有限理性下竞争性联盟成员合作创新博弈研究

1、有限理性下竞争性联盟成员合作创新博弈研究摘要：将合作创新中的决策方式分为坚持合作与 中途违约，对比分析了两种创新方式下的利润，从演化博弈 的角度分析了合作不溢出和合作溢出下的企业决策演化过 程，并通过仿真算例进行了验证。结果表明：有限理性下的 竞争性联盟成员创新决策演化过程中，合作创新主体吸收能 力越强，越有利于整体利益的增加；适当调整合作违约金和 利益分配比例，有利于控制合作创新中的机会主义行为，提 高资源社会化配置效益。关键词：有限理性；竞争性联盟；合作创新；博弈 中图分类号：f224. 32； f273. 7文献标识码：a文章编 号：1001-8409 (2013) 09-0084-06

2、引言随着技术升级换代的加快、技术竞争的日趋激烈和产品 生命周期的缩短，企业必须以更快的速度、更高的质量完 成技术创新与新产品研发工作，然而企业进行独立研发的成 本越来越高、风险也越来越大，依靠单个企业的力量越来越 困难，越来越多的企业将技术创新活动从企业内部向内外 部整合转移。充分整合内外部研发资源，利用资源的社会化 配置，实施合作创新逐渐成为学术界、产业界关注的热点1, 2o利用合作创新不仅是降低创新风险和缩减创新成本的重 要战略，更是企业获取外部知识和提升创新能力的重要途径 3。国内外学者对企业合作创新进行了持续研究，主要集中 在以下几个方面：合作动机方面的研究。如das等4指 出企业对外

3、合作缘于两个相关但又不同的动机：一是获得其 他公司的资源；二是通过把自己企业的资源与其他企业的资 源相结合，来维持与开发自己的资源。在企业中也相应地表 现为两类，一类合作为了学习或占有对方的知识；另一类合 作是利用或整合对方的知识创造新产品5。shaw 6总结了 合作创新的优势：有利于提供补充性的知识、有助于在性能 和成本之间取得平衡、有利于增进对顾客的理解对创新进行 改进等；在合作研发期间，成员间的相互沟通交流或知识共 享可以使得合作伙伴以很小的代价获得一些关键技术或关 键问题的解决方法7。合作对象范围方面的研究。如 tether.王萍等8, 9调查欧共体、中国等企业的合作对象 发现：企业的

4、合作伙伴包括客户、制造业客户、技术服务提 供商、制造业供应商、政府机构、商务服务提供商、研究机 构（大学）竞争者等价值链上的相关利益主体。而同质企业 之间的合作创新（即建立竞争性联盟）是重要的研究方向 1;合作机制方面的研究。如amir等10研究发现：在 合作研发总投入一定的情况下，将成员研发投入集中在一起 进行研发更有利于降低成本；陈抗等11指出在技术溢出较 为普遍时，若合作企业处于同一产业或高度相关的产业部 门内，则采用研发同盟的合作创新模式比自主创新更有利; 孟卫东等12设计了一个第三方监督下的研发联盟分配机 制，结合传统的shapley值法，使得研发联盟的收益分配达 到公平与效率的统一

5、。通过分析现有合作动机、对象、机制等方面的研究成果, 不难发现：同质企业之间（即竞争性联盟成员之间）的合作 创新因具有广泛的合作潜力与空间而受到广大学者的重视， 得到持续、深入研究。然而，由于企业技术创新往往具有高 级研究开发、高创新效率、高速增长、高风险性等特征，企 业普遍依靠掌握专有性的核心知识、技术等资源形成竞争优 势，一方面希望与合作伙伴共享投入以创造更多的价值，另 一方面为了保持竞争优势往往需要采取各种措施防止技术 溢出形成合作与竞争并存的局面。在创新过程中，企业之间 的经济博弈是反复持续的，很难一次博弈达到均衡状态，因 此，其决策往往是有限理性的，合作策略的选择是在持续交 互、学习

6、过程中不断调整和改进以寻找满意策略。另外，在 竞争性联盟合作创新过程中，企业间没有严格的组织约束和 保障，成员往往属于非完全共同利益主体，彼此之间不存在 行政性的隶属关系，企业间关系往往比较松散，机会主义比 在金字塔形的企业组织内部更容易发生，合作创新的保障机 制就显得尤为重要13 o由此可见，竞争性联盟成员合作创 新策略选择表现出很强的交互性，揭示创新主体决策交互机 理，并设计相关的保障机制显得尤为重要。然而，现有相关研究成果在研究方法上多采用传统的静 态、动态博弈进行研究，这些方法往往假设博弈的各方具备 完全理性，要求参与方是“理性人”，拥有完美的推理能力、 识别判断能力、记忆能力以及准确

7、操作的能力，并假定市场 一定形成均衡，这些假定对于现实决策者过于苛刻，不完全 符合竞争性联盟成员合作创新实践（如大多数情况下，创新 决策主体不能做到完全理性）。因此现有成果对于解释不同 状态下合作创新主体如何决策交互存在不足，而这一点对于 合作创新至关重要。在现有研究中，演化博弈14突破了经典博弈假设的局 限，逐渐被用于解决有限理性下的决策交互问题。基于前期 研究基础15, 16,本文借助演化博弈的思想进一步研究竞 争性联盟成员合作创新的决策交互过程，揭示企业间合作创 新的决策交互机理。本文以2家建立竞争性战略联盟的同质企业开展技术创 新过程为研究对象，将合作创新中的决策方式分为坚持合作 与中

8、途违约，建立了技术创新利润模型，从演化博弈的角度, 探讨企业不同状态下选择不同策略的过程，并给出了相关的 仿真算例，对模型进行了验证，最后给出结论，尝试为优化 企业的合作创新决策交互过程提供理论分析基础和相关建 议。1企业技术创新的利润模型1.1模型变量模型的变量如下所示：q表示市场需求总量；qxi表示 企业xi的产量；p (ni=lqxi)表示企业xi价格函数17； cxi表示企业xi的边际成本；yxi表示企业xi独立创新时, 单位产品增加的创新效益，yxi (yxi)表示企业xi技术创 新的总投入；yxi表示企业xi合作创新时，单位产品增加的 创新效益；c表示合作创新过程中，企业xi由于中

9、途违约而 支付的违约金，b表示合作创新下企业xi的利益分配系数; 0 xi表示企业xi合作创新中对合作企业原有资源的吸收系 数；xi表示企业xi合作创新中对合作企业新投入资源的吸 收系数；aij表示企业xi采用坚持合作策略的比例；“oxi 表示企业xi创新前的利润函数，n xi表示企业xi独立技术 创新时的利润函数，n ' xi表示企业xi合作技术创新后的 利润函数，“ 'x表示企业xi与xj技术合作创新后的总利 润函数， n表示企业xi与xj合作创新后增加的总收益量, a jixi表示企业xi合作创新后，由于学习对方原有技术(知 识)产生的收益增加量， n ' xi表

10、示企业xi中途违约后 独自创新的收益增加量。1. 2模型假设为了便于研究，作如下假设：(1) 用xi (i=l, 2)表示竞争性战略联盟的成员。(2) 合作前，企业可能具有取得竞争优势的专有性核 心资源(如知识、技术等)，这部分资源是企业花费高昂成 本获得的，考虑到合作溢出有可能培养强劲的竞争对手，假 设通过对合作对象选择，合作过程中存在合作双方均不溢出 或合作双方均溢出。当合作双方均溢出时，部分专有性资源 可能被合作伙伴获取，进而使得其边际成本降低。此时，企 业xi的边际成本变为(1 - 0 xi) coxi,其中00, xi>0 (i=l, 2)时，存在>(), a jixi&

11、gt;0,即通过合作创新，利用资 源的社会化配置，有望实现整体利益的增加；而gxi与xi 越大，则a ji xi和a ji越大，表明合作企业双方的吸收能 力越强，增加的整体利益越大。因此，通过对合作对象的甄 别与选择，挑选吸收能力强的合作伙伴，有望促进整体利益 的增加。2演化博弈过程分析2. 1演化博弈模型的建立及求解在现实运营中，竞争性联盟成员都是独立的非完全共同 利益主体，企业的决策可能随合作环境的改变(即b与c 的变化)而改变，本文将对企业不同状态下的决策演化过程 进行分析，进一步讨论企业竞争性联盟成员合作创新决策演 化机理。结合前人研究基础15：企业xl选择坚持合作的利益 期望为 u

12、11 (xl) =al2 ( ji xl+ a ji xl+ a ji ) + (lal2)(ji xl+a it xl+c),选择中途违约的利益期望为u 12(x1) =al2 ( jixl+a jixl-c) + (l-al2) nxl,则企业 xl 的平均 期望收益为 ul=a21ull (xl) + (l-a21) u 12 (xl)；由此 可得，企业xl选择坚持合作的重复动态方程为： a al2=dal2/dt=al2 ( u 11- u 1 )o 同理可得：企业 x2 选择 坚持合作的重复动态方程为：aa21=da21/dt=a21(u 21- u 2)o此时，两企业的重复动态方程

13、组为：结合前人研究基础15,当系统处于稳定时，方程组中 的两方程同时为0,即dal2/dt=0da21/dt=0 ,对al2, a21的求解如下所示：(1) 当 dal2/dt=0, da21/dt=0 (即系统稳定时),al2=0 或 1； a21=0 或 1；(2) 当 dal2/dt=0,da21/dt=0(即系统稳定时)且 al2h0, a21m0,可得：a*12二(c+ a nx2) / a ji z x2- (1-b ) a ji + a ji x2 a*21= (c+a jixl) / ( a ji 7 xl-ban + anxl) (10) 由此形成5个系统局部稳定点，分别为a

14、l (0, 0), a2(1, 0), a3 (1, 1), a4 (0, 1),及 a5 (a*12, a*21),以 下对两企业合作演化的博弈过程进行具体分析。2. 2企业决策的演化博弈分析根据假设(2),在 合作过程中，两企业之间可能由于合作发生技术溢出，也可 能不出现技术溢出，以下对这两种情况分别进行讨论：2. 2. 1合作不溢出时企业决策演化博弈当两企业合作创新过程中不溢出时(如两企业均处于相 对较低技术水平，无专有性核心知识、技术等资源；或者两 企业为了保持自己的竞争优势，故意隐藏自身专有性核心资 源等)，此时 9 xl= 9 x2=0, a ji 1= a ji x2=0,则式(

15、10)修 改为：则 f' (a21) = ( l-2a21) c- a ji z x2- (l-b) a jial2,结合前人研究基础19,当f (al2) = 0且f'(al2) c/ ( a ji z xl-3 a ji ),且 f' (0) 0,则 al2=0 是 进化稳定策略；(2)当 a210, f' (1) c/m “ ' x2- (l-b ) ", 且f (0) 0,则a21=0是进化稳定策略；(4)当 al20, f' (1) ( ” xl-c)且(lb ) a jt > (" x2-c),决策初始点位于

16、ma10a5区域，表示的含义 为：当企业xl与企业x2合作创新，企业xl获得的合作收 益大于违约收益，最终选择坚持合作；同时，企业x2获得 的合作收益大于违约收益，最终选择坚持合作，al2=l, a21=l 成为演化均衡策略。(2)当 b 口( “ ' xl-c)且(l-b ) a jt ( a jt z x2-c) 时，决策初始点位于oa2pa5区域，表示的含义为：当企业 xl与企业x2合作创新，企业xl获得的合作收益小于违约收 益，最终选择中途违约；同时，企业x2获得的合作收益大 于违约收益，最终选择坚持合作，al2=0, a21=l成为演化 均衡策略。由此可见,ma10a5面积越

17、大，企业合作创新的概率越大。 企业之间在技术合作创新时，一方面，两企业通过交互影响, 整合创新要素，有望利用规模化与资源互补优势（如高知识 度、高技术度等融合下的互动创新），在组织、人力、知识 等方面发挥协同效应20,提升单位资源的利用率。另一方 面，在合作成员内部通过合理配置违约金和分配比例，利用 经济手段对失信行为进行约束，一定程度上可以防止合作 伙伴的失信行为，限制合作过程中的机会主义行为，有助 于实现合作稳定，进而提高资源配置效益。2.2.2合作溢出时企业演化博弈结合假设（2）,当两企业合作创新时，如果只有一方专 有性核心资源（如知识、技术等）溢出，则exlh0或0x2h0, nlh0

18、或4 “x2h0。由于企业合作创新时，合作与竞争 并存，当其中一方在合作溢出中受益，而另一方并未受益时, 如果受益方不能充分补偿非受益方，则将导致非受益方的专 有性核心资源流失，进而可能使该企业丧失竞争优势，间接 培养较强的竞争对手。因此，非受益方在未获得高额的补偿 前（本文暂不考虑溢出补偿问题），会隐藏自身的资源，最 终使得双方均不发生合作溢出，此时情况与2.2. 1中的讨论 相同。因此，在合作过程中，双方均发生溢出时，合作更容 易产生，以下对该情况进行讨论。结合式(11)和2.2. 1中的讨论，此时均衡点a5转移 至a' 5,存在：图3中a' 5分别表示的意义是：企业xl、

19、x2在合作溢 出中分别获得收益兀xl、 jix2。即双方合作溢出情况下, 合作双方的利益均会增加，该决策演化分析过程与2.2.1中 类似，此时的违约金可修改为c' ec+a jixl, c+a jix2, 基于2. 2. 1中的分析可知：当(1b) “>(“' x2-c' + a ji x2 )且 a jt >(a ji xl+a ji ' xl-c')时，m，a10, a，5 面积较大, 则双方的合作概率较大，具体表示的含义为：当企业xl与 企业x2合作创新，企业xl获得的合作收益大于违约收益， 最终选择坚持合作；同时，企业x2获得的合作收益大于违 约收益，最终选择坚持合作，al2=l, a21=l成为演化均衡策 略。基于以上分析可知：在竞争性联盟成员合作创新过程 中，通过资源的社会化配置，利用整合创新要素，有望促进 各企业利润的增加。同时，由于合作企业间没有严格的组织 约束和保障，彼此之间不存在行政性的隶属关系，企业间没 有一个总揽全局的高层控制者实现有效协调管理，合作创新时，竞争与合作并存，机会主义比在金字塔制的企业组织内 部更容易发生。因此，在满足合作条件下，适当调控违约金 c和利益分配系数b,保护自己在合作创新中的既得利益和 核心竞