利益分配视角下产业共性技术研发激励机制

利益分配视角下产业共性技术研发激励机制

董旭明

中国航发控制系统研究所，江苏省无锡市，214063

摘要：针对政府主导型产业共性技术研发的激励问题，本文从利益分配视角，利用多目标优化模型和博弈分析技术，设计了非合作、合作和超冲突均衡三种情形下产业共性技术研发激励机制，并比较三种机制优劣。结果表明，基于超冲突均衡的激励机制较合作和非合作时的激励机制更能够有效描述和处理产业共性技术研发激励问题，调动各利益主体的积极性与能动性，促使其投入更多努力水平。

关键词：共性技术；研发；利益分配；努力程度；超冲突均衡；激励机制

1.引言

目前的研究大多忽略了影响产业共性技术研发系统的关键因素和利益主体的决策行为，导致在实践中的操作性和应用性不强。为了有效解决产业共性技术研发的利益冲突和激励问题，将研发主体的努力程度和合作程度作为变量，从利益分配的视角，构建了合作、非合作和超冲突均衡三种情形下的产业共性技术研发激励机制，以期为产业共性技术研发的科学决策提供方法支撑和理论参考。

2．产业共性技术研发利益分配模型

产业共性技术研发是一个系统工程，其是由政府出资牵头，高校、企业、科研院所、金融机构等研发主体所构成政府主导型组织或创新联盟实施的协同活动，然而该协同研发活动本身直接不产生利润，而是通过最终应用产生（文中将其成为期望收益或利润），但是其研发的过程本质上是产业共性技术研发组织系统增值的过程，并且研发组织系统利润受到利益主体投入的努力程度和合作程度的影响，并对其期望的利润分配产生作用。鉴于此，将研发主体的努力程度和合作程度作为产业共性技术研发的重要参数，构建产业共性技术研发主体和组织系统的期望利润函数。

2.1基本假设

假设1设存在一个政府出资牵头，由企业、高校、科研院所、科技中介机构、金融机构、咨询机构等个利益主体组成的产业技术研发组织或创新联盟，称其为政府主导型产业共性技术研发系统，并且研发系统是一个协同网络利益协同关系的系统，记为利益主体集合，其中表示研发主体。该研发网络系统中，政府处于核心地位，能够协调个研发主体的研发行为和利益关系，而研发主体处于从属地位，在政府协调下积极协同研发产业共性技术。

假设2产业共性技术研发系统中各研发主体的努力水平主要表现为其投入的人力、资金、设备、知识等资源。各研发主体只有投入足够的努力水平和合作才能保障产业共性技术研发成功，进而实现产业共性技术研发系统增值。因此，各研发主体的努力程度和合作程度是影响产业共性技术研发组织或创新联盟利益的关键因素。设分别表示研发主体的努力程度和合作程度，且。

假设3设研发主体均为有限理性人。

2.2利益分配模型构建

在产业共性技术研发系统中，研发主体的期望收益函数为是关于努力程度和合作程度的函数，成正比关系，且研发主体努力水平越高，其所应获得的期望收益越多。但是边际收益递减效应，随着努力程度增加，研发主体的期望收益增长幅度反而会变小，且在研发主体努力程度增加到一定程度后，不管如何提高努力水平，都无法使其期望收益明显增加。设表示研发主体的期望收益函数，借鉴道格拉斯生产函数，可将研发主体的期望收益函数的表达式写成如下形式：              （1）

其中，为固定期望收益，表示研发主体在产业共性技术研发活动中以最低的努力程度和合作程度所能获得的期望收益；分别表示为研发主体的努力收益系数和努力程度的收益弹性系数，且；由于共性技术研发的不确定性，表示研发主体收益的随机干扰变量，且。

在产业共性技术协同研发活动中，研发主体的成本函数为是关于努力程度的函数。由于投入需要付出一定的成本，研发主体所付出的成本与努力水平呈现负相关关系，且随着努力水平的增加，边际成本是递增的。设表示研发主体的成本函数，参考道格拉斯生产函数，则研发主体成本函数的表达式可写为：              （2）

其中，分别表示研发主体的努力成本系数和努力程度成本弹性系数，且。

在产业共性技术研发系统中，研发主体与其他研发主体合作会影响其期望收益，且合作会对主体的期望收益产生负作用。设分别表示为研发主体与其他研发主体的合作程度和合作程度对研发主体的期望收益的负效用，令表示研发主体的期望利润函数，根据研发主体关于努力程度和合作程度的期望收益函数、成本函数和收益负效应函数，则有

（3）

设分别表示研发主体的努力程度集合和合作程度集合，由于产业共性技术研发组织或创新联盟的整体期望收益、整体期望成本和整体期望利润是关于研发主体努力集和合作集的函数，类似对产业共性技术研发系统研发主体的期望收益函数、期望成本函数和期望利润函数的分析和构建，设分别表示产业共性研发系统的期望收益函数、成本函数、利润函数和整体期望负效用，则有

（4）

（5）

（6）

其中，为研发系统各利益主体投入最低努力程度和合作程度时系统整体期望收益，为产业共性技术研发系统的固定期望增值收益；分别表示研发主体

作用于研发系统的整体收益系数、整体成本系数和整体期望收益的随机干扰变量，且。

在政府主导型产业共性技术系统中，在努力集和合作集作用下，产业共性技术研发系统整体期望利润除去各研发主体的期望利润即为系统期望增值利润，而系统的增值利润由政府进行协调分配，用以对研发主体进行奖励，以激励研发主体投入更大的努力程度和合作程度，维护产业共性技术系统的稳定与可持续发展。设表示共性技术研发系统的期望增值利润函数，其为

（7）

3．考虑公平关切的利益分配视角下产业共性技术研发激励机制设计

基于利益分配的产业共性技术研发激励机制设计可分三种不同情形进行展开，考虑到在利益分配过程中，研发主体会关注公平，本部分构建考虑公平关切的利益分配视角下产业共性技术研发激励机制。

3.1公平关切

根据基于结果公平的F-S模型，人们厌恶自己的收益低于或高于他人，若自己的收益低于他人，会由于妒忌心理遭受额外的负效用，称为劣势不公平厌恶负效用；相反，若自己的收益高于他人，又会由于同情心理遭受同情负效用，称为优势不公平厌恶负效用。根据F-S模型的原理，具有横向公平偏好的利益主体的效用函数可表示为：

（8）

其中，表示研发主体比其他研发主体分配的利润少时的劣势不公厌恶系数，且，；为研发主体对横向公平收益参照点的系数，即研发主体认为其分配到的利益应为其他利益主体的倍。因此，有群体横向公平收益参照点系数矩阵

其中，，不取是因为这样的公平收益标准过于理想化，不符合产业共性技术研发系统的现实状况。特别的，，表示研发主体没有任何偏好，即不会因为期望收益少于他人产生妒忌。

3.2非合作情形下产业共性技术研发均衡分析与激励机制

在政府主导型产业共性技术研发系统中，如果各研发主体均以自身利润最大化为目标，采取不合作策略，此时研发主体间服从Nash均衡博弈。设表示非合作时利益主体的利益主体最优努力程度，由Nash均衡，可得到定理1。

定理1设存在一政府主导型产业共性技术研发系统，如果表示非合作情形下研发主体的最优努力程度，则研发主体的最优努力程度满足

（9）

基于定理1，有结论1。

结论1在产业共性技术研发系统中，各研发主体选择非合作的情况下，研发主体的最优努力程度取决于努力收益系数、收益弹性系数、努力成本系数、成本弹性系数和合作程度，且努力收益系数、收益弹性系数、合作程度越大，努力成本系数、成本弹性系数越小，最优努力程度越大，反之亦然。

因此，设分别表示非合作时研发主体的最大期望利润函数、研发系统最优期望利润函数和最大增值期望利润函数，根据非合作时研发主体的最优最优努力程度，求得。

为保障非合作时研发系统各利益主体能够公平合理分配利润，需要设计考虑公平偏好的利润分配激励机制。设为研发主体分配产业共性技术研发系统期望增值利润的比例，用以激励利益主体的努力程度和合作程度，记研发系统期望增值利润的利润分配比例集合为。根据公平关切理论，构建基于基于利益主体效用最大化的利润分配优化模型，其为

（12）

目标函数中为研发主体对产业共性技术研发系统中其他利益主体利润分配总比例的关心程度，即研发主体不仅关心其他研发主体的利益分配比例，也关心自身分配比例在整个利益分配中的大小。

设为利益主体在产业共性技术研发系统中的重要程度，由于能力、职责的不同，不同研发主体对产业共性技术研发系统的重要程度（贡献程度）是不同的，则其重要程度集合记为。式（15）多目标优化模型可转化为单目标优化模型，其为

（13）

利用MatlabR2016a编程求解上述优化模型，可以求得研发主体的最优利润分配比例，进而研发主体的最终利润分配为

（14）

3.3合作情形下产业共性技术研发均衡分析与激励机制

在政府主导型产业共性技术研发系统中，为实现各研发主体和系统的利益，研发主体往往采取合作策略，并以研发系统利润最大化为目标确定研发主体的最优努力程度。根据产业共性技术研发系统期望收益最大化，可得定理2。

定理2设存在一政府主导型产业共性技术研发系统，如果表示合作情形下研发主体的最优努力程度，则研发主体的最优努力程度满足

（15）

基于定理2，有结论2。

结论2在产业共性技术研发系统中，各研发主体选择合作情况下，研发主体的最优努力程度取决于价值链收益系数、收益弹性系数、价值链成本系数、成本弹性系数和合作程度，且研发系统收益系数、收益弹性系数、合作程度越大，研发系统成本系数、成本弹性系数越小，最优努力程度越大，反之亦然。

设分别表示合作博弈时研发主体的期望利润函数、研发系统整体期望利润函数和增值期望利润函数，根据合作博弈时研发主体的最优努力程度，可得。

显然，，。和非合作的情形相比，合作情形下研发主体的期望利润减少了，但研发系统整体期望利润和增值期望利润显著增加，这是由于研发主体的期望利润减少了，其努力程度会向使其期望利润函数最大化的努力程度变动。因此，在合作博弈时，政府需要将产业共性技术研发系统的期望增值利润拿出一部分用来补偿利益主体

，设计激励机制，激励研发主体维持其努力程度以实现产业共性技术研发系统的整体期望利润最大化。设各研发主体对自己分配到的研发组织系统增值利润部分存在一个接受下限，即只有当得到的补偿满足时，研发主体才对利益分配方案感到满意而选择合作，且随着的增加利益主体的满意度也随着增加；同时存在一个接受上限，即利益主体掠夺了整个价值链的增值部分。基于此，引入不对称Nash讨价还价模型来描述研发主体的这种行为，与公平关切理论相结合，构建研发主体满意度最大化和系统效用最大化的利润分配优化模型，其如下：

（20）

其中，约束条件和表示合作情形下最终利润分配要大于非合作情形下的利润，以此来保证研发主体都参与合作，实现产业共性技术研发系统整体期望利润最大。

利用理想点法和MatlabR2016a编程求解上述双目标优化模型，可以求得研发主体的最优增值利润分配，进而可得研发主体的最终期望分配利润，其为

（21）

3.4基于超冲突均衡的产业共性技术研发激励机制

根据非合作和合作产业共性技术研发均衡分析，可知，所设计的非合作下利润分配激励机制虽然实现了利益主体自身利益的最大化，但产业共性技术研发价值链的整体利润水平较低；合作下利润分配激励机制是优于非合作下利润分配激励机制的，实现了产业共性技术研发系统的整体利益最大化，但研发主体的努力程度并没有达到较高的水平，并且研发主体的自身利益相比非合作情形有所减少，甚至产生亏损，尽管亏损的部分可以通过期望增值利润分配弥补，但实际的产业共性技术研发活动中研发主体是不接受的，这将会导致产业共性技术研发的失败。为更有效解决研发激励问题，需要针对政府主导型产业共性技术研发主体间的关系和行为，设计产业共性技术研发激励机制。

考虑到研发系统的利益分配本质上研发主体对研发系统增值期望利润的掠夺，并且利益分配的公平与否直接影响研发主体的积极性与能动性，基于超冲突均衡的思想，从利益分配角度，构建基于超冲突均衡的产业共性技术研发激励模型，如下

（22）

式（22）约束条件3中，为政府对各利益主体努力程度的奖励系数（惩罚系数），且；为对一单位所有利益主体努力程度变化量的激励分配利益，当时，也表示政府对努力程度较低的研发主体的收益惩罚量。表示研发主体经过协调后的努力程度，表示超冲突均衡下研发主体的均衡利益分配。式约束条件6中，表示研发主体的努力程度保障系数，即只有当能否利益主体的自身利益达到及以上时，其才接受政府协调后的努力程度；，不取是因为这样的自身收益太过理想化，容易导致利益主体的“逆向选择”和“道德风险”，难以进行有效激励。

利用理想点法和MatlabR2016a编程求解上述双目标优化模型，可以求得产业共性技术研发系统中，研发主体的最优增值利润分配，最终利润分配为，最优努力程度为。

4结论

针对政府主导型产业共性技术研发激励问题，考虑研发主体存在公平关切非理性行为，从利益分配视角，利用博弈分析技术，设计了非合作、合作和超冲突均衡三种情形下产业共性技术研发激励机制。通过模型分析，结果表明，所设计的基于超冲突均衡的激励机制较合作和非合作时的激励机制更能够有效描述和处理产业共性技术研发激励问题，调动各研发主体的积极性与能动性，促使其投入更多努力水平，但是模型也存在着不足之处。

参考文献

[1]李建玲,刘伊生,马欣.共性技术联盟的利益分配研究[J].中国科技论坛,2013,(7):51-57.LiJL,LiuYS,MaX.TheBenefitDistributionofCommontechnologyalliance[J].ForumonScienceandTechnologyinChina,2013,(7):51-57.

[2]AlexanderEA.TheEffectsofLegal,Normative,andCultural-CognitiveInstitutionsonInnovationinTechnologyAlliances[J].ManagementInternationalReview,2012,52(6):791-815.

[3]GrabowskiHG,DimasiJA,LongG.Therolesofpatentsandresearchanddevelopmentincentivesinbiopharmaceuticalinnovation[J].HealthAff,2015,34(2):302-310.

[4]GongL,ZhangX.StudyoftheGameTheoryAnalysisandIncentiveMechanismofInter-organizationalKnowledgeSharinginCooperativeR&D[J].IeriProcedia,2014,10:266-273.

[5]ZhaoJ,DongL,XiX.Researchonthestrategicallianceinnovationsystemevolutionmechanism:theperspectiveofknowledgeflow[J].ClusterComputing,2018:1-19.https://doi.org/

10.1007/s10586-018-2113-3.

董旭明，男，汉族，1984年7月7日，江苏无锡人，工程师，研究生学历，硕士学位，研究方向：项目管理