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摘要：高端裝備制造產(chǎn)業(yè)是推動京津冀科技創(chuàng)新一體化及北京科技創(chuàng)新中心建設(shè)的重要引擎，由于該產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)、資本密集等特點，依托產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟來構(gòu)建跨領(lǐng)域、跨地區(qū)的協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，將有助于其在維持產(chǎn)業(yè)分工的基礎(chǔ)上邁向集群式發(fā)展的道路。基于有關(guān)課題研究，通過采集并分析京津冀高端裝備制造業(yè)中產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與影響因素，運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈仿真，設(shè)計了聯(lián)盟創(chuàng)新要素影響和其協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的度量方法，以及精細化的聯(lián)盟治理策略生成機制。研究結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟治理策略生成機制具備有效性，其生成的治理策略為聯(lián)盟當(dāng)前協(xié)作的創(chuàng)新水平評價以及協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與發(fā)展提供了決策支撐。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；演化博弈

中圖分類號：F423     文獻標識碼：B      文章編號：1671-2064(2023)13-0026-07

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）、價值鏈區(qū)位高（產(chǎn)業(yè)附加值高）、產(chǎn)業(yè)鏈帶動效應(yīng)強（產(chǎn)業(yè)集群化）的特點，其學(xué)科交叉與知識密集的特性能吸引科技創(chuàng)新資源聚集，該類產(chǎn)業(yè)不但肩負著我國自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化的時代重任，而且其良好發(fā)展的勢頭能對區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)力及創(chuàng)新力產(chǎn)生輻射效果，甚至能提升我國在世界整體產(chǎn)業(yè)格局中的話語權(quán)^[1]。該類產(chǎn)業(yè)符合國家對京津冀協(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)動功能”“輻射功能”“主導(dǎo)功能”相契合^[2]。諸多發(fā)達國家已率先推出了國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，包括：“美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃”“德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略”“英國制造2050”“日本產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍圖”等。國內(nèi)，國務(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》，“中國制造2025”更具體地強調(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)對區(qū)域一體化發(fā)展的重要作用，京津冀、長三角、珠三角地區(qū)陸續(xù)將該類產(chǎn)業(yè)視為區(qū)域協(xié)作創(chuàng)新水平提高的驅(qū)動力量，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，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)計具有預(yù)測性、可量化的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)治理策略生成機制。該機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、美國能源部及其隸屬的若干國家實驗室。近年來，我國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)展勢頭不一。

產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中形成的合作網(wǎng)絡(luò)對提升不同創(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)中衍生的各類關(guān)系能促進知識流動、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化、市場拓展，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)新注入了動能。不過，競爭與合作共生，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)者已有的研究歸類描述為“分析法”與“模擬法”兩種思維，來進行闡述。前者以靜態(tài)視角專注于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)下狀態(tài)，分析網(wǎng)絡(luò)受各類因素影響的程度；后者以動態(tài)視角面向創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展變化，借助仿真和模擬分析結(jié)果，以提出針對時下情境的策略與建議，對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)新的各類要素，包括目標要素、主體要素、資源要素、過程要素等，構(gòu)建各要素對協(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個創(chuàng)新影響因素，進而基于社會網(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，使用自然語言處理技術(shù)，研究了國防產(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)對網(wǎng)絡(luò)演化的作用，忽略了創(chuàng)新主體對網(wǎng)絡(luò)演化的能動性。例如，趙澤斌等構(gòu)建了國防科技產(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)對網(wǎng)絡(luò)演化狀態(tài)的影響^[9]。曹霞等研究了不同社會網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)創(chuàng)新擴散結(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)系對網(wǎng)絡(luò)演化的作用。例如，廖名巖利用博弈論方法對新興產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)間的競合關(guān)系進行建模，綜合運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^[11]。郭本海^[12]、張宏娟^[13]等也運用該方法，研究了產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的其他競合關(guān)系。孟凡生等從同類企業(yè)間的競合關(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)字化升級的策略^[14]。上述研究具有較強的“后驗性（從結(jié)果到原因的推論）”，相較于第一類方法，通過此類方法通常能得出更為新穎的結(jié)論。

通過對產(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聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響為主，相對缺乏以定量方法來衡量具體治理策略對網(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度量治理策略對網(wǎng)絡(luò)演化的影響，探究其生成治理策略的有效性與預(yù)見性。

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

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個裝備制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的調(diào)研數(shù)據(jù)，如汽車輕量化技術(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。以問卷的方式來進行調(diào)研，主要獲取5類信息，包括：（1）聯(lián)盟基本屬性（專業(yè)領(lǐng)域、發(fā)起機構(gòu)、成員類型、運行年限、注冊資金等）；（2）現(xiàn)行的聯(lián)盟創(chuàng)新機制（5分制評分）；（3）預(yù)期的聯(lián)盟創(chuàng)新機制（五分制評分）；（4）各類機制施行的難度評估（5分制評分）；（5）科技產(chǎn)出統(tǒng)計（項目、論文、專利、軟件著作權(quán)等）。將所有統(tǒng)計數(shù)據(jù)均做歸一化處理。并在接下來的3個小節(jié)中，闡述了聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)治理策略生成的3個主要步驟。

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)對種子策略進行優(yōu)化，同時根據(jù)專家經(jīng)驗對若干種子策略進行主觀篩選。第三，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈，對候選策略進行逐個仿真，對策略給創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)帶來的預(yù)期影響進行模擬，從而展望策略未來的效能，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)展影響因素數(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個角度“外部條件”“內(nèi)部機制”“資本保障”“制度保障”“文化保障”及其之間的相互關(guān)系進行分析。外部條件構(gòu)造了創(chuàng)新的環(huán)境；內(nèi)部機制是創(chuàng)新的源泉與驅(qū)動力；資本保障提升了創(chuàng)新的規(guī)模與高度；制度保障維護創(chuàng)新的良性循環(huán)；文化保障維持了創(chuàng)新的可持續(xù)性。同時結(jié)合具體政策實施情況和聯(lián)盟實踐經(jīng)驗，將5類要素細分為20個子要素，如表1所示。

對表1中被調(diào)研的聯(lián)盟各要素進行了3項評分，分別為“當(dāng)前現(xiàn)狀”“未來愿景”“施行成本”。其中，“當(dāng)前現(xiàn)狀”評分越高，代表該治理指標（創(chuàng)新要素）在聯(lián)盟中的實際施行程度越高；“未來愿景”評分則代表聯(lián)盟認為該治理指標施行的理想程度；“施行成本”評分則代表了聯(lián)盟認為貫徹施行該治理指標的成本，如時間成本、資源成本、資金成本等。

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

編號	分類	要素
1	外部支撐條件	政府支持力度、稀缺市場資源的對接度
2		破除地域藩籬和行政區(qū)劃的跨區(qū)域協(xié)作條件
3		產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)融入和存在程度
4		產(chǎn)業(yè)園區(qū)、雙創(chuàng)示范園區(qū)中政策支持力度
5		中介機構(gòu)、孵化器的科技服務(wù)力度
6	內(nèi)部運行機制	聯(lián)盟中科技創(chuàng)新領(lǐng)頭羊的驅(qū)動力
7		產(chǎn)學(xué)研一體化的程度
8		科技成果轉(zhuǎn)化機制建設(shè)程度
9		聯(lián)盟中兼容各類創(chuàng)新模式的程度
10		科技人才與資源的流通機制建設(shè)程度
11		科技創(chuàng)新的評估評價機制建設(shè)程度
12	資本化運營	高風(fēng)險、資金密集型科技創(chuàng)新企業(yè)的金融化程度
13		基金、稅收政策的傾斜與扶持程度
14		多元化投融資渠道的拓展程度
15		面向聯(lián)盟及其創(chuàng)新主體的信貸扶持力度
16	科技成果保護	聯(lián)盟中知識產(chǎn)權(quán)保護與運用機制的健全度
17		聯(lián)盟中各創(chuàng)新主體信用機制的健全度
18	協(xié)作創(chuàng)新文化	聯(lián)盟中創(chuàng)新文化溝通與交流機制的成熟度
19		聯(lián)盟吸收優(yōu)秀創(chuàng)新經(jīng)驗、建立先進創(chuàng)新模式的能力
20		各類創(chuàng)新政策與知識宣講的普及程度

i代表上述20個治理指標的編號，將某聯(lián)盟對指標i的“當(dāng)前現(xiàn)狀”“未來愿景”“施行成本”的三項評分分別記作：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可計算為公式（1）。

   (1)

將全部32個聯(lián)盟的治理策略評分記作：{Strategy₁, Strategy₂, …, Strategy₃₂}，抽取其中所有的未來愿景評分，形成未來愿景評分矩陣，矩陣元素Expect_jⁱ代表聯(lián)盟j對施行指標i的期待程度。

 

研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)盟中的治理策略從來都不是獨立存在與施行的，各策略之間存在著關(guān)聯(lián)與依賴，例如，信用評價機制與知識產(chǎn)權(quán)保護機制之間存在“強相關(guān)”，若聯(lián)盟中的某企業(yè)不尊重伙伴的知識產(chǎn)權(quán)，則其信用必然受損；同時，信用評價機制與信貸支持力度存在“弱相關(guān)”，若上述企業(yè)信用受損，則對其信貸支持的力度也應(yīng)降低?？紤]到政策間的依存與互擾關(guān)系，相較于針對具體暴露問題的“專項政策”，“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”。

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

表2 5類創(chuàng)新要素間的關(guān)聯(lián)性

創(chuàng)新要素	創(chuàng)新要素	關(guān)聯(lián)性
外部條件	內(nèi)部機制	較強
外部條件	資本保障	一般
外部條件	制度保障	一般
外部條件	文化保障	較強
內(nèi)部機制	資本保障	較強
內(nèi)部機制	制度保障	較強
內(nèi)部機制	文化保障	較強
資本保障	制度保障	較強
資本保障	文化保障	一般
制度保障	文化保障	一般

鑒于創(chuàng)新要素間普遍存在關(guān)聯(lián)，為了精細化地對策略進行優(yōu)化，特提取評分數(shù)據(jù)中20個指標之間隱含的190對“相關(guān)性”，本文基于未來愿景評分矩陣中列向量Expectⁱ之間的余弦相似度來計算，其含義是：聯(lián)盟對兩個指標的評分愈相似，則兩指標越應(yīng)該同步（同等力度）施行，其計算公式如下。

  (2)

經(jīng)過相似度計算，可得到如下所示的治理指標相似度矩陣M，矩陣元素M_pq代表指標p與指標q之間的相關(guān)性（相似度），該矩陣是對稱矩陣，即M_qp=M_qp，且其對角線元素為1。

 

矩陣M也可用網(wǎng)絡(luò)圖的形式直觀表示，圖中節(jié)點表示指標，連接表示指標之間的相似度，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)盟各治理指標關(guān)聯(lián)關(guān)系圖

接下來，若將聯(lián)盟j的基本屬性記作Attribute_j，將聯(lián)盟中單個創(chuàng)新主體的平均科研成果產(chǎn)出記作Output_j，則可以通過數(shù)據(jù)挖掘算法來分析聯(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/）中的隨機森林算法^[15]來挖掘其與科研產(chǎn)出的關(guān)系。

Output_j=RF(Attribute_j,Strategy_j)                                   (3)

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

 

圖2 聯(lián)盟屬性及治理指標的科技產(chǎn)出決策樹

該決策樹說明若聯(lián)盟運行時間久、成員規(guī)模大，在具有較好的知識產(chǎn)權(quán)保護、投融資渠道、產(chǎn)學(xué)研一體化條件下，其科技產(chǎn)出相對較好。本文基于隨機森林生成的結(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數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果如表3所示。

表3 單個創(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

聯(lián)盟屬性	治理策略	科技產(chǎn)出
聯(lián)盟規(guī)模大、成立時間長、資金規(guī)模大	內(nèi)部機制強、制度保障強	高
聯(lián)盟規(guī)模小、成立時間短、新興產(chǎn)業(yè)	內(nèi)部機制強、資本保障強、制度保障強、文化保障強	高
聯(lián)盟規(guī)模小、成立時間短、政府主導(dǎo)	外部條件強、內(nèi)部機制強、制度保障強、文化保障強	高
聯(lián)盟規(guī)模大、成立時間長、資金規(guī)模大	內(nèi)部機制弱、資本保障弱、制度保障強、文化保障強	中
聯(lián)盟規(guī)模大、成立時間長、資金規(guī)模小	外部條件強、內(nèi)部機制弱、資本保障強、制度保障弱	中
聯(lián)盟規(guī)模小、成立時間短、新興產(chǎn)業(yè)	外部條件強、內(nèi)部機制強、資本保障弱、制度保障弱	中
聯(lián)盟規(guī)模大、成立時間長、資金規(guī)模大	內(nèi)部機制弱、制度保障弱、文化保障弱	低
聯(lián)盟規(guī)模小、成立時間短、新興產(chǎn)業(yè)	外部條件弱、內(nèi)部機制強、資本保障弱、制度保障弱	低
聯(lián)盟規(guī)模大、成立時間短、政府主導(dǎo)	外部條件強、內(nèi)部機制弱、資本保障弱、文化保障弱	低

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

為獲得適合目標聯(lián)盟的最優(yōu)化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟治理策略，計算出可用于選擇和評判的候選策略集合。候選治理策略滿足3個條件，包括：（1）目標聯(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，考慮不同治理指標的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)性；（3）備選策略要顧及施行后的實際采納情況，能推動聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體更多地達成合作。

首先，將目標產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的所有屬性記作Attribute_T，已有32個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的所有屬性集合記作{Attribute₁,…, Attribute₃₂}。若給每個具體屬性賦予一個權(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）中的相似度計算方法，可獲得k個與目標產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在屬性上較為相似的聯(lián)盟，將這些聯(lián)盟對應(yīng)的當(dāng)前治理策略（種子策略）記為{Strategy₁,...,Strategy_k}。

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的施行程度按照其關(guān)聯(lián)性得以擴散，采用三級衍生的辦法，使每個種子策略衍生為3個優(yōu)化策略，如公式（4），最后共得到4k個策略。

   (4)

最后，需要對上述優(yōu)化后的策略進行面向合作博弈的進一步篩選，使用專家訪談法確定20個策略指標給采取策略的主體帶來的收益與付出的權(quán)重（基于用多元線性回歸進行校驗）。使用加權(quán)求和法計算出治理策略給創(chuàng)新主體帶來的整體收益Gain與付出Pay，如公式（5）所示。

 (5)

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

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，且對博弈中的收益矩陣信息完全了解。在現(xiàn)實狀況下，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，將博弈理論與動態(tài)演化過程結(jié)合起來，以分析從個體行為到群體行為的形成機制，研究群體行為的演化趨勢及穩(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，學(xué)界將演化博弈進一步深化為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的演化博弈研究^[17]。研究者通常會設(shè)計博弈細節(jié)，包括博弈者、策略、收益矩陣、策略動態(tài)復(fù)制規(guī)則，爾后使用計算機仿真工具建立上述網(wǎng)絡(luò)模型和模擬博弈活動，進而觀察與詮釋網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的狀態(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”來對聯(lián)盟中創(chuàng)新主體之間的協(xié)助創(chuàng)新進行建模。在該博弈中，若參與創(chuàng)新的雙方都遵守承諾、精誠合作，則科技產(chǎn)出會順利進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；若參與創(chuàng)新的一方背棄承諾、坐享其成，會導(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)度者獨立擔(dān)負的，會有損后期合作；如若雙方均不合作，互相欺瞞，則不會有科技產(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行博弈演化的過程中，創(chuàng)新主體將計算每輪博弈后的凈收益，也會計算與其相鄰的創(chuàng)新主體（博弈對手/合作創(chuàng)新者）的平均凈收益，若前者小于后者，則該主體會認為當(dāng)前采取的合作態(tài)度會導(dǎo)致其在聯(lián)盟中吃虧受損，進而決定變更策略。當(dāng)演化博弈穩(wěn)定后（網(wǎng)絡(luò)中的合作者比例相對穩(wěn)定后），可統(tǒng)計得出合作者占比，記為P。P代表著在聯(lián)盟在施行治理策略時，聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體對治理規(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)滿足公式（6）。

Best(Strategy)=argmax(P·Output-Cost)                      (6)

即：最優(yōu)策略是4k個候選策略中使得聯(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)的治理策略生成機制

3聯(lián)盟治理策略生成機制驗證與結(jié)果分析

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

業(yè)界已存在若干構(gòu)建此類仿真工具的程序與框架，如NetLogo（ccl.northwestern.edu/netlogo），Repast（repast.github.io/index.html）。該類工具秉承開源理念，用戶可根據(jù)自身需求進行二次開發(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中的圓點代表聯(lián)盟中的創(chuàng)新主體，圓點之間的白色連線代表著創(chuàng)新主體間的合作關(guān)系。整個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)代表聯(lián)盟中的創(chuàng)新協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。紅色圓點代表采取合作態(tài)度的創(chuàng)新者，而藍色圓點代表采取不合作態(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)過一段時間的演化博弈，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)新主體沒有參與合作，但聯(lián)盟整體上處于較高的合作水平，達到理想預(yù)期。

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

策略選優(yōu)的過程是基于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的未來演化結(jié)果展開的，生成的最優(yōu)策略具有預(yù)見性。采用“對比法”驗證策略的有效性。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)盟原有策略作對比，若相近則說明有效；同理，與科研產(chǎn)出較低的聯(lián)盟進行策略對比，若能補其不足，也說明有效。

基于上述思路，從32個聯(lián)盟中挑選了4個聯(lián)盟樣本，記作A（北京某車輛工程技術(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。在實驗中，采用交叉驗證法，即每次驗證一個聯(lián)盟并假設(shè)其治理策略未知，而用剩余的31個聯(lián)盟的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)。最后，可得到通過該機制生成的4個治理策略。將A、B、C、D的原有策略與生成的策略進行對比，如圖7所示。

 

圖7 聯(lián)盟A的原有與生成治理策略對比

 

圖8 聯(lián)盟B的原有與生成治理策略對比

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，并沒有追求所有指標上的高數(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，是各方面要素相對均衡的方案。

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。通過觀察和實驗生成的治理策略具有如下3個特點：均衡性、補齊性和關(guān)聯(lián)性。均衡性指各指標施行力度相對均衡，不同類型的指標間差距不會過大；補齊性指對于聯(lián)盟存在策略短板的情況，可彌補策略缺失；關(guān)聯(lián)性指策略間能相互呼應(yīng)，達到最佳實施效果。

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)為主題展開研究，面向20個治理策略指標，基于觀察法、調(diào)查問卷法、專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。實驗表明方法生成的策略具有有效性，且具備均衡、補齊、關(guān)聯(lián)的特性。由于生成策略是面向未來的網(wǎng)絡(luò)演化趨勢，故而也具有一定的預(yù)見性。

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Research on the Evolution and Governance of Collaborative Innovation Network of High-Tech Equipment Manufacturing Industry Alliance in Beijing-Tianjin-Hebei Region

XIAO Wen,XIE Haitao,CHEN Shu,ZHANG Ting,DING Boda

(Institute of Sci-Tech Information of Beijing Academy of Science and Technology, Beijing United Information Center of Science-Technology-Economy, Beijing  100044)

Abstract:The high-Tech equipment manufacturing industry is an important power to promote the integration of innovations in Beijing, Tianjin and Hebei Region. It is meaningful to establish collaborative innovation networks based on technology innovation alliances, which are interdisciplinary and cross-regional, for such technology-intensive and capital-intensive industries. this paper collects and analyzes the development status and influencing factors of industrial alliance innovation network in Beijing Tianjin Hebei Region in high-Tech equipment manufacturing industry，design the impact measurement method of alliance innovation factors and the generation mechanism of alliance governance strategies, which is based on the evolutionary game simulation on complex networks. The research shows that the generation mechanism of governance strategies is effective, and the strategies are suitable for the current level of innovations in alliances, and is beneficial to the construction and future development of its collaborative innovation network.

Key words:industrial alliance;innovation network;complex network;evolutionary game