责任式约束下集群内企业协同创新博弈分析研究——以长三角地区新能源企业为例

杨成龙，谢荣见，贾玉财

(安徽工程大学 管理工程学院，安徽 芜湖 241000)

近年来，新型产业集群内各方主体选择协同创新已然成为科技创新的新趋势，集群内各主体通过共同合作、共担风险和共享收益，从而提高产业集群技术创新效率水平，这是一种可以提高核心竞争力的新型创新模式。然而在协同创新过程中会存在某些企业认知不充分，追求短期利益，缺乏自主创新意识等问题，导致创新效率停滞不前。一些学者认为政府作为政策的“制定者”可以行使对企业策略选择进行引导、监督的权力，但是仅仅只靠政府参与监督集群企业协同创新略显吃力。 一方面由于监管成本、重视程度等因素，政府会对企业选择协同创新策略存在监管不力的现象；另一方面由于信息的不完全对称，企业会追求利益至上的原则不会积极参与创新。随着国家对技术创新的重视，学者提出了多主体共同参与下的企业协同创新策略选择，从而使得各主体朝着更理想的演化状态进行。

目前，国内市场经济不断完善的过程中，高新技术企业存在融资难、制度设计与政策支持不完善、创新资金配置效率低、创新风险高、创新主体缺乏足够的诚信等问题。韩莹等提出了政府监管下的正式契约与非正式组织监管下的隐形契约能够对集群企业的合作创新产生良好的约束作用。Casari等提出了选择适当的惩罚力度可以促进集群内企业之间相互合作，共同惩罚能带来有益的效果。为了有效推进各主体之间向理想化模式演化，徐建中等运用博弈论探索政府、企业和消费者三方主体的演化路径。另外，企业为了牟取利益，存在一些机会主义行为，曲国华等将公众监督作为第三方主体，构建政府、企业和公众三方演化博弈模型，从而解决企业失信情况下对环境造成的潜在影响。集群内企业会受到政府部门制定的政策制度的约束，也会受到行业内非正式组织或者是公众参与下的监管约束，从而减少企业在追求自身利益最大化时存在的失信行为，营造良好的合作创新氛围。

综合上述研究，大多数文献主要以公众作为监督主体，但均未意识到公众监督属于自发性行为，而且并不能实时地、准确地掌握到具体信息进而约束企业协同创新过程中存在的失信行为。因此研究提出的在政府支持下新能源产业联盟和行业协会等组织设立的第三方监管机构(以下简称“第三方”)可以弥补这一缺点，从而构建政府、企业、第三方的三方主体演化博弈模型，结合长三角新能源企业协同创新数据进行数值分析，研究结论对于如何促进新能源集群企业协同创新、信息技术交流具有一定参考意义。

1 集群企业协同创新演化博弈模型

集群内企业创新过程中研发成本、期望收益会影响其策略选择，汪万等认为公众作为参与主体，可以监督企业之间是否参与协同创新，从而构建了政府、企业和公众三方主体的演化博弈模型。研究结果表明，相对于其他参与主体，政府、公众对于企业创新过程中的行为策略影响较大。韩莹等研究显示，政府部门的正式契约、非正式组织的隐形契约会对企业间的创新合作产生约束作用。研究基于汪万和韩莹等的研究，创新性地提出了在政府引导下新能源产业联盟集群、行业协会等组织设立第三方监管机构来代替公众这一主体，相较于公众监督，第三方监管机构具有及时、灵活、迅速的优点，并且更具专业性，能够熟悉情况及时发现问题，便于迅速处理。因此，研究构建企业、政府和第三方监管机构三方主体博弈演化模型，探索政府和第三方部门责任式约束下对企业协同创新过程中的行为策略的选择。基于汪万、韩莹等基本假设条件较为复杂作出简化，给出以下假设。

(1)参与主体。假设集群内企业、政府和第三方参与主体在追求自身利益最大化的情况下，均是有限理性的个体。在演化博弈过程中，企业选择创新的策略集为(协同，不协同)，其采取“协同” 创新的概率为

x

(0≤

x

≤1)，采取“不协同” 创新的概率为1-

x

；政府选择“监管”的概率为

y

(0≤

y

≤1)，选择“不监管”的概率为1-

y

；第三方选择的策略集为(履行，不履行)，其采取“履行”的概率为

z

(0≤

z

≤1)，其采取“不履行”的概率为1-

z

。(2)与企业相关假设。集群企业间的协同创新必然会产生一定的成本

ω

，其中包括研发成本、合作成本等，当企业在创新过程中存在失信的行为时，为了获得更多的利益，则会相应减少成本，此时成本为

kω

，其中0

<k<

1，但是会受到政府和第三机构的双重压力造成一定损失

q

、

q

。(3)与政府相关假设。政府在监管企业创新行为的过程中会产生一定成本

g

，并且给予一定的资金来维持第三方监管机构的运行；当企业采取“协同创新”策略时会给予补贴

n

，但是企业出现失信行为时，政府会得到企业缴纳的罚金

q

、

q

；企业间的协同创新过程会给政府带来收益

p

。(4)与第三方相关假设。第三方在履行监督职责时会投入一定成本

d

，当第三方履行监督职责并且能够有效监督企业的失信行为，此时会得到政府相应的奖励

n

。另外第三方不仅要履行监督职责，而且要与政府形成相互制约的作用，如果第三方监管机构不履行监管职责要向政府缴纳罚金

q

。企业采取协同创新时会给第三方监管机构带来收益

s

。

综合上述参数选择以及基本假设条件，从而构建了企业、第三方和政府三方演化博弈研发创新收益支付矩阵，如表1所示。

表1 新能源企业、政府和第三方演化博弈收益支付矩阵

E

=yz(m

-

ω

+

n

)

+

y(

1-

z)(m

-

ω

+

n

)

+

(

1-

y)z(m

-

ω)

+

(

1-

y)(

1-

z)(m

-

ω),

(1)

企业选择采取“不协同创新”策略的期望收益如式(2)所示。

E

1-

=yz(m

-

kω

-

q

-

q

)

+

y(

1-

z)(m

-

kω

-

q

)

+

(

1-

y)z(m

-

kω

-

q

)

+

(

1-

y)(

1-

z)(m

-

kω),

(2)

新能源企业平均收益如式(3)所示。

(3)

根据Malthusian动态方程理论可得，新能源企业复制动态方程

F(x)

如式(4)所示。

(4)

E

=xz(p

-

g

-

g

-

n

-

n

)

+

x(

1-

z)(p

-

g

-

g

-

n

+

q

)

+

(

1-

x)z(q

-

n

-

g

-

g

)

+

(

1-

x)(

1-

z)(q

+

q

-

g

-

g

),

(5)

政府采取“不监管”策略的期望收益如式(6)所示。

E

1-

=xzp

+

x(

1-

z)p

,

(6)

根据Malthusian动态方程理论，可得政府的复制动态方程

G(y)

如式(7)所示。

(7)

E

=xy(s

+

n

-

d)

+

x(

1-

y)(s

-

d)

+

(

1-

x)y(s

+

n

-

d)

+

(

1-

x)(

1-

y)(s

-

d),

(8)

第三方监管机构选择采取“不履行”策略的期望收益如式(9)所示。

E

1-

=

-

xyq

-

(

1-

x)yq

,

(9)

根据Malthusian动态方程理论可得

,

第三方监管机构的复制动态方程

Q(z)

如式(10)所示。

(10)

将式(4)、式(7)和式(10)联立复制动态方程组如式(11)所示。

(11)

2 模型分析

2.1 关于企业的演化分析及结论

由上述的结果可知企业的复制动态方程为：

F(x)=x(

1-

x)[(q

+

n

)y

+

zq

-

(

1-

k)ω],

为了便于分析，令

(1)若

z=z

，则

F(x)

≡0，由此可知企业采取任意比例“协同创新”策略的主体都处于稳定状态。(2)若

z

≠

z

，令

F(x)=

0，得到

x=

0

,x=

1是两个稳定点。对

E(X)

求导如式(12)所示。

(12)

根据以上分析，企业动态趋势示意图如图1所示。由图1可以看出，该空间被分为

V

、

V

两个部分，当企业策略的初始状态处于

V

空间时，

z>z

，

x=

1是均衡点，企业会采取“协同创新”策略

,

即第三方监督力度增加时，企业参与协同创新的比例也会相应地增加。当企业策略的初始状态处于

V

时，

z<z

，

x=

0是均衡点，企业会采取“不协同创新”策略。当第三方监管机构监督力度减小时，企业追求自身的利益原则，其选择协同创新比例相应减少。因此，企业的策略选择与第三方监管机构监督力度呈正向关系。

图1 企业动态示意图

命题

1 当

n

、

q

、

q

值至少有一个增大，企业的策略选择趋向于1，即企业会选择参与协同创新的比例增大，反之亦然。

政府加大对于存在失信行为的企业惩罚力度或增加对协同创新企业的政策补贴，均会使得企业采取更趋向于 “协同创新”策略。反之，当企业的初始状态处于

V

空间时，

α=

0是均衡点，此时企业会采取“不协同创新”策略

,

即企业采取“不协同创新”策略获得额外收益大于选择采取“协同创新”获得的补贴时，企业会存在投机主义，从而追求自身的利益。

2.2 关于政府的演化分析及结论

政府的复制动态方程组为：

G(y)=y(

1-

y)[(

-

n

-

q

)x

-

(n

+

q

)z

+

q

+

q

-

g

-

g

]

，

为了便于分析，令

(1)若

z=z

，则

G(y)=

0，这说明此条件下所有水平都处于稳定状态，即政府无论是选择监管还是不监管，政府的策略都不会随时间而发生变化。(2)若

z

≠

z

，令

G(y)=

0，得到

y=

0

,y=

1是两个稳定点。对

G(y)

求导如式(13)所示。

(13)

根据以上分析，政府动态趋势示意图如图2所示。由图2可知，当政府策略的初始状态处于

V

空间时，

z>z

，

y=

0是均衡点，此时政府会选择“不监管”策略。即第三方参与监督的力度增加时，政府对企业监管力度相应减小，趋向于采取“不监管”策略。当政府策略的初始状态处于

V

空间时，

z<z

，

y=

1是均衡点，此时政府采取“监管”策略。在政府加大对企业的监管力度时，则第三方参与监督的比例相应减少。

图2 政府动态趋势示意图

命题

2 当

q

增大时，政府的策略选择会趋向于1，即政府参与监管企业的比例增大。

由于长三角地区新能源集群企业分散，情况比较复杂，政府采取“监管”策略所付出的成本不容小觑，再加上企业追求短期的经济增长，实现自身的利益最大化，均会影响政府的策略选择。

2.3 关于第三方的演化分析及结论

第三方的复制动态方程组为：

Q(z)=z(

1-

z)[y(q

+

n

)

+

s

-

d]

，

为了便于分析，令

(1)若

y=y

，则

Q(z)=

0，这说明此条件下所有水平都处于稳定状态，即第三方监管无论是选择“履行”或“不履行”，第三方的策略都不会随时间而发生变化。(2)若

y

≠

y

，令

Q(z)=

0，得到

z=

0

,z=

1是两个稳定点。对

Q(z)

求导如式(14)所示。

(14)

由上述分析，同理可得：

根据以上分析，第三方监管机构动态趋势示意图如图3所示。由图3可知，该空间被分为

V

、

V

两个部分，当第三方初始状态处于

V

空间时，

y<y

，

z=

0是均衡点。这说明第三方 “履行职责”策略是无效的。当政府参与监管的比例加大时，第三方选择参与监督。当政府监管力度减小，那么第三方相应加大对企业监管力度。

图3 第三方监管机构动态示意图

当第三方监管机构的初始状态处于

V

空间时，

y<y

，

z=

1是均衡点，那么第三方监管机构“履行职责”是有效的。这表明当政府参与监管比例增大时，迫于政府的压力第三方逐渐加大对企业监督力度。

命题

3 当

d

值增大，第三方的策略选择趋向于0，即第三方履行监管职责的比例相应地减小。

第三方监管成本和政府补贴对第三方策略的选择均具有一定的影响。如果第三方监管机构履行职责时，付出的监管成本

d

变高或所获得政府的补贴

n

减少时，

y

随之增大，此时空间

V

的面积扩大，第三方监管机构更倾向于不履行监管职责；若第三方监管机构获得政府补贴增加，横截面向后移动，空间

V

面积增大，此时第三方监管机构会履行监管职责。

3 集群企业协同创新数值分析

长三角作为经济最发达以及最具有竞争力的区域之一，集聚了华能、国家电投、国家能源等一批央企和行业龙头企业。随着一体化的进程，长三角新能源企业于2018年12月总资产达到5 601.7亿元，新能源企业研发经费投入达到117.34亿元，主营业务收入为2 863.1亿元。政府相关部门为协同创新的企业设立专项扶持基金，用于鼓励企业积极参与协同创新以及减少企业参与研发创新成本。据相关资料显示，截止2018年末企业研发投入成本为2 254.3亿元，主营业务利润率为21.7%，资产收益率为5.8%。目前，长三角协同创新取得了突破性进展，其中技术资产率(发明专利、重大理论项目和关键核心技术等)为3.6%，较2017年上升0.1个百分点。结合长三角新能源企业协同创新实际情况，根据Friedman的方法理论18-19以及李林20对博弈模型的赋值方法，对各主体相关变量初始参数值提出如下假设(统一单位为百万元)：企业参与协同创新成本

ω=

100，会得到政府相应的奖励

n

=

150，同时第三方也会得到相应收益

s=

30。企业不参与协同创新其成本降低为

kω

，其比例系数为

k=

0.5，但会受到政府和第三方双重压力造成损失为

q

=

150、

q

=

150；政府参与协同创新成本为

g

=

50，政府对于第三方给予一定资金支持为

g

=

50；第三方参与协同创新成本

d=

10，会得到政府相应奖励

n

=

25，当第三方不履行监督职责，会受到政府的惩罚

q

=

25。通过上述初始值设置，研究运用Matlab软件对各主体演化路径、政府的补贴政策以及惩罚力度进行分析。

3.1 政府策略数值分析

不同初始状态下政府监管对演化路径的影响如图4所示。由图4可知，当企业和第三方初始参与比例保持在0.5和0.1时，政府的初始参与意愿比例从0.4向0.9提高，即政府开始提高监管力度时，企业参与协同创新收敛速度明显变快，第三方履行监督职责收敛速度也相对提升。仿真结果表明，政府初始参与比例提高时，

x

收敛于1的速度迅速加快，

z

收敛于1的速度也得到一定提升，随着第三方参与比例趋向1的时候，政府开始慢慢放手，第三方逐渐代替政府肩负起监督责任，最终三方稳定策略点收敛于

(

1

,

0

,

1

)

。这说明在当前长三角新能源集群企业协同创新过程中，政府参与监管能够发挥其主导作用，对双方施加监管压力能够促进企业积极参与协同创新，第三方主动履行监督职责。

图4 不同初始状态下政府监管对演化路径的影响

3.2 第三方监管机构数值分析

不同初始状态下第三方监管机构对演化路径的影响如图5所示。由图5可知，当企业和政府参与比例保持不变，第三方监管机构参与意愿从0.1向0.4提高时，政府参与意愿呈现明显下降的趋势，最终趋向于0，企业参与意愿速度基本保持不变，最终趋向于1。仿真结果显示，当第三方履行监督职责时，政府选择不去监管，企业选择协同创新，最终三方参与意愿收敛于

(

1

,

0

,

1

)

，即第三方主动分担政府参与监管的压力，促使企业提高合作创新的积极性。近年来在长三角一体化发展背景下，政府意识到新能源企业在协同过程会存在众多现实问题，因此

,

在政府引导下新能源产业联盟、行业协会等具有监管作用的第三方组织相应成立，根据上述分析可知，第三方的确能够有效地帮助政府约束企业协同创新过程中存在的失信行为。

图5 不同初始状态下第三方监管机构对演化路径的影响

3.3 政府奖惩策略对三方博弈演化行为的影响

政府对企业补贴与惩罚力度的变化对演化路径的影响如图6所示。由图6可知，在企业、第三方参与意愿比例不变的情况下，当政府对企业补贴

n

、惩罚

q

由原来的150提高到200，企业参与比例收敛于1 的速度明显加快；政府参与比例迅速下降后缓慢上升再迅速下降，最后收敛于0；第三方参与意愿由下降到回升的时间迅速缩短。仿真结果显示，当政府相应地加强了对企业的补贴与惩罚力度，企业、政府和第三方稳定策略趋向

(

1

,

0

,

1

)

。这表明在长三角各方主体协同创新时，政府增加对企业的补贴与惩罚值时，企业参与协同创新所获得的收益超过心理期望和不协同创新所造成损失过大时，企业最终会考虑在有理性的情况下选择协同创新策略。政府的补贴政策发挥了重要作用，企业参与意愿表现非常强烈，第三方也获得了企业协同创新反馈的收益，其参与意愿明显加强，而政府由于前期资金补贴、监管成本投入较多，其参与意愿前期出现明显下滑趋势，接着政府获得集群企业协同创新产生相应收益，其参与意愿出现了回升，最后第三方逐渐肩负起监督职责时，政府选择慢慢放手，参与意愿呈现缓慢下降的趋势。

图6 政府对企业补贴与惩罚力度的变化对演化路径的影响

3.4 三方主体数值分析

企业、政府和第三方监管机构随着时间

t

推移的演化路径如图7所示。由图7可知，三方主体最终演化策略为

(

1

,

0

,

1

)

，即企业选择协同创新、政府不参与监管、第三方履行监督职责。仿真结果符合上述的理论分析，前期企业参与意愿呈现S型波动趋势，主要原因是政府一开始能够发挥主导作用，政府制定的奖惩制度使得企业参与意愿呈现上升的趋势，随着第三方积极接手监督职责，虽然短期内由于市场监管力度不大、相关政策补贴减少和协同创新成本过高等因素导致企业会表现出懈怠状态，但第三方逐渐发挥市场监督的主导作用，企业意识到协同创新重要性，其参与意愿积极性显著增强，参与比例

x

最终趋向于1。

综合以上分析可以看出，长三角新能源集群企业协同创新过程中政府应当积极发挥其主导作用，出台一系列补贴政策鼓励企业积极参与协同创新，对于失信企业也应给予一定的惩罚。另外，还要完善法律法规从而切实保障第三方监管机构监督的权威性，实现长三角新能源集群中企业参与协同创新、第三方履行监督职责、政府不选择监管的最终稳定策略。

图7 三方主体最终演化策略

4 结论与建议

研究结果显示，政府和第三方参与意愿都能对企业失信行为进行约束，并提高企业参与协同创新的积极性；政府的奖惩政策不仅能够激励企业参与合作创新，而且保障第三方监管机构正常运行以及发挥自身监督作用。集群企业在协同创新发展初期，首先，政府应当发挥其主导作用，制定相应适合新能源集群企业的发展政策，约束企业自私、失信等行为。因为集群企业发展初期，政府参与意愿提高对于引导企业参与合作创新起到重要作用，不仅让企业意识到协同创新重要性，也规范企业在此过程中存在的不良行为，从而营造出产业集群良好的协同创新氛围；其次，长三角地区涉及江苏省、浙江省、安徽省和上海市三省一市，其区域涉及面广阔，特别是新能源集群企业布局乱、分布散，政府对于企业之间的创新活动不好统一管理，而第三方监管机构了解企业之间的协同创新情况，掌握一手信息，能够及时约束企业协同创新过程中存在的不良行为。因此，要制定相关法律法规保障第三方监管机构的合法性，切实发挥其监督作用。最后，在政府和第三方责任约束下，企业之间的协同创新能够在公平、公正的良好环境中进行信息的交流、沟通，杜绝不诚信行为的发生，提高企业之间的交易效率21-22。