產業集群中創新行為主體知識共享策略的演化博弈分析

頊玉卿，薛會生

（1.石家莊經濟學院管理科學與工程學院，河北石家莊 050031；2.唐山市燃氣集團有限公司，河北唐山 063000）

1 問題提出與文獻回顧

隨著知識經濟時代的到來，企業已經意識到知識資源在企業創新中的地位越來越重要，企業的創新活動不僅需要內部資源，更需要合作伙伴的共享性資源。借助產業集群這一特殊的創新網絡，企業與高校、科研機構、服務機構以及政府之間可以通過合作研發、生產協作、技術交流或其他方式來實現知識共享，把各自的知識融合為集群整體的知識，各自的優勢也變為集群整體的優勢。JENIFER 指出知識共享與創新績效之間存在一定關系，企業進行知識共享會獲得更好的績效［1］。但是產業集群中各創新行為主體間的關系是松散的，不存在嚴格契約關系，知識共享具有自愿性和非正式性的特點，所以彼此之間的信任程度不高，知識共享的效率較低。因此，從參與知識共享的創新行為主體角度來分析產業集群的知識共享策略，對提高集群中創新行為主體的知識共享效率具有重要的意義。

國內外一些學者對于產業集群中知識共享問題取得了一定成果，主要表現在產業集群知識共享的影響因素［2－3］、知識共享過程與共享機理［4－5］、知識共享與創新系統以及創新績效的關系［6－8］等方面，尤其是近年來通過博弈理論分析產業集群中企業知識共享、合作創新等方面取得了一定進展。例如：李煜華等運用演化博弈理論，從參數變化的角度指出影響創意產業集群內部知識共享的因素有創新行為主體間知識共享預期收益系數、風險系數和創新行為主體的知識資源占用水平［9］。阮國祥等將創新網絡成員的知識共享策略分為“共享”、“不共享”和“回敬”3類，并對不同策略下知識共享進行演化博弈仿真分析［10］。周旻和鄭亞麗探討了在合作雙方地位平等的情況下，基于演化博弈的產業集群合作創新及知識共享問題［11－12］。盡管以上研究對產業集群中企業知識共享問題進行了有意義的探索，但是多數研究是從企業的角度出發，研究企業與企業之間知識共享的博弈，很少探討企業以外的高校與科研機構、政府部門的行為與作用。由于協同創新在集群創新活動中的作用越來越明顯，高校、科研機構的創新資源和創新能力，政府在集群中的服務功能［13］在整個創新過程中的作用也越來越凸現出來。筆者將在前人研究的基礎上，運用演化博弈理論，探討產業集群中企業、高校與科研機構、政府等創新行為主體間的知識共享問題。

2 產業集群中創新行為主體的知識共享內涵

結合以往學者的研究成果，筆者認為產業集群的創新系統是指以專業化分工與協作為基礎的同行業產業或相關產業的企業為核心創新主體，以高校、科研機構、服務機構及政府等為協同創新主體，以市場需求為導向，以創新主體間的信任為基礎，以創新環境為支撐，通過彼此間的知識資源共享和深度合作，來實現創新產出的開放式的創新網絡。產業集群創新體系如圖1所示。

圖1 產業集群創新體系Fig.1 Innovation system of industrial cluster

產業集群創新系統強調創新行為主體間的知識共享與協同作用。第一，產業集群的創新系統是由企業、高校、科研機構、中介服務機構、政府等共同構成的有機整體，是一個受外界環境影響的開放系統；第二，企業仍然是產業集群創新系統中核心的行為主體，高校、科研機構作為協同創新源泉，為產業集群中的企業提供人才培養、知識共享和技術合作，三者構成產業集群創新系統的創新行為主體；第三，產業集群創新系統不是各創新要素的簡單累加，是依靠知識共享機制、信任機制、法規機制和監督機制等約束而整合在一起的創新網絡。

產業集群的知識共享過程要通過政府的政策引導與支持，中介機構的專業服務以及市場需求信息的獲取，充分調動集群中的企業、高校及科研機構等各創新行為主體間進行深度合作的積極性與創造性，實現整個產業集群中的知識傳播與共享、吸收與利用，最終實現知識創新。

3 產業集群中創新行為主體的知識共享演化博弈模型

3.1 模型的描述與基本假設

產業集群創新網絡中各創新行為主體之間的關系是靈活的和非正式的，彼此知識的共享需要付出成本，具有一定的不確定性，所以知識共享并不是一成不變的，而是各創新行為主體間反復博弈、不斷漸變演化的過程。所以，利用演化博弈理論分析企業、高校、科研機構、政府部門在知識共享中的策略選擇是很適合的。演化博弈理論是基于博弈雙方有限理性的條件下，博弈方進行反復博弈，趨于某個演進穩定戰略（evolutionary stable strategy，ESS）［14］，即一個群體抵抗其他變異策略入侵的一種穩定狀態，也就是說博弈方在博弈過程中最終達到了一種動態平衡。

假設1 在產業集群中知識共享的創新行為主體只考慮企業、高校、科研機構和政府部門。企業是核心創新主體，簡稱核心主體，高校與科研機構是協同創新主體，簡稱協同主體，雙方的策略集合都為｛知識共享，知識不共享｝；政府作為一個群體，屬于監管部門，策略集合為｛實施監管，不實施監管｝。

假設2 在產業集群中，核心主體中選擇知識共享策略的比例為X，選擇知識不共享策略的比例為1－X；高校與科研機構群體中選擇知識共享策略的比例為Y，選擇知識不共享策略的比例為1－Y；政府選擇監管策略的比例為P，選擇不監管策略的比例為1－P。

假設3πe，πu表示核心主體、協同主體不采取知識共享策略的正常收益；ae，au表示核心主體、協同主體在共享策略中的共享知識資源水平；ve，vu表示核心主體、協同主體的知識共享收益系數，與核心主體、協同主體的研發創新能力相關；ce，cu為核心主體、協同主體采取知識共享的風險系數或成本系數；re，ru為核心主體、協同主體選擇知識共享策略時獲取政府財政支持的收益系數；fe，fu為在政府監管條件下，核心主體、協同主體選擇知識不共享策略時獲取的懲罰系數；政府監管部門因為核心主體、協同主體2個群體知識共享提高集群創新能力所獲得的收益為ΔS，若只有一個群體選擇知識共享，收益為ΔS′，選擇監管策略所付出的成本為G0。

假設4auve，aevu為核心主體、協同主體博弈雙方采取知識共享策略的超額收益；aece，aucu為核心主體、協同主體采取知識共享策略付出的成本；aere，auru為核心主體、協同主體采取知識共享策略時政府的財政支持；aefe，aufu為核心主體、協同主體采取知識不共享策略時受到政府懲罰的成本。

根據以上假設，核心主體、協同主體和政府部門三方的支付矩陣如表1所示。

表1 核心主體、協同主體和政府部門三方的支付矩陣Tab.1 Payoff matrix of core subject，collaborative subject and government departments

3.2 知識共享演化博弈模型的建立

3.2.1 政府實施監管策略

假設在監管條件下，核心主體、協同主體的收益為Ee和Eu。

核心主體選擇知識共享策略的收益為

核心主體選擇知識不共享策略的收益為

在政府監管條件下，核心主體的平均收益為

同理，協同主體在政府監管條件下的平均收益為

構造核心主體、協同主體2個群體的復制動態方程為核心主體、協同主體在政府監管條件下的知識共享演化過程可由復制動態方程組（式（5））來描述。復制動態是指某一特定策略在一個群體中被采用的頻度或頻數的動態微分方程［15］。 在復制動態方程組中，當為0，即X＝0，1 或Y＝（aece－aereaefe）／auve時，產品集群內核心主體中選擇知識共享策略的比例是穩定的；當為0時，即Y＝0，1或X＝（aucu－auru－aufu）／aevu時，產業集群內的協同主體采取知識共享策略的比例是穩定的。所以，系統在平面S＝｛（X，Y）；0≤X≤1，0≤Y≤1｝的局部均衡點一共有5 個，分別是O（0，0），A（1，0），B（1，1），C（0，1）以及D（X＊，Y＊），其中X＊＝（aucuauru－aufu）／aevu，Y＊＝（aece－aere－aefe）／auve。

3.2.2 政府不實施監管策略

假設在不監管條件下，核心主體、協同主體的收益為E′e和E′u。

根據以上的分析，可知在政府不監管條件下，核心主體的平均收益為

同理，協同主體在政府不監管條件下的平均收益為

分別構造核心主體、協同主體2個群體的復制動態方程，見式（8）。

4 產業集群中創新行為主體知識共享動態演化過程

4.1 演化過程的穩定性分析

由于政府對產業集群的發展起引導監督的作用，對產業集群創新網絡的建設和創新能力的提高具有一定的推動作用，所以在這里僅探討在政府監管條件下的核心主體、協同主體的知識共享策略的動態演化過程。

產業集群中核心主體、協同主體2個群體均衡點的穩定性可通過系統的雅克比矩陣的局部穩定性分析得到。根據局部穩定性方法，對以上復制動態方程組（式（5））組成的系統的雅克比矩陣為

假設一般情況下，在政府監管條件下，核心主體、協同主體都采取共享策略的總收益大于其總風險支出，即共享策略的超額收益、政府的政策支持與政府的懲罰之和大于其采取共享政策的風險成本支出，即auve＋aere＋aefe＞aece，aevu＋auru＋aufu＞aucu。對以上方程的穩定點的分析可知，該系統有5個局部平衡點，結果如表2所示。

表2 系統局部穩定結果分析Tab.2 Local stability analysis results of the system

圖2描述核心主體、協同主體博弈的動態過程。圖2a）表示集群中的核心主體、協同主體采取知識共享策略時的超額收益、政府的政策支持與懲罰的總和大于其支出成本的系統動態演化圖。5個局部均衡點中，有2 個點O（0，0）和B（1，1）是穩定的ESS，即核心主體和協同主體博弈雙方都選擇“知識共享”策略和選擇“知識不共享”策略。另外還有2個不穩定的均衡點A（1，0）和C（0，1），一個鞍點D（X＊，Y＊）。A（1，0），C（0，1）以及鞍點D（X＊，Y＊）連結成的折線為系統收斂于不同狀態的臨界線。如果系統初始狀態在折線左下方（CDAO區域），將收斂于O（0，0），表示核心主體、協同主體都將采取“知識不共享”策略；如果在折線右上方（ADCB區域），將收斂于B（1，1），這代表核心主體、協同主體都將采取“知識共享”策略。

4.2 產業集群中創新行為主體知識共享策略分析

圖2 系統動態演化圖Fig.2 System dynamic evolution diagram

從系統的動態演化圖（圖2a））來看，在政府實施監管策略時，核心主體與協同主體的演化博弈結果可能是雙方都選擇“知識共享”戰略，也可能是雙方都選擇“知識不共享”戰略。究竟是什么結果，一方面取決于系統的創始狀態，另一方面與博弈雙方支付矩陣中參數的選擇有關。首先，對于初始狀態來說，如果一開始系統的初態在CDAO區域，最終則收斂于O（0，0），結果是博弈雙方都選擇“知識不共享”策略；如果一開始系統的初態在ADCB區域，最終將收斂于B（1，1），結果是博弈雙方都選擇“知識共享”策略。其次，對于博弈雙方的交付矩陣來說，政府實施監管策略與不監管策略時，核心主體與協同主體選擇共享策略的收益是不同的。在政府監管條件下，影響博弈雙方知識共享策略的主要參數有雙方的知識儲備ae和au，收益系數ve和vu，采取知識共享的風險系數Ce和Cu，政府財政支持的收益系數re和ru以及懲罰系數fe和fu。由于參數不同，得到的復制動態方程也是不一樣的，由此得到的鞍點D的值也是不同的。這樣由于鞍點的位置不同而導致CDAO區域與ADCB區域的面積不同，即博弈雙方選擇“知識共享”戰略與“知識不共享”戰略的概率將發生變化。

圖2b），c），d）表示集群中的核心主體、協同主體群體中有一方或兩方在知識共享策略中的超額收益、政府的支持與懲罰之和小于其支出成本的系統動態演化圖。從這3個圖可以看出，無論系統初始狀態在哪里，系統都將收斂于O（0，0）。這說明在集群中核心主體、協同主體中，任何一方在選擇知識共享策略后如果總收益小于其成本，隨著系統的動態演化都會選擇“知識不共享”策略，說明選擇“知識不共享”策略是其穩定的演化策略。

5 結論和建議

運用演化博弈理論，對產業集群中核心主體（企業）、協作主體（高校與科研機構）在協同創新過程中采取知識共享策略的博弈過程進行分析，并構建在政府監管條件下，博弈雙方采取知識共享策略的演化模型。如果博弈雙方在采取知識共享策略時，超額收益、政府的政策支持與懲罰的總和大于其支出成本，在長期演化過程中，選擇知識共享將是穩定的演化策略，產業集群的協同創新也會沿著良好的軌跡發展。如果博弈雙方任何一方采取知識共享策略時，總收益小于其成本支出，系統最終將演化為都采取“知識不共享”策略的局面，這將不利于企業創新能力的提高，也對集群協同發展帶來障礙。

為了產業集群和企業的持續發展，集群中的企業要提高知識共享意識，強化其學習能力和知識吸收轉化能力，降低知識資源共享成本，嘗試與高校、科研機構建立良好信任機制和契約機制，促進彼此的溝通與合作，以此提高雙方選擇知識共享策略的概率。

作為產業集群的監管部門，政府應該營造良好的創新文化氛圍，加強其監管機制，加強知識產權保護，建立完善的獎勵與懲罰機制，對積極參與知識共享的企業、高校與科研機構要提高政策支持，對于不積極參與知識共享策略的企業、高校與科研機構要加大懲罰力度，以促進企業、高校與科研機構建立良好的知識共享機制，使產業集群沿著良性、健康的方向持續發展，提高產業集群的整體創新能力和競爭力。

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