制造企业数字化转型多主体协同关系的演化博弈

周春柳, 董洪锋, 沈南南

(安徽工业大学管理科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243032)

随着云计算、大数据、区块链、人工智能等各项技术的发展和成熟,数字经济已经成为推动社会和企业经济发展的重要驱动力量。据2022年的《中国数字经济发展白皮书》显示,近10年以来我国数字经济增速稳定上升,已经超越同期的GDP增速。2021年数字经济规模达到45.5万亿元,较上一年实现6.3万亿元的增幅,同比名义增速16.2%。产业数字化成为数字经济发展的主引擎[1]。数字经济的核心是“数字化企业”,传统企业实现数字化转型才可能成为国家经济发展的内部力量。据埃森哲发布的《2022中国企业数字化转型指数》调研报告显示,中国企业数字化进程每年都在稳步推进,无论是质量还是数量都有明显的改善和提升。转型成效显著的中资企业占比从2018年的7%攀升至2023年的17%。但在复杂多变的环境下,中国企业数字化转型的进程在2022全年有所放缓[2]。

制造企业是我国实体经济的主体,实现数字化转型能够促进企业可持续发展和提高竞争力,为客户提供喜欢的产品和服务,增加企业绩效。索菲亚基于数据要素的释放和资源的再配置实现企业的高质量发展。上海电气集团依托工业互联网平台和变革的商业模式减少了能源型企业的碳排放。然而转型面临的困难和障碍也不可忽视。政府扶持与监管力度不足、企业的认知不深刻制约着数字化转型[3]。多维度的数字障碍阻挡企业数字化转型,并可能出现数字化悖论的现象[4]。数字化悖论是指企业付出投入却未能取得收益的增加[5]。樊自甫等[6]发现数字化转型存在的协同效应能有效推动制造企业选择数字化转型策略。协同效应是多方主体共同合作所产生的结果,其内在的协同机制对保持协同合作的稳定性具有重要作用,其中,为制造企业提供数字技术和工具的服务平台、进行监督和引导的政府都是重要的参与者,但制造企业在面对数字化转型时,会考虑风险问题,如数据的丢失和泄露,对服务商缺乏信任[7]。刘富华和宋然[8]指出传统产业和新型产业之间不断扩大的数字鸿沟,也指出了技术协同水平较低的问题。

综上,可以发现多主体的协同合作存在间隙且不稳定,这种不稳定性主要体现各方主体具有自身考虑的因素,如政府既要考虑财政压力和收入,又要考虑补贴力度,制造企业一边考虑投资与回报的关系,一边考虑风险问题,服务提供商既在乎技术收益又在乎政策引导。显然政府、制造企业和服务平台三者有各自的利益目标。因此,处理好三方主体之间的协同关系尤为重要。另外,还需保证多主体协同合作的稳定性,所以进一步考虑企业数字化转型的影响因素并提供多方视角的建议具有一定的必要性。

1 文献回顾

政府在制造企业数字化转型的过程中发挥引导和推动作用,为扩大企业数字化转型的比例,政府部门提出深化体制机制改革,完善政产学研用协同创新机制[9]。几年后,在专项方案中提到政府将完善激励机制,对中小企业数字化升级予以重点支持,设置专项资金推进国内中小企业数字化转型[10]。刘浩[11]针对中小制造企业群体,提出数字化转型路径。随着政策的颁布,一些学者从政府层面研究数字化转型的路径。孙利君[12]针对我国发布关于数字经济的政策中设定的重要任务和目标,指出我国数字经济的发展途径,即五位一体融合发展模式。王春英和陈宏民[13]就企业数字化转型的外部政策问题从政府和企业两个层面提出合理建议。王志奇等[14]考虑政府的资金支持和政策效应对产学研协同创新的影响。张小宇等[15]基于用户数据开放融合视角,构建政府引导、产学研方牵头、用户参与的三方博弈模型,发现当主体参与意愿不强,增大政府的干预强度可以降低产学研方和用户的协同创新成本,政府会发挥主导作用加速主体的策略选择。张志元和马永凡[16]指出政府补助对企业数字化水平具有积极效应并能提升企业数字化转型质量。Baotong等[17]也认为政府补贴是影响演化轨迹的关键因素。

制造企业是数字化转型的参与主体,一些学者对企业间的协同创新机制和协同因素进行了较多的研究。黄忱和虞诗强[18]指出数字化转型与业务协同问题是影响传统企业数字化转型成果不显著的原因之一,研究了业务员工与传统企业良性互动机制并提出相应的对策。徐红丹和王玖河[19]指出转型成本是制造企业实施数字化转型的主要考量因素,从政府的角度出发分析补贴对企业转型的影响。黄蕊等[20]发现转型后的直接利润大小对文化产业是否转型具有显著作用。Mo等[21]构建供应链上下游企业的演化博弈模型,指出绿色协同创新的驱动因素有绿色创新收益、成功概率、政府绿色补贴和违约处罚,阻碍因素有绿色创新成本、机会回报、数字化成本,调节因素是利益分配比例。Zhai等[22]发现当政府奖惩、企业间信任、技术损失系数、信息化程度增加时,政府会倾向于选择监管,云制造企业会倾向于选择“协同创新”战略。彭正银和姚双双[23]通过分析平台企业和互补企业两方协同合作策略选择的演化过程,探究实现协同合作的具体方法。吴雷等[24]指出装备制造企业转型程度和数字化水平能力可以推进产学研数字化协同创新并提高创新效用。

上述研究中将企业作为研究的主体,而忽略了企业数字化转型需要服务平台(互联网技术服务商)的支持,翁士增等[25]认为数字平台赋能不足是阻碍传统产业实现数字化转型的主要因素。Sjǒdin等[26]指出制造型企业借助服务平台的技术和知识,能更好地满足消费者的需求。服务平台可以为制造企业提供数字化产品和服务,如在制造企业生产和运营过程中,应用工业软件可以对生产数据进行管理和监控,并对制造企业内部资源配置和人员结构进行合理的安排,通过对制造企业的调查和了解,结合其自身的特点和需求,从系统层面为制造企业制定科学的产品+服务的方案。因此,学者将服务商与企业纳入同一框架中进行分析。冯长利和马睿泽[27]探索制造企业与服务商合作实行服务化战略的规律,得出两方合作前后的收益和成本、合作失败的损失、收益的分配等因素是影响合作意愿的关键因素。杨磊等[28]将中小企业、服务商与政府放在同一框架,分析阻碍中小企业数字化转型的主要因素。为研究传统制造企业在转型过程中的协同机理,赵思齐[29]建立地方政府与制造企业、制造企业与数字科技企业两两之间的双方博弈,研究三方协同创新体系,探究数字化红利、社会成本等关键参数对主体策略的影响。谢孟鑫[30]考虑第三方平台参与下制造业企业数字化转型策略,发现收益系数影响第三方平台为企业制定数字化建设方案的积极性。单子丹等[31]从供需关系的角度将企业、服务平台与消费者联系起来,综合考量三者之间的相互影响关系,发现制造型企业与数字化服务平台之间的知识互补度和协同开放度大于临界值时,促进二者形成深度协同模式。Zhang等[32]发现政府的补贴系数存在阈值能显著提高数字化建设服务商的积极性。Wei等[33]探究动态框架下传统企业、地方政府、数字技术提供商的协调机制和最优策略,合作博弈情况下的三方最优策略、最优效益、系统总效益和产业数字化水平均严格优于非合作博弈情况。

综上所述,现有研究大多从双方博弈或者三方博弈去探究影响企业转型的关键因素,具有一定的借鉴作用,但多数研究将风险问题考虑在企业与用户之间,然而这一问题也存在企业和服务平台之间,即协同关系的影响因素考虑不完全。此外,以往大多研究将政府作为协同者纳入演化系统,少有研究将政府作为利益主体纳入系统综合考量,没有将政府行为与企业和服务商进行博弈分析。最后政府参与对协同合作收益情况影响值得进一步研究,较多研究往往只考虑政府的奖惩机制在演化系统中的作用。鉴于此,本文基于演化博弈方法,将政府、制造企业和服务平台作为博弈主体,构建三方演化博弈模型,探究政府参与和服务平台协助对制造企业数字化转型的内在机理和影响作用,实现传统制造企业转型比例的扩大和解决转型存在的阻力,为企业数字化转型提供具有实践意义的对策。

2 演化博弈模型假设与建立

2.1 基本假设

2.1.1 博弈主体

博弈中涉及制造企业、政府和服务平台三个参与群体,且都具有有限理性。结合上述分析,可得出各博弈主体之间的内在关联性如图1所示。

图1 制造企业数字化转型参与主体的演化博弈逻辑

2.1.2 博弈主体的行为策略

制造企业的行为策略集为{转型,不转型},“数字化转型”是指制造企业通过利用信息技术和数字化手段,转变企业为客户提供价值的途径;“不转型”是指制造企业按照传统方式生产,不采取数字化技术的措施。政府的行为策略集为{参与,不参与},“参与”是指政府投入一定的人力、物力和财力参与到制造企业和服务平台的活动中,调查制造企业是否转型和平台是否发挥协助作用;“不参与”是指政府对制造企业和平台的行为策略不做干预。服务平台的行为策略集为{协助,不协助},“协助”是指服务平台花费一定的人力、设备、网络等成本帮助制造企业的生产方式进行转型改进;“不协助”是指服务平台对制造企业转型的过程不提供帮助,但服务平台在生产转型的商品和服务时仍会存在成本。

2.1.3 行为策略采取的概率

假设在制造企业、政府和服务平台三个主体博弈的起始阶段,制造企业选择“数字化转型”策略和“不转型”策略的概率分别为x和1-x;政府选择“参与”策略和“不参与”策略的概率分别为y和1-y;服务平台选择“协助”策略和“不协助”策略的概率分别为z和1-z。其中,x∈[0,1],y∈[0,1],z∈[0,1]。

2.1.4 演化博弈模型的基本假设

H1:合作成本。制造企业在进行数字化转型需要付出的成本为C1,用于向服务平台购买数字化产品和服务以及对人才培训。政府在参与的过程中,对制造企业和服务平台的调研、监管和最后项目完成后的验收工作需付出的成本为C2;服务平台生产数字化产品和提供服务的投入成本为C3;如果制造企业不进行数字化转型,即按照传统的制造方式生产运作,付出的成本为C4;此时,政府需投入一定的成本C5治理传统的制造模式。当制造企业与服务平台协同合作时产生的协同成本为C,制造企业和服务平台的成本分摊系数为m,在政府的参与下,政府提供的优惠政策会降低协同成本,减少量为ΔC。

H2:合作收益。制造企业进行数字化转型实现了生产能力、自主创新能力等多方面的提升,设制造企业数字化能力系数为α(α≥1),说明企业的数字化水平,数字化能力系数对制造企业的收益有正向作用;政府参与带来的基础收益为E2,包括制造企业与服务平台之间的协同合作过程中向政府缴纳的税收和政府形象的提升具有的社会效益;服务平台出售数字化产品和服务的收益为E3,若制造企业选择不进行数字化转型,按传统制造模式的收益为E4,政府不参与的固有收益为E5;制造企业与服务平台达成协同合作的意愿产生的协同收益为Q,制造企业与服务平台的协同收益分配比例分别为μ1和μ2(μ1+μ2=1)。同时,考虑到制造企业与服务平台在协同合作的过程中,制造企业出于对自身内部资料和知识产权的保护,以及出于是否能转型成功的担忧,双方存在一定程度上的信任问题,设彼此之间的信任度为θ,信任度越低,表明协同合作成功的概率越小,直接影响到双方的收益情况。

H3:奖惩。政府对制造企业数字化转型持鼓励态度并积极发挥推动作用,政府参与时会给予进行数字化转型的制造企业补贴S1和提供协助的服务平台奖励S2,对于不进行数字化转型的制造企业会面临潜在损失G1,包括在制造行业失去竞争力和减少市场份额,并对不协助制造企业进行数字化转型的服务平台进行惩罚G2,如表1所示。

表1 主要参数及含义

2.2 三方演化博弈模型的建立

根据制造企业、政府和服务平台的行为策略,可以得出8种博弈组合,即(不转型,参与,协助)、(不转型,参与,不协助)、(不转型,不参与,协助)、(不转型,不参与,不协助)、(转型,参与,协助)、(转型,参与,不协助)、(转型,不参与,协助)、(转型,不参与,不协助)。由表1可知,当策略组合为(转型,参与,协助)时,制造企业需要投入转型的基础成本C1,同时转型可以为制造企业带来收益E1,政府参与会获得基础收益E2和付出参与成本C2,服务平台协助时能获得收益E3和来自政府的奖励S2,并且在该策略组合下,服务平台和制造企业会付出一定的协同成本C并收获相应的协同收益Q,基于一定的比例进行分配,此外,考虑到制造企业和服务平台之间协作时企业会存在不完全信任度θ,该因素会影响制造企业转型的收益和服务平台的收益。同理,可以得出制造企业、政府和服务平台在其他策略组合下的收益,具体如表2和表3所示。

表2 服务平台协助下博弈主体收益矩阵

表3 服务平台协助下博弈主体收益矩阵

3 演化博弈模型分析

3.1 三方演化博弈的复制动态方程

“复制动态方程”和“演化稳定策略”是演化博弈理论的两个核心范畴。“复制动态”是对有限理性的参与主体策略调整过程的动态描述和分析[34]。分别构造制造企业、政府和服务平台行为策略的复制动态方程。设制造企业选择“转型”策略的期望收益为V11、选择“不转型”策略的期望收益为V12,平均期望收益为V1,则有

V11=yz[αE4+S1-C1+μ1θQ-m(C-ΔC)]+y(1-z)(αE4+S1-C1)+z(1-y)(αE4-C1+μ1θQ-Cm)+(1-y)(1-z)(αE4-C1)

(1)

V12=yz(E4-C4-G1)+y(1-z)(E4-C4)+z(1-y)(E4-C4-G1)+(1-y)(1-z)(E4-C4)

(2)

V1=xV11+(1-x)V12

(3)

构造制造企业行为策略的复制动态方程为

C1-E4+αE4+zG1+yS1-zmC+yzmΔC+zθμ1Q)

(4)

x的一阶导数和设定的G(y)分别为

zG1+yS1-zmC+yzmΔC+zθμ1Q)

(5)

G(y)=C4-C1-E4+αE4+zG1+yS1-zmC+yzmΔC+zθμ1Q

(6)

图2 制造企业策略演化相位

同理,政府选择“参与”策略的期望收益为V21,选择“不参与”策略的期望收益为V22,平均期望收益为V2,则有

V21=xz(E2-C2-S1-S2)+x(1-z)(E2-C2-S1+G2)+z(1-x)(E2-C2-S2-C5)+(1-x)(1-z)(E2-C2-C5)

(7)

V22=xzE5+x(1-z)E5+z(1-x)(E5-C5)+(1-x)(1-z)(E5-C5)

(8)

V2=yV21+(1-y)V22

(9)

构造政府行为策略的复制动态方程为

F(y)=dy/dt=y(V21-V2)=

y(1-y)(E2-C2-E5+xG2-

xS1-zS2-xzG2)

(10)

y的一阶导数和设定的J(z)分别为

xG2-xS1-zS2-xzG2)

(11)

J(z)=E2-C2-E5+xG2-xS1-

zS2-xzG2

(12)

图3 政府策略演化相位

服务平台选择“协助”策略的期望收益为V31,选择“不协助”策略的期望收益为V32,平均期望收益为V3,则有

V31=xy[E3-C3+S2+θμ2Q-(1-m)(C-ΔC)]+
x(1-y)(E3-C3-(1-m)C+θμ2Q)+
y(1-x)(S2-C3)-C3(1-x)(1-y)

(13)

V32=xy(E3-C3-G2)+x(1-y)(E3-C3)+y(1-x)(-C3)-C3(1-x)(1-y)

(14)

V3=zV31+(1-z)V32

(15)

构造服务平台行为策略的复制动态方程为

F(z)=dz/dt=z(V31-V3)=

z(1-z)(yS2-xC+xmC+xyG2+xyΔC-xymΔC+xθμ2Q)

(16)

z的一阶导数和设定的M(y)分别为

xyΔC-xymΔC+xθμ2Q)

(17)

M(y)=yS2-xC+xmC+xyG2+xyΔC-xymΔC+xθμ2Q

(18)

图4 服务平台策略演化相位

3.2 均衡点的稳定性分析

参与的主体依据自身追求的收益均衡持续改进其行为策略,最后实现动态平衡的策略称为演化稳定策略(ESS)。令F(x)=0,F(y)=0,F(z)=0得到局部均衡点E1(0,0,0)、E2(1,0,0)、E3(0,1,0)、E4(0,0,1)、E5(1,1,0)、E6(1,0,1)、E7(0,1,1)、E8(1,1,1)。根据复制动态方程,得出三方演化博弈系统的雅克比(Jacobian)矩阵为

(19)

根据李雅普诺夫方法的规则,当雅克比矩阵的特征值既有零也有负值,则均衡点处在边界状态,特征值的符号不能决定稳定性情况;当雅克比矩阵的特征值至少有一个是正值,则均衡点是不稳定点;当雅克比矩阵的特征值都是负值,则均衡点是稳定点。

首先分析第一个均衡点E1(0,0,0)的稳定情况,该均衡点的牙克比矩阵为可以看出此时的雅克比矩阵的特征值为λ1=C4-C1-E4+αE4,λ2=-C2-E5+E2,λ3=0,同理,将8个均衡点分别代入雅克比矩阵中,可以计算出各均衡点所对应的雅克比矩阵的特征值如表4所示。

表4 Jacobian矩阵特征值

根据表4的特征值,分三种情形分析演化稳定策略如下。

情形1：当αE4-C1+S1>E4-C4,E2+G2>C2+S1+E5且θμ2Q+S2<(1-m)(C-ΔC)-G2时,即制造企业转型的收益和获得的政府补贴减去付出的基础成本大于制造企业不进行数字化转型的收益与成本之差,政府参与的收益与政府对不协助的服务平台的惩罚之和大于政府参与付出的成本、对制造企业的补贴和不参与的收益之和,服务平台在政府的参与下协助时的协同收益与获得的政府奖励之和小于协同成本。如表5所示,情形1下均衡点E6(1,1,0)对应的三个特征值均为负值,此时的演化稳定策略为(转型,参与,不协助)。

表5 均衡点局部稳定性

情形2：当αE4-C1+θμ1Q-mC>E4-C4-G1,E2(1-m)C时,即制造企业数字化转型的总收益与总成本之差大于制造企业不进行转型的收益与成本和潜在损失之差,政府参与的收益小于付出的成本、企业补贴、服务平台奖励及不参与的收益之和,服务平台协助所产生的协同收益大于无政府参与下的协同成本。由表5可知,情形2下均衡点E7(1,0,1)对应的三个特征值均为负值,此时的演化稳定策略为(转型,不参与,协助)。

情形3：当αE4-C1+θμ1Q+S1-m(C-ΔC)>E4-C4-G1,E2>C2+S1+S2+E5,θμ2Q+S2+G2>(1-m)(C-ΔC)时,即制造企业在政府的参与下进行数字化转型的总收益与总成本之差大于制造企业不转型的收益与政府的惩罚之差,政府参与获得的收益大于付出的成本、企业补贴、服务平台奖励及不参与的收益之和,服务平台协助得到的协同收益与政府奖励之和大于付出的协同成本。由表5可知,情形3下均衡点E8(1,1,1)对应的三个特征值均为负值,此时的演化稳定策略为(转型,参与,协助)。

4 数值模拟

为证明演化稳定策略分析的有效性,根据实际情况对模型中涉及的参数进行赋值,再运用Matlab软件进行仿真,分析各参数的变化对演化结果的影响。

4.1 情形1仿真分析

x、y、z分别为制造企业选择“转型”策略、政府选择“参与”策略、服务平台选择“协助”策略的初始概率,开始时间为0,演化结束时间为100。数组1:E2=0.7,E3=0.9,E4=0.5,E5=0.3,C1=0.5,C2=0.3,C3=0.6,C4=0.25,C5=0.4,S1=0.15,S2=0.15,G1=0.1,G2=0.18,Q=0.6,Q=0.6,C=1.3,m=0.5,α=1.6,θ=0.5,μ1=0.6,μ2=0.4,ΔC=0.3,满足情形1中的条件。令x=y=z=0.3,x=y=z=0.5,x=y=z=0.7,得到初始参与意愿对数字化转型策略的影响(图5)。仿真结果表明,在三种不同的初始状态下,演化策略总体上保持为(转型、参与,不协助),在初始概率低时,政府参与的意愿趋势大于制造企业转型的趋势,随着初始概率的增大,制造企业转型的意愿强度超过政府参与的意愿强度。同时,在x=y=0.7时,政府的参与概率呈现先下降后上升,这是因为服务平台的初始协助意愿在持续增大,政府参与会对服务平台给予奖励,并考虑到服务平台不协助可以获得对服务平台的惩罚收益,所以在服务平台协助意愿逐渐降低之时,政府参与的意愿逐渐上升。在初始意愿高时,制造企业收敛于转型的趋势比低意愿时缓慢,一方面看到服务平台不断降低的协助意愿,制造企业的积极性受到影响,另一方面看到政府的参与意愿也变得缓慢,对制造企业起到一定的消极影响。

图5 多主体初始概率变化的影响

如图6所示,在数字化能力系数较低时,制造企业的转型概率为0,尽管演化至结束服务平台的意愿较大也未能改变制造企业的意愿,随着数字化能力系数的逐渐增大,制造企业最终会选择转型,即制造企业发现转型后的总收益超过不转型的总收益,当服务平台发现制造企业选择不转型时,其协助的意愿增大,当发现制造企业选择转型时,其协助的意愿因较大协同成本而降低,尽管政府参与会降低一定的协同成本也不足以弥补服务平台的损失。由图7的演化过程可知随着政府的参与收益不断增大,政府更快地收敛至参与策略,并且服务平台收敛于不协助意愿逐渐缓慢,演化时间至100才完全达到0,服务平台的策略选择既会考虑付出的成本又会考虑能得到奖励,不断增大的政府收益对制造企业的转型选择具有微弱的积极作用。

图6 数字化能力系数的影响

图7 政府参与收益的影响

4.2 情形2仿真分析

数组2:E2=0.7,E3=0.9,E4=0.5,E5=0.3,C1=0.5,C2=0.3,C3=0.6,C4=0.25,C5=0.4,S1=0.15,S2=0.15,G1=0.1,G2=0.18,Q=1.2,C=0.9,m=0.5,α=1.6,θ=0.8,μ1=0.5,μ2=0.5,ΔC=0.3,满足情形2中的条件。令x=y=z=0.4,x=y=z=0.5,x=y=z=0.6,得到初始参与意愿对数字化转型策略的影响(图8)。仿真结果表明初始概率的增加,会加速制造企业和服务平台的收敛速度,对政府的策略选择影响不大,因为也将政府纳入利益方,政府在选择是否参与时会考虑到付出成本以及需要给予制造企业补贴和服务平台奖励,所以政府参与会付出一定的损失,另外,制造企业的意愿强度略超过服务平台的意愿强度,这是因为制造企业看到了选择数字化转型获得的基础收益以及服务平台协助时产生的协同收益大于付出的基础成本和协同成本,因此,尽管没有政府的鼓励和支持,制造企业和服务平台也仍然积极协同合作。

图8 情形2时初始概率的变化对多主体的影响

根据图9的仿真结果,制造企业的转型成本对行为策略的选择影响巨大,高成本时制造企业在演化时间为30的时候,转型意愿达到最低,同时政府最终达到不参与意愿最低;低成本时制造企业在演化时间为20的时候,转型意愿达到最高。如图10所示,随着协同成本的增大,制造企业达到转型意愿的时间延长,收敛速度较慢,服务平台起初选择协助,在演化过程中,意愿时强时弱,可以看出政府的策略选择也存在同样的趋势。

图9 制造企业转型成本的影响

图10 协同成本的影响

根据图11的结果,协同收益的增大对制造企业和服务平台具有正向拉动作用,二者更快地达到稳定,由于协同收益是制造企业和服务平台双方合作时产生的收益,并基于相同的比例进行分配,故对政府来说影响微弱,但政府的演化过程受到制造企业和服务平台的影响,在Q=0.8时,政府参与的意愿存在波动。

图11 协同收益的影响

4.3 情形3仿真分析

数组3:E2=0.95,E3=0.9,E4=0.5,E5=0.3,C1=0.5,C2=0.3,C3=0.6,C4=0.25,C5=0.4,S1=0.15,S2=0.15,G1=0.1,G2=0.18,Q=1.2,C=1.3,m=0.5,α=1.6,θ=0.5,μ1=0.5,μ2=0.5,ΔC=0.2,满足情形3中的条件。图12所示,当政府参与时协同成本的减少量为0时,服务平台意愿虽有浮动但保持较低的意愿,制造企业在演化过程快结束时才能达到稳定,当减少量增大时,制造企业和服务平台都能较快地演化至1的状态,可以发现,服务平台对这一因素更为敏感。由图13可知,当制造企业的转型收益大于付出的成本,即使在信任度较低的情况下,也会选择数字化转型,但收敛至稳定的时间很长,制造企业在权衡收益和自我保护之间会选择收益,可见制造企业对收益更为重视,反观服务平台,在弱信任度时会存在极低不协助的意愿,协同合作是两方的共同意愿,其中一方的不信任都会影响合作的稳定性,随着信任度的增加,两者之间的稳定意愿都会逐渐增强,拉动彼此之间的协同合作。在制造企业转型收益大于成本的情况下,服务平台对信任度这一因素更为敏感。

图12 政府参与时协同成本减少量的影响

图13 信任度的影响

如图14所示,政府的补贴对制造企业具有促进效果,对服务平台和政府自身有抑制作用,政府加大补贴力度,会增大政府的负担,付出更多的成本,政府也是利益主体的一方,所以会导致政府的参与意愿降低,制造企业和服务平台协同合作过程中,政府单方面只增加对制造企业的补贴,会影响服务平台协助的积极性,使其降低,但考虑到仍然是有利益可得,所以服务平台最终演化至协助策略。同理,图15与图14具有相似性,不再重述。

图14 政府对制造企业的补贴的影响

图15 政府对服务平台的奖励的影响

由图16的演化结果可知,该因素对制造企业转型具有正向作用,随着服务平台协助时对制造企业潜在损失的不断加大,制造企业开始更快地选择数字化转型策略,不实施转型策略可能会降低制造企业在市场的竞争力,使其用户对其依赖性降低,产品和服务不被认可等消极影响,由此造成的一部分损失;然而,这些损失增大,会使得服务平台的协助意愿略有降低,可能是意识到不需要更主动地协助制造企业,制造企业也会积极寻求服务平台的帮助,最终达到制造企业选择数字化转型,服务平台选择协助的稳定策略,由于这一因素对政府的利益相关性很小,所以对政府的策略选择影响甚微。

图16 服务平台协助时对制造企业潜在损失的影响

5 结语

本文针对我国制造企业在经济发展中不可避免的数字化转型问题,构建了制造企业、政府和服务平台三方演化博弈模型,求解出模型的均衡点并对每个均衡点进行逐一分析,最后使用Matlab软件对其仿真模拟,分析各参数变化对演化系统的影响,探究影响演化系统达到理想状态的相关因素和内在机理,结果表明:①影响制造企业进行数字化转型的主要因素有转型成本、数字化能力系数、政府对制造企业转型的补贴及协同收益。如果在一定的信任度水平下,制造企业转型后的总收益与成本之差大于不转型的收益和总付出成本之差,企业具有较高的转型意愿,如果企业转型所付出的成本过高,从上述数值仿真的结果可以看出,企业转型意愿收敛于0的速度很快,演化系统处于不良的状态且难以改变;②政府是否参与很大程度上取决于政府参与的收益和参与后对企业和平台付出的补贴、奖励,如果政府参与收益与成本之差小于不参与的收益与所付出的政策奖励之和,那么政府的参与意愿也处于低水平状态;③服务平台是否协助主要取决于在一定比例下的协同收益、协同成本、信任度和政府给予的奖励,如果服务平台协助获得的补贴与协同收益之和大于一定比例下付出的协同成本,服务平台会积极协助制造企业转型。

对促进制造企业采取数字化转型提出如下建议。

首先,企业要认识到转型带来的益处,清楚数字化转型战略对企业的发展过程中起到的积极作用,增强数字化转型意识,与服务平台积极合作和交流,打破存在的不信任问题及企业自我保护的固有想法,实现资源的共享和改善产业协同水平较低的现状,实现企业的需求与平台的供给相符合。企业还应对数字化转型结果具备清晰的预测,即实现更高的价值创造。同时积极响应政府的号召和政策,让用户对其产生信任感并增大购买企业的产品和服务的意愿。

其次,政府作为公共服务机构在制造企业和服务平台的协同合作中,不应该只考虑自身的收益和付出的成本,政府是统筹规划的推动者,更应注重在宏观层面的调控,落实对制造企业和服务平台的奖惩情况,切实维护好双方的利益,为制造企业数字化转型注入动力,并保持合作过程中的稳定性,避免合作中断阻碍双方的发展。政府考虑参与后能取得一定的社会效益,可以配套相应的政策,针对数字化转型的制造企业减少收税,鼓励融资租赁和贷款贴息等方式提高制造企业数字化转型的积极性。在此过程中,政府还应该积极部署新一代信息基础设施,推进5G与大数据、人工智能的深度融合,并对企业展示数字技术的应用情况和强大优势。

最后,服务平台需要努力实现技术创新,提供数字化技术的同时完善相应的服务,并不断开发新的信息技术建设体系,搭建工业互联网平台为众多企业和各行各业赋能,对协助的企业提供长期的技术支持和更新迭代技术,解决企业数字化基础薄弱的问题,对企业员工进行数字培训。同时减少企业转型的成本而促使企业愿意采取数字化转型,紧跟政府提出的“政府补一点,企业出一点,平台让一点”的发展思路,携手企业加快数字化转型步伐。

本文的博弈机制设定还较为简单,策略上也存在一定的简化空间,未考虑服务平台与企业的合作中存在的互相制约因素以及平台对企业实施数字化转型后企业的是否能够取得满意的收益效果,也未考虑转型成功后对消费者的影响。因此,引入消费者的反馈和探究平台与企业的合作关系是未来可以研究的方向之一,此外,也可以运用案例研究方法对数字化转型的制造企业进行分析。