企业间创新的多阶段序贯博弈分析_创新扩散理论论文

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一、技术创新的“三部曲”

一种最广为人知的技术变革阶段说就是熊比特所提出的“三部曲”:创新的产生、创新的采用和创新的扩散[1]。创新采用是创新产生和创新扩散的中间阶段和微观基础,只有当技术被它的潜在用户所使用时,新技术引发的生产力提高和福利改进的力量才能被实现。在技术创新理论中,创新的采用是一个重要的研究领域。然而,目前国内对技术创新采用的研究远没有创新产生和创新扩散过程那么深入和全面,表现为一种“哑铃状”结构——两端大,中间小,缺乏从产业组织视角对创新采用的激励和行为进行系统的分析。作为创新“三部曲”中的重要篇章,技术创新的采用本应发出它的最强音,而不应该作为过门或滑音,湮没在创新产生和创新扩散研究的“二重奏”中。

(一)创新产生与创新采用

一方面,在现有的产业组织理论文献中,大量的研究精力投入到关于创新是如何产生的,怎样才能产生更多的创新之类的课题,而且被广泛认可的研究成果也都是关于创新产生的激励,如新技术的研发、市场结构与创新的关系、R&D竞赛等[2]。在通常关于创新的文献中,由于研究目的不同,倾向于把创新的产生和创新的采用混为一谈。比如对R&D竞赛的研究——企业在创新或发明上展开竞赛, 哪个企业率先完成创新,就算赢得了比赛,而且企业的收益与R&D投资数量息息相关。 这里暗含的假设就是,只要创新产生,其成果就能自动地在市场上实现。显然,这种假设在大多数情况下是不合理的。两种活动存在着本质的差别。

1.两种活动的实施主体不同

技术创新的产生是一种有意识的研究过程,或无意识(这里指没有明确的商业目的)的好奇发现,进行技术创新的主体一般是科研院所、大学、天才人物或企业的科研部门;创新的采用是一个时间选择和战略决策过程,它的实施主体是企业家。正如在熊比特的学说中,企业家负责发现市场上的盈利机会,承担决策风险,并权衡一项决策的成本与收益。

2.两种活动所需的知识和能力不同

技术创新要求科研人员具有一定的技术背景和相关专业知识,他们所掌握的知识多为自然科学,即客观世界运行的自然规律;创新的采用则要求决策者具备市场敏感性,了解市场运行的经济和社会特征。随着专业化生产的发展和社会分工的深化,企业家职能和科研职能更加分化。管理人员和科研人员分属不同的劳动市场,具有更强的人力资本专用性。

3.两种活动的衡量标准不同

技术创新基本上本着“技术越先进越好”的原则,这种先进性通常是可以比较的。比如,一项创新是否优于之前的技术,只需看生产成本是否更低、产品是否更加多样化、是否提供了以前不能提供的产品或服务等。而创新的采用无法用绝对值来衡量,最先进的技术未必是最值得采用的技术,只有最适合当前市场环境的,才是最好的。它的衡量标准随着时空变换也会有所不同。在一个国家和地区适合的技术,在另一种环境中不一定也适合;在某时刻看起来最合适的技术,在其他时刻看来可能并不合适。

鉴于上述的本质区别,将技术创新的产生和创新的采用分开研究是很有意义的,而且专门对创新采用进行深入研究也是非常必要的。理由如下:

首先,技术外生化趋势明显,创新的选择和采用成为企业决策的重中之重。创新很少是自给自足的,而是由少数企业发明和发现的,再由大量的其他企业所采用[3]。现实情况往往是大企业拥有一个专利库(patent pool),收集各种相关的自行研发或外购的技术专利,企业家在适当的时间从中选择适当的技术创新加以应用。其次,创新的采用不仅是单个企业的行为,还需要产业链上下游企业的协同合作才能获得成功。在通常的研究中,采用创新的企业都是直接面对消费者的,创新的结果直接反映在市场上。然而,在现实生活中,大量的技术创新都发生在产业链的上游,尤其是过程创新中涉及的资本品创新,此时创新的采用是一个连锁反应,它涉及下游企业的设备更新和消费者对新产品的接受与选择。参与者的增加,改变了单一企业的决策规则,只有上下游企业和消费者多方协调、步调一致,创新才能实现满意的效果。

最后,创新采用的内涵丰富、复杂,值得深入研究和探讨。技术创新具有时间和空间的差异,因此在什么时间、什么条件下采用创新才是最优的,需要企业审慎的决策。面临技术创新,企业并不只是“接受”或“拒绝”这么简单,而是要决定采用哪种创新,在什么时间采用。常见的静态、离散的模型显然并不适于分析这类问题,创新的采用是一个动态、连续的过程,需要综合考虑企业及市场的过去、现在和未来的变动趋势。

(二)创新采用与创新扩散

创新采用与创新扩散二者的关系是统一而不是矛盾的。其不同主要体现在研究内容和方法上的差别。企业的创新采用行为是创新扩散的微观基础,创新扩散是潜在采用者采用行为的集体效应[4]。在对技术创新扩散的传统分析中,倾向于直接从宏观上考察技术创新随时间的演化过程,主要是对技术扩散进行事后的影响因素分析、路径描述和经验总结。

在技术创新扩散研究中,最著名的当数Mansfield的“传染模型”(epidemic model)[5]。即从长期来看,在时间规划中,新技术的扩散曲线通常是S型的。也就是说,新技术在开始时,只有少数用户采用,而且采用的速度缓慢;随着时间的流逝,成功的技术创新将被更多用户所接受,它的使用达到峰值;之后,扩散的速度逐渐减慢。整个扩散路径表现为S型。 因为这种扩散路径非常类似于流行病的传播过程,因而也被称为“传染模型”。迄今为止,“传染模型”仍然是相关理论和实证分析的基础研究工具。

尽管Mansfield模型已经频繁地产生了可置信的实证结果, 但同时也遭到了许多批评。因为该模型刻画了一种新技术采用者的累积模式,试图模型化产业内所有企业的整体行为,尽管整体数据拟合非常好,但它不具备基于企业行为模式的分析基础,缺乏对现象本质的解释力,没有探讨企业采用创新的经济动机[6—7]。模型的根本缺陷就在于它不能解释为什么某些企业能比其他企业更早或更晚采用新技术。技术创新的扩散路径可事后在宏观或产业层面上观察到,但创新采用的微观机理并不是这样显而易见的。对于这种宏观现象的描述似乎已成了程式化的事实,但对这种现象的微观机理的研究尚处于初级阶段。

技术扩散的另一个分析角度就是从微观上考察企业采用技术创新的情况,然后再综合考量其集体效应。创新采用是一个打破均衡的过程,企业借助创新改变竞争地位和市场结构;而创新在企业间的扩散则是一个重新走向均衡的过程,随着企业的模仿和跟随采用,创新的影响逐渐消散,直至下一次创新的到来。这种分析方式更关注微观主体对创新采用的态度和行为激励,因此更具前瞻性和预测性。

二、创新采用的序贯博弈:模型构造与基本结论

目前对创新采用的研究尚未形成完整、单独的系统,而是散见于各种理论研究中。对创新采用进行深入讨论的主要有三方面的理论:管理学中的决策过程理论、企业投资理论及产业组织理论中的时序(timing)博弈分析。每种理论研究侧重点不同,既有区别,也可相互借鉴。

决策过程理论倾向于从决策者的心理状态、认知能力出发,更多关注决策者的思维过程,强调外部环境因素对决策者态度、行为、决策结果的影响,根据采用者的心理特征和风险偏好程度做出细致的分类[8]。然而, 决策过程理论描述了决策的过程,展示的是一种最终结果,并未讨论采用创新的决策机制。此外,决策过程理论强调的是主观的思维过程和逻辑路线,难以用量化的方法加以分析,更难以用实证方式进行检验。

投资理论研究的前提就是认定创新充满了风险,技术的价值和市场条件是不断变化的,因此在企业可选择的行动集中,“等待”是一种有价值的策略[9]。 企业投资理论完全从采用者私人角度看创新采用的问题,强调资产的性质和资本的时间价值对企业创新采用决策的影响。此外,资本的投资回收期也是影响企业创新采用的关键因素。而在传统经济学分析中,采用创新的成本往往被看作是沉没成本,在决策中不予考虑。因而从投资理论中借鉴这种分析思路是十分必要的。

将技术创新的采用视为企业竞争策略的选择,从博弈的角度对其进行分析,将更清楚地展示创新采用影响因素的作用大小和方向,以及技术创新扩散路径形成的微观机理。

(一)博弈的基本构造

技术创新在多个企业间的扩散是一个渐进过程,各企业对技术创新的态度截然不同,因此,多个企业在创新采用过程中存在一定的时间差异。由于采用创新的企业并不惟一,其他企业的采用行为与时机、已采用创新的企业数量和效用,都将影响其他企业采用的时间选择。因此,多个企业采用决策的过程实际上是一个择时博弈(timing game)的问题[4]。这个博弈的基本构造如下:

1.参与人

所有潜在的、准备采用创新的企业都是博弈的参与者,这些企业随机分布在采用的时间线上,独立决策,选择行动以最大化自己的效用(利润)。

2.行动

是参与人的决策变量,包括所有可供选择的策略集合。一般认为,在该博弈中,各参与人可供选择的策略只有两个:等待和采用。“等待”是指潜在采用企业暂不采用创新,仍处于继续观察和信息收集阶段,以选择对自己最为有利的采用时机。“采用”则是指潜在采用企业认为当前选择创新是最优的,因而决定在企业内实施创新。

3.战略

是参与人选择行动的规则。作为博弈参与人的潜在采用企业,其可选的行动集中有两个策略:等待和采用。当技术创新对该企业的预期效用(利润)小于某一临界值时,选择“等待”;反之,当技术创新对该企业的预期效用(利润)大于某一临界值时,企业选择“采用”策略。

4.支付函数

就是参与人从博弈中获得的效用水平,它是所有参与人战略与行动的函数。在该博弈中,就是指当前时刻技术创新给企业带来的预期效用(利润)。

5.博弈类型

该博弈属于多阶段、序贯博弈。但在每个博弈阶段,多个企业之间的创新采用博弈实际上是所有潜在采用者参加的一个完全信息的静态博弈,因为在每一次开始博弈时,所有剩余的潜在采用企业都是同时进行决策,而且每个企业对其他企业的特征、战略空间、支付函数完全了解。然而,博弈转入下一个阶段时,剩余参与者剔除掉前一阶段采用者的影响,更新自己和对手的收益、策略空间,在此基础上进行下一轮的静态博弈。以此类推,直至市场饱和,没有潜在采用者为止。

(二)技术创新采用过程中企业的策略选择

Reinganum[10—11] 通过对多个企业采用决策的研究,首先提出了在创新采用与扩散过程中,企业采用机理的博弈论解释。新技术的采用有时不只取决于技术本身的绝对价值,还取决于与竞争对手较量的相对价值。也就是说,即使一项创新是盈利的,如果对手也采用,可能就变成不值得采用的,因为技术改进带来的收益可能会被企业间的模仿竞争所消耗。Reinganum假设, 在市场上所有的企业完全一样,信息也是完全的,而所有企业要实现价值最大化,必须采取一些策略。博弈对策的平衡实际上会导致所有企业在不同时期采用新技术,从而得到一条S 型扩散曲线。

在竞争条件下,一个企业采用前(pre-adoption)的利润和它采用后(post-adoption)的利润在很大程度上取决于产品市场上竞争者数量的多少。企业在某一点上采用新技术的激励显著地受到竞争对手采用决策的影响。因此,企业将面临两种相反的策略选择:①先发制人策略。企业通过占先采用,特别是对于成本降低(cost- reducing)型技术,可以获得先行者优势,从而促进企业率先采用新技术。②后来居上策略。一方面,企业通过观望和等待,能获得更多有利的信息,减少不确定性带来的损害;另一方面,特别是质量改进(quality-improvement)的技术创新,能带来一种后动者优势,这种激励将减缓新技术的采用。

1.先发制人

在竞争条件下,对新技术采用时间选择研究的开创性贡献应归于Reinganum 的博弈论方法。在一个双寡头结构的产品市场,每个企业每时期获得的利润为π[,0]。在时期0,一种成本降低型的新技术可利用。令π[,L]和π[,F]分别表示企业是惟一采用者时以及只有对手采用时的利润流。如果两个企业都采用,那么每个企业获得的利润流为π[,2]。考虑到不同利润流之间的关系,假设π[,L]>π[,2]>π[ ,0]>π[,F]>0,且π[,L]-π[,0]>π[,2]-π[,F]。式子的含义是,由于新技术的采用而带来的利润的增加对于第一个采用者来说要大于第二个采用者,因此存在着先发制人采用的激励。此外,一个企业的采用将对其他企业的利润产生负影响,也就是说,存在经营偷窃效应(business- stealing effects)。k(t)表示到日期t采用新技术的非贴现成本,且k′(t)<0,k″(t)>0,表示新技术的成本是逐渐下降的,但下降的速度递减,因此,率先采用的企业也将面临较高的成本。k(0)是足够大的,以至于一种初始的采用似乎并无吸引力,且当t→∞,k (t)→0,也就是说,只要能产生正的收益,采用将最终发生。此时企业必须权衡推迟采用的机会成本与成本节约之间的大小,同时将对手的战略行为考虑在内。企业的博弈问题就是选择一个最优的采用日期。

令r表示利率,T[,i]表示企业i的采用日期。令V[,i](T[,i],T[,j])表示企业的贴现收益,即企业i在时期T[,i]采用,而它的对手在时期T[,i]采用。如果企业i在T[,i]率先采用,企业j在T[,2]跟随,T[,1]≤T[,2],各自的贴现收益由以下公式给出:

每个企业的目标都是将另一个企业的选择看作给定,选择一个采用日期来最大化自己的贴现收益。模型具有惟一的纳什均衡(T[*][,1],T[*][,2]),这里T[*][,1]=argmax[,T[,1]]V[,i](T[,1],T[,2]),且T[*][,2]=argmax[,T[,2]]V[,i](T[,2],T[,1])。均衡结果表明,即使在企业同质且完全确定的情况下,也不存在企业同时采用的均衡,技术将随着时间逐渐扩散。新技术一定是被序贯采用的,且先动者具有更高收益。

Riordan分析了价格和进入规制对新技术采用时间的影响[12]。 这些规制机制通过降低先发制人战略的吸引力,可能推迟企业对新技术的采用。此外,产品市场上的竞争模式也影响新技术的采用。只有当产品市场是Bertrand竞争时,先发制人战略才更加有效,而在Cournot双寡头竞争情况下,并不必然成立。

2.后来居上

在新市场进入的战略时间选择上,质量改进的技术创新也可能产生后动优势。假设现在企业采用创新的成本不是0,而是每单位为λ[,s],λ>0,s表示产品质量。当λ趋向无穷时,博弈的本质从一个占先博弈转换成一个等待博弈。通过数字运算法则,可以得到了惟一的值。如果,博弈采取等待博弈的形式,均衡具有后动者优势;而对于,博弈则被构造为一个占先博弈,在均衡时企业的收益均等化[13]。

在这类博弈中,有两种基本因素发生了作用:一是时间,二是研发努力。时间的流逝带来了机会成本,研发努力则引起实际的R&D支出。 如果技术竞争主要表现为时间消耗(即λ很低),则存在先发制人的优势。但如果技术竞争主要表现为研发努力的消耗(即λ很高),后来居上优势出现,延缓了新技术的首次采用。

3.占先与推迟的权衡

当同时考虑技术盈利性与企业战略的不确定时,情况将变得更为多样和复杂。当两家企业面临两种经济价值无法确定的新技术,企业通过收集关于技术的未知价值的私人信息,以贝叶斯方式更新先验信念来缓解技术潜在盈利的不确定性。利用动态规划技术可以求得最优解。企业在创新采用中倾向于“占先”还是“滞后”取决于新旧两种技术是替代还是互补关系。如果是替代关系,企业采用新技术的盈利性会降低,因此企业将采取更加保守的策略,推迟新技术的采用;如果两种技术是互补关系,企业将对新技术的采用表现出更加积极的态度[14]。时间选择既不必然涉及在预承诺均衡中的先动优势,也不涉及由于先发制人的威胁导致的租金均等化。相反,可能由于信息溢出,存在后动者优势。尽管均衡结果是不确定的,但可以确定的是均衡的采用行为将偏离社会最优。

在不确定性下讨论创新采用时间的均衡,必须同时考虑以下四种效应:第一,先发制人优势可能加速无效率的采用(先发制人效应);第二,某企业对新技术的采用可能伤害它的对手,因为这增加了产品市场上的竞争(经营偷窃效应);第三,由于信息溢出,首次采用可能被无效的推迟(信息溢出效应);第四,当两个企业都立即采用时,期望消费者剩余被最大化,而企业的利润并没有最大化(消费者剩余效应)。最终的结果将取决于四种力量的相互制衡。任何政策干预都应该充分考虑到不确定性的性质及技术变革的速度和程度。福利分析的结果表明,旨在增加新技术采用速度的政策,在等待博弈中并不总是合意的;旨在降低新技术采用速度的政策,在先发制人的博弈中也不总是合适的。比较而言,更早的首次采用和更晚的跟随采用,可能导致社会福利的增加。理由是,在等待博弈中,从跟随采用中得到的消费者剩余效应小于经营偷窃效应,这可能会加快企业之间的采用;在先发制人博弈中,如果技术变革速度很低,则先发制人效应并不足够强,以至于不能主导其他相互抵消的效应。上述理论研究成果可以总结如下表所示:

表1 创新采用博弈理论模型的分类及基本结论

技术盈利能力的不确定

无 有

新技术采用呈扩散形式;

其路径还受其他因素(如供给部门的市

推迟采用,直到某个可接受的盈利性的

场结构、边学边干、溢出效应、人力资

临界值[16]

企业间战略竞争 本专用性等)的影响[15]

(信息的搜集能缓解推迟)

的不确定 成本降低型技术创新

——先发制人 取决于先发制人效应、经营偷窃效应、

质量改进型技术创新

信息溢出效应、消费者剩余效应四者的

——后来居上 权衡

三、自主创新战略下的创新采用

中国在“十一五”规划中首次提出将“自主创新”作为今后经济工作的重点和着力点,“把增强自主创新能力作为科学技术发展的战略基点和调整产业结构、转变增长方式的中心环节,大力提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力”。创新已成为中国经济工作的重心,在理论上理解创新,在实践中落实创新,为未来经济的发展提供动力和支撑。

然而,“十一五”规划强调了引入国外先进技术和国内自主开发之间的关系,上述提法对于国内企业创新的深层涵义至少还需要两方面的解读:一方面,“自主创新”并不意味着“自给自足”,技术创新的跨行业、跨企业应用的趋势日益明显,创新的产生、应用、实现需要多方面的协调和努力,符合某些经济主体利益的创新未必符合所有经济主体的利益,即创新存在着“空间”差异。另一方面,“新的”未必是“好的”,任何新兴事物都需要相当的时间来揭示它们的真实面目,即创新存在着“时间差异”。面对市场上各种可得的技术创新,企业需要辨识哪种创新是值得采用的,以及在何时采用创新才是最有利的。创新是一把“双刃剑”——领先一步是先进,领先三步可能成为先烈。因此,只有在恰当的时间,采用了恰当的技术,才能最终推动整个产业的技术进步和国民经济的快速发展。

自主创新强调的是技术创新的来源,企业的采用是创新得以实现的途径,技术创新的扩散是完成产业升级、社会技术进步的终极目标。技术创新的“三部曲”相辅相成,才能奏出社会和谐发展的主旋律。

首先,在自主创新战略下,企业拥有选择采用何种技术的权利。尤其是产业链下游企业对上游资本品创新的采用,从私人激励角度来讲,企业总是会选择对自己最有利的创新,而不管创新来源如何。如果只是为了鼓励国内企业的自主创新而采取指定交易的形式,势必造成市场圈定(foreclosure), 最终遏制上游企业的创新[17]。强调自主创新,目的在于增强国内企业研发、创新的能力,加大企业采用国内自主技术创新的力度。然而,这种能力的增强需要在开放、竞争环境中逐步实现,而不是在限制创新引进基础上自欺欺人的提高。

其次,面临可利用的技术创新,企业拥有何时采用新技术的自由。企业采用技术创新的时间取决于博弈的性质和企业的初始条件。对于完全相同的企业来说,当技术创新盈利能力的不确定性很高时,为了收集更多信息,企业之间进行的是等待博弈,推迟采用是理性反应;反之,企业之间的战略竞争成为主导,博弈的性质可能变为占先博弈。此外,企业成本状况、竞争地位、风险偏好类型也会影响企业创新采用时间的选择。技术创新在企业间的采用本来就是序贯的,而非同时的,经济运行规律决定了不同企业创新采用上的时间差异。因此,不能把采用创新时间上暂时的先后作为企业创新能力高低的判断标准。

最后,政府在企业创新和技术选择中要“有所为有所不为”。一般性技术创新的产生、采用和扩散都有其内在的经济规律可寻,微观经济主体将根据自身的利益做出最合适的选择。然而,政府在技术创新领域仍大有可为,其发挥作用的领域主要在于支持基础研究、提供公共科研服务、建立国家创新体系、完善技术创新的法律和制度保障等,为企业的自主创新提供必要的扶植和支持,促进自主研发技术在全球范围内的采用和扩散。

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