信息外溢視角下集群供應鏈企業創新動態博弈

摘要：以信息外溢為視角，比較分析集群供應鏈企業之間合作創新和不合作創新時的博弈行為。結果表明：當企業進行合作創新時，企業的最優產量比不進行合作創新時的最優產量要高、創新的投入更多，而且效率更高；企業進行合作創新時的短期利潤比不進行合作創新且創新信息完全溢出時要低，但進行合作創新時企業長期競爭力更強，其長期利潤因而更大。

關鍵詞：創新；集群供應鏈企業；信息溢出；動態博弈

中圖分類號：F224.32 文獻標識碼：A

The Dynamic Game of Cluster Supply Chain Enterprise Innovation from the Perspective

of Information Overflow

YI Yong-xi

(School of Economics and Management， University of South China， Hengyang 421001， China)

Abstract:This article takes the perspective of information overflow to analyze and compare the game behavior of cluster supply chain enterprises when they carry on cooperative innovation and noncooperative innovation. The results indicate: when the enterprise carries on the cooperative innovation， its most superior output is higher， innovation investment is more， innovative investment is more effective than those when it does not carry on the cooperative innovation; its short-term profit is lower than that when it does not carry on the cooperative innovation and the innovation information overflows completely， but in the long term， it is more competitive when it carries on cooperative innovation. Therefore， their long-term profit is higher.

Key words:innovation; cluster supply chain enterprise; information overflow; dynamic game

一、文獻綜述

競爭環境的日益復雜對供應鏈成員企業提出了更高的創新要求。傳統的企業創新模式往往重視企業的自身創新，而忽視企業外部環境的創新，很多企業往往投資于同一或大體相同的創新目標，產生很多重復創新，浪費了有限的創新資源。因此，創新已不再僅限于企業內部，供應鏈中企業之間的創新合作正日益顯現其重要性（Chapm an R L，2005）［1］。近年來，合作創新的合理性，對合作創新行為的分析無論是在國際還是國內學術界都已經成為一個熱門的研究方向。Propris(2000)根據創新型環境和產業區域，提供了大量集中于沿著供應鏈進行的企業間合作的經驗性證據［2］。Strambach(2002)認為創新系統的一個顯著特征是技術與組織的變化具有相互依賴性。這意味著隨著技術創新產生的來源、形式的變化，相應的組織變革是必須的。集群式創新網絡是實現以企業為主體的技術創新的重要組織形式［3］。Bello（2004）從制度上分析全球供應鏈的創新模式，提出確保供應鏈中的所有成員都參與供應鏈創新的管理框架模型［4］；Choi（2006）從供給環節出發，研究供應鏈中的交易成本、風險、響應性與供應商創新之間的關系［5］。黎繼子(2006)根據產業集群所表現出來的供應鏈組織衍續特點，分析了集群式供應鏈組織衍續與集群技術創新之間的內在聯系［6］。

以上文獻主要關注的是集群供應鏈環境對技術創新的重要意義，大多數文獻都是描述性分析，很少從具體層面研究集群環境下不同供應鏈之間的相互作用，因此，很難解釋集群供應鏈環境下企業選擇技術創新策略的內在機理。雖然近年來有不少學者致力于用博弈論、系統仿真等方法研究集群環境下不同供應鏈之間的競爭與合作問題，但對于競合問題的研究視角主要是基于各供應鏈的產量決策，對于技術創新決策問題，除了考慮產量，還應考慮創新的投入因素［7］。企業創新信息的企業間流動也很少進入學者們用博弈論、系統仿真等方法研究集群環境下不同供應鏈之間的競爭與合作的視野。然而創新信息的企業間流動對企業的創新行為有很大的影響。所以，本文擬從微觀層面入手，在分別考察企業創新信息是否外溢的情況下，分析集群企業之間在進行不合作創新和合作創新的研發投入、產量和利潤等情況，以進一步認識不同供應鏈企業的技術創新策略選擇。

二、問題描述及模型建立

一般而言，在同一個集群中往往存在多條生產銷售同類可替代產品的單鏈式供應鏈。為了研究的方便，本研究僅考慮兩條供應鏈系統，并假定這兩個系統中各有一個核心企業（假定為制造商），它們在不同情況下圍繞創新活動而進行的競爭與合作。博弈模型的具體假設如下：

1．假定某集群有兩個核心企業1、2，它們從事相同產品的生產，且它們生產的這種產品壟斷了該地域的產品市場。博弈過程分兩個階段，在第一階段企業決定各自的RD水平，在第二階段為了實現利潤最大化而進行產量競爭。企業的收益等于第二階段利潤減去第一階段RD開支。

2．兩企業生產商品的反需求函數為：p=B-q1-q2，這里的p指商品的價格，q1、q2分別指企業1、2的產量，B為大于零的常數。

3．企業的生產成本受該產業中各企業從事的RD數量的影響，第i個企業的成本，ci=A-vi-βvj，i、j=1、2。其中A為正常數，且0＜A＜B，vi+βvjA，0β1。vi、vj表示1企業或2企業通過自己或另一企業的創新活動給自己生產帶來的成本降低數量，β表示企業間的信息益處度。

4．企業的研發投入是邊際收益遞減的，為了簡化計算，假定當單位產品的創新效益為vi時，企業從事創新活動的成本為c(vi)=φvi2。這里的vi為考慮各種風險后的單位產品的期望創新效益，并且φ是大于零的常數。

三、非合作創新條件下的動態博弈

在不合作創新的情況下，企業各自在追求自身利潤最大化的前提下選擇產量和創新投入的水平。為使研究更符合現實，可以把企業間創新信息是否外溢作為一個重要因素來考慮。因為在當今社會，信息傳遞已經越來越方便、頻繁，很多企業為了節約創新的成本，往往依靠其他企業的溢出信息而采取模仿的策略，盡管企業間可能沒有進行創新合作，但由于創新信息的外溢，而使創新資源在不同企業間傳遞。為此，創新信息的溢出度對企業創新策略制訂、產量的選擇及最大化的利潤決策有重要影響。

（一）不進行創新合作時的最優產量和最優創新投資求解

假定博弈各方確知對方的特征、戰略空間及支付函數，參與人進行二個階段的動態博弈，在第一階段，企業決定各自的創新支出v水平，在第二階段，企業決定各自的產出q，此動態博弈可采用逆向歸納法求解［8］：

（二）信息溢出度對企業RD支出及利潤的影響

根據交易費用理論，信息溢出度較大的市場能夠減少交易費用，從而減少市場運行的磨擦阻力，增強企業間通過市場配置資源(包括RD成果)的廣度和深度，有利于企業RD活動的開展。但是，企業無論是因為壟斷前景推動，還是因為竟爭前景推動所從事技術創新，均是為了能在技術創新成功后取得一定的市場壟斷地位，獲取可觀的壟斷收益。而信息溢出是不利于創新企業壟斷地位的保持，因此，從這個角度來說，信息較完全的市場是對企業RD投人的負激勵。通過專利制度等知識產權保護措施來人為限制創新信息溢出，能夠給企業技術創新活動提供產權激勵，從而可以激發企業技術創新活動的積極性。下面就來考察信息溢出對企業技術創新活動和產量以及最終利潤的影響。

由（7）式可以得知，當β等于0時，即對方企業的創新信息沒有任何溢出時，企業i（i=1、2）的最優的RD支出是：

比較（8）和（11）式，很容易看出，當β等于0即對方企業的創新信息沒有任何溢出時比當β等于1即對方企業的創新信息完全溢出時，企業的最優創新支出比較大；但是，由（9）和（12）式的比較可看出，兩種情況下的最優產量水平相同；而企業的最大利潤則出現了與創新投入相反的結果，通過（10）式和（13）式的比較，發現信息完全溢出時企業的利潤要比完全不溢出時要大。由此可見，從提高企業從事技術創新(或RD活動) 的積極性而言，有知識產權的保護比沒有知識產權的保護似乎要強。但是，也發現了一個悖論，創新信息完全不溢出時，盡管企業的RD投資較多，但利潤反而較少，對整個社會來說還存在帕累托改進的可能。即放松對企業信息溢出的管制，能夠降低創新成本，并增加企業利潤。從另一方面來說，假如信息完全溢出可能也是不利的，比較（8）和（11）式，發現信息完全溢出時的企業最優RD僅為信息完全不溢出時的一半，說明信息完全溢出對企業創新的消極影響是很大的，如果大家都不重視創新而等著人家的信息溢出，從長遠來說，又可能對社會的發展是不利的。所以，對知識產權保護要進行保護，但保護要適度，也不可過死，否則會引起重復創新，浪費社會資源，降低企業利潤。

下面再來考察一下信息介于完全不溢出和完全溢出之間的情況。對（7）關于β求導數，得(i=1、2)：

由(14)式得，當β<2-3φ時，[SX(]vi[]β[SX)]>0此時企業的RD支出是β的增函數，即在此范圍內，信息溢出對企業技術創新(或RD投人)的積極影響大于消極影響。但是，這個范受到φ的影響，當φ較大時(例如φ>1)，即企業從事RD活動的成本較大時，2-3φ＜0，而β是大于0的，所以β必然會大于2-3φ，這時[SX(]vi[]β[SX)]<0，隨著信息溢出度β的增加，企業的RD反而減少。這時信息溢出的消極作用大于積極作用。

從上述數據分析可看出，在企業非合作從事創新活動時，企業間創新信息溢出對企業技術創新的影響與企業從事技術創新活動的成本有很大的關系，當企業技術創新成本較大時，信息溢出的消極作用較為明顯。

四、企業合作創新條件下動態博弈

當前，技術創新已經越來越走出過去那種封閉模式創新模式，創新研究越來越從單個企業內部轉向企業與外部環境的聯系和互動，大量構成企業技術創新環境的要素改變了創新模式，逐漸取而代之的是開放的創新范式。開放創新模式下企業能夠整合外部和內部的思想，促進新技術的產生。對于開放性創新而言，最重要的問題是要讓合適的企業加入創新項目中，因此，如果不同供應鏈之間的核心企業能達成有約束力的合作協議，決定采取研發合作的方式進行技術創新，此時的博弈為創新合作型。

博弈的階段仍然分兩階段，第一階段兩企業各自選擇創新投入數量，第二階段選擇自己的產量。仍然可通過逆向歸納法求解。因為在第二階段兩企業還是在利潤最大化的前提下進行產量的競爭，還是一個關于產量的Cournot博弈，其結果與不合作創新時相同，因此，第二階段的博弈可以沿用不合作創新時的結果，可以直接從第一階段開始。在創新合作的情況下，兩企業以總體創新收益最大化來決定各自的創新投入。根據前面的假設，創新收益體現在由于創新而引起的生產成本降低與創新成本之差上。兩企業的創新總體收益為：R=q1(v1+βv2)-φv21+q2(v2+βv1)-φv22。當合作創新時，創新信息是共享的，即創新信息溢出度β為1，創新總體收益表達式變為：

兩企業各自在總體創新收益最大化前提下選擇自己的創新投入，分別對（15）式求v1、v2的一階偏導數，并另其等于0，即：

（三）對企業利潤的影響

比較不合作創新且信息完全不溢時出、不合作創新且信息完全溢出和合作創新這三種情況下企業的最大利潤π*i、π**i、π***i。以π**i最大，π***i次之，π*i最少。合作創新時企業的利潤比不合作創新且信息完全溢出時企業的利潤低，其主要原因是合作創新時，企業的創新投入比較大，同時產量比較高導致產品價格比不合作創新時低。由于創新投入大等原因，合作創新時企業沒有獲得短期最高利潤，但是，正是因為創新投入大且效率高，能夠使創新合作型企業獲得長期的競爭力，從而有可能達到長期利潤最大化。同時，在合作創新時企業提供的產品數量較多，價格較低，能夠增加消費者的福利。

六、結語

本文應用博弈理論，比較分析了集群企業在不合作創新且信息完全不溢時出、不合作創新信且息完全溢出和合作創新這三種情況下，企業的研發投入、產量和利潤等情況。分析的結果表明：當企業進行合作創新時，企業的最優產量比不進行合作創新的最優產量要高；企業進行合作創新時其創新投入比不合作創新的投入比較多，而且效率比較高；進行合作創新的短期利潤比不進行合作創新且創新信息完全溢出時要低，但是合作創新時企業的長期競爭力要強，其長期利潤可能也更多。因此，應該大力鼓勵企業進行合作創新。

參考文獻：

［1］ Chapman R L， Corso M. From Continuous Improvement to Collaborative Innovation: The Next Challenge in Supply Chain Management ［J］．Production Planning Control， 2005， 16(4):339-344.

［2］ Propris， L.D. Innovation and inter-firm cooperation: The case of the west Midlands［J］．Economic Innovation of New Technology， 2000（9）:421-446.

［3］ Strambach， S. Change in the innovation process: New knowledge production and competitive cities——the case of Stuttgart European［J］．Planning Studies， 2002，10(2):215-231.

［4］ Bello D C， Lohtia R， Sangtani V. An Institutional Analysis of Supply Chain Innovations in GlobalMarketing Channels［J］．Industrial Marketing Management， 2004， 33(1): 57-64.

［5］ ChoiT Y， Krause D R. The Supply Base and Its Complexity: Implications for Transaction Costs， Risks， Responsiveness， and Innovation［J］．Journal of Operations Management， 2006， 24(5): 637-652.

［6］ 黎繼子，劉春鈴．集群網絡式供應鏈驅動模式的研究［J］．管理評論， 2004(4):23-26.

［7］ 蔡猷花．集群供應鏈鏈間技術創新博弈分析［J］．中國管理科學，2010（2）：72-77.

［8］ 張維迎.博弈論與信息經濟學［M］．上海:上海人民出版社，1999.

（責任編輯：石樹文）