（管理科学与工程专业论文）基于倒向随机微分方程的研发决策研究.pdf

。，。，。 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及马 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未j ( 注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或诩 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：夸f 名笪 签字日期：勘f 口年f 月z ， 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权俩 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可仑 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技才 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向利 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：童j 皇垒 导师签字：弓红矽 签字日期：勋年厂月钾日 签字日期：乙谢年广月z 基于倒向随机微分方程的研发决策研究 摘要 r d 水平在许多发达国家中被视为一国的经济实力的衡量标准，无不投巨 资于r d ，但是中国企业却普遍不重视r & d 投资，企业研发能力与国外企业有 很大差距。为了扭转这种尴尬局面，国家科技部组织制定了企业国家重点实验 室发展规划，通过在各个领域的先进企业中建立国家重点实验室，促进以企业 为主体、市场为导向、产学研相结合的技术研发体系的建设。然而，在企业研 发的随机干扰的环境中存在许多未知风险和未知不确定性，这些潜在因素制约 着企业研发的成功率。所以企业为达到预期研发目标不仅需要在技术上不断开 发，而且需要信息支持对研发过程中很多资源做出正确的使用策略，从而尽可 能排除潜在风险和不确定性的干扰，更快更好的完成研发目标。 本文的研究内容具体可以分为三个部分。 首先，通过查阅相关资料和文献，结合我国企业国家重点实验室实际现状， 提出企业国家重点实验室的一些相关概念，丰富和发展我国企业国家重点实验 室的基本理论知识。 然后，借助倒向随机微分方程的数学模型，分析出实验室今天应如何去做 才能达到明天的不确定收益，对研发预期结果进行逆向分析，规避潜在风险和 排除不确定因素所带来的风险，向研发决策者反馈必要的信息，从而对实验室 的研发过程进行优化，并指导企业选择最优的整体研发策略，使企业的研发创 新活动得到最有力的保障，不断地提高企业r & d 水平。 最后，通过结合海尔数字化家电国家重点实验室在我国经济环境中的实际 案例，对本文的研究过程进行实证分析，增强论点的科学性，验证模型的可行 性。 通过研究，获得了以下研究成果与研究结论。 1 对企业国家重点实验室内部的研发活动建立b s d e 模型，这是b s d e 数学模 型首次应用于管理领域的企业研发决策方面，一方面扩展了倒向随机微分方 程理论的影响范围，另一方面为企业国家重点实验室的研发决策提供重要的 依据。 2 对于单个企业国家重点实验室研发两种产品一种为新产品a ，另一种是已研 发产品b ，企业实验室对于这两种产品研发资本投入组合可以表示为一个倒 向随机微分方程的数学模型。 3 对于两个企业a 、b 国家重点实验室研发同一种产品的研发模型，企业实验 室两种产品市场占有率之和可以表示为一个b s d e 数学模型。 4 通过对海尔实验室研发网络中的一个研发组合进行了倒向数学随机分析，为 海尔国家实验室丌发适应市场需求的产品提供了一条非常有效的途径：将客 户意见或者零售商的市场信息反馈纳入到实验室新产品开发的研发决策中 去，针对结合后的研发组合，制定最合适的决策，优化资源配置，进行新产 品丌发。 关键字：倒向随机微分方程；企业国家重点实验室；研发决策；b s d e 建模；案 例分析 n r e s e a r c ho nr & dd e cisio nb a s e d0 1 3b a c k w a r ds t o c h a s tic dif f e r e n tiai e q u a t io n a b s t r a c t r&d c a p a b i l i t yi sv i e w e d 弱am e a s u r eo fe c o n o m i cs t r e n g t hi nm a n yd e v e l o p e d c o u n t r i e s a n dt h e yi n v e s tal o ti nr d h o w e v e r , c h i n e s ec o m p a n i e sp a yl i t t l e a t t e n t i o nt or di n v e s t m e n t a n dt h e r ei sab i gd i f f e r e n c eb e t w e e n 仍r e i 盟 e n t e r p r i s e sa n d 0 1 1 1 c o m p a n i e si nr & dc a p a b i l i t i e s i no r d e rt or e v e r s et h i s e m b a r r a s s i n gs i t u a t i o n ，t h em i n i s t r yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ym a p so u tt h ep l a nt o d e v e l o pn a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yi ne n t e r p r i s e s o u rc o u n t r yw i l lb u i l dn a t i o n a lk e y l a b o r a t o r yi nl e a d i n ge n t e r p r i s e so fe v e r yi n d u s t r y , p r o m o t i n gc o n s t r u c t i o no f t e c h n o l o g yr & ds y s t e mt h a t i s e n t e r p r i s e s - c e n t e r e d ，m a r k e t o r i e n t e d ，a n dt h a t c o m b i n e se n t e r p r i s e ，c o l l e g ea n dr e s e a r c hi n s t i t u t e s h o w e v e r , t h e r ee x i s tm a n y u n k n o w nr i s k sa n du n c e r t a i n t i e si nr&de n v i r o n m e n t t h e s ef h c t o i sr e s t r i c tt h e p o t e n t i a ls u c c e s sr a t eo fr & d t h e r e f o r e ，i no r d e rt oa c h i e v et h ed e s i r e dd e v e l o p m e n t g o a l s ，e n t e r p r i s e sn o to n l yn e e dt od e v e l o pt e c h n o l o g yc o n t i n u o u s l y , b u ta l s on e e dt o g e ti n f o r m a t i o nt om a k ec o r r e c tu s a g es t r a t e g ya b o u tr e s o u r c e s a n dt h e ne n t e r p r i s e s c a ne x c l u d et h ep o t e n t i a lr i s k sa n du n c e r t a i n t i e si n t e r f e r e n c ea sm u c ha sp o s s i b l ea n d f u l f i l lr & d g o a l sf a s t e ra n db e t t e r t h ed i s s e r t a t i o nc o n s i s t so ft h r e ep a r t s f i r s t l y , t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e sr e l e v a n tt h e o r i e so fn a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yi n e n t e r p r i s e sa n db a c k w a r ds t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a le q u a t i o n w h i c hp r o v i d e st h e o r y f o u n d a t i o na n db a s i sf o rt h ef o l l o w i n gc h a p t e r s s e c o n d l y , w i t h t h e h e l po fb a c k w a r d s t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a l e q u a t i o n ，t h e d i s s e r t a t i o na n a l y z e sh o wl a b o r a t o r i e ss h o u l dd oi no r d e rt oa c h i e v eu n c e r t a i nb e n e f i t s i nt h ef u t u r e t h em o d e lc a nh e l pl a b o r a t o r ya v o i dr i s k sd u r i n gr & d p r o c e s s ，e x c l u d e u n c e r t a i nf a c t o r st h a ta f f e c tr & d ，a n dp r o v i d en e c e s s a r yi n f o r m a t i o nf o rd e c i s i o n m a k e r s a c c o r d i n gt or e l e v a n ta c t i o n ，r & dp r o c e s so fl a b o r a t o r yi so p t i m i z e da n d b e t t e ro b j e c t i v ec a nb ea c h i e v e d 1 1 1 f i n a l l y , t h ed i s s e r t a t i o nd o e se m p i r i c a lr e s e a r c hb yw r i t i n gt h ec a s ea b o u tn a t i o n a l k e yl a b o r a t o r ye n t e r p r i s e so fd i g i t a lh o m ea p p l i a n c ei nh a i e r t h ec a s es t r e n g t h e n s s c i e n t i f i c i t yo fc o n c l u s i o n sa n dv e r i f i e sa p p l i c a b i l i t yo ft h em o d e l a c c o r d i n g t or e l e v a n tr e s e a r c h ，f o l l o w i n go u t c o m e sa n dc o n c l u s i o n sa l eo b t a i n e d f i r s t ，b s d ei sm o d e l e di nr&d a c t i v i t i e so fn a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yi n e n t e r p r i s e i ti sf i r s tt i m et oa p p l yb s d em o d e lt or & d d e c i s i o nm a k i n gi nt h ef i e l d o fm a n a g e m e n t o nt h eo n eh a n d ，t h er e s e a r c he x t e n d sa p p l i c a t i o ns c o p eo fb a c k w a r d s t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a le q u a t i o n st h e o r y o nt h eo t h e rh a n d ，i tp r o v i d e si m p o r t a n t b a s i sf o rr & dd e c i s i o nm a k i n go f n a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yi ne n t e r p r i s e s s e c o n d ，u n d e rc o n d i t i o nt h a tt h en a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yd e v e l o p st w op r o d u c t s ， o n eo fw h i c hi sn e w p r o d u c ta a n dt h eo t h e ro fw h i c hi so l dp r o d u c tb ，c a p i t a l i n v e s t m e n tp o r t f o l i oo fn a t i o n a lk e yl a b o r a t o r yi ne n t e r p r i s e sc a nb ee x p r e s s e da sa b a c k w a r ds t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a le q u a t i o n sm o d e l t h i r d ，i ft w on a t i o n a lk e yl a b o r a t o r i e si ne n t e r p r i s e sd e v e l o pt h es a m ep r o d u c t s ， s u mo fm a r k e ts h a r eo ft h et w op r o d u c t sc a nb ee x p r e s s e da sab s d em o d e l f o r t h ，b ya n a l y z i n gar & dp o r t f o l i oo ft h el a b o r a t o r yi n h a i e rw i t hh e l po f b a c k w a r ds t o c h a s t i ca n a l y s i s ，t h ed i s s e r t a t i o np r o v i d e sa ne f f e c t i v ep a t hf o rt h e l a b o r a t o r yi nh a i e rt od e v e l o pp r o d u c t st h a tm e e tt h en e e do fm a r k e t t h ep a t h i n t e g r a t e sf e e d b a c ko fc u s t o m e ro rr e t a i l e ri n t on e wp r o d u c tr & dd e c i s i o nm a k i n go f t h el a b o r a t o r y a n dt h e nt h el a b o r a t o r yc a nm a k et h eo p t i m a ld e c i s i o nt oo p t i m i z e r e s o u r c ea l l o c a t i o na n dd e v e l o p m e n to fn e w p r o d u c t s k e y w o r d s ：b a c k w a r ds t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a le q u a t i o n ，n a t i o n a lk e yl a b o r a t o r y i ne n t e r p r i s e s ，r & dd e c i s i o nm a k i n g ，b s d em o d e l i n g ，c a s e a n a l y s i s i v 目录 0 前言1 l 绪论3 1 1 研究背景及其意义3 1 1 1 研究背景3 1 1 2 研究价值与意义3 1 2 国内外研究现状5 1 2 1 国内研究现状5 1 2 2 国外研究现状7 1 2 3 当前研究的不足8 1 3 本文的研究方法9 1 4 论文结构1 0 1 5 论文研究思路和创新点1 0 1 5 1 论文研究思路1 0 1 5 2 本文的创新点1 1 2 企业国家重点实验室和倒向随机微分方程研究综述1 2 2 1 企业国家重点实验室的相关理论1 2 2 1 1 企业国家重点实验室的基本定义1 2 2 1 2 企业国家重点实验室的功能和定位1 3 2 1 3 企业国家重点实验室研发的业务流程1 4 2 1 4 企业国家重点实验室的研发方式1 6 2 1 5 企业国家重点实验室的研发要素1 8 2 1 6 企业国家重点实验室的特点2 2 2 1 7 企业国家重点实验室的意义2 3 2 2 倒向随机微分方程的相关概念2 4 2 2 1 倒向随机微分方程的典型结构2 4 2 2 2 倒向随机微分方程的解的唯一性：2 5 2 2 3 倒向随机微分方程的比较定理2 8 3 企业国家重点实验室研发过程的b s d e 建模研究3 0 3 1 企业国家重点实验室研发过程的b s d e 模型的依据3 0 3 2 企业国家重点实验室研发过程的b s d e 模型的假设及模型3 2 3 2 1 单个企业国家重点实验室研发过程的b s d e 模型3 2 3 2 2 两个企业国家重点实验室研发过程的b s d e 模型3 6 3 3 本章小结4 1 4 海尔数字化家电国家重点实验室b s d e 案例分析4 2 4 1 海尔集团简介4 2 4 2 海尔数字化家电企业国家重点实验室介绍4 3 4 2 1 海尔数字化家电国家重点实验室成立背景4 3 v 4 2 2 海尔数字化家电国家重点实验室的主要任务4 5 4 2 3 海尔数字化家电国家重点实验室的运行现状4 6 4 3 海尔数字化家电国家重点实验室b s d e 模型4 8 4 3 1 海尔产品研发流程心立4 8 4 3 2 海尔数字化家电国家重点实验室b s d e 模型5 1 4 4 本章小结5 3 5 总结和展望5 4 5 1 研究结论5 4 5 2 研究展望5 5 参考文献5 6 致谢6 2 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果6 3 v i 基于倒向随机微分方程的研发决策研究 u 刖舌 现阶段倒向随机微分方程理论已经在金融数学和随机控制等领域的发挥着 举足轻重的作用，它所开辟的途径可以广泛地应用于社会经济生活的许多方面， 去解决涉及计算机科学、金融学、经济学和工程学等领域国际学术界普遍关心的 很多重要问题，但是还没有发现将倒向随机微分方程应用到企业战略管理上的研 究，所以本文把倒向随机微分方程应用到企业管理领域的研发决策当中，为企业 研发的活动提供有力支持。 本文针对企业国家重点实验室研发过程的随机干扰的环境，根据倒向随机微 分方程的基本理论建立一个关于企业研发的倒向随机数学模型，通过模型分析我 们可以得到企业研发过程中很多因素的使用策略，比如研发资本的投入的合理分 配，如投入多少数量、什么时间投入的确定。 使一个系统达到预期的目标进而做出正确的研发决策是本文研究的重点内 容。制定当前的研发策略方针，合理运用企业资源，选择正确的研发方向，从而 逐步把研发成果的不确定性抵消，把研发过程中的风险规避掉，为企业国家重点 实验室的研发决策提供非常有价值的信息。 攮十倒向随机微分方程的研发决策研究 2 基于倒向随机微分方程的研发决策研究 1 绪论 1 1 研究背景及其意义 1 1 1 研究背景 当今世界，大到一个国家或一个地区的经济发展小到一个企业的生存都在很 大程度上是由持续的科技创新所推动的，也就是说技术研发是经济增长的主要源 泉。一国的科技研发能力和其科技的核心竞争能力在国际上通常采用r & d 活 动的规模和强度指标来反映。一国的r d 水平体现着一国的政治经济实力， 一个企业的r & d 水平，体现着一个企业的市场竞争力。国际上的许多著名企业 都把r & d 视为企业的生命，无不投巨资于r d 。 我国的r & d 现状却不容乐观，一方面是投入强度过低，另一方面是结构不 太合理。国内企业在r & d 活动中的投入比重也不够高。为了扭转这种尴尬局面， 国家科技部组织制定了企业国家重点实验室发展规划，在若干领域进行合理布 局，优先在国家需求迫切、技术瓶颈制约急需突破的领域中重点推进企业国家重 点实验室的建设，发挥示范作用和带动作用。企业国家重点实验室是以企业为依 托单位，其定位不同于一般的高校或者科研院所，企业国家重点实验室定位于r d 水平的中游，通常进行企业或者行业未来- n 五年甚至十年的超前技术研 究，从而为企业或者行业的中长期发展提供技术储备与技术支持。 企业国家重点实验室现阶段的主要任务是促进以企业为主体、市场为导向、 产学研相结合的技术研发体系的建设，自我研发，原始创新是其追求的目标，但 是研发的成功概率并不是百分百的，其研发过程中的风险和未知的不确定性是阻 碍企业研发的不利因素。对企业国家重点实验室研发的这种不确定性，本文寻求 通过倒向随机微分方程理论搭起了“随机”与“确定 之间的桥梁，使企业可以 用确定的策略、方法去解决研发过程中随机的不确定的问题，或把随机的不确定 的东西进行最优化处理。结合对企业国家重点实验室研发决策的研究，使企业制 定的研发管理能够更加合理，更快更好的完成原始创新的目标。 1 1 2 研究价值与意义 1 研究价值 随着科学技术的发展，市场竞争日趋激烈，技术研发成为企业发展的关键 3 綦十倒向随机微分方程的研发决策研究 要素，科技创新能够带给企业跨越式发展。国家中长期科学和技术发展规划纲 、 要提出“建立以企业为主体，产学研结合的技术创新体系，并将其作为全面 推进国家创新体系建设的突破口 。据统计，近两年中国企业的研发投入虽然保 持快速增长状态，但仍只占全球份额的5 。国外大型企业非常重视技术研发， 大多设有科学研究机构和实验室。根据数据显示：美国1 0 0 家大型企业拥有3 0 0 万名科技人员，占全国科技人员的6 0 一7 0 ：年科研投入达1 0 0 0 多亿美元，占 全国r & d 经费的7 0 多。2 0 0 6 年全球研发投入最多的f ；i 1 0 0 名企业中找不到中 国企业的名字，这充分暴露了中国企业在技术研发投入上的不足。鉴于r d 在 一国经济和企业生存发展中的地位、可观的收益率以及我国国情的现状，企业 国家重点实验室应运而生。 2 0 0 7 年7 月中旬，国家科技部网站发布消息宣布首批3 6 家企业国家重点 实验室获准建设，其中山东省有四个席位，国内家电行业两大巨头海尔、海信 凭借其在数字家电领域的雄厚研发能力，成功成为首批进入国家科技部f 式公 布依托企业建设国家重点实验室名单行列中。企业国家重点实验室是国家科技 研发体系的重要组成部分，是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集 和培养优秀科学家、开展学术交流的重要基地。 日前，国内很多企业也都将日光聚焦在“创新研发”上，都期望搭建属于 企业并服务于企业的科研创新平台；创建一支能够适应企业发展，“嗅觉”敏锐 的研发队伍，提高企业技术创新能力。企业国家重点实验室的建立无疑会为企 业科研工作的开展注入新鲜血液，成为企业聚集和培养优秀科技人才、丌展行 业最新科研成果交流的重要场所。 但是，企业国家重点实验室在建设上仍处于探索阶段，建设过程中不可避 免的会出现一系列问题，特别在研发过程中出现的很多不确定因素导致研发成 本的增多，甚至导致研发的失败，本文拟通过倒向随机微分方程建立数学模型 来帮助企业研发创新的过程，试图把握研发投入的最好时机，优化企业内部资 源，排除一些不必要的因素，帮助企业研发活动j i i 页n 进行。 倒向随机微分方程理论自出现以来，就被广泛的应用。它在金融数学和随 机控制等领域的发挥着举足轻重的作用，它所开辟的途径可以广泛地应用于社 会经济生活的许多方面，去解决涉及计算机科学、经济学、金融学和工程学等 4 皋于倒向随机微分方程的研发决策研究 领域国际学术界普遍关心的很多重要问题。本文通过倒向随机微分方程的方法， 建立企业实验室研发的数学模型，帮助企业在实验室研发过程的随机干扰的环 境中，为达到如何使一个系统达到预期的目标进而做出j 下确的研发决策。 2 研究意义 通过对倒向随机微分方程的研究，为分析企业国家重点实验室研发决策问 题提供了一种新的考察视角。根据现有所掌握的文献，目前极少研究是从倒向 随机微分方程的角度，建立数学模型对企业国家重点实验室研发决策进行分析 和研究，所以这在一定程度上丰富了实验室研发决策的研究。 目前，我国企业国家重点实验室f 在稳步快速发展，为其研发决策研究提供 了较好的平台以及应用基础，所以论文研究有着一定的学术意义和应用前景。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内研究现状 1 有关企业国家重点实验室研究 国内对企业国家重点实验室的研究并不充分，其主要原因是我国企业国家 重点实验室成立时问较短，属于初期发展阶段，而其中对实验室研发决策的研 究更是少之又少。 但是国内外企业在研发创新的研究倾向同趋明显、研发国际化进展加速。 与2 0 世纪9 0 年代相比，目前几乎所有西方工业国家都加强了企业研发活动， 研发创新是企业提高自身核心竞争能力必由之路的观点，也逐渐得到了人们的 认同。国内学者也通过不同角度对企业建立研发实验室进行了研究并取得了很 多成果。从研发视角上来说，对于企业建立研发实验室中的某些要素的研究比 较多。 2 0 0 1 年至今，中国学术期刊网可查询到研发机构的研发合作方面研究文章 3 0 余篇，如李凯，李明玉，郁培丽，张玉明( 2 0 0 7 ) 企业研发合作进入的成本 与技术机会分析；研发机构研发人员激励机制相关文章近6 0 篇，如行金玲、张 大联( 2 0 0 4 ) ，杨询、师萍( 2 0 0 6 ) 等；研发机构费用的会计处理研究9 0 余篇， 如丁志强( 2 0 0 7 ) 等。从不同企业类型层面上来说，对于企业建立研发机构的研 究大多集中于高新技术领域，2 0 0 3 年至今中国学术期刊网可查询到相关文章7 0 余篇，但是从企业战略管理方面对企业研发进行决策研究的论文却不多。 5 皋十倒向随机微分方程的研发决策研究 在图书研究方面，由土炎坤、土福涛和危怀安合著，并由人民出版社出版 - 弋 发行的国家重点实验室的运行管理一书对我国国家重点实验室的运行管理 从理论上做了详细说明，不过这本书的内容只是涉及到的国家实验室主要是国 家的各个研究所和依托于学校的实验室，并没有涉及到企业国家重点实验室的 相关内容。此书主要从以下几个方面对国家重点实验室进行了研究：国家重点 实验室建设的历史背景与意义；国家重点实验室的政府管理体制；国家科技创 新体系与国家重点实验室的功能定位；国家重点实验室的建设与运行分析：国 家重点实验室的内部管理；国家重点实验室与依托单位；国家重点实验室的政 府管理机制。 国家重点实验室的运行管理一书对国家重点实验进行了比较全面的介 绍和一些初步研究，但是本书的研究的着重点是实验室的科技行政管理，主要 是针对国家基础研究对国家重点实验室的建设与运行和功能定位、国家实验室 与政府部门及依托单位之间的关系等进行了比较宏观和策略性、规则性的探讨， 书中并没有对有关国家重点实验室的研发决策方面的问题进行研究分析，更没 有涉及到企业国家重点实验室这个新生的属于企业并服务于企业的科研创新平 厶 口0 2 有关倒向随机微分方程的研究 倒向随机微分方程( b s d e ) 最早是由法国数学家b i s m u t 在研究随机最优控 制理论时提出，又在二十世纪九十年代初由我国著名数学家彭实戈和法国数学 家p a r d o u x 引入概念的。而在这之前从二十四纪四十年代未以来兴起的已经成 为经典理论的随机微分方程( s d e ) 已经成为数学中的一个非常活跃、引人瞩目的 领域。通过对s d e 的研究使得人们对于自然界无处不在的随机现象和经济金融 领域中的无处不在的风险的本质和统计规律有了深刻的了解。但是直到九十年 代初期，这个领域的研究还基本局限于正向随机微分方程的研究，它描述的是 一个受到随机干扰的客观对象在已知确定的初始条件的情况下的运动规律，这 样所获提的解是随机状态的。 虽然人们不知道将来某时刻某种事物的确切状态是什么样的，但是却能在 某种程度上掌握这种事物的分布规律，从而更好地进行预测并达到避免风险减 少损失的目的。但在实际生活中我们往往要处理为达到将来某种预定目标而需 6 基于倒向随机微分方程的研发决策研究 要确定当前的状态和策略等问题，这里作为将来目标及其所处的环境是随机的， 而当前的状态和策略却是已经确定的。如何确定这类问题的数学结构、具有这 样结构的数学模型的研究方法是否与正向随机微分方程一样，是数学界包括经 济金融、随机控制领域解决一系列难题的关键环节。 倒向随机微分方程( b s d e ) 的研究现状：线性情况下的倒向随机微分方程首 先由b i s m u t 在研究随机最优控制的时候提出1 ，然后p a r d o u x 和p e n g 研究了 一般情况下倒向随机微分方程的解，得出倒向随机微分方程的解是一对过程 ( y ，z ) 满足 1 一d z = g ( t ，z ，z ，) 珧一z ，d 形 i y ( t ) = 善 在对g 满足l i p s c h i t z 的条件下证明了上面倒向随机微分方程解的存在唯 一性定理和比较定理是，彭实戈通过倒向随机微分方程的研究，得出g 一期望以 及g 一条件期望的概念，他证明了在适当的条件下，g 一期望，g 一条件期望保留了 期望和条件期望的大部分性质( 除线性) 。利用g 一条件期望的定义，彭实戈又引 入了g 一鞅的概念，并且给出了g 一上鞅的d o o b m e y e r 分解。 倒向随机微分方程的理论迅速发展，彭实戈通过倒向随机微分方程获得了 非线性f e y n m a n - k a c 公式，从而可以处理诸如反应扩散方程和n a v i e r s t o k e s 方程等众所周知的重要非线性偏微分方程；k a r o u i 和q u e n e z 发现金融市场中 许多重要的衍生证券( 如期权期货等) 的理论价格可以通过倒向随机微分方程的 解来描述【2 2 1 。 在此之后，许多随机发析，金融数学和随机控制等领域的学者们也热心于 b s d e 的研究工作，极大地推动了b s d e 理论及其用的发展。在许许多多的b s d e 研究者的共同努力下，现在，b s d e 渗透于p d e 、金融数学、风险投资、保险业、 随机控制、微分几何等领域，成为包含j 下倒向随机微分方程( b s d e ) ，反射型倒向 随机微分方程( r 5 b s d e ) 、非线性期望和鞅等内容的一门具有强大发展潜力的数 学工具4 1 。本文拟借助倒向随机微分方程( b s d e ) 建立数学模型对企业研发的过 程进行分析，为企业整体战略决策提供正确的依据。 1 2 2 国外研究现状 以知识为基础的新经济发展和经济全球化的迅速推进趋势，对世界各国的 7 幕十倒向随机微分方程的研发决策研究 国家创新研发体系尤其是大型科学研究实验基础设施和基地产生深远影响。欧 美国家不断地以建设和发展一流的大型科学研究实验基础设施和基地、研发创 新体制和运行机制，作为国家创新体系建设的基本任务。企业国家重点实验室 即是大型科学研究实验设施和基地的主要形式。而对企业国家重点实验室的研 究尤其以美国的成就最为突出，是当今名副其实的科研大国，并在有关于企业 国家重点实验室方面的研究已经非常成熟。 美国成功运作了半个多世纪的国家重点实验室体系，积累了卓有成效的经 验，有一整套完善的管理体制和运行机制。了解美国国家重点实验室体制机制 及其规律，进而探索其研发策略，对我国企业国家实验室的建设提供经验帮助 是十分必要的。而在美国众多的企业国家重点实验室中，贝尔实验室是最有名 的其中之一，被称为现代高科技的摇篮。 t 美国国家实验室的研究目标定位与我国重点实验室的定位非常相似，但美 国国家实验室的研究更侧重于体现国家意志，服从于其整体战略目标，主要从 事大规模、高风险、周期性长、关系到其社会经济发展和安全等重大问题的基 础性、前瞻性研究工作，如核能、武器、空间科技、卫生等。美国国家实验室 的学科分布主要在物理( 核物理、原子物理、固体物理) 、化学、材料科学、计 算与数学、遗传学和其它生物医学研究、环境科学、计算机与信息等面，根据 美国国家科技战略发展需要，通过制定科技计划适时调整、培育新型学科发展 以及交叉学科的研究，如人类基因研究计划、全球气候变化研究计划等【8 3 】。 在图书研究方面，来自美国的经济学家罗伯特布瑞德编写的企业研究 院一书追踪了g e 研究院、贝尔实验室、微软、西门子、n e c 、施乐、拜耳 实验室、惠普、英特尔以及i b m 研究中心的研究院实验室的发展历程【7 4 1 。这本 书通过案例分析揭示了全世界最优秀的公司实验室是如何利用自己的研发创新 赢得成功的，因为这些公司都明白一个简单的道理：创新是未来的引擎，而很 多创新项目及研发成果都是通过企业国家重点实验室产生的。 总之，国外的企业国家重点实验室已经发展成熟，对其的研究也比较完善， 但是并不符合我国国情，所以说我国的企业国家重点实验室研究需要借鉴国外 成功经验，努力寻找自己的方法。 1 2 3 当前研究的不足 8 慕于倒向随机微分方程的研发决策研究 虽然当前国内外都对企业国家重点实验室的相关内容有一些研究，但是并 未直接涉及到或者极少的涉及到我国企业国家重点实验室建设的研发策略这个 重要的课题。 企业国家重点实验室是以企业为依托单位，其定位不同于一般高校及科研 院所，企业实验室定位于r & d 的中游，通常进行企业未来- n 五年甚至十年 的超前技术研究，从而为企业的中长期发展提供技术储备与技术支持。然而国 内的大部分研究却主要聚焦在高校实验室及科研院所的研究上，并且相关研究 内容大多数涉及重点实验室的运行机制管理机制方面，对企业战略上的研发决 策的内容涉及极少。 而国外对于企业国家重点实验室的研究相对于国内更为丰富一些，但是关 于实验室的研发决策我研究可查询的资料也不多，远远不能满足当前我国新起 步的企业国家重点实验室建设的需求。 总起来说，我国企业国家重点实验室正在稳步快速发展，借鉴已有的有关 企业国家重点实验室的各方面研究，为其研发决策研究提供重要依据，所以本 文的研究一定的探讨空问和现实意义。 1 3 本文的研究方法 1 数学模型分析法 根据倒向随机微分方程的相关理论，采用b s d e 为建模工具，结合企业国 家重点实验室项目研发过程，综合考虑多方面因素，建立数学模型对实验室研 发过程进行定性与定量相结合的研究分析法。主要通过对研发预期结果进行逆 向分析，排除不确定因素所带来的风险，制定合理的研发策略使得企业研发能 力水平提高。 具体上，假设企业处于一个完全独立的行业中，企业没有其他消费，企业 收益全部投入企业研发中，即企业研发资本等于企业收益，企业的收益都直接 取决于该企业实验室所产生的研发能力的变化。在此基础上建立一个关于倒向 随机微分方程的数学模型，对企业研发活动的随机过程即研发能力的变化进行 动态分析，然后对模型进行求解分析，得出研发组合的研发投入资本合理分配， 从而为企业研发决策提供重要作用的信息。 2 实证研究 9 皋于倒向随机微分方程的研发决策研究 根据论文中通过倒向随机微分方程建立的数学模型，结合具体案例中企业 国家重点实验室研究的各项数据，进行实证研究，用以证实模型的可行性。在 实际案例中，本文结合海尔数字化家电企业国家重点实验室，对海尔众多研发 组合中，选出一个具有代表性的研发方式进行具体建模，结合实际数据具体分 析，找出研发过程的风险，消除不确定性，为海尔数字化实验室的研发决策提 出非常有用的信息。 1 4 论文结构 本文的论文结构从整体上可以分为五大部分： 第一章介绍本文选题背景及相应理论与现实意义，并综述了国内外有关国家 实验室的研究文献，为后续章节写作做铺垫。 第二章是理论基础，着重介绍企业国家重点实验室和倒向随机微分方程的基 本理论，为本文的研究奠定了理论基础。 第三章是本文的重点也是创新点，利用倒向随机微分方程为建模工具，建立 企业国家重点实验室研发过程的数学分析模型，逆向推断企业预期要达到的目标 需要在研发过程中做出怎样的研发决策。 第四章是结合案例对模型研究结果进行实证分析。以海尔数字化家电企业国 家重点实验室为例。 第五章是结论及展望。对文中解决的问题作简单概括，分析存在的不足，确 定改进的方向。 1 5 论文研究思路和创新点 1 5 1 论文研究思路 企业研发既要考虑到内部因素如人员设备等，也要考虑n # i - 部因素如市场 竞争环境等，其研发过程中存在许许多多风险，例如项目资金能否顺利收回， 产品研发目标能否实现等，这些风险有的属于可控风险，有的属于不可控风险， 辨析、评估这些风险，分析产生风险的原因，构造解决降低风险的方法，进而 做出决策，就成为企业研发决策的主要内容，科学有效地评估与决策，是本文 着重要探讨的问题。 本文的研究思路是首先通过文献综述法对企业国家重点实验室的基本理 l o 皋于倒向随机微分方程的研发决策研究 论进行介绍为本文研究做好理论基础；然后借助倒向随机微分方程的工具进行 建模，通过建立数学模型分析出企业国家重点实验室今天应如何去做才能达到 明天的不确定收益，在企业研发过程中的规避风险，排除影响研发的不确定性， 向研发决策者提供必要的信息，从而对实验室的研发过程进行优化，更快更好 的完成研发目标；最后通过结合实际案例，对本文的研究过程进行实证分析， 增强论点的科学性。 1 5 2 本文的创新点 本文的创新点在于将已经应用于p d e 、金融数学、风险投资、保险业、随 机控制、微分几何等各项领域的倒向随机微分方程首次应用于管理领域的企业 研发决策方面，一方面扩展了倒向随机微分方程理论的影响范围，另一方面为 企业国家重点实验室的研发决策提供重要的理论依据。 皋十倒向随机微分方程的i i f 发决策研究 2 企业国家重点实验室和倒向随机微分方程研究综述 蟊 2 1 企业国家重点实验室的相关理论 2 1 1 企业国家重点实验室的基本定义 企业国家重点实验室在我国建立不久，国内对其进行的理论研究并不多， 所以没有具体一般的定义可以查询，本文拟通过对国家重点实验室的有关定义 进行总结分析，得出企业国家重点实验室的定义。 1 国家重点实验室的一般定义 国家重点实验室在科学领域一直被尊称为科研“金字招牌”，我国国家重点 实验室计划始于1 9 8 4 年，迄今已走过二十多年的历程。二十多年来，国家重点 实验室承担并完成了大量基础研究、应用基础研究、战略高技术研究和社会公 益性研究任务及其它国家研究任务，取得了一批具有国际先进水平的科技成果； 聚集和培养了一批高层次的科技人才；探索了一套适合国家重点实验室建设和 发展的管理体制和运行机制；促进了国内外科技合作和交流。国家重点实验室 已经成为我国基础研究和应用基础研究的骨干力量、聚集