利益分配视角下产学研协同创新激励机制

刘 勇

（江南大学 商学院，江苏 无锡 214122）

产学研协同创新是企业、高校、科研机构和中介机构等创新主体利用优势资源，充分释放彼此间“人才、资本、信息、技术”等创新要素活力而实现深度合作。随着知识和技术在经济发展和社会进步中的作用越来越突出，产学研协同创新已经成为国家创新战略的重要组成部分、技术创新的首要选择以及解决经济和科技发展“两层皮”的重要方式［1-2］。然而，从“十二五”期间前4年的数据来看，我国企业研发经费、研发人员和发明专利授权量年均分别增长25%、15%和30%，国家财政科技拨款年均增速达到23%，而科技成果转化率仅为10%，这与美国、日本等发达国家高达40%以上的科技成果转化率存在着巨大差距，表明我国产学研并未实现有效的合作，产学研严重脱节，经济和科技发展“两层皮”的问题依然突出，科技创新与科技成果存在着巨大浪费。而造成我国产学研协同创新效率低下的主要原因是缺乏有效的激励机制。相应地，如何在各利益主体间建立起恰当的激励机制，提高协同创新价值链整体利润，是产学研协同创新亟需解决的问题。

目前，对于产学研协同创新激励机制的研究主要是从利润分配、激励机制构建等方面展开。在利润分配方面，Laffont等［3-4］分别提出针对不同的外部环境，设计不同的最优利益分配契约，并以此促进产学研协同创新的健康发展；詹美求等［5］认为校企合作过程中，存在着3种典型的利益分配模型：固定支付模式、产出分享模式和混合模式；黄波等［6］给出了考虑研发成功概率与研发投入相关的最优利益分配方式；刘勇等［7］考虑到产学研协同创新价值链的整体利润和利益主体的利润受到利益主体的努力程度和合作程度双重因素影响，利用博弈论和冲突经济学构建了产学研协同创新价值链利润分配模型。在激励机制构建方面，Flam 等［8］针对产学研协同创新的利益分配激励机制，研究了联盟企业在共享技术、任务、禀赋情形下成本转移的博弈行为，指出联盟企业在相互学习及能力提高情况下的成本和利益分配形式；Verspagen等［9］研究发现，资源投入等因素影响技术创新联盟的激励效果，为提高技术创新联盟的绩效，联盟往往考虑成员承担风险因素，采取风险补偿的激励方式；Bierly等［10］在定量分析利益分配额的同时，加入影响激励的因素进行定性分析，并提出了基于不同治理模式下技术联盟的利益分配激励策略；骆品亮等［11］针对联盟成员研发投入激励问题，利用双代理人委托代理模型，构建了虚拟研发组织的利益分配和激励措施相结合的利润分配机制；Hendrik等［12］研究了非等级生产合作网络下的能力单元收益分配问题；詹美求等［5］在混合利益分配方式基础上，以工作努力水平、工作贡献系数和创新性成本系数等为参数，建立了校企合作创新的利益分配模型；任培民等［13］根据价值评价-利益分配的思路，针对产学研结合项目利益分配的最优化问题提出了期权-博弈整体化模型；鲍新中等［14］认为合作博弈的整体收益比非合作博弈的要高，并用Rubinstein讨价还价模型对合作博弈所带来的剩余价值进行再次分配；原长弘等［15］从激励作用机理方面探讨了高校科研团队如何实现有效的知识共享，指出不同互依性下最优激励机制的差异，并给出有针对性的对策和建议。针对利益分配对联盟时间安排以及成员选择价值的影响，Katsumasa等［16］采取帕累托最优原理，构建了基于风险共享机制的流动性补偿激励方式；曹霞等［17］针对产学研合作创新网络演化问题，从合作收益的视角，利用博弈论和复杂网络的思想与方法，构建了产学研合作创新两阶段博弈模型，分析了产学研合作创新网络拓扑特性，并给出促进产学研协同创新的措施建议。

纵观产学研协同创新激励机制的相关研究，大部分是采用定性方法针对不同的产学研合作模式和合作环境，给出激励策略和构建激励机制，以期在理论上为产学研协同创新激励提供指导，然而，目前的研究大多忽略了影响产学研协同创新价值链价值的关键因素，并且缺乏在不确定性和动态性环境下的利益冲突协调机制，导致在实践中的操作性和应用性并不强。为了有效解决产学研协同创新利益冲突和激励问题，促进产学研协同创新稳定健康发展，需要构建新的产学研协同创新激励模型。考虑到影响产学研协同创新价值链增值的因素主要为协同创新利益主体的努力程度（科研、资金、设备、人员等方面的投入）［9-10，18-19］和合作程度［9，20-21］，以及法律法规［22］、政策［23］、文化［24］等，而努力程度和合作程度是最为关键和重要的因素，鉴于此，从利益分配的视角，基于利益主体的努力程度和合作程度，利用博弈论和优化模型构建了产学研协同创新激励模型，以期为产学研协同创新管理者进行科学决策提供可借鉴的理论和方法。

1 产学研协同创新利益分配模型

产学研协同创新是指高校、科研机构、企业、投资机构和中介结构等主体发挥各自能力优势、整合互补性资源，实现优势互补，加速技术推广应用和产业化，协作开展产业技术创新和科技成果产业化活动。产学研协同创新过程伴随着价值的流动和增值，可以说，产学研协同创新过程是各利益主体所构成的价值链增值过程。

1.1 基本假设

（1）设N=｛1，2，…，n｝为利益主体（如高校、科研院所、企业、金融机构、科技中介机构等）集合，i（i=1，2，…，n）为利益主体。为了维护产学研协同创新有效运转和各主体长期合作，一般由产学研协同创新的各利益主体选择代表，或由政府出面组成产学研协同创新联盟体，或由一具有主导地位、信息优势的利益主体对整个价值链进行协调。

（2）产学研协同创新价值链整体利益的实现是通过各利益主体间的努力和合作完成的。各利益主体努力程度的变化不仅会影响其利益，而且也会对产学研协同创新价值链产生作用。一般而言，产学研协同创新各利益主体的努力主要表现在人力资源、资金、设备等方面的投入。

（3）产学研协同创新价值链一旦形成，各利益主体只有在投入足够的努力和合作才能实现协同创新，推动知识技术的有效转化，进而实现产学研协同创新价值链增值。因此，产学研协同创新各利益主体的努力程度和合作程度是影响协同创新价值链利益的关键因素。以各利益主体的努力程度和合作程度作为研究变量，并将法律法规等政策作为一个正效用作用于各利益主体和协同创新价值链，而不再考虑其他变量对产学研协同创新价值链系统的影响和作用。

（4）产学研协同创新各利益主体均以利益最大化为决策前提。

1.2 利益分配模型的构建

产学研协同创新价值链的利润包括利益主体的应得利润和增值利润两部分。

定义1设N=｛1，2，…，n｝为利益主体（高校、科研院所、企业、金融机构、科技中介机构等）集合，主体i（i=1，2，…，n）的努力程度为si；其与其他创新主体的合作程度为w i（0＜w i≤1），记E=（s1，s2，…，sn）和A=（w1，w2，…，w n）分别为产学研协同创新利益主体努力集和合作集。

在产学研协同创新系统中，一旦利益主体间建立起合作关系，主体便会对产学研协同创新活动投入更新设备、引进优秀人才、增加投入资金等方面的努力程度。利益主体i的这种努力在增加自己受益的同时，也产生一定的额外成本，而这势必影响产学研协同创新价值链整体利益和主体利润。

（1）产学研利益主体的利润模型。

定义2设si（si＞0，i=1，2，…，n）为主体i的努力程度。主体i在产学研协同创新活动中的收益、成本和利润都是关于si的函数，记Gi（si）、Ci（si）、W i（si）分别为主体i的收益函数、投入成本函数和利润函数。

在产学研协同创新活动中，主体投入努力越多，所应获得的收益也就越多。但是由于生产交换中存在着边际收益递减效应，随着投入努力程度增加，主体的收益增长幅度反而会变小，且在主体投入的努力增加到一定程度后，不论如何增加努力程度，收益都无法明显增加。

定义3设w i（i=1，2，…，n，0≤w i≤1）为主体i与其他主体的合作程度，其不会影响主体i的努力程度，但会影响主体i的努力收益，同时，产学研主体间的合作也会对主体i产生一个负效用，记为f i（w1，w2，…，w n）。

在产学研协同创新价值链中，主体i的收益同合作程度si和合作程度w i成正比，参照道格拉斯生产函数，利益主体i的收益函数与合作程度之间的关系为

定义4国家各级政府对产学研的各项政策、制度对产学研各方产生一个正效用，设国家政策对产学研协同创新利益主体i的正效用为f i（p1，p2，…，p t）。

设mi（mi≥0）为利益主体i在产学研协同创新过程中的固定收益，表示主体i通过与产学研其他方协同合作以最低的努力程度和合作程度w ij所能获得的收益；αi（αi＞0）为主体i的努力收益系数；ηi（0＜ηi＜1）为主体i努力程度的收益弹性系数。由道格拉斯生产函数，则产学研主体i在产学研协同创新价值链中以努力程度si和合作程度w i情形的收益函数为

由于做努力需要付出一定代价，而产学研协同创新的利益主体所输出的成本与努力程度呈现负相关关系，且随着努力程度的增加，成本的增减幅度随之加大。设βi为产学研主体i的努力成本系数，μi（μi＞1）为主体i努力程度的收益弹性系数，参照道格拉斯生产函数，利益主体i的成本函数为

定理1利益主体i以努力程度si和合作程度w i情形的利润函数为

证明由利益主体i在产学研协同创新过程中，以努力程度si和合作程度w i下的收益函数、成本函数和负效用，以及各级政府的政策制度对其正效用分别为：

所以

（2）产学研协同创新价值链的整体利益模型。

定义5设利益主体的努力集E=（s1，s2，…，sn），如果产学研协同创新价值链的整体收益、整体成本及增加值是关于E的函数，则产学研协同创新价值链的收益函数、成本函数及利润增值函数分别记为G（E）、C（E）、W（E）。

定义6设产学研协同创新过程中利益主体合作的负效用为f（w1，w2，…，w n），政府出台的各项政策、制度对产学研协同创新价值链整体的正效用为f（p1，p2，…，p t），产学研协同创新整体利益（一般针对某个项目）与各利益主体间合作程度之和呈正比，参照道格拉斯生产函数，其表达式为

令θi（θi＞0）为主体i对产学研协同创新价值链整体的成本系数，其反映了主体i对产学研协同创新整体的成本影响作用程度，θi＜βi。由生产函数原理，产学研协同创新价值链的成本函数为

定理2在努力集E和合作集A的作用下，产学研协同创新价值链整体的利润函数为

证明对于产学研协同创新整体，在努力集E和合作集A的作用下，产学研协同创新价值链收益函数、成本函数以及负效用、正效用分别为：

可得证。

（3）产学研协同创新增值利润模型。一般而言，增值利润由协同创新联盟或某个协调者支配，其用来对利益主体实施奖励，以维护产学研协同创新的可持续性。在努力集E和合作集A的作用下，产学研协同创新价值链整体利益除去各利益主体的利益即为产学研协同创新增值利润，即

2 产学研协同创新激励机制

为研究方便，将产学研协同创新各利益主体的努力程度和合作程度称为双重努力。基于各利益主体的双重努力，下面构建利益分配激励模型。

2.1 Nash 均衡下的非合作利益分配模型

当协同创新联盟不协调时，对于产学研协同创新价值链中的各利益主体，其首先考虑的是以何种努力程度si获得最大利益W i（si，w i）。由纳什均衡，可得定理3。

定理3对于产学研协同创新价值链，则主体最优努力程度

证明对于产学研协同创新价值链各利益主体i，根据纳什均衡条件，可知，

则有

令∂W i（si，w i）/∂si=0，可得

相应地，可得

由上述定理可知，对于产学研协同创新价值链，一定时期内各利益主体合作程度保持不变的情况下，各利益主体的最优努力程度取决于其努力收益系数和努力成本系数以及合作程度，且收益系数越大、自身努力实力越小、成本系数越小，各利益主体的努力程度就越高。对于产学研协同创新价值链，各利益主体的努力程度随着合作程度的增加会加大，于是，产学研协同创新各利益主体将会以一定资金、时间等方面投入产学研协同创新价值链中，同时其他主体也选择合适的合作程度以降低研制投入。这样，产学研协同创新各利益主体i的利润函数、产学研协同创新价值链的利润函数和增值利润函数分别为：

2.2 基于优化模型的产学研协同创新利益分配激励机制

为了激励各利益主体、确保产学研协同创新可持续，政府或者对产学研协同创新某一具有主导地位、信息优势的利益主体对各利益主体实现协调，然而在对产学研协同创新各利益主体实施协调时，由于各利益主体努力程度的变化，利益也必然会有所变动，故产学研协同创新同盟体必须确保在协同创新价值链利用增大的同时，以最小的分配比例使得各利益主体的利益大于或等于无协调时的利益，即使得协同创新价值链的利润得到合理分配。

（1）协调情形下的最优利益实现分析。

定理4在产学研协同创新各利益主体合作期内，如果产学研协同创新价值链整体利益最大，则利益主体的最优努力程度

证明当产学研协同创新价值链整体利益达到最大时，则有：

令∂W（E，A）/∂si=0，则可得

相应地，可得利益主体的稳定点，其为

而稳定点处的二阶偏导为

由于0 ＜ηi＜1，μi＞1，λi＞0，θi＞0，故 有，又因为

所以有稳定点二阶偏导的顺序主子式矩阵取负值为

由于矩阵-B的各阶顺序主子式均大于0，故产学研协同创新价值链整体利润函数W（E，A）在稳定点

处取得最大值。

（2）协调情形下的利益分配激励协调分析。在产学研协同创新价值链中，协调者（政府或某一具有主导地位、信息优势的利益主体）处于超然的地位，其通过协调各利益主体为协同创新价值链谋取更多的利益。为了实现产学研协同创新价值链整体利益的最大化和利益主体不受损失，协调者必须恰当地控制价值链分配的最小比例，并将各利益主体在协调创新联盟体不协调时获得的利益作为谈判的威慑点，利用优化方法可构建如下激励模型：

式中：δ为协调者的控制变量，表示分配利益时的分配比例，且0≤δ≤1；φ和φ分别为协调者对各利益主体的合作程度和努力程度的奖励系数，且0≤φ≤1，0≤φ≤1，φ+φ=1为对一单位所有利益主体的努力程度变化量和合作程度之和的激励分配利益；而为产学研协同创新主体i经过协调后获得的利益。

对于式（17）中利益主体的合作程度与努力程度的奖励系数，协调者根据产学研协同创新和客观需要确定调整，如果协调者更看重各利益主体的合作程度，则赋予合作程度系数更大值；而如果协调者认为利益主体努力程度增加量对其影响更大，则使努力程度系数更大。由式（17）可知，在产学研协同创新过程中由于各利益主体的合作程度保持相对不变，而各利益主体努力程度变化的方向决定着协调者对其激励或惩罚。如果利益主体努力程度是增加的，则协调者对其实施利益分配方式的激励；如果利益主体的努力程度降低，即，则协调者不仅不会给予利益主体努力程度的利益分配奖励，反而会剥夺一部分利益主体由于合作而获得的激励利益，当激励利益不够弥补努力程度的惩罚金额时，利益主体需要向协调者交纳一定罚金，以作为整个产学研协同创新效率低效等补偿。

3 案例分析

扬州数控机床研究院由中科院沈阳自动化研究所、清华大学机械工程学院、华中科技大学、中科院济南铸锻所等4家著名科研院所和高校联合邗江区共同成立，研究院旨在成为推进中国数控机床产业高端化、品牌化发展的专业研究所。针对市场需求，扬州数控机床研究院决定研发某一型号锻压机床，其利用国家和江苏省以及扬州市的优惠政策，与江苏省知名投资公司合作，由沈阳自动化研究所、清华大学机械工程学院负责设计、研制，并由江苏东方数控机床有限公司负责生产制造。在该型号锻压机床的产学研协同创新中，扬州数控机床研究院具有中介的智能和一定的协调能力，而沈阳自动化研究所、清华大学机械工程学院、江苏省知名投资公司、扬州数控机床研究院以及江苏东方数控机床有限公司均为利益主体，且产学研协同创新各利益主体通过投入一定的人力、资金、设备、技术等资源开展合作，从而实现该锻压机床产业化。为行文方便，将上述利益主体分别为记为1，2，3，4，5。在扬州数控机床研究院召集各方合作之前，根据以往类似项目经验以及国家和地方政府的产学研相关政策激励力度，结合实际合作情况和专家打分，整理得到各利益主体的相关参数，如表1所示。

表1 各利益主体的相关参数

上述各利益主体一般采取的合作程度为

根据实际情形，设

在既定的合作程度下，可得政策、法律法规以及合作对各利益主体和整个价值链所产生的负效用和正效用（见表1）。由表1的相关参数可知，各利益主体在扬州数控机床研究院不协调情形下，各利益主体的最优努力程度和收益以及与整个价值链的收益。为了获得更多增值利润，扬州数控机床研究院对在实施项目时各利益主体进行协调，经协调，整个价值链的利润、各利益主体的最优努力程度和分配前的收益如表2所示。

表2 不同协调机制下各利益主体的利益比较

扬州数控机床研究院为了确保与其他利益主体保持长期有效地合作，需要拿出一部分利益进行分配，以激励各利益主体。扬州数控机床研究院从自身利益和整个项目利益最大化出发，基于以往类似项目的经验和专家综合评判，给出对合作和努力程度变化量的偏爱程度，其分别为φ=0.45，φ=0.55。产学研协同创新各利益主体尽管在一定时期内合作程度不变，但是其努力程度均变大，此时，扬州数控机床研究院应对各利益主要给予正的激励作用（奖励），而不用实施惩罚，利用式（17），构建扬州数控机床研究院产学研协同创新的激励模型：min 106.468 7δ

利用Matlab 13.0求解以上优化模型，可得：

则可得各利益主体分配后的收益（见表2）。由表2的计算结果可知，尽管各利益主体经激励协调后其应得利益比无激励协调时要少，但经过利益再分配，各利益主体的收益都大于无激励协调时的收益，促使各利益主体投入更多的努力程度和合作程度，尤其激励协调时的价值链整体利润和增值利润都大于无激励协调时，这也激励了扬州数控机床研究院，使其为了得到增值利润更积极主动地开展和加快科技成果转移、转化等科技创新服务。

由模型和案例分析可知，产学研协同创新价值链经过激励协调后，产学研协同创新价值链增值利润和利益主体分配利益均显著增加，这表明，调整各利益主体以合适的努力程度和合作程度实施协同创新，能够更快、更好地促进科技成果转移和转化，实现产学研协同创新价值链整体利益最大化，确保产学研协同创新可持续发展。

4 结论

针对产学研协同创新激励协调问题，设计了激励机制，并利用扬州数控机床研究院产学研协同创新案例验证了模型的有效性和合理性。根据模型和案例分析，本文设计的激励机制为产学研协同创新协调提供决策参考主要体现在以下两方面：

（1）为政府制定知识产出、科技成果转化、产学研合作等制度、法律法规提供依据。根据模型和案例分析，如果要提高产学研协同创新价值链和各利益主体的正效用，促进整体利益的增加，就必须出台鼓励产学研合作的政策、制度、法律和法规，如加大产学研科技人员和经费投入力度，建设合理产学研科技服务人才培养制度、设定科技人才奖励制度和利益分配制度、完善科技中介服务平台与服务体系，从而调动高校、企业、科技中介机构和金融投资机构积极参与产学研协同创新，使得各方愿意、并积极投入到产学研协同创新实践中，进而优化产学研协同创新环境，产生正效应。

（2）为产学研协同创新管理者和决策者实施协同管理提供决策依据与参考。由模型和案例分析，对于某一具体项目产学研协同创新（如本文案例），为了调动各主体（沈阳自动化研究所、清华大学机械工程学院、江苏省知名投资公司、扬州数控机床研究院、江苏东方数控机床）的积极性和协调各主体的关系，促使其投入更多的财力、物力、人力和精力，积极参与产学研合作，管理者和决策者（扬州数控机床研究院）需要根据各主体投入财力、物力、人力和精力的多少与增减情况，以及各主体配合的情况，如果各主体的努力程度和合作程度增加，则给予奖励，反之则给予惩罚；同时，管理者和决策需要根据各主体对产学研协同创新价值链贡献程度设定恰当的利益分配比例，并在各主体间建立信息服务和共享平台，加强信息共享，避免各利益主体投机行为，建立长期有效的合作机制。产学研协同创新管理者和决策者通过采用奖惩、利益分配、信息共享等手段和措施，使各主体在合作与非合作、努力程度和合作程度投入的多少等方面进行博弈的过程中逐步达成一致，进而提升各主体自身和整个价值链的利益，促使产学研各创新主体能够保持长期有效合作。

通过模型和案例分析，结果表明，本文所设计的激励机制能够在一定程度上调动产学研创新各主体的积极性，促进其投入更多的努力程度和合作程度，提高产学研协同创新价值链整体的利益，保障产学研各利益主体长期稳定有效协同，对于知识产出和科技成果转化具有一定的借鉴和指导意义。但是模型也存在着不足，如理性人假设，现实生产系统一些利益主体可能存在诸如公平偏好、过分自信等非理性特性，这也是下一步要展开的研究。