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经济与管

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经济与管丛(Journal of Economics and 厂商创新与仿冒为的演化-代人基模型模拟与分析陈树衡.张嘉本文采取演化性计算(evolutionary computation) 中的遗传演算法(genetic algorithm,GA)
作为架构代人基计算经济(agent-based computational economics,ACE) 模型的工具.
藉由值调整进同实验、模拟厂商的创新与仿冒为.在总体面的分析中、本文针对创新与仿冒文化形成的原因,产业别间研发属性的差,创新,独占与间的关系,市场中研发厂商与仿冒厂商家的稳定性等议题加以探讨,以解同市场条件设定下所演化出的丰富社会现象及其对经济动态过程之影响.此外本文也由个体面的角研究导厂商的成功因素,并对转型厂商禀赋及策加以追踪,讨蛙跳(leapfrogging)的可能性与发生条件.
关键词:复杂适应系统,遗传演算法,代人基计算经济学,创新,仿冒
1 前言在知经济的时代0,厂商必须在创新及冒险中寻求发展.厂商为应付永无此境的科技变革,必须持续的创新,就彷佛攀登沿山丘而下的,必须保持在其之上,只要厂商停顿下,稍作休息,就会惨遭没顶,这就是所谓的「科技假」(technology mudslide hypothesis).市场中有厂商进创新,就会使得某些厂商产生仿冒诱因, 者之间存在密可分的交互影响.因此,究竟0样的社会条件或商品特性会助长仿冒文化的风当厂商创新成功时是否容成为独占者消费者会因而获如果新技术的开发与应用是经济成长
投稿日:2005 1月4日,修订:2005 3月1日,接受日:2005 3月7日.
作者分别为政治大学经济学系教授,政治大学经济系博士班学生.陈树衡.张嘉144的原动,那0长期之下仿冒者必然存在生存的隐忧,假使仿冒者选择转型成研发者是是就能够超越原先的导厂商成为市场中的新巨头随著时间经过市场上导厂商的地位是会越越稳固或者会被其他竞争者取代发生蛙跳(leapfrogging) 1的现象为回答上述问题,本文以遗传演算法(GA) 建构一个同时存在研发厂商及仿冒厂商相互竞争的代人基计算经济(ACE) 模型, 但能从模拟的角出发探讨上述议题,也提供往后的研究者一个模拟平台
.此模型下的人工质厂商透过遗传运算元的运作,演化厂商的资源配置策,并且允许这些虚拟的人工厂商为适应市场生存压而选择转型,希望透过模拟,观察体系中质人工厂商的互动,学习与适应为以及其所演化出的社会现象,并由经济体系演化的动态过程中找寻规性.
2 文献回顾Pepall以研发阶段赛局模型,研究厂商的创新及仿冒为.厂商必须在第一阶段决定研发的投入水准,第二阶段决定最终财的产出水准.假设市场上有个厂商,进阶段非合作赛局、先进入市场的厂商1为创新者、而后进入市场的厂商2因可节成本,故有诱因从事模仿,最后厂的所得分配会呈现齐一(homogeneous) 现象.就效果,当专权政策存在时,厂商的润较高,因此创新较发生,但没有采取相关政策抑制模仿,则厂商的创新意愿低,将使整体社会最小.Brezis et al的蛙跳模型明技术后国要取代技术先国,成为市场中的新霸主必需满足研发者和仿冒者间的工资差大,新旧技术可被拿比较、旧技术的经验对於新技术的开发没有助,新技术最后要能提供技术进步比旧技术多的可能等条件.Barro and Sala-i-Martin将Lucas的技术外溢模型予以扩充、探讨研发国与仿冒国的经济成长.当模型假定仿冒者模仿研发者研发产品种越多,则其需要花费越高的仿冒成本,且仿冒者最终的仿冒成本,高於自研发的成本(即仿冒国的最终财货生产技术与可供使用的动高於研发国很多时),则国会产生角色的互换,仿冒者成为技术先的研发国,而原先的创新者成为技术后的仿冒国.1蛙跳(leapfrogging) 指者的角色互换的跳跃续重覆过程即从技术后国(厂商) 一跃而为技术先国(厂商) 的转换现象.厂商创新与仿冒为的演化-代人基模型模拟与分析145然而传统模型假定所有厂商皆为同质,故以代表性厂商分析市场内所有厂商的为、只是在现实生活中厂商的决策往往互有差,每一家厂商也可能对未具有完全预知的能,因此仅能就其所拥有的资讯做出最佳的判断.为放宽传统经济学以代表性个人、完全性加於经济分析的限制,Nelson andWinter即开启以电脑模拟解释技术变迁的大门,尔后亦有多位学者依循继续发展,如Yildizoglu 有一系相关研究,而本文与之最大的差乃在於将模拟环境推高至复杂适应性系统(complex adaptive system, CAS) 的层次,即将质性,适应性,互动性及反馈的概带入经济体系的每家厂商中、使每一家厂商拥有自己的决策法则,并且能够透过与其他厂商的互动结果重新调整自己的决策,以增强自我对环境的适应能,因此在框架下的模拟为贴近真实经济环境.另外,本文乃以遗传演算法作为架构代人基计算经济模型的工具,遗传演算法与经济学的结合已有超过十以上的史,运用亦十分广泛.Chen and Kuo提供一篇涵盖将近150篇经济及财务应用上的文献回顾.
3 研究方法及模型建构
3.1 资源分配与策编码在本文的架构下,每一个染色体代表一个厂商的资源配置策.我们定义研
发厂商与仿冒厂商的基因编码如下:
(研发厂商)
(仿冒厂商)染色体中的厂商编号可视作每一家厂商的公司名称,而标签这个变则是为定义厂商究竟是扮演哪一种角色,当这个变为1时代表厂商是研发厂商, 这个变为0则表示厂商是仿冒厂商.藉由观察厂商编号与标签变,厂商编号标签总禀赋生产研发反仿冒厂商编号标签总禀赋生产仿冒搜寻陈树衡.张嘉146可追踪厂商角色变化的情况.此外,模型中的每家厂商皆需满足预算限制式,就研发厂商而言、支配於生产,创新与反仿冒的资源应等於总禀赋,亦即生产,创新,反仿冒三项比的加总应等於100.本期期初可支配总禀赋自於厂商上一期的所得,因此每一个染色体但反应厂商资源分配的况及角色的扮演亦反应厂商的规模大小. 如我们观察到一个染色体的表现为[7,1表示公司名称为7的厂商,1代表7号厂商当期选择扮演一个研发者的角色,并且7号公司可支配的总禀赋为7000元、这7000元中的35%分配在生产,54%分配在从事研发,11%用做反仿冒.
3.2 研发厂商资源分配与产的决定本文采DAspremont and Jacquemin的看法, 欲得到较高的研发成果,则势必要投入加倍的研发成本,因此研发的边际成本为递增,故将研发成本函
设为:
2 其中ir为效,其值越小效越高,ix为第i家厂商的研发成果.(1)式中的iRC可透过染色体中的总禀赋乘上研发支出比这个变而得,效(ir),则是由Beta分配中抽出的一个值2 ,用表示厂商从事研发的确定性.当我们得到研发支出(iRC) 与效(ir) 后就可解出厂商的研发成果(ix).由於ir为Beta分配所抽出的一个,(baBetar=),其
中、a为实验者对研发困难的控制,实验者可自输入介於1-10之间的值,a值设得越大,表示研发的困难较高,抽到越大的r机会越大,亦即得到较小研发成果机会越大.当然厂商可以透过他的努得到比较好的研发成果,所以b为研发厂商的研发支出投入(iRC) 的一种呈现,实际在处时将iRC标准化到1-10之间, 厂商越致研发,获得较小效(即较大研发成果) 的机也会较高.故ir会介於0-1之间,但我们排除等於0的况.
反仿冒则是研发厂商用防止仿冒厂商剽窃其研发成果所做的防护措施,如搜集仿冒厂商罪证的支出、师费用等皆可视为反仿冒成本,而被告的赔2r = Beta[a,b, a>b (a时表示厂商i与他财富差距大的厂商相较下是表现最好的,因此他会改变他所扮演的角色,可能只对其资源分配依步骤7有所调整.
◎如果)(fFmFiF,且当父亲与厂商i所扮演的角色相同时,表示厂商i在这个角色上尚有进步空间,因此他会考父亲的策,依步骤6调整出自己下期分派的资源方式. 厂商i所扮演的角色与父亲同、但与母亲相同、则表示在财富似的这个族群中、厂商i的表现虽然及父亲得好但是他相较於这族群中其他与之相同角色的厂商而言、表现也还差强人意,於是我们给厂商i一个机会让他可以改变他的角色,一旦厂商改变他的角色,那0我们就认定厂商会去「复制」父亲的策做为他下一期资源分配的策.如果厂商i选择原的角色,那0他可能就会依步骤6 考母亲的策,调整自己的资源分配.假使厂商i扮演的角色与父亲及母亲皆相同、那0我们亦给厂商i一个改变角色的机会,如果他选择改变,则他可以用父亲及母亲的策依步骤6 组合出新的决策,如果他选择保有本的角色,那0我们允许厂商i依步骤7有一个重新调整资源配置的机会.
步骤6:交配、可以视为厂商i 考其他厂商的策后对资源分配所做的一个调整.厂商1对於下一期策会有一部分的想法自对其原先策的坚持、一部份自於厂商2表现得比较好的冲击,因此厂商1几经考后会依(22) 式产生一个新的策组合.fff×= (22)
步骤7:突变可视为厂商对资源分配策机一动的新鲜想法,本模型的做法是将策结构中的后三个变各加上一个值,最后采用重新调整(rescale)的方式,使之满足预算限制式.
步骤8:在这个机制下的厂商是稳健的,因此他们并会冒冒然的於下期使用新策,於是我们假设其他厂商情况变下,将新的策代入市场的基本运作中重新执一次, 可得到我们新策的潜在适合(potential fitness),如果新策的潜在适合大於旧策的适合,厂商才会使用新策,否则厂商依然会采旧策,这个动作称为挑细选(election).
步骤9:回到步骤5,重覆执,直到所有厂商下期策决定为止.陈树衡.张嘉152
4 议题分析代人基计算经济模型最大的特色在於可以同时观察总体面的经济现象,也可观察市场中每个厂商的为变化,故本章将用同设计( 表1) 所得的模拟结果分别就总体面与个体面的特定议题加以分析.
表1: 设定表市场条件设定Market NOInitial wealthInitial cost (cAlpha value of the demand curve (aBeta control parameter of RD (a) 7777Beta effective parameter of RD (k) 6666Beta control parameter of Imitative (b) 2222Unit cost of rate after penalty (rGA 设定Number of generation 50 Probability of mutation 0.01Population size 30 Probability of switching 0.8
4.1 总体面问题探讨
议题1:加强智慧财产权的保障是是保障研发厂商的唯一途径我们可以藉由的设定建构出2个同文化风格的社会,为模拟智慧财产权的保障程对研发厂商及仿冒厂商的影响、故将较重视智慧财产权市场的profit rate after penalty设为0.9,而较重视智慧财产权市场的profit rate afterpenalty设为0.5 ( 表1,市场1与市场2).由图1及2显示无法对智慧财产权的保障程如何,仿冒厂商要成为市场上的赢家是件容的事情.过,当法对仿冒者只是施小惩时,仿冒厂商短期内还是有生存的空间,然而一旦法对仿冒厂商施以严刑峻罚,仿冒厂商的生存空间马上会遭受威胁、如图2,演化至第4期后仿冒厂商就对市场毫无影响.除此之外我们也由这个实验中发现,其实研发厂商本身就具有一种自我保护的,而这股从何而就待议题2再探讨.
(RDoe wX MRDoe wX)}÷ˇ154wXs ~K(RDoe wX MRDoe wX)厂商创新与仿冒为的演化-代人基模型模拟与分析155果会很快的变成一般性知,具有公共财的性质,但研发厂商还是有能保有部份的研发成果使其成为专属的私有财,这是因为厂商的研发成果很可能仅适用於某种特定的操作程序或者是厂商拥有部份为外人知的秘方、故只要技术被复制的程是100,仿冒厂商就难以完全取得研发厂商的研发成果,即使法严格管制仿冒者的为、研发厂商研发成果的自我保护机制也会自动抑制仿冒厂商在市场上的获能.根据Mansfield的研究,制药业的模仿代价最高,所以厂商欲靠模仿生存应该是一件容的事.
议题3:当产业别间存在同的研发属性时,厂商的资源配置有没有同高科技产业与传统产业的研发属性往往有所差,高科技产业(如半导体业,网业,资讯软体业) 等产品是位於产品生命周期的成长阶段,生产技术常处於开发与改的态、因此增加研发支出所带的研发成果往往可以节较多的生产成本.而传统产业(如水业) 的产品常处於产品生命周期中的成熟或衰退阶段,因此厂商投入研发对制程的改善效大,故能节的成本多.我们透过同的设定( 表1,市场1及市场3),模拟此种同研发属性的产业,并观个别厂商的资源配置况.其中、由於研发投入对技术密集的高科技产业能节约的成本幅较大,对传统产业的成本节约幅较小,因此我们将高科技产业的Initial cost设为150,传统产业的Initial cost设成
300,当然,我们也可以借由Beta effective parameter of RD的控制达到相同的目的.由图5可知当产业的研发属性是属於成本节约幅较大的技术密集产业时,研发厂商对研发及反仿冒的支出会相对高於图6非技术密集产业下的研发支出.当成本的节约幅大时,能够成为市场上优胜者的厂商并非是一味盲目生产,追求产的厂商,除生产之外,厂商必须分配一定的资源於研发部门上及采适的反仿冒,方能在市场上占有一席之地.根据图5显示、前16期应是由仿冒厂商先研发厂商,此时,研发厂商研发支出的多寡牵动著仿冒厂商仿冒与搜寻的支出.由於仿冒厂商的过生产破坏市场情、故研发厂商得以重新调整策将仿冒者驱市场.由於并没有任何厂商的市场占有大幅先其他竞争者、创新失败的厂商可能会担心其原有的市场慢慢被消蚀掉、所以为避免这种幸的命运,他们会增加对研发部门的投资或者调高生产部门的经费预算,以寻求适当的自我防卫、此一调整过程使得市场的价格呈现上下波动之态式.而图6 明当研发的属性是属於成本节约幅较小的非技术密集产业时,研发投资所能为厂商带的边际效相对於以传统方式生产所能获取的好处并高,因此市场上的导厂商为支配大资源於生产的厂商.尝试}÷ˇ156C 6Bxs MH@ Cabral and Riordand-

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