考虑内生溢出与R-D投入的创新模式选择.pdf
第 19 卷?第 3 期2011 年?6 月?中国管理科学Chinese Journal of Management Science?Vol.19,No.3June,?2011文章编号:1003-207(2011)03-0026-07考虑内生溢出与 R&D 投入的创新模式选择张春辉,陈继祥(上海交通大学安泰经济与管理学院,上海?200052)摘?要:为获取竞争优势,企业在资源和能力有限的条件下需要对创新模式作出合理的选择。本文运用演化博弈理论对企业的创新模式选择进行了分析,在此基础上探讨了内生溢出、R&D 投入对创新模式选择的影响。结果表明,内生溢出与 R&D 投入对创新模式选择的影响效应是相反的:对方企业内生溢出的增大会导致本企业选择颠覆性创新模式的可能性增大,选择渐进性创新模式的可能性减小;而 R&D 投入的增大会导致企业选择渐进性创新模式的可能性增大,选择颠覆性创新模式的可能性减小。关键词:创新模式选择;内生溢出;R&D 投入;演化博弈中图分类号:F273.1?文献标识码:A收稿日期:2009-12-07;修订日期:2011-05-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(70872070)作者简介:张春辉(1982-),男(汉),浙江临海人,上海交通大学安泰经济与管理学院博士研究生,研究方向:战略管理、技术创新.1?引言大量的研究已经表明,技术创新不仅是经济增长的重要动力,同时也是企业提升绩效、获取竞争优势的重要 途径 1。在大 量案例研究 的基础上,Christensen(1997)2按照对主流市场产生的影响将技术创新分为颠覆性创新(也称破坏性创新、突破性创新等)和渐进性创新。颠覆性创新是发端于非主流市场,并对现有主流市场在位企业的竞争力产生破坏作用的创新;渐进性创新是对现有主流市场产品性能的提升做出贡献的创新 2。这是两种完全不同的创新模式,两者之间往往存在冲突而难以共存于同一企业 3。因此,为获取竞争优势,企业在资源和能力有限的条件下需要对创新模式作出合理的选择。针对创新模式选择,许多学者围绕其影响因素展开了深入研究。Danneels(2004)4的研究表明,创新模式选择会受到企业规模和成熟度的影响,成熟的大企业更倾向于选择渐进性创新,而颠覆性创新则会遇到巨大的阻力。Laukkanen 等(2008)5对市场环境因素进行了考察,认为在动荡的市场环境下企业选择颠覆性创新的可能性更大。张洪石和付玉秀(2005)6对企业内外部环境因素作了归类并进行实证研究,发现?环境变化?和?环境支持?因素与颠覆性创新频率正相关,?环境依赖?因素与渐进性创新频率正相关且与颠覆性创新频率负相关。孙永风等(2007)7对战略导向因素进行了实证研究,认为企业家导向更加注重颠覆性创新并通过战略控制对其进行管理,而市场导向更加注重渐进性创新并通过财务控制对其进行管理。Sandberg(2007)8对消费者的反应进行了研究,认为两种创新模式对消费者的消费观念和消费习惯产生的影响存在显著差异。陈锟和于建原(2009)9研究了营销能力因素,认为处于较低环境动荡性的企业,无论规模大小,只能不断提高营销能力和选择渐进性创新才能获得良好的创新绩效;而处于较高环境动荡性的企业,营销能力对创新会有双重影响效应,采用颠覆性创新是营销能力较弱的企业战胜大企业的一个有效策略。上述研究为企业的创新模式选择提供了重要依据,但这些研究仅局限于影响创新模式选择的外在因素,对 R&D 活动中的影响因素却缺乏探讨。内生溢出与 R&D 投入是 R&D 活动中的两个重要因素 10。Katsoulacos 和 Ulph(1998)10认为,内生溢出属于技术溢出的一个重要类型,是企业在 R&D活动中与其它企业关于技术成果的信息共享程度;它可以通过控制对外发布技术成果信息的数量与种类,以及选择发布对象等进行管理。本文考虑内生溢出因素,是因为它涉及企业的核心技术 11,对它的管理与控制是否合理,直接关系到企业创新模式选择的合理性。尽管很多研究已经表明,R&D 投入对企业利润具有正向作用,但对于 R&D 投入如何作用于创新模式选择实现利润增长却缺乏研究。企业 R&D活动由于受到多种因素的影响而具有不确定性,因而在有限理性的假设下分析企业的创新模式选择显得更为合理。因此,本文研究与现有研究相比有两点区别:第一,本文将内生溢出与 R&D投入两个 R&D 因素引入分析框架,而现有研究极少对 R&D 因素给予关注;第二,本文研究基于企业的有限理性假设,而现有研究并未考虑企业的理性程度问题。综上,本文基于企业有限理性假设,利用演化博弈理论对企业的创新模式选择进行分析,在此基础上探究内生溢出、R&D 投入对创新模式选择的影响,以期为企业创新模式选择提供新的理论依据。2?基本假设某一产业由企业 1和企业 2 两家相互竞争的企业构成,这两家企业都试图通过技术创新来获取竞争优势。设两家企业的 R&D 投入水平均为 c,且均可以利用 c 进行不同创新模式的 R&D 活动。企业R&D 活动存在技术溢出,它由外生溢出与内生溢出两部分构 成 10,11。为简化分析,设两家 企业R&D 活动的技术溢出系数均为?(0?1),且具有相同的外生溢出系数 e(0?e?1)和内生溢出系数 r(0?r?1-e),?=e+r。在这里,外生溢出 e是客观存在的、企业不可控的技术溢出;内生溢出 r是由于企业i(i=1,2)的技术共享行为,使企业3-i 拥有企业i 技术成果信息的程度。因此,两家企业实际的 R&D 投入均为自身的 R&D 投入与对方企业 R&D 活动的技术溢出之和 M,M=(1+?)c=(1+e+r)c。另外,假定企业的实际 R&D 投入水平等于其单位生产成本的减少水平。假定市场的逆需求函数为 P=a-bQ,其中 a,b 均为大于 0 的常数,Q 为两家企业的产量之和,Q=q1+q2。设两家企业的原单位生产成本均为 A(a A M),由于企业自身的 R&D 投入和对方企业的技术溢出,两家企业的实际单位生产成本为 A-(1+e+r)c。在企业开展 R&D 活动并进行生产的条件下,遵循 A-J 模型的假设 12,企业的 R&D成本函数为sc2/2(s 0);在企业只有R&D 活动而不进行生产的条件下,R&D 成本为确定性的 c。其中s 为创新能力参数,s越小说明企业的创新能力越强,s 越大说明企业的创新能力越弱 13。3?企业创新模式选择的得益分析企业选择的创新模式不同,会导致其在市场中的地位也不同,因此不能给出统一形式的利润函数。基于前文假设,下面分不同情形讨论两家企业创新模式选择的得益情况。(1)两家企业均选择颠覆性创新模式颠覆性创新对主流市场在位企业竞争力的破坏是通过建立新市场、抢占主流市场份额来实现的 2。当两家企业均选择颠覆性创新模式时,他们均有可能成为新市场的垄断者,也有可能因市场被对方垄断而蒙受巨大损失。两家企业均选择颠覆性创新模式时,若企业 1 领先于企业 2 建立了新市场成为垄断者,则 Q=q1,q2=0,企业 1 的利润函数为:?1=(a-bq1)-(A-M)q1-12sc2(1)因为?1?q1 0,?2?1?q21 0,所以企业1利润最大化的产量为 q*1=a-A+(1+e+r)c2b,最大化利润为?1=a-A+(1+e+r)c24b-12sc2。由于市场被企业 1 垄断,企业 2 将不进行生产,其损失为颠覆性创新的 R&D 投入 c,因此企业 2 的利润为?2=-c。同理,若企业 2 领先于企业 1 建立新市场成为垄 断 者,则 企 业2的 利 润 为?2=a-A+(1+e+r)c24b-12sc2,企业1的利润为?1=-c。现在假定这种领先与落后的状况对于两家企业来说是等可能的,则两家企业选择颠覆性创新模式的期望利润均为?RR=a-A+(1+e+r)c28b-14sc2-12c。(2)两家企业均选择渐进性创新模式渐进性创新只能起到改良主流市场产品性能的作用,所以当两家企业均选择渐进性创新模式时,他们的市场地位并未改变。假设两家企业的渐进性创新产品是同质的,则市场成为 Cournot 竞争市场,因此企业 i(i=1,2)的利润函数为:?i=(a-bQ)-(A-M)qi-12sc2(2)求解企业 1和企业 2 的纳什均衡产量(q*1,q*2)需联立方程:?1/?q1=a-A+M-2bq1-bq2=0?2/?q2=a-A+M-2bq2-bq1=0解得纳什均衡产量为 q*1=q*2=13b a-A+(1?27?第 3 期?张春辉等:考虑内生溢出与 R&D 投入的创新模式选择+e+r)c,均 衡 利 润 为?II=?1=?2=a-A+(1+e+r)c29b-12sc2。(3)两家企业选择不同的创新模式若企业 1 选择颠覆性创新模式,企业 2 选择渐进性创新模式,则企业 1 成为新市场的垄断者。与情形(1)的分析类似,可得企业 1 的利润为?RI=a-A+(1+e+r)c24b-12sc2,企业 2 的利润为?IR=-c。同理,若企业 2 选择颠覆性创新模式,企业1 选择渐进性创新模式,则企业 2 的利润为?RI=a-A+(1+e+r)c24b-12sc2,企业 1 的利润为?IR=-c。通过以上三种情形的分析,可以得到两家企业选择各种创新模式的得益情况(表 1)。表 1?两家企业创新模式选择的得益企业 2颠覆性创新渐进性创新企业 1颠覆性创新(?RR,?RR)(?RI,?IR)渐进性创新(?IR,?RI)(?II,?II)4?企业创新模式选择演化博弈分析现在考虑有限理性条件下一个大群体企业间的随机配对博弈问题。假定企业群体中选择颠覆性创新模式的比例为 x,选择渐进性创新模式的比例为1-x;x 是时间t 的函数。根据表 1 的描述,可知选择颠覆性创新模式企业的期望收益为 UR,UR=x?RR+(1-x)?RI=x a-A+(1+e+r)c28b-14sc2-12c+(1-x)a-A+(1+e+r)c24b-12sc2(3)选择渐进性创新模式企业的期望收益为 UI,UI=x?IR+(1-x)?II=-xc+(1-x)a-A+(1+e+r)c29b-12sc2(4)企业平均收益为U-=x UR+(1-x)UI。根据演化博弈理论,得选择颠覆性创新模式企业的复制动态方程 14,15:dxdt=x(UR-U_)=x(1-x)172b a-A+(1+e+r)c2(10-x)-(14sc2-12c)x(5)令dxdt=0,得系统(5)可能的稳定状态为:x*1=0,x*2=1,x*3=10 a-A+(1+e+r)c2 a-A+(1+e+r)c2+b(18sc2-36c)(仅 当 0?x*3?1 时成立)。因为当 x*3=0 和 x*3=1 时,x*3分别与 x*1,x*2重合,为避免混淆,以下讨论的x*3不包括 0 和 1 两个端点,即 0 x*3 1。令 F(x)=dxdt,根据微分方程的稳定性和演化稳定策略的性质,当 F?(x*)0,F?(1)0,F?(x*3)(1+e+r)2。研究颠覆性创新条件下内生溢出与 R&D 投入的关系,须求(7)式关于 r 的一阶导数:?c*R?r=a-A2bs-(1+e+r)2+2(1+e+r)(2-x)(a-A)(1+e+r)-2bx(2-x)2bs-(1+e+r)22(8)由于 c*R 0,结合二阶条件 2bs (1+e+r)2,可知?c*R/?r 0。因此,颠覆性创新条件下,对方企业内生溢出的增大会引发本企业更多的 R&D 投入。同理,根据(4)式可得企业选择渐进性创新模式时期望收益最大化的 R&D 投入 c*I,c*I=2(1-x)(a-A)(1+e+r)-9bx(1-x)9bs-2(1+e+r)2(9)此时二阶条件要求 9bs 2(1+e+r)2。与颠覆性创新条件下的分析类似,易得?c*I/?r 0,即本企业选择渐进性创新模式时,对方企业内生溢出的增大会促使本企业增加 R&D 投入。综合以上两种情形的分析,结论 1 成立。结论 1 表明,在不同创新模式条件下内生溢出与 R&D 投入的关系是一致的,从而拓展了内生溢出相关研究的结论,同时也为企业在不同创新模式条件下加强内生溢出的管理提供了理论依据。5?2?内生溢出、R&D投入对创新模式选择的影响5?2?1?内生溢出的影响分析前文的分析表明,创新模式选择与创新模式的期望收益及企业群体中选择各种创新模式的比例有关。因此,探讨内生溢出对创新模式选择的影响需围绕这两个方面作进一步分析。结论 2?随着对方企业内生溢出的增大,本企业两种创新模式的期望收益均增加,但颠覆性创新模式期望收益的增加更为显著。证明:由(3)、(4)式知,当 0?x?1时,?UR?r=(2-x)4b a-A+(1+e+r)c c 0,?UI?r=2(1-x)9b a-A+(1+e+r)c c?0,?UR?r/?UI?r=9(2-x)8(1-x)1,因此结论 2成立。结论 2 表明,对方企业的内生溢出对本企业收益有正向影响,这与 Gr?nfeld 等人的研究是一致的。同时结论 2 还表明,对方企业内生溢出对本企业两种创新模式期望收益的影响存在差异。站在对方企业立场,结论 2 同样成立。因此,结论 2 是对内生溢出相关研究结论的补充和深化。结论 3?随着对方企业内生溢出的增大,本企业选择颠覆性创新模式的可能性增大,选择渐进性创新模式的可能性减小。证明:因为x*3=10 a-A+(1+e+r)c2 a-A+(1+e+r)c2+b(18sc2-36c),则?x*3?r=20cb a-A+(1+e+r)c(18sc2-36c)a-A+(1+e+r)c2+b(18sc2-36c)2。由于0?x*3?1,要求b(2sc2-4c)?a-A+(1+e+r)c2 0,所以?x*3?r 0。x*3是企业群体中选择颠覆性创新模式的企业所占的比例,而对于企业群体中任意一家企业而言,x*3则是选择颠覆性创新模式的可能性,因此结论 3 成立。结论 3 说明,对方企业内生溢出直接关系到本企业选择各种创新模式的可能性。由于双方企业的对称性,本企业的内生溢出也关系到对方企业选择?29?第 3 期?张春辉等:考虑内生溢出与 R&D 投入的创新模式选择各种创新模式的可能性。因此,企业对内生溢出相关活动的管理需要结合内外部环境的变化以及现实的需要,慎重而行。5?2?2?R&D 投入的影响分析研究表明,R&D 投入在增强企业创新能力、提升企业绩效方面具有关键作用 18。然而,传统研究只局限于渐进性创新范畴考察 R&D 投入、创新能力与企业绩效之间的关系,且对 R&D 投入与创新模式选择之间的关系也缺乏探讨,而创新模式的合理选择关系到企业的长远发展。因此,分析 R&D投入对创新模式选择的影响就显得十分必要。结论 4?随着R&D 投入的不断增大,企业选择渐进性创新模式的可能性增大,选择颠覆性创新模式的可能性减小。证明:因为x*3=10 a-A+(1+e+r)c2a-A+(1+e+r)c2+b(18sc2-36c),求 x*3关于 c 的一阶导数得:?x*3?c=360b a-A+(1+e+r)c(a-A)(1-sc)-(1+e+r)c a-A+(1+e+r)c2+b(18sc2-36c)2(10)令?x*3?c=0得 R&D 投 入 临 界 值 cH,cH=a-A(a-A)s+1+e+r。由于0?x*3?1,所以 b(2sc2-4c)-a-A+(1+e+r)c2?0,此时必须保证c 2/s。因为 2/s cH,所以?x*3/?c 0必然成立。与内生溢出的影响分析类似,x*3是企业群体中任意一家企业选择颠覆性创新模式的可能性,因此结论 4 成立。结论 4 与实际相符,R&D 投入属于沉没成本,创新模式的改变意味着原先 R&D 投入的浪费 3。随着 R&D 投入的增大,企业改变创新模式的动机逐渐减弱。因此,若要选择合理的创新模式,企业需要事先制定与不同创新模式相匹配且具有灵活性的R&D 投入方案。6?数值分析6?1?内生溢出与 R&D 投入的关系前文的分析表明,不同创新模式下内生溢出与R&D 投入并非相互独立。为验证结论 1,取 a=35,A=23,b=3,e=0?2,s=1,x=0?5代入(7)式和(9)式,并利用 Maple 12 根据(7)式和(9)式作图 2。图 2 显示,在不同创新模式条件下,对方企业内生溢出的增大均能使本企业增加 R&D 投入。显然,站在对方企业的立场,结论 1 同样成立:无论对方企业选择何种创新模式,本企业内生溢出的增大也会促使对方企业增加 R&D 投入。由于增加R&D 投入有助于提升企业的创新能力 18,因此无论双方企业选择何种创新模式,都有动力加强与对方企业之间的技术交流与合作。图 2?内生溢出对 R&D 投入的影响6?2?内生溢出对创新模式期望收益的影响为直观地描述对方企业内生溢出对本企业两种创新模式期望收益的影响以验证结论 2,取 a=12,A=6,c=2,b=1,e=0?2,s=2,x=0?5代入(3)式和(4)式。由(3)、(4)式知,在 0?r?0?8的条件下,曲线 UR和 UI并无交点。为清晰地辨别 r 对 UR和 UI影响的差异,令 U?I=UI+6?81,并利用Map le 12 根据(3)式和 U?I作图 3。从图3 中可以看到,当 r=0时,UR=U?I。同时可以看到,随着对方企业内生溢出 r 的增大,UR和 U?I均增大,且 UR的斜率要大于 U?I的斜率。由于 U?I和UI的斜率相同,因此当对方企业内生溢出 r 增大时,本企业两种创新模式的期望收益均增加,但颠覆性创新模式期望收益的增加更为显著。进一步分析(3)式和(4)式可以发现,对方企业内生溢出对本企业两种创新模式期望收益的影响存在差异的原因在于,当本企业选择颠覆性创新模式时,本企业有可能成为垄断者。当本企业成为垄断者时,对方企业内生溢出对本企业利润的贡献就变得更为显著。6?3?内生溢出、R&D投入对创新模式选择的影响为验证结论 3 与结论 4,取 a=9,A=8,b=10,e=0?2,s=2,则?30?中国管理科学?2011 年图 3?内生溢出对创新模式期望收益的影响x*3=10 1+(1?2+r)c2 1+(1?2+r)c2+360(c2-c)令 w(r,c)=x*3,同时利用 Matlab 7?0 根据w(r,c)作图 4。图 4 模拟了内生溢出、R&D 投入对创新模式选择的影响:随着对方企业内生溢出 r的增大,本企业选择颠覆性创新模式的可能性 w 不断增大;随着 R&D 投入 c 的增大,企业选择渐进性创新模式的可能性不断增大。因此,内生溢出与R&D 投入对创新模式选择的影响效应是相反的。考虑到这种相反效应,企业必须将创新模式选择上升到战略高度:若长期中企业坚持渐进性创新路线,则应逐渐加大 R&D 投入至最优水平 c*I,同时将本企业的内生溢出控制在较低的水平使得竞争对手选择颠覆性创新模式的可能性也维持在低水平;若长期中以颠覆性创新为目标,企业应不断加强企业间的知识共享、技术交流与合作以提高对方企业内生溢出水平,在选择颠覆性创新模式的条件下将R&D 投入控制在最优水平 c*R。7?结语由于资源与能力的限制,企业需要通过选择合理的创新模式来获取竞争优势。然而,创新模式选择的合理性会受到企业自身理性程度、R&D 活动中的因素以及竞争对手创新策略的影响。基于企业的有限理性假设,本文对企业选择不同创新模式时的得益进行了分析,并运用演化博弈理论对企业的创新模式选择作了讨论,在此基础上研究了内生溢出、R&D 投入对创新模式选择的影响。理论分析和数值模拟表明,内生溢出与 R&D 投入对创新模式选择的影响效应是相反的:对方企业内生溢出的图 4?内生溢出、R&D 投入对创新模式选择的影响增大会导致本企业选择颠覆性创新模式的可能性增大,选择渐进性创新模式的可能性减小;而 R&D 投入的增大会导致企业选择渐进性创新模式的可能性增大,选择颠覆性创新模式的可能性减小。本文的研究为企业创新模式选择提供了新的理论依据,丰富了该领域的研究成果,同时也拓展了内生溢出与R&D 投入相互关系的传统研究结论。然而,本文研究的局限性在于,本文的分析建立在两种模式的创新均能获得成功的基础之上,而事实上两种模式的创新均存在风险,且两者的风险也存在显著差别 3。因此,考虑不同创新风险因素的创新模式选择需要今后的进一步研究。参考文献:1 Damanpour,F.,Walker,R.M.,Avellaneda,C.N.Combinative effects of innovation types and organiza?tional performance:A longitudinal study of service or?ganizations J.Journal of M anagement Studies,2009,46(4):650-675.2 Christensen,C.M.T he innovator?s dilemma:Whennew technologies cause great firms to fail M.Boston,M A:Harvard Business School Press,1997.3 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to obtain competitive advantage,an enterprise needs to select a rational innovation modeunder limited resources and competence.T his paper analyzes the innovation modes selection of enterprisewith evolutionary game theory,based on which impacts of endogenous spillovers and R&D investment oninnovation modes selection are discussed.T he results show that,the impacts of endogenous spillovers andR&D investment are reverse?with stronger endogenous spillovers from competitor,an enterprise wouldselect radical innovation mode in higher probability and select incremental innovation mode in lower proba?bility;while with increase of R&D investment,an enterprise would select incremental innovation mode inhigher probability and select radical innovation mode in lower probability.Key words:innovation modes selection;endogenous spillovers;R&D investment;evolutionary game?32?中国管理科学?2011 年
