申 楠，李婉紅

(哈爾濱工程大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，哈爾濱 150001)

基于競合關(guān)系的制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享博弈研究

申 楠，李婉紅

(哈爾濱工程大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，哈爾濱 150001)

目前，推動制造業(yè)建立節(jié)能、降耗、降低污染的綠色創(chuàng)新系統(tǒng)已成為中國經(jīng)濟發(fā)展刻不容緩的任務(wù)之一。研究發(fā)現(xiàn)，制造企業(yè)在競爭主導(dǎo)型知識共享博弈過程中可獲得的最優(yōu)知識共享收益與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、折現(xiàn)率和淘汰率正相關(guān),與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)；合作主導(dǎo)型下的最優(yōu)知識共享收益則與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、知識共享的邊際收益系數(shù)和折現(xiàn)率正相關(guān)，與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)。

制造業(yè)；綠色創(chuàng)新系統(tǒng)；競合關(guān)系；知識共享；博弈

中國制造業(yè)以往主要以高能耗、高排放、低利用的粗放型增長模式為主，這不僅加劇了中國能源短缺和環(huán)境污染的不良態(tài)勢，也與中國實現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)相差甚遠。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，制造業(yè)需要在保護自然資源、改善生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，獲得經(jīng)濟效益的持續(xù)增長，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。綠色創(chuàng)新是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的創(chuàng)新模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響最小、資源利用效率達到最高。制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)是實現(xiàn)制造業(yè)綠色創(chuàng)新、提升制造業(yè)企業(yè)市場競爭能力的關(guān)鍵[1]，其包含制造業(yè)企業(yè)、高校與科研院所、政府機構(gòu)，以及中介機構(gòu)等系統(tǒng)主體在內(nèi)。在這種背景下，推動制造業(yè)建立節(jié)能、降耗、降低污染的綠色創(chuàng)新系統(tǒng)，并通過綠色創(chuàng)新系統(tǒng)實現(xiàn)制造業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，使其在發(fā)展過程中減少環(huán)境污染、節(jié)約資源以及資源再生等目標(biāo)，已成為中國經(jīng)濟發(fā)展刻不容緩的任務(wù)之一。

此外，知識已成為推動制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)運行的重要資源和要素。制造企業(yè)與高校、科研院所的合作過程中，需經(jīng)歷隱性知識向顯性知識的轉(zhuǎn)化，并與知識庫中原有的顯性知識一起通過計算機網(wǎng)絡(luò)、開放式數(shù)據(jù)庫、印刷品等平臺，與對方進行顯性知識的傳遞與共享，對方將獲取的顯性知識通過分析、整合、儲存為綠色知識和綠色技術(shù)，并最終應(yīng)用于綠色創(chuàng)新過程中[2]。綠色創(chuàng)新系統(tǒng)的運行被越來越多地理解為有關(guān)清潔生產(chǎn)、循環(huán)制造、末端處理工藝等新知識在系統(tǒng)內(nèi)的產(chǎn)生、應(yīng)用和擴散的過程[3]。知識共享已成為綠色創(chuàng)新產(chǎn)生效應(yīng)并推動創(chuàng)新系統(tǒng)運行的重要鏈條，制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)研究的“系統(tǒng)范式”也必將高度關(guān)注知識在創(chuàng)新系統(tǒng)中各個創(chuàng)新機構(gòu)和要素之間的共享機制，這是實現(xiàn)裝備制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。李林蔚、江能前等(2014)基于競合視角對聯(lián)盟企業(yè)的知識獲取影響因素進行分析認(rèn)為，合作要素和競爭要素對聯(lián)盟企業(yè)知識獲取以及共享等活動具有影響；Mention(2011)在關(guān)于開放式創(chuàng)新實踐的協(xié)作與競合研究中也提出了類似的觀點。綠色創(chuàng)新主體必須通過合作獲取互補性的異質(zhì)資源來實現(xiàn)利益最大化，但是在知識共享的合作過程中，也必然伴隨著競爭行為，這種競合關(guān)系體現(xiàn)了綠色創(chuàng)新主體為了獲得市場優(yōu)勢的利己行為。依據(jù)知識共享雙方的知識資源依賴程度、創(chuàng)新目標(biāo)的相關(guān)性等，可以將競合關(guān)系分為合作主導(dǎo)型關(guān)系和競爭主導(dǎo)型關(guān)系。

基于以上背景，本文提出研究基于競合關(guān)系的制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享機制，該研究對構(gòu)建基于知識管理的制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)，提高系統(tǒng)中的知識存量，增強系統(tǒng)的綠色創(chuàng)新能力，進而推動中國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提升制造業(yè)競爭優(yōu)勢具有重要的理論價值和實踐意義。

一、制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享競合關(guān)系

1.競爭主導(dǎo)型關(guān)系中的知識共享。綠色創(chuàng)新系統(tǒng)中生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品的企業(yè)之間所存在的關(guān)系更多以競爭主導(dǎo)型為主。它們之間的競爭不僅表現(xiàn)為對產(chǎn)品市場份額的爭奪，還表現(xiàn)在對技術(shù)、知識、人力資源等方面的競爭?？紤]到企業(yè)符合經(jīng)濟人假設(shè)，即使是以競爭為主導(dǎo)的關(guān)系，由于競爭對手擁有本企業(yè)進行綠色創(chuàng)新需要的技術(shù)和知識，因此在以競爭主導(dǎo)型關(guān)系為主的制造企業(yè)之間進行知識共享也成為可能。

通常競爭主導(dǎo)型制造企業(yè)之間的知識共享發(fā)生在建立聯(lián)盟和不建立聯(lián)盟兩種情況下，由于通過聯(lián)盟進行知識共享的方式更接近于合作主導(dǎo)型的知識共享，因此，本文僅研究在非聯(lián)盟方式下的知識共享過程。在非聯(lián)盟方式下，制造企業(yè)間沒有組織約束和保障，因此屬于非完全共同利益主體，各主體會通過獨立決策的方式來確定知識共享量，確定自身最優(yōu)的知識共享目標(biāo)函數(shù)和知識共享的最優(yōu)決策，自身和對方的知識資源可以得到合理利用和配置，從而實現(xiàn)在綠色創(chuàng)新過程中的低成本和高效率[4]。

2.合作主導(dǎo)型關(guān)系中的知識共享。在合作主導(dǎo)型關(guān)系中，綠色創(chuàng)新主體雙方具有較為一致的綠色創(chuàng)新目標(biāo)，對于所溢出的知識資源具有互補性，而且市場的重合性也較低。因此，合作主導(dǎo)型關(guān)系通常發(fā)生在制造企業(yè)與高校和科研院所之間。在制造企業(yè)與高校、科研院所的合作主導(dǎo)型關(guān)系中，各創(chuàng)新主體的合作意愿具有很強的互補性。制造企業(yè)是知識資源的主要需求者，需要通過合作獲得綠色創(chuàng)新過程中所需的知識資源；而高校和科研院所具有較高的知識創(chuàng)造水平，主要作為知識資源的提供者為制造企業(yè)供給所需要的知識。因此，在這種合作主導(dǎo)型關(guān)系中，制造企業(yè)與高校、科研機構(gòu)沒有直接的競爭關(guān)系，更多是通過雙方的合作來達到共贏。

二、基于兩種競合關(guān)系的知識共享博弈模型

1.基本假設(shè)構(gòu)建。博弈論是研究理性的參與者在合作或競爭中的策略選擇理論，可以劃分為合作博弈和非合作博弈兩大類，其中，合作博弈研究人們達成合作時如何分配合作得到的收益，即收益分配問題；非合作博弈則研究人們在利益相互影響的局勢中如何選擇決策使自己的收益最大，即策略選擇問題。關(guān)于知識共享博弈研究，現(xiàn)有研究大多運用靜態(tài)模型研究不同知識主體知識共享策略問題。然而，由于知識的更新周期不斷縮短，綠色創(chuàng)新系統(tǒng)中主體之間的知識共享也是一個動態(tài)進行的過程，因此應(yīng)用動態(tài)博弈模型中的微分對策模型研究這些主體的知識共享博弈問題更為符合現(xiàn)實[5]。

假設(shè)1：綠色創(chuàng)新系統(tǒng)中參與知識共享(Player)包括兩方：{制造企業(yè)1，大學(xué)及科研院所2}或{制造企業(yè)1，制造企業(yè)2}，同時假設(shè)雙方的知識共享目的是在通過知識共享所獲得的知識創(chuàng)新量最大時，共享雙方可獲得知識共享的最大收益。

假設(shè)2：雙方的知識共享從t0時點開始，在T時點終結(jié)。雙方在S時點的知識共享量為xi(s)(i=1,2)，知識共享意愿為ui(s)(i=1,2)，進行知識共享的單位成本系數(shù)為ci(i=1,2)。借鑒于娛、施琴芬(2013)的研究，建立如下知識共享博弈模型。同時，考慮到知識共享成本與知識共享意愿有關(guān)，因此雙方的知識共享成本函數(shù)可以表示為知識共享意愿的二次凸函數(shù)：

(1)

(2)

(3)

(4)

在這種關(guān)系中， 雙方知識共享的變化受制于以下動態(tài)系統(tǒng)：

(5)

(6)

其中，ξi(i=1,2)為知識共享的邊際收益系數(shù)且ξi>0，γ為固定的貼現(xiàn)率，hi(i=1,2)可以理解為知識的未來適用因子，用來衡量知識共享未來效應(yīng)。

(7)

在雙方合作的情況下產(chǎn)生知識共享對綠色技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同效應(yīng)，雙方知識共享的變化受制于動態(tài)系統(tǒng)：

(8)

其中，ρi表示共享意愿帶來的知識共享期望增加因子，δ為知識淘汰率且δ>0，δxi(s)表示在s時點上共享知識的瞬間淘汰情況。

三、不同競合關(guān)系下綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享博弈過程

1.競爭主導(dǎo)型的知識共享博弈過程。應(yīng)用貝爾曼動態(tài)最優(yōu)化原理：一個控制集u*(t)=φ*(t,x)構(gòu)成最優(yōu)化問題微分博弈方程的一個最優(yōu)解法，若存在定義在[t0,T]×Rm→R上的連續(xù)可微的函數(shù)V(t,x)，且滿足如下貝爾曼方程：

(9)

此處V(t,x)為t∈[t0,T]后所有瞬時收益之和的現(xiàn)值。

V(t0)1(T,x1)=e-γth1x1

V(t0)2(T,x2)=e-γTh2x2

(11)

此處的V(t0)1(t,x1)和V(t0)2(t,x2)表示參與人1和參與人2在時點t0開始的動態(tài)最優(yōu)問題中，在t∈[t0,T]的價值函數(shù)。

本文以參與人1為例進行分析，參與人2的步驟省略。

首先定義漢密爾頓函數(shù)，即

(12)

觀察到H是可微的和非線性的，可以對H應(yīng)用一階條件?H/?u1=0以得到：

因此，可以得出參與人1對于知識共享意愿的最優(yōu)策略為：

(13)

同時，利用乘積法則進一步求導(dǎo)?H/?u1得出:

因此，(13)中的結(jié)果的確是最大化漢密爾頓函數(shù)。將結(jié)果(13)帶入貝爾曼方程(10)，可得：

(14)

求解可得:

V(t0)1(t,x1)=e-γt[A1(t)x1+B1(t)]

(15)

公式(15)分別對t和x1求導(dǎo)數(shù)，得：

(16)

將(15)和(16)代入(14)，整理后可得：

(17)

令公式(17)中的x1系數(shù)和常數(shù)項都為0，并根據(jù)邊界條件可得：

A1(T)=h1

B1(T)=0

(18)

將公式(16)代入(13)，可得參與人1的最優(yōu)策略：

(19)

公式(18)中有關(guān)A1(t)的動態(tài)系統(tǒng)是對應(yīng)于A1(t)的一階線性微分方程，可以利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)求解得到：

A1(t)=(h1-eγT)e(γ+δ)(t-T)+eγt

(20)

將(20)代入 (18)中有關(guān)B1(t)的動態(tài)系統(tǒng)， 可得：

(21)

(22)

因此，從公式(22)可以得出，在競爭主導(dǎo)型的知識共享博弈過程中，當(dāng)制造企業(yè)之間獨立進行知識共享的決策時，雙方可獲得最優(yōu)知識共享收益與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、折現(xiàn)率和淘汰率正相關(guān)，與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)。

通過公式(5)和(22)可求得參與人1的最優(yōu)狀態(tài)軌跡：

(23)

(24)

依據(jù)以上步驟，同理可得綠色創(chuàng)新系統(tǒng)中參與人2在知識共享中的最優(yōu)狀態(tài)軌跡和知識共享量。

2.合作主導(dǎo)型的知識共享博弈過程。應(yīng)用貝爾曼動態(tài)規(guī)劃技術(shù)，可以得到雙方合作下進行知識共享的貝爾曼方程：

(25)

首先定義漢密爾頓函數(shù)，即

(26)

觀察到H是可微的和非線性的，對H應(yīng)用一階條件?H/?ui=0，可以得出參與人對于知識共享意愿的最優(yōu)策略為：

(27)

將(27)代入(25)可得:

(28)

求解(28),可得:

(29)

分別對t和xi求導(dǎo)數(shù)，得：

(30)

(31)

令公式(31)xi系數(shù)和常數(shù)項都為0，并根據(jù)邊界條件可得：

Ai(T)=hi

Bi(T)=0

(32)

將(30)代入(27)，可得參與人的最優(yōu)策略：

(33)

公式(32)中有關(guān)Ai(t)的動態(tài)系統(tǒng)是對應(yīng)于Ai(t)的一階線性微分方程,可利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)求解得:

(34)

將(34)代入(32)中有關(guān)B1(t) 的動態(tài)系統(tǒng)， 可得：

(35)

(36)

同時將公式(34)代入(33)，可得最優(yōu)策略為:

(37)

由公式(37)可以看出，在合作主導(dǎo)型的知識共享博弈過程中，雙方可獲得最優(yōu)知識共享的收益與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、知識共享的邊際收益系數(shù)和折現(xiàn)率正相關(guān)，與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)。

通過公式(8)和(37)可求得雙方的最優(yōu)狀態(tài)軌跡：

(38)

(39)

結(jié) 論

綠色創(chuàng)新系統(tǒng)的知識共享建立在制造企業(yè)、高校與科研院所、政府機構(gòu)，以及中介機構(gòu)間對溢出知識資源進行流動的基礎(chǔ)之上，在此過程中綠色創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部的綠色創(chuàng)新主體(主要指制造企業(yè)、高校與科研院所)通過相互之間的競爭與合作推動知識資源的流動。通過研究，本文得出以下結(jié)論：第一，在競爭主導(dǎo)型的知識共享博弈過程中，當(dāng)制造企業(yè)之間獨立進行知識共享的決策時，雙方可獲得的最優(yōu)知識共享收益與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、折現(xiàn)率和淘汰率正相關(guān)，與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)；第二，在合作主導(dǎo)型的知識共享博弈過程中，雙方可獲得的最優(yōu)知識共享收益與知識未來效應(yīng)因子、知識共享期望增加因子、知識共享的邊際收益系數(shù)和折現(xiàn)率正相關(guān)，與知識共享單位成本負(fù)相關(guān)。

值得說明的是，考慮到博弈主體尤其是制造企業(yè)的類型具有多樣性，因此本文尚未結(jié)合實際數(shù)據(jù)對不同競合關(guān)系下的綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享博弈模型進行實證分析，在這一方面具有一定局限性。在未來的研究中，將重點依據(jù)不同類型的博弈主體，并通過采集、提取與綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享相關(guān)的定量數(shù)據(jù)對本文所構(gòu)建的知識共享博弈模型進一步驗證。

[1] 畢克新, 王禹涵, 楊朝均. 創(chuàng)新資源投入對綠色創(chuàng)新系統(tǒng)綠色創(chuàng)新能力的影響——基于制造業(yè) FDI 流入視角的實證研究[J].中國軟科學(xué)，2014，(3):153-166.

[2] 孫智妍. 校企合作中跨組織知識共享的影響機制——基于跨組織學(xué)習(xí)視角的實證分析[D]. 大連：大連理工大學(xué)，2013.

[3] 畢克新, 楊朝均, 黃平. FDI 對我國制造業(yè)綠色工藝創(chuàng)新的影響研究——基于行業(yè)面板數(shù)據(jù)的實證分析[J].中國軟科學(xué)，2011，(9):172-180.

[4] 朱慶, 張旭梅. 供應(yīng)鏈企業(yè)間的知識共享機制研究[J].科技管理研究, 2005，(10):73-74.

[5] 于娛, 施琴芬. 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中知識共享的微分對策模型[J].中國管理科學(xué)，2013，(S2):684-690.

[責(zé)任編輯：房宏琳，曾 博]

2015-04-20

國家自然科學(xué)基金青年項目“環(huán)境規(guī)制工具對綠色技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動效應(yīng)：基于時空分異視角(71202037)；黑龍江省自然科學(xué)基金“制造業(yè)綠色創(chuàng)新系統(tǒng)知識共享與溢出機制：理論建模及仿真研究”(G201210)

申楠(1981—)，女，助理研究員，從事綠色技術(shù)創(chuàng)新研究；李婉紅(1978—)，女，副教授，從事綠色技術(shù)創(chuàng)新研究。

F273.1

A

1002-462X(2015)09-0117-05