环境因素对于协同创新主体在市场中的发展影响研究*——基于Netlogo仿真平台研究

□ 翟丹妮,曾 浩

(南京邮电大学 管理学院，江苏 南京 210003)

随着社会的不断发展，科学技术创新越来越重要，而协同创新更是科学技术创新中的焦点。协同创新通常指以产业为技术需求方和以大学和研究所为技术的供给方之间的协同创新合作。通过协同创新，可以让技术创新所需的各种资源进行有效的排列组合，让资源利用达到最大化。不过就目前的情况来看，协同创新并不能发挥出它最大的作用。因此，为了更好地发挥出协同创新的效益，通过研究环境对于创新主体的影响是十分有必要的。

本文将会从协同创新的基本理论入手，探究协同创新环境的影响因素，再通过Netlogo平台对协同创新过程进行仿真模拟，从仿真结果中得到影响因素对于协创创新过程影响的一般规律，并对协同创新过程做出合理的优化建议，促进协同创新的发展。

1 文献综述

部分学者从知识共享的角度分析协同创新，认为协同创新与知识共享密不可分。阮国祥等认为成员之间有效的知识共享是协同创新取得成功的关键因素。将网络成员知识共享的策略分为“共享”、“不共享”和“回敬”三类[1]。Jennife以平板显示行业为例，通过分析平板显示行业的创新发展揭示了在全球企业网络中知识共享与创新系统和创新绩效之间的关系[2]。陈劲等在《协同创新的理论基础与内涵》中认为协同创新是一项复杂的创新模式，通过知识转移实现各创新主体之间资源共享、知识增值，是整合企业、高校与科研院所创新资源的最佳途径[3]。

李春发等基于组织双元性理论和知识创新理论，构建双元要素影响产学研知识创新协同演化的理论框架，并进行仿真和灵敏度分析[4]。马巍等认为双核心理论视角的协同创新注重二元创新要素的有机结合，企业协同创新应该以技术为抓手，寻求与具有较高研发能力的大学之间进行协同创新[5]。

蒋元涛等利用Netlogo对协同创新的行为模式进行仿真研究，分析产学研协同创新的运行规律。从他的仿真得到的结果可以看出，较高的晋升成本和制度保障有利于协同创新持续发展[6]。鲁若愚等利用Netlogo仿真软件对创新社区绩效进行仿真建模，得到诸多有价值的结论：社区增长率与创新绩效正相关，个体声望阈值、知识单元适应度阈值与创新绩效负相关[7]。申轶男等认为目前大多数学者在科技成果转移转化相关主体研究方面大都是在单个个体或者系统内进行研究、优化和模型设计的[8]。姚艳虹等将协同创新冲突的影响因素归纳为外部环境、资源投入均衡性、知识流动与共享及组织管理制度四个方面。随后，结合产学研协同创新生命周期分析冲突的衍生机理，提出冲突发展遵循潜伏积累—公开对抗—冲突化解(或关系恶化)的演化路径[9]。

岳鹄等运用Stackelberg博弈模型，对核心企业和配套企业协同创新进行分析，考虑第三方企业的介入对双方选择策略的影响。研究发现，一般情况下，配套企业与核心企业协同创新是“双贏”的策略[10]。陈劲等在有限理性假设的基础上，首先把合作博弈策略分为“协同创新”、“简单合作”、“不合作”三类。然后，运用演化博弈理论和多智能体建模方法构建了产学研合作非对称演化博弈和仿真模型，得出产学双方应构建有效的激励机制，从而减少合作中的机会主义[11]。

2 研究述评

通过阅读以上与协同创新有关的文献，发现目前大部分学者对协同创新的研究大多只是表面的研究，即只有简单的理论分析，没有具体的数据参数支撑。小部分文献则考虑到了利用博弈理论，通过动态模型对协同创新做出一定研究,并通过不同主体反复博弈以及策略学习过程得到一定条件下协同创新的稳定状态。不过需要注意的是，系统中还存在其他的影响要素,这些要素的存在增加了协同创新的复杂性。因此,有必要采用建模仿真的方法,把影响因素作为自变量，创新主体数量作为因变量，利用Netlogo仿真平台,以单个自变量和资源供给情况的波动为参考,模拟分析了创新主体的数量变化规律,研究在改变了现有环境条件后,不同创新主体数量变化情况。

本文组织如下：第3部分根据逻辑模型确定因变量、自变量和控制变量并对部分变量进行解释说明，构建本研究所要运用的仿真模型，描述所构建的模型的运行原理；第4部分根据所选自变量的不同，进行不同的仿真，观察因变量在同一自变量的不同数值下的表现情况，得到相应的实验结果；第5部分对实验结果进行分析；第6部分总结全文。

3 模型构建

3.1 影响协同创新主体环境因素分析

协同创新立足于相对开放的环境中，活动范围、成本收益以及资源要素等因素的变化都会对它产生一定的影响。外界负向的影响因素会阻碍协同创新的有效运行，如果这些负向因素不能得到及时改善，那么对于协同创新来说可能是致命的。

结合实际情况，影响协同创新主体的环境因素可以从以下几个方面考虑。

3.1.1 市场环境

市场环境是企业赖以为生的经营环境，创新主体最终成功与否都要接受市场的考验。由于市场中的主体种类不同，资源有限，所以，不同主体之间就会产生一定的竞争。协同创新主体和普通主体的区别在于，协同创新主体的灵活性更高，协同创新主体更适应市场中的这种多变性和不确定性，可以从市场整体趋势和资源利用程度判断协同创新方向，及时调整自身的市场创新定位和发展方向，即时调整资源分配，进行自身扩大升级，从而获得更多的创新产出。

3.1.2 经济环境

创新是经济发展的核心动力，而提高研发创新能力的基石就是拥有强大的经济基础。不过有些经济环境的变化也不利于创新。如果运作成本过高，协同创新可能一开始就发展不起来；但若一个项目收益较低，不能支持后期运作，那么对创新也是不利的。所以说资金是影响协同创新的重要因素之一，要想持续发展，资金问题必须得已解决。

3.1.3 能力因素

由于各个主体之间的能力不同，创新过程不能保持持续性、连贯性，导致部分创新主体的运作范围即活动范围有限。创新主体所能活动的范围决定了它能发展到的程度。由于创新范围的限制，使协同创新不能发挥出它的全部作用，影响主体的协同创新效率。所以说不同主体的能力对于协同创新也有影响作用。

综上所述，本文认为影响协同创新的影响因素主要包括四个方面，创新成本、资源收益、活动范围以及增值成本。

3.2 模型构建

要研究协同创新过程的影响因素，除了先思考有什么要素会对协同创新有影响之外，还要考虑这种影响应该如何表现。根据上面的研究，本文将创新成本、资源收益、活动范围以及增值成本作为协同创新的影响因素。那么应该如何表现创新活动的有影响或者无影响呢？发现竞争中的成功与失败是最直接、最贴切表述这种情景的方式。要想体现成功与失败，首先想到的是创新主体的成功与失败来反映协同创新对于成功的影响。创新主体之间存在竞争活动，在相同的外部环境下，通过抢夺市场资源得以生存，最终占有较多资源的主体生存。

图1 协同创新过程仿真模型

而要想体现环境对于创新主体的影响程度，创新主体在市场中的存活状态以及存活数量是最直观的体现。因此，可以借助Netlogo中的羊吃草模型，借助模型中的羊的生存与死亡来表达创新主体的成功与失败。对Netlogo中的羊吃草模型进行改造，得到符合本文的研究模型。用Netlogo的羊吃草模型中的草来代表创新主体的活动空间中的资源要素，用不同颜色的羊来代表不同的创新主体。

为了构建易于观察的模型,本文把创新所需要的资源统一表示为Netlogo模型里面的瓦片上的草地,用Netlogo模型中的牛来表示创新主体，不同颜色的牛代表不同的创新主体。红牛和蓝牛吃草的区域相同，不过由于草的资源有限，红牛和蓝牛需要通过竞争吃草获取能量来维持生存。不同的是，相对于普通创新主体，协同创新主体红牛会在综合考虑其他同类发展的情况下拿取适当资源,而不是吃独食，为其他同类留下更多创新资源,实现整个环境的可持续发展。并且一个地区的草的数量也是有限的，牛需要通过移动来寻找资源，移动的过程中牛也会消耗能量。除此之外，牛为了持续发展还需要扩大自己的数量，进行增值，增值也是需要能量的。

通过之前对协同创新影响因素的分析，将创新成本、资源收益、活动范围以及增值成本四个变量设置为已有模型中的自变量即可变变量。在此基础上,再设定4个控制变量,首先是资源再生阈值,它是指当草的数量在再生阈值以上时,创新资源再生速率较高,即草以高生长率增长。相反草以较低速率生长；其次是增值阈值,即只有当创新主体的创新值达到此阈值时,创新主体才能繁殖扩大；最后，两个变量就是草的高再生率和低再生率。

4 协同创新过程仿真

4.1 创新主体内部因素的影响作用仿真

在系统运行初始,将初始牛的总量N1设置为40，协同创新占比N2设置为0.5，资源消耗数量P1初始值设为7、活动范围P3设为0.09、增值成本P4设为55、资源收益P2设为50。另外再将资源再生阈值设置为6，增值阈值设置为103。

①把资源收益作为可变因素，其他变量保持不变。

当创新过程中没有资源收益时,那么创新主体(牛)就都不能从资源(草)中获取到能量，即创新主体只有成本付出,没有收益，创新主体会一直亏本到成本枯竭，因此，两个创新主体最后均会消失,见图2(a)。不过随着资源收益的增加,创新主体逐渐有了收益,当资源收益增加到6时，相较于普通创新主体,协同创新主体因为收益较多，所以可以存活更长的时间,见图2(b)。当资源收益为28-29时，普通创新主体与协同创新主体数量出现交替，见图2(c)。资源收益超过29后，普通创新主体最终处于主导地位，见图2(d)。

图2 资源收益变化时的仿真结果

②把创新成本作为可变因素，其他变量保持不变。

创新成本变量为0时,即创新主体只有收益没有成本,会因为一开始存在较多的协同创新主体进行增值，导致在协同创新过程运行初期，协同创新主体数量较多。但当一定时间以后,普通创新主体的数量超过协同创新主体，协同创新主体的数量保持不变，而普通创新主体的数量持续增加，见图3(a)。随着创新成本的增加,创新成本变量从0增加到8时，协同创新主体一开始仍保持领先地位，但在协同创新的后期，普通创新主体数量逐渐超过协同创新主体，见图3(b)。当创新成本变量增加到8的时候,协同创新主体数量开始回升，最终大幅超过普通创新主体,普通创新主体逐渐消失，见图3(c)。而后，创新主体一直增到21,创新成本越大，协同创新相较于普通创新的优势体现的越来越明显,不过由于创新成本的提高，协同创新主体数量会有所下降。但是当创新主体数超过20后,各创新主体均会因为创新成本过高而消失。相对于普通创新主体，协同创新主体能存活的时间更长一些,见图3(d)。

图3 资源消耗变化时的仿真结果

③把增值成本作为可变因素，其他变量保持不变。

增值成本是创新主体为扩大主体数量,所有主体为了群体增值都会付出这一部分成本。当增值成本为0时，在两个主体初始数量一样的情况下，协同创新主体数量会低于普通创新主体，见图4(a)。当增值成本大于等于23时，在中间过程中会出现，协同创新主体数量高于普通创新主体数量，但最终都是普通创新主体占据主导地位，协同创新主体最终会消失，见图4(b)。如果增值成本高于23,由于普通创新主体不考虑今后发展，资源收益减去创新成本后的值不能支撑创新主体进行增值,此时协同创新的优势此时就会显现，协同创新主体出于对自身的可持续发展考虑会主动进行增值,因而协同创新在增值成本较大的环境中比较有利，见图4(c)。

图4 增值成本变化时的仿真结果

④把活动范围作为可变因素，其他变量保持不变。

如果一开始创新主体没有活动范围,那么创新主体能获得的资源就十分有限,普通创新主体因为不考虑持续发展，吃草的速度大于草的生长速度，即资源收益跟不上创新需求，那么普通主体就不能存活下去。不过对于协同创新主体来说，草的生长速率快于草的消耗速率，所以协同创新总体存活，见图5(a)；当活动范围增加至0.04时,普通创新主体有了持续的资金供给,因此可以生存,见图5(b)；当活动范围大于0.14时,协同创新主体的优势完全消失，见图5(c)。

图5 活动范围变化时的仿真结果

5 仿真结果分析

通过对创新成本、资源收益、活动范围以及增值成本四个自变量的依次分析,得到了相关的实验数据和实验图表。从这些结果可以看出,资源收益过剩、创新成本过低、增值成本较低以及活动范围过大等环境都不利于创新主体进行协同创新发展。首先，从资源收益角度来看，资源收益过剩，创新主体就不需要通过大量增值来维持创新主体发展，所有主体的资源需求都可以满足，协同创新主体就会转变为普通创新主体；其次，从创新成本角度分析，一个创新主体花费的成本越少，越有利于创新主体的持续发展，由于成本过小，创新主体之间就不会产生合作，所以，协同创新主体的优势最终就会丧失；从增值成本的角度来看，增值成本越高，普通创新主体就越难发展扩大，就越有利于协同创新的发展；最后，从主体活动范围的角度来看，活动范围越小对于协同创新主体越有利。总而言之，协同创新不适用于在资源充足，环境友好的情境中进行。

6 总结

通过上面的分析，已经对不同影响因素对于协同创新过程的影响情况有所了解。根据分析出来的结果，本文认为要想协同创新主体更好的发展，就目前国内创新环境来讲，科研机构应该通过改善创新的技术，降低协同创新过程中的创新成本，并逐步扩大创新范围;企业也不能倾向机会主义，应该顾全大局，为协同创新提供更多的资金支持。这样才能让协同创新发挥出它更大的价值。