基于多主体博弈的协同创新中心收益策略研究

徐占东，梅 强，陈文娟，周巧梅

（1.江苏大学 管理学院，江苏 镇江 212013；2.共青团江苏省委，南京 210013）

0 引言

协同创新旨在突破创新主体间的体制壁垒与藩篱，实现“人才、资本、信息、技术、资金、成果”等创新要素在协同体内自由流动、有效汇聚、深度融合和共享共用。协同学理论科学阐述了协同创新体间相互影响、共生依存的依存关系。高校、院所和行业企业是协同创新中心的重要主体推动力量[1]，各主体相互制衡、共生共荣，具备协同创新的有利条件[2]。演化博弈理论重在强调多方主体在动态变化的环境中相互作用、和谐共生的均衡状态，实现多方协同合作的利益最大化[3]。因而，通过高校、院所和行业企业全方位、全过程的深度协同创新进而实现协同增效正是协同创新中心建设和发展的出发点和落脚点[4]。

在多方协同创新过程中，本文首先确定多方主体共同创新的领域、方向和具体目标；进而，对协同创新中心单位、人员、研究方向、研究任务、研究成果等进行定位，确定各方投入的创新资源力度和时限；最后，构建协同增效的动态化绩效评价机制，激发各单位和各方科技人员的积极性、主动性和原始创造性，以此形成多方资源投入和创新成果产出的动态平衡与稳定，实现协同增效的最佳状态。

1 校院所企协同创新演化模型构建

1.1 模型的基本假设

（1）博弈方分别为牵头高校、协同企业和协同校院所，各方均具有有限理性，目标是深入推动协同创新，实现协同增效，追求各自利益最大化；将协同体中牵头高校、协同校院所企的行为策略集合设置为｛协同，不协同｝。

牵头高校积极履行作为牵头的作用和职责，投入人、财、物等创新资源，并采取积极的协同创新激励政策措施，激发校内外科技人员的创新细胞活力，即牵头高校的策略空间为A｛协同A1，不协同A2｝。

协同企业会因为在牵头高校的创新集聚下，对中心科研创新方向、科研创新团队、科研成果有着较强的吸引力，进而会向牵头高校投入资金、人力和试验示范平台的资源支撑。另外，可能也会因为协同创新中心无法解决企业部分急需和难题，进而很难实现企业需求和协同创新中心科研人员的有效对接，即协同企业的策略空间集为B｛协同B1，不协同B2｝。

协同校院所和高校具有同质性，会在牵头高校良好的政策激励下积极引导科研人员参与协同创新，也会投入基础设施、科研平台等载体服务于协同创新。此外，还会采取不积极主动的创新态度，使得被协同处于无效状态，即协同校院所的策略空间为C｛协同C1，不协同C2｝。

（2）根据牵头高校和协同企业、牵头高校和协同校院所在不同组合策略情境下的收益和成本，设定有关参数及其含义（见下页表1所示）。

（3）博弈是一个非对称博弈。在博弈的初始时间，选择协同创新策略的牵头高校比例为x，选择不协同创新的牵头高校比例为（1-x）；协同企业群体中，采取协同创新策略的比例为y，不参与协同创新的比例为（1-y）；协同校院所群体中，采取协同创新策略的协同校院所比例为z，不参与协同创新的协同校院所比例为（1-z）。其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。

表1 有关参数及其含义

根据以上假设以及牵头高校和协同企业、牵头高校和协同校院所双方策略的依存性，应用博弈矩阵建立协同创新演化博弈模型，见表2和表3所示。

表2 校企协同支付矩阵

表3 校院所协同支付矩阵

根据表2内容，做如下解释：

①当牵头高校和协同企业均选择不协同创新策略时，双方分别得到的收益为R1和R2。牵头高校不协同效益R1，即企业不会给高校带来行业真正的需求、资金以及试验示范基地支持等效益。企业不协同效益R2，即牵头高校不会给企业带来有效的产业推广成果、科技人才等。

②当协同创新中心的牵头高校和协同企业等多个主体全部选择协同合作方式时，博弈方都必须承担协同合作所付出的成本，成本分别为C1，C2表示；双方选择协同创新获得的超出彼此正常效益外的额外效益分别为H1和H2，H1-C1＞0，H2-C2＞0。

牵头高校协同创新成本C1，主要是牵头高校提供的科技人才、创新平台、论文、专利、知识产权等成果。企业协同付出成本C2，主要是协同企业提供的资金、试验示范基地、企业人员、企业需求等，且C1-C2＞0。

牵头高校和协同企业均参与协同创新的效益增量体现在：牵头高校超额效益H1即吸纳协同企业提供的研发资金、示范基地、市场需求信息等创新资源，协同企业超额效益H2即吸纳牵头高校的优秀创新创业人才、创新思想、科研成果等创新资源和所产生的效益，且H2-H1＞0。

③当牵头高校选择协同策略，协同企业选择不协同时，牵头高校仍承担的成本为C1，此时，对于协同企业，除了赢得收益R2以外，还会从牵头高校创造的创新成果中获得机会收益V，V＜H2。企业获得机会效益V表示企业从高校提供的科研人员、科研成果、创新服务等便利资源中获得收益。

④协同体企业选择协同合作策略，牵头高校选择非协同合作策略，此时，协同企业仍须承担成本C2，而牵头高校除了获得R1以外，还会从协同企业的创新活动中获取机会收益M，且M＜H1。牵头高校机会效益M即协同企业提供的资金、示范的基地、市场需求信息、产业技术创新实践方案和市场资源等。

根据以上分析，由表3内容分析得到：

当牵头高校和协同校院所均选择协同创新策略时，博弈双方需要支付的协同创新合作成本分别为C1，C3；双方选择协同创新获得的额外效益分别为H1，H3，H1-C1＞0，H3-C3＞0。

牵头高校协同成本C1，主要是高校提供的科技人才、创新平台、论文、专利、知识产权等成果。协同校院所协同成本C3，主要是科技人员、科研平台、研究生协同培养指标、技术成果等。

牵头高校和协同校院所均参与协同的超额收益体现在：牵头高校超额效益H3是吸纳协同校院所提供的协同科研成果、科技人才、研究生培养指标、创新平台等资源，协同校院所超额效益H4即协同校院所获得牵头高校提供的研究经费、绩效奖励、协同科研成果、产业化成果等效益。

协同校院所获得机会效益L即获得牵头高校提供的资金、科研成果、创新服务等资源。P为牵头高校获得协同校院所的收益。

当牵头高校和协同校院所均选择不协同策略时，双方分别得到的效益为R1和R3。

1.2 模型的复制动态方程

（1）牵头高校和协同企业间模型的动态方程

根据上述博弈关系，牵头高校采取协同和不协同策略的期望收益U1、U2以及牵头高校的平均收益额分别为：

由此得到牵头高校的复制动态微分方程为：

同理，得到协同企业采取协同创新策略的复制动态微分方程：

（2）牵头高校和协同校院所间模型的动态方程

牵头高校采取协同策略的期望收益为：

牵头高校采取不协同策略的期望收益为：

牵头高校的平均收益为：=xV1+(1-x)V2

由此得到牵头高校的复制动态微分方程为：

同理，得到协同校院所采取协同策略的复制动态微分方程：

1.3 模型均衡点分析

校企协同创新演化博弈模型的平衡与稳定可应用雅可比矩阵分析得到：

同理，牵头高校和协同校院所协同创新演化博弈模型的平衡性与稳定性方程：

由此，应用雅可比矩阵计算本文模型的均衡点为（0，0），（1，0），（0，1），（1，1）以及 (x0，y0)和 (x0，z0)等10个点的局部稳定性，结果见表4和表5所示。

表4 牵头高校和协同企业博弈模型平衡点局部稳定分析

表5 牵头高校和协同校院所博弈模型平衡点局部稳定分析

由表4和表5可知，具有演化博弈的稳定策略（ESS）的点有（0，0），（1，1）；（1，1）即牵头高校和协同企业、牵头高校和协同校院所均参与协同创新，双方间的协同创新行为可通过有关参数进行调节，并通过激励机制进行牵引。

（1，0），（0，1）均为不稳定平衡点。 (x0，y0)和 (x0，z0)为博弈模型演化的鞍点，，可调节参数设置进而实现博弈方利益最大化。具体如下，当H1、H2、H3、H4等收益变大时，说明博弈方均付出了相应的协同创新成本。当C1、C2、C3某一方协同支付成本加大时会造成此方资源投入的浪费；当C1、C2、C3某一方协同支付成本减小时，博弈模型向利益最大均衡点靠近的概率大幅提高；

当M和P加大，高校收益提高但是协同企业和协同校院所收益却减少，只有当M、V、L和P四大参数投入达到系统稳定状态，系统整体收益才实现最大化，协同体各方收益此时达到最高点。

2 演化模型数值实验及其结果分析

2.1 牵头高校和协同企业间模型数值仿真分析

根据牵头高校和协同企业间的模型假设及动态方程分析，应用Matlab软件进行仿真实验。相关参数数值确定为：R1=0.6，R2=0.4，H1=5，H2=8，C1=3，C2=2，V=2，M=1.5。分别见图1。

图1牵头高校和协同企业初始策略对演化结果影响

（1）初始策略比例变化结果。仿真结果见图1(a)，x0表示牵头高校协同创新的初始比例，y0表示协同企业协同创新的初始比例。当y0减小时，协同创新演化博弈系统收敛于理想状态的概率逐步减小；当y0增加时，协同演化系统收敛至理想模式的概率逐步提高。从图1(a)和图1(b)可以看出，协同体系统收敛速度与各方初始策略投入比例紧密相关，且该比例达到平衡速度与协同系统收敛速度正相关。

（2）超额收益变化对演化结果的影响。以协同企业协同创新超额收益H2的变化为例进行说明，如图2所示，在其他参数都不变的情况下，提高H2将有利于协同创新系统向良性轨道演化，最终收敛到均衡状态的时间越短。由此可见，协同企业从牵头高校处获得的超额收益越多，越会选择协同策略。

图2协同企业超额收益H2对演化结果的影响

2.2 牵头高校和协同校院所间模型数值仿真分析

根据上文模型假设及分析，应用Matlab对牵头高校及协同院校所等主体进行数值仿真分析。参数取值分别为：R1=0.5，R3=0.5，H1=9，H3=8，C1=4，C3=3，L=3，P=2。分别见下页图3和图4。

图3牵头高校和协同校院所初始策略对演化结果的影响

图4协同校院所机会收益L对演化结果的影响

（1）系统初始策略演化结果。仿真图见图3，x0表示牵头高校协同创新的初始比例，z0表示协同校院所协同创新的初始比例。当x0越小时，系统收敛于理想模式的概率越小；当x0较大时，牵头高校和协同校院所协同创新系统收敛至理想模式的概率增加。协同体整体收益收敛时间与各方初始策略选择和投入比例呈现正相关。

（2）协同校院所获得机会效益L的变化对演化结果的影响。如图4所示，当仅仅增加协同校院所机会效益时将不利于协同体系统向稳定状态演进，即机会收益越大，越不会选择协同。可见牵头高校和院所双方的积极、主动协同和切实的资源投入将实现双方收益最大化。其他参数变化对各方协同增效演化结果的影响可按上述方法进行逐一进行仿真实验模拟。

3 结论与建议

实现更高水平的协同创新增效是协同创新中心建设的根本任务，如何激发协同体单位参与主体尤其是协同高校、院所和企业的积极性是协同创新的难点。本文数值仿真结果显示，要促使协同高校、院所和企业积极主动投入至协同创新中，需要高校、院所和企业协同互动，以行业需求和企业需求为牵引，充分整合高校、院所的人才资源，实现企业需求、科技人才、成果共享、体制机制等因素的有效链接，这已成为新阶段多方主体协同创新系统向协同增效方向演化的重要策略，主要协同举措有：

（1）强化牵头高校和行业企业深度协同

科技人才和科研成果是高校的优势所在，熟悉并拥有产业和市场是行业企业优势所在。如何实现企业需求和高校人才与成果的对接，是双方协同创新的关键所在。对此，一是要找准协同创新的增长点，要确为企业急需，又要高校可为。双方以行业和协同企业需求为切入点，共同设立校企研发项目，协同中心作为枢纽部分，要充分整合协同体多个高校、院所的科技与人才资源，组建项目首席科学家和团队骨干力量，推进科研协同攻关。此外，企业要积极投入研发攻关资本，为项目实施提供试验示范、市场准入等便利。二是构建好双方协同攻关利益保障机制。要共建成果共享机制，凡是合作产生的专利、论文、产权等成果有项目组成员共享，贡献按照人员投入和产出进行分割，对科技人员的原始创造力和对科研成果予以奖励。此外，还要构建成果转移转化机制，项目组产生的成果优先向协同企业转移转化，收益由项目组成员的成果贡献进行分享。

（2）强化牵头高校和院所深度协同

高校和院所均是知识创新的源地，如何激发协同高校和院所及其科研人员的积极性是协同创新的关键所在。对此，一是发挥政策红利牵引效应，协同创新中心对协同高校和院所的科研人员协同取得的专利、论文等成果给予绩效奖励，最大限度鼓励知识、思想等创新要素在协同体内快速流动，以此打破不同单位间的成果流动受限的壁垒，实现协同增效。二是发挥高校、院所国际影响力。牵头高校和协同高校、院所要共同推动国际协同，建设国际协同培养平台，依托协同体现有的国家、省部重点实验室、产业技术研究院等载体，同国外同行校所建立联合研究所等高端创新平台，同美国、日本等发达国家共建研究生协同培养机制，确立协同攻关项目，组建大协同攻关团队，增强跨文化、跨地区的科学研究视野，提升协同创新的国际影响力和国际水平。