王偉光,劉 蘋,2
(1.遼寧大學經濟學院,遼寧沈陽 110036;2.青島濱海學院,山東青島 266555)
由于資源稟賦、技術積累、市場基礎以及其他歷史因素方面的差異,不同類型企業在產業集群中可分為核心企業和非核心企業[1]。核心企業作為產業集群中的關鍵異質性主體[2],在產業集群的內部網絡結構中占據重要的領先地位[3]。核心企業的創新、合作、控制、網絡能力、知識轉移和擴散中心性、創新網絡建構中的影響力及主導性等特點[4-10],使得其網絡優勢、核心企業影響力、企業領導力,以及核心企業對產業集群創新網絡與創新生態系統演化的作用、核心企業突破性創新與持續競爭優勢獲取等相關研究受到了研究者的極大關注[11-20],而處于依附和被支配地位的非核心企業卻較少受到重視[21-22]。事實上,產業集群創新績效和競爭力不僅決定于核心企業的創新行為[23],也受制于非核心企業的創新活動,以及兩者之間的互動共生性[24]。本研究通過引入斯坦克爾伯格模型構建產業集群中具有競爭關系的核心企業與非核心企業之間的博弈框架,利用完全信息動態博弈逆向歸納法推導出兩家企業創新策略,并用仿真技術進行模擬,以揭示產業集群中不同位置企業之間的創新行為互動機理及引發突破性技術創新的機制,豐富產業集群中企業技術創新相關理論。
構建產業集群中競爭性核心企業與非核心企業技術創新行為競爭的理論模型如圖1 所示。在這個模型中,從里到外共分4 個層級。

圖1 產業集群中競爭性核心企業與非核心企業技術創新相互作用的機制模型
第一層級為產業集群的中心,由具有競爭關系的核心企業和非核心企業構成;第二層級由核心企業、非核心企業的供應商和銷售商組成;第三層級是產業集群的關聯企業、組織機構和部門;第四層級是整個產業集群的外部約束條件及環境。第二到第四層級界定了第一層級中企業面臨的外部宏微觀環境及市場容量(市場規模),在不同的市場容量下核心企業和非核心企業根據自身的技術創新能力[25-27]以及對方的技術創新行為[28-29]決定自身的技術創新策略選擇。技術創新能力由技術創新成功率、技術創新收益率、技術創新投入共同衡量[30-32],其中技術創新成功率反映了企業抵御研發過程技術創新風險的能力[33];技術創新收益率反映了企業抵御新技術市場化過程中的技術創新風險的能力[34-35];技術創新投入代表了企業管理維度上的技術創新風險[36]。
核心企業和非核心企業在產業集群中的位置不是一成不變的,而是隨著技術創新博弈動態變化。在理論上,無論何種位置的企業都可以選擇不創新或進行技術創新,選擇技術創新后又可以考慮是選擇改進性技術創新還是突破性技術創新。由于創新資源稟賦的差異和內外部關系網絡環境的變化,不同位置企業的創新行為及其影響也不盡相同,創新博弈結果也將隨之演化,如核心企業可能會把非核心企業驅逐出市場,形成壟斷;非核心企業也可能實現趕超,超越進入壁壘,替代核心企業;或者,核心企業和非核心企業實現共生發展。
為討論不同位置企業創新行為演化過程,將產業集群中最重要、實力最強、最具競爭優勢和影響力的一家企業認定為核心企業,設為A;將與核心企業A競爭的實力差距明顯的一家企業認定為非核心企業,設為B,做出如下理論假設:
假設1:在產業集群中心層存在核心企業A和非核心企業B,其創新活動屬于完全理性下完美信息動態博弈。
根據斯坦克爾博格的先動者優勢理論[37],將動態博弈的起點設定為核心企業A,即核心企業A在相同的市場機遇面前,先行決定產出水平和技術創新投入。非核心企業B在觀察到核心企業A行動后,選擇自己的產出水平和最優技術創新投入。由于有限理性的企業能夠通過付出一定的信息成本,變為完全理性[38],所以認為產業集群中有著千絲萬縷聯系的核心企業A和非核心企業B可以通過頻繁的信息交流與溝通,觀察到彼此的創新行為,知道對方所做出的選擇,即信息流動是完全的,將雙方之間的技術創新博弈視為完美信息動態博弈。
假設2:初始狀態,核心企業A和非核心企業B的整體能力存在差異,市場容量(市場規模)影響著企業創新行為。
核心企業A與非核心企業B在同一產品市場上進行競爭,且非核心企業B整體實力弱于核心企業A。可以引入斯坦克爾博格博弈模型來分析核心企業A和非核心企業B在最優產出水平下的技術創新策略選擇問題。
假設在初始狀態下,在爭奪市場份額的博弈中,企業的行動是選擇產量,核心企業A首先選擇產量qA,由于信息是完全的,非核心企業B很快就觀察到了核心企業A的選擇,然后在考量市場容量的基礎上相應地選擇自己的產量qB。兩家企業生產成本相同,邊際成本均為c≥ 0,a代表。商品的市場價格為p,是總產量的函數,反需求函數可以簡化為:
核心企業A的利潤函數為:
非核心企業B的利潤函數為:
式(1)至式(5)中:a-c為市場容量,是影響核心企業和非核心企業進行技術創新競爭博弈的市場初始狀態。
假設3:同質市場中,創新的風險、成功率、預期收益率直接影響著企業技術創新行為。
面對同一市場機會時,核心企業A和非核心企業B可選擇創新策略均為:不創新、改進性技術創新及突破性技術創新。技術創新是企業的一種投資行為,是需要投入成本并取得收益的。假設企業用于改進性技術創新和突破性技術創新的投入相同。
將核心企業A和非核心企業B分別用于技術創新的投入記為cA、cB(cA、cB>0),改進性技術創新的成功率記為pA1、pB1(0 ≤pA1、pB1≤1),成功后所降低的單位成本記為bA1cA、bB1cB(bA1、bB1≥0);突破性技術創新的成功率記為pA2、pB2(0 ≤pA2、pB2≤1),成功后所降低的單位成本記 為bA2cA、bB2cB(bA2、bB2≥0),其 中bA1、bA2、bB1、bB2視為核心企業和非核心企業相應的平均單位產品、單位創新投入的預期收益率。
根據上述假設條件可以構建集群網絡中核心企業和非核心企業技術創新行為的動態博弈樹(見圖2)。原始節點為核心企業A的行動點,有不創新、改進性技術創新及突破性技術創新3 種行為策略選擇,非核心企業B在觀察到核心企業A的行動后根據自身情況選擇不創新、改進性技術創新或突破性技術創新。

圖2 核心企業A 和非核心企業B 技術創新動態博弈模型
核心企業A和非核心企業B技術創新動態博弈共有①-⑨的9 種結果,每種博弈結局下,核心企業A和非核心企業B的利潤函數如表1 所示。

表1 不同博弈行為情景下的核心企業A 和非核心企業B 的利潤函數
利用逆向歸納法,通過求解,比較不同策略組合下核心企業A和非核心企業B的利潤,推導博弈結果。
(1)當核心企業A選擇不創新,非核心企業B的技術創新策略分析
在均衡狀態下企業A、B的利潤函數為:
當核心企業A選擇不創新時,非核心企業B選擇不同創新策略時兩家企業的最佳產量及最大利潤如表2 所示。

表2 核心企業A 不創新情境下非核心企業B 不同創新策略選擇及其結果

表3 核心企業A 選擇改進性創新情境下非核心企業B 不同創新策略選擇及其結果

表4 A 選擇突破性創新情境下,B 的創新策略選擇及其結果
(3)當核心企業A選擇突破性技術創新,非核心企業B 的技術創新策略
核心企業和非核心企業技術創新動態博弈過程分為核心企業技術創新能力強于非核心企業、技術創新能力相仿以及核心企業技術創新能力相對弱于非核心企業3 種情形,在不同種情形下,分為市場容量(a-c)較小(a-c=1)、市場容量中等(a-c=10)、市場容量較大(a-c=100)進行不同的仿真分析。考慮到創新的累積效應,假設動態博弈過程中核心企業和非核心企業技術創新能力隨時間遞增,即技術創新的成功率與收益率乘積隨博弈輪次的增加而遞增。相對于突破性技術創新,改進性技術創新面臨的風險更小,因此假設改進性技術創新成功率與收益率乘積初始值大于突破性技術創新,但改進性技術創新能力增速沒有突破性技術創新能力增速快,假設改進性技術創新能力增速為0.004,突破性技術創新能力增速為0.005。仿真圖形的橫軸表示隨時間遞增的博弈輪次,循環到技術創新成功率與收益率乘積接近于1;縱軸表示核心企業和非核心企業在不同創新行為博弈策略下所獲得最大預期利潤。
相關參數初始值設置為:pA1bA1=0.015,pA2bA2=0.01,pB1bB1=0.01,pB2bB2=0.005。當a-c=1 時,cA=2,cB=1;當a-c=10 時,cA=2,cB=1;當a-c=100時,cA=20,cB=10。
(1)市場容量較小(a-c=1)的情境
在市場容量較小、核心企業技術創新能力相對較強時,初期兩家企業都不創新,利潤保持不變,且核心企業利潤大于非核心企業。仿真結果如圖3(a)所示,在博弈進行到155 輪,核心企業的突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.785 后,其技術創新策略選擇由不創新到突破性技術創新。當核心企業進行突破性技術創新后,由于新產品、新技術進入市場過程中要進行R&D 投入,所以,核心企業利潤一開始將低于非核心企業,然而隨著技術創新成功率的提高和產品質量的改進,核心企業將進入成本快速回收期,利潤不斷增加,規模將遠遠超過非核心企業;處于追隨地位的非核心企業一直選擇不創新,其將從核心企業技術創新過程中獲得一定的溢出效應,從而使自身的利潤提升,但利潤增加的幅度明顯低于核心企業。結果說明核心企業可以通過突破性技術創新拉大與核心企業的距離,穩固其在產業集群中的地位,直到把非核心企業擠出市場。
Gain(性別)=I(S1,S2,S3,S4)-E(性別)=1·972048-1·921978=0·05007

圖3 核心企業技術創新能力強于非核心企業時,不同市場情況下兩企業技術創新博弈動態演化過程
(2)市場容量達到中等(a-c=10)的情境
在市場容量達到中等、核心企業技術創新能力相對較強時,初期核心企業和非核心企業都不創新。仿真結果如圖3(b)所示,當動態博弈進行到第37輪,核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.195 后,核心企業的技術創新行為由不創新到突破性技術創新。當動態博弈進展到第57 輪,非核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.29 后,非核心企業的技術創新行為從不創新到突破性技術創新。兩種類型企業技術創新動態博弈過程可以分為3 個階段:第一階段兩家企業都不創新,利潤不變,且核心企業利潤大于非核心企業;第二階段核心企業創新、非核心企業不創新,核心企業利潤遞增,非核心企業利潤遞減;第三階段兩家企業都進行技術創新。當非核心企業行為由不創新轉變為創新時將引起核心企業利潤的波動,但總體上并不改變兩種類型企業利潤變動趨勢,即核心企業利潤遞增,非核心企業利潤遞減,且其幅度小于第二階段情形。核心企業與非核心企業間的利潤差距加大,在產業集群中的地位越來越突出。
(3)市場容量達到較大(a-c=100)的情境
在市場規模足夠大、核心企業技術創新能力相對較強時,無論是核心企業還是非核心企業都經歷了從不創新到改進性技術創新再到突破性技術創新的策略選擇過程,并且核心企業和非核心企業都很快地選擇進行突破性技術創新,從而最大限度地爭取主動,擴大市場份額。在這個過程中,由于核心企業的技術創新能力強于非核心企業,所以核心企業的利潤快速遞增,非核心企業的利潤緩慢遞減,且差距越來越大,如圖3 中的(c)所示。
仿真結果反映了當核心企業技術創新能力強于非核心企業時,在不同市場容量下,兩家企業的技術創新策略選擇及利潤隨技術創新能力增強而變化的情況,表明當核心企業技術創新能力強于非核心企業,且其他條件保持不變時,無論何種類型的市場規模,非核心企業都無法超越核心企業,核心企業在產業集群中的控制力越來越強,最終形成壟斷。
雖然核心企業整體技術創新能力強于非核心企業,但當面臨某一具體的市場機會,具體的技術領域時,非核心企業技術創新能力不一定弱于核心企業,有可能與核心企業相仿,也可能強于核心企業。當核心企業與非核心企業技術創新能力相仿,將相關參數初始值設置為:pA1bA1=0.015,pA2bA2=0.01,pB1bB1=0.015,pB2bB2=0.01。當a-c=1 時,cA=1,cB=1;當a-c=10 時,cA=2,cB=2;當a-c=100 時,cA=20,cB=20。仿真結果(如圖4 所示)反映了在不同市場容量下,兩家企業的技術創新策略選擇及利潤隨技術創新能力增強而變化的情況。表明:在其他條件保持不變時,兩家企業通過技術創新,都可以實現利潤的增加,兩家企業間的利潤差額將緩慢擴大。盡管非核心企業的創新能力將越來越接近于核心企業,但是,核心企業的控制地位仍然無法發生根本性改變,非核心企業無法趕超核心企業。

圖4 核心企業與非核心企業技術創新能力相仿,不同市場情況下兩企業技術創新博弈動態演化過程
(1)市場容量較小(a-c=1)
當核心企業與非核心企業技術創新能力相仿,市場容量較小時,兩家企業都選擇不進行技術創新,利潤分別保持不變,核心企業利潤大于非核心企業利潤,兩家企業的利潤差額取決于企業的初始稟賦條件,企業在產業集群中的位置保持穩定。受市場限制,核心企業和非核心的技術創新意愿都不強,企業經營以維持現有市場地位為主。如圖4 中的(a)所示。
(2)市場容量達到中等(a-c=10)
當核心企業與非核心企業技術創新能力相仿,市場容量達到中等時,初期核心企業和非核心企業都不創新,當動態博弈進行到第37 輪,核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.195 后,技術創新行為由不創新到突破性技術創新。當動態博弈進展到第53 輪,非核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.275 后,技術創新行為由不創新到突破性技術創新,如圖7 所示。在這種情景下,兩家企業技術創新動態博弈過程可以分為三個階段:第一階段,兩家企業都不創新,利潤不變,且核心企業利潤大于非核心企業;第二階段,核心企業創新,非核心企業不創新,核心企業利潤遞增,非核心企業利潤遞減;第三階段,兩家企業都進行技術創新。當非核心企業由不創新轉變為創新時,將引起核心企業利潤的小幅波動,總體看,兩家企業的利潤都遞增,其利潤差額緩慢擴大,意味著在這種技術創新博弈下,核心企業擴大了自身優勢,如圖4 中的(b)所示。
(3)市場容量達到較大(a-c=100)
當核心企業與非核心企業技術創新能力相仿,市場容量足夠大時,兩家企業都很快地選擇進行技術創新。在其他條件相同的情況下,當改進性技術創新能力的增速小于突破性技術創新時,核心企業和非核心企業都進行突破性技術創新,如圖4 中的(c)所示。在這個過程中,核心企業與非核心企業的利潤都遞增,但兩企業利潤差距也將緩慢加大。
相關參數初始值設置為:pA1bA1=0.01,pA2bA2=0.005,pB1bB1=0.015,pB2bB2=0.01。當a-c=1 時,cA=1,cB=2;當a-c=10 時,cA=1,cB=2;當a-c=100時,cA=10,cB=20。仿真結果(如圖5 所示)在不同市場容量下,兩家企業技術創新策略選擇及利潤隨技術創新能力增強而變化的情況,表明:當核心企業技術創新能力弱于非核心企業,且其他條件保持不變時,核心企業獲取的利潤不變,創新是為了維持市場地位和盈利水平,而非核心企業獲得的利潤不斷增加,與核心企業之間的差距越來越小,非核心企業有可能趕超核心企業。

圖5 非核心企業技術創新能力強于核心企業,不同市場情況下兩企業技術創新博弈動態演化過程
(1)市場容量較小(a-c=1)
當非核心企業技術創新能力超過核心企業,市場容量較小時,核心企業選擇不創新,非核心企業在動態博弈進行到157 輪,突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.795 后,技術創新策略由不創新改為突破性技術創新。初期兩家企業都不創新,利潤保持不變,且核心企業利潤大于非核心企業利潤,如圖5 中的(a)所示。當技術創新能力提升到一定程度,非核心企業開始根據自身改進性和突破性技術創新能力的比較優勢,選擇合適的技術創新策略,趕超核心企業。核心企業利潤在非核心企業采取技術創新初期遞減,然后遞增,非核心企業利潤在其采取技術創新后遞增,如果創新行為一直保持下去,利潤很快便超越核心企業,且差距越來越大,最終會取代核心企業在產業集群及市場當中的位置。
(2)市場容量達到中等(a-c=10)
當非核心企業技術創新能力超過核心企業,市場規模處于中等水平時,初期兩家企業都不創新,當動態博弈進行到第39 輪,核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.2 后,技術創新行為由不創新到突破性技術創新。當動態博弈進展到第50輪,非核心企業突破性技術創新成功率和收益率乘積為0.26 后,技術創新行為從不創新到突破性技術創新。兩種類型企業技術創新動態博弈過程可以分為三個階段:第一階段,兩家企業都不創新,利潤不變,且核心企業利潤大于非核心企業;第二階段,核心企業創新、非核心企業不創新,核心企業利潤遞增,非核心企業利潤遞減;第三階段,兩家企業都進行技術創新。當非核心企業從不創新到創新改變時引起核心企業利潤的波動,但總體看,核心企業利潤不變,非核心企業利潤增加,兩家企業的利潤差距越來越小,如圖5 中的(b)所示。
(3)市場容量達到較大(a-c=100)
在產業集群中,某一技術領域,核心企業的技術創新能力被非核心企業趕超,且市場容量足夠大時,兩家企業很快從不創新到突破性技術創新,且長期看來核心企業利潤保持不變,非核心企業利潤遞增,兩家企業利潤差距越來越小,只要非核心企業技術創新能力一直領先,則將逐漸提升在產業集群中的地位,成為準核心企業,甚至成為新的核心企業,技術創新能力的相對比較優勢使得非核心企業實現了快速躍升,如圖5 中的(c)所示。
產業集群中競爭性核心企業和非核心企業之間的技術創新博弈,本質上是基于創新要素資源稟賦差異、內外部關系網絡、市場規模變化的動態演化過程,企業根據不同創新策略下的成本與收益情況,來選擇合適的技術創新策略。本研究通過競爭性核心企業和非核心企業之間動態博弈過程及仿真分析得出如下結論:
(1)產業集群中競爭性核心企業和非核心企業的技術創新具有交互性及牽引性特征產業,其交互性通過直接或間接的聯系而形成。在技術創新博弈過程中,核心企業和非核心企業創新行為相互影響、相互作用,存在著雙向知識溢出及交互式學習。競爭性企業間的這種交互作用往往以共同關聯的客戶、供應商、金融機構、研發機構、管制部門、中介服務機構等為媒介,通過對彼此先進技術知識的吸收、擴散、利用而實現。企業間技術創新的牽引性表現為在動態博弈過程中企業技術創新策略的選擇都是基于觀察對手的技術創新策略而做出的有利于企業發展的決策。核心企業因為占有著產業集群的關鍵節點資源、具有較強的創新基礎能力,常常是技術創新博弈的第一行動者,引導甚至規范著非核心企業的創新行為方向和后果;而非核心企業并不永遠是跟隨者,當其技術創新能力積累到一定程度,面臨某一具體技術機會時,非核心企業通過突破性技術創新可能開辟出新賽道,核心企業觀察到后,其后續的技術創新策略的選擇會受到影響,會被牽引到新賽道進行競爭。
(2)企業技術創新策略的選擇是市場規模、創新投入、創新能力等內外因素綜合作用的結果,由市場的初始狀況、企業技術創新投入及技術創新能力決定。市場容量代表市場規模,在不同市場規模下,不同類型企業的創新行為模式也存在顯著差異。例如,在市場規模處于中等水平的時候,核心企業要比非核心企業更加偏愛突破性創新。在其他條件不變的情境下,市場規模的大小將對不同類型企業創新行為的選擇時間產生影響,市場規模越大,無論是核心企業還是非核心企業都傾向于快速開展技術創新,創新博弈頻率也會更快;創新收益由創新能力及創新投入水平決定,其中創新能力由技術創新的成功率、收益率來衡量。企業是否進行技術創新與自身及競爭對手的技術創新收益情況相關,收益越多創新意愿越強;就具體創新行為模式而言,是選擇改進性技術創新還是突破性技術創新,決定于不同創新模式為企業帶來的預期績效的綜合判斷,當突破性技術創新能力大于改進性技術創新能力時,企業選擇突破性技術創新,否則選擇改進性技術創新。技術路線的這種可調整性為核心企業擴大優勢、非核心企業向核心企業轉變提供了可能條件。由此可見,企業創新策略選擇是內外多因素權衡的結果。
(3)技術創新能力的相對比較優勢是決定企業具體創新策略選擇以及最終市場地位的關鍵性因素。在創新投入相同的情況下,企業進行改進性技術創新和突破性技術創新能力強弱的比較優勢,決定了企業兩種創新策略選擇的傾向性。而兩家企業技術創新能力的比較優勢影響著企業的發展前景及其在產業集群中的地位。在知識溢出效應作用下,集群網絡中的核心企業控制力一方面可能強化了對非核心企業的控制,另一方面也可能激發了非核心企業擺脫控制的信念。技術創新是核心企業加強控制、非核心企業努力擺脫控制的有效途徑和手段。當市場容量達到一定程度后,如果核心企業的技術創新能力比非核心企業強,則兩家企業差距會越拉越大,核心企業的競爭優勢越來越明顯,最終形成壟斷;如果核心企業和非核心企業技術創新能力相當,則核心企業和非核心企業隨著技術創新能力的增強利潤都不斷增加,共同發展壯大,但非核心企業仍然無法追趕上核心企業;只有非核心企業技術創新能力強于核心企業時,隨著技術創新能力的增強,非核心企業快速縮小與核心企業的差距,最終實現對核心企業的追趕甚至超越。通過本研究的仿真結果可以看出:在市場競爭中,哪家企業擁有了技術創新能力的相對比較優勢,就擁有了主動權,其在整個產業集群中的控制力逐漸加強,市場地位也會逐漸提高。后發的非核心企業可以通過快速提升技術創新能力實現技術路線躍遷,從而提高市場競爭能力,與先發的核心企業一較高下,爭奪核心位置。
本研究分析了產業集群內不同位置企業在良性競爭下技術創新博弈過程,探索了產業集群中企業進行突破性技術創新的條件。作為一項探索性研究,論文也存在一定的局限,如動態博弈模型的完美信息、完全理性假設,核心企業和非核心企業擁有相同的創新速率假設,改進性技術創新比突破性技術創新成功率高,而突破性技術創新比改進性技術創新收益率高假設等,這些假設忽略了很多具體情況,需要進一步擴展研究。
(1)擴大市場規模,打造現代化產業集群,促進企業創新。立足新發展格局,刺激區域性消費,激發內需潛力,做大國內大市場,給產業發展及企業創新提供足夠的市場空間;促進產業集群的數字化、智能化、綠色化轉型,建立核心企業與非核心企業為中心的分工協作體系,集聚產業資源,發揮產業集群組織制度優勢促進企業技術創新。
(2)基于產業集群培育掌握更多核心技術的領軍企業和專精特新“小巨人”企業。搭建產學研合作平臺,推動建立產業集群聯盟組織,加強核心企業與非核心企業間技術創新的良性互動,引導核心企業成為擁有和掌握更多核心技術的領軍企業、非核心企業成為掌握關鍵節點技術的專精特新“小巨人”企業,通過企業創新推動產業轉型升級。
(3)支持企業開展強鏈、補鏈、擴鏈的技術創新活動。政府相關部門根據產業發展趨勢進行規劃,完善有關企業技術創新的政策法規,對產業鏈關鍵技術領域的創新活動給予支持和引導,提高突破性技術創新的成功率和收益率,促使更多的企業開展突破性技術創新。