基于市場成功估計的共建型研發(fā)實體利益均衡模型及應用

 科技與經濟緊密相連，極大地促進了社會進步和人類文明發(fā)展?，F(xiàn)實中部分企業(yè)科技方面的薄弱制約了企業(yè)自身的發(fā)展，高校研究人員很多研究成果缺乏實踐應用，產學研合作可以有效解決這些問題并將科技迅速轉化成生產力。通過產學研合作，企業(yè)能夠形成自己的核心競爭力從而在激烈的競爭中立于不敗之地，從整體上也有利于我國經濟結構的轉型和進行創(chuàng)新型國家建設。隨著產學研合作的開展，也出現(xiàn)了不少失敗的案例，通過分析這類案例，我們不難看出，利益分配是一個關鍵的因素。本文通過分析產學研合作的各個環(huán)節(jié)，構建利益分配模型，為實現(xiàn)有效的產學研合作提供了建議。產學研合作模型已經有不少學者在不同層面上做過研究。以往的研究主要集中于三個方向。第一，是對產學研合作的基本模式做出研究和分析。文獻[1]對產學研合作創(chuàng)新模式進行了分析，文獻[2]提出創(chuàng)新合作模式的博弈分析模型，主要考慮產方選擇自主創(chuàng)新還是委托學研方。文獻[3]研究了在信息完全和不完全的情況下，通過博弈分析得出最佳合作模型。文獻[4]就合作模式中是否選擇中介達到利益最大做出了分析研究。第二，某個具體行業(yè)層面提出了博弈模型。此種研究和實際聯(lián)系比較緊密，有許多研究成果。文獻[5]運用演化博弈的原理構建出區(qū)域高耗能產業(yè)退出機制。文獻[6]通過分析產業(yè)集群與技術創(chuàng)新的關系，建立產學研合作創(chuàng)新的靜態(tài)博弈模型和重復博弈模型。文獻[7]建立軍地合作技術博弈模型，給出關于軍地雙方企業(yè)和高?；蚩蒲袡C構如何選擇合作伙伴，各自創(chuàng)新能力對合作有何影響等建議和討論。文獻[8]以大連理工大學與錦州六陸實業(yè)股份有限公司就二氧化碳回收技術領域所進行的產學研合作的實例，運用博弈理論進行了分析。第三，對產學研本身做出理論歸納和研究。如文獻[9]研究了模式選擇與利益分配問題。文獻[10]對產學研合作系統(tǒng)進行了研究。現(xiàn)有研究在多個領域都對產學研合作做出了全面的討論，有利于產學研合作知識體系的形成，研究成果起到了參考價值，并得到了多方面的應用。但是，并沒有考慮到雙方努力程度對合作結果的考慮，以及研發(fā)結束后，對市場估計的變化帶來的風險。文獻[11]著眼于產學研合作最常見的形式，即共建研發(fā)類實體，本著利益共享，風險共擔的原則，運用博弈論分析方法，探討雙方共建模式，雙方共同投資研發(fā)與生產，研究了投產系數(shù)和利益分配的比例。本文就產學研合作中考慮研發(fā)努力程度和投產風險系數(shù)的情況下，對產學研合作提出了更合理的利益最大化的合作模式。
1 主要結果
1.1 市場成功估計參數(shù)的確定方法 本文將企業(yè)作為博弈的一方，簡稱產方；把高校和科研機構雙方合并作為博弈的另一方，簡稱學研方。常見產學研合作的模式有多種，本文主要研究一種利益共享、風險共擔的產學研合作形式，在這種模式中，產方向學研發(fā)提供一定的研究經費，學研方取得研究成果后，雙方將成果投入生產，按最終產品投入市場的銷售收入的固定比例分配成果。文獻《產學研合作共建研發(fā)（R&D）實體的博弈分析》研究了產學研合作研究階段、生產階段雙方的收益以及雙方利益的分配問題，本文則在學研方努力程度、產學研市場風險、學研方技術入股等方面進行研究。下面我們將具體研究這些內容，給出學研方努力程度、產學研市場風險系數(shù)的確定方法，考慮學研方技術入股時情況，最終給出基于市場成功估計的共建型研發(fā)實體利益博弈模型。
1.1.1 學研方研究努力程度系數(shù)的確定方法 研究人員投入時間的長短是衡量努力程度的最直觀的因素。研究人員需要有足夠的時間研究把握研究的方向，搜集大量相關國內外資料和克服階段性困難取得實質性突破。我們把投入的時間充足程度用α表示，α參照完成同類項目所需的研究時間。時間越充分，努力程度越高。
采用的技術設備的先進程度對研究成果的作用不可忽視。先進的設備能夠利用科技節(jié)約研究的時間和成本，簡化研究過程，減少研究過程中的重復性工作，減輕科研人員負擔，讓他們將時間放在重點難點的攻堅上。技術設備的先進程度用β表示。β參照市場平均的技術水品來確定。
研究人員數(shù)量和職稱的不同會影響努力程度。研究人員數(shù)量多，科研力量雄厚，通過合作和討論能夠集中眾人智慧產生有價值的想法。同樣研究人員職稱高學術水平高，豐富的學科知識和科研經歷有助于研究的順利開展，我們把研究人員數(shù)量和職稱對努力程度的影響用χ表示，0？燮χ？燮1。
團隊的重視與否是個重要因素，團隊重視程度高，研究人員的積極性高漲而且研究氛圍會很濃厚，這樣的良性循環(huán)有利于研究的開展。因此在這里我們將團隊的重視程度設為δ。
四個變量對學研方努力程度的重要程度設為j，k，l，m，j+k+l+m=1?？梢源致缘贸鰧W研方的努力程度為他們的加權相加即w=αj+βk+χl+δm（0？燮w？燮1）。
1.1.2 產學研投產成功風險系數(shù)e的確定 此處引入投產成功風險系數(shù)e，即投產成功的概率。綜合考慮，投產成功概率與多方因素有關。產學研研究成果的投產要考慮多方因素，盲目投產，不做預期風險估計，容易導致產學研合作的最終失敗，所以本文引入該投產成功風險系數(shù)是合理而必要的。合作各方的關注點可能不同，造成研究成果的期望有偏差，高?？赡荜P心產學研成果的創(chuàng)新程度，科技的新穎度，企業(yè)則關注市場對創(chuàng)新的需求程度和市場可接受的技術新穎度，同時，與學研方技術能力、需求方的需求明確程度、產方的技術先進性也有關。綜合以上因素，結合成果的實際情況，可以設成果的期望偏差度為a。
市場的需求是變化的，產學研的研究過程中，市場的需求可能會發(fā)生變化，設計的成果如果不符合市場的需求，必然導致投產后產品沒有市場，使產學研合作最終失敗。此處把市場需求的變化程度設為b。通過市場調查，可得。產方的個體利益相關者因素也會給合作帶來風險，產方合作的個體利益者比如合作管理人員、專業(yè)生產人員、產品銷售人員等，他們的素質（價值觀、人生觀）水平的高低和行為以及流動性也會增加風險問題。此處，由產方評估得出個體風險c。政府和社會的風險補償變化。政府和社會對產學研的支持也可能會發(fā)生變化，他們?yōu)槠髽I(yè)分憂解難和進行實質性補償?shù)某潭纫矔兓?，把變化程度設為d。四個變量對產學研投產成功影響的重要程度設為f，g，h，i，f+g+h+i=1，則可以粗略得出投產風險系數(shù)為他們的加權相加，即e=af+bg+ch+di。
1.2 考慮學研方努力程度的博弈雙方利益測度方法
前面已經給出了市場成功估計參數(shù)的確定方法，能夠求得學研方努力程度、產學研市場風險系數(shù)。接下來我們將考慮學研方技術入股情況下，產方和學研方的研發(fā)費用、生產費用和銷售收入，得到博弈雙方在產學研合作成功情況下的收益。研發(fā)階段：假定學研方投入總的研發(fā)費用X，產方對總研發(fā)費用提供補貼，比例系數(shù)為m，且0生產階段：假定產方投入總的生產費用設為c（c與市場需求量Q有關），c=k1+k2（k1是單位變動成本，k2是固定成本），k1包含水電費、原材料等與市場需求量有關的費用，k2包含房屋租金、生產設備的購買費用等與市場需求量沒有太大關系的費用支出，兩個數(shù)值通過同行業(yè)的信息交流、市場調研情況等得到相對精確的數(shù)值。考慮到現(xiàn)實中學研方技術入股的情況十分普遍，本文設學研方對總生產費用提供一補貼，比例系數(shù)為n，且0由于實際上花費相同的研究經費，不同技術所能帶來的經濟利益（市場需求）相差甚殊，這跟學研方實際進行技術研究時的努力程度有關。因此，本文將學研方研究的努力程度w加入模型中，即Q（X）=awXb，且0設每一單位產品的邊際收益是R，R參考行業(yè)間的平均水平并考慮當年的通貨膨脹水平。學研方能夠獲得的收益占總收益的比例系數(shù)為d，且0π學研=dRQ-mX-n（k1Q+k2）=（dR-nk1）awXb-mX-nk2
π產=（1-d）RQ-（1-m）X-（1-n）（k1Q+k2）=（1-d）RawXb-（1-m）X-（1-n）（k1awXb+k2）
π學研+產=RQ-X-（k1Q+k2）=（R-k1）awXb-X-k2
我們得到了雙方各自的收益和總收益，能夠分析收益與X，m，n的變動關系以及能夠分析總收益最大情況下相關系數(shù)的博弈情況。
1.3 產學研合作雙方期望利益的確定及分析 產方和學研方的收益和損失已經求出，根據(jù)概率論的思想，我們引入雙方收益和損失的投產風險概率，得出雙方利益的期望值。在均衡狀態(tài)下，雙方期望相等，得出博弈模型。假設產方的期望收益是E產，學研方的預期收益為E學研：①通常情況下，產方和學研方的選擇偏好是相同的。②學研方在產學研合作成功情況下的凈收益是dRQ-mX-n（k1Q+
k2）；失敗時學研方的凈損失是-mX-n（k1Q+k2）。③產方合作成功下的凈收益是（1-d）RQ-（1-m）X-（1-n）（k1Q+k2）；失敗時產方的凈收益是-（1-m）X-（1-n）（k1Q+k2）。④產方產學研合作成功的概率為e，則失敗的概率為1-e，學研方成功的概率為e，相應失敗的概率為1-e?？梢缘玫剑?
E產=e[dRQ-mX-n（k1Q+k2）]+[-mX-n（k1Q+k2）]（1-e）
E學研=e[（1-d）RQ-（1-m）X-（1-n）（k1Q+k2）]+（1-e）[-（1-m）X-（1-n）（k1Q+k2）]
雙方的預期收益可能出現(xiàn)E學研=E產，E學研>E產，E學研最終可以得到數(shù)學模型：
目標函數(shù)：maxπ產+學研=max[（R-k1）awXb-X-k2]
s.t.e[dRQ-mX-n（k■Q+k■）]+（1-e）[-mX-n（k■Q+K■）]=e[（1-d）RQ-（1-m）X-（1-n）（k■Q+k■）]+（1-e）[-（1-m）X-（1-n）（k■Q+k■）]0？燮m，n，X？燮1
本文目標是求得在預期收益均衡和產學研合作成功時總收益最大化情況下的m，n，X?；趯W研合作共建研發(fā)（R&D）實體模型，進一步考慮合作過程中研究成果轉化方式、學研方努力程度、產學研合作成功風險等問題，最終希望得出最優(yōu)的利益分配比例和投資比例，使產學研合作能夠順利開展下去。
2 案例分析
2.1 背景介紹 某高新技術股份有限公司和某高校保持產學研合作關系。該公司的主要產品是芯片，由于科技發(fā)展迅速，該公司希望通過產學研合作使企業(yè)芯片處于科技前沿，故與高?？萍佳邪l(fā)團隊長期合作。2011年9月，該公司與該高校研發(fā)團隊合作生產某新型芯片。雙方共同出資進行技術研發(fā)，研發(fā)成功后該高校以技術入股，與該公司合作生產該產品，并將生產出的產品投放市場，產品銷售所得按比例分配。本文運用風險共擔的產學研合作模型求出最佳的比例系數(shù)和技術研發(fā)費用。
2.2 基礎數(shù)據(jù)
2.2.1 努力程度確定 據(jù)了解高校研究人員比較刻苦而且研究時間充足，則研究時間充足系數(shù)α=1。高校的技術設備的先進程度處于該技術設備的市場水平之上，所以技術設備的先進程度系數(shù)表示β=1。高校研究人員這個項目上數(shù)量和職稱符合所需要的人數(shù)和職稱，所以研究人員數(shù)量和職稱對努力程度的影響系數(shù)χ=1。高校研究團隊對項目的重視程度很高，并采取了相應的激勵措施，研究人員的積極性高漲而且研究氛圍會很濃厚。團隊的重視程度δ=1。四個變量對學研方努力程度的重要程度設為j，k，l，m，j+k+l+m=1。可以粗略得出學研方的努力程度為他們的加權相加即w=αj+βk+χl+δm=1
2.2.2 市場投產風險評定。該新型芯片的投產風險系數(shù)e，運用上述產學研投產成功風險系數(shù)評定的方法可以確定。首先，該公司與該高校經過長期合作，達成了追求創(chuàng)新為主的共識，則期望偏差度評定a為0.9。該芯片功能多樣，運用了創(chuàng)新科技，且簡化了某些程序，使成本減低。因此，具有相對強大的市場競爭力，和比較廣泛的市場需求。則需求變化程度b取0.9。產方個體因素由產方結合利益相關者的素質和流動性，綜合評估c為0.5。政府和社會的風險補償短期基本不變，評定為0.9。各變量權重相等，為0.25。則可以得到該芯片市場投產風險系數(shù)為0.8。
2.2.3 博弈過程其它數(shù)據(jù)。技術研發(fā)階段，投入費用為X，高校投入的研發(fā)費用為mX，公司投入的研發(fā)費用為（1-m）X，努力程度為1。在產品生產階段，產品的市場需求量為Q（X）=6X■，生產總費用為：c=0.5Q+18，其中高校技術入股共計nc，公司投入的生產費用為（1-n）c。根據(jù)市場調查可知產品售價為2萬元。企業(yè)和學校根據(jù)一般產學研合作的實際情況，學研方和企業(yè)按3∶7的比例分配銷售收入，投產成功的風險系數(shù)為0.8。
E企業(yè)=E高校
E企業(yè)=0.80.7×2×6X■-mX-n0.5×6X■+18+（1-0.8）-mX-n0.5×6X■+18
E高校=0.80.3×2×6X■-（1-m）X-（1-n）0.5×6X■+18+0.2-（1-m）X-（1-n）0.5×6X■+18
π企業(yè)+學校=2×6×X■-X-0.5×6×X■+18
上述公式化簡計算得到：
6.84X■-2mX-6nX■-36n+18+X=0
E企業(yè)=6.72X■-mX-3nX■-18n
E學校=-0.12X■-X+mX+3nX■+18n-18
π企業(yè)+學校=9X■-X-18
2.3 博弈結果 根據(jù)企業(yè)和學校收益最大化分析，可以看出收益是一個開口向下的拋物線，存在利益的最大值，導數(shù)為0，即
π'企業(yè)+學校=4.5X■-1=0，則求得最大值時X=20.25。
均衡時，雙方期望收益相等，可以得到3.42X■-2m-3nX■+1=0，進而得到m，n和X的關系為X=■■，再根據(jù)約束條件m和n大于0小于1，利用線性規(guī)劃模型和坐標圖解得m=0.5，n=0.7743。
在該產學研合作中，m，n，X滿足以上數(shù)值時，即投入20.25萬元的研發(fā)費用，且雙方研發(fā)投資和生產投資按照上述比例，不僅達到了共同收益的最大，而且達到了利益的均衡。此時，企業(yè)與高校利益均衡，雙方都愿意保持長期的產學研合作關系，同時，總利益達到了最大值，滿足了雙方對利潤最大的期望，實現(xiàn)了產學研合作的成功。
2.4 對比分析 為了研究各變量之間的相互影響，本文改變分配比例，努力系數(shù)，風險系數(shù)，得出對結果將產生怎樣的影響。①利潤分配比例變化。按2：8比例分配時，最優(yōu)解為：X=20.25，M=1.00，N=0.59。按5：5比例分配時，最優(yōu)解為：X=20.25，M=0.20，N=0.70。②努力程度系數(shù)變化。努力程度為0.8時，最優(yōu)解為：X=12.96，M=1.00，N=0.47。努力程度為0.6時，最優(yōu)解為：X=7.29，M=0.96，N=0.49。③風險系數(shù)變化。風險系數(shù)為0.4時，最優(yōu)解為：X=20.25，M=0.92，N=0.45。風險系數(shù)為0.6時，最優(yōu)解為：X=20.25，M=1.00，N=0.42。
由上述結果分析可知，努力程度不變時，研發(fā)費用的最優(yōu)解不變。學研方分配的利潤比例越大，研發(fā)階段的投資費用比例越小。努力程度與研發(fā)投資成正比，越努力越值得投資，總收益也越大。
3 結語
綜合考慮學研方努力程度和投產風險系數(shù)的影響，市場成功估計的共建研發(fā)實體利益達到了更具合理性的均衡狀態(tài)。為了驗證該模型的可用性和科學性，本文將該研究成果應用到共建性研發(fā)實體的實例中，進一步證明了產學研合作利潤最大，期望均衡狀態(tài)下的合作模式是可以通過該模型得出的。該模型可廣泛應用于共建性研發(fā)實體合作中，保證了雙方合作利益的均衡狀態(tài)，使合作更加公平。雙方滿意的合作模式也將推動合作的進行，最終達到科學研究更快運用到人類生產生活中去的目的。