基于演进博弈理论的创新网络形成机理研究

摘要:文章借助演进博弈理论重点对创新网络的形成机理进行深入研究,从中发现创新网络形成的内在规律,进而找出影响创新网络形成的主要因素。研究结果表明,演进博弈过程促进了创新网络的形成,其中企业吸收并转化创新知识的能力以及所处的网络环境是影响创新网络形成的最主要因素。因此,文章对主要的创新主体(包括企业、高校或科研院所、中介组织和政府机构)如何进行更好的创新提供了有价值的帮助。
　　关键词:创新网络;演进博弈;形成机理
　　
　　一、 引言
　　
　　近年来,随着信息技术的飞速发展与竞争环境的变化,企业开始通过创新网络来获取创新资源,缩短创新时间,进而取得竞争优势。创新网络不仅有利于减少创新费用和分散创新风险,而且有利于促进企业与高校、科研机构和政府的紧密结合。可以说,创新网络是构建并完善国家创新系统的重要组成部分。多数学者普遍认为创新网络是由企业、高校或科研院所、政府机构、中介组织等组成,其中企业是最主要的创新主体,企业为了实现创新功能,通过创新网络与其他创新主体建立各种正式或非正式的关系,目的是为了更好的获取创新资源,从而有效地提高创新效率。freeman(1991)认为创新网络是一种应付系统创新的基本制度安排,其中企业间的创新协作关系是网络架构的主要联结机制。olaf arndt & rolf sternberg(2000)认为创新网络是不同的创新参与者的协同群体。因为创新网络能够帮助创新企业共享创效利益、共担创新风险,并获得特殊的技能。组成创新网络的企业、大学或科研院所、中介组织及政府进行合作以实现共同的创新目标(barringer & harrison,2000)。ler & svahn(2009)对创新网络管理过程进行了研究,并发现网络成长受科技环境影响很大,同时它又能反作用环境,进而改善区域创新环境。现代科学技术如纳米技术、生物技术、信息和通信技术的发展推动了创新网络的研究,这些技术在不同行业的广泛使用导致了组织界限的模糊,并产生了深而广的网络结构。例如,生物技术和纳米技术的快速发展,使得科技组织投入了大量的智力资本和物质资源,最终导致了网络的广泛发展(robinson,rip,& mangematin,2007)。因此,越来越多的国家认识到创新网络在提升自主创新能力、提高国家竞争力和创造财富方面的重要性。在美国、英国和澳大利亚,政府的创新政策由鼓励研发投入到鼓励建立多部门合作的创新网络构建(corley,boardman,& bozeman, 2006)。虽然目前创新网络的研究取得了长足发展,但有必要进一步分析其形成机理以便于完全认识它的潜在优势。本文研究的是在前人研究的基础上重点分析创新网络的本质特质,然后就创新网络研究机理进行分析,并找出其中的发展规律。
　　
　　二、 创新网络的本质特征
　　
　　网络广义含义被认为是由不同的主体和主体间的关系组成。在创新网络中,创新主体通过建立各种正式或非正式的关系,进而获取创新资源,并有效地提高创新效率。创新网络之所以能在创新活动中发挥巨大的作用是基于它的五大特性:
　　1. 互补性。由于不同的创新主体拥有不同的创新资源,在创新过程中发挥着不同的创新作用。通过共享知识和技术资源,创新网络中的创新主体间的合作可以降低创新成本,进而提高创新效率,即产生“1+1>2”的协同效应。由此可见,创新网络中的企业之间、企业与高校、科研院所、政府和中介机构之间形成了优势互补、相互促进、共同发展的良好局面。
　　2. 开放性。网络创新活动通常是创新主体间互动频繁和内外交流频繁的过程,创新网络之所以具有创新优势,是因为网络主体间科研通过频繁交流产生网络互动效应,网络节点通过与网络外发生多方位、多层次的联系,获取更广泛的知识和互补性的资源。开放性的网络便于创新主体与外界联系,及时了解网络内外相关技术和市场信息,提高与网络外先进技术和市场的对接能力,确保创新活动可以更好地适应外界环境的最新变化。
　　3. 动态性。由于创新网络中的企业是随时进入和退出的,创新网络结构相应的产生变迁,表现在跟随性变迁和选择性集聚等方式,这就决定了创新网络的动态变化特性。其次,由于创新资源分布在网络的各个节点中,创新资源的产生和流动也决定了创新网络的动态性。网络创新的实质是网络内企业相互学习的过程,相邻节点(企业)间可以更加便利地分享创新成果和知识。此外,创新主体与外界进行知识交流决定了网络的动态性。随着信息化的加快发展,要取得更大的创新,必须有效突破地域的束缚,更多的与外界互动以便有效提高网络整体的创新能力。
　　4. 根植性。创新网络的形成往往与地方经济、社会发展、文化制度有着密切的联系。一个创新网络内的企业因为具有共同的社会文化背景,处于相近的制度环境中,其经济行为便不约而同的植根于网络内共同的知识背景和游戏规则中,由此产生的聚合效应的就越多。创新主体通过非正式的社会网络有机的联系在一起,有效增强了网络成员间的信任,这既有利于传播和扩散显性知识,更有助于隐形知识的流动和共享,进而增强了网络的创新能力。
　　5. 协同竞争性。创新网络内各主体间既存在协作的关系也存在竞争的关系。创新主体间在注重协作的同时,往往为了追求最大利润而展开竞争,当然,竞争与协作并非矛盾体,有效地竞争为共同创新提供了动力,只不过这种竞争是在协作的基础上,可以看作是一种协作性竞争。
　　
　　三、 创新网络形成的复制动态演进博弈模型
　　
　　创新网络的形成过程必然涉及到企业竞合问题,在讨论企业竞合问题时,学术界通常应用合作或非合作博弈方法。传统博弈论通常假设博弈双方是完全理性的,而且在信息充分的环境里,由此得出的博弈均衡解未免牵强。而smith(1974)提出的演进博弈理论正好弥补了传统博弈论的不足。matthew和alison(2002)曾指出“由于演进博弈理论具有动态调整和学习过程等动态机制特征,从而为研究群体行为进化和稳定机制提供了较好的分析方法”。zander(2002)在研究瑞典通用电器公司与瑞士的brown-boveri合作创新网络的形成时指出,创新网络的最初形成具有一定的经济逻辑,当网络形成时,由于某种经济动因开始不断地演进,其形成是一个不断演进的复杂的过程。

　　本文从有限理性出发,认为博弈双方的策略均衡不再是一次性博弈的结果,而是一个不断学习和调整的结果,通过多次博弈和长期的学习与改进,博弈双方趋向稳定策略,而且在稳定策略条件下,个别“突变”策略并不能带来收益,此时的稳定策略称之为“进化稳定策略”(ess)。正是由于创新网络具有互补性、开放性、动态性、根植性和协同竞争性才导致了网络的复杂性,进而导致创新主体间博弈的有限理性。在有限理性前提下,创新网络的形成便是一个动态的学习与调整过程。因此,本文在分析创新网络具有的特性基础上,借助演进博弈理论研究创新网络形成机理,构建创新网络复制动态模型,并从中找出影响创新网络形成的主要因素。
　　1. 博弈模型的建立。假设现有一个正在成长中的创新网络,在网络外部存在一些试图加入该网络的企业。假设博弈方a代表网络外部试图加入的企业群,博弈方b代表网络内部企业群。博弈方a有两个选择,一是“加入”网络,二是“不加入”;博弈方b也有两个选择,“接受”或“不接受”a的加入。由于博弈双方对创新的认识能力和预测能力有限,因此,博弈双方符合有限理性的条件。博弈双方支付矩阵如表1所示。
表1中r′a、r′b分别表示博弈方a如果无法加入创新网络时双方的收益;ra、rb分别表示博弈方a加入网络后双方的收益。其中r′a?茁ata,?酌btb>?茁btb,这在后面的研究中得以证明。
　　2. 博弈过程分析。现假设博弈方a采取“加入”创新网络策略的企业比例为?姿,则采取“不加入”策略的企业比例数为1-?姿;同时假设博弈方b采取“接受”a加入创新网络策略的企业比例为?籽,则采取“不接受”策略的企业比例为1-?籽。因此可以计算出博弈方a选择“加入”和“不加入”策略的期望收益uea、una,以及博弈方a的平均收益ua,各收益表达式分别为:
　　uea=?籽(ra+?酌ata-?茁btb)+(1-?籽)r′a(1)
　　una=?籽r′a+(1-?籽)r′a(2)
　　ua=?姿uea+(1-?姿)una=?姿?籽ta(?酌a-?茁a)+r′a(3)
　　同理可得博弈方b选择“接受”策略和“不接受”策略的企业期望收益和平均收益uyb、unb、ub,数学表达式分别为:
　　uyb=?姿(rb+?酌btb-?茁btb)+(1-?姿)r′b(4)
　　unb=?姿rb+(1-?姿)r′b(5)
　　ub=?籽uyb+(1-?籽)unb=?姿?籽tb(?酌b-?茁b)+r′b(6)
　　我们知道,复制动态概念指出博弈的优势策略转变是一个渐进过程,因此可以用复制动态公式表示策略调整的速度,现在对博弈双方进行复制动态分析。
　　博弈方a群体复制动态方程为:
　　公式(7)表示博弈方a选择“加入”策略类型的企业随时间变化的比率与博弈方a的企业数量成正比,与博弈方a选择“加入”策略类型的期望收益大于所有博弈方a平均收益成正比。
　　博弈方b群体动态方程相位图如图2所示。
　　3. 博弈结果分析。基于上述创新网络形成演进博弈模型可知,博弈双方的比例变化复制动态的关系可以在以两个比例?姿,?籽为坐标图上标示,如图3所示。从图3可以看出,博弈双方的进化稳定策略(ess)只有唯一点(?姿*=1, ?籽*=1),其他各点均不具有复制动态的收敛特性,且抗扰动能力差。由此可见,在有限理性条件下,博弈双方经过长期的反复博弈后,学习和调整策略的结果是:潜在加入创新网络的企业在?酌a>?茁a情况下,即创新收益大于创新风险的条件下,则加入创新网络带来的收益大于0((?酌a-?茁a)ta>0),在利益驱使下,最终所有的企业都选择加入创新网络;同理,创新网络内原有企业在?酌b>?茁b情况下,最终选择的结果是接受新企业的加入。由此可见,当收益系数?酌越大,风险系数?茁越小时,博弈结果最终收敛于(?姿*=1,?籽*=1)的可能性就越大。
　　在创新网络中,收益系数?酌通常与企业的吸收和转化创新知识的能力有关。实践证明,通过提高员工素质,构建良好的企业内外部正式和非正式的交流渠道,能够有效提高企业吸收和转化知识的能力,进而促进创新网络的形成和维护。风险系数?茁主要是由创新网络的内外部环境决定,如果创新网络所处环境良好,每个创新主体间彼此信任,网络内正式和非正式交流和合作关系融洽,那么每个创新主体都愿意合作,合作创新意愿越强,越容易促使创新网络的形成。在运行效率高的创新网络中,企业采取合作创新所付出的成本就越小,相应的创新风险系数就越低。因此,良好的网络环境对创新网络形成及运行具有重要的促进作用。
　　
　　四、 结论
　　
　　综上所述,创新网络的形成是创新主体间进行演进博弈的结果,是网络外部化的过程,其形成动机是网络可以带来正效应,网络通过自身的系统性和网络内部要素之间的互补性使得创新主体之间产生协同性,从而使网络的创新能力大于个体创新能力之和。通过对创新主体间博弈过程的分析,我们发现在创新网络收益大于创新成本的前提下,企业通过学习、模仿和调整逐渐加入到网络中,促进了创新网络的形成。此外,研究结果证明影响创新网络形成与运行的重要因素主要包括创新主体吸收和转化创新知识的能力,以及创新网络所处环境的优劣。