周國華,李施瑤,夏小雨
(西南交通大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院,成都610031)
復(fù)雜產(chǎn)品一般是指技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)成本高、小批量定制生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、復(fù)雜系統(tǒng)或重大基礎(chǔ)設(shè)施,是國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)品,是衡量國家現(xiàn)代工業(yè)能力的重要指標(biāo),也是支撐國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱。目前我國在航天、高鐵、深潛等眾多領(lǐng)域都取得了巨大的進步,但是相比于我國龐大的生產(chǎn)制造能力,復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的創(chuàng)新水平仍處于弱勢[1],需要通過加強企業(yè)之間的協(xié)同創(chuàng)新來促進復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新水平的整體提升。
由于復(fù)雜產(chǎn)品的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在對技術(shù)深度、寬度以及技術(shù)創(chuàng)新程度的要求之高,導(dǎo)致許多擁有研發(fā)技術(shù)的單個企業(yè)無法獨自勝任復(fù)雜產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新,需要多個技術(shù)型企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)盟[2]。同時,復(fù)雜產(chǎn)品還具有高度技術(shù)密集性的特點,這使得復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)會根據(jù)其技術(shù)需求進行模塊化劃分[3],需要大量的研發(fā)聯(lián)盟來確保研發(fā)的總體進度,由于子模塊之間還存在著一定的關(guān)聯(lián),所以每個企業(yè)都可能參與到多個研發(fā)聯(lián)盟中,創(chuàng)新主體間基于復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)新項目而進行的創(chuàng)新交互,就構(gòu)成了一個巨大的、受多因素影響的復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。然而,目前針對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究大多集中于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性方面[4-6],關(guān)于合作行為演化的研究尚屬空白。因此,本文通過對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的演化博弈分析有助于了解網(wǎng)絡(luò)中企間的合作行為以及相關(guān)影響因素,豐富復(fù)雜產(chǎn)品研究相關(guān)理論,為我國的復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新管理提供理論依據(jù)和對策建議。
與普通產(chǎn)品相比,復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)需要企業(yè)具備更高技術(shù)能力、資金能力以及管理能力,復(fù)雜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出了極強的寡頭壟斷特性。Dhanaraj 和Parkhe[5]認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有很強的核心企業(yè)主導(dǎo)特性,是一個由核心企業(yè)主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò);Wallner[6]認(rèn)為在復(fù)雜技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,位于網(wǎng)絡(luò)核心的大型企業(yè)通常主導(dǎo)著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展結(jié)構(gòu),吸引優(yōu)勢企業(yè)與其構(gòu)建創(chuàng)新聯(lián)系,眾多中小型企業(yè)又以這些優(yōu)勢企業(yè)為核心形成子網(wǎng)絡(luò),各級網(wǎng)絡(luò)交織在一起形成大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。例如,在AIC(Airbus Industrial Consortium)的A380 型號飛機的研制項目中,AIC 主要與其在法國、西班牙、德國、英國等分支機構(gòu)的企業(yè)對產(chǎn)品進行聯(lián)合研發(fā),同時各分支機構(gòu)又基于自身的社會資本關(guān)系構(gòu)建新的協(xié)同創(chuàng)新關(guān)系,從而形成了A380 飛機的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。可見在復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中存在三類企業(yè),一是起到主導(dǎo)作用的核心企業(yè),二是具有某項專長的骨干企業(yè),三是具備一定研發(fā)能力的一般企業(yè),其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主要聯(lián)結(jié)機制是企業(yè)間的創(chuàng)新合作關(guān)系,以契約為紐帶,以研發(fā)項目為內(nèi)容,以創(chuàng)新主體的利益最大化為最終目的[7]。由于網(wǎng)絡(luò)中各類創(chuàng)新主體的利益訴求不同,在協(xié)同創(chuàng)新的過程中,必然進行著趨利的動態(tài)博弈,由創(chuàng)新活動產(chǎn)生的利益分配問題將直接影響各參與主體的合作行為[8]。因此,本文以創(chuàng)新節(jié)點的利益訴求為切入點,研究復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作行為演化現(xiàn)象。
針對合作利益訴求問題,曾德明等[9]引入投入比例、風(fēng)險分擔(dān)率以及談判力強度等影響因素,對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的利益分配進行了研究;李軍等[10]構(gòu)建了供應(yīng)鏈企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新收益分配模型,并設(shè)計了利益分配的有效性評價指標(biāo)體系以確保利益分配的公平公正;Gao 等[11]提出了供應(yīng)鏈不確定聯(lián)盟情況下的利益分配方案;Harrison 等[12]對聯(lián)盟中合作雙方利益分配的最優(yōu)化問題進行了深入研究。在研究方法上,大多采用shapely 值法、經(jīng)典博弈模型等,集中于設(shè)計合理的利益分配機制及尋求最優(yōu)的利益分配系數(shù),以保證合作關(guān)系的穩(wěn)定發(fā)展。隨著創(chuàng)新合作的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,針對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作行為演化問題。Cowan 等[13]基于雙邊合作模型,研究創(chuàng)新個體的模仿行為對網(wǎng)絡(luò)合作行為演化的影響;Lee 等[14]運用博弈論和仿真分析法對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化問題進行了的研究;曹霞和張路蓬[15]基于BA 網(wǎng)絡(luò),探討了不同利益分配對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)主體合作行為的影響;張丹和孔曉丹[16]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和演化博弈相關(guān)理論探討了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作行為演化的影響。在上述對于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作行為演化的研究中,都是假定網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)僅與其相鄰的企業(yè)產(chǎn)生交互作用,采用“囚徒困境”“雪堆模型”等雙人博弈模型與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相結(jié)合的方法,對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作行為演化進行仿真分析。
通過對文獻的梳理發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外在企業(yè)合作利益分配以及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作行為演化方面均有了一定的研究積累,為本文的研究提供了理論基礎(chǔ)。但是與一般的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)不同,復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是一個由多個子聯(lián)盟組成的網(wǎng)絡(luò),每個創(chuàng)新個體都會在聯(lián)盟中進行創(chuàng)新投入,然后與其他成員共享收益,是一個多人博弈問題。而公共品博弈恰好為多人博弈提供了一種新的解決方式[17],所以本文考慮將公共品演化博弈理論嵌入到復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,分析主體的合作行為。在經(jīng)典的公共品博弈中,所有參與者均向一個公共池內(nèi)進行投入,每個參與者均有兩種合作策略,即合作和背叛,合作收益是所有投入之和增大到一定的倍數(shù),在全體成員之間進行平均分配。然而,由于復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中存在三類節(jié)點并且擁有不同的研發(fā)能力以及在網(wǎng)絡(luò)中的重要度,這種平均分配的方式無疑會為一些技術(shù)資源匱乏或者有自利傾向的企業(yè)提供搭便車的機會,可以通過考慮主體的社會差異性來有效提高合作水平[18]。同時,在復(fù)雜產(chǎn)品的協(xié)同創(chuàng)新過程中,當(dāng)技術(shù)越復(fù)雜,合作需求就會越高,合作產(chǎn)出會受到技術(shù)復(fù)雜程度的影響[19]。因此,為了使理論研究更貼近現(xiàn)實,本文對經(jīng)典公共品博弈中的合作產(chǎn)出與利益分配模型進行了改進。
基于以上分析,本文結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和公共品演化博弈理論,構(gòu)建了復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和協(xié)同創(chuàng)新演化博弈模型,運用仿真分析的方法從利益分配的角度探討了不同初始狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)對系統(tǒng)的合作行為演化以及各類企業(yè)平均收益情況的影響。
根據(jù)前文對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的分析可知,核心企業(yè)是網(wǎng)絡(luò)全局范圍內(nèi)的核心,而骨干企業(yè)主要作為網(wǎng)絡(luò)局域范圍內(nèi)的核心,一般企業(yè)會圍繞在核心企業(yè)與骨干企業(yè)附近形成子網(wǎng)絡(luò)。因此,可以認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有全局擇優(yōu)特性[20]和局域擇優(yōu)特性[21]。基于這些特性,本文構(gòu)建包含三類節(jié)點的復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)G(V,E),其中V 為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的集合,E 為網(wǎng)絡(luò)中邊的集合。第一步,構(gòu)建節(jié)點數(shù)為m0、邊數(shù)為e0的初始網(wǎng)絡(luò);第二步,新增節(jié)點按照全局擇優(yōu)連接方式或者局部擇優(yōu)連接方式加入網(wǎng)絡(luò),以概率Πi=連接到全網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)絡(luò)中的m 或n 個原有節(jié)點上;第三步,重復(fù)第二步,直至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)模達(dá)到N。其中,k 表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的度。
為使網(wǎng)絡(luò)具有一定規(guī)模,設(shè)置總節(jié)點數(shù)N = 250,按照節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的度將其劃分為三類節(jié)點,分別代表核心企業(yè)、骨干企業(yè)和一般企業(yè),其中核心節(jié)點5 個,骨干節(jié)點45 個,一般節(jié)點200 個。最終生成的無標(biāo)度復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)如圖1 所示。
圖1 復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
本文基于經(jīng)典公共品演化博弈模型的假設(shè),并根據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新模型構(gòu)建的現(xiàn)實需求,提出以下四個假設(shè):
假設(shè)1:節(jié)點x 的度為kx,共參與以自身為中心和以鄰居為中心的kx+ 1 個鄰域的博弈。一個鄰域是指由某個中心節(jié)點和與其直接相連的節(jié)點共同組成的子博弈網(wǎng)絡(luò)。實際上,一個鄰域就相當(dāng)于由若干個企業(yè)組成的聯(lián)盟,每個企業(yè)都會參與到多個聯(lián)盟中進行技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新活動,從而降低創(chuàng)新風(fēng)險。
假設(shè)2:每個企業(yè)只有合作(C)或者背叛(N)兩個純策略。企業(yè)節(jié)點之間進行著動態(tài)的博弈過程,即根據(jù)收益及其他企業(yè)的策略不斷更新自身的策略,直至達(dá)成穩(wěn)定的博弈關(guān)系。
假設(shè)3:由于技術(shù)的復(fù)雜性和自身的專業(yè)限制,很多工作企業(yè)無法獨立完成,需要其他企業(yè)的幫助,所以復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的過程中,各創(chuàng)新主體不僅要完成獨立創(chuàng)新任務(wù),還要與其他企業(yè)進行聯(lián)合創(chuàng)新。為了更加形象地刻畫復(fù)雜產(chǎn)品的協(xié)同創(chuàng)新過程,本文將企業(yè)的創(chuàng)新投入分為生產(chǎn)投入和合作投入。
假設(shè)4:復(fù)雜產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新以研制一體為主,且多為單件小批量定制,其效益在很大程度上能夠通過投入水平直接體現(xiàn)[22]。
1. 創(chuàng)新投入規(guī)則
(1)生產(chǎn)投入。由于復(fù)雜產(chǎn)品的協(xié)同創(chuàng)新一般依托于項目,會以契約的形式形成創(chuàng)新聯(lián)盟,所以無論企業(yè)是否采用合作策略,都將在自身任務(wù)中進行生產(chǎn)投入。Cao 等[23]認(rèn)為博弈主體在合作中的投入與自身的度相關(guān),即度越大投入就越高;Zhang 等[24]認(rèn)為博弈主體的投入與前期收益相關(guān),即收益越高投入越大。本文用度和前期收益共同決定博弈主體在合作過程中的生產(chǎn)投入,企業(yè)在各鄰域的生產(chǎn)投入由式(1)和式(2)確定。
(2)合作投入。在復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新活動中,協(xié)助其他企業(yè)為其自身任務(wù)以外的事情,因此只有當(dāng)企業(yè)選擇合作策略時,才會進行合作投入,而一些選擇背叛策略的企業(yè)將產(chǎn)生搭便車行為,不會進行合作投入,同時企業(yè)會偏向于向付出較高生產(chǎn)投入的成員提供合作[25]。因此,第tn輪博弈中節(jié)點x 給予鄰域?中節(jié)點i(i ≠0)的合作投入bxi,y?(tn)可表示為
其中:bx,y?(tn)表示節(jié)點x 在鄰域?內(nèi)進行的合作投入;B 表示節(jié)點x 在鄰域的合作投入總量;Sx={0,1}表示節(jié)點x 的策略集。
2. 收益及其分配
(1)收益。為了更加形象地刻畫復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新特性,本文將經(jīng)典公共品博弈中的產(chǎn)出模型進行了改進。在復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,考慮到各企業(yè)擁有不同的資源稟賦、不同的專業(yè)優(yōu)勢,實際上,每個子聯(lián)盟都可以看做一個多主體參與的項目團隊。在項目團隊中,各企業(yè)的產(chǎn)出水平不僅取決于它的生產(chǎn)投入,也取決于其他團隊成員給予的合作[26],節(jié)點x 在tn輪博弈結(jié)束后在鄰域y?的產(chǎn)出πx,y?(tn)可以表示為
其中代表在第tn輪博弈中鄰域?中所有節(jié)點給予節(jié)點x 的合作;θ 和1- θ 分別是節(jié)點x 在鄰域?的生產(chǎn)投入和節(jié)點i(i ≠0)給予節(jié)點x 的合作對其產(chǎn)出的影響系數(shù),且滿足0 <θ <1,當(dāng)θ →0 時,表明其他團隊成員i 的合作對x 的產(chǎn)出影響非常大,即節(jié)點x 對鄰域中其他企業(yè)的合作需求越高;γ 表示同一個鄰域中,節(jié)點之間的合作對產(chǎn)出的潛在影響,且滿足0 <γ <1,γ 取值越大,表明影響越明顯;r 表示網(wǎng)絡(luò)整體的投入增益系數(shù);εx為環(huán)境自然變量,表示外界環(huán)境對節(jié)點x 在鄰域?的產(chǎn)出的影響,且εx~N(0,δ2)。
(2)利益分配。本文對傳統(tǒng)公共品博弈中的利益平均分配模式進行了差異化改進,考慮了企業(yè)的投入與節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的度,同時為了簡化模型,此處忽略了對企業(yè)創(chuàng)新投入的評估誤差。在第tn輪博弈結(jié)束后,節(jié)點x 在鄰域?獲得的凈收益由式(7)確定:
3. 策略更新規(guī)則
節(jié)點x 在每輪博弈結(jié)束后,隨機選擇鄰居節(jié)點y,將自身的總收益Mx(tn)與鄰居節(jié)點y 的收益My(tn)進行比較。若Mx(tn)<My(tn),則節(jié)點x 將調(diào)整博弈策略,按一定概率W 跟隨節(jié)點y 在該鄰域的策略。本文借鑒費米更新規(guī)則確定模仿概率[27]:
其中:K 表示噪聲強度,代表外界環(huán)境、有限理性等因素對企業(yè)的策略學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的干擾。當(dāng)K →0 時,表示外界環(huán)境不會對企業(yè)的策略選擇造成干擾,并且企業(yè)的非理性趨近于0;而當(dāng)K →∞時,表示外界環(huán)境和有限理性對企業(yè)策略選擇的影響非常大,以致無法做出理性決策。
利用MATLAB 仿真平臺對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化博弈模型進行仿真,仿真算法和相關(guān)參數(shù)設(shè)定如下。
步驟1:設(shè)置復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的初始參數(shù)。其中r = 2,α = β = 0.5,w1= w2,w3= w4,B = C = 1,噪聲因子K = 0.1,博弈總輪數(shù)T = 400。
步驟2:確定復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的初始博弈狀態(tài)。初始時,各節(jié)點將可以付出的總生產(chǎn)投入在其參與博弈的各個鄰域內(nèi)平均分配,各節(jié)點的初始合作率為0.5,且隨機分配。
步驟3:復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中博弈主體按既定規(guī)則確定其所付出的創(chuàng)新努力,并按利益分配規(guī)則確定所有博弈主體的收益。
步驟4:復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中博弈主體的策略更新過程。博弈主體依據(jù)既定的策略更新規(guī)則更新策略。
步驟5:循環(huán)執(zhí)行步驟3、步驟4,達(dá)到設(shè)定的博弈迭代輪次后,仿真終止。
創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)達(dá)到動態(tài)平衡的仿真結(jié)果為每組參數(shù)下后50 輪的平均值,并且分別進行5 次獨立實驗。
本文首先分析了不同的分配結(jié)構(gòu)下,協(xié)同合作特性對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響,協(xié)同合作特性可由復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的合作需求θ 和協(xié)同創(chuàng)新潛在影響系數(shù)γ 來衡量,仿真結(jié)果如圖2 所示。網(wǎng)絡(luò)合作密度是指網(wǎng)絡(luò)中采納合作策略的主體占全部主體的比重,是衡量網(wǎng)絡(luò)整體合作狀態(tài)的指標(biāo),又稱合作率[28]。
由圖2 可知,無論分配結(jié)構(gòu)如何,θ 都與網(wǎng)絡(luò)的合作密度負(fù)相差,γ 都與其正相關(guān)。具體來看,隨著γ 的增大,復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度呈上升趨勢,但γ 增大帶來的潛在影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于θ 增加減少的合作產(chǎn)出,θ 才是主導(dǎo)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度走勢的因素,可見復(fù)雜產(chǎn)品的合作需求對網(wǎng)絡(luò)的合作密度影響較大。另一方面,隨著θ 的增加,網(wǎng)絡(luò)的合作密度呈下降趨勢,但在整個區(qū)間的下降速度并不一致。當(dāng)θ 較?。? <θ <0.5)時,復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度下降趨勢較緩和;當(dāng)θ 較大(0.5 <θ <1)時,合作密度以較快的速度下降??梢?,當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的合作需求不同時,網(wǎng)絡(luò)合作密度的變化規(guī)律是不同的。因此,需要在不同的合作需求下,探討利益分配結(jié)構(gòu)對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作行為演化的影響。
為探討不同利益分配結(jié)構(gòu)下各類企業(yè)的收益情況以及網(wǎng)絡(luò)的合作密度,進行了仿真實驗,結(jié)果如下。
圖2 協(xié)同合作特性對網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響
1. 復(fù)雜產(chǎn)品的合作需求較高
圖3 θ = 0.3 且γ = 0.7 時,分配結(jié)構(gòu)對企業(yè)收益及網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響
令θ = 0.3,γ = 0.7,仿真結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可知,分配結(jié)構(gòu)對三類企業(yè)的收益以及網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響截然不同。對核心企業(yè)而言,當(dāng)度權(quán)重較小時(0 ≤w1,w2<0.5),隨著利益分配結(jié)構(gòu)中對度的考量力度的增加,其收益迅速增長,當(dāng)度權(quán)重較大時(0.5 <w1,w2≤1),進一步強化度在利益分配結(jié)構(gòu)中的重要性會使核心企業(yè)收益明顯減少,當(dāng)w1= w2= 0.5 時,核心企業(yè)的收益取得極大值。對骨干企業(yè)而言,其收益隨著度權(quán)重的增加而增加,w1= w2= 0.8 時取得極大值。原因在于過高的度權(quán)重會使得很多一般企業(yè)選擇背叛策略,進而導(dǎo)致度較高的核心企業(yè)利益受損嚴(yán)重,而骨干企業(yè)的受損程度要小于核心企業(yè)。對一般企業(yè)而言,隨著度權(quán)重w1和w2在利益分配規(guī)則中所占的比重的提高,其平均收益水平由高層次逐漸過度到低層次。由此可以看出,當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作需求較高時,在利益分配規(guī)則中過多地關(guān)注度(0.8 <w1,w2≤1)會導(dǎo)致“多輸”的局面,三類企業(yè)的平均收益均無法達(dá)到最優(yōu),并且系統(tǒng)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度減少到相當(dāng)?shù)偷某潭取6m當(dāng)?shù)目紤]度權(quán)重(w1= w2= 0.5)不僅可以很好的保證一般企業(yè)的收益,還可以使得核心企業(yè)與骨干企業(yè)的收益維持在一個較高的水平,從而極大地調(diào)動其合作積極性,所以度權(quán)重應(yīng)該控制在0.5 左右。
由圖3 可知,調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 對各類企業(yè)的收益和網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響不一。對核心企業(yè)和骨干企業(yè)而言,隨著α 和β 的增大這兩類企業(yè)的收益也增加;對一般企業(yè)而言,當(dāng)度權(quán)重較小(0 ≤w1,w2≤0.2)且α 和β取值較小時,隨著α 和β 的增加一般企業(yè)的收益也增加,但若取值較大時,α 和β 的增加基本不影響一般節(jié)點的收益,當(dāng)度權(quán)重較大時(0.5 ≤w1,w2≤1),一般企業(yè)的收益隨著α 和β 的增加呈先升高后降低的趨勢,并在0.4~0.6 取得峰值;對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)而言,不論度權(quán)重如何,合作密度總是先隨著α 和β 的增加而增加,當(dāng)α 和β 的取值大到某一程度時,α 和β 的取值基本不影響網(wǎng)絡(luò)合作密度。這表明,無論利益分配格局中度權(quán)重如何,在投入規(guī)則和利益分配規(guī)則中將平均分配策略過渡為適當(dāng)考慮度和投入的策略有利于提高各類企業(yè)的收益和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的總收益。但是,較高的調(diào)節(jié)系數(shù)會造成網(wǎng)絡(luò)合作密度較高的假象,長此以往,會使得一般企業(yè)的收益低于其預(yù)期,從而選擇背叛策略,不利于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展。因此,為了避免一般企業(yè)的收益過低,調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 的取值應(yīng)該控制在0.6 左右較為合適。
2. 復(fù)雜產(chǎn)品的合作需求較低
令θ = 0.8,γ = 0.2,仿真結(jié)果如圖4 所示。由圖4 可知,當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作需求較低時,度權(quán)重w1和w2對骨干企業(yè)和一般企業(yè)的平均收益的影響機制完全不同,伴隨著度權(quán)重w1和w2的增加,骨干企業(yè)的收益逐漸由低層次過渡到高層次,并在度權(quán)重w1= w2= 1 時,實現(xiàn)收益最大化,但一般企業(yè)的平均收益逐漸由高層次過度到低層次,僅在度權(quán)重w1= w2= 0 時,實現(xiàn)收益最大化,對核心企業(yè)而言,度權(quán)重w1和w2的影響與高合作需求時基本一致。由此可以看出,當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)由高合作需求轉(zhuǎn)變?yōu)榈秃献餍枨髸r,骨干企業(yè)對度的依賴性增強,只有很高的度權(quán)重才能使其收益達(dá)到最優(yōu)。較高的度權(quán)重雖能較好地保證核心企業(yè)和骨干企業(yè)的收益,但相比于合作需求較高的情況,一般企業(yè)的平均收益會處于一個更低的水平。特別是當(dāng)0.5 ≤w1,w2≤1 時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的收益全部集中于核心企業(yè)和骨干企業(yè),一般企業(yè)的平均收益為負(fù),無疑會使得更多的一般企業(yè)產(chǎn)生“搭便車”行為,從而使總收益急劇下降。因此,相比于合作需求較高的情況,度權(quán)重應(yīng)該設(shè)定一個較小的值,將其控制在0.2 左右比較合適。
圖4 θ = 0.8 且γ = 0.2 時,分配結(jié)構(gòu)對企業(yè)收益及網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響
由圖4 可知,當(dāng)調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 取值較小時(0 <α,β ≤0.5),核心企業(yè)、骨干企業(yè)和一般企業(yè)的收益以及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度均隨著α 和β 的增加而增加,但當(dāng)調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 的取值較大時,其對各類企業(yè)收益和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響出現(xiàn)分化。對核心企業(yè)而言,其收益始終隨著調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 的增大而增大;對骨干企業(yè)而言,當(dāng)取值很大時(α >2,β >2),調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 的增加基本無法提高骨干企業(yè)的平均收益;對一般企業(yè)而言,較大的調(diào)節(jié)系數(shù)(α >2,β >1)將使其收益迅速下降,同時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度將隨著調(diào)節(jié)系數(shù)α 和β 的增加而減小。由此可以得出,相比于合作需求較高的情況,調(diào)節(jié)系數(shù)可以設(shè)定一個較大的值,將其數(shù)值控制在1 左右比較合適。原因在于合作需求較高的情況下,聯(lián)合創(chuàng)新會為企業(yè)帶來更多的收益,而調(diào)節(jié)系數(shù)產(chǎn)生了更大的放大效應(yīng),使得收益差距變大,采用較高的調(diào)節(jié)系數(shù)使得更多的一般企業(yè)退出合作。
為探討不同利益分配結(jié)構(gòu)下不同類別企業(yè)的初始條件對各類企業(yè)平均收益和網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響,在保持其他博弈主體初始合作策略不變的基礎(chǔ)上,依次改變?nèi)惼髽I(yè)的初始合作狀態(tài),并對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度進行仿真,與基準(zhǔn)狀態(tài)(各類企業(yè)的初始積極合作率均為50%)進行比較。
為了弱化合作需求對網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響,令θ = 0.05,γ = 0.9,在保持其他兩類企業(yè)初始策略不變的基礎(chǔ)上,依次改變核心企業(yè)、骨干企業(yè)和一般企業(yè)的初始合作策略,對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作密度進行仿真,仿真結(jié)果如圖5 所示。由圖5 可知,在不同的利益分配結(jié)構(gòu)下,各類企業(yè)初始策略的改變對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響不完全一致,即利益分配結(jié)構(gòu)會改變各類企業(yè)在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的重要性。
圖5 企業(yè)初始策略的改變對網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響
1. 創(chuàng)新投入主導(dǎo)利益分配
利益分配結(jié)構(gòu)w1= w2= 0,w3= w4= 0.5 和w1= w2= 0.2,w3= w4= 0.4 是創(chuàng)新投入主導(dǎo)的分配結(jié)構(gòu)。由圖5 可知,當(dāng)利益分配結(jié)構(gòu)不考慮或較少考慮各類企業(yè)在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的度,而主要依據(jù)其投入確定收益時,若各類企業(yè)的初始合作策略變得更積極,則創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)最終都可以達(dá)到較高的合作水平,若各類企業(yè)的初始合作策略變得更消極時,各類企業(yè)在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的重要性存在差異。首先,當(dāng)核心企業(yè)由50%合作的基準(zhǔn)狀態(tài)開始變得更消積時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)依然可以維持較高的合作密度。原因在于,當(dāng)不考慮度而依據(jù)生產(chǎn)投入和合作投入決定收益時,一般企業(yè)的利益能得到很高程度的保障,從而充分調(diào)動其合作積極性,并通過骨干企業(yè)向核心企業(yè)擴散,最終使整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)達(dá)到很高的合作密度。其次,骨干企業(yè)和一般企業(yè)的初始合作策略變得更消積時,將逐漸對整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)帶來負(fù)面影響。由此可以看出,當(dāng)采用生產(chǎn)投入和合作投入主導(dǎo)的利益分配結(jié)構(gòu)時,骨干企業(yè)和一般企業(yè)的初始合作策略都會對網(wǎng)絡(luò)合作密度產(chǎn)生影響,但是影響幅度不大,原因在于無論企業(yè)的初始策略如何,較低的度權(quán)重都會使得網(wǎng)絡(luò)的合作密度演化到一個較高的水平。
2. 度主導(dǎo)利益分配
利益分配結(jié)構(gòu)w1= w2= 0.5,w3= w4= 0.25 和w1= w2= 0.8,w3= w4= 0.1 是度主導(dǎo)的分配結(jié)構(gòu)。由圖5 可知,當(dāng)度主導(dǎo)利益分配時,不同類型企業(yè)對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響存在非常明顯的差異。當(dāng)不同類型企業(yè)的初始合作策略變得更消積時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度都將較合作密度為0.5 的基準(zhǔn)狀態(tài)出現(xiàn)較大幅度的下降;當(dāng)不同類型企業(yè)的初始合作策略變得更積極時,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)都將較合作密度為0.5 的基準(zhǔn)狀態(tài)出現(xiàn)較大幅度的上升;無論是策略變得更消積還是更積極,均表現(xiàn)為骨干企業(yè)的影響大于核心企業(yè),核心企業(yè)大于一般企業(yè)。這可解釋為,首先,度主導(dǎo)的利益分配結(jié)構(gòu)是不利于一般企業(yè)的,無論它們的初始合作策略如何,達(dá)到均衡時其合作密度均較低,其初始合作策略對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響不大;其次,核心企業(yè)在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的度最大,度主導(dǎo)的利益分配結(jié)構(gòu)對其最有利,但核心企業(yè)的合作行為大多向骨干企業(yè)傳遞,且骨干企業(yè)合作的產(chǎn)出將有較大一部分由核心企業(yè)占有,因此即使核心企業(yè)采用完全的合作策略,對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的促進作用也不大;最后,骨干企業(yè)不僅與核心企業(yè)存在合作,也與一般企業(yè)存在大量合作,在整個復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作中既“承上”又“啟下”,地位舉足輕重,因此,無論是初始合作策略變得更消積還是更積極,骨干企業(yè)對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作密度的負(fù)面和正面影響都非常明顯。
本文運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與博弈論的方法對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作行為演化問題進行了定性與定量分析。針對復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的特點,構(gòu)建具有核心企業(yè)、骨干企業(yè)和一般企業(yè)三類節(jié)點的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),基于經(jīng)典的公共品博弈思想,建立復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的利益分配博弈模型,通過大量仿真實驗進一步分析網(wǎng)絡(luò)中三類節(jié)點的合作行為演化規(guī)律。研究表明:復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的合作需求對網(wǎng)絡(luò)的合作密度影響較大,并且當(dāng)合作需求的取值范圍不同時,對網(wǎng)絡(luò)合作密度的影響規(guī)律不同;在利益分配結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)亩葯?quán)重與調(diào)節(jié)系數(shù)不但可以避免一般企業(yè)的收益受損,還可以使得核心企業(yè)與骨干企業(yè)的收益處于一個較高的水平;相比于復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新合作需求較低的情況,合作需求較高時的最佳度權(quán)重較大,最佳調(diào)節(jié)系數(shù)較?。划?dāng)采用度主導(dǎo)的利益分配結(jié)構(gòu)時,骨干企業(yè)初始策略的改變將對網(wǎng)絡(luò)的合作密度產(chǎn)生顯著的影響。
依據(jù)以上研究發(fā)現(xiàn),提出促進我國復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定發(fā)展的建議:
(1)為了避免企業(yè)產(chǎn)生搭便車行為,同時更好地保障核心企業(yè)與骨干企業(yè)在復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的收益,協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的創(chuàng)新主體在進行契約制定時,應(yīng)積極地建立和健全企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的評估機制,并在利益分配中適當(dāng)考慮企業(yè)的投入與重要程度。
(2)當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新的合作需求不同時,利益分配結(jié)構(gòu)也應(yīng)有所區(qū)別。對于合作需求較高的情況,可以更多的考慮企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度,但同時要進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),以防過大的收益差距使得更多的一般企業(yè)產(chǎn)生搭便車行為。對于合作需求較低的情況,應(yīng)該適當(dāng)?shù)南魅鯇ζ髽I(yè)重要度的考慮程度,以此來調(diào)動一般企業(yè)的合作積極性。
(3)當(dāng)利益分配機制的制定由于多種因素限制而缺少一定公平合理性時,政府可以通過制定相關(guān)優(yōu)惠條件來調(diào)動骨干企業(yè)的合作積極性,以期對整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的合作起到正向的促進作用。