装备制造企业协同创新网络知识转移的演化博弈研究

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(哈尔滨理工大学 经济与管理学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 引言

创新驱动型经济建设背景下，大数据、云存储等信息技术的发展使企业创新的组织边界逐渐模糊，创新活动的开放性特征日益显著，协同创新网络成为企业创新活动的重要载体。作为创新活动的关键要素，知识被认为是协同创新网络中最重要的资源之一[1,2]，多元化协同主体间的异质性知识转移能够引发协同创新网络知识存量的非线性变化，进而促进创新活动的发生。作为我国国民经济发展的战略性产业，装备制造企业产品创新、工艺创新、服务创新并存的混合创新模式使其创新活动的融合性和协同性更为突出，协同创新网络化特征更为明显，此外，装备制造企业高度依赖技术资源、智力资源，以及高度集群化的行业特征使其在协同创新过程中对异质性知识的需求更为迫切而知识转移过程更为复杂。因此，探究装备制造企业在协同创新网络中的知识转移行为及其影响因素，对提高装备制造企业协同创新效率，促进装备制造企业创新驱动转型升级具有重要意义。

关于协作创新网络中知识转移的研究，现有文献主要围绕以下三类议题展开。一是知识转移与企业创新绩效间关系。多数学者认为联盟企业间知识转移活动能够显著提升企业创新绩效[3～6]，联盟企业冲突解决、知识互补性、模糊性对知识转移与联盟企业创新绩效之间的关系具有重要的影响作用[7～9]。二是协同创新网络中知识转移的影响因素。知识转移收益与成本之间的均衡是能否维持协同创新网络稳定性的首要因素[10～12]，此外，知识转移伴随着转移主体间相互博弈过程，转移主体行为是影响企业间知识转移的重要因素[13]。联盟企业知识传递能力、知识学习意愿以及知识吸收能力能够促进企业间知识转移过程[14,15]，知识转移双方的风险态度披露政策与信息处理策略同样能够影响企业间知识转移[16]。三是协同创新网络中的知识产权风险问题。在知识转移过程中，企业出于自身利益最大化而进行的知识盗用、知识模仿和知识窃取行为，会使联盟企业核心知识暴露，面临巨大的知识流失风险，破坏协作创新稳定性[17～19]。研究表明，契约设计漏洞、企业间知识势差过大以及信任缺失等是引发知识产权风险的重要因素[20～22]；而通过对知识产权窃取方与保护方博弈过程中风险、收益、惩罚三者均衡机制的设计能够有效减少机会主义行为的发生[23,24]。

综合以上分析可知，关于协同创新网络及知识转移的研究中，演化博弈因其对长期、非完全理性的动态演进问题具备较强的刻画能力而被普遍应用，但现有研究多建立在协同创新主体“同质化”的基础上，忽略了协同创新主体的个体特征对协同创新网络及知识转移行为的影响，因此，在前人研究的基础上，本文揭示装备制造企业这一特定主体协作创新网络的结构特性及其对知识转移行为的影响，以此为依据构建不同管理情境下装备制造企业协同创新网络知识转移的演化博弈模型，分析装备制造企业与不同类型联盟企业知识转移的不同演化均衡策略，运用数值仿真方法分析知识转移行为的关键影响因素，探究装备制造企业在最大化知识转移收益的同时，提供避免知识流失的知识转移决策方案和有益启示。

2 装备制造企业协同创新网络知识转移过程分析

不同主体间存在的知识势差是协同创新网络中知识流动的主要原因[25,26]。出于对创新过程中异质性知识的需求，装备制造企业主动与高校、科研院所、生产性服务企业、行业内技术领先企业等高知识位势主体建立知识转移-接收关系，嵌入或构建协同创新网络。由于产品构成的复杂性和可分解性，装备制造企业生产体系往往跨越企业边界，形成以装备制造企业为核心，以多个配套企业为支持的企业集群，因此，在嵌入或构建协同创新网络过程中，装备制造企业并非以个体形式，而是以企业集群形式参与协同创新。作为集群中的核心企业，装备制造企业掌握核心技术和稀缺资源，发挥主导性和支配性作用，具有较高的知识位势，集群中的其他企业为装备制造企业提供配套的零部件和其他服务，掌握生产体系中的一般技术和普通资源，知识位势相对较低，集群内部不同主体间存在较大的知识势差。因此，装备制造企业协同创新网络具备显著的层级结构特征，其行为主体可划分为：以知识密集型企业或组织为代表的高知识位势企业、装备制造企业、为装备制造企业提供生产配套的低知识位势企业。

知识转移主体间知识势差的存在能够促进知识的溢出和吸收[27,28]，而当知识转移双方知识势差过大时则会抑制知识的扩散和转移过程[29,30]。装备制造企业协同创新网络中的知识转移同样受到知识势差的影响。当知识势差处于适宜区间时，知识可以在高知识位势企业、装备制造企业和低知识位势企业之间自由流动，而装备制造企业协同创新网络显著的层级结构拓宽了网络内部知识势差的分布区间，处于知识势差两端的高、低知识位势企业间往往无法实现知识的直接转移，而装备制造企业处于知识势差的中位区间，可以同时实现对高、低知识位势企业的知识转移与吸收，消除势差过大产生的知识转移障碍。因此，在协同创新网络中，装备制造企业发挥着二次转化及知识转移中介作用。此外，协同创新网络中的知识转移是一个动态博弈过程。一方面，与生产性服务企业、科研院所、行业内技术领先企业等知识密集型组织的知识转移过程中，装备制造企业通过异质性知识吸收获取额外收益的同时需要承担较高的知识接收成本，高知识位势企业则在获得知识转移回报的同时承担较高的知识复制风险；另一方面，与配套企业的知识转移能够促进装备制造企业集群整体发展，但配套企业受自身利益驱使倾向于采取知识窃取行为，为避免核心知识外泄，装备制造企业往往采取奖励、惩罚等相应的激励机制避免知识窃取行为的发生。可见，装备制造企业的积极参与对协同创新网络知识转移具有重要作用，同时，在知识转移这一动态博弈过程中，装备制造企业对生产性服务企业、科研院所等高知识位势企业采取的知识接收策略，对配套企业这类低知识位势企业采取的知识保护策略对协同创新网络的稳定性及创新绩效具有重要影响。

3 演化博弈模型构建及分析

3.1 装备制造企业与高知识位势企业知识转移演化博弈模型构建及分析

当知识转移发生在装备制造企业与高知识位势企业之间时，两者的策略集分别为{接收，不接收}、{转移，不转移}。假设装备制造企业和高知识位势企业选择不接收、不转移策略时的收益分别为π1、π2；可转移知识量为k，表示高知识位势企业与装备制造企业的知识互补程度，知识的收益系数为α，装备制造企业知识吸收系数为ε(0<ε<1)；知识转移能够促进双方在原有知识基础上产生新的知识，即产生“1+1>2”的协同效应，协同效应越大，产生新知识的可能性越高，设双方协同系数为γ(0<γ<1)，则知识转移带来的直接收益为αε(1+γ)k，装备制造企业与高知识位势企业收益分配比例系数分别为β1、1-β1；装备制造企业知识接收成本为C1，高知识位势企业知识转移成本为C2，同时，由于知识具有无限复制特性，高知识位势企业在知识转移过程中还要承担知识溢出带来的风险损失，记为A。装备制造企业选择接收、不接收的概率分别为x1、1-x1，高知识位势企业选择转移、不转移的概率分别为y1、1-y1，则博弈支付矩阵如表1所示。

表1 装备制造企业与高知识位势企业博弈支付矩阵

πE1=y1(π1+αε(1+γ)β1k-C1)+(1-y1)(π1-C1)

=αε(1+γ)β1ky1+π1-C1

(1)

πE2=y1π1+(1-y1)π1=π1

(2)

=x1y1αε(1+γ)β1k-x1C1+π1

(3)

同理，高知识位势企业平均期望收益为

(4)

装备制造企业和高知识位势企业的复制动态方程为

=x1(1-x1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)

(5)

=y1(1-y1)(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)

(6)

(7)

DetJ=(1-2x1)(1-2y1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)·

(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)+

x1y1(1-x1)(1-y1)(αε(1+γ)β1k)·

(αε(1+γ)(1-β1)k)

(8)

TrJ=(1-2x1)(αε(1+γ)β1ky1-C1)+

(1-2y1)(αε(1+γ)(1-β1)kx1-C2-A)

(9)

当满足DetJ>0，TrJ<0时，局部均衡点为系统的演化稳定策略，由此可知，当满足αε(1+γ)β1k-C1>0且(αε(1+γ)(1-β1)k-C2-A)>0时，系统存在两个演化稳定策略(0,0)、(1,1)，其现实意义为：装备制造企业与高知识位势企业知识转移所获得的收益大于二者付出成本时，知识转移行为存在(不接收，不转移)、(接收，转移)两个演化稳定策略，其原因在于：一方面装备制造企业与高知识位势企业因收益增加而倾向于选择(接收，转移)策略，另一方面，依据前景理论，知识转移双方对损失的敏感程度要高于对收益的敏感程度，因此转移主体往往更倾向于规避知识溢出带来的风险损失，放弃直接收益，选择(不接收，不转移)策略。当不满足αε(1+γ)β1k-C1>0且(αε(1+γ)(1-β1)k-C2-A)>0时，系统最终的演化稳定策略为E1(0,0)，表明装备制造企业与高知识位势企业中任一者的预期收益小于付出成本时，(不接收，不转移)是双方的唯一演化稳定策略。

3.2 装备制造企业与低知识位势企业知识转移演化博弈模型构建及分析

在协作创新网络中，装备制造企业是配套企业这一低知识位势企业的重要知识来源，但企业的趋利性导致低知识位势企业的知识窃取行为在知识转移过程中普遍存在，作为知识持有者，装备制造企业为了避免这一行为的发生，会采取知识产权保护措施并建立相应的奖惩机制，阻止企业内部知识发生预期之外的转移，因此装备制造企业与低知识位势企业分别存在{保护，不保护}、{窃取，不窃取}策略集。当二者同时采取不保护、不窃取策略时的收益分别为U1，U2；低知识位势企业采取窃取策略时，装备制造企业损失和低知识位势企业额外收益分别为ΔU1、ΔU2，对窃取方的惩罚与对装备制造企业的赔偿为D；低知识位势企业采取不窃取策略时，装备制造企业会在下一期与其保持协作关系，获得收益的分配方式为：装备制造企业β2f、低知识位势企业(1-β2)f，其中β2为未来收益分配系数，f为未来合作总收益；装备制造企业采取保护策略时付出的知识保护成本为C3，知识产权重视程度为θ，此时低知识位势企业窃取成功率为1-θ。假设装备制造企业选择保护、不保护策略的概率分别为x2、1-x2，低知识位势企业选择窃取、不窃取的概率为y2、1-y2，构建博弈支付矩阵如表2所示。

表2 装备制造企业与低知识位势企业博弈支付矩阵

参照前文(1)式至(9)式的求解过程，可得各个均衡点的稳定性分析结果如表3所示，由表3可知：

(1)当(ΔU2-D)(1-θ)-(1-β2)f>0时，无论(ΔU1-D)θ-C3>0或(ΔU1-D)θ-C3<0，“窃取”都是低知识位势企业的演化稳定策略。其现实含义为：当低知识位势企业知识窃取获得的额外收益大于其惩罚金额与损失的未来收益之和时，“窃取”策略在任何时候都是该群体的占优策略。

(2)当ΔU2-D-(1-β2)f<0时，无论(ΔU1-D)θ-C3>0或(ΔU1-D)θ-C3<0，系统最终都将演化为(不保护，不窃取)策略，其现实含义为：当低知识位势企业知识窃取的额外收益小于惩罚金额与损失未来收益之和时，无论装备制造企业的策略如何，低知识位势企业都将放弃知识窃取行为。

(3)当(ΔU2-D)(1-θ)-(1-β2)f<0且ΔU2-D-(1-β2)f>0时，若(ΔU1-D)θ-C3<0，(不保护，窃取)是系统演化稳定点，若(ΔU1-D)·θ-C3>0，系统不存在稳定均衡。其现实含义为：装备制造企业采取“保护”策略能够降低低知识位势企业知识窃取的额外收益期望值，若知识窃取的惩罚金额与窃取方损失的未来期望收益之和处于“保护”与“不保护”策略的额外收益期望值之间时，系统最终将演化为(不保护，窃取)状态或无限循环演化状态，以上均为装备制造企业知识保护的非理想状态。

表3 均衡点局部稳定性分析

4 数值仿真分析

根据前文演化博弈模型分析可知，协同创新网络中高知识位势企业、装备制造企业、低知识位势企业均对收益和成本(损失)变化敏感，此外，知识吸收能力、知识互补程度、装备制造企业与高知识位势企业间协同效应、收益分配系数、知识产权重视程度、知识窃取惩罚金额也是影响系统演化的重要因素。本文采用数值仿真分析进一步探讨以上关键参数变化对系统演化的影响。

4.1 装备制造企业与高知识位势企业知识转移演化博弈仿真分析

借鉴已有的研究成果[16]，博弈模型中相应的参数赋值为：α=0.3，ε=0.3，γ=0.05，k=400，β1=0.4，C1=4，C2=2，A=3。考虑到高知识位势企业在付出转移成本的同时，需要承担知识溢出带来的风险损失，其转移意愿要低于装备制造企业的知识接收意愿，因此设x1、y1值分别为0.4、0.2。

装备制造企业知识吸收能力、双方知识互补程度变化对系统演化影响的仿真结果如图1、图2所示。当装备制造企业知识吸收系数ε、二者知识互补系数k较小时，系统最终收敛于(0,0)，随着ε、k增大，系统最终收敛于(1,1)，且ε、k取值越大，系统收敛速度越快。说明当装备制造企业知识吸收能力、双方知识互补程度过低时，装备制造企业与高知识位势企业无法建立稳定的知识转移-接收关系；装备制造企业知识吸收能力越强、二者知识互补程度越高，知识转移发生的可能性越大。

图1 知识吸收能力对系统演化的影响

图3 协同效应对系统演化的影响

图4 收益分配系数对系统演化的影响

装备制造企业与高知识位势企业协同系数γ对系统演化影响的仿真结果如图3所示。无论γ如何变化，系统最终都收敛于(1,1)，同时γ取值越大，系统收敛速度越快。说明装备制造企业与高知识位势企业间协同效应的大小不会改变二者的均衡策略，但协同效应越大，系统达到均衡策略的速度越快。图4为装备制造企业与高知识位势企业收益分配系数β1对系统演化的影响。收益分配系数β1存在两个临界值(分别在0.1～0.3、0.7～0.9之间)，当其小于较小临界值时，系统最终收敛于(0,0)；随着β1增大至两临界值之间，系统最终收敛于(1,1)；当β1大于较大临界值时，系统又重新收敛于(0,0)。说明装备制造企业与高知识位势企业收益分配系数取值应控制在较小临界值和较大临界值间的“中心区域”，取值过高或过低都将使二者最终无法建立稳定的知识转移-接收关系。

4.2 装备制造企业与低知识位势企业知识转移演化博弈仿真分析

参照刁丽琳，刘戌峰和艾时钟的研究[23,31]，设ΔU1=15，ΔU2=10，D=8，θ=0.4，f=5，β2=0.7，C3=1。考虑到低知识位势企业知识窃取能够获得额外收益，装备制造企业知识保护需要付出保护成本，因此，初始状态下低知识位势企业窃取意愿高于装备制造企业的知识保护意愿，x2、y2分别设为0.2、0.4。装备制造企业知识产权重视程度对配套企业知识窃取行为影响的仿真结果如图5所示。当装备制造企业知识产权重视程度θ取值较小时，y2最终收敛于1；随着θ的增大，y2的演化稳定策略消失，开始在某一范围内循环波动。说明装备制造企业增加知识产权重视程度只能促进低知识位势企业从“窃取”的稳定状态向“不一定窃取”状态演化，而不能促使其从“不一定窃取状态”向“不窃取”的稳定状态演化。

图5 知识产权重视程度对知识窃取行为的影响

图6 惩罚金额对知识窃取行为的影响

低知识位势企业知识窃取惩罚金额对窃取行为影响的仿真结果如图6所示。低知识位势企业知识窃取惩罚金额D存在两个临界值(分别在6～8、8～10之间)，当D小于较小临界值时，y2最终收敛为1；随着D逐渐增大至两临界值之间时，y2不存在演化稳定策略，低知识位势企业知识窃取的概率在某一范围内循环波动；当D大于较大临界值时，y2最终收敛于0，此时，D取值越大，系统演化的速度越快。由此可知，当低知识位势企业知识窃取惩罚金额处于大于较大临界值的“较大区域”时，低知识位势企业会因高额的惩罚成本放弃知识窃取策略。同理，收益分配系数对系统演化影响的仿真结果与图6相近，装备制造企业与低知识位势企业知识未来收益分配系数存在两个临界值(分别在0.5～0.7、0.7～0.9之间)，为了避免低知识位势企业向知识窃取策略演化和系统演化稳定策略消失，装备制造企业与低知识位势企业未来收益分配系数的设置应远离大于较大临界值的“较大区域”和两个临界值之间的“中间区域”，而靠近小于较小临界值的“较小区域”。

5 结论与启示

本文基于装备制造企业协同创新网络显著的层级结构特征及其对知识转移行为的影响，运用演化博弈理论分析了装备制造企业与协同创新网络中知识密集型组织、配套企业两类不同协同主体间的知识转移策略，以及最大化知识接收收益、最小化知识流失损失的关键影响因素，得出以下主要结论：

(1)装备制造企业协同创新网络成员之间并非知识发送、知识接收的二元关系，而是存在由知识位势层级结构导致的知识密集型组织、装备制造企业、配套企业间知识转移的多元关系，装备制造企业在知识转移的多元关系中发挥了重要的中介作用，其与知识密集型组织间的知识接收策略、与配套企业间的知识保护策略对维护协同创新网络的稳定性、提高创新绩效具有重要作用。

(2)在与知识密集型组织的知识转移过程中，装备制造企业与知识密集型组织均对收益和成本(损失)的变化比较敏感，同时，存在一个最优的收益分配区间，在保证装备制造企业知识接收收益的同时，最大程度地强化知识密集型组织的知识转移意愿。此外，装备制造企业知识吸收能力、知识密集型组织对于装备制造企业的知识互补程度以及两者间协同效应是影响知识转移的关键影响因素。

(3)在与配套企业的知识转移过程中，装备制造企业提高知识产权重视程度虽然能在一定程度上降低知识窃取发生的概率，降低装备制造企业知识流失的损失期望，但并不能从根本上消除配套企业的知识窃取行为，只有建立完善的惩罚制度，提高知识侵权行为的代价成本，才能对机会主义行为形成有效约束。此外，装备制造企业可以通过调节收益分配系数至小于较小临界值的区间形成对配套企业的正向激励，消除配套企业的知识窃取动机。

本文以装备制造企业这一国民经济发展战略性产业为对象，研究了其在协同创新网络知识转移过程中不同的演化博弈过程，以及最大化知识接收收益、最小化知识流失损失的关键影响因素，对装备制造企业协同创新网络中知识转移决策具有一定的借鉴意义。同时，本文只对知识势差较大时，装备制造企业作为知识转移中介这一情况进行分析，而知识势差在适宜区间时，高知识位势企业、装备制造企业以及低知识位势企业三者同时参与知识转移这一情况下的行为机制有待在以后的研究中进一步完善。