史 歡, 李洪波

(1.湖南工業(yè)大學 經濟與貿易學院,湖南 株洲 412007; 2.江蘇大學 中國農業(yè)裝備產業(yè)發(fā)展研究院,江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

0 引言

習近平總書記指出要“大力推進農業(yè)機械化、智能化,給農業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀”,為農機裝備創(chuàng)新指明了方向。近年來,貫徹落實《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》《國務院關于加快推進農業(yè)機械化和農機裝備轉型升級的指導意見》等,我國農機裝備科技創(chuàng)新取得了顯著進展和成效,農機化和農機裝備產業(yè)轉型升級、高質量發(fā)展加速推進,有力支撐和引領現(xiàn)代農業(yè)。與此同時,國家通過制度建設和出臺相關政策,推動了農機裝備產學研聯(lián)盟的形成[1]。農機裝備領域產學研的協(xié)同創(chuàng)新是引導各方資源共同促進先進適用農機技術轉化推廣和擴散普及的重要手段。然而,當下農機裝備領域產學研協(xié)同創(chuàng)新機制存在著明顯的短板,暴露了如農機裝備共性基礎研究不足、政府監(jiān)管匱乏、農機裝備產學研用人才需求對接薄弱等問題,如何充分發(fā)揮政策引導作用,為中國農機裝備產業(yè)體系自主創(chuàng)新升級提供源動力成為亟待解決的問題。因此,開展國家農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新研究具有一定的現(xiàn)實意義。

目前學者對于協(xié)同創(chuàng)新的研究主要聚焦于協(xié)同創(chuàng)新的影響因素、機制、演化過程等三個方面。(1)影響因素方面,吳君民等[2]研究了協(xié)同創(chuàng)新意愿對主體創(chuàng)新策略選擇的影響;李柏洲等[3]、GE等[4]聚焦于政府監(jiān)管力度和政策支撐對產業(yè)向協(xié)同創(chuàng)新方向演化的影響;郭建杰和謝富紀則探討了影響組織間協(xié)同創(chuàng)新的內生因素和外生因素[5];ZHANG等[6]指出知識的黏性直接影響協(xié)同創(chuàng)新的效率。(2)在對協(xié)同創(chuàng)新的機制研究方面,呂璞和馬可心研究發(fā)現(xiàn)基于相對風險分擔的分配機制能夠增強企業(yè)參與協(xié)同創(chuàng)新的意愿[7];ZHOU和REN[8]建立了一種基于空間公共物品博弈的低碳技術合作創(chuàng)新進化博弈模型,以有效解決研發(fā)中的搭便車問題;張成和唐方成[9]采用組織協(xié)同理論分析了創(chuàng)客組織的協(xié)同創(chuàng)新機制,并基于此機制進行了系統(tǒng)動力學仿真。(3)協(xié)同創(chuàng)新過程方面,呂丹和王等[10]發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新網絡隨著時間的推移,整體網絡的創(chuàng)新聯(lián)系不斷增加,并且滿足小世界特性;王海軍等[11]構建了基于平臺模塊化的產學研用協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)模型;蔣開東和詹國彬[12]從共生理論出發(fā)探討了高校協(xié)同創(chuàng)新的實踐演化邏輯。

通過檢索發(fā)現(xiàn),同時以農機和創(chuàng)新為主題的研究尚不多見,但農機裝備創(chuàng)新的重要性得到了學者的肯定。羅錫文[13]指出農機科技創(chuàng)新是農業(yè)機械化發(fā)展的第一動力;LI等[14]以中國農業(yè)數(shù)據為樣本,采用結構方程模型證實了農機裝備產業(yè)創(chuàng)新與農機普及化、農業(yè)現(xiàn)代化之間具有正相關關系;薛洲等[15]研究發(fā)現(xiàn)定額補貼模式對農機裝備制造企業(yè)創(chuàng)新具有偏離效應和扭曲效應;蘆千文和高鳴[16]探討了農業(yè)生產性服務業(yè)支持政策的演變;童洪志和劉偉[17]研究發(fā)現(xiàn)政府干預有利于刺激BOP群體對農機裝備的采納。

基于此,本文以國家農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新為主題,采用演化博弈的方法,首先構建以農機裝備企業(yè)、學研方和政府為主體的三方協(xié)同創(chuàng)新演化博弈模型,通過模型求解與參數(shù)討論進行各主體漸進穩(wěn)定性分析,最后利用Matlab軟件進行數(shù)值仿真與分析,以期為促進國家農機裝備發(fā)展以及政府制定有針對性的農機政策提供參考。

1 模型描述與基本假設

1.1 模型描述

形成產學研深度融合的農機裝備創(chuàng)新機制和成果轉化推廣機制,是積極融入國家“雙循環(huán)”新格局,服務國家鄉(xiāng)村振興、糧食安全戰(zhàn)略,為我國“三農”發(fā)展和農機裝備提質增效的關鍵。構建國家農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新三方演化博弈主體之間的邏輯關系如圖1所示。具體來說,本文的農機裝備企業(yè)指國內農機裝備行業(yè)規(guī)模企業(yè),具備一定的資本和能力牽頭組建產學研創(chuàng)新平臺,開展具有信息獲取、智能決策和精準作業(yè)能力的高端農機產品及其制造技術的研究與產業(yè)孵化活動,迎合國家農機所需。學研方指包括研究型高校、職業(yè)型高校、科研院所等多種類型的學研合作伙伴,通過給企業(yè)提供異質性知識資源、輸送具有農機專業(yè)技能的員工、帶來行業(yè)關鍵和共性技術,構成產學研協(xié)同創(chuàng)新體系。當前國內農機工業(yè)與歐美農機強國存在較大差距,技術水平和生產效率偏低,創(chuàng)新能力薄弱,中國情境下的農機企業(yè)發(fā)展離不開政府的政策引導,通過給予農機裝備企業(yè)研發(fā)補貼,可以降低創(chuàng)新風險和成本,提升產學研協(xié)同創(chuàng)新意愿。因此,為強調和探討政府監(jiān)管在農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新中的引導作用,將政府部門納入博弈主體之一開展討論。

圖1 三方演化博弈主體邏輯關系圖

1.2 基本假設

假設1在農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新過程中,主要涉及農機裝備企業(yè)(I)、學研方(U)以及政府部門(G)三大主體。在協(xié)同創(chuàng)新過程中,主體間為達到深度融合需要經過多次反復學習與調整,農機裝備企業(yè)和學研方均有兩種行為決策,分別是{積極參與,消極參與},政府部門的行為策略集為{監(jiān)管,放任}。

假設2在協(xié)同創(chuàng)新過程中,農機裝備企業(yè)和學研方選擇積極參與的概率分別為x和y,則1-x,1-y分別表示其不參與協(xié)同創(chuàng)新的概率;政府部門選擇監(jiān)管行為的概率為z,則1-z表示政府部門選擇放任行為的概率,x,y,z∈[0,1]。

假設3參與協(xié)同創(chuàng)新的主體可能存在機會主義行為,如為謀求自身的利益,獲取所需資源后退出產學研協(xié)同創(chuàng)新[27]。農機裝備企業(yè)消極合作的固有收益為R1,學研方消極合作的固有收益為R2;此時,農機裝備企業(yè)和學研方的投機收益分別為S1和S2;政府監(jiān)管下,農機裝備企業(yè)和學研方投機行為受到的如減少政策傾斜力度等懲罰分別為F1和F2,F1>F2。

假設4當農機裝備企業(yè)和學研方選擇積極參與時,農機裝備企業(yè)積極整合行業(yè)創(chuàng)新資源,所需額外付出的關鍵技術攻關等成本為C1,學研方所需額外付出的包括科研組織模式創(chuàng)新、農機高校相關學科建設、構建產學研合作協(xié)同育人項目實施體系等成本為C2。農機裝備企業(yè)和學研方協(xié)同創(chuàng)新,組成產學研聯(lián)合體開展協(xié)同攻關,會獲得協(xié)同創(chuàng)新收益ΔR,其中農機裝備企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例為λ,即農機裝備企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新收益為λΔR,學研方的協(xié)同創(chuàng)新收益為(1-λ)ΔR,λΔR-S1>0,(1-λ)ΔR-S2>0。

假設5當政府選擇監(jiān)管行為時,需付出監(jiān)管成本C3,額外的激勵成本C4,包括創(chuàng)新補助資金、農機產業(yè)專項支持政策、人才培養(yǎng)和引進激勵政策等,F1+F2-C3>0。其中,農機裝備企業(yè)獲得激勵資金比例為μ,學研方獲得激勵資金比例則為1-μ,μC4>F1。此時,若農機裝備企業(yè)和學研方均積極合作,能夠有效服務國家所需、協(xié)助政府政策制定、提升政府效能,政府可獲得額外收益M1;當僅有一方積極參與協(xié)同創(chuàng)新,政府收益為M2,M1>M2>F1>F2。當政府選擇放任行為時,無法獲知農機裝備企業(yè)和學研方的行為選擇信息,政府部門不設獎懲。

2 模型求解與演化穩(wěn)定性分析

2.1 均衡條件設定

2.1.1 農機裝備企業(yè)均衡條件

(1)

農機裝備企業(yè)策略選擇的復制動態(tài)方程為:

F(x)=dx/dt=x(1-x)(yλΔR-C1+zF1-yS1)

(2)

2.1.2 學研方均衡條件

(3)

學研方策略選擇的復制動態(tài)方程為:

F(y)=dy/dt=y(1-y)[x(1-λ)ΔR-xS2-C2+zF2]

(4)

2.1.3 政府部門均衡條件

(5)

政府部門策略選擇的復制動態(tài)方程為:

(6)

2.2 模型求解與參數(shù)分析

2.2.1 農機裝備企業(yè)策略穩(wěn)定性分析

對農機裝備企業(yè)策略選擇的復制動態(tài)方程求一階偏導數(shù),根據式(2)可得

F′(x)=(1-2x)(yλΔR-C1+zF1-yS1)

(7)

圖2 農機裝備企業(yè)穩(wěn)定性示意圖

(8)

2.2.2 學研方策略穩(wěn)定性分析

對學研方策略選擇的復制動態(tài)方程求一階偏導數(shù),根據式(4)可得

F′(y)=(1-2y)[x(1-λ)ΔR-xS2-C2+zF2]

(9)

圖3 學研方穩(wěn)定性示意圖

(10)

2.2.3 政府部門策略穩(wěn)定性分析

對政府部門策略選擇的復制動態(tài)方程求一階偏導數(shù),根據式(6)可得

(11)

圖4 政府部門穩(wěn)定性示意圖

(12)

3 仿真分析

根據仿真分析結果,對博弈主體的初始意愿、政府監(jiān)管力度以及協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例對農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新行為的影響進行討論。其中固定參數(shù)設定如下:ΔR=50,C1=13,C2=10,S1=4,S2=3,C4=3,M1=8,M2=3。

3.1 初始意愿對農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新演化的影響

圖5是在其他參數(shù)不變的情況下,三者初始意愿變化對協(xié)同創(chuàng)新演化影響的仿真。假設初始意愿相同,取0.3,0.5,0.8分別對應初始意愿低、中、高三種情形。由圖5可知,農機裝備企業(yè)和學研方初始意愿x,y臨界值處于0.3～0.5之間,當兩者協(xié)同創(chuàng)新的初始意愿x,y低于該臨界值時,系統(tǒng)最終平衡點趨向于(0,0,1),此時農機裝備企業(yè)原始創(chuàng)新乏力,企業(yè)和學研方創(chuàng)新意愿疲軟,無法形成農機裝備產學研用深度融合的協(xié)同創(chuàng)新機制;當初始意愿x,y高于該臨界值時,x,y,z均收斂于1,最終平衡點趨向于(1,1,1),此時在政府的監(jiān)管下,農機裝備企業(yè)和學研方之間積極深化合作,形成協(xié)同創(chuàng)新長效機制。此外,隨著初始意愿x,y的增加,z收斂于1的速度逐漸加快,并且在三者意愿都較高時,y收斂于1的速度快于x,z。仿真結果表明,無論農機裝備企業(yè)和學研方的意愿高低,政府始終積極發(fā)揮著引導作用,并且相較于農機裝備企業(yè),學研方更渴望開展協(xié)同創(chuàng)新,這可能是因為企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中需要擔負農機裝備巨額研發(fā)成本以及所面對的技術基礎薄弱的現(xiàn)實,此外市場規(guī)模門檻造成預期收益和利潤不足的判斷亦是企業(yè)創(chuàng)新意愿不足的原因之一。

圖5 初始意愿同時變化下三方博弈演化軌跡

圖6是其他參數(shù)不變的情況下,農機裝備企業(yè)初始意愿x變化對學研方協(xié)同創(chuàng)新策略和政府部門監(jiān)管行為選擇影響的仿真。此時y0=z0=0.5,農機裝備企業(yè)初始意愿x的臨界值位于0.3～0.5之間,當x小于該臨界值時,系統(tǒng)平衡點最終趨向于(0,0,1)。仿真結果表明,當農機裝備企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新意愿較低時,盡管政府采取了一定的引導策略,系統(tǒng)仍無法形成產學研融合的共生局面,學研方的協(xié)同創(chuàng)新意愿更多受企業(yè)態(tài)度的影響,隨著企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新意愿的逐漸強烈,學研方亦更傾向于選擇協(xié)同創(chuàng)新,并且政府也更樂意給予協(xié)同程度高的產學研聯(lián)盟以政策和創(chuàng)新資金的支持。

圖6 x變化下三方博弈演化軌跡

圖7是在其他參數(shù)不變的情況下,學研方初始意愿y變化對農機裝備企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新策略和政府部門監(jiān)管策略影響的仿真。此時,農機裝備企業(yè)和政府的初始意愿始x,z終處于一個中等狀態(tài),即x0=z0=0.5,學研方初始意愿y的臨界值處于0.3～0.5之間,當y小于該臨界值時,x,y均收斂于0,y的收斂速度快于x,系統(tǒng)平衡點最終趨向于(0,0,1)。

圖7 y變化下三方博弈演化軌跡

圖8是在其他參數(shù)不變的情況下,政府選擇監(jiān)管行為的初始意愿z變化對農機裝備企業(yè)和學研方積極參與協(xié)同創(chuàng)新策略影響的仿真。為探討政府監(jiān)管行為對產學研協(xié)同創(chuàng)新意愿是否具有引導作用,設立x,y始終處于一個較低水平。仿真結果表明,政府監(jiān)管意愿的上升對于農機裝備企業(yè)和學研方消極參與協(xié)同創(chuàng)新的行為具有一定的改善作用。

圖8 z變化下三方博弈演化軌跡

圖9當政府監(jiān)管的初始意愿z分別處于高水平和低水平的情況下,x,y同時變化對三方策略選擇影響的仿真。當x,y均處于一個較高水平時,即使政府的監(jiān)管意愿z很低,系統(tǒng)平衡點最終仍會趨向于(1,1,1);而當農機裝備企業(yè)和學研方積極參與協(xié)同創(chuàng)新的意愿x,y均很低時,x和y仍收斂于0,并且x收斂于0的速度快于y,系統(tǒng)平衡點最終趨于(0,0,1)。仿真結果表明,農機裝備企業(yè)和學研方受彼此協(xié)同創(chuàng)新意愿的影響明顯大于政府監(jiān)管對雙方合作行為選擇的影響。

圖9 初始意愿x,y同時變化下三方博弈演化軌跡

3.2 政府激勵政策和懲罰力度對農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新演化的影響

圖10是在其他參數(shù)不變的情況下,C4的改變對三方策略選擇影響的仿真。為探究政府政策的激勵作用,設立三者的初始意愿相同并均處于較低水平。政府激勵成本C4存在兩個臨界值,分別處于1～6和11～16之間。(1)當C4小于1～6之間的臨界值時,農機裝備企業(yè)和學研方會暫時選擇消極策略,但最終系統(tǒng)平衡點會趨向于(1,1,1),其中x的收斂速度快于y;(2)當C4處于6～11之間時,農機裝備企業(yè)和學研方選擇積極參與協(xié)同創(chuàng)新的意愿x,y收斂于0,z收斂于1,y的收斂速度快于x,系統(tǒng)平衡點最終傾向于(0,0,1);(3)當C4大于6～11之間的臨界值時,隨著C4的增加,z趨向于1的概率逐漸降低,并最終趨向于0 ,此時系統(tǒng)平衡點最終趨向于(0,0,0)。仿真結果表明,盡管農機裝備企業(yè)和學研方的協(xié)同創(chuàng)新意愿不高,適度的政府補貼仍能夠最終影響兩者的策略選擇;由于政府補貼的影響效果在時間維度上具有滯后性特征,農機裝備企業(yè)和學研方在選擇時會存在一定的觀望期,但雙方最終會選擇積極參與協(xié)同創(chuàng)新;農機裝備企業(yè)對于激勵政策較之學研方更為敏感,當有足夠的補貼力度,農機裝備企業(yè)比學研方更渴望建立協(xié)同創(chuàng)新關系。此外,仿真出現(xiàn)了與預期不同的結果,當補貼力度較大時,政府投入對農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新的作用出現(xiàn)了“擠出效應”和“偏離效應”,可能的原因有以下幾點:(1)企業(yè)會以政府補貼代替自身的創(chuàng)新投入,積極參與協(xié)同創(chuàng)新意愿降低;(2)農機裝備企業(yè)在付出巨額成本研發(fā)出新產品后,新產品價格會相應提高,但是由于類似定額補貼這類政策的存在,創(chuàng)新產品不能以更高的價格售出,企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的意愿受到遏制;(3)產學研主體之間為爭取政府補貼,出現(xiàn)了惡性競爭,導致重復科研和資源浪費,創(chuàng)新效率大大降低。

圖10 政府補貼C4變化下三方博弈演化軌跡

圖11是在其他參數(shù)不變的情況下,F1和F2的改變對三方策略選擇影響的仿真。F1和F2的臨界值分別位于6～10和4～6之間,當F1和F2均小于臨界值時,農機裝備企業(yè)和學研方的初始意愿x和y收斂于0,系統(tǒng)平衡點最終傾向于(0,0,1);當F1和F2大于臨界值時,x,y,z均收斂于1,系統(tǒng)平衡點最終趨向于(1,1,1)。仿真結果表明,政府懲罰力度的增加會影響農機裝備企業(yè)和學研方的策略選擇,在懲罰力度很低的情況下,農機裝備企業(yè)和學研方均毫不猶豫的選擇消極協(xié)同的行為。隨著懲罰力度的增強,盡管仍有企業(yè)和學研方在初期選擇投機取巧,但隨著時間的推移,最終雙方選擇積極參與協(xié)同創(chuàng)新。

圖11 政府懲罰力度F變化下三方博弈演化軌跡

3.3 協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例對農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新演化的影響

圖12a和圖12b是在其他參數(shù)不變的情況下,協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ的改變對農機裝備企業(yè)和學研方策略選擇影響的仿真。為不失一般性,假設三個主體初始意愿相同并均處于中等水平,即x=y=z=0.5,協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ存在兩個臨界值,分別處于0.25～0.35和0.75～0.85之間。分三個階段進行分析:(1)當協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ小于0.25～0.35之間的臨界值時,x和y收斂于0,即農機裝備企業(yè)和學研方均會選擇消極參與行為;(2)當協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ處于0.35～0.75之間時,x和y收斂于1。其中,當0.35<λ<0.55時,y收斂于1的速度快于x,當0.55≤λ≤0.75時,x收斂于1的速度快于y;(3)當協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ大于0.75～0.85之間的臨界值時,x和y均收斂于0,并且y收斂于0的速度明顯快于x。

圖12a λ變化下三方博弈演化軌跡

圖12b λ變化下三方博弈演化軌跡

仿真結果表明,協(xié)同創(chuàng)新收益分配比例λ變化會影響主體的策略選擇,并最終影響演化方向;在協(xié)同創(chuàng)新過程中,收益分配比例越公平,農機裝備企業(yè)和學研方也越傾向于選擇積極參與;值得注意的是,稍顯偏頗的分配比例并不會改變學研方積極參與協(xié)同創(chuàng)新的選擇,可能的解釋是協(xié)同創(chuàng)新過程中,農機裝備企業(yè)作為供給方需要付出更多的資金支出和技術積累,而學研方更關注人才的引育、技術和平臺的共享機會等方面,因此農機裝備企業(yè)對收益分配比例更加敏感;當收益分配比例嚴重失調時,學研方出于對風險的感知和收益的評估果斷選擇消極參與行為,隨著時間的推移,最終雙方均會采取消極行為。

4 研究結論與政策建議

4.1 研究結論

第一,農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新的過程是一個包括農機裝備企業(yè)、學研方、政府部門等多主體的復雜系統(tǒng)過程,政府在協(xié)同創(chuàng)新的任一階段均發(fā)揮積極作用,但單靠政府的力量無法改變系統(tǒng)演化的方向,農機裝備企業(yè)和學研方受彼此協(xié)同創(chuàng)新意愿的影響大于政府引導的作用;第二,盡管政策促進在農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新過程中存在滯后性,政府規(guī)制仍能夠有效制約協(xié)同創(chuàng)新過程中的投機行為,農機裝備企業(yè)對于補貼政策較之學研方更為敏感。與此同時,農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新過程中,政府補貼存在“擠出效應”和“偏離效應”;第三,合理的協(xié)同創(chuàng)新收益比例有利于系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài),農機裝備企業(yè)對于收益分配比例的感知更為敏感,預期收益和利潤不足會影響農機裝備企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新意愿,收益分配比例嚴重失調時,學研方會果斷選擇消極行為。

4.2 政策建議

首先,針對農機主體協(xié)同創(chuàng)新意愿不高的問題,政府可以系統(tǒng)性地跨區(qū)域整合具有相似農作條件、相似服務、相似農作物的市場需求,從而擴大市場規(guī)模以提高農機裝備企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新意愿;其次,為有效落實政府獎懲政策,建議政府部門支持農機行業(yè)協(xié)會開展企業(yè)誠信自律和質量提升行動,抵制惡性競爭、重復研發(fā)套取政府補貼、制售假冒偽劣認證等行為,不斷提升農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新監(jiān)管能力?？蛇m度鼓勵加大農機裝備企業(yè)技術研發(fā)投入的配套財稅支持政策,建議設立高端農機人才培養(yǎng)專項基金,引導學研方面向農業(yè)機械化、農機裝備產業(yè)轉型升級發(fā)展,切實提高協(xié)同聯(lián)動創(chuàng)新效率;最后,公平合理的收益分配機制能夠保證產學研協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展,可組建專門的協(xié)調管理部門,明確協(xié)同創(chuàng)新收益分配導向,逐步建立“資源共享、使用公平、轉化高效、利益激勵充分”的農機裝備產學研協(xié)同創(chuàng)新體系。