基于演化博弈的创新生态系统核心企业知识溢出策略研究

田 剑 王鄂苏

(江苏科技大学经济管理学院,江苏 镇江 212100)

0 引 言

21世纪以来,席卷全球的产业变革引领了新一轮的科技创新,单一企业已难以在复杂多变的竞争环境中获得优势,企业如何构建创新生态系统以应对繁杂的外部环境成为当前创新领域关注的核心问题之一[1-3]。构建以核心企业为主体的创新生态系统,提高创新能力是实施创新驱动发展战略的重点发展方向,探索核心企业知识溢出策略对创新生态系统演化的影响,对于实现企业转型与提升创新生态系统价值具有理论和现实意义。

美国总统科技顾问委员会(PCAST)2003年首次提出创新生态系统的概念。关于创新生态系统的研究,主要有结构观[4]和演化观[5]两大流派,学者们着重研究了企业创新生态系统的理论分析框架[6]、网络结构[7]、价值创造[8]、演化机制[9]及其对创业绩效的影响[10]等。虽然学者们都强调核心企业在创新生态系统中很关键,但有关核心企业知识溢出行为对创新生态系统演化影响的研究仍不充分。

知识溢出的传播过程产生了知识流动与互动,进而能被创新生态系统中的企业吸收、学习、再创造,从而降低非核心企业进行创新活动的边际成本,核心企业也终将受益。企业推出新品到竞品上市的平均间隔时间从30年缩短至3年的现象揭示了知识溢出会引发产品竞争[11],从而减少核心企业的市场优势与利润,增加其被技术赶超和产品替代的风险以及回报的不确定性,对核心企业有负面影响。

综上所述,企业创新生态系统内核心企业知识溢出的研究处于发展阶段,相关研究相对匮乏。存在以下不足:在研究方法上,文献多侧重于定性分析,较多采用两方演化博弈模型,三方演化博弈模型运用鲜见且研究均在博弈主体完全理性的强假设下开展。文献中的主要变量有知识共享、政府补贴和惩罚、知识存储转移,但没有考虑核心企业对博弈主体提供补贴的影响、博弈主体之间的感知收益。部分学者提出政府应对创新主体提供补贴,但未提及补贴应控制在合理范围内。本文旨在丰富企业创新生态系统的知识溢出理论,为企业创新生态系统的良性发展和核心企业获取知识资源提供理论参考。

1 博弈模型构建

1.1 模型基本假设

本文所考虑的企业创新生态系统是由核心企业引导的,包括非核心企业和信息中介机构。参照相关研究[12-14],构建知识溢出主体的演化博弈模型。

假设H1:创新生态系统演化博弈中的主体由核心企业、非核心企业和信息中介机构三方构成,博弈主体均有积极合作和消极合作两种策略可以选择。核心企业的积极合作是指引导知识溢出,为其他博弈主体提供资金和技术支持;消极合作是指核心企业只追求自身技术提升而不带领其他博弈主体开展知识溢出。非核心企业的积极合作是指吸收和规范使用核心企业研发的新知识资源,并与核心企业达成一致目标;消极合作是指拒绝规范使用或违规盗用新知识资源。信息中介机构的积极合作是指将新知识从创新生态系统外部转移到内部,并为企业提供信息咨询服务;消极合作是指不提供服务。核心企业参与知识创新的概率为X,非核心企业积极合作的概率为Y,信息中介机构提供服务的概率为Z,其中X、Y、Z∈[0,1],T是时间的函数。

假设H2:非核心企业选择消极合作策略的基本收益为M1,选择积极合作策略的基本收益为M2。当创新生态系统拥有丰富的知识溢出资源基础时,核心企业能够获得感知收益p。当信息中介机构采取积极合作策略而非核心企业采取消极合作策略时,核心企业感知收益为q,并假设p>q,M2>M1。当双方都采取积极合作策略时,信息中介机构获得额外收益a。

假设H3:核心企业给予非核心企业的补贴用KF表示,K为补贴上限,F代表知识溢出补贴。核心企业提供给信息中介机构的补贴用DW表示,D为补贴上限,W代表知识溢出补贴。

假设H4:当非核心企业采取积极合作策略时,信息中介机构可通过积极合作获得超额收益M11,通过消极合作获得额外收益M21。当非核心企业采取消极合作策略时,信息中介机构的积极合作可产生额外收益M12,而消极合作则产生额外收益M22。

假设H5:假设知识同化量为Qb,知识吸收量为Qc,知识同化能力系数为α,知识吸收能力系数为β。假设核心企业分担的成本为Ca,非核心企业分担的成本为Cb,信息中介机构分担的成本为Cc。

1.2 收益矩阵构建

在模型中,假设核心企业选择积极推动知识溢出的意愿为x,选择消极合作的意愿为1-x;非核心企业选择积极接受知识溢出的意愿为y,选择“搭便车”的意愿为1-y;信息中介机构选择提供服务的意愿为z,选择不提供服务的意愿为1-z,其中x、y、z∈[0,1]。由此可以得到8种策略组合对应的知识溢出主体博弈收益矩阵(见表1)。

表1 知识溢出主体博弈的收益矩阵

2 演化稳定策略求解

2.1 收益期望函数构建

根据马尔萨斯动力学方程[15],可得到核心企业、非核心企业和信息中介机构知识溢出策略的复制动态方程。

(1)

(2)

(3)

2.2 演化稳定策略求解

根据上述复制动态方程,可以得到核心企业、非核心企业和信息中介机构的演化状态,进而形成一个三维动态系统D。

如果{dx/dt=0,dy/dt=0,dz/dt=0},则可以得到动力系统D中的9个部分平衡点:E1(0,0,0)、E2(0,0,1)、E3(0,1,0)、E4(0,1,1)、E5(1,0,0)、E6(1,0,1)、E7(1,1,0)、E8(1,1,1)和E9(x*,y*,z*)。根据Friedman的方法[16],对三维连续动态系统的雅可比矩阵进行稳定性分析,可以得到系统演化稳定策略(ESS)。微分方程平衡点D的稳定性可由矩阵的行列式J和迹的正负性质来确定。

本文以E8(1,1,1)为例,讨论核心企业积极参与的稳定性、非核心企业的创新研发以及信息中介机构在企业创新生态系统演化中的策略。

当Ca>p+α(Qb+βQc),M1+Qb+Ca>M2+a+KF+αQb,Qc+M21+Cc>αβQc+KF+M11的特征值均为负时,系统的平衡点是演化稳定策略。类似地,可以获得其他平衡点的稳定性(见表2)。

表2 平衡点的稳定性分析

上述分析表明,E2、E7、E8可能是系统的渐进稳定点。核心企业提供的知识溢出补贴影响博弈主体的战略选择,核心企业获得的感知收益也是影响博弈主体选择策略的重要因素。

3 数值模拟分析

3.1 参数设置

基于上述模型结果,本文对企业创新生态系统中的知识同化、知识吸收和核心企业补贴进行了数值模拟分析。核心企业、非核心企业和信息中介机构参与知识创新的初始意愿设定为高、中、低,即x、y、z∈(0.2、0.5、0.8)。基于创新生态系统的结构特征,假设核心企业对非核心企业和信息中介机构进行补贴,补贴上限和补贴率分别为K=2、D=1和F=0.2、W=0.1。基于演化博弈模型的假设,其他参数赋值如下:Ca=5,Cc=3,p=2,q=1,Qb=3,Qc=2,M1=4,M2=5,a=3,α=0.2,β=0.2,M11=4,M12=2,M21=3,M22=1。

3.2 仿真结果分析

根据上述参数设置,讨论企业创新生态系统演化博弈系统在参数变化时的演化规律。

3.2.1 博弈系统对知识同化能力的敏感性分析

将知识同化能力分为弱、中、强三种水平,对应的α值分别为0.2、0.5和0.8,仿真结果见图1。当企业创新生态系统的知识同化能力处于不同水平时,博弈主体选择策略均向知识溢出方向演化,企业创新生态系统更稳定。当知识同化能力较强时,博弈主体的参与概率和响应速度显著增强,并逐渐收敛到1,说明知识同化能力对知识溢出水平产生显著正向影响。由此可以推断,协同创新在企业创新生态系统的运行中发挥关键作用。

图1 Qb对创新生态系统演化的影响

3.2.2 博弈系统对知识吸收能力的敏感性分析

将知识吸收能力分为弱、中、强三个水平,对应的β值分别为0.2、0.5和0.8,仿真结果见图2。当知识吸收能力处于不同强度水平时,博弈主体均向知识溢出方向演化,但敏感性无显著差异。当知识吸收能力较强时,博弈主体促进了知识溢出。知识溢出参与意愿的增强能显著提高知识流动,从而避免消极行为和机会主义,促进系统良性演化。

图2 Qc对创新生态系统演化的影响

3.2.3 博弈系统对核心企业资助非核心企业的敏感性分析

将对非核心企业的补贴强度分为弱、中、强三个等级,对应的δ值分别为0.2、0.5和0.8,仿真结果见图3。当补贴强度较低时,非核心企业与信息中介机构采用知识溢出策略的演化并不明显。但随着支持力度的加大,双方参与知识溢出的积极性大大提高。此时,企业创新生态系统的整体知识溢出能力较弱,知识流动较少。当补贴强度较高时,博弈主体的策略向知识溢出方向演化,知识流动增多。此外,核心企业的补贴支持增加了他们的参与热情,促进了系统良性演化。

图3 F对创新生态系统演化的影响

3.2.4 博弈系统对核心企业资助信息中介机构的敏感性分析

将对信息中介机构的补贴强度分为弱、中、强三个等级,对应的ν值分别为0.2、0.5、0.8,仿真结果见图4。随着补贴强度的增加,演化轨迹表现出了明显波动。造成这一结果是因为信息中介机构为创新生态系统提供知识转移服务,需要足够的资源和支持,容易受到系统演化的冲击。核心企业的补贴支持可以显著增加知识流动,促进系统良性演化。但非核心企业和信息中介机构获得补贴支持后可能不会积极参与,这会直接制约知识溢出进程。

图4 W对创新生态系统演化的影响

4 结论与建议

本文从知识溢出角度,构建了核心企业、非核心企业和信息中介机构在企业创新生态系统中的演化博弈模型。将核心企业的补贴和感知收益纳入模型,考虑了核心企业积极参与和消极参与两种情况下知识溢出主体策略的演化,得出结论如下。

当核心企业积极参与知识溢出时,更有利于其他博弈主体朝着积极合作的方向演进。

在企业创新生态系统知识溢出过程中,知识同化能力对博弈系统的影响较知识吸收能力更明显。与给予信息中介机构的补贴相比,核心企业给予非核心企业的补贴对博弈系统的影响更为明显。

在企业创新生态系统构建初期,非核心企业和信息中介机构采用知识溢出策略的意愿较低,核心企业提供补贴的意愿也较低。这一阶段系统面临的风险较高,知识溢出能力最低。随着系统不断演化,博弈主体的初始意愿增强,系统变得稳定。当系统发展成熟时,核心企业提供补贴的意愿明显减弱。

基于以上结论,为提升核心企业知识溢出能力,促进创新生态系统良性发展,提出以下建议。

提升核心企业的知识溢出能力,增加与非核心企业和信息中介机构合作,创造更多知识收益的可能性,从而提高他们对知识溢出的协助程度。核心企业可通过投资新的基础设施建设项目,打造产业互联网平台,为新知识研究和非核心企业发展提供基础设施支持和软科学项目支持,同时提高平台与信息中介机构的共享程度。核心企业可以通过逐步投入和分类补贴的方式,对非核心企业和信息中介机构提供补贴和支持。

加强知识溢出主体之间的沟通和协调,有效降低知识吸收和同化的难度,提高企业与信息中介机构之间的信任水平。政府可以在一定程度上调节企业创新生态系统,改善核心企业形象,减少知识溢出障碍。还可以建立非核心企业和信息中介机构的服务评价体系,间接提高其参与知识溢出的积极性。