基于多目标最优决策的集群超网络模型

基于多目标最优决策的集群超网络模型

知识是组织竞争优势的根源。每个组织都有自己的知识，组织的知识积累和知识结构决定了组织建立和改进竞争优势的能力。此外，所有行为者都生活在复杂的社会网络中。社会网络可以促进个体之间的知识传播。将知识活动纳入社会网络的主要重要依据是，经济主体的行为嵌入了一个特定的、实时的社会联系系统，知识也被纳入网络和社区。根据pelz等人的研究，当遇到困难时，他们会向社会网络的其他群体寻求帮助，而不是文字信息。这样，社会网络就成为行动者搜索知识的主要路径和平台。知识需要顺利转移。只有通过狭窄、可靠、可持续的交流才能实现。根据文献，公司之间的知识转移取决于他们之间互动的质量和数量。目前对社会网络和知识传播网络的研究主要从以下2个角度出发:①从社会网络中的信任维度出发研究知识传播.广泛的社会联系给企业提供了获得大量外部知识的潜在机会.通过企业间长期交往培育起来的关系资产,如信任、熟悉和共识,使交往的各方都愿意向对方提供有价值的知识.Lane等发现企业之间的信任度越高,知识的获取量就越大.研究者和实践者们一直认为信任是分享隐性知识的先决条件,Olivier认为信任是知识交换最为重要的先决条件之一.这些研究揭示了社会网络对知识传播网络有积极的作用,并且社会网络中的信任关系在知识传播中扮演着非常重要的角色.②从社会网络中社会资本的角度出发研究知识的传播及由此引起的创新.Tsai等的实证研究发现,企业的社会资本对企业获取市场和技术信息、推动员工间的交流和沟通起着重要的推动作用,并进而提高了企业产品创新的速度和企业产品创新的效益;Maskell通过社会资本对技术创新作用的研究后指出,企业社会资本对技术创新的贡献是通过减少企业内部、企业与外部企业之间的交易成本而获得的.而张方华考察了企业社会资本与知识获取之间的关系,为企业如何通过知识获取来不断提高企业的技术创新能力提供了理论基础.可见,现有研究是从社会网络的单一维度(信任或社会资本)出发,研究其对知识传播的影响规律,但没有考虑社会网络和知识传播网络互动所构成的超网络对个体决策的影响,本文将从这一新视角研究知识传播问题.1所有边的集合定义1超网络是指以企业、企业内部员工、智能化单元间及企业外部顾客、合作伙伴、竞争对手、公共组织及中介机构等为主体,彼此间相互作用形成的经济交易关系、知识传播关系和社会关系所连接而成的网络,这一网络的不同主体、不同关系在某些环节、机制上相互交织,整体上相辅相成协同作用,具有多层次、多功能的特征;用S表示超网络,Nk表示超网络S所包含的网络(k=1,2,…,t),则S=(N1,N2,…,Nt),t表示该超网络中包含的网络个数.如图1所示,t=6,N1为社会网络,N2为交通网络,N3为通信网络,N4为物流网络,N5为金融网络,N6为经济网络.定义2超网络S中的每个网络Nk(k=1,2,…,t)可以用Gk=(V,Ek,Lk)来表示,其中V为网络中所有节点构成的点集;Ek=(ekijijk)为Nk中所有边的集合;Lk=(lkijijk)(i=1,2,…,n;j=1,2,…,n)为Nk中所有边eij上的权重,即这个网络中的流.此处流(flow)的概念与图论中流的概念一致,在具体网络中可以根据网络的性质做不同的量化处理,比如社会网络中的流可量化为相互之间的信任度,物流网络中的流是2点之间运输货物的数量,经济网络中的流可定义为点与点之间资金往来的数目等.超网络可以用来刻画不同网络中的流如何在2个甚至多个联系的网络中相互作用、影响以及不同网络中的流的变化如何影响另一个网络中的流.比如在供应链网络中,超网络是多层的(生产者、零售商、消费者),各层之间产品流会影响价格流.每个个体在经济活动中总是追求自己的利益最大,同时在决策中,需要考虑的目标不止一个,他们会根据自己的偏好为不同的目标设定权重,然后建立自己的最优目标函数.定义3若Lk(k=1,2,…,t)满足所有个体最优目标的约束条件,则称网络流Lk(k=1,2,…,t)是洽合的.定义4若超网络S=(N1,N2,…,Nt)中的所有流Lk(k=1,2,…,t)是洽合的,则称这个超网络S是均衡的.相对成熟的如社会网络和供应链网络构成的超网络将网络中的点分成3个层次:生产商、零售商和目标市场中的消费者.各层次之间可以用传统方式或电子商务交易.对他们的行为进行分析的结果表明,随着时间和交易次数的增加,产品交易流、关系水平流和价格流达到洽合后,超网络处于均衡状态.通过对均衡状态的计算,可以得到这个超网络的最优设计.Nagurney等利用相同的超网络模型研究社会网络和金融网络构成的超网络.在社会网络中,网络流是个体之间的关系水平,这里关系水平是指影响企业的商业行为的、综合考虑个体间交往的频率、时间、次数等因素的指标.知识传播网络中的流是个体之间知识传播的水平,包括知识的种类、数量及知识的完整程度等多个因素的集中反映(本文仅考虑知识的数目).社会关系水平会影响知识传播的水平,一般来说关系水平高的会交换比较多的知识.而由于知识的传播会有一定的成本和风险,比如某个体把知识传播给另一个个体以后,对方知识会增加,自身知识优势会丧失,就对个体的收益有相应的影响,个体收益的变化会促使个体调整相互之间的社会关系.可见,社会网络和知识网络的相互作用影响个体的收益.因此,本文拟从行为主体嵌入的社会网络出发,研究社会网络和知识传播网络之间的关系,构建社会网络和知识传播网络相互作用的超网络模型,探讨该网络如何影响网络中个体的收益(见图2).2企业相关研究考察一个由m个个体组成的集群网络.在这些个体组成的社会网络Ns中,定义如下变量(i=1,2,…,m;j=1,2,…,m):①关系水平hij表示i和j之间的关系水平;②每个已有关系水平hij都会产生一定的价值vij(vij=vij(hij));③建立水平为hij的关系,需要付出相应的代价bij,即建立关系所付出的成本(bij=bij(hij)).研究该网络个体间由于知识传播而形成的知识传播网络Ntv时,假设以下变量:qij为i从j处获得知识数目;qi为每个个体所拥有的知识数目(qi=qi(qij));fi为个体消化吸收知识付出的成本(fi=fi(qij));cij为i从j处获得知识的成本(cij=cij(hij,qij));rij为i从j处获得知识的风险(rij=rij(hij,qij));pi为个体运用知识的收益(pi=pi(qij)).每个企业面临涉及以下5个原则的多目标决策:①知识种类最多原则maxqi=max∑jqi(qij)maxqi=max∑jqi(qij);②关系价值最大原则max∑jvij=max∑jvij(hij)max∑jvij=max∑jvij(hij);③运用知识收益最大原则maxpi=maxpi(qij);④风险最小原则min∑jrij=min∑jrij(hij,qij)min∑jrij=min∑jrij(hij,qij);⑤成本最小原则min∑jbij(hij)+∑jcij(hij,qij)+∑jfi(qij)∑jbij(hij)+∑jcij(hij,qij)+∑jfi(qij).不同企业根据自己的偏好为以上5个不同的原则设定不同的权重α1,α2,α3,α4,α5,且满足α1+α2+α3+α4+α5=1.对于网络中的某个个体,它的目标函数为式中,ρ为知识网络中所有的不同种类知识的数目.3q化、中化的q.n化假定个体是在非合作博弈的环境里,通过确定自己的社会关系水平和知识交换的数目进行决策.在非合作行为下遵循的规则是:在给定他人策略的条件下选择自己的最优决策.由变分不等式理论,网络中所有个体需要满足的最优条件可同时由下列变分不等式(variationalinequalities)表述:确定h*=(hij*)∈Rm+,q*=(qij*)∈Rm+,满足易得不等式的可行集K={hij,qij0≤hij≤1,0≤qij≤ρ}是闭凸集.设F1(X)=α5∑i=1m∑j=1m[∂bij(h∗ij)∂hij+∂cij(h∗ij,q∗ij)∂hij]+α4∑i=1m∑j=1m∂rij(h∗ij,qij∗)∂hij−α2∑i=1m∑j=1m∂vij(h∗ij)∂hij(4)F2(X)=α5∑i=1m∑j=1m[∂cij(h∗ij,q∗ij)∂qij+∂fi(q∗ij)∂qij]+α4∑i=1m∑j=1m∂rij(h∗ij,q∗ij)∂qij−α1∑i=1m∑j=1m∂qi(q∗ij)∂qij−α3∑i=1m∑j=1m∂pi(q∗ij)∂qij(5)F1(X)=α5∑i=1m∑j=1m[∂bij(hij*)∂hij+∂cij(hij*,qij*)∂hij]+α4∑i=1m∑j=1m∂rij(hij*,qij*)∂hij-α2∑i=1m∑j=1m∂vij(hij*)∂hij(4)F2(X)=α5∑i=1m∑j=1m[∂cij(hij*,qij*)∂qij+∂fi(qij*)∂qij]+α4∑i=1m∑j=1m∂rij(hij*,qij*)∂qij-α1∑i=1m∑j=1m∂qi(qij*)∂qij-α3∑i=1m∑j=1m∂pi(qij*)∂qij(5)则上述变分不等式(3)可表达为〈F(X*),X-X*〉≥0X*=(h*,q*),F(X)=(F1(X),F2(X))式中,〈,〉表示同维向量上的内积.4超网络的均衡通过建立超网络模型,运用变分不等式理论发现,上述变分不等式存在惟一解.在由社会网络和知识传播网络构成的超网络中,当社会网络Ns中的流(关系水平)Ls=h*,且知识传播网络Nw中的流(知识传播的数目)Lw=q*时,Ls和Lw满足每个个体利益达到最优时的约束条件,由Ns和Nw构成的超网络S=(Ns,Nw)处于均衡状态.变分不等式(3)左边第1部分表明:对于社会网络Ns中的某个正的关系水平(流)Ls,加权后建立这个关系的边际成本α5∂bij(h*ij)/∂hij、加权获得知识的边际成本α5∂cij(h*ij,q*ij)/∂hij以及加权的风险边际成本α4∂rij(h*ij,q*ij)/∂hij之和一定要等于加权关系边际价值α2∂vij(h*ij)/∂hij,否则将不会有这个流Ls的建立.不等式左边第2部分表明:对于知识传播网络Nw中的某一知识传播,只有当加权的获得知识的边际成本α5∂cij(h*ij,q*ij)/∂qij、加权的消化知识的边际成本α5∂fi(q*ij)/∂qij与加权的风险边际成本α4∂rij(h*ij,q*ij)/∂qij之和等于加权的知识数目的边际增加α1∂qi(q*ij)/∂qij加上加权的运用知识的边际收益α3∂pi(qij*)/∂qij,否则这一知识传播不会进行.5超网络流的求解知识资源的互补是企业及相关机构采取合作战略的一个非常重要的动因.人类各种知识之间的关系主要是“互补性”的而非“互替性”的,就是说,个体在将知识运用于经济活动时,各自所获得的收益总和必定小于将单个个体的知识进行综合再运用于经济活动时的收益.因此将社会网络和知识网络的关系综合到一个超网络的模型中.一方面,企业需计算成本.企业从其他企业中获得知识首先需要付出成本,这个成本是关于它们之间关系水平的函数,其次消化吸收知识需要付出一定的人力与财力,企业在与其他企业进行知识交换时还有一定的机会成本.另一方面,企业也要计算收益.每个企业首先都会愿意和熟悉企业交流合作,使彼此之间的关系水平实现最大的价值;其次,企业倾向于运用已获得的知识追求收益;并且每个企业都希望通过与他人的交流合作,实现知识的共享,使自己的知识水平达到最大以提高自己的创新能力.所以企业的目标由多个方面组成,它们希望坚持知识种类最多原则、关系价值最大原则、运用知识收益最大原则、风险最小原则、成本最小原则等.这样就构成了一个多目标最优化问题,如果超网络中不同的网络流均满足其约束条件,则这个超网络便处于一种均衡状态.上述问题可进一步转化为变分不等式问题,通过求解该变分不等式,可以得到相应满足条件的超网络的流.在本文中,当集群的社会网络Ns的关系水平流Ls=h*,知识传播网络Nw中个体的知识数目流Lw=q*=(q*ij)∈Rm+,集群中m个体的多目标最优化问题的约束条件均得到满足,由社会网络和知识传播网络构成的超网络则处于均衡状态.同时,由解的形式可以看出,关系水平和知识传播对各种成本、风险和收益的影响决定了社会网络和知识传播网络流的分布.对于关系水平来说,建立关系的边际成本、获得知识的边际成本、降低风险的边际成本和关系的边际价值等因素决定着社会网络流的分布.同样,对于知识传播网络中的流来说,获得知识的边际成本、消化吸收知识的边际成本、降低风险边际成本和吸收知识的边际收益等决定着知识传播流的分布.下面以浙江省产业集群为例说明各种因素对超网络的影响及超网络对集群的影响.浙江省依靠当地的商业传统和沿海开放地区的有利区位,形成了以小商品生产和零配件加工为主的中小企业集群,可以说,基于中小企业集群的区域特色经济是浙江工业的主体.可以认为这些中小企业集群能发展得如此迅速,是集群中的社会网络(主要指由人际关系联系起来的非正式网络)与集群中的知识网络的互动和匹配.浙江的中小企业基本都是靠个人资本发展起来的,具有规模小、家庭作坊式的特点,随着集群的发展,个体之间连接以血缘为核心,并扩展到亲缘、地缘,伦理本位,形成了一个具有差序特征的社会关系水平分布.同时,知识网络也是一个具有类似差序结构特征的分布,社会距离较近的个体之间知识的同质性较高,距离较远的个体之间的知识异质性较高.由于企业与其邻近企业之间联系较为紧密,知识传播的成本较低但知识趋于同质化,而与关系较远的企业进行的知识传播成本较高但知识更具多样性.差序结构的存在使得这2种网络有可能进行相互匹配,达到最优效果.在这种社会关系分布和知识特性条件下,每个企业就有可能通过平衡和协调自身的社会关系和知识构成使得自身的收益达到最优,这就带来了浙江企业和集群的发展.因此,浙江的产业集群中的关系水平和知识传播网络较为接近上文求得的均衡解,集群网络处于一种均衡状态,具有创新优势和竞争优势.作者进一步对浙江南浔镇及周边形成的麻业集群中的企业进行了实地访谈,重点了解企业之间的社会关系水平及相互之间的信息知识传递情况,并对获得的信息进行提取、分析、处理.比如集群中的新申集团对集群中其他5个企业的关系水平的分布为(0.45,0.57,0.30,0.62,0.75),它传播到这5个企业的信息知识种类为(2,6,3,4,5),集群中的苏龙麻业对其他企业的关系水平分布为(0.28,0.69,0.43,0.78,0.55),而它传播到这5个企业的信息种类有(2,5,1,3,4).可见,该麻业集群中企业之间的社会关系水平与知识传播网络之间形成了一种基于各自差序格局的匹配.浙江产业集群的案例可以证明,由社会关系水平表征的个体之间的社会网络影响知识传播网络的形成,合理的社会网络结构能引导出健康活泼的知识网络,而健康活泼的知识网络有利于集群的创新与发展,此时整个集群网络达到均衡状态.基于亲缘、地缘等的伦理本位的社会网络是浙江“块状经济”的动力源,支撑着集群中由传统知识和经验构成的知识网络,