京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化及治理策略研究＊
——以高端裝備制造業(yè)為例

肖 雯 謝海濤 陳 樹(shù) 張 婷 丁博達(dá)

（北京市科學(xué)技術(shù)研究院科技情報(bào)研究所，北京科技經(jīng)濟(jì)信息聯(lián)合中心 ，北京 100044）

0 引言

高端裝備制造業(yè)具有技術(shù)含量高（產(chǎn)業(yè)壁壘高）、價(jià)值鏈區(qū)位高（產(chǎn)業(yè)附加值高）、產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)效應(yīng)強(qiáng)（產(chǎn)業(yè)集群化）的特點(diǎn)，其學(xué)科交叉與知識(shí)密集的特性能吸引科技創(chuàng)新資源聚集，該類(lèi)產(chǎn)業(yè)不但肩負(fù)著我國(guó)自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化的時(shí)代重任，而且其良好發(fā)展的勢(shì)頭能對(duì)區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)力及創(chuàng)新力產(chǎn)生輻射效果，甚至能提升我國(guó)在世界整體產(chǎn)業(yè)格局中的話語(yǔ)權(quán)[1]。該類(lèi)產(chǎn)業(yè)符合國(guó)家對(duì)京津冀協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展要求，也與北京市科技創(chuàng)新中心建設(shè)應(yīng)具備的“聚集功能”“原創(chuàng)功能”“驅(qū)動(dòng)功能”“輻射功能”“主導(dǎo)功能”相契合[2]。諸多發(fā)達(dá)國(guó)家已率先推出了國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，包括：“美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”“德國(guó)工業(yè)4.0 戰(zhàn)略”“英國(guó)制造2050”“日本產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖”等。國(guó)內(nèi)，國(guó)務(wù)院早在2010 年便下發(fā)了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，“中國(guó)制造2025”更具體地強(qiáng)調(diào)了發(fā)展八大裝備制造產(chǎn)業(yè)的重要意義。

鑒于高端裝備制造業(yè)對(duì)區(qū)域一體化發(fā)展的重要作用，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)陸續(xù)將該類(lèi)產(chǎn)業(yè)視為區(qū)域協(xié)作創(chuàng)新水平提高的驅(qū)動(dòng)力量，依托良好的協(xié)作創(chuàng)新載體形式，并充分借鑒既有經(jīng)驗(yàn)，提升區(qū)域高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的協(xié)作創(chuàng)新能力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

構(gòu)建和優(yōu)化高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的跨區(qū)域協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究，需要從影響產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的內(nèi)外部要素入手，分析并設(shè)計(jì)具有預(yù)測(cè)性、可量化的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)治理策略生成機(jī)制。該機(jī)制所生成的策略有利于構(gòu)建和優(yōu)化聯(lián)盟治理體系，形成聯(lián)盟中創(chuàng)新主體的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)的協(xié)作與創(chuàng)新發(fā)展。

1 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究綜述

高端裝備制造業(yè)的技術(shù)復(fù)雜性和資本密集性，使其天然地符合并易于實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨地域的協(xié)作創(chuàng)新模式。例如，荷蘭阿斯麥（ASML）公司的光刻機(jī)技術(shù)就誕生于EUV LLC聯(lián)盟，該聯(lián)盟成員包括英特爾、摩托羅拉、AMD、IBM、美國(guó)能源部及其隸屬的若干國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。近年來(lái)，我國(guó)也誕生了諸多裝備制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如中關(guān)村聯(lián)創(chuàng)軍民融合裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、航天制造裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等，其發(fā)展勢(shì)頭不一。

產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中形成的合作網(wǎng)絡(luò)對(duì)提升不同創(chuàng)新主體間的協(xié)作創(chuàng)新水平有至關(guān)重要的意義[3]，聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)中衍生的各類(lèi)關(guān)系能促進(jìn)知識(shí)流動(dòng)、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化、市場(chǎng)拓展，讓聯(lián)盟中的各方主體取得更大收益[4]，也為聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新注入了動(dòng)能。不過(guò)，競(jìng)爭(zhēng)與合作共生，聯(lián)盟中創(chuàng)新主體之間也存在難題，致使創(chuàng)新協(xié)作受阻。因此，對(duì)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等創(chuàng)新合作組織中的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行積極地治理與優(yōu)化，提升協(xié)作創(chuàng)新效率的舉措為業(yè)界所重視[5]。

將學(xué)界眾多學(xué)者已有的研究歸類(lèi)描述為“分析法”與“模擬法”兩種思維，來(lái)進(jìn)行闡述。前者以靜態(tài)視角專(zhuān)注于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)下?tīng)顟B(tài)，分析網(wǎng)絡(luò)受各類(lèi)因素影響的程度；后者以動(dòng)態(tài)視角面向創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)發(fā)展變化，借助仿真和模擬分析結(jié)果，以提出針對(duì)時(shí)下情境的策略與建議，對(duì)方法的具體介紹如下。（1）分析法。分析了影響產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)新的各類(lèi)要素，包括目標(biāo)要素、主體要素、資源要素、過(guò)程要素等，構(gòu)建各要素對(duì)協(xié)作創(chuàng)新影響的模型，旨在優(yōu)化與重組創(chuàng)新要素，以提高協(xié)作效能[6]。馬輝等整理了影響產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作創(chuàng)新的50 種創(chuàng)新要素，并結(jié)合建筑產(chǎn)業(yè)特色篩選了24 個(gè)創(chuàng)新影響因素，進(jìn)而基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法解析了諸多因素的相互關(guān)系及重要程度[7]。劉毅等以政府參與治理下的聯(lián)盟中的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)，使用自然語(yǔ)言處理技術(shù)，研究了國(guó)防產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)受政府政策影響的趨向度[8]。（2）模擬法。目前多位學(xué)者的研究主要有兩種。第一種模擬法考慮了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的作用，忽略了創(chuàng)新主體對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的能動(dòng)性。例如，趙澤斌等構(gòu)建了國(guó)防科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的框架，分析了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化狀態(tài)的影響[9]。曹霞等研究了不同社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散結(jié)果[10]。第二種模擬法則基于博弈論，充分考慮了創(chuàng)新主體及其相互關(guān)系對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的作用。例如，廖名巖利用博弈論方法對(duì)新興產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)間的競(jìng)合關(guān)系進(jìn)行建模，綜合運(yùn)用囚徒博弈和雪堆博弈，揭示了新興產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)創(chuàng)新主體間的復(fù)雜聯(lián)系、新興產(chǎn)業(yè)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新演化路徑及特點(diǎn)[11]。郭本海[12]、張宏娟[13]等也運(yùn)用該方法，研究了產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的其他競(jìng)合關(guān)系。孟凡生等從同類(lèi)企業(yè)間的競(jìng)合關(guān)系出發(fā)，基于演化博弈論研究了高端裝備制造企業(yè)數(shù)字化升級(jí)的策略[14]。上述研究具有較強(qiáng)的“后驗(yàn)性（從結(jié)果到原因的推論）”，相較于第一類(lèi)方法，通過(guò)此類(lèi)方法通常能得出更為新穎的結(jié)論。

通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究分析，可以發(fā)現(xiàn)已有研究仍以定性討論要素對(duì)聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響為主，相對(duì)缺乏以定量方法來(lái)衡量具體治理策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化所產(chǎn)生的影響的研究。故本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈仿真來(lái)度量治理策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響，探究其生成治理策略的有效性與預(yù)見(jiàn)性。

2 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)治理策略的生成機(jī)制研究

本文以課題研究所形成的數(shù)據(jù)與成果為依據(jù)，包含京津冀地區(qū)雙創(chuàng)示范基地中的32 個(gè)裝備制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的調(diào)研數(shù)據(jù)，如汽車(chē)輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、天津生物醫(yī)藥裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、河北省電力裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等。以問(wèn)卷的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)研，主要獲取5 類(lèi)信息，包括：（1）聯(lián)盟基本屬性（專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域、發(fā)起機(jī)構(gòu)、成員類(lèi)型、運(yùn)行年限、注冊(cè)資金等）；（2）現(xiàn)行的聯(lián)盟創(chuàng)新機(jī)制（5 分制評(píng)分）；（3）預(yù)期的聯(lián)盟創(chuàng)新機(jī)制（五分制評(píng)分）；（4）各類(lèi)機(jī)制施行的難度評(píng)估（5 分制評(píng)分）；（5）科技產(chǎn)出統(tǒng)計(jì)（項(xiàng)目、論文、專(zhuān)利、軟件著作權(quán)等）。將所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均做歸一化處理。并在接下來(lái)的3 個(gè)小節(jié)中，闡述了聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)治理策略生成的3 個(gè)主要步驟。

第一，基于聯(lián)盟調(diào)研數(shù)據(jù)，提取各治理策略間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以便后續(xù)生成的策略具有系統(tǒng)性和統(tǒng)籌性；得到聯(lián)盟治理策略與其創(chuàng)新主體科技產(chǎn)出之間的關(guān)系，以用于衡量所生成治理策略的效能。第二，針對(duì)需要治理的聯(lián)盟，選擇與其特征相似的聯(lián)盟，以提煉可用于參照的種子策略，爾后基于得到的策略關(guān)聯(lián)對(duì)種子策略進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)對(duì)若干種子策略進(jìn)行主觀篩選。第三，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈，對(duì)候選策略進(jìn)行逐個(gè)仿真，對(duì)策略給創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的預(yù)期影響進(jìn)行模擬，從而展望策略未來(lái)的效能，以確定最優(yōu)策略。

2.1 京津冀裝備制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)新發(fā)展影響因素?cái)?shù)據(jù)分析

從課題以及相關(guān)研究中洞悉影響產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作創(chuàng)新水平的諸多因素。主要從5 個(gè)角度“外部條件”“內(nèi)部機(jī)制”“資本保障”“制度保障”“文化保障”及其之間的相互關(guān)系進(jìn)行分析。外部條件構(gòu)造了創(chuàng)新的環(huán)境；內(nèi)部機(jī)制是創(chuàng)新的源泉與驅(qū)動(dòng)力；資本保障提升了創(chuàng)新的規(guī)模與高度；制度保障維護(hù)創(chuàng)新的良性循環(huán)；文化保障維持了創(chuàng)新的可持續(xù)性。同時(shí)結(jié)合具體政策實(shí)施情況和聯(lián)盟實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將5 類(lèi)要素細(xì)分為20 個(gè)子要素，如表1 所示。

表1 影響產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)新的要素

對(duì)表1 中被調(diào)研的聯(lián)盟各要素進(jìn)行了3 項(xiàng)評(píng)分，分別為“當(dāng)前現(xiàn)狀”“未來(lái)愿景”“施行成本”。其中，“當(dāng)前現(xiàn)狀”評(píng)分越高，代表該治理指標(biāo)（創(chuàng)新要素）在聯(lián)盟中的實(shí)際施行程度越高；“未來(lái)愿景”評(píng)分則代表聯(lián)盟認(rèn)為該治理指標(biāo)施行的理想程度；“施行成本”評(píng)分則代表了聯(lián)盟認(rèn)為貫徹施行該治理指標(biāo)的成本，如時(shí)間成本、資源成本、資金成本等。

i代表上述20 個(gè)治理指標(biāo)的編號(hào)，將某聯(lián)盟對(duì)指標(biāo)i的“當(dāng)前現(xiàn)狀”“未來(lái)愿景”“施行成本”的三項(xiàng)評(píng)分分別記作：Currenti，Expecti，Costi。因此，可用集合{Current1,Current2,…,Current20}代表該聯(lián)盟當(dāng)前的協(xié)作創(chuàng)新治理策略（Strategy）。聯(lián)盟中某治理指標(biāo)貫徹得越徹底，意味著其施行成本也越高，該治理策略的施行成本Cost可計(jì)算為公式（1）。

將全部32 個(gè)聯(lián)盟的治理策略評(píng)分記作：{Strategy1,Strategy2, …,Strategy32}，抽取其中所有的未來(lái)愿景評(píng)分，形成未來(lái)愿景評(píng)分矩陣，矩陣元素Expectji代表聯(lián)盟j對(duì)施行指標(biāo)i的期待程度。

研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)盟中的治理策略從來(lái)都不是獨(dú)立存在與施行的，各策略之間存在著關(guān)聯(lián)與依賴(lài)，例如，信用評(píng)價(jià)機(jī)制與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制之間存在“強(qiáng)相關(guān)”，若聯(lián)盟中的某企業(yè)不尊重伙伴的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，則其信用必然受損；同時(shí)，信用評(píng)價(jià)機(jī)制與信貸支持力度存在“弱相關(guān)”，若上述企業(yè)信用受損，則對(duì)其信貸支持的力度也應(yīng)降低。考慮到政策間的依存與互擾關(guān)系，相較于針對(duì)具體暴露問(wèn)題的“專(zhuān)項(xiàng)政策”，“一攬子政策”更適用于主體特征不一、合作關(guān)系復(fù)雜的協(xié)作創(chuàng)新組織，如北京“科創(chuàng)30 條”。

通過(guò)對(duì)課題中資料及數(shù)據(jù)的“關(guān)鍵詞共現(xiàn)”的分析，也可印證上述論點(diǎn)。關(guān)鍵詞共現(xiàn)代表兩類(lèi)事務(wù)的關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)在相同報(bào)告分析中的頻率，用該指標(biāo)度量4 類(lèi)創(chuàng)新要素間的關(guān)聯(lián)性，如表2 所示。

表2 5類(lèi)創(chuàng)新要素間的關(guān)聯(lián)性

鑒于創(chuàng)新要素間普遍存在關(guān)聯(lián)，為了精細(xì)化地對(duì)策略進(jìn)行優(yōu)化，特提取評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)中20 個(gè)指標(biāo)之間隱含的190 對(duì)“相關(guān)性”，本文基于未來(lái)愿景評(píng)分矩陣中列向量Expecti之間的余弦相似度來(lái)計(jì)算，其含義是：聯(lián)盟對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的評(píng)分愈相似，則兩指標(biāo)越應(yīng)該同步（同等力度）施行，其計(jì)算公式如下。

經(jīng)過(guò)相似度計(jì)算，可得到如下所示的治理指標(biāo)相似度矩陣M，矩陣元素Mpq代表指標(biāo)p與指標(biāo)q之間的相關(guān)性（相似度），該矩陣是對(duì)稱(chēng)矩陣，即Mqp=Mqp，且其對(duì)角線元素為1。

矩陣M 也可用網(wǎng)絡(luò)圖的形式直觀表示，圖中節(jié)點(diǎn)表示指標(biāo)，連接表示指標(biāo)之間的相似度，接線越粗代表相似度越高，為了清晰，刪除了相似度較低的連接，如圖1 所示。

圖1 聯(lián)盟各治理指標(biāo)關(guān)聯(lián)關(guān)系圖

接下來(lái)，若將聯(lián)盟j的基本屬性記作Attributej，將聯(lián)盟中單個(gè)創(chuàng)新主體的平均科研成果產(chǎn)出記作Outputj，則可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘算法來(lái)分析聯(lián)盟產(chǎn)出與其固有屬性及當(dāng)前治理策略間的關(guān)系，如公式（3）所示。由于聯(lián)盟基本屬性及治理策略包含枚舉型、布爾型、數(shù)值型等多類(lèi)型數(shù)據(jù)，因此，本文使用數(shù)據(jù)挖掘工具Weka（www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/）中的隨機(jī)森林算法[15]來(lái)挖掘其與科研產(chǎn)出的關(guān)系。

隨機(jī)森林可被視為一組決策樹(shù)的集合，在獲得輸入數(shù)據(jù)后，利用每棵樹(shù)單獨(dú)地進(jìn)行判斷，然后所有決策樹(shù)投票生成最終輸出結(jié)果，本研究所得的隨機(jī)森林的其中一顆決策樹(shù)如圖2 所示。

圖2 聯(lián)盟屬性及治理指標(biāo)的科技產(chǎn)出決策樹(shù)

該決策樹(shù)說(shuō)明若聯(lián)盟運(yùn)行時(shí)間久、成員規(guī)模大，在具有較好的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、投融資渠道、產(chǎn)學(xué)研一體化條件下，其科技產(chǎn)出相對(duì)較好。本文基于隨機(jī)森林生成的結(jié)果，將聯(lián)盟創(chuàng)新主體產(chǎn)出與聯(lián)盟屬性及治理策略的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表3 所示。

表3 單個(gè)創(chuàng)新主體的科技產(chǎn)出與聯(lián)盟屬性及治理策略的關(guān)系

2.2 聯(lián)盟創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)治理策略的初選與優(yōu)化

為獲得適合目標(biāo)聯(lián)盟的最優(yōu)化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟治理策略，計(jì)算出可用于選擇和評(píng)判的候選策略集合。候選治理策略滿(mǎn)足3 個(gè)條件，包括：（1）目標(biāo)聯(lián)盟的備選策略要參照與其屬性相近的現(xiàn)有聯(lián)盟采取的策略；（2）備選策略要體現(xiàn)聯(lián)盟成員的愿景與預(yù)期，考慮不同治理指標(biāo)的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)性；（3）備選策略要顧及施行后的實(shí)際采納情況，能推動(dòng)聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體更多地達(dá)成合作。

首先，將目標(biāo)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的所有屬性記作AttributeT，已有32 個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的所有屬性集合記作{Attribute1,…,Attribute32}。若給每個(gè)具體屬性賦予一個(gè)權(quán)重，如給聯(lián)盟建設(shè)資金設(shè)置較高的權(quán)重，然后根據(jù)公式（2）中的相似度計(jì)算方法，可獲得k個(gè)與目標(biāo)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在屬性上較為相似的聯(lián)盟，將這些聯(lián)盟對(duì)應(yīng)的當(dāng)前治理策略（種子策略）記為{Strategy1,...,Strategyk}。

其次，為體現(xiàn)出聯(lián)盟期盼的策略之間的隱性關(guān)聯(lián)，采用種子策略向量與相似度矩陣M相乘的方法，以使得不同策略指標(biāo)的施行程度按照其關(guān)聯(lián)性得以擴(kuò)散，采用三級(jí)衍生的辦法，使每個(gè)種子策略衍生為3 個(gè)優(yōu)化策略，如公式（4），最后共得到4k個(gè)策略。

最后，需要對(duì)上述優(yōu)化后的策略進(jìn)行面向合作博弈的進(jìn)一步篩選，使用專(zhuān)家訪談法確定20 個(gè)策略指標(biāo)給采取策略的主體帶來(lái)的收益與付出的權(quán)重（基于用多元線性回歸進(jìn)行校驗(yàn)）。使用加權(quán)求和法計(jì)算出治理策略給創(chuàng)新主體帶來(lái)的整體收益Gain與付出Pay，如公式（5）所示。

如果Gain＞Pay，那么保留該策略，反之刪除。其含義是：對(duì)聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體來(lái)說(shuō)，若遵循某策略的收益大于支出，才會(huì)選擇合作。

2.3 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化博弈仿真的最優(yōu)策略生成

經(jīng)典博弈論，博弈雙方被假定是完全理性的，且對(duì)博弈中的收益矩陣信息完全了解。在現(xiàn)實(shí)狀況下，上述假設(shè)通常并不成立[16]。演化博弈論（Evolutionary Game Theory）打破上述“完全理性”的苛刻約束，將博弈理論與動(dòng)態(tài)演化過(guò)程結(jié)合起來(lái)，以分析從個(gè)體行為到群體行為的形成機(jī)制，研究群體行為的演化趨勢(shì)及穩(wěn)定性。演化穩(wěn)定策略與納什均衡存在關(guān)聯(lián)，代表群體所處的狀態(tài)是穩(wěn)定的，不受小規(guī)模策略變化的干擾。為更加貼近現(xiàn)實(shí)，學(xué)界將演化博弈進(jìn)一步深化為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的演化博弈研究[17]。研究者通常會(huì)設(shè)計(jì)博弈細(xì)節(jié)，包括博弈者、策略、收益矩陣、策略動(dòng)態(tài)復(fù)制規(guī)則，爾后使用計(jì)算機(jī)仿真工具建立上述網(wǎng)絡(luò)模型和模擬博弈活動(dòng)，進(jìn)而觀察與詮釋網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，及群體采納某策略的程度。本文亦遵循上述思路。

根據(jù)優(yōu)化后的策略集合，計(jì)算出主體采納各策略所獲得的收益Gain和支出Pay。由于Gain大于Pay，因此，用“雪堆博弈”來(lái)對(duì)聯(lián)盟中創(chuàng)新主體之間的協(xié)助創(chuàng)新進(jìn)行建模。在該博弈中，若參與創(chuàng)新的雙方都遵守承諾、精誠(chéng)合作，則科技產(chǎn)出會(huì)順利進(jìn)行且雙方能夠共享科技成果，在同等收益的情況下共同承擔(dān)研發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)；若參與創(chuàng)新的一方背棄承諾、坐享其成，會(huì)導(dǎo)致雖然也有一定量的科技產(chǎn)出，但創(chuàng)新成本是由持合作態(tài)度者獨(dú)立擔(dān)負(fù)的，會(huì)有損后期合作；如若雙方均不合作，互相欺瞞，則不會(huì)有科技產(chǎn)出且雙方收益均為零。該博弈中的收益矩陣適于描述聯(lián)盟中創(chuàng)新主體間的科研協(xié)作創(chuàng)新場(chǎng)景，其收益矩陣如圖3 所示。

圖3 聯(lián)盟中協(xié)作創(chuàng)新博弈的收益矩陣

在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化博弈仿真程序中進(jìn)行博弈演化的過(guò)程中，創(chuàng)新主體將計(jì)算每輪博弈后的凈收益，也會(huì)計(jì)算與其相鄰的創(chuàng)新主體（博弈對(duì)手/合作創(chuàng)新者）的平均凈收益，若前者小于后者，則該主體會(huì)認(rèn)為當(dāng)前采取的合作態(tài)度會(huì)導(dǎo)致其在聯(lián)盟中吃虧受損，進(jìn)而決定變更策略。當(dāng)演化博弈穩(wěn)定后（網(wǎng)絡(luò)中的合作者比例相對(duì)穩(wěn)定后），可統(tǒng)計(jì)得出合作者占比，記為P。P代表著在聯(lián)盟在施行治理策略時(shí)，聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體對(duì)治理規(guī)范的接納程度。因此，結(jié)合前文所述的策略成本及單位科技產(chǎn)出，最優(yōu)的治理策略應(yīng)滿(mǎn)足公式（6）。

即：最優(yōu)策略是4k 個(gè)候選策略中使得聯(lián)盟取得最大科技產(chǎn)出凈收益的策略。上述所有步驟總結(jié)為圖4 所示的流程圖。

圖4 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的治理策略生成機(jī)制

3 聯(lián)盟治理策略生成機(jī)制驗(yàn)證與結(jié)果分析

3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上演化博弈仿真實(shí)現(xiàn)

業(yè)界已存在若干構(gòu)建此類(lèi)仿真工具的程序與框架，如NetLogo（ccl.northwestern.edu/netlogo），Repast（repast.github.io/index.html）。該類(lèi)工具秉承開(kāi)源理念，用戶(hù)可根據(jù)自身需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。本文構(gòu)建的仿真程序如圖5 和圖6 所示。

圖5 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上演化博弈“過(guò)程態(tài)”

圖6 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上演化博弈“穩(wěn)定態(tài)”

圖5 和圖6 中的圓點(diǎn)代表聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體，圓點(diǎn)之間的白色連線代表著創(chuàng)新主體間的合作關(guān)系。整個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)代表聯(lián)盟中的創(chuàng)新協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。紅色圓點(diǎn)代表采取合作態(tài)度的創(chuàng)新者，而藍(lán)色圓點(diǎn)代表采取不合作態(tài)度的創(chuàng)新者。當(dāng)聯(lián)盟采取了合適的治理策略后，博弈初始階段如圖5 所示，網(wǎng)絡(luò)中只有少部分創(chuàng)新主體采取合作態(tài)度，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的演化博弈，創(chuàng)新主體發(fā)現(xiàn)持合作態(tài)度有利于提高自身收益，紛紛采取合作。合作網(wǎng)絡(luò)也最終演化到如圖6所示的穩(wěn)定態(tài)。在穩(wěn)定態(tài)下，仍然有部分創(chuàng)新主體沒(méi)有參與合作，但聯(lián)盟整體上處于較高的合作水平，達(dá)到理想預(yù)期。

3.2 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟治理策略生成機(jī)制的有效性驗(yàn)證

策略選優(yōu)的過(guò)程是基于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)演化結(jié)果展開(kāi)的，生成的最優(yōu)策略具有預(yù)見(jiàn)性。采用“對(duì)比法”驗(yàn)證策略的有效性。即假設(shè)某科研產(chǎn)出高的聯(lián)盟的治理策略是未知的，爾后生成最優(yōu)策略，將生成的策略與聯(lián)盟原有策略作對(duì)比，若相近則說(shuō)明有效；同理，與科研產(chǎn)出較低的聯(lián)盟進(jìn)行策略對(duì)比，若能補(bǔ)其不足，也說(shuō)明有效。

基于上述思路，從32 個(gè)聯(lián)盟中挑選了4 個(gè)聯(lián)盟樣本，記作A（北京某車(chē)輛工程技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟）、B（天津某生物醫(yī)藥裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）、C（天津某建筑裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）和D（河北某農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）。其中，聯(lián)盟中的單位創(chuàng)新產(chǎn)出從A 到D 依次降低。在實(shí)驗(yàn)中，采用交叉驗(yàn)證法，即每次驗(yàn)證一個(gè)聯(lián)盟并假設(shè)其治理策略未知，而用剩余的31 個(gè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)。最后，可得到通過(guò)該機(jī)制生成的4 個(gè)治理策略。將A、B、C、D 的原有策略與生成的策略進(jìn)行對(duì)比，如圖7 所示。

圖7 聯(lián)盟A的原有與生成治理策略對(duì)比

從圖7 和圖8 的結(jié)果可知，生成策略與科技產(chǎn)出較高的聯(lián)盟所采取的治理策略相近，并沒(méi)有追求所有指標(biāo)上的高數(shù)值，而是追求效益最大化。因此，所生成的策略照顧到了聯(lián)盟的固有屬性和特征，是各方面要素相對(duì)均衡的方案。

圖8 聯(lián)盟B的原有與生成治理策略對(duì)比

從圖9 和圖10 結(jié)果可知，本文方法能夠矯正科技產(chǎn)出較低的聯(lián)盟采取的治理策略。通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)生成的治理策略具有如下3 個(gè)特點(diǎn)：均衡性、補(bǔ)齊性和關(guān)聯(lián)性。均衡性指各指標(biāo)施行力度相對(duì)均衡，不同類(lèi)型的指標(biāo)間差距不會(huì)過(guò)大；補(bǔ)齊性指對(duì)于聯(lián)盟存在策略短板的情況，可彌補(bǔ)策略缺失；關(guān)聯(lián)性指策略間能相互呼應(yīng)，達(dá)到最佳實(shí)施效果。

圖9 聯(lián)盟C的原有與生成治理策略對(duì)比

圖10 聯(lián)盟D的原有與生成治理策略對(duì)比

4 結(jié)論

以構(gòu)建高端裝備制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中的協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)為主題展開(kāi)研究，面向20 個(gè)治理策略指標(biāo)，基于觀察法、調(diào)查問(wèn)卷法、專(zhuān)家訪談法研究了京津冀區(qū)域32 家裝備制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的調(diào)研數(shù)據(jù)；然后剖析了治理策略指標(biāo)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，挖掘治理策略施行情況與科技產(chǎn)出之間的聯(lián)系，形成了治理策略的初選與優(yōu)化方法；構(gòu)建了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈仿真工具，得出最優(yōu)化治理策略生成方法。實(shí)驗(yàn)表明方法生成的策略具有有效性，且具備均衡、補(bǔ)齊、關(guān)聯(lián)的特性。由于生成策略是面向未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)演化趨勢(shì)，故而也具有一定的預(yù)見(jiàn)性。