高技術船舶產業共性技術協同創新模式研究

李鋒 周亮 尹潔

摘?要：高技術船舶產業共性技術的協同創新發展是克服各種研發失靈問題的關鍵所在，也是國家實現海洋強國目標的基石和重要支柱。鑒于此，從技術鏈視角引入技術彈性、擴散度和成功率等參數，概括出政府主導、市場主導和政府-市場結合3種情形，建立高技術船舶產業共性技術研發的Stackelberg主從博弈模型，并對不同模式下的投入程度和最佳收益進行求解。結果表明：市場主導模式下船舶研究院、船企的投入水平和效益遠不及政府主導、政府-市場結合模式，不應該采納；當某項產業共性技術彈性低、橫向和縱向擴散難度大、船舶研究院獲益少時，運用政府主導模式更加合理，反之則選擇政府-市場結合模式。最后，從政府清晰定位角色、產業共性技術分類等方面提出管理對策，為高技術船舶產業的進步提供指導。

關?鍵?詞：產業共性技術；高技術船舶；技術創新鏈；Stackelberg博弈；模式比較

DOI：10.16315/j.stm.2023.01.004

中圖分類號：?C9311

文獻標志碼：?A

Research?on?collaborative?innovation?mode?of

generic?technology?in?hightech?ship?industry

LI?Feng，?ZHOU?Liang，?YIN?Jie

（School?of?Economics?and?Management，?Jiangsu?University?of?Science?and?Technology，?Zhenjiang?212028，?China）

Abstract：The?collaborative?innovation?and?development?of?generic?technology?in?hightech?ship?industry?is?the?key?to?overcome?various?R&D?failure?and?development?problems，?and?also?the?cornerstone?for?China?to?achieve?the?goal?of?becoming?a?maritime?power.?In?view?of?this，?the?paper?introduces?technology?elasticity，?diffusion?degree?and?success?rate?from?the?perspective?of?technology?chain，?summarizes?the?three?situations?of?government?leading，?market?leading?and?governmentmarket?combination，?establishes?the?Stackelberg?master?and?slave?game?model?of?generic?technology?research?and?development?of?hightech?shipbuilding?industry，?and?solves?the?investment?degree?and?the?best?benefit?in?different?modes.?The?results?show?that?the?investment?level?and?benefit?of?the?ship?research?institute?and?ship?enterprises?are?far?less?than?the?governmentled?and?governmentmarket?combination?model，?and?should?not?be?adopted;?when?the?industrial?generic?technology?elasticity?is?low，?horizontal?and?vertical?diffusion?is?less?difficult，?the?governmentled?model?is?more?reasonable，?and?the?governmentmarket?combination?model?is?chosen.?Finally，?the?management?countermeasures?are?put?forward?from?the?aspects?of?the?government's?clear?role?positioning?and?industrial?generic?technology?classification?to?provide?guidance?for?the?progress?of?hightech?shipbuilding?industry.

Keywords：industrial?generic?technology;?hightech?ship;?technology?innovation?chain;?Stackelberg?game;?model?comparison

收稿日期：?2022-11-18

基金項目：?國家社會科學基金青年項目（19CGL010）

作者簡介：?李?鋒（1980—），男，教授，碩士生導師;

周?亮（1996—），男，碩士研究生;

尹?潔（1984—），女，副教授，碩士生導師.

十九大報告中指出堅持陸海兼備，加速建設海洋強國。為此，船舶工業緊緊圍繞這一目標，將高技術船舶產業的發展作為主攻方向之一，努力提升行業的水平和效率。高技術船舶是《中國制造2025》中明確加快建設的十大關鍵領域之一。工業和信息化部要求高技術船舶產業要重點突破可再生和清潔能源利用技術、數值水池技術、新材料與船體結構輕量化技術等共性技術的創新，創建從研發供給、轉移擴散到市場應用的完整鏈條。高技術船舶產業共性技術既不是傳統意義上的公共物品，也不具有市場的壟斷性，作為競爭前的技術［1］，扮演著連通基礎研究和市場應用的“橋梁”角色［2］，這些技術被成功研發后還需要進一步傳播和應用才能實現經濟與社會效益。同時，產業共性技術研發的高投入低回報、周期長、收益與知識的外溢性等［3］特征，使其面臨多重不穩定因素［4］，易導致研發階段的“組織失靈”［5-6］，即便順利供給，還可能面臨擴散過程的“制度失靈”［7］和商業應用的“市場失靈”［8-9］，致使價值難以實現。因此如何協同參與主體克服各種失靈，高效實現技術創新是共同關注的熱點。從創新鏈條視角考慮產業共性技術合作研發，對減少各種失靈問題具有理論補充和實踐指導，也符合高技術船舶產業發展的內在要求。

1?文獻綜述

關于產業共性技術的協同創新，一部分學者側重于組織模式的研究，主要表現在平臺構建和機制體系的研究。例如，Wei等［10］采用技術過程理論的觀點，解決產業共性技術創新過程中不同階段對政府職能創新的困境。魏春艷等［11］探討不同創新階段三螺旋中各個主體的協作規律及功能情況，構建三螺旋動力機制，化解產業共性技術創新困境。郭本海等［12］在模型分析基礎上，根據產業共性技術研發不同階段以及企業卷入程度高低，總結3種企業參與研發的有效模式。吳金希等［13］強調通過建設高質量的產業共性技術研究院，集中優勢科創資源研發產業關鍵共性技術。Wang等［14］基于政府與企業之間的差異性，探討影響產業共性技術創新的關鍵因素，分析提高創新的可能途徑。陳勁等［15］認為產業技術政策著力于構建選擇性與功能性相結合的產業技術創新政策雙元平衡體系，從而支撐產業創新生態系統的整體躍遷與產業鏈的安全。還有部分學者基于數理模型角度論述產業共性技術的協同創新。比如馬永紅等［16］以單個研究機構、企業為研究對象，通過微分博弈模型，運用HJB方程討論3種共性技術研發情形下參數最優值。Wang等［17］提出一種新穎的決策模型，幫助政策制定者選擇合適的研發補貼對象，避免公共資源浪費、騙取補貼等問題，并運用三支決策理論對機制設計進行求解。胡慧中等［18］引入多個參數，構建Stackelberg博弈模型總結3種共性技術研發模式，分析政府的最佳補貼和各方收益。鄭月龍等［19］在構建復雜產品共性技術協同研發信號博弈模型后分析策略選擇和影響因素。李冬冬等［20］根據SEIR模型和產業共性技術創新的擴散特點，構建產業共性技術創新擴散機理模型，進行基本再生數、擴散平衡點穩定性分析。白春光等［21］借鑒經典AJ模型思想，構造2家企業市場化開發階段進行古諾競爭的共性技術供給決策的兩階段博弈模型，揭示不同模式下最優供給決策及影響因素。秦國靜等［22］參考Stackelberg主從博弈思想，建立研發企業、市場應用企業和政府的博弈模型，研究政府行為對過程可持續發展的影響程度；由上可知，現有內容更多集中產業共性技術的某個情形或階段，未系統性地研究產業共性技術的全過程和多情形。

因此，以高技術船舶產業為研究對象，在對共性技術創新全過程及技術創新鏈分析基礎上，總結出政府整體參與、船舶研究院研究開發、船企負責市場應用的協同模式，借助Stackelberg主從博弈模型思想，從創新鏈條視角出發系統分析高技術船舶產業共性技術合作研發模式及其最優選擇。創新之處在于：一是選擇行業特色更加鮮明的高技術船舶產業，聚焦于該產業內部不同類別的共性技術研發，細分高技術船舶產業共性技術協同創新模式，研究各種協同創新模式下產業共性技術協同創新策略；二是引入技術鏈理論，將產業共性技術的創新重構為研發供給、轉移擴散、市場應用的全過程，進一步系統分析考慮后兩個階段對前期研發影響因素及機制。

2?高技術船舶產業共性技術協同研發過程及其技術創新鏈

生命子系統和環境子系統的人工智能關鍵共性技術創新生態系統框架［23］中，生產者的作用是進行研發，為創新提供原始動力；在技術支撐下，消費者將其代入各個細分技術領域；分解者消化吸收為應用層面的產品或方案。這與產業共性技術的發展過程、不同研發主體的作用以及各個階段的銜接類似，基于此從供給-擴散-應用3個層次，重構高技術船舶產業共性技術協同研發過程，如圖1所示。供給是指船舶研究院（包括高校、研究院所）通過研究和創新行為將產業未來重點發展的基礎性、共用性技術開發出來，實現從無到有或重大進步；而擴散實質上是供給共性技術后形成的專利、知識等成果在高技術船舶產業的網絡中進行分享傳播，在二次創新后逐漸被船企所接納以發揮潛在價值；應用則意味著將基于共性技術的產品或工藝推向市場和船企，并投入到各類高技術船舶的生產中，從而實現收益。三個階段能否良性互動與循環直接關系到整個過程協同的有效性。

圖1?高技術船舶產業共性技術研發過程

Fig.1?Research?and?development?process?of?common?technologies?in?hightech?shipbuilding?industry

在整個創新鏈中，高技術船舶產業共性技術既不是純粹的公共產品，也不是具備市場應用的壟斷性，其特征是較強的外溢性，且不同共性區間技術的外部程度高低也有差異，影響著供給、擴散、應用3個子過程，進而決定整個協同研發過程的模式。高技術船舶產業共性技術的成功供給是起點，創新網絡中船企對成果的采納及后續開發是關鍵，政府實現社會效益、科研機構和船企獲得市場收益是最終目的。從完整的產業技術鏈條看，產業共性技術位于實驗技術之后，不具有市場競爭性和盈利性，船舶研究院和船企還需以獲得的成果為前提進行二次創新和商業開發，才能形成具體的專有技術、工藝和產品，進而實現基于高技術船舶產業共性技術的經濟與社會效益。例如，在數字化方面，外高橋造船廠與中國聯通共同發明5G技術支持下的智能視覺場景自動識別機器。這項技術采用專業相機多點位測量的模式，生成照片后實時傳輸電腦分析的鋼結構精度數據和文件，代替傳統的方式，將時間縮短至30分鐘，效率提高4倍，產生了巨大的經濟效益。

因此，高技術船舶產業共性技術的完整技術鏈條包括從開發供給到市場應用的全過程，船企的推廣中形成產生收益的專有技術、工藝和產品依賴于該技術供給的科研機構的成果，但整個過程政府都可以扶持與引導，這是高技術船舶產業區別于其他產業共性技術研發的重要特征。

3?高技術船舶產業共性技術協同研發的博弈研究

高技術船舶產業是復雜制造業的重要組成部分，具有技術復雜度高、價值量大的特點，考慮船企和船舶研究院上下游的合作，引入產業共性技術的彈性增量、橫向與縱向擴散度等［24］指標，從技術的維度描述協同研發過程，構建政府、船企和研究機構參與的Stackelberg主從博弈模型，根據高技術船舶產業共性技術的協同研發特點，劃分為政府主導、市場主導、政府與市場結合等3種模式，通過分析技術參數變量對各方努力投入、政府補貼的影響，對比發現協同研發的最優解。

3.1?模型假設

在高技術船舶產業中，相關核心利益者眾多，各個角色的定位與作用也不相同。從政產學研這一創新合作系統出發，結合資源能力與利益訴求，將高技術船舶產業共性技術協同研發的主體提煉為政府G、船舶研究院R以及船企C。政府屬于行政部門，不直接參與創新，只發揮職能，購買技術或提供補貼。船舶研究院作為知識、人才資源的聚集地，自然是核心的研發者，率先決定自身努力研發水平。船企則在技術成果供給后進行進一步市場化，因此其投入程度受船舶研究院前期的決策影響，屬于追隨者。借助非合作Stackelberg主從博弈模型的內容對三者協同研發行為策略數理化，作出如下假設：

假設H1：參與主體都處于完全信息中，都能獲取所需的一切知識，且都是風險中性的理性經濟人，在約束條件下都追求自身利益最大化。船企和船舶研究院追求經濟收益，政府以推動高技術船舶產業高質量發展為目標，追求社會效益。

假設H2：政府希望共性技術盡可能地迅速擴散到高技術船舶相關企業和市場中，從而促進技術迭代和產業升級，所以假設在政府主導下縱向擴散度為1。

假設H3：高技術船舶產業共性技術復雜度高，船企和船舶研究院投入的努力水平是供給和市場應用成功的關鍵因素［25］。因此，著重關注這個變量，而產出以隨機變量的形式表示，體現該技術研發的不確定性。

相關參數解釋如下：Ci為船舶研究院與船企投入的成本，Ci=12μis2i，si表示在各自階段的努力水平，μi為成本系數，μi、si>0；n為高技術船舶產業中潛在接受共性技術的企業數量，表示橫向擴散度，β為縱向擴散度，由自身的復雜程度等基本性質確定，n>1，0.5<β<0.8；x1為船舶研究院產業共性技術供給的成功率，x2為船企市場推廣的成功率，Δx為政府投入知識技術補貼導致供給成功的增加率，0

0

sα1s2+ε2，ε1、ε2～N（1，σ2）是隨機變量，表示研發過程的不確定性；α為技術彈性［26］，表示船舶研究院的成功供給對船企產出的增加程度，體現技術的價值和對船企的深刻影響，0<α<1；λ為政府給船企投入的財政補貼比例，t1為單位產出給船舶研究院帶來的收益，t2為船舶研究院獲得的產出分享系數，0<λ、t1、t2<1，α≤t2。

3.2?模型建立與求解

目前產業共性技術協同創新主要有政府主導、市場主導2種模式，在政府主導模式中，政府通過撥款采購成功供給的技術，通過相關渠道在行業內免費推廣，實現公共利益。在市場主導模式下，以消費者為導向，通過成果轉讓、二次創新、產品開發與推廣等方式實現技術產業化和獲得收益。但在高技術船舶產業中，由于高投入低回報、準公共品等特征以及面臨各種失靈問題，政府和市場結合共同推進產業共性技術研發成為新的模式。政府-市場結合的模式是在發揮市場調節的作用下，政府通過補貼手段干預技術的研發過程。

根據以上分析和假設，可得政府主導下各方期望利益函數為

E（πR1）=（x1+Δx）t1s1－12μ1s21，

E（πC1）=（x1+Δx）x2sα1s2－12μ2s22，

E（πG1）=n（x1+Δx）x2sα1s2－（x1+Δx）t1s1。

市場主導下各方期望利益函數為

E（πR2）=nt2［x1x2（1－β）sα1s2－12μ2s22］－12μ1s21，

E（πC2）=（1－t2）［x1x2（1－β）sα1s2－12μ2s22］，

E（πG2）=nx1x2（1－β）sα1s2。

政府-市場主導下各方期望利益函數為

E（πR3）=nt2［（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－

1－λ2μ2s22］－12μ1s21，

E（πC3）=（1－t2）［（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－

1－λ2μ2s22］，

E（πG3）=n（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－λ2μ2s22。

3.2.1?政府主導模式的最優求解

政府從高技術船舶產業整體效益出發，基于共性技術的外溢效應造成的失靈問題，委托船舶研究院進行產業共性技術的供給，并給予一定的技術知識補貼，使得成功供給的概率增加Δx，在成功后完全購買且免費向船企分享、擴散各種形式的成果，船企后續商業應用階段單位努力的產出增加sα1倍。

MAXE（πG1）=n（x1+Δx）x2sα1s2－

（x1+Δx）t1s1，

s.t.?（IR）（x1+Δx）t1s1－12μ1s21≥0，

（x1+Δx）x2sα1s2－12μ2s22≥0，

（IC）（x1+Δx）t1s1－12μ1（s1）2≥（x1+Δx）t1s1－12μ1s21，

（x1+Δx）x2sα1s2－12μ2（s2）2≥（x1+Δx）x2sα1s2－12μ2s22。

由上述式子可得到E（πR1）s1=（x1+Δx）t1－μ1s1=0，解得s1=（x1+Δx）t1μ1，

s2=（x1+Δx）x2sα1μ2，將s1、s2代入E（πG1），易得E（πG1）=n［（x1+Δx）x2］2μ2

（x1+Δx）t1μ12α－

t21（x1+Δx）2μ1，

進而得

E（πG1）t1=nα（x1+Δx）2μ1μ2x1+Δxμ12α－2t2α－21－1=0，

解得t1=μ1x1+Δxnα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α），將t1代入可得

s1=nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α），

s2=（x1+Δx）x2μ2nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2α2（1－α），最后將s1、s2、t1代入求得E（πR1）=μ12nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ211－α，

E（πC1）=［（x1+Δx）x2］22μ2nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2α1－α，

E（πG1）=（1α－1）μ1nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ211－α。

3.2.2?市場主導模式的最優求解

在市場主導模式下，整個過程完全依靠市場的機制調節，政府不會給予任何扶持或干預，因而高技術船舶產業共性技術在后續擴散過程中存在一定阻礙，用縱向擴散度β表示。船舶研究院負責技術供給，船企負責后續商業開發，兩者進行合作并簽訂收益分享合同，前者獲得市場收益的t2倍，而政府仍然獲得對應的社會效益。

MAXE（πR2）=nt2x1x2（1－β）

sα1s2－12μ2s22

－12μ1s21，

s.t.?（IR）?nt2x1x2（1－β）

sα1s2－12μ2s22－12μ1s21≥0，

（1－t2）x1x2（1－β）sα1s2－12μ2s22≥0，

（IC）?nt2x1x2（1－β）（s1）αs2－12μ2s22－12μ1（s1）2≥nt2x1x2（1－β）sα1s2－12μ2s22－12μ1s21，

（1－t2）x1x2（1－β）sα1s2－12μ2（s2）2≥（1－t2）

x1x2（1－β）sα1s2－12μ2s22。

采用逆向歸納法進行求解得s1=nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ212（1－α），

s2=x1x2（1－β）μ2×

nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α2（1－α），

將s1、s2代入可得

E（πR2）=μ1（1－α）2αnαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ211－α，

E（πC2）=（1－t2）［x1x2（1－β）］22μ2nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α1－α，

E（πG2）=n［x1x2（1－β）］2μ2×nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α1－α。

3.2.3?政府-市場結合模式的最優求解

在政府-市場結合模式下，政府和市場共同發揮作用，協同推動高技術船舶產業共性技術的供給、擴散、應用過程。政府依舊給予船舶研究院一定的知識技術補貼，使得成功供給的概率增加Δx，給予船企資金補貼，但政府不主導會帶來后續擴散過程受到阻礙的問題。船舶研究院處于市場中的領導地位，負責技術供給，并分享部分后續市場擴散的收益。

MAX?E（πG3）=n（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－λ2μ2s22。

s.t.?（IR）?nt2（x1+Δx）x2（1－β）sα1

s2－1－λ2μ2s22－12μ1s21≥0，

（1－t2）［（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－1－λ2μ2s22］≥0，

（IC）?nt2（x1+Δx）x2（1－β）（sx1）αs2－1－λ2μ2s22－12μ1（s1）2≥

nt2（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－

1－λ2μ2s22－12μ1s21，

（1－t2）（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－1－λ2μ2（s2）2≥

（1－t2）（x1+Δx）x2（1－β）sα1s2－1－λ2μ2s22。

采用逆向歸納法進行求解得s1=nαt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ1μ212（1－α），

s2=（x1+Δx）x2（1－β）（1－λ）μ2nαt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ1μ2α2（1－α），

將s1、s2代入可得

E（πG3）=n［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ2

nαt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ1μ2α1－α－λ［（x1+Δx）x2（1－β）］22（1－λ）2μ2nαt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ1μ2α1－α。

進而求得E（πG3）λ=μ12nαt2（1－λ）2nαt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（1－λ）μ1μ211－α2n－（2n+1）λ1－α－1，

令E（πG3）λ=0，

得λ=1－2－α2n+1，進一步將λ代入

s1、s2得

s1=n（2n+1）αt2

［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2

12（1－α），

s2=（2n+1）（x1+Δx）x2（1－β）（2－α）μ2n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α2（1－α）。

三種模式最優求解結果，如表1所示。

變量政府主導市場主導政府-市場結合

s1nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α）nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ212（1－α）

n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ212（1－α）

s2（x1+Δx）x2μ2nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2α2（1－α）

x1x2（1－β）μ2nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α2（1－α）（2n+1）（x1+Δx）x2（1－β）（2－α）μ2

n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α2（1－α）

E（πR）μ12nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ211－α（1－α）μ12αnαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ211－α（1－α）μ12αn（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ211－α

E（πC）［（x1+Δx）x2］22μ2nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2α1－α（1－t2）［x1x2（1－β）］22μ2nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α1－α（1－t2）（2n+1）［（x1+Δx）x2（1－β）］22（2－α）μ2×

n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α1－α

E（πG）（1－α）μ1αnα［（x1+Δx）x2］2μ1μ211－αn［x1x2（1－β）］2μ2nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α1－α（2n+1）（1－α）μ12nα（2－α）t2

n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ211－α或

（1－α）［（x1+Δx）x2（1－β）］22μ2

n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α1－α

3.3?模型分析

依據3種不同情形下Stackelberg主從博弈模型的過程以及求解的最佳投入程度和收益分配，得出以下結論。

3.3.1?從投入程度視角，市場主導的模式不適合高技術船舶產業共性技術的協同創新

政府主導與市場主導情形下船舶研究院、船企投入程度的比值分別為

E1=nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α）nαt2［x1x2（1－β）］2

μ1μ212（1－α）=

1+Δxx121t2（1－β）212（1－α），

E2=（x1+Δx）x2μ2nα［（x1+Δx）x2］

2μ1μ2α2（1－α）

x1x2（1－β）μ2nαt2［x1x2（1－β）］2

μ1μ2α2（1－α）=

1+Δxx131t2（1－β）3α2（1－α）。

由于01，再根據指數函數性質可得E1、E2>1。

類似地，政府-市場結合與市場主導情形下船舶研究院、船企投入程度的比值分別為

E3=n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ212（1－α）

nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ212（1－α）=

{（1+Δxx1）22n+12－α}12（1－α）>1，

E4=（2n+1）（x1+Δx）x2（1－β）（2－α）μ2n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α2（1－α）x1x2（1－β）μ2

nαt2［x1x2（1－β）］2μ1μ2α2（1－α）

=2n+12－α1+Δxx1

2－α2－2α>1。

由于0<α<1，n>1，所以易得2n+12－α>1，再根據指數函數性質可得E3、E4>1。

為了更加直觀地驗證得出的結果，結合深海工程與高技術船舶協同創新中心的案例，通過MATLAB數值仿真驗證結論的可靠性，并分析各種模式的區別和影響的因素。相關參數的取值，如表2所示。

政府主導與市場主導情形下船舶研究院最佳投入程度的比值高于1，如圖2（a）所示。類似地，政府-市場結合、市場主導情況下船舶研究院最佳努力水平大于1，如圖2（b）所示。由此可得，市場主導模式不及政府主導模式與政府-市場結合模式，與分析的內容一致。這意味著在高技術船舶產業共性技術協同創新過程中，政府必須主導或者參與其中。

政府-市場結合或者政府主導模式下的船舶研究院、船企投入的努力水平嚴格高于市場主導的模式，原因在于市場行為難以避免“組織失靈”、“市場失靈”、“擴散失靈”，而政府-市場結合或者政府主導模式一方面降低了船企的開發風險，激發市場積極性，另一方面投入資源引導研究機構的行為，這樣能有效緩解失靈問題［27］。

因此，目前高技術船舶產業共性技術協同創新中，政府-市場結合、政府主導2種模式更具有實際意義，接下來本文主要對比分析政府-市場結合和政府主導兩種模式下的各主體行為及收益，總結不同模式下高技術船舶產業共性技術研發實現可持續發展的需求及規律。

3.3.2?政府主導、政府—市場結合2種模式下的對比分析

1）兩種模式下各創新主體的激勵效應分析。t1指的是船舶研究院獲得的收益比例，λ代表政府給船企的補貼系數，2個參數從成本和收益角度激勵主體參與的程度。

t1=μ1x1+Δxnα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α），

t1n=μ12n（1－α）（x1+Δx）

nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2

12（1－α）>0，

t1（x1+Δx）=（11－α－1）μ1（x1+

Δx）2nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α）>0，

t1x2=μ1（x1+Δx）x2（1－α）

nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2

12（1－α）>0，

t1α=μ12（1－α）2（x1+Δx）

nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α）（lnα+1α－1）>0；

λ=1－2－α2n+1，λn=4（2n+1）2>0，λα=22n+1>0

綜上，在政府主導模式下，船舶研究院的分享系數與潛在受益企業數量n、供給成功率x1、擴散成功率x2、成功率增加值Δx以及技術彈性α呈正相關；在政府-市場結合模式下，政府對船企的資金支持比例λ隨著潛在受益企業數量n、技術彈性α的增加而增大。

隨著參數n、x1+Δx、x2、α的增加，船舶研究院的最佳收益系數也隨之增加，如圖3所示。進一步地，在政府-市場結合模式下，政府對船舶研究院的最優資金支持比例隨著參數n、α的增長而上升，如圖4所示。由圖4的凹凸性易得該影響的程度隨著參數的變大而逐漸減弱。這直觀地驗證得出的結論。

2）兩種模式下創新主體投入水平對比分析。E5和E6指的是2種模式下船企、船舶研究院各自投入努力程度的比值，反映模式的橫向正效應。

E5=nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ212（1－α）n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ212（1－α）=

2－α（2n+1）t2（1－β）212（1－α），

E6=（x1+Δx）x2μ2

nα［（x1+Δx）x2］2μ1μ2

α2（1－α）（2n+1）（x1+Δx）x2（1－β）（2－α）

μ2n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α2（1－α）

=2－α（2n+1）t2（1－β）2－α（2n+1）t2（1－β）2α2（1－α）。

當0<2－α（2n+1）t2（1－β）2<1，由指數函數的性質，易得01，同理得E5、E6>1。

綜上，當0<2－α（2n+1）t2（1－β）2<1時，政府主導模式下的船舶研究院研發技術的投入程度與船企推動技術商業化的投入程度均低于政府-市場結合模式下相對應的水平；當2－α（2n+1）t2（1－β）2>1時，政府-市場結合模式下的各方投入水平則優于政府主導模式。

潛在受益企業數量的減少，縱向擴散度的增加，E5的值慢慢大于1，此時政府主導模式下的水平接近政府-市場結合模式并實現反超，所以2種情形的選擇存在一個臨界點。以參數n為例，該值隨著β的增加而變大。當β=0.6時，該閾值處于8～9之間，即當潛在受益企業數量小于8時，政府主導模式優于政府-市場結合模式，當潛在受益企業數量大于9時，政府-市場結合模式是一個更好的選擇，如圖5所示。

圖5?相關參數對供給模式選擇的影響

Fig.5?The?influence?of?related?parameters?on?the?choice?of?supply?mode

由圖5可知，當某項高技術船舶產業共性技術目前預估的潛在價值不高，難以實現縱向擴散，預估潛在受益船企數量不多，船舶研究院收益分享系數很低的時候，政府徹底取代市場，發揮行政職能的方式更有利于調控技術供給和后續應用。當情況相反時，則市場與政府結合的形式比政府主導更容易提高船企、船舶研究院投入的努力水平。所以，在選擇高技術船舶產業共性技術創新模式的時候，要綜合考慮技術彈性、縱向擴散度、橫向擴散度，以及利潤分配主導權等因素，遵循具體問題具體分析的原則，不能盲目迷信市場的“自由經濟”，也不能完全依賴政府的“計劃經濟”。

3）期望收益的影響因素。兩種模式下影響各方期望收益的主要因素分析由E（πR）x1>0，E（πR）x2>0，E（πR）Δx>0，E（πR）n>0，E（πR）β＜0可知在政府主導和政府-市場結合模式下，船舶研究院的收益受到供給成功率、商業應用成功率、供給成功的增加率和潛在受益企業數量的正向調節，與縱向擴散度呈相反的變化。而政府、船企的期望收益的變化情況與之類似。

由E（πR3）t2=μ12αn（2n+1）α［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ211－αt2α1－α>0，E（πG3）t2=（2n+1）μ12nα（2－α）t2n（2n+1）α［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ211－α

t2α1－α>0，E（πC3）t2=（α－t2）（2n+1）［（x1+Δx）x2（1－β）］22t2（1－α）（2－α）μ2n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ2α1－α<0易得在政府-市場結合模式下，在利益分配上，船舶研究院、政府的期望收益與產出分享系數成正比，船企的期望收益與產出分享系數成反比。

對于技術彈性α而言，在政府-市場結合模式下對于船舶研究院的期望收益

E（πR3），令τ=n（2n+1）αt2［（x1+Δx）x2（1－β）］2（2－α）μ1μ211－α，有一階條件：E（πR3）α=τμ12（lnτ－12－α）。根據上式，E（πR3）α取決于lnτ－12－α，當0<τ0；當τ>e12－α，E（πR3）α<0。而且由于τx1>0，τx2>0，τΔx>0，τn>0，τβ＜0，參數x1、x2、Δx、n的增加以及β的減少對技術彈性α從而對E（πR3）具有正向調節作用。船企、政府的期望收益情況與之類似。

該結果說明，供給成功率、商業應用成功率、橫向擴散度的增加強化了高技術船舶產業共性技術鏈期望收益實現的可能，而供給成功的增加率體現了政府的外部支持，而縱向擴散度的減小意味著對價值實現的樂觀。而α作為共性技術潛在價值的體現，需要上述參數才能釋放其價值。此外，無論是船企還是船舶研究院，都應通過提升努力研發水平獲得更多的預期收益。

4?結論與對策

高技術船舶產業共性技術的創新容易面臨失靈問題，本文創新地引入技術鏈的思想，通過構建政府、船企和研究機構參與的Stackelberg主從博弈模型，探討市場主導、政府主導、政府-市場結合3種模式下各方的努力投入水平、期望收益情況。研究結論如下：

1）政府主導、政府-市場的模式是目前最適合高技術船舶產業共性技術協同創新的主要模式。單純的市場機制容易面臨研發成本過高，參與方積極性不高以及后續擴散商業化困難等問題，引發各種失靈。而在政府主導下，政府可以委托相關科研單位研發潛在受益企業數量多的高技術船舶產業共性技術，或者直購買直接擴散到相關船企。在政府-市場結合模式下，政府不僅可以降低船企的成本，也能根據潛在受益船企數量和擴散度的大小確定對科研單位的最佳補貼比例，同時監督資金用于提升研發成功率上。

2）政府主導與政府-市場結合的模式適用不同類型的高技術船舶產業共性技術。若某項技術的彈性不高，難以實現縱向擴散，預估潛在受益船企數量不多，船舶研究院收益分享系數很低時，政府主導的模式更能提高協同研發的效率與效益。反之，則采取政府-市場結合模式更能凸顯優勢。這是因為當某項產業技術的共性度低，經濟效益不高時，以營利為主要目的船企和研究院不太愿意投入資源研發，而作為政府更多考慮的是社會效益和長期利益，愿意主動發揮行政職能和財政補貼來推動創新。

3）成功率、擴散度的變化對期望收益的正反調節。在政府主導、政府-市場結合的模式下，各方的期望收益與供給成功率、商業應用成功率、供給成功的增加率、橫向擴散度都呈現同步變化的趨勢，與縱向擴散度表現出相反的關系；在政府-市場結合模式下，技術彈性對各方的期望收益均受到成功率、橫向增加以及縱向擴散度減小的正向反饋。各種成功率以及橫向擴散度的增加強化了技術鏈的連續性，為投入更多努力提供了激勵，從而提高了各方預期收益，而縱向擴散度的減少意味著對收益的預期更加樂觀。

根據上述研究結論，提出如下的管理對策：

1）結合不同創新模式的要求，政府確定好自身的財政補貼職能和組織作用。

政府主導模式下，政府需要提供專項資金保障高技術船舶產業某項共性技術的創新過程。一部分資金提供技術知識補貼，提升船舶研究院的供給成功率x1和Δx，另一部分購買技術成果免費擴散，宏觀調控市場的積極性，增加潛在受益的船企數量n。此外，政府應通過政策扶持、構建創新研發體系與平臺、拉長配套供應鏈和引導產業集群等組織手段降低縱向擴散度β，提高各方協作效率。政府-市場結合模式下，船舶研究院和船企發揮自身優勢，政府扮演輔助角色，主要運用資金支持降低成本。資金分配的比例依據技術彈性α和潛在受益的船企數量n的大小確定。

2）結合某項技術的擴散度、潛在受益企業數量、分享系數確定共性程度，選擇協同創新模式。當某項高技術船舶產業技術共性度低時，政府主導模式下各方投入水平、期望收益好于政府-市場結合模式，自然選擇政府主導模式合作研發。反之，則選擇政府-市場結合模式。

3）推進高技術船舶產業共性技術創新戰略聯盟的建設與發展。戰略聯盟由船企、科研機構和政府共同成立，實現聯合開發、優勢互補、利益共享、風險共擔的機制。組織通過主體間的聚集，集中各種資源研發某項共性技術，同時為各單位建立人才培養和交流平臺等手段，增加研發成功率和減少阻礙，最終提高協同創新效率。

參考文獻：

［1］?許端陽，徐峰.產業共性技術的界定及選擇方法研究：基于科技計劃管理的視角［J］.中國軟科學，2010（4）：78.

XU?D?Y，XU?F.Research?on?the?definition?and?selection?method?of?industrial?generic?technology：Based?on?the?perspective?of?science?and?technology?plan?management［J］.China?Soft?Science，2010（4）：78.

［2］?RAESFELD?A?V，GEURTS?P，JANSEN?M，et?al.Influence?of?partner?diversity?on?collaborative?public?R&D?project?outcomes：A?study?of?application?and?commercialization?of?nanotechnologies?in?the?Netherlands［J］.Technovation，2012，32（3）：227.

［3］?劉洪民，姜黎輝，王中魁.戰略性新興產業技術研發的知識管理流程評價［J］.技術經濟與管理研究，2016（2）：99.

LIU?H?M，JIANG?L?H，WANG?Z?K.Evaluation?of?knowledge?management?process?for?technology?R&D?in?strategic?emerging?industries［J］.Research?on?Technology?Economy?and?Management，2016（2）：99.

［4］??KOKSHAGINA?O，GILLIER?T，COGEZ?P，et?al.Using?innovation?contests?to?promote?the?development?of?generic?technologies［J］.Technological?Forecasting?and?Social?Change，2017，114（1）：152.

［5］?高宏偉，肖廣嶺，李峰.產業技術創新聯合主體：概念、類型與特征研究［J］.科學學研究，2018，36（1）：149.

GAO?H?W，XIAO?G?L，LI?F.Industrial?technology?innovation?joint?subject：Research?on?concept，type?and?characteristics［J］.Science?of?Science?Research，2018，36（1）：149.

［6］??VAIDA?P.R&D?Investment?and?competitiveness?in?the?baltic?states［J］.ProcediaSocial?and?Behavioral?Sciences，2015，213（1）：154.

［7］?李薇.R&3D視角下產業共性技術創新中政府作用研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學，2016：1.

LI?W.Research?on?the?role?of?government?in?industrial?generic?technological?innovation?from?the?perspective?of?R&3D［D］.Harbin：Harbin?Engineering?University，2016：1.

［8］?徐涵蕾，梁植軍，邊緣.基于演化博弈分析的產業共性技術開發研究［J］.科技管理研究，2016，36（10）：129.

XU?H?L，LIANG?Z?J，BIAN?Y.Research?on?industrial?common?technology?development?based?on?evolutionary?Game?analysis［J］.Science?and?Technology?Management?Research，2016，36（10）：129.

［9］?TASSEY?G.Modeling?and?measuring?the?economic?roles?of?technology?infrastructure［J］.Economics?of?Innovation?and?New?Technology，2008，17（7）：615.

［10］WEI?C，LI?Z.Government?roles?in?the?industrial?generic?technology?innovation?research［C］//Advances?in?Social?Science，Education?and?Humanities?Research，2017（72）：62.

［11］魏春艷，李兆友.基于三螺旋理論的產業共性技術創新研究［J］.東北大學學報（社會科學版），2020，22（2）：9.

WEI?C?Y，LI?Z?Y?.Research?on?industrial?common?technological?innovation?based?on?triple?helix?theory［J］.Journal?of?Northeast?University?（Social?Science?Edition），2020，22（2）：9.

［12］郭本海，張笑騰，張濟建.企業參與產業共性技術研發：雙重溢出、模型與實證［J］.科研管理，2020，41（11）：75.

GUO?B?H，ZHANG?X?T，ZHANG?J?J?.Enterprises?participation?in?industrial?common?technology?R&D：Double?spillovers，models?and?demonstration［J］.Scientific?Research?Management，2020，41（11）：75.

［13］吳金希，閆亭豫.發展國家戰略科技力量要高度重視產業共性技術研究院建設［J］.科技導報，2021，39（4）：31.

WU?J?X，YAN?T?Y.To?develop?national?strategic?scientific?and?technological?forces，We?should?attach?great?importance?to?the?construction?of?industrial?generic?technology?research?institutes［J］.Science?and?Technology?Bulletin，2021，39（4）：31.

［14］WANG?F，XIE?R，HU?W.The?influencing?factors?and?promotion?countermeasures?of?industrial?generic?technology?diffusion?based?on?differential?game［J］.Discrete?Dynamics?in?Nature?and?Society，2021（4）：1.

［15］陳勁，陽鎮.新發展格局下的產業技術政策：理論邏輯、突出問題與優化［J］.經濟學家，2021（2）：33.

CHEN?J?，YANG?Z?.Industrial?technology?policy?under?the?new?development?pattern：theoretical?logic，outstanding?problems?and?optimization［J］.Economist，2021（2）：33.

［16］馬永紅，劉海礁，柳清.產業共性技術產學研協同研發策略的微分博弈研究［J］.中國管理科學，2019，27（12）：197.

MA?Y?H，LIU?H?J，LIU?Q.Differential?Game?research?on?the?cooperative?R&D?strategy?of?industry?university?research?of?industrial?common?technology［J］.China?Management?Science，2019，27（12）：197.

［17］ZUO?C?W，LI?Q?Y，WANG?H?Y.Research?on?the?optimization?of?new?energy?vehicle?industry?research?and?development?subsidy?about?generic?technology?based?on?the?threeway?decisions［J］.Journal?of?Cleaner?Production，2019，212：46.

［18］胡慧中，周國華，李施瑤.公平偏好視角下復雜產品共性技術供給模式研究［J］.科技管理研究，2019，39（21）：113.

HU?H?Z，ZHOU?G?H，LI?S?Y.Research?on?common?technology?supply?mode?of?complex?products?from?the?perspective?of?fair?preference［J］.Research?on?Science?and?Technology?Management，2019，39（21）：113.

［19］鄭月龍，周立新，王琳.政府補貼下復雜產品共性技術協同研發的信號博弈［J］.系統管理學報，2020，29（1）：185.

ZHENG?Y?L，ZHOU?L?X，WANG?L.Signal?game?of?collaborative?research?and?development?of?common?technologies?for?complex?products?under?government?subsidies［J］.Journal?of?System?Management，2020，29（1）：185.

［20］李冬冬，李春發.產業共性技術創新擴散機理建模與仿真分析［J］.技術經濟與管理研究，2021（3）：3.

LI?D?D，LI?C?F.Modeling?and?simulation?analysis?of?the?diffusion?mechanism?of?industrial?common?technological?innovation［J］.Research?on?Technology?Economy?and?Management，2021（3）：3.

［21］白春光，劉思漫，鄭月龍.考慮多主體參與的產業共性技術研發模式比較研究［J］.中國管理科學，2021，29（8）：44.

BAI?C?G，LIU?S?M，ZHENG?Y?L.A?comparative?study?of?industrial?generic?technology?R&D?models?considering?the?participation?of?multiple?entities［J］.China?Management?Science，2021，29（8）：44.

［22］秦國靜，鄭月龍.政府補貼對產業共性技術可持續研發行為的影響研究［J］.研究與發展管理，2021，33（3）：121.

QING?G?J，ZHENG?Y?L.Research?on?the?impact?of?government?subsidies?on?the?sustainable?R&D?behavior?of?industrial?common?technologies［J］.Research?and?Development?Management，2021，33（3）：121.

［23］袁野，汪書悅，陶于祥.人工智能關鍵共性技術創新生態系統構建及其演化機制［J］.科技管理研究，2021，41（18）：1.

YUAN?Y，WANG?S?Y，TAO?Y?X.Construction?and?evolution?mechanism?of?AI?key?generic?technology?innovation?ecosystem［J］.Research?on?Science?and?Technology?Management，2021，41（18）：1.

［24］周國華，譚晶菁.復雜產品裝備關鍵共性技術合作研發模式研究［J］.科技管理研究，2018，38（6）：99.

ZHOU?G?H，TAN?J?Q.Research?on?key?common?technology?cooperation?research?and?development?mode?of?complex?product?equipment［J］.Research?on?Science?and?Technology?Management，2018，38（6）：99.

［25］RANJAN?A，JHA?J.Pricing?and?coordination?strategies?of?a?dualchannel?supply?chain?considering?green?quality?and?sales?effort［J］.Journal?of?Cleaner?Production，2019，218（1）：409.

［26］MANASAKIS?C，PETRAKIS?E，ZIKOS?V.Downstream?research?joint?venture?with?upstream?market?power［J］.Southern?Economic?Journal，2015，80（3）：782.

［27］PILINKIEN?V.R&D?investment?and?competitiveness?in?the?baltic?states［J］.ProcediaSocial?and?Behavioral?Sciences，2015（213）：154.

［編輯：厲艷飛］