裝備制造企業協同創新網絡知識轉移的演化博弈研究

，

(哈爾濱理工大學 經濟與管理學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 引言

創新驅動型經濟建設背景下，大數據、云存儲等信息技術的發展使企業創新的組織邊界逐漸模糊，創新活動的開放性特征日益顯著，協同創新網絡成為企業創新活動的重要載體。作為創新活動的關鍵要素，知識被認為是協同創新網絡中最重要的資源之一[1,2]，多元化協同主體間的異質性知識轉移能夠引發協同創新網絡知識存量的非線性變化，進而促進創新活動的發生。作為我國國民經濟發展的戰略性產業，裝備制造企業產品創新、工藝創新、服務創新并存的混合創新模式使其創新活動的融合性和協同性更為突出，協同創新網絡化特征更為明顯，此外，裝備制造企業高度依賴技術資源、智力資源，以及高度集群化的行業特征使其在協同創新過程中對異質性知識的需求更為迫切而知識轉移過程更為復雜。因此，探究裝備制造企業在協同創新網絡中的知識轉移行為及其影響因素，對提高裝備制造企業協同創新效率，促進裝備制造企業創新驅動轉型升級具有重要意義。

關于協作創新網絡中知識轉移的研究，現有文獻主要圍繞以下三類議題展開。一是知識轉移與企業創新績效間關系。多數學者認為聯盟企業間知識轉移活動能夠顯著提升企業創新績效[3～6]，聯盟企業沖突解決、知識互補性、模糊性對知識轉移與聯盟企業創新績效之間的關系具有重要的影響作用[7～9]。二是協同創新網絡中知識轉移的影響因素。知識轉移收益與成本之間的均衡是能否維持協同創新網絡穩定性的首要因素[10～12]，此外，知識轉移伴隨著轉移主體間相互博弈過程，轉移主體行為是影響企業間知識轉移的重要因素[13]。聯盟企業知識傳遞能力、知識學習意愿以及知識吸收能力能夠促進企業間知識轉移過程[14,15]，知識轉移雙方的風險態度披露政策與信息處理策略同樣能夠影響企業間知識轉移[16]。三是協同創新網絡中的知識產權風險問題。在知識轉移過程中，企業出于自身利益最大化而進行的知識盜用、知識模仿和知識竊取行為，會使聯盟企業核心知識暴露，面臨巨大的知識流失風險，破壞協作創新穩定性[17～19]。研究表明，契約設計漏洞、企業間知識勢差過大以及信任缺失等是引發知識產權風險的重要因素[20～22]；而通過對知識產權竊取方與保護方博弈過程中風險、收益、懲罰三者均衡機制的設計能夠有效減少機會主義行為的發生[23,24]。

綜合以上分析可知，關于協同創新網絡及知識轉移的研究中，演化博弈因其對長期、非完全理性的動態演進問題具備較強的刻畫能力而被普遍應用，但現有研究多建立在協同創新主體“同質化”的基礎上，忽略了協同創新主體的個體特征對協同創新網絡及知識轉移行為的影響，因此，在前人研究的基礎上，本文揭示裝備制造企業這一特定主體協作創新網絡的結構特性及其對知識轉移行為的影響，以此為依據構建不同管理情境下裝備制造企業協同創新網絡知識轉移的演化博弈模型，分析裝備制造企業與不同類型聯盟企業知識轉移的不同演化均衡策略，運用數值仿真方法分析知識轉移行為的關鍵影響因素，探究裝備制造企業在最大化知識轉移收益的同時，提供避免知識流失的知識轉移決策方案和有益啟示。

2 裝備制造企業協同創新網絡知識轉移過程分析

不同主體間存在的知識勢差是協同創新網絡中知識流動的主要原因[25,26]。出于對創新過程中異質性知識的需求，裝備制造企業主動與高校、科研院所、生產性服務企業、行業內技術領先企業等高知識位勢主體建立知識轉移-接收關系，嵌入或構建協同創新網絡。由于產品構成的復雜性和可分解性，裝備制造企業生產體系往往跨越企業邊界，形成以裝備制造企業為核心，以多個配套企業為支持的企業集群，因此，在嵌入或構建協同創新網絡過程中，裝備制造企業并非以個體形式，而是以企業集群形式參與協同創新。作為集群中的核心企業，裝備制造企業掌握核心技術和稀缺資源，發揮主導性和支配性作用，具有較高的知識位勢，集群中的其他企業為裝備制造企業提供配套的零部件和其他服務，掌握生產體系中的一般技術和普通資源，知識位勢相對較低，集群內部不同主體間存在較大的知識勢差。因此，裝備制造企業協同創新網絡具備顯著的層級結構特征，其行為主體可劃分為：以知識密集型企業或組織為代表的高知識位勢企業、裝備制造企業、為裝備制造企業提供生產配套的低知識位勢企業。

知識轉移主體間知識勢差的存在能夠促進知識的溢出和吸收[27,28]，而當知識轉移雙方知識勢差過大時則會抑制知識的擴散和轉移過程[29,30]。裝備制造企業協同創新網絡中的知識轉移同樣受到知識勢差的影響。當知識勢差處于適宜區間時，知識可以在高知識位勢企業、裝備制造企業和低知識位勢企業之間自由流動，而裝備制造企業協同創新網絡顯著的層級結構拓寬了網絡內部知識勢差的分布區間，處于知識勢差兩端的高、低知識位勢企業間往往無法實現知識的直接轉移，而裝備制造企業處于知識勢差的中位區間，可以同時實現對高、低知識位勢企業的知識轉移與吸收，消除勢差過大產生的知識轉移障礙。因此，在協同創新網絡中，裝備制造企業發揮著二次轉化及知識轉移中介作用。此外，協同創新網絡中的知識轉移是一個動態博弈過程。一方面，與生產性服務企業、科研院所、行業內技術領先企業等知識密集型組織的知識轉移過程中，裝備制造企業通過異質性知識吸收獲取額外收益的同時需要承擔較高的知識接收成本，高知識位勢企業則在獲得知識轉移回報的同時承擔較高的知識復制風險；另一方面，與配套企業的知識轉移能夠促進裝備制造企業集群整體發展，但配套企業受自身利益驅使傾向于采取知識竊取行為，為避免核心知識外泄，裝備制造企業往往采取獎勵、懲罰等相應的激勵機制避免知識竊取行為的發生?？梢姡b備制造企業的積極參與對協同創新網絡知識轉移具有重要作用，同時，在知識轉移這一動態博弈過程中，裝備制造企業對生產性服務企業、科研院所等高知識位勢企業采取的知識接收策略，對配套企業這類低知識位勢企業采取的知識保護策略對協同創新網絡的穩定性及創新績效具有重要影響。

3 演化博弈模型構建及分析

3.1 裝備制造企業與高知識位勢企業知識轉移演化博弈模型構建及分析

當知識轉移發生在裝備制造企業與高知識位勢企業之間時，兩者的策略集分別為{接收，不接收}、{轉移，不轉移}。假設裝備制造企業和高知識位勢企業選擇不接收、不轉移策略時的收益分別為π1、π2；可轉移知識量為k，表示高知識位勢企業與裝備制造企業的知識互補程度，知識的收益系數為α，裝備制造企業知識吸收系數為ε(0<ε<1)；知識轉移能夠促進雙方在原有知識基礎上產生新的知識，即產生“1+1>2”的協同效應，協同效應越大，產生新知識的可能性越高，設雙方協同系數為γ(0<γ<1)，則知識轉移帶來的直接收益為αε(1+γ)k，裝備制造企業與高知識位勢企業收益分配比例系數分別為β1、1-β1；裝備制造企業知識接收成本為C1，高知識位勢企業知識轉移成本為C2，同時，由于知識具有無限復制特性，高知識位勢企業在知識轉移過程中還要承擔知識溢出帶來的風險損失，記為A。裝備制造企業選擇接收、不接收的概率分別為x1、1-x1，高知識位勢企業選擇轉移、不轉移的概率分別為y1、1-y1，則博弈支付矩陣如表1所示。

表1 裝備制造企業與高知識位勢企業博弈支付矩陣

πE1=y1(π1+αε(1+γ)β1k-C1)+(1-y1)(π1-C1)

=αε(1+γ)β1ky1+π1-C1

(1)

πE2=y1π1+(1-y1)π1=π1

(2)

=x1y1αε(1+γ)β1k-x1C1+π1

(3)

同理，高知識位勢企業平均期望收益為

(4)

裝備制造企業和高知識位勢企業的復制動態方程為

=x1(1-x1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)

(5)

=y1(1-y1)(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)

(6)

(7)

DetJ=(1-2x1)(1-2y1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)·

(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)+

x1y1(1-x1)(1-y1)(αε(1+γ)β1k)·

(αε(1+γ)(1-β1)k)

(8)

TrJ=(1-2x1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)+

(1-2y1)(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)

(9)

當滿足DetJ>0，TrJ<0時，局部均衡點為系統的演化穩定策略，由此可知，當滿足αε(1+γ)β1k-C1>0且(αε(1+γ)(1-β1)k-C2-A)>0時，系統存在兩個演化穩定策略(0,0)、(1,1)，其現實意義為：裝備制造企業與高知識位勢企業知識轉移所獲得的收益大于二者付出成本時，知識轉移行為存在(不接收，不轉移)、(接收，轉移)兩個演化穩定策略，其原因在于：一方面裝備制造企業與高知識位勢企業因收益增加而傾向于選擇(接收，轉移)策略，另一方面，依據前景理論，知識轉移雙方對損失的敏感程度要高于對收益的敏感程度，因此轉移主體往往更傾向于規避知識溢出帶來的風險損失，放棄直接收益，選擇(不接收，不轉移)策略。當不滿足αε(1+γ)β1k-C1>0且(αε(1+γ)(1-β1)k-C2-A)>0時，系統最終的演化穩定策略為E1(0,0)，表明裝備制造企業與高知識位勢企業中任一者的預期收益小于付出成本時，(不接收，不轉移)是雙方的唯一演化穩定策略。

3.2 裝備制造企業與低知識位勢企業知識轉移演化博弈模型構建及分析

在協作創新網絡中，裝備制造企業是配套企業這一低知識位勢企業的重要知識來源，但企業的趨利性導致低知識位勢企業的知識竊取行為在知識轉移過程中普遍存在，作為知識持有者，裝備制造企業為了避免這一行為的發生，會采取知識產權保護措施并建立相應的獎懲機制，阻止企業內部知識發生預期之外的轉移，因此裝備制造企業與低知識位勢企業分別存在{保護，不保護}、{竊取，不竊取}策略集。當二者同時采取不保護、不竊取策略時的收益分別為U1，U2；低知識位勢企業采取竊取策略時，裝備制造企業損失和低知識位勢企業額外收益分別為ΔU1、ΔU2，對竊取方的懲罰與對裝備制造企業的賠償為D；低知識位勢企業采取不竊取策略時，裝備制造企業會在下一期與其保持協作關系，獲得收益的分配方式為：裝備制造企業β2f、低知識位勢企業(1-β2)f，其中β2為未來收益分配系數，f為未來合作總收益；裝備制造企業采取保護策略時付出的知識保護成本為C3，知識產權重視程度為θ，此時低知識位勢企業竊取成功率為1-θ。假設裝備制造企業選擇保護、不保護策略的概率分別為x2、1-x2，低知識位勢企業選擇竊取、不竊取的概率為y2、1-y2，構建博弈支付矩陣如表2所示。

表2 裝備制造企業與低知識位勢企業博弈支付矩陣

參照前文(1)式至(9)式的求解過程，可得各個均衡點的穩定性分析結果如表3所示，由表3可知：

(1)當(ΔU2-D)(1-θ)-(1-β2)f>0時，無論(ΔU1-D)θ-C3>0或(ΔU1-D)θ-C3<0，“竊取”都是低知識位勢企業的演化穩定策略。其現實含義為：當低知識位勢企業知識竊取獲得的額外收益大于其懲罰金額與損失的未來收益之和時，“竊取”策略在任何時候都是該群體的占優策略。

(2)當ΔU2-D-(1-β2)f<0時，無論(ΔU1-D)θ-C3>0或(ΔU1-D)θ-C3<0，系統最終都將演化為(不保護，不竊取)策略，其現實含義為：當低知識位勢企業知識竊取的額外收益小于懲罰金額與損失未來收益之和時，無論裝備制造企業的策略如何，低知識位勢企業都將放棄知識竊取行為。

(3)當(ΔU2-D)(1-θ)-(1-β2)f<0且ΔU2-D-(1-β2)f>0時，若(ΔU1-D)θ-C3<0，(不保護，竊取)是系統演化穩定點，若(ΔU1-D)·θ-C3>0，系統不存在穩定均衡。其現實含義為：裝備制造企業采取“保護”策略能夠降低低知識位勢企業知識竊取的額外收益期望值，若知識竊取的懲罰金額與竊取方損失的未來期望收益之和處于“保護”與“不保護”策略的額外收益期望值之間時，系統最終將演化為(不保護，竊取)狀態或無限循環演化狀態，以上均為裝備制造企業知識保護的非理想狀態。

表3 均衡點局部穩定性分析

4 數值仿真分析

根據前文演化博弈模型分析可知，協同創新網絡中高知識位勢企業、裝備制造企業、低知識位勢企業均對收益和成本(損失)變化敏感，此外，知識吸收能力、知識互補程度、裝備制造企業與高知識位勢企業間協同效應、收益分配系數、知識產權重視程度、知識竊取懲罰金額也是影響系統演化的重要因素。本文采用數值仿真分析進一步探討以上關鍵參數變化對系統演化的影響。

4.1 裝備制造企業與高知識位勢企業知識轉移演化博弈仿真分析

借鑒已有的研究成果[16]，博弈模型中相應的參數賦值為：α=0.3，ε=0.3，γ=0.05，k=400，β1=0.4，C1=4，C2=2，A=3。考慮到高知識位勢企業在付出轉移成本的同時，需要承擔知識溢出帶來的風險損失，其轉移意愿要低于裝備制造企業的知識接收意愿，因此設x1、y1值分別為0.4、0.2。

裝備制造企業知識吸收能力、雙方知識互補程度變化對系統演化影響的仿真結果如圖1、圖2所示。當裝備制造企業知識吸收系數ε、二者知識互補系數k較小時，系統最終收斂于(0,0)，隨著ε、k增大，系統最終收斂于(1,1)，且ε、k取值越大，系統收斂速度越快。說明當裝備制造企業知識吸收能力、雙方知識互補程度過低時，裝備制造企業與高知識位勢企業無法建立穩定的知識轉移-接收關系；裝備制造企業知識吸收能力越強、二者知識互補程度越高，知識轉移發生的可能性越大。

圖1 知識吸收能力對系統演化的影響

圖3 協同效應對系統演化的影響

圖4 收益分配系數對系統演化的影響

裝備制造企業與高知識位勢企業協同系數γ對系統演化影響的仿真結果如圖3所示。無論γ如何變化，系統最終都收斂于(1,1)，同時γ取值越大，系統收斂速度越快。說明裝備制造企業與高知識位勢企業間協同效應的大小不會改變二者的均衡策略，但協同效應越大，系統達到均衡策略的速度越快。圖4為裝備制造企業與高知識位勢企業收益分配系數β1對系統演化的影響。收益分配系數β1存在兩個臨界值(分別在0.1～0.3、0.7～0.9之間)，當其小于較小臨界值時，系統最終收斂于(0,0)；隨著β1增大至兩臨界值之間，系統最終收斂于(1,1)；當β1大于較大臨界值時，系統又重新收斂于(0,0)。說明裝備制造企業與高知識位勢企業收益分配系數取值應控制在較小臨界值和較大臨界值間的“中心區域”，取值過高或過低都將使二者最終無法建立穩定的知識轉移-接收關系。

4.2 裝備制造企業與低知識位勢企業知識轉移演化博弈仿真分析

參照刁麗琳，劉戌峰和艾時鐘的研究[23,31]，設ΔU1=15，ΔU2=10，D=8，θ=0.4，f=5，β2=0.7，C3=1?？紤]到低知識位勢企業知識竊取能夠獲得額外收益，裝備制造企業知識保護需要付出保護成本，因此，初始狀態下低知識位勢企業竊取意愿高于裝備制造企業的知識保護意愿，x2、y2分別設為0.2、0.4。裝備制造企業知識產權重視程度對配套企業知識竊取行為影響的仿真結果如圖5所示。當裝備制造企業知識產權重視程度θ取值較小時，y2最終收斂于1；隨著θ的增大，y2的演化穩定策略消失，開始在某一范圍內循環波動。說明裝備制造企業增加知識產權重視程度只能促進低知識位勢企業從“竊取”的穩定狀態向“不一定竊取”狀態演化，而不能促使其從“不一定竊取狀態”向“不竊取”的穩定狀態演化。

圖5 知識產權重視程度對知識竊取行為的影響

圖6 懲罰金額對知識竊取行為的影響

低知識位勢企業知識竊取懲罰金額對竊取行為影響的仿真結果如圖6所示。低知識位勢企業知識竊取懲罰金額D存在兩個臨界值(分別在6～8、8～10之間)，當D小于較小臨界值時，y2最終收斂為1；隨著D逐漸增大至兩臨界值之間時，y2不存在演化穩定策略，低知識位勢企業知識竊取的概率在某一范圍內循環波動；當D大于較大臨界值時，y2最終收斂于0，此時，D取值越大，系統演化的速度越快。由此可知，當低知識位勢企業知識竊取懲罰金額處于大于較大臨界值的“較大區域”時，低知識位勢企業會因高額的懲罰成本放棄知識竊取策略。同理，收益分配系數對系統演化影響的仿真結果與圖6相近，裝備制造企業與低知識位勢企業知識未來收益分配系數存在兩個臨界值(分別在0.5～0.7、0.7～0.9之間)，為了避免低知識位勢企業向知識竊取策略演化和系統演化穩定策略消失，裝備制造企業與低知識位勢企業未來收益分配系數的設置應遠離大于較大臨界值的“較大區域”和兩個臨界值之間的“中間區域”，而靠近小于較小臨界值的“較小區域”。

5 結論與啟示

本文基于裝備制造企業協同創新網絡顯著的層級結構特征及其對知識轉移行為的影響，運用演化博弈理論分析了裝備制造企業與協同創新網絡中知識密集型組織、配套企業兩類不同協同主體間的知識轉移策略，以及最大化知識接收收益、最小化知識流失損失的關鍵影響因素，得出以下主要結論：

(1)裝備制造企業協同創新網絡成員之間并非知識發送、知識接收的二元關系，而是存在由知識位勢層級結構導致的知識密集型組織、裝備制造企業、配套企業間知識轉移的多元關系，裝備制造企業在知識轉移的多元關系中發揮了重要的中介作用，其與知識密集型組織間的知識接收策略、與配套企業間的知識保護策略對維護協同創新網絡的穩定性、提高創新績效具有重要作用。

(2)在與知識密集型組織的知識轉移過程中，裝備制造企業與知識密集型組織均對收益和成本(損失)的變化比較敏感，同時，存在一個最優的收益分配區間，在保證裝備制造企業知識接收收益的同時，最大程度地強化知識密集型組織的知識轉移意愿。此外，裝備制造企業知識吸收能力、知識密集型組織對于裝備制造企業的知識互補程度以及兩者間協同效應是影響知識轉移的關鍵影響因素。

(3)在與配套企業的知識轉移過程中，裝備制造企業提高知識產權重視程度雖然能在一定程度上降低知識竊取發生的概率，降低裝備制造企業知識流失的損失期望，但并不能從根本上消除配套企業的知識竊取行為，只有建立完善的懲罰制度，提高知識侵權行為的代價成本，才能對機會主義行為形成有效約束。此外，裝備制造企業可以通過調節收益分配系數至小于較小臨界值的區間形成對配套企業的正向激勵，消除配套企業的知識竊取動機。

本文以裝備制造企業這一國民經濟發展戰略性產業為對象，研究了其在協同創新網絡知識轉移過程中不同的演化博弈過程，以及最大化知識接收收益、最小化知識流失損失的關鍵影響因素，對裝備制造企業協同創新網絡中知識轉移決策具有一定的借鑒意義。同時，本文只對知識勢差較大時，裝備制造企業作為知識轉移中介這一情況進行分析，而知識勢差在適宜區間時，高知識位勢企業、裝備制造企業以及低知識位勢企業三者同時參與知識轉移這一情況下的行為機制有待在以后的研究中進一步完善。