企业参与开源创新的两阶段动态博弈分析

王学伟,束克东

(河南财经政法大学 经济学院,河南 郑州 450000)

随着互联网的不断普及和商业模式的升级,开源作为一种创新模式变得日益普及,开源创新的成果也走进人们的日常生活,例如Apache、智能手机操作系统Android、维基百科等等。开源创新模式虽然最早运用于软件领域,但现在已经被广泛应用于除硬件以外的几乎所有领域。“开源”已经成为一种思想和文化,从早期个人参与、社区参与、使用者参与到现在商业公司不断地加入,参与的主体越来越多。把研究的视角放在商业公司参与开源的竞争和合作行为上,分析商业公司参与软件开发的选择以及每种选择下所获得的收益,对商业公司参与软件开源创新的决策具有参考价值。

一、文献回顾与评述

随着开源活动的蓬勃发展,商业企业也纷纷加入开源项目,以降低成本,获得更高的收益。商业公司加入开源创新活动,往往更加偏重于追求物质利益[1],而不像大量自愿加入开源创新活动的个体参与者,他们更多从个人兴趣、爱好、创新乐趣、利他、同行认可、社交收益、信号激励等内在动机出发[2]。商业公司加入开源创新活动,动机也各不相同,既是为占有眼前的市场、获得需要的人才,也是为未来的收益等[3]。莫藤(Morten)等指出,商业公司加入开源运动主要是基于三个动机:通过开源社区对外开放、提高创新能力和降低生产成本[4]。也有学者构建动态模型,基于完全信息下信号激励对私人提供公共产品的激励作用及其影响。不管是商业企业还是个体参与者,都是在开源社区的管理下进行自发的创新活动。开源社区看似是一个松散的民主决策的机构,它的管理不仅依赖于内部的精英,还离不开开源基金会的引导[5]。艾哈迈德(Ahmad)对开源社区和企业管理结构进行比较分析,认为开源社区是不同于传统企业和市场的一种重要的文化现象和经济现象[6]。焦豪和杨季枫基于“动机—协作—绩效”分析框架,从共生型和共栖型视角下探究数字技术开源社区的治理机制[7]。“消费者参与创新已经不是新鲜事”[8]76,商业企业参与开源创新会极大地推动开源活动高质量发展。齐佳音等在对开源商业生态下大数据合作资产研究中指出,开源经济的创新逻辑包括民主化创新逻辑、领先用户逻辑、数字化协作逻辑和适应性创新逻辑[9]。随着个体参与者和商业企业积极主动加入开源创新活动中,开源创新背后的激励机制也引起学者们的广泛关注。开源创新激励机制是研究开源创新的核心问题,也是最复杂和需要进一步深入研究的问题。王钦和高山行基于开放知识披露的理论,运用多阶段博弈理论构造模型,研究了企业参与开源运动的商业动机和策略行为[10]。

综上,当前关于该主题的研究有所不足:对参与动机的研究比较深入,但对商业公司的参与动机定量分析较少。在研究分析影响商业企业参与开源项目动机的诸多因素中,在不同开源项目中很少定量分析各个因素影响大小或至少能够确立各个因素影响次序会显得比较重要。

二、商业企业加入开源创新项目的成本—收益分析

商业企业也是理性经济人,商业企业加入开源创新项目也遵循成本收益逻辑。

(一)商业企业加入开源创新项目的成本分析

第一,依赖于众多志愿者的低成本研发过程。开源创新模式的存在,意味着企业可以充分利用互联网虚拟社区的智力资源来进行创新研发活动,从而有效地节省自身的研发成本。随着企业加入开源创新项目,企业需要投入的研发设备、研发人员工资等成本就会大大减少。这对于本来研发资金不足和抗风险能力较弱的中小企业来说,既能够完成技术创新,又可以减少创新风险和成本。因此,加入开源创新项目可以有效地帮助企业节省研发成本,使得企业在充分利用开源社区资源的基础上获得高质量的创新成果。

第二,知识披露和溢出所带来的成本降低。传统商业公司之间的研发人员交流较少,甚至没有交流,严格保密自己所在公司的新技术。公司一旦有新技术就获取知识产权的保护,使得创新者独享创新收益。研发人员之间不仅仅是显性知识互通有无,而且极大促进隐性知识在不同公司之间扩散。开源创新模式使不同公司之间产生溢出效应,使每个公司研发成本都下降。开源社区的参与者的所有创新成果被他人无偿使用,也使得参与者之间存在竞争效应和溢出效应。

(二)商业企业加入开源创新项目的收益分析

目前很多商业企业加入开源模式,就是借助互联网的力量和众多研发者的贡献来获取更多竞争市场的信息和更高的利润。参与者即使不能立即获得直接的物质利益或者即时的经济回报,也必然获得大于其机会成本的非经济收益和未来各种收益。

第一,从参与开源创新中获得直接或间接收益。企业参与开源项目,不仅能直接有利于自己的创新,还可以分享其他参与者的创新,它的边际创新成本几乎为零。企业可以提供在开源创新成果基础上的增值性服务和互补性的硬件产品来间接地获得互补性盈利。虽然开源创新成果是共享的,但是这些企业却可以通过提供增值性服务和互补性的产品来赚取高额利润[11]。

第二,识别和培养所需要的人力资源。企业加入开源社区,除了获得大量志愿者对该项目创新的贡献从而提高自己产品或服务的质量外,还能发现优秀人才,并通过开源社区培养自己企业的人才[12]。很多企业参与开源创新项目是为了寻找更多的高素质技术创新人员来填补企业内部的空缺职位或者弥补企业的空白。贡献记录系统可以准确地反映出个人的创新活动和向社区贡献的具体开发成果,作为具有甄别各种类、各层次的人才能力的参与者企业便可以根据依据来准确定位自己所需要的创新人才,也可以更容易找到适合企业发展和创新的更高素质的人才[1]。

第三,赢得正面社会形象和促进企业之间合作。如同个人参与者关注声誉,企业在经营过程中也会非常注意自身的形象[1]。对开源成果贡献较大的企业在开源社区的大量用户群体中留下深刻印象,具有很好的广告效应。参与开源创新项目的企业向公众开放创新成果,在公众和其他同行业的研发者中树立了正面的形象,也为企业品牌和产品进行很好的推广。随着信息技术的不断升级和互联网的普及,信息交流的成本不断降低,合作型的创新模式变为可行,并且具有极高的效率[13]。参与到开源社区中的企业之间信息流通和共享前所未有,每家企业由于各种动机都想对社区做出贡献,从而获得其他企业的认可和合作邀请。社区企业合作不需要长时间对彼此能力和信誉进行考察,只要通过开源过程的表现记录就可以选择最适合的合作伙伴,且这种合作关系比较安全可靠且有利于企业的快速发展。

三、两企业加入开源创新项目的两阶段动态博弈模型

参与开源项目的商业企业需要根据收益成本之间的关系决定是否参与。参与开源的企业相互之间存在动态博弈过程,其他企业是否选择参与的行为对自身的支付函数会产生影响。

(一)模型变量与参数

企业最终是否选择开源,是加入还是“搭便车”,是共同合作研发还是高价购买大公司开发的软件使用权,涉及企业之间的动态博弈。本文分析两个企业参与开源创新的动态博弈情形,在一系列策略选择中,实现不同决策下加入开源项目的收益。

在企业决策中涉及的主要变量有以下几种。

研发项目成功概率(P1,P2):P1和P2分别视为一个企业和两个企业加入开源软件项目的开发成功概率,其中P2>P1。企业需要在一定时期内获得项目的使用权,超过一定时期会耽误产品的生产,视为研发项目失败。

加入开源项目的成本(C):企业加入开源项目后,就要参与创新,创新过程中付出时间、精力等成本;企业利用创新技术进行产品生产获得经济利润(R):企业不管是参与研发还是高价购买,只要使用创新技术,就能给企业带来利润;高价购买大公司的私人开发软件项目的使用(D):若是两个企业均不加入开源项目的开发,或者企业希望自己能搭便车,但是最终研发失败或者不符合使用标准等等;商业公司的其他利润(Q):加入开源项目的企业名誉的提高、知名度的增加为企业增加市场竞争力等,这为企业带来利润,但无法量化,Q暂定为一常数变量。当然也可以根据不同的企业制定为Qi来表示利润的大小,这一衡量仍根据企业的经济模式来确定具体的数值。如表1所列:

表1 变量含义

(二)模型的假设

为了能更简单地体现企业之间的动态博弈,排除一些影响不大的因素和与博弈模型无关的变量,现对模型做出下列假设。

假设1:只关注两个企业,且属于同行业公开竞争,创新技术是两个企业生产产品所必需的要素。其中两个企业的规模、风险承受程度以及经济模型等方面大致相同,可视为完全相同的两个企业。加入开源的两个企业,投入相同的人力、物力、财力等。企业所面临的风险程度在企业的承受能力范围以内,若超过风险承受能力,企业之间就不存在博弈。其中企业1先进行决策,企业2根据企业1的决策再进行决策,企业之间无信息的交流。

假设2:忽略个人志愿者对P1和P2的影响。企业参与开源创新项目开发的成功率不会随着个人志愿者加入而发生变化,在此,假设加入软件开发的个人志愿者的创新能力是固定的,且不会对P1、P2产生影响。换句话说无论哪一个企业加入开源,个人志愿者和企业研发成功的概率都是P1;两个企业同时加入开源,个人志愿者和企业研发成功的概率都是P2。

假设3:参与开源的企业如果是中小企业均不能单独自行开发软件项目,即没有足够的创新能力和人力及财力来单独完成所需要的创新技术开发,因此,自身获得创新知识产权的情况不存在。如果开源软件研发失败,或者没有商业公司加入开源软件研发,则两个企业只能选择从其他研发的大企业购买类似的创新软件使用权。开发失败的话,不仅需要付出研发成本,得不到创新所带来的相关利润,还需要付出高价购买相关软件的使用权。

假设4:投入资金和相关利润在短期内运转。这里的短期指的是从项目研发成功到企业再一次加入开发这一期间,不以时间的长短来衡量。因为企业从开源创新中获得相关利润所需要的时间较长,而且开源创新的项目在开发成功后仍需要不断完善。为了研究的简便,在模型中假设不存在物价上涨或者折现率的考虑,就以名义货币量为依据来进行研究。

(三)博弈模型分析

对于企业来说,想要生存和发展就必须不断引入新技术,但是企业的最终目的还是获取利润,因此企业之间的博弈也一定是基于利润最大化来展开。将企业之间的动态博弈模型表示为图1。

图1 博弈树

对图1所示的动态博弈模型解释如下。无论企业是否通过合作来完成创新技术的开发,都有两种选择:加入开源软件开发和拒绝加入开源软件开发。上述的各种情况都有可能发生且符合现实。

情形一:

(1)两个企业为防止开源软件开发失败而面临高价购买大公司创新技术的使用权,选择相互合作共同加入开源软件开发并且成功研发开源软件,每个企业可以获得R+D+Q-C的收益,包括开源软件为企业带来竞争性的收益,但是不计算创新技术研发的产品售卖过程中的差额利润。此时企业完成研发的成功概率为P2。

(2)同样是两个企业加入开发,但是由于技术人员或者资金不足,导致研发失败或者研发迟误,影响了对企业产品的生产和销售等,均视为研发失败。此时企业仍然需要向大公司购买创新技术的使用权来完成企业产品的生产和售卖,企业将会获得-C-D的收益(也就是损失加入开源创新的成本C和高价购买使用权D),这种情况的概率为1-P2。

情形二:

(1)当企业1认为加入开源创新软件开发后对自身企业的收益较大,在第一阶段选择加入开源创新软件的研发,此时研发成功的概率P1。企业2对于是否选择加入进行判定时可能因为想选择搭便车或者衡量加入开源创新项目开发的机会成本较高,而选择拒绝加入开源创新项目的开发。若只有企业1加入开源研发,成功研发概率P1。企业2可以满足开源创新的授权机制下,通过搭便车的方式享受开发项目的使用。企业1的收益是R+D+Q-C,而企业2的收益是R+D+Q。

(2)若企业1单独参加研发,由于创新人才或资金方面的不足,导致开源创新项目失败。企业1为了不影响产品的生产和销售,只能通过高价买入相关创新技术来使用,那么企业2也不能够免费享受开源创新的成果,企业1和企业2一样高价购买大公司的创新技术维持产品生产和销售。这种情况发生的概率是1-P1,此时企业1的收益是-C-D(损失开源创新项目投资额C和高价购买创新技术的使用权D),企业2的收益是-D。

情形三:

(1)如果企业1认为加入开源创新所要付出的资金不足以弥补自己的收益,或者有完全确定的信息知道企业2会参加开源创新项目的研发,企业1只需要等待创新技术研发成功,通过免费享受创新技术完成产品的生产即可。企业2不愿意高价购买大公司创新技术的使用权,认为开源创新项目的开发成功可能性大,为公司带来的期望收益也大于成本而选择研发。这种情况的概率也是P1,企业1通过搭便车的方式获取创新技术的使用,企业1的收益是R+D+Q,而企业2的收益是R+D+Q-C。

(2)企业2参与开源创新项目研发并失败,这种可能与情形二中的第(1)种是类似的。只不过企业的收益情况不同,发生的概率和企业的最终结果都是相同的。此时发生的概率仍是1-P1,企业1和企业2最终都通过高价购买大公司创新技术的使用权来弥补企业产品生产的不足。企业1的收益是-D,企业2的收益-C-D。

情形四:

企业1和企业2都不愿加入开源创新项目,或者认为单独研发成功可能性低,或者认为通过高价购买创新技术的使用权更有利于企业生产和销售。这种情况下的企业1和企业2的收益都是R-D。

在上述的动态博弈模型和四种情形的选择下,可以清楚地看出两个企业在各个阶段情况下进行决策之前,对于对方可能出现的行为选择都是完全清楚的,所以该博弈属于一个完美信息动态博弈。从图1也可以明显看出,无论最终的开源创新技术是否研发成功,该动态博弈模型主要存在如下两个阶段:第一阶段为企业1先决定是否选择加入开源创新项目的开发;第二阶段为企业2根据企业1的决断来决策是否选择加入开源创新项目的开发。

对于该完美信息动态博弈,现利用逆推归纳法从第二阶段开始倒推求解如下。

第二阶段子博弈求解:

首先看“企业1加入开源软件”下的企业2的选择,此时企业2如图1所示,不仅面临着加入或拒绝开源软件项目开发,还要综合研发成功和失败对自己所带来的收益和损失。如果企业2选择加入开源软件的开发,则创新项目研发成功,企业2可以获得R+D+Q-C的收益,失败可以获得-C-D的收益。如果企业2选择拒绝加入开源软件的开发,则创新项目研发成功时,企业2可以获得0的收益,失败则获得-D的收益。根据期望收益来比较,若P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D)>0×P1+(1-P1)×(-D)的条件满足,整理得:

P2×(R+2D+Q)+(P2-1)×C-P1×D>0

(1)

如果企业2预测拒绝加入开源软件开发的期望收益更高,那么企业2一定会拒绝加入开源软件开发。P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D)<0×P1+(1-P1)×(-D)的条件满足,整理得:

P2×(R+2D+Q)+(P2-1)×C-P1×D<0

(2)

其次,如果企业1拒绝加入开源软件项目的开发,企业2选择加入,则出现图1中的情形三,此时研发成功企业2可以获得R+D+Q-C的收益,若研发失败,可以获得-C-D的收益。若企业2选择拒绝加入开源软件的开发,则出现1情形四,开源软件的研发失败,那么企业2的收益为-D。同样,根据期望收益来进行比较,若P1×(R+D+Q-C)+(1-P1)×(-C-D)>-D×100%,整理得:

P1×(R+2D+Q)-C>0

(3)

如果企业2加入开源软件开发比拒绝的期望收益高,那么企业2一定会选择加入开源软件开发。反之,若P1×(R+D+Q-C)+(1-P1)×(-C-D)<-D×100%,整理得:

P1×(R+2D+Q)-C<0

(4)

当企业1做出拒绝加入开源软件的开发时,企业2直接向大公司购买相似的创新技术来完成企业产品的生产和销售。另外,通过上述结论来看,若企业2加入和拒绝开源软件开发的期望收益同样高,则根据企业2的风险偏好和承受能力来决定。在企业2所面临的风险在承受能力以内,若企业2属于风险偏好型企业,则选择加入开源创新项目的开发;若企业2属于风险规避型企业,则选择拒绝加入开源创新项目的开发;若企业2属于风险中立型公司,则任意选择加入或者拒绝都是一样的结果,公司的收益也是一样的。

第一阶段子博弈求解如下。

在第二阶段求解分析过程的基础上,求解第一阶段子博弈过程如下。由第二阶段求解可知,企业1了解到企业2满足的决策方程分别是(1)和(3),则说明无论企业1是否选择加入,企业2都会选择加入,此时企业1比较加入或者拒绝所获收益大小。加入可以获得的期望收益是P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D),而拒绝获得的收益是0×P1+(1-P1)×(-D),由满足的前提决策条件方程可以知道,企业1加入时所获得期望收益高于拒绝加入所获得期望收益。这种情况下的均衡解:企业1加入开源软件的开发,企业2加入开源软件的开发。若是企业1了解到企业2满足的决策方程分别是(2)和(4),则说明无论企业1是否选择加入,企业2都会选择拒绝加入开源软件的开发,同样企业1也是通过比较加入或者拒绝所获的收益大小。加入可以获得的期望收益是P1×(R+D+Q-C)+(1-P1)×(-C-D),而拒绝获得的收益是-D×100%。由满足的前提决策条件方程可以知道,企业1拒绝加入所获得期望收益高于加入时所获得期望收益。这种情况下的均衡解:企业1拒绝加入开源软件的开发,企业2拒绝开源软件的开发。

其次,还剩下如下的两种情况。

第一:企业2满足(1)和(4)的决策方程,企业2的选择是跟随企业1,企业1加入,则企业2就加入,企业1拒绝加入,企业2也就拒绝加入。企业1加入的期望收益为P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D),拒绝加入的收益是-D×100%。此时决策权在企业1的手中,企业2只能选择跟随企业1的决策。若是企业1判断P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D)>-D×100%,则选择加入。反之,若判断P2×(R+D+Q-C)+(1-P2)×(-C-D)<-D×100%,则选择拒绝加入。

第二:企业2满足(2)和(3)的决策方程,即表现为企业1选择加入,企业2选择拒绝加入,企业1选择拒绝加入,企业2选择加入。企业1选择加入的收益是P1×(R+D+Q-C)+(1-P1)×(-C-D),企业1选择拒绝加入的收益是0×P1+(1-P1)×(-D),同样企业1衡量这两种收益下的大小,企业2仍然是处于跟随者的角色来做出决策。在企业1选择加入下,企业2通过衡量企业1加入的前提下,只有选择拒绝才能获得最大收益。在企业1拒绝加入的情况下,企业2只有选择加入才能获得最大收益。这两种情况下,虽然企业2也实现了最大收益,但并不是整个模型下的最大收益。

如果满足上述条件,结论:当企业2的决策选择是固定不变时,企业1的选择也会让两个企业都能够获得动态博弈的最大收益。而当企业1发现企业2的决策选择是根据企业1的变化而变化时,这时候企业1仍然能够实现动态博弈下的最大收益,而企业2只能实现企业1行动下的最大收益,而并不能实现动态博弈下的最大收益。因此先行动的企业具有一定的优势。

(四)模型参数引申分析

引申1:企业规模和数量的改变。

若企业规模发生变化,那么每个企业加入开源运动对开源项目成功开发的概率有一定的影响。若是两个不同的企业,P1和P2的大小就会发生变化,且概率需要综合企业的人力、物力还有承担风险以及对于开源运动期望收益衡量后所愿意投入的资金和人力等方面来考虑。其中如果两个企业同时加入开源,资金的投入可以相加,但是对于人力和技术的投入可能是包含的关系,可能更大规模的企业投入的技术更加先进,投入人力的工作效率虽然不如两个企业甚至多个企业人力的工作效率,但随着人数增多,边际效率出现递减。随着投入人力增多到一定的程度,由于人力水平和所接触的技术程度、领域有所不同,所能够提高的开源项目的效率也会增加得越来越慢,因此,对于开源项目开发成功的概率随着企业的增加和规模的不断变化影响程度也会越来越不明显。

引申2:存在长期的开源项目开发。

实际利润收益需要根据物价和折现率进行求出,而不能通过简单的相加,不同时期获得不同的收益,每个时期的直接利润来源需要折合现值来估算企业的期望收益,以及对于开发失败所购买大公司的研发技术的资金都需要考虑折现率和物价水平的变化。

上述的引申还仍与动态博弈模型本质一致,只是在计算和估量某些重要的变量时会有一定的难度,计算时也有一定的理论依据。但是对于动态博弈所得的结论并没有太大的影响,主要是对于潜在开发者的影响,在短期内开发成本都比较低而且越早加入就为企业更早带来更高的收益。短期开发开源项目时,等待别人的开发结果是不明智的选择,而应该尽早加入开源项目的开发,参与开源项目的开发不仅能极大地提升项目的质量和效率,而且会大幅度减少开发项目成本。这一结论在长期并不满足,在长期存在一个时间点,在该时间点之前企业仍是越早加入收益越高,但是在此时间点之后,潜在的开发者选择搭便车收益较高。

四、研究结论与决策建议

基于企业对创新技术的需求,借助动态博弈的方法研究利益相关者的行为选择和决策问题(本文主要是企业作为参与者和受益者的角色存在)得出以下结论并提出了对应的决策建议。

(一)研究结论

企业数量假设为两个,分析不同情形下的概率和收益,通过风险投资下的期望收益来建立决策方程,将整个动态博弈模型分成两个阶段,通过逆推归纳法求解获得模型在不同的决策方程下的子博弈完美纳什均衡解。分析不同情况下的解得到结论:企业先决策者可以获得动态模型的最优解,后决定者虽然能在先决者下得到子博弈的最优解,可是并不一定是整个模型的最优解。此处说明对于企业选择是否加入开源创新项目的开发具有先动优势。

通过动态博弈模型的结论可以推测出,若是多个企业(这里的多个企业仍然要在企业资金、地位等方面基本相同,至少不是大小企业之分)同时对开源创新项目开发进行决策,应主动分析其他企业的决策,也可以通过自身的决策方程判断出来,并不需要一味地选择“搭便车”来完成产品的更新和生产。随着加入企业增多,创新技术的质量和效率都会大大地提高,可以吸引更多的消费者,企业的利润也会上升。企业应主动选择先行动,若此可以获得更大的收益,而避免最终选择高价购买大企业研发的私人创新技术的使用权,因为这一过程肯定会存在知识和技术创新的溢出效应。政府也应该大力支持企业加入开源创新项目,这不仅可以实现企业之间创新技术的更新和共享,也能促进市场上企业的快速发展和低风险低成本的技术开发,为发展较慢的行业提供优质的选择。

(二)决策建议

第一,企业是否选择加入开源创新项目的开发,可根据自身的风险承受能力、规模大小、资金能力、创新能力等决策。根据其他企业选择行为的判断,通过专业人士或机构帮助核算加入开源项目开发和拒绝加入开源项目开发分别的收益和成本,进行比较做出尽可能正确的选择。

第二,企业加入开源创新项目的研发具有先动优势,企业应该率先做出对自身有利的决定,而不是一味地选择“搭便车”来完成创新技术的引进。通过加入开源创新项目的开发,既能提高企业自身的创新能力和员工的技术水平,又能节省大量购买先进技术的使用费。

第三,政府应加强开源创新模式的宣传,鼓励更多企业加入开源创新模式。政府通过指导开源基金会来引导开源社区发展,让更多企业加入到开源社区,让更多好项目进入开源社区,从而吸引更多个体志愿者和企业参与开源创新,更有利于扶持中小企业发展,促进企业之间的合作来推动产品和技术的创新。