政产学研协同创新的演化博弈稳定性分析

2015-06-08曹武军韩俊玲

贵州财经大学学报 2015年4期

曹武军　韩俊玲

摘要：在有限理性的前提下，从政产学研角度出发，利用演化博弈模型建立三对博弈主体，并分别对每一对博弈主体进行协同创新演化稳定性分析，找出影响政产学研协同创新长期稳定合作的因素。分析发现：系统对初始条件具有非常强的敏感性；产学研之间有效的信任机制和约束机制是双方能够长期合作的重要保障；政府积极引导并增强学研方之间的信任度及彼此之间的约束，是提高协同创新稳定性的关键。

关键词：政产学研；演化博弈；协同创新；稳定性

文章编号：2095-5960（2015）04-0086-08；中图分类号：F224.9；文献标识码：A

一、引言

在科技经济全球一体化的背景下，开放、合作竞争以及利益共享模式应运而生。协同创新是集企业、高校、科研院所、政府以及中介机构等多利益主体形成的知识、技术协作共享机制，是一种在实现共同的目标和价值的过程中，在科学研究、技术开发上取得重大进展和突破的创新活动。因此，跨部门跨学科以及跨领域的对政产学研等各类创新主体开展深度合作、开放协同创新，对加快资源整合、提高资源利用率、降低成本投入意义非凡。

协同创新是一个动态发展过程，最终达到的是一个最佳的稳定状态。演化博弈均衡即纳什均衡[1]是指每个参与者在动态演化过程中所采取的策略都是对其他策略的最优反应，当其他参与者不改变策略时，此时策略最佳；而当其他参与者改变策略时，自己的收益就会降低。在协同创新过程中，通过政府对产学研的支持以及不支持所受到的惩罚和反过来学研方的协同创新对当地经济发展的支撑作用，政产学研各方在协同创新过程中最终会基于自己利益最大化来达到稳定。

目前，许多专家学者从不同角度，利用不同方法对产学研协同创新的研究深入细致。有的从供应链的角度对企业间合作竞争的机制进行研究；[2]杨伟娜、潘杰义及詹美求从信任机制方面对产学研协同创新进行深入细致的理论阐述；[3]冯叶成、刘嘉、张虎以清华大学与淮安市产学研合作为例对政府、高校和企业协同创新模式进行了探索和实践；[4]王子龙、许箫迪从演化博弈的角度对政产学研协同创新进行分析，建议政府从建立合理的创新利益分配机制、完善创新风险分摊机制、优化职能等方面促进政产学研协同创新的有效实施。[5]张煊、孙跃基于复杂系统视角构建产学研合作网络概念模型，测度2003—2011年中国省域产学研合作网络的创新效率及其影响因素，发现不同区域产学研合作网络创新效率的影响因素不尽相同，但东中西部地区和全国波动趋势几乎一致。[6]本文试图从政产学研角度，利用演化博弈模型对其协同创新的稳定性进行分析，分别从政府与企业、企业与学研方，以及政府与学研方三对博弈主体进行协同创新稳定性研究，找出影响政产学研协同创新稳定性的因素，并对这些因素的变化会对创新主体产生何种影响做出更好的解释，从而对政产学研协同创新稳定性的合理决策提供更好的理论依据。

在对政产学研各主体之间的博弈关系进行研究之前，必须明确各个参与主体的责任、目标、行动、信息、战略及其之间的利害关系，从而确定影响博弈过程的各个因素，建立博弈模型。从建立博弈模型的微分方程中可找出其均衡点，根据演化稳定策略和稳定性的理论来分析该均衡点。[7][8]政产学研协同创新过程博弈关系如下：

在政产学研进行协同创新的过程中，各个参与主体通过采取不同的行动来最大化自己的利益水平。企业追求的是成本最小化、利益最大化；政府在此过程中追求当地资源的合理配置、经济发展水平的提高以及环境的改善；学研方的目标则是技术成果的最大化转换、科研配套设施的完备以及论文发表数量的增加。由此看来，各个博弈主体在协同创新过程中追求的目标和承担的责任不一样，而且参与主体所掌握的信息具有不完全对称性，于是形成了政府与企业、企业与学研方、政府与学研方三对之间的演化博弈。

二、模型假设与模型建立

政产学研协同创新演化博弈过程模型假设：1：假设各参与主体均为有限理性，掌握的信息具有不完全对称性；2：演化博弈模型中博弈的双方都处在博弈初始阶段；3：博弈过程中不考虑其他也可能对协同创新过程有影响的主体。

（一）政府与企业演化博弈模型

在本模型中，企业为是否愿意参与协同创新的一方，政府为是否支持的一方。由于双方信息的不对称性，政府和企业协同过程追求利益最大化的同时并不能确定自己所做的决策是否正确。那么假设政府支持产学研协同创新的概率为y1，企业愿意参与协同创新的概率为x1，那么政府与企业之间的支付矩阵为表1。

（二）企业与学研方演化博弈模型

企业在与学研方协同创新过程中，由于企业需要实际技术，追求的是利益最大化。而学研方是技术的研发者，缺乏的是把技术市场化的资金。又由于双方掌握的信息不完全，在协同创新过程中构成一对博弈主体。那么，学研方采取合作的概率为x2；企业愿意采取合作的概率为y2。则企业与学研方之间的支付矩阵为表2。

（三）政府与学研方的演化博弈模型

在该模型中，学研方为是否愿意参与协同创新的一方，政府为是否支持协同创新活动的一方。双方追求的目标和承担的责任不一样，且都掌握的信息不完全，因此构成一对博弈主体。那么假设学研方参与协同创新的概率为x3，政府支持协同创新的概率为y3。学研方与政府的支付矩阵如表3。

三、演化博弈模型稳定性分析

在2×2演化博弈复制动态系统中，判断该演化系统的稳定状态是否为演化稳定策略的方法是：首先通过分析博弈主体一方的演化稳定性，即利用df（x）dx<0来进行判断；[9]其次利用Friedman提出的利用雅克比行列式来分析其局部稳定性。[10]其中，利用J代表雅克比矩阵，则detJ为该矩阵的行列式，trJ为该矩阵的迹。当detJ>0且trJ<0时，该系统的状态为演化稳定状态ESS。

（一）政府与企业的演化博弈模型稳定性分析

该系统的雅克比矩阵为：

图2政府复制动态相图由以上分析可知：当政府部门对协同创新投入的成本减去对企业因违反协同创新规则的惩罚大于因政府部门失职而受到的上级部门惩罚时，不管企业是否参与协同创新，政府都将不支持协同创新；当这二者之差小于因政府失职而受到上级相关部门的惩罚时，企业选择协同创新的概率的大小决定政府部门是否支持。产生该结果的原因是博弈双方信息的不对称。

3.政府与企业的整体稳定性分析

可知，当该系统处于I区时，该演化博弈将收敛于（1，0），即企业采取协同创新策略，政府选择不支持；当系统位于Ⅱ区时，该演化博弈收敛于（1，1），即政府支持，企业也积极参与协同创新；当系统位于Ⅲ区时，该演化博弈收敛于（0，1），即政府支持协同创新，企业采取不协同策略；当系统位于Ⅳ区时，该演化博弈收敛于（0，0），即政府不支持，企业不参与协同创新。从以上分析可知，系统具体会沿何种路径达到何种状态，与博弈的支付矩阵以及博弈发生时的初始状态密切相关。该系统具有复杂系统演化特征，（a，b）是该系统演化特征改变的阈值，当系统的初始状态在这两个值附近时，初始状态的微小变化将影响到该系统的最终结果，这表明系统对初始条件具有非常强的敏感性。[12]

（二）企业与学研方的演化博弈模型稳定性分析

同理可知，企业与学研方系统的五个平衡点为（0，0）、（0，1）、（1，0）、（1，1）、（CrR，C（1-r）R），其中令（c，d）=（CrR，C（1-r）R），该点为鞍点。各平衡点的行列式与迹如表5，所对应的复制动态相图如企业与学研方的系统演化动态相图4所示。

可知，当该系统处于I区时，该演化博弈将收敛于（1，0），即学研方采取协同创新策略，企业不采取协同策略；当系统位于Ⅱ区时，该演化博弈收敛于（1，1），即企业和学研方都积极参与协同创新；当系统位于Ⅲ区时，该演化博弈收敛于（0，1），即企业采取协同创新策略，学研方采取不协同策略；当系统位于Ⅳ区时，该演化博弈收敛于（0，0），即政府和学研方均不参与协同创新。从以上分析可知，系统具体会沿何种路径达到何种状态，与博弈的支付矩阵以及博弈发生时的初始状态密切相关。当系统的初始状态在系统演化特征改变的阈值（e，f）附近时，初始状态的微小变化将对系统的最终结果产生影响，表明系统对初始条件具有较强的敏感性。

（三）政府与学研方的演化博弈模型稳定性分析

由该系统的复制动态相图可知，当该系统处于I区时，该演化博弈将收敛于（1，0），即学研方采取协同创新策略，政府选择不支持；当系统位于Ⅱ区时，该演化博弈收敛于（1，1），即政府支持，学研方也积极参与协同创新；当系统位于Ⅲ区时，该演化博弈收敛于（0，1），即政府支持协同创新，学研方采取不协同策略；当系统位于Ⅳ区时，该演化博弈收敛于（0，0），即政府不支持，学研方不参与协同创新。从以上分析可知，系统具体会沿何种路径达到何种状态，与博弈的支付矩阵以及博弈发生时的初始状态密切相关。当系统的初始状态在系统演化特征改变的阈值（e，f）附近时，初始状态的微小变化将对系统的最终结果产生影响，表明系统对初始条件具有较强的敏感性。

四、结论

政府、企业以及学研方在进行协同创新时，每个参与主体在进行演化博弈过程中，具体会采取何种策略，选择何种合作方式与系统的初始状态的阈值有很大关系，初始状态的微小变化将对系统的最终结果产生影响，表明系统对初始条件具有较强的敏感性。

政府与企业协同创新时，政府是否支持协同创新活动的进行与政府的政策支持力度、政府失职时受到的惩罚程度以及企业违反协同创新规则的期望惩罚有关；企业积极主动参与协同创新的程度与其参与该协同创新需投入的成本大小、收益大小、政府的支持力度和违反规则时受惩罚强度有密切关系。要想更好地促进该协同创新活动的进行，企业要科学规划，积极引进先进技术提高生产效率，降低生产成本，实现环保低碳生产。政府应积极采用现代先进技术提高自身监督的有效性，并通过加大支持力度、设置合理的奖惩措施来激励企业参与协同创新。

企业与学研方在进行协同创新时，双方之间积极的协同创新能使资源配置达到最优化，并能够为双方带来更多的收益。但如果双方之间一方采取机会主义行为，那么即便采取机会主义的一方暂时会获得相对丰厚的收益，但对于以后该方的信誉的影响所造成的利益损失会更大。因此产学研双方积极合作，彼此信任才是协同创新长期合作的最佳策略。

政府与学研方协同创新时，政府是否支持协同创新活动的进行与政府的支持成本、政府失职时受到上级部门的处罚以及对学研方违反协同创新规则的期望惩罚有关；学研方是否积极参与协同创新与其参与该协同创新需投入的成本大小、收益大小、政府的支持力度和违反规则时受惩罚强度有密切关系。要想更好地促进该协同创新活动的进行，学研方要努力提高自身科研技术水平，提高自身将科技成果市场化的能力；政府应积极采用现代先进技术提高自身监督的有效性，并通过加大支持力度、设置合理的奖惩措施积极有效地激励学研方参与协同创新。

政府作为政产学研协同创新的主体行政机构，可通过建立相关的法律条文来提高产学研双方之间的信任度，使彼此之间的信任更加理智化，降低协同创新过程中由于不信任而带来的合作风险，更好地促进协同创新活动的进行。

参考文献：

[1]孙庆文，陆柳，严广乐，等.不完全信息条件下演化博弈均衡的稳定性分析[J].系统工程理论与实践，2003，11-16.

[2]王永平，孟卫东.供应链企业竞争合作机制的演化博弈分析[J].管理工程学报，2004（2）：16-21.

[3]杨伟娜，潘杰义，詹美求.企业与大学合作创新过程中信任机制研究[J].中国青年科技，2007，152：50-55.

[4]冯业成，刘嘉，张虎.政府一高校一企业协同的产学研合作模式探索与实践.科技进步与对策，2012，29（22）：67-70.

[5]王子龙，许箫迪.政产学研协同创新的演化博弈分析[J].科技与经济，2013，26（154）：16-20.

[6]张煊，孙跃.产学研合作网络的创新效率研究——来自中国省域产学研合作的数据证明[J].山西财经大学学报，2014（6）：59-66.

[7]Bonaccors， Piccalnga. A Theoretical Framework for the Evaluation of University Industry Relationships [J]. R&D Management， 2007， 24 （3）： 229-247.

[8]Lorens A.Imhof·Martin A.Nowak.Evolutionary Game Dynamics in a Wright-Fisher Process[J].Journal of Mathematical Biology，2006，52（5）：667-681.

[9]代应，何开伦.废旧产品资源化逆向物流运作模式比较研究[J].计算机工程与应用，2010（4）：223-224.

[10]Friedman D.Evolutionary Games in Economics[J].Econometrica，1991（59）：637-666.