产业集群中创新行为主体知识共享策略的演化博弈分析

顼玉卿，薛会生

（1.石家庄经济学院管理科学与工程学院，河北石家庄 050031；2.唐山市燃气集团有限公司，河北唐山 063000）

1 问题提出与文献回顾

随着知识经济时代的到来，企业已经意识到知识资源在企业创新中的地位越来越重要，企业的创新活动不仅需要内部资源，更需要合作伙伴的共享性资源。借助产业集群这一特殊的创新网络，企业与高校、科研机构、服务机构以及政府之间可以通过合作研发、生产协作、技术交流或其他方式来实现知识共享，把各自的知识融合为集群整体的知识，各自的优势也变为集群整体的优势。JENIFER 指出知识共享与创新绩效之间存在一定关系，企业进行知识共享会获得更好的绩效［1］。但是产业集群中各创新行为主体间的关系是松散的，不存在严格契约关系，知识共享具有自愿性和非正式性的特点，所以彼此之间的信任程度不高，知识共享的效率较低。因此，从参与知识共享的创新行为主体角度来分析产业集群的知识共享策略，对提高集群中创新行为主体的知识共享效率具有重要的意义。

国内外一些学者对于产业集群中知识共享问题取得了一定成果，主要表现在产业集群知识共享的影响因素［2－3］、知识共享过程与共享机理［4－5］、知识共享与创新系统以及创新绩效的关系［6－8］等方面，尤其是近年来通过博弈理论分析产业集群中企业知识共享、合作创新等方面取得了一定进展。例如：李煜华等运用演化博弈理论，从参数变化的角度指出影响创意产业集群内部知识共享的因素有创新行为主体间知识共享预期收益系数、风险系数和创新行为主体的知识资源占用水平［9］。阮国祥等将创新网络成员的知识共享策略分为“共享”、“不共享”和“回敬”3类，并对不同策略下知识共享进行演化博弈仿真分析［10］。周旻和郑亚丽探讨了在合作双方地位平等的情况下，基于演化博弈的产业集群合作创新及知识共享问题［11－12］。尽管以上研究对产业集群中企业知识共享问题进行了有意义的探索，但是多数研究是从企业的角度出发，研究企业与企业之间知识共享的博弈，很少探讨企业以外的高校与科研机构、政府部门的行为与作用。由于协同创新在集群创新活动中的作用越来越明显，高校、科研机构的创新资源和创新能力，政府在集群中的服务功能［13］在整个创新过程中的作用也越来越凸现出来。笔者将在前人研究的基础上，运用演化博弈理论，探讨产业集群中企业、高校与科研机构、政府等创新行为主体间的知识共享问题。

2 产业集群中创新行为主体的知识共享内涵

结合以往学者的研究成果，笔者认为产业集群的创新系统是指以专业化分工与协作为基础的同行业产业或相关产业的企业为核心创新主体，以高校、科研机构、服务机构及政府等为协同创新主体，以市场需求为导向，以创新主体间的信任为基础，以创新环境为支撑，通过彼此间的知识资源共享和深度合作，来实现创新产出的开放式的创新网络。产业集群创新体系如图1所示。

图1 产业集群创新体系Fig.1 Innovation system of industrial cluster

产业集群创新系统强调创新行为主体间的知识共享与协同作用。第一，产业集群的创新系统是由企业、高校、科研机构、中介服务机构、政府等共同构成的有机整体，是一个受外界环境影响的开放系统；第二，企业仍然是产业集群创新系统中核心的行为主体，高校、科研机构作为协同创新源泉，为产业集群中的企业提供人才培养、知识共享和技术合作，三者构成产业集群创新系统的创新行为主体；第三，产业集群创新系统不是各创新要素的简单累加，是依靠知识共享机制、信任机制、法规机制和监督机制等约束而整合在一起的创新网络。

产业集群的知识共享过程要通过政府的政策引导与支持，中介机构的专业服务以及市场需求信息的获取，充分调动集群中的企业、高校及科研机构等各创新行为主体间进行深度合作的积极性与创造性，实现整个产业集群中的知识传播与共享、吸收与利用，最终实现知识创新。

3 产业集群中创新行为主体的知识共享演化博弈模型

3.1 模型的描述与基本假设

产业集群创新网络中各创新行为主体之间的关系是灵活的和非正式的，彼此知识的共享需要付出成本，具有一定的不确定性，所以知识共享并不是一成不变的，而是各创新行为主体间反复博弈、不断渐变演化的过程。所以，利用演化博弈理论分析企业、高校、科研机构、政府部门在知识共享中的策略选择是很适合的。演化博弈理论是基于博弈双方有限理性的条件下，博弈方进行反复博弈，趋于某个演进稳定战略（evolutionary stable strategy，ESS）［14］，即一个群体抵抗其他变异策略入侵的一种稳定状态，也就是说博弈方在博弈过程中最终达到了一种动态平衡。

假设1 在产业集群中知识共享的创新行为主体只考虑企业、高校、科研机构和政府部门。企业是核心创新主体，简称核心主体，高校与科研机构是协同创新主体，简称协同主体，双方的策略集合都为｛知识共享，知识不共享｝；政府作为一个群体，属于监管部门，策略集合为｛实施监管，不实施监管｝。

假设2 在产业集群中，核心主体中选择知识共享策略的比例为X，选择知识不共享策略的比例为1－X；高校与科研机构群体中选择知识共享策略的比例为Y，选择知识不共享策略的比例为1－Y；政府选择监管策略的比例为P，选择不监管策略的比例为1－P。

假设3πe，πu表示核心主体、协同主体不采取知识共享策略的正常收益；ae，au表示核心主体、协同主体在共享策略中的共享知识资源水平；ve，vu表示核心主体、协同主体的知识共享收益系数，与核心主体、协同主体的研发创新能力相关；ce，cu为核心主体、协同主体采取知识共享的风险系数或成本系数；re，ru为核心主体、协同主体选择知识共享策略时获取政府财政支持的收益系数；fe，fu为在政府监管条件下，核心主体、协同主体选择知识不共享策略时获取的惩罚系数；政府监管部门因为核心主体、协同主体2个群体知识共享提高集群创新能力所获得的收益为ΔS，若只有一个群体选择知识共享，收益为ΔS′，选择监管策略所付出的成本为G0。

假设4auve，aevu为核心主体、协同主体博弈双方采取知识共享策略的超额收益；aece，aucu为核心主体、协同主体采取知识共享策略付出的成本；aere，auru为核心主体、协同主体采取知识共享策略时政府的财政支持；aefe，aufu为核心主体、协同主体采取知识不共享策略时受到政府惩罚的成本。

根据以上假设，核心主体、协同主体和政府部门三方的支付矩阵如表1所示。

表1 核心主体、协同主体和政府部门三方的支付矩阵Tab.1 Payoff matrix of core subject，collaborative subject and government departments

3.2 知识共享演化博弈模型的建立

3.2.1 政府实施监管策略

假设在监管条件下，核心主体、协同主体的收益为Ee和Eu。

核心主体选择知识共享策略的收益为

核心主体选择知识不共享策略的收益为

在政府监管条件下，核心主体的平均收益为

同理，协同主体在政府监管条件下的平均收益为

构造核心主体、协同主体2个群体的复制动态方程为核心主体、协同主体在政府监管条件下的知识共享演化过程可由复制动态方程组（式（5））来描述。复制动态是指某一特定策略在一个群体中被采用的频度或频数的动态微分方程［15］。 在复制动态方程组中，当为0，即X＝0，1 或Y＝（aece－aereaefe）／auve时，产品集群内核心主体中选择知识共享策略的比例是稳定的；当为0时，即Y＝0，1或X＝（aucu－auru－aufu）／aevu时，产业集群内的协同主体采取知识共享策略的比例是稳定的。所以，系统在平面S＝｛（X，Y）；0≤X≤1，0≤Y≤1｝的局部均衡点一共有5 个，分别是O（0，0），A（1，0），B（1，1），C（0，1）以及D（X＊，Y＊），其中X＊＝（aucuauru－aufu）／aevu，Y＊＝（aece－aere－aefe）／auve。

3.2.2 政府不实施监管策略

假设在不监管条件下，核心主体、协同主体的收益为E′e和E′u。

根据以上的分析，可知在政府不监管条件下，核心主体的平均收益为

同理，协同主体在政府不监管条件下的平均收益为

分别构造核心主体、协同主体2个群体的复制动态方程，见式（8）。

4 产业集群中创新行为主体知识共享动态演化过程

4.1 演化过程的稳定性分析

由于政府对产业集群的发展起引导监督的作用，对产业集群创新网络的建设和创新能力的提高具有一定的推动作用，所以在这里仅探讨在政府监管条件下的核心主体、协同主体的知识共享策略的动态演化过程。

产业集群中核心主体、协同主体2个群体均衡点的稳定性可通过系统的雅克比矩阵的局部稳定性分析得到。根据局部稳定性方法，对以上复制动态方程组（式（5））组成的系统的雅克比矩阵为

假设一般情况下，在政府监管条件下，核心主体、协同主体都采取共享策略的总收益大于其总风险支出，即共享策略的超额收益、政府的政策支持与政府的惩罚之和大于其采取共享政策的风险成本支出，即auve＋aere＋aefe＞aece，aevu＋auru＋aufu＞aucu。对以上方程的稳定点的分析可知，该系统有5个局部平衡点，结果如表2所示。

表2 系统局部稳定结果分析Tab.2 Local stability analysis results of the system

图2描述核心主体、协同主体博弈的动态过程。图2a）表示集群中的核心主体、协同主体采取知识共享策略时的超额收益、政府的政策支持与惩罚的总和大于其支出成本的系统动态演化图。5个局部均衡点中，有2 个点O（0，0）和B（1，1）是稳定的ESS，即核心主体和协同主体博弈双方都选择“知识共享”策略和选择“知识不共享”策略。另外还有2个不稳定的均衡点A（1，0）和C（0，1），一个鞍点D（X＊，Y＊）。A（1，0），C（0，1）以及鞍点D（X＊，Y＊）连结成的折线为系统收敛于不同状态的临界线。如果系统初始状态在折线左下方（CDAO区域），将收敛于O（0，0），表示核心主体、协同主体都将采取“知识不共享”策略；如果在折线右上方（ADCB区域），将收敛于B（1，1），这代表核心主体、协同主体都将采取“知识共享”策略。

4.2 产业集群中创新行为主体知识共享策略分析

图2 系统动态演化图Fig.2 System dynamic evolution diagram

从系统的动态演化图（图2a））来看，在政府实施监管策略时，核心主体与协同主体的演化博弈结果可能是双方都选择“知识共享”战略，也可能是双方都选择“知识不共享”战略。究竟是什么结果，一方面取决于系统的创始状态，另一方面与博弈双方支付矩阵中参数的选择有关。首先，对于初始状态来说，如果一开始系统的初态在CDAO区域，最终则收敛于O（0，0），结果是博弈双方都选择“知识不共享”策略；如果一开始系统的初态在ADCB区域，最终将收敛于B（1，1），结果是博弈双方都选择“知识共享”策略。其次，对于博弈双方的交付矩阵来说，政府实施监管策略与不监管策略时，核心主体与协同主体选择共享策略的收益是不同的。在政府监管条件下，影响博弈双方知识共享策略的主要参数有双方的知识储备ae和au，收益系数ve和vu，采取知识共享的风险系数Ce和Cu，政府财政支持的收益系数re和ru以及惩罚系数fe和fu。由于参数不同，得到的复制动态方程也是不一样的，由此得到的鞍点D的值也是不同的。这样由于鞍点的位置不同而导致CDAO区域与ADCB区域的面积不同，即博弈双方选择“知识共享”战略与“知识不共享”战略的概率将发生变化。

图2b），c），d）表示集群中的核心主体、协同主体群体中有一方或两方在知识共享策略中的超额收益、政府的支持与惩罚之和小于其支出成本的系统动态演化图。从这3个图可以看出，无论系统初始状态在哪里，系统都将收敛于O（0，0）。这说明在集群中核心主体、协同主体中，任何一方在选择知识共享策略后如果总收益小于其成本，随着系统的动态演化都会选择“知识不共享”策略，说明选择“知识不共享”策略是其稳定的演化策略。

5 结论和建议

运用演化博弈理论，对产业集群中核心主体（企业）、协作主体（高校与科研机构）在协同创新过程中采取知识共享策略的博弈过程进行分析，并构建在政府监管条件下，博弈双方采取知识共享策略的演化模型。如果博弈双方在采取知识共享策略时，超额收益、政府的政策支持与惩罚的总和大于其支出成本，在长期演化过程中，选择知识共享将是稳定的演化策略，产业集群的协同创新也会沿着良好的轨迹发展。如果博弈双方任何一方采取知识共享策略时，总收益小于其成本支出，系统最终将演化为都采取“知识不共享”策略的局面，这将不利于企业创新能力的提高，也对集群协同发展带来障碍。

为了产业集群和企业的持续发展，集群中的企业要提高知识共享意识，强化其学习能力和知识吸收转化能力，降低知识资源共享成本，尝试与高校、科研机构建立良好信任机制和契约机制，促进彼此的沟通与合作，以此提高双方选择知识共享策略的概率。

作为产业集群的监管部门，政府应该营造良好的创新文化氛围，加强其监管机制，加强知识产权保护，建立完善的奖励与惩罚机制，对积极参与知识共享的企业、高校与科研机构要提高政策支持，对于不积极参与知识共享策略的企业、高校与科研机构要加大惩罚力度，以促进企业、高校与科研机构建立良好的知识共享机制，使产业集群沿着良性、健康的方向持续发展，提高产业集群的整体创新能力和竞争力。

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