紡織行業高新技術企業聯盟合作創新演化博弈分析

鄭 飛，湯兵勇

(1.佛山開放大學 理工學院，廣東 佛山 528000； 2.東華大學 旭日工商管理學院，上海 200051)

演化博弈論是博弈論與生物進化論的結合[1]。20世紀六七十年代，在傳統博弈論的基礎上，通過引入生物適應度、突變與選擇機制，演化博弈論構建了復制者動態方程模型。該理論不要求參與者是完全理性的，也不要求完全信息條件[2-3]。演化博弈的博弈過程基于選擇機制和突變機制，在多次博弈的基礎上，博弈參與者通過學習、模仿與選擇，獲得較高適應度的策略，達到重復博弈收益的動態平衡，即演化穩定策略(ESS)。在高新技術企業聯盟的合作競爭中，聯盟成員相互制約、相互依存[4]，又相互獨立，在利益驅使下可能采取失信的方式或者進行消極合作[5]，從而具有信息不完全和有限理性的特征。因此，高新技術企業聯盟合作創新更適合使用演化博弈的方法進行分析。

自1992年我國開始實施“產學研聯合開發工程”以來[6]，產業技術創新戰略聯盟通過技術創新、行業標準制定等推動了我國產業技術的進步[7]。

紡織行業是國民經濟的重要產業，我國紡織業具備較完整的產業鏈。西樵鎮是中國面料名鎮，紡織行業的產業集中度高，但研發力量分散且源頭技術創新及共性技術創新不足已成為影響西樵紡織產業可持續發展的重要因素，因此西樵鎮紡織行業高新技術企業與科研院所本著面向市場、平等自愿、風險共擔、利益共享的原則自愿組成了佛山市紡織行業高新技術企業創新聯盟[8]。

在產業創新聯盟運行與發展過程中，聯盟成員不斷發展、淘汰與更新，大部分聯盟流于形式，甚至慢慢消亡。基于此，本文以紡織行業高新技術企業聯盟為研究對象，通過演化博弈模型，對紡織行業高新技術企業聯盟成員選擇獨立創新與合作創新的策略進行演化分析，對紡織行業高新技術企業聯盟的健康發展具有指導意義。

1 紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的含義

合作創新是指產學研合作過程中通過資源整合使創新績效得以提升的一種創新模式[8-9]，包括企業合作創新、產學研合作創新及科研機構間合作創新3種形式。相比獨立創新，合作創新能夠降低創新風險與創新成本，有利于知識產權的保護與產品的更新[5，10]。高新技術企業聯盟是指產業鏈上的2個或2個以上的高新技術企業，為了實現資源共享、提高市場占有率、全面提升自主創新能力等戰略目標，通過協議自愿組成一種競爭性合作體[8]。因此，紡織行業高新技術企業聯盟合作創新是指依托于紡織行業高新技術企業聯盟，各企業以“創新驅動、智能制造、技術創新”為宗旨，在共同利益基礎上通過共同投入、共同參與，達到共享知識產權、共同承擔風險的聯合創新目的。各聯盟成員通過合作創新、互相學習，利用各自優勢，共同研發新產品、新技術，增強自主創新能力，從而縮短產品研發周期和降低研發成本，促進紡織產業相關產品創新，使紡織產業鏈向高端化延伸。

2 紡織行業高新技術企業聯盟合作創新演化博弈模型

在實施創新驅動戰略時，紡織行業高新技術企業聯盟各成員都是獨立法人，具有有限理性，決策過程會受到各種因素影響與制約，因此在非理性假設的挑戰下，經濟學家采用演化博弈論來分析經濟問題[9]。吳愛華等[11]根據我國紡織服裝企業存在的低價競爭以及企業間合作問題，運用博弈論，從2個廠商進行有限次重復博弈、多廠商合謀博弈這2個角度分析企業的較優策略及促進企業合作的因素等問題。陳日標等[12]從博弈論模型入手，通過分析中國紡織服裝產業市場秩序失范的內部成因，得出生產本身的“沉沒成本”特性使得過度競爭有發生的可能，國內企業產權的二元結構進一步促使了過度競爭的形成。周灝[13]針對我國紡織品服裝出口中面臨的主要貿易壁壘問題，運用博弈心理分析了對華紡織品服裝反傾銷分析價格效應，發現價格變動方向與涉案企業博弈心理的分析結果相匹配。蘇運柱等[14]通過分析中小型紡織服裝企業成本控制制度有效運行的參與者，提出成本控制制度運行的有效性取決于成本控制的監管者和成本控制的低層級職位執行者之間的博弈均衡點。少有研究運用演化博弈論研究紡織行業高新技術企業聯盟的合作創新問題。

為了延伸紡織業產業鏈，使其實現由粗放型增長向集約型增長方式轉變，從成本競爭走向創新驅動競爭，更好地推動紡織行業高新技術企業聯盟的技術創新，本文將復制動態與演化博弈相結合，探討實現紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的相關條件和政府政策。

2.1 模型假設

紡織企業聯盟內的企業在合作創新過程中可以進行合作與不合作(獨立創新)，各企業可以選擇“合作創新”或“獨立創新”策略。紡織企業合作創新博弈模型的假設條件：

①LA和LB分別表示紡織企業A與紡織企業B的收益。

②δA和δB分別表示紡織企業A與紡織企業B合作創新時的收益增量。

③CA和CB分別表示紡織企業A與紡織企業B合作創新時的成本。

④φA和φB分別表示紡織企業A與紡織企業B合作創新時的政府補貼。

⑤HA和HB分別表示紡織企業A與紡織企業B的違約收益。

⑥fA和fB分別表示紡織企業A與紡織企業B的違約懲罰。

⑦紡織企業A與紡織企業B選擇合作創新的概率分別為pA和pB，相應的選擇獨立創新的概率分別為1-pA和1-pB。

2.2 合作創新支付矩陣

根據2.1的假設條件，紡織企業A與紡織企業B合作創新支付矩陣見表1。

表1 紡織企業A與紡織企業B合作創新支付矩陣

2.2.1 紡織企業選擇合作創新策略

紡織企業A與B合作創新時，企業A所獲收益RAY見式(1)，企業B所獲收益RBY見式(2)。

2.2.2 紡織企業選擇獨立創新策略

紡織企業A、B獨立創新時，企業A所獲收益RAN見式(3)，企業B所獲收益RBN見式(4)。

RAN=pB(LA+HA-fA)+(1-pB)LA

(3)

RBN=pA(LB+HB-fB)+(1-pA)LB

(4)

2.2.3 紡織企業選擇2種策略的平均收益

(5)

(6)

2.3 復制動態方程

由式(1)～(5)可求出紡織企業A與B收益的復制動態方程：

pA(1-pA)(RAY-RAN)=

pA(1-pA)[(fB+φA-CA)+

pB(δA+fA-HA-fB)]

(7)

(8)

(9)

3 紡織行業高新技術企業聯盟合作創新演化路徑分析

紡織企業A與B進化的雅克比矩陣見式(10)：

(10)

式中：

于是得：

(11)

將2.3中的平衡點代入式(11)，可求得相應的行列式與軌跡。雅克比矩陣式(10)可能平衡點對應的矩陣和軌跡表達式見表2。根據弗雷德曼的分析方法[2]，當detJ>0且trJ<0時，雅克比矩陣式(10)處于局部穩定狀態。通過分析，雅克比矩陣式(10)在各平衡點的穩定性判斷見表3。其中的3種情形滿足C點是反復博弈后演化穩定策略ESS。

情形一：

表2 雅克比矩陣式(10)可能平衡點對應的矩陣和軌跡表達式

表3 雅克比矩陣式(10)在各平衡點的穩定性判斷

當00

當0

fB+φB-HB-CB>0

情形二：

當00

當00

情形三：

當CA-fB-φA<0<δA+fA-HA-fB，有δA+fA+φA-HA-CA>0

當CB-fA-φB<0<δB+fB-HB-fA，有δB+fB+φB-HB-CB>0

由以上3種情形可以看出，C點是ESS的條件是：

(12)

即

(13)

式中：(δA+φA-CA)、 (δB+φB-CB) 分別為紡織企業A與B合作時的有效收益；(HA-fA)、 (HB-fB) 分別為紡織企業A與B違約時的有效收益。

由式(13)可知，只有保證紡織行業高新技術企業聯盟合作時的有效收益大于違約時的有效收益，才能保證C點是ESS。因此，要保證紡織行業高新技術企業聯盟獲得合作有效收益，需要通過聯盟機制來提高聯盟企業收益、加大政府扶持力度、降低聯盟成本，并且加大對聯盟企業違約的處罰力度。

由式(13)可知，在情形一與情形三時，要獲得聯盟成員合作創新的最終博弈結果，聯盟企業違約的有效收益須小于合作創新的有效收益，同時聯盟企業合作創新的成本須小于政府補貼與違約方賠償之和。

情形二的動態演化路徑見圖2。演化博弈穩定點ESS是O點和C點，鞍點D的位置會制約均衡點。不穩定點E和F與鞍點D之間的連線為博弈收斂狀態的臨界線。博弈起始點位于OEFD內時，演化博弈穩定點ESS是O點，更多策略組合向C點移動，即不論聯盟企業A、B初次博弈時采用何種策略，經過一段時間的學習、模仿和選擇，聯盟企業都將選擇合作創新；博弈起始點位于EDFC內，演化博弈穩定點ESS是C點，更多的策略組合向O點移動，聯盟企業A、B都將在不考慮初始選擇的情況下選擇獨立創新。特別地，當φA+fB→CA和φB+fA→CB，D點無限接近O點，四邊形OEDF面積逐漸減小，意味著更多策略組合向C均衡點移動，聯盟成員選擇合作創新；反之，當φA+fB?CA和φB+fA?CB時，D點更接近C點，博弈結果總是趨向于O點，聯盟企業A、B將選擇不合作即獨立創新。

圖2 情形二動態演化路徑

綜上所述，在違約收益小于合作收益且合作成本小于政府補貼與違約賠償之和時，紡織行業高新技術企業聯盟成員會選擇創新合作。因此，對于紡織行業高新技術企業聯盟成員來說，政府的支持力度與違約懲罰大小對合作創新成功與否起著非常大的作用。若合作創新收益大、收益分配合理、政府獎勵到位且恰當，同時采取了合適的合作創新懲罰措施，那么聯盟企業合作的成功率就會增加；此外，為了聯盟企業信守承諾，建立起合作創新的良好環境也非常重要。

4 推進紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的對策與建議

技術創新是推動紡織行業價值鏈提升的核心力量。隨著時代的發展和人們對紡織品要求不斷變化與提高，要推動我國紡織行業價值鏈的提升，就必須瞄準國際紡織高端和前沿技術，加大新型纖維材料、紡織設備、綠色環保紡織染加工和智能制造等重點領域的研究力度，進一步深化改革，建立起產學研相結合的產業技術創新體系，開展學科交叉融合前沿技術的研究，推動紡織行業重大關鍵技術的突破，促進紡織行業產業鏈增值與延伸，帶動紡織行業整體技術水平提升，實現轉型升級，建設與完善紡織行業高新技術企業聯盟合作創新機制。

4.1 強化政府規制在合作創新中的作用

根據紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的演化博弈分析，紡織行業高新技術企業聯盟合作創新能否成功與企業聯盟合作的收益、成本、違約賠償以及政府的支持有著密切的關系，涉及到企業、聯盟與政府等多個主體的創新行為。因此，需要強化政府規制在紡織行業高新技術企業聯盟合作創新契約中的作用。為了提高紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的概率，政府可以加大紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的激勵，出臺相應的激勵規制政策，從而確保紡織行業高新技術企業聯盟合作創新的穩定性，增加企業聯盟合作創新的技術溢出。實現利潤最大化是紡織行業高新技術企業的目標。政府在構建紡織行業高新技術企業聯盟合作創新激勵時，應權衡聯盟各企業的利益，針對紡織企業的創新行為給予相應的優惠政策或補貼，提高紡織企業參與技術改造、設計與產品加工等方面研究的積極性和效率。

4.2 深化聯盟成員間的交流與溝通

聯盟成員間的信息交流和溝通是建立聯盟信任機制和合作創新機制的重要基礎。合作創新是一個異質性創新要素匹配的過程，通過交流與溝通，聯盟成員間可以增進了解與信任、減少企業間的相互猜疑，從而降低合作創新的風險、提高合作創新水平與收益，促進合作創新的達成。因此，紡織行業高新技術企業聯盟成員間通過技術交流、科技成果轉移/轉化等形式定期進行科技合作交流活動與經驗推廣，有助于提升企業聯盟科技要素協同創新能力，促進紡織行業高新技術企業聯盟成員間的深度融合與協同發展，帶動紡織行業整體技術水平提升和整個產業的轉型升級。

4.3 完善收益分配機制

紡織行業高新技術企業聯盟合作創新風險收益分配是關系到合作創新能否成功的重要因素。聯盟協議中應包含聯盟合作創新收益分配的相關條款，引導紡織行業高新技術企業聯盟成員共享合作創新收益。要使聯盟成員自覺參與合作創新應做到：①在收益分配時，聯盟企業所有成員合作創新的收益應大于獨立創新中獲得的利益；②收益分配中需要按照投入與收益分配相匹配的原則進行收益分配，聯盟成員承擔的風險越大、投入的資源越多、合作創新的貢獻越大，應獲得越多的合作創新收益。

4.4 建立合作創新違約懲罰機制

紡織行業高新技術企業聯盟要成功進行合作創新，違約懲罰發揮著非常重要的作用。所以，在聯盟協議中不僅要包括聯盟合作創新風險收益分配的條款，還應包括違約賠償條款，對紡織行業高新技術企業的違約行為進行賠償約定；建立違約懲罰機制；另外政府通過行政法規等手段，增加對紡織行業高新技術企業違約行為的懲罰力度；紡織行業協會對聯盟企業違約行為及時通報。從而有效降低聯盟企業在合作創新中采取違約行為的可能性，促進紡織行業高新技術企業聯盟成員進行長期穩定的合作創新。

5 結束語

本文以紡織行業高新技術企業聯盟為研究對象，通過演化博弈論，構建了紡織行業高新技術企業聯盟演化博弈模型，對聯盟成員獨立創新和合作創新進行了分析。紡織行業高新技術企業聯盟合作創新成功與否，受到聯盟企業合作創新的收益與成本、政府對聯盟成員合作創新的支持力度以及成員間的違約懲罰力度等因素影響。為推進紡織行業高新技術企業聯盟合作創新，須強化政府規制在聯盟合作創新中的作用，加強聯盟成員間的信息交流與溝通，完善聯盟合作創新的風險收益分配機制、提高效率、建立違約懲罰機制。