛的速度更快,说明政府在参与科技成果转化过程中,相对于惩罚来说,政府给予的奖补对企业选择与高校“合作”的影响更大。

(四)政府参与成本C3的变动对政府策略选择的影响

保证其他参数不变情况下,对C3分别取值为:C3=1,C3=1.5,C3=2,C3=2.5,C3=3,C3=3.5,C3=3.8,C3=4,C3=4.5,C3=5,仿真10次后结果如图7所示。

图7 成本C3对政府策略选择的影响

由图7可以发现10个取值中,大约当C3取值大于3.8时政府选择“参与”科技成果转化的概率逐渐向1收敛,且数值越小收敛的速度越快;小于3.8时政府选择“参与”的概率逐渐向0收敛,且数值越大收敛的速度越快。这说明政府在引导企业和高校积极合作开展科技成果转化,提升社会收益的同时,需要将参与成本控制在合理范围之内。成本较高会导致政府选择“不参与”的策略,控制合理的参与成本才会促使政府积极引导和推动其他主体合作开展科技成果转化工作,提高成果转化率,增强科技创新能力。

六、结论与建议

本文通过建立演化博弈模型,以高校、企业和政府为博弈主体,分析了三者在科技成果转化中的博弈过程以及演化稳定策略的发展情况。研究结果表明:(1)当满足U>C3+U′+2P条件时,即政府参与科技成果转化的社会收益大于参与成本、不参与的社会收益以及对其他主体的奖补之和情况下,三方主体会通过不断调整策略,最终实现高校和企业合作、政府参与的理想状态。(2)研发成本对高校是否选择与企业开展合作具有重要的决定作用。随着研发成本逐渐增大,高校与企业合作的积极性逐渐降低,增大到一定程度时高校趋向于选择“不合作”策略。(3)政府的奖补和惩罚对于企业选择与高校合作开展科技成果转化具有明显的促进作用,随着奖补与惩罚力度的逐渐增大,企业与高校合作的积极性逐步提高。并且相同力度下,奖补对企业选择“合作”策略的激励效果比惩罚产生的约束效果要明显。(4)合理的参与成本是促使政府积极引导其他主体合作开展科技成果转化的重要因素。本文不足之处在于,科技成果转化方式除与其他单位合作开展成果转化外,还有另外的方式,例如“自办企业”“成果全权转让”等。什么样的条件下,哪一种方式是成果研发单位的最优选择等问题,本文尚未进行深入分析,这将作为下一步的研究重点继续探讨。为了进一步加快科技成果转化,提高科技成果转化的数量与质量,充分发挥科技创新在高质量发展中的作用,提出如下对策建议。

(一)完善科技成果转化政策体系,加大政策鼓励力度

建立和完善科研创新制度,形成科技成果转化多主体协同保障机制,构建合理的利益分配和风险共担机制。加大科技成果转化政策支持力度和范围,实现科技成果转化精准扶持,激发创新活力。加大科技成果转化的财税支持,制定可以快速落地实施的财税政策,充分利用国家财政、企业资金和研发机构自有资金等多方资金,积极引导社会资金投入,提高科技研发及科技成果转化中的资金保障水平。制定研发单位和机构股权、分红等激励政策,加大对科技人员职务成果的税收政策激励,鼓励科研人员以科技成果投资入股,打通科技成果转化应用的“最后一公里”。完善科技创新人员收入分配政策,将科技成果转化作为个人晋升的条件之一,激发高校等研发机构科技创新人员参与科技成果转化的积极性和主动性。完善科技成果转化奖惩机制,建立各主体间知识共享和产权保护机制。

(二)深化科技经费分配使用机制改革,激发科技成果转化内生动力

健全高校等科研机构科研项目管理制度,强化各类科研项目的管理责任,明确部门分工,加强对科技成果转化的管理、组织和协调,扩大科研机构对科技成果的使用权、经营权和处置权。改革研发单位科技成果转化相关财务制度,赋予科研人员更大财务自主权。科研经费中提前预留出持续、稳定的资金用于科技成果转化工作,并制定完整的绩效评价体系,积极引进专业评价机构对科技成果价值以及科技成果转化各环节进行全面、客观、公正的评价。

优化政府参与科技成果转化设立的引导资金支出结构,构建适度预算规模,严格执行财政预算,严格界定各项经费支出的范围和标准。加强经费使用监督管理,加大监督执法和处罚力度,保障科技创新创业引导资金的合理合规使用。

(三)推进企业主导的政企研深度协同融合,激发科技成果转化新动能

高度重视企业,尤其是科技领军型企业在科技创新、科技成果转化中的主体地位。推动企业参与、高校等科研机构主导的政企研合作范式向龙头企业或科技领军型企业主导、高校等科研机构支撑、政府政策引导、多个创新主体协同融合发展的合作模式转变,为科技成果转化注入新动能。强化中央企业、科技型骨干企业引领支撑作用,加快打造龙头企业牵头的政企研协同创新联合体,提供稳定的可持续的资源保障,推动企业、科研机构和政府等多元创新主体“同题共答”。高校可以加强技术转移和产业化服务,将科研成果转化为具有商业价值的产品或服务,为企业提供技术支持和创新动力;企业可以积极寻求高校的技术转移和合作机会,获取技术资源和创新成果。两者建立长期稳定的合作关系,创建联合实验室,共同开展技术研发和转化工作,实现技术资源的共享和优化,提高技术创新和转化的效率和质量。