基于演化博弈的创新网络形成机理研究.doc

基于演化博弈的创新网络形成机理研究*基金项目：国家自然科学基金面上项目(70472038)资助作者简介：朱少英(1970-),男,山西原平人，现为天津大学管理学院博士后, 山西大同大学商学院副教授,研究方向为集成创新理论与实践联系地址：(037009)山西大同大学研究生处；E-mail:朱少英1,2（1山西大同大学商学院 山西 大同 037009；2天津大学管理学院，天津 300072）摘要：创新网络形成本质上是一个复制动态演化过程，类似于有限理性条件下的演化博弈。本文借助演化博弈模型对创新网络形成机理进行了研究，揭示了创新网络演进过程的内在规律性，得出的基本结论是：网络正外部效应是创新网络形成的基本原因。关键词：创新网络；形成机理；演化博弈中图分类号：F 124.3 文献标识码：A0引言面对技术创新的不确定性和动态性，企业独立内化的创新模式已无法适应竞争日趋激烈的市场环境1，通过与其他创新主体进行合作，形成正式或非正式的关系网络，实现创新要素集成、优势互补并快速响应市场已成为技术创新的重要模式和发展趋势2。所以，创新网络作为一个正在崛起的学术研究热点，越来越受到广泛关注3。然而，现有的研究成果大多集中在创新网络的关系类型45、链结机制6、创新网络形成的影响因素以及创新网络对技术创新成功的影响等方面789，而揭示创新网络形成的微观机理的研究较为少见10。Zander(2002) 11以瑞典通用电器公司(ASEA)与瑞士的布朗-勃法瑞公司(Brown-Boveri)合作创新为例，在研究了创新网络结构与创新过程之间的关系基础上，从演化视角研究了创新网络的形成，其属于案例研究。Frederic(2002)12则从定性角度研究了创新网络的形成和扩张过程，但对创新网络的定量化研究模型报道非常少见13。孙利辉（2003）13基于我国的技术创新实践，在对创新网络进行分类的基础上，建立了双边匹配模型并设计了匹配搜寻算法，研究了不同类型创新网络的形成机理，其主要贡献是解释了创新网络形成的匹配过程，但未能对创新网络形成演进机理作出动态的描述和解释。但是，创新网络的形成是一个复杂的不断演进的过程，既有最初形成的经济逻辑，又有其不断演进的经济动因。所以，Matthew &Alison（2002）14指出：“受生物进化理论的启发而发展起来的演化博弈理论，因具有学习过程和动态调整过程等动态机制特征，从而为研究有限理性条件下群体行为演化和稳定机制提供了有力的分析方法”。基于此观点，他们应用演化博弈理论研究了社会经济网络的动态演化机理及其均衡。本文借鉴文献14的研究方法，构建创新网络复制动态模型，定量研究创新网络形成的微观机理，试图揭示创新网络形成的内在规律性。1创新网络形成本质上是复制动态演化过程技术创新过程是一个复杂的过程，不可能由单独的创新主体孤立地完成115。任何一项技术创新都是不同创新要素的集成，而创新要素往往来自于不同的组织，所以，技术创新需要多主体协作来完成。因而，产生了不同主体间各种正式、非正式的关系或链结，即形成了创新网络15。创新网络的形成实质上是网络外部化过程，其形成动机是网络带来的正效应，即基于网络自身的系统性和网络内部要素之间互补性产生的协同性，这种协同性体现为参与创新的行为主体通过交互作用使技术（或知识）在网络中流动，从而使得网络的整体创新能力大于个体创新能力之和16。在技术创新实践中，由于某些偶然的或历史的原因，一些创新主体在技术上具备了领先地位，掌握了某些核心技术能力（比如，英特尔的芯片技术），而另一些同类技术创新主体虽不具备绝对技术优势，但在某些方面具有比较优势。对于后者，在进行创新决策时，可以选择与已具备核心技术创新能力的主体进行合作，从而形成创新网络，也可以选择自主创新。如果它选择参与合作，则可以获得网络效应带来的好处；如果选择自主创新，则是孤立地创新，无法获得网络正效应带来的好处。对于已具备核心创新能力的主体而言，它可以选择接纳策略，即接受参与者的合作请求，也可以选择拒绝策略。如果各类创新主体预期创新网络会带来较强的网络正效应，则它们会集成联盟，随着联盟的扩大，网络正效应越来越具有吸引力，创新网络最终形成。这一形成过程本质上是类似于有限理性条件下学习速度较慢的大群体反复博弈复制动态(Replicator Dynamics)演化博弈14。其原因在于：（1）创新网络的形成表现为各种类型创新主体的博弈行为，其形成与发展也正是各种博弈的动态演化均衡结果。只有当一个创新主体在判断自己参与一个“潜在创新网络”后与其他主体的博弈结果的收益大于不参与的收益时，它才会选择参与潜在创新网络；同时，潜在创新网络内的任一主体与这个“潜在参与主体”博弈时不吃亏，它才会接纳这个主体。这个进程不断推进，当潜在创新网络的创新主体数量达到一定规模时，该潜在创新网络才会演化成真正的创新网络；（2）参与创新网络形成的博弈各方其理性表现为“有限理性”。因为，创新网络形成过程中主体之间的博弈往往是复杂的多个主体之间的博弈。比如，某个主体在决策时，不仅要考虑参与创新网络后自己与所有同它有利益关系的其他主体博弈，还要考虑其它主体也进入后双方的博弈。这就要求该主体应对其它主体的行为有个预期判断，而其它主体又存在另一个不同的利益关系网，因此，这期间的博弈过程如此复杂，以至于很难准确判断而使得创新主体表现出“有限理性”；（3）由于有限理性的作用，任何一个创新网络的形成和发展都表现为一个动态学习和策略调整过程。在此过程中，创新网络内部任何一个主体的行为往往是对前期与之存在博弈关系的主体行为的最佳模仿。也就是说，由于有限理性，博弈参与者并不能完全正确地判断自己行为的得失，但它知道前期利益相关者的行为，也知道这种行为的结构，于是模仿前期的最佳行为也就是它的最佳策略，这个策略就是动态学习和调整策略。所以，创新网络的形成机理可以借助复制动态演化博弈来分析14。2创新网络形成的演化博弈模型2.1问题描述及模型假设创新网络形成的关键条件是创新主体之间具有互补性资源优势，互补性资源优势对于创新主体形成自己的核心能力是必备的，当一个新的创新主体试图加入合作创新网络时，首要的是双方必须具备互补性资源。事实上，任何创新主体之间都存在着互为相对比较优势的资源，每个创新主体拥有某一项比较优势资源，而每种比较优势又对应于一种创新主体类型，当不同类型的创新主体相遇时才可能产生合作行为13。为了分析问题的方便，本文假定所有存在着技术链或价值链等相互联系的潜在创新网络参与主体可分为和两类群体，它们是形成创新网络的两类随机的潜在创新参与者集合，且为核心创新主体，在技术创新的某些方面具有绝对优势，为从属主体，在技术创新的某些方面具有比较优势。的策略选择为是否参与的创新活动，的策略选择为是否愿意接受的参与，它们的决策规则是根据创新收益自主作出是否参与和接受选择的。所以，两个博弈主体获得的收益不仅是因为它们采取了不同的行动策略，而且与博弈者自身的属性有关，因此，该博弈为非对称演化博弈18。另外，创新主体是有限理性的，有限理性意味着创新主体必须通过学习、调整和模仿过程，以寻求最优策略。同时，有限理性也意味着可能有部分创新主体在关于参与合作创新的选择时不会采用理性的均衡策略，创新网络形成的博弈均衡需要不断调整和改进，而不是一次性选择的结果。博弈双方的支付矩阵如表1所示。表中和分别表示博弈方选择参与创新活动，但遭到博弈方拒绝时的双方（即和）收益；和分别表示在不参与合作创新时双方（即和）各自的收益。其中，这意味着博弈方参与创新活动的交易成本为；，意味着博弈方不接受的参与而产生的机会损失为。和分别表示参与创新活动后，由于网络正外部效应给双方（即和）带来的收益增加值。表1 创新网络形成博弈的支付矩阵接受不接受参与不参与， ， 2.2演化博弈模型的建立假设在博弈方的群体中，选择“参与”策略的比例为，则选择“不参与”策略的比例为；并且假设在博弈方的群体中，选择“接受”策略的比例为，则选择“不接受”策略的比例为。所以，在博弈方群体中，选择“参与”、“不参与”策略的两类主体的期望收益和群体平均收益分别用、和表示，则有： （1） （2） （3）在博弈方的群体中，选择“接受”、“不接受”两类博弈方的期望收益和群体平均收益分别用、和表示，则有： （4） （5） （6）现在分别对博弈方和博弈方进行演化博弈分析。博弈方的复制动态方程为： （7）根据动态方程可以得到，如果，则。则意味着所有的都是稳定的；如果，则和是两个稳定状态：（1）在条件下，当时，由于，所以，是演化稳定策略。当时，由于，所以，是演化稳定策略。（2）在的条件下，而，所以，只有是演化稳定策略。类似地，博弈方的群体复制动态方程为： （8） 根据动态方程可以得到，如果，则，即所有的都是稳定状态；如果，则和是两个稳定状态，其中，是演化稳定策略。3创新网络形成的机理分析基于上面的创新网络形成演化博弈模型，结合网络正外部性，下面将对创新网络形成的演进过程进行分析，以揭示创新网络形成的内在机理。（1）在的条件下，表示创新网络的网络正效应大于形成创新网络的交易成本时，由上可知，和是创新网络形成博弈的演化稳定策略。这就是说，在较强的网络正外部效应（较大）作用下，潜在参与者最终都将选择参与合作创新策略，而核心主体也都会选择接受策略，这样合作创新网络便真正形成。而要让成立，核心主体在技术上应具有明显的优势，因为核心主体较强的技术优势能够带来较大的网络正外部效应，此时，具有技术优势的主体扮演着创新网络形成发起人的角色，它们的创新能力将对创新网络形成产生较大的影响。比如，SUN、MIPS、IBM和HP等国际著名企业，都是以自身的核心技术为依托，与其他企业形成创新网络。国内的北京中关村、西安高新技术开发区等，也是以一些具有核心技术能力的企业或科研机构为龙头，其他主体参与，并以各自的核心能力进行资源要素集成，形成优势互补的创新网络。（2）在的条件下，表示创新网络开始时带来的创新网络正效应小于参与者参与创新网络的交易成本，由上可知，和都有可能成为创新网络形成的演化博弈稳定策略。这就意味着创新网络有可能会形成，也有可能不会形成。进一步分析可得： 1)当时，是进化稳定策略 。也就是说，当较小时，即创新网络在开始时网络外部正效应较弱，只有核心主体对参与合作创新的参与者选择不接受的比例小于时，非核心主体经过学习、调整和模仿(战略效仿) ，最终才会选择参与合作创新，从而使得创新网络逐渐形成。但是，随着参与创新合作的主体数量增多，可能会变得越来越大，于是对后来参与的主体来说，可能会在条件下，选择参与策略。此时，创新网络迅速成长。2)当时，是演化稳定策略 。也就是说，当较小时，创新网络外部正效应较弱，并且核心主体对于参与合作的主体选择不接受策略的比例较大，这时，非核心参与主体经过学习、调整和模仿（战略效仿），最终都会选择不参与合作创新，从而创新网络不能形成。由此可见，创新网络正外效应是创新网络形成的基本原因。4结论创新网络形成一直是技术创新领域理论研究和实践的热点问题之一，以往的学者大多是从定性的或案例角度加以说明和解释创新网络的形成，忽视了创新网络形成的演进过程的内在规律性。如果从网络正外部效应角度来看，创新网络形成过程本质上类似于有限理性下复制动态演化博弈，其形成实质上是一个网络外部化过程。当创新网络具有较强的网络外部正效应时，创新主体通过学习、调整和模仿会相继参与到合作创新行列，从而比较容易形成创新网络。如果创新网络正外部效应较弱，则创新网络不容易形成。由此可见，网络正外部效应是创新网络形成的基本原因。当然，通过外部力量的推动作用，特别是政府的政策推动作用，使得创新网络正外部效应增大时，创新网络也会逐渐形成。所以，关于政府在创新网络形成过程中的作用将是需要进一步研究的问题。Research on Formation Mechanism of Innovation Networks Based on Evolution GameZHU Shao-ying1,2( 1Business school of Shanxi Dtong University,Datong 037009,china)( 2 School of Management, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract: In essentially, The formation of innovation networks is a evolutionary process of replication-dynamics, it is similar to evolution game based on finite sense. This paper constructing a evolution game model, and research on the formation mechanism of innovation networks, showing the inherence disciplinarian of the process, basic conclusion is: The positive external effect of network is basic reason for formation of innovation networks. Key words: Innovation network; formation mechanism; evolution game参考文献1 Thomas Ritter, Hans Georg Gemunden. Inter-organizational relationships and networks: An overviewJ. Journal of Business Research,2003,Vol.56:691-697.2 沈必扬,池仁勇.企业创新网络:企业技术创新研究的一个新范式J.科研管理,2005, Vol.26(3):84-91.3 原长弘,贾一伟.国内创新网络研究基本状况和主要进展J.科学学研究,2003,Vol.21 (5):552-555.4 Bart Nooteboom. Innovation and inter-firm linkages: new implications for policyJ. Research Policy, 1999,Vol.28:793-805.5 Javier Revilla Diez. Innovative networks in manufacturing: some empirical evidence from the metropolitan area of BarcelonaJ. Technovation, 2000,Vol.20:139-150.6 Daele W. van den&W. 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