環境因素對于協同創新主體在市場中的發展影響研究*
——基于Netlogo仿真平臺研究

□ 翟丹妮,曾 浩

(南京郵電大學 管理學院，江蘇 南京 210003)

隨著社會的不斷發展，科學技術創新越來越重要，而協同創新更是科學技術創新中的焦點。協同創新通常指以產業為技術需求方和以大學和研究所為技術的供給方之間的協同創新合作。通過協同創新，可以讓技術創新所需的各種資源進行有效的排列組合，讓資源利用達到最大化。不過就目前的情況來看，協同創新并不能發揮出它最大的作用。因此，為了更好地發揮出協同創新的效益，通過研究環境對于創新主體的影響是十分有必要的。

本文將會從協同創新的基本理論入手，探究協同創新環境的影響因素，再通過Netlogo平臺對協同創新過程進行仿真模擬，從仿真結果中得到影響因素對于協創創新過程影響的一般規律，并對協同創新過程做出合理的優化建議，促進協同創新的發展。

1 文獻綜述

部分學者從知識共享的角度分析協同創新，認為協同創新與知識共享密不可分。阮國祥等認為成員之間有效的知識共享是協同創新取得成功的關鍵因素。將網絡成員知識共享的策略分為“共享”、“不共享”和“回敬”三類[1]。Jennife以平板顯示行業為例，通過分析平板顯示行業的創新發展揭示了在全球企業網絡中知識共享與創新系統和創新績效之間的關系[2]。陳勁等在《協同創新的理論基礎與內涵》中認為協同創新是一項復雜的創新模式，通過知識轉移實現各創新主體之間資源共享、知識增值，是整合企業、高校與科研院所創新資源的最佳途徑[3]。

李春發等基于組織雙元性理論和知識創新理論，構建雙元要素影響產學研知識創新協同演化的理論框架，并進行仿真和靈敏度分析[4]。馬巍等認為雙核心理論視角的協同創新注重二元創新要素的有機結合，企業協同創新應該以技術為抓手，尋求與具有較高研發能力的大學之間進行協同創新[5]。

蔣元濤等利用Netlogo對協同創新的行為模式進行仿真研究，分析產學研協同創新的運行規律。從他的仿真得到的結果可以看出，較高的晉升成本和制度保障有利于協同創新持續發展[6]。魯若愚等利用Netlogo仿真軟件對創新社區績效進行仿真建模，得到諸多有價值的結論：社區增長率與創新績效正相關，個體聲望閾值、知識單元適應度閾值與創新績效負相關[7]。申軼男等認為目前大多數學者在科技成果轉移轉化相關主體研究方面大都是在單個個體或者系統內進行研究、優化和模型設計的[8]。姚艷虹等將協同創新沖突的影響因素歸納為外部環境、資源投入均衡性、知識流動與共享及組織管理制度四個方面。隨后，結合產學研協同創新生命周期分析沖突的衍生機理，提出沖突發展遵循潛伏積累—公開對抗—沖突化解(或關系惡化)的演化路徑[9]。

岳鵠等運用Stackelberg博弈模型，對核心企業和配套企業協同創新進行分析，考慮第三方企業的介入對雙方選擇策略的影響。研究發現，一般情況下，配套企業與核心企業協同創新是“雙贏”的策略[10]。陳勁等在有限理性假設的基礎上，首先把合作博弈策略分為“協同創新”、“簡單合作”、“不合作”三類。然后，運用演化博弈理論和多智能體建模方法構建了產學研合作非對稱演化博弈和仿真模型，得出產學雙方應構建有效的激勵機制，從而減少合作中的機會主義[11]。

2 研究述評

通過閱讀以上與協同創新有關的文獻，發現目前大部分學者對協同創新的研究大多只是表面的研究，即只有簡單的理論分析，沒有具體的數據參數支撐。小部分文獻則考慮到了利用博弈理論，通過動態模型對協同創新做出一定研究,并通過不同主體反復博弈以及策略學習過程得到一定條件下協同創新的穩定狀態。不過需要注意的是，系統中還存在其他的影響要素,這些要素的存在增加了協同創新的復雜性。因此,有必要采用建模仿真的方法,把影響因素作為自變量，創新主體數量作為因變量，利用Netlogo仿真平臺,以單個自變量和資源供給情況的波動為參考,模擬分析了創新主體的數量變化規律,研究在改變了現有環境條件后,不同創新主體數量變化情況。

本文組織如下：第3部分根據邏輯模型確定因變量、自變量和控制變量并對部分變量進行解釋說明，構建本研究所要運用的仿真模型，描述所構建的模型的運行原理；第4部分根據所選自變量的不同，進行不同的仿真，觀察因變量在同一自變量的不同數值下的表現情況，得到相應的實驗結果；第5部分對實驗結果進行分析；第6部分總結全文。

3 模型構建

3.1 影響協同創新主體環境因素分析

協同創新立足于相對開放的環境中，活動范圍、成本收益以及資源要素等因素的變化都會對它產生一定的影響。外界負向的影響因素會阻礙協同創新的有效運行，如果這些負向因素不能得到及時改善，那么對于協同創新來說可能是致命的。

結合實際情況，影響協同創新主體的環境因素可以從以下幾個方面考慮。

3.1.1 市場環境

市場環境是企業賴以為生的經營環境，創新主體最終成功與否都要接受市場的考驗。由于市場中的主體種類不同，資源有限，所以，不同主體之間就會產生一定的競爭。協同創新主體和普通主體的區別在于，協同創新主體的靈活性更高，協同創新主體更適應市場中的這種多變性和不確定性，可以從市場整體趨勢和資源利用程度判斷協同創新方向，及時調整自身的市場創新定位和發展方向，即時調整資源分配，進行自身擴大升級，從而獲得更多的創新產出。

3.1.2 經濟環境

創新是經濟發展的核心動力，而提高研發創新能力的基石就是擁有強大的經濟基礎。不過有些經濟環境的變化也不利于創新。如果運作成本過高，協同創新可能一開始就發展不起來；但若一個項目收益較低，不能支持后期運作，那么對創新也是不利的。所以說資金是影響協同創新的重要因素之一，要想持續發展，資金問題必須得已解決。

3.1.3 能力因素

由于各個主體之間的能力不同，創新過程不能保持持續性、連貫性，導致部分創新主體的運作范圍即活動范圍有限。創新主體所能活動的范圍決定了它能發展到的程度。由于創新范圍的限制，使協同創新不能發揮出它的全部作用，影響主體的協同創新效率。所以說不同主體的能力對于協同創新也有影響作用。

綜上所述，本文認為影響協同創新的影響因素主要包括四個方面，創新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本。

3.2 模型構建

要研究協同創新過程的影響因素，除了先思考有什么要素會對協同創新有影響之外，還要考慮這種影響應該如何表現。根據上面的研究，本文將創新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本作為協同創新的影響因素。那么應該如何表現創新活動的有影響或者無影響呢？發現競爭中的成功與失敗是最直接、最貼切表述這種情景的方式。要想體現成功與失敗，首先想到的是創新主體的成功與失敗來反映協同創新對于成功的影響。創新主體之間存在競爭活動，在相同的外部環境下，通過搶奪市場資源得以生存，最終占有較多資源的主體生存。

圖1 協同創新過程仿真模型

而要想體現環境對于創新主體的影響程度，創新主體在市場中的存活狀態以及存活數量是最直觀的體現。因此，可以借助Netlogo中的羊吃草模型，借助模型中的羊的生存與死亡來表達創新主體的成功與失敗。對Netlogo中的羊吃草模型進行改造，得到符合本文的研究模型。用Netlogo的羊吃草模型中的草來代表創新主體的活動空間中的資源要素，用不同顏色的羊來代表不同的創新主體。

為了構建易于觀察的模型,本文把創新所需要的資源統一表示為Netlogo模型里面的瓦片上的草地,用Netlogo模型中的牛來表示創新主體，不同顏色的牛代表不同的創新主體。紅牛和藍牛吃草的區域相同，不過由于草的資源有限，紅牛和藍牛需要通過競爭吃草獲取能量來維持生存。不同的是，相對于普通創新主體，協同創新主體紅牛會在綜合考慮其他同類發展的情況下拿取適當資源,而不是吃獨食，為其他同類留下更多創新資源,實現整個環境的可持續發展。并且一個地區的草的數量也是有限的，牛需要通過移動來尋找資源，移動的過程中牛也會消耗能量。除此之外，牛為了持續發展還需要擴大自己的數量，進行增值，增值也是需要能量的。

通過之前對協同創新影響因素的分析，將創新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本四個變量設置為已有模型中的自變量即可變變量。在此基礎上,再設定4個控制變量,首先是資源再生閾值,它是指當草的數量在再生閾值以上時,創新資源再生速率較高,即草以高生長率增長。相反草以較低速率生長；其次是增值閾值,即只有當創新主體的創新值達到此閾值時,創新主體才能繁殖擴大；最后，兩個變量就是草的高再生率和低再生率。

4 協同創新過程仿真

4.1 創新主體內部因素的影響作用仿真

在系統運行初始,將初始牛的總量N1設置為40，協同創新占比N2設置為0.5，資源消耗數量P1初始值設為7、活動范圍P3設為0.09、增值成本P4設為55、資源收益P2設為50。另外再將資源再生閾值設置為6，增值閾值設置為103。

①把資源收益作為可變因素，其他變量保持不變。

當創新過程中沒有資源收益時,那么創新主體(牛)就都不能從資源(草)中獲取到能量，即創新主體只有成本付出,沒有收益，創新主體會一直虧本到成本枯竭，因此，兩個創新主體最后均會消失,見圖2(a)。不過隨著資源收益的增加,創新主體逐漸有了收益,當資源收益增加到6時，相較于普通創新主體,協同創新主體因為收益較多，所以可以存活更長的時間,見圖2(b)。當資源收益為28-29時，普通創新主體與協同創新主體數量出現交替，見圖2(c)。資源收益超過29后，普通創新主體最終處于主導地位，見圖2(d)。

圖2 資源收益變化時的仿真結果

②把創新成本作為可變因素，其他變量保持不變。

創新成本變量為0時,即創新主體只有收益沒有成本,會因為一開始存在較多的協同創新主體進行增值，導致在協同創新過程運行初期，協同創新主體數量較多。但當一定時間以后,普通創新主體的數量超過協同創新主體，協同創新主體的數量保持不變，而普通創新主體的數量持續增加，見圖3(a)。隨著創新成本的增加,創新成本變量從0增加到8時，協同創新主體一開始仍保持領先地位，但在協同創新的后期，普通創新主體數量逐漸超過協同創新主體，見圖3(b)。當創新成本變量增加到8的時候,協同創新主體數量開始回升，最終大幅超過普通創新主體,普通創新主體逐漸消失，見圖3(c)。而后，創新主體一直增到21,創新成本越大，協同創新相較于普通創新的優勢體現的越來越明顯,不過由于創新成本的提高，協同創新主體數量會有所下降。但是當創新主體數超過20后,各創新主體均會因為創新成本過高而消失。相對于普通創新主體，協同創新主體能存活的時間更長一些,見圖3(d)。

圖3 資源消耗變化時的仿真結果

③把增值成本作為可變因素，其他變量保持不變。

增值成本是創新主體為擴大主體數量,所有主體為了群體增值都會付出這一部分成本。當增值成本為0時，在兩個主體初始數量一樣的情況下，協同創新主體數量會低于普通創新主體，見圖4(a)。當增值成本大于等于23時，在中間過程中會出現，協同創新主體數量高于普通創新主體數量，但最終都是普通創新主體占據主導地位，協同創新主體最終會消失，見圖4(b)。如果增值成本高于23,由于普通創新主體不考慮今后發展，資源收益減去創新成本后的值不能支撐創新主體進行增值,此時協同創新的優勢此時就會顯現，協同創新主體出于對自身的可持續發展考慮會主動進行增值,因而協同創新在增值成本較大的環境中比較有利，見圖4(c)。

圖4 增值成本變化時的仿真結果

④把活動范圍作為可變因素，其他變量保持不變。

如果一開始創新主體沒有活動范圍,那么創新主體能獲得的資源就十分有限,普通創新主體因為不考慮持續發展，吃草的速度大于草的生長速度，即資源收益跟不上創新需求，那么普通主體就不能存活下去。不過對于協同創新主體來說，草的生長速率快于草的消耗速率，所以協同創新總體存活，見圖5(a)；當活動范圍增加至0.04時,普通創新主體有了持續的資金供給,因此可以生存,見圖5(b)；當活動范圍大于0.14時,協同創新主體的優勢完全消失，見圖5(c)。

圖5 活動范圍變化時的仿真結果

5 仿真結果分析

通過對創新成本、資源收益、活動范圍以及增值成本四個自變量的依次分析,得到了相關的實驗數據和實驗圖表。從這些結果可以看出,資源收益過剩、創新成本過低、增值成本較低以及活動范圍過大等環境都不利于創新主體進行協同創新發展。首先，從資源收益角度來看，資源收益過剩，創新主體就不需要通過大量增值來維持創新主體發展，所有主體的資源需求都可以滿足，協同創新主體就會轉變為普通創新主體；其次，從創新成本角度分析，一個創新主體花費的成本越少，越有利于創新主體的持續發展，由于成本過小，創新主體之間就不會產生合作，所以，協同創新主體的優勢最終就會喪失；從增值成本的角度來看，增值成本越高，普通創新主體就越難發展擴大，就越有利于協同創新的發展；最后，從主體活動范圍的角度來看，活動范圍越小對于協同創新主體越有利。總而言之，協同創新不適用于在資源充足，環境友好的情境中進行。

6 總結

通過上面的分析，已經對不同影響因素對于協同創新過程的影響情況有所了解。根據分析出來的結果，本文認為要想協同創新主體更好的發展，就目前國內創新環境來講，科研機構應該通過改善創新的技術，降低協同創新過程中的創新成本，并逐步擴大創新范圍;企業也不能傾向機會主義，應該顧全大局，為協同創新提供更多的資金支持。這樣才能讓協同創新發揮出它更大的價值。