DETA蓄电池复杂网络环境下政府异构补贴对电池制造企业数字化转型的决策与分析
发布时间：2026-03-24 20:38:44 点击： 次
在全球新一轮科技革命与能源结构转型的背景下，推动制造业数字化转型已成为实现高质量发展的关键策略（Abdallah et al., 2021, Albukhitan, 2020）。作为储能产业的核心支柱，电池制造业呈现出爆发式增长态势（Ayerbe et al., 2022）。然而传统电池制造企业因生产流程不透明、质量控制滞后，导致电池合格率流失与返工成本居高不下（Despeisse et al., 2023）。传统电池信息难以追溯，无法实现从原材料到退役回收的全生命周期数据贯通（Jiao et al., 2025）。这也使得电池问题根因难以快速准确定位，并实现安全回收利用。此外，安全性是消费者考量电池的底线需求，而电池数据的透明度则是消费者追求电池长期价值的信任纽带。因此，面对激烈的国际竞争、严苛的回收要求以及市场对高性能电池的迫切需求，传统技术已无法满足电池制造行业的升级需求（Mohammadi and Saif，2023）。电池制造企业亟需通过新技术应对多维挑战，实现高质量可持续发展。
数字技术正推动电池制造企业从经验值驱动转向数据驱动，旨在通过智能分析与闭环优化突破产业发展瓶颈（Chen等，2025）。这一转型的核心在于数字化变革，即电池制造企业利用工业物联网、人工智能技术与数字孪生技术，实现数字化研发、智能化生产与精准化品控（Nureen等，2023）。电池制造企业通过数字化赋能与工业物联网技术，实现了电池生产数据的全面采集与可视化（Yan等，2025）。管理者对实时采集的工艺参数进行合规性检查，以防止不合格电池的产生。借助数字技术，电池制造企业可追溯问题根源并开展实时质量监测，从而减少批次返工（da等，2023）。数字技术可为电池构建数据护照，完整记录其全生命周期工艺数据、装备参数及运行状态信息（Walden等，2021）。电池制造企业通过数据护照可精准识别电池问题及定位，从而实现精确维护与安全回收（Wu等，2020）。消费者可通过软件实时查看电池运行状态，这有助于实现电池的规范化安全使用（Kim等，2020）。目前，部分电池制造企业已成功完成数字化转型，实现了研发与生产全流程的升级。通过数字化技术的应用，Green Source电池制造企业成功开发出数字化电池产品。该产品一方面满足了消费者对高安全性与高性能的期待；另一方面助力电池制造企业提升产品一致性与数字化水平（Berger等，2023）。
近年来，消费者对数字化产品的关注度持续提升（Yuldasheva等，2023）。数字电池的高安全性能与回收溢价也深受消费者青睐。以Green Source Battery Manufacturing Enterprise生产的数字电池为例，其支持通过APP进行远程管理；而特斯拉生产的数字电池在二手市场的回收溢价可达10%至20%（Wesselkämper等，2023）。尽管数字电池在安全性和性能方面具备显著优势，但其带来的成本溢价仍是不可忽视的市场因素。更高的价格可能会在一定程度上抑制部分价格敏感型消费者的购买意愿（Catapano等，2022；Aydin和Mansour，2023）。这种价格阻力会直接传导至数字电池制造企业，迫使其在战略层面面临多重挑战与抉择。数码电池的价格溢价压缩了数码电池制造企业的市场空间，使其在争夺价格敏感型客户时处于劣势（Viciunaite等，2020）。与此同时，数码电池制造企业在引领数码技术和控制成本方面承受着巨大压力。若数码电池制造企业无法通过技术创新和规模化生产有效降低溢价，则可能陷入“高成本−高价格−低销量−降本困难”的经营困境（Bajolle等，2022）。为打破这种恶性循环，积极寻求外部合作已成为众多企业的战略选择。为分摊巨额研发投入，部分企业选择与产业链合作伙伴甚至竞争对手建立联合研发关系（Liu等，2022）。然而，这种开放式创新模式在共享资源的同时，也潜藏着核心技术泄露的风险（Xue等，2024）。在消费者数字化偏好与数字电池价格溢价的双重影响下，数字电池制造企业如何选择适宜的数字化技术研发路径至关重要。
作为电池制造业数字化转型的外部驱动力，政府通过制定数字化补贴政策提供双向激励。一方面降低数字技术研发成本，另一方面提升数字化电池的消费效用（Zhao等，2024）。例如政府提供数字技术研发创新补贴，鼓励企业开展新技术研发并降低研发成本（Yang等，2024）。政府实施数字化生产制造补贴，降低企业生产成本与产品价格，增强市场竞争力（Wu等，2024；Wu等，2024）。研发补贴属于"供给驱动型"政策，有利于促进产业技术升级；生产补贴则属于"需求驱动型"政策，有助于刺激消费需求。政府政策不仅加速了产业数字化转型，还通过扩大消费者剩余实现社会福利最大化，最终促进区域数字技术水平的整体提升（Zhu等，2023）。值得注意的是，市场对电池制造企业的数字化转型提供了支持。然而，不同区域市场的数字技术水平和消费者数字偏好存在差异，这导致政府针对不同地区实施的政策存在显著区别（Font-Cot等2023年）。在此背景下，政府如何制定有效的数字化转型补贴政策？不同地区政府之间如何协调数字补贴政策？电池制造企业如何进行数字化转型？这些都已成为电池制造企业在数字化转型过程中亟需解答的问题。
因此，推动电池制造企业数字化转型是一项复杂的系统工程，需要统筹考虑不同地区的数字补贴政策、企业数字化技术水平与消费者数字偏好，协调融合政府、电池制造企业与消费者三者间的关系。鉴于各主体间复杂的博弈关系，演化博弈模型常被用于分析此类多主体交互问题，因其能够刻画有限理性主体的动态策略调整与群体行为演化（Li et al., 2023; Zhao et al., 2023）。通过引入适应性学习机制，可模拟不同政策干预下博弈者策略的长期均衡趋势（Ning et al., 2024）。然而，部分学者指出，当数字技术在复杂社会系统中扩散时，不仅需要考虑参与主体的决策行为，还需考量其互动形成的网络空间结构（Chen et al., 2023, Chen et al., 2025）。通过系列研究发现，网络演化动力学模型对演进企业间的技术研发、消费者群体的产品扩散以及政策制度在技术创新过程中的模拟作用具有强适应性（Zhang et al., 2023）。进一步地，将演化博弈与复杂网络系统动态模型相结合，可深入揭示政策滞后效应、市场失灵风险等非线性复杂现象，为政府优化数字补贴政策提供量化依据。
有鉴于此，本文综合考虑电池制造企业数字化技术水平与消费者数字偏好的动态变化，将动态均衡博弈引入复杂网络演化动力学博弈模型。通过模拟复杂网络中多决策主体的动态变化，可精准预测博弈主体的决策趋势。因此，本文基于复杂网络与博弈论，首先构建政府异质补贴下消费者与电池制造企业两大群体间的Stackelberg博弈模型；继而以BA无标度网络为载体，将其纳入复杂网络系统演化动力学的分析框架，从补贴力度与补贴方式双重视角探究中央政府与地方政府补贴策略的动态调整过程。本文深入探讨了消费者的数字偏好、补贴方式及补贴强度对电池制造企业数字化转型的影响。
本文的主要贡献如下：
数字技术正推动电池制造企业从经验值驱动转向数据驱动，旨在通过智能分析与闭环优化突破产业发展瓶颈（Chen等，2025）。这一转型的核心在于数字化变革，即电池制造企业利用工业物联网、人工智能技术与数字孪生技术，实现数字化研发、智能化生产与精准化品控（Nureen等，2023）。电池制造企业通过数字化赋能与工业物联网技术，实现了电池生产数据的全面采集与可视化（Yan等，2025）。管理者对实时采集的工艺参数进行合规性检查，以防止不合格电池的产生。借助数字技术，电池制造企业可追溯问题根源并开展实时质量监测，从而减少批次返工（da等，2023）。数字技术可为电池构建数据护照，完整记录其全生命周期工艺数据、装备参数及运行状态信息（Walden等，2021）。电池制造企业通过数据护照可精准识别电池问题及定位，从而实现精确维护与安全回收（Wu等，2020）。消费者可通过软件实时查看电池运行状态，这有助于实现电池的规范化安全使用（Kim等，2020）。目前，部分电池制造企业已成功完成数字化转型，实现了研发与生产全流程的升级。通过数字化技术的应用，Green Source电池制造企业成功开发出数字化电池产品。该产品一方面满足了消费者对高安全性与高性能的期待；另一方面助力电池制造企业提升产品一致性与数字化水平（Berger等，2023）。
近年来，消费者对数字化产品的关注度持续提升（Yuldasheva等，2023）。数字电池的高安全性能与回收溢价也深受消费者青睐。以Green Source Battery Manufacturing Enterprise生产的数字电池为例，其支持通过APP进行远程管理；而特斯拉生产的数字电池在二手市场的回收溢价可达10%至20%（Wesselkämper等，2023）。尽管数字电池在安全性和性能方面具备显著优势，但其带来的成本溢价仍是不可忽视的市场因素。更高的价格可能会在一定程度上抑制部分价格敏感型消费者的购买意愿（Catapano等，2022；Aydin和Mansour，2023）。这种价格阻力会直接传导至数字电池制造企业，迫使其在战略层面面临多重挑战与抉择。数码电池的价格溢价压缩了数码电池制造企业的市场空间，使其在争夺价格敏感型客户时处于劣势（Viciunaite等，2020）。与此同时，数码电池制造企业在引领数码技术和控制成本方面承受着巨大压力。若数码电池制造企业无法通过技术创新和规模化生产有效降低溢价，则可能陷入“高成本−高价格−低销量−降本困难”的经营困境（Bajolle等，2022）。为打破这种恶性循环，积极寻求外部合作已成为众多企业的战略选择。为分摊巨额研发投入，部分企业选择与产业链合作伙伴甚至竞争对手建立联合研发关系（Liu等，2022）。然而，这种开放式创新模式在共享资源的同时，也潜藏着核心技术泄露的风险（Xue等，2024）。在消费者数字化偏好与数字电池价格溢价的双重影响下，数字电池制造企业如何选择适宜的数字化技术研发路径至关重要。
作为电池制造业数字化转型的外部驱动力，政府通过制定数字化补贴政策提供双向激励。一方面降低数字技术研发成本，另一方面提升数字化电池的消费效用（Zhao等，2024）。例如政府提供数字技术研发创新补贴，鼓励企业开展新技术研发并降低研发成本（Yang等，2024）。政府实施数字化生产制造补贴，降低企业生产成本与产品价格，增强市场竞争力（Wu等，2024；Wu等，2024）。研发补贴属于"供给驱动型"政策，有利于促进产业技术升级；生产补贴则属于"需求驱动型"政策，有助于刺激消费需求。政府政策不仅加速了产业数字化转型，还通过扩大消费者剩余实现社会福利最大化，最终促进区域数字技术水平的整体提升（Zhu等，2023）。值得注意的是，市场对电池制造企业的数字化转型提供了支持。然而，不同区域市场的数字技术水平和消费者数字偏好存在差异，这导致政府针对不同地区实施的政策存在显著区别（Font-Cot等2023年）。在此背景下，政府如何制定有效的数字化转型补贴政策？不同地区政府之间如何协调数字补贴政策？电池制造企业如何进行数字化转型？这些都已成为电池制造企业在数字化转型过程中亟需解答的问题。
因此，推动电池制造企业数字化转型是一项复杂的系统工程，需要统筹考虑不同地区的数字补贴政策、企业数字化技术水平与消费者数字偏好，协调融合政府、电池制造企业与消费者三者间的关系。鉴于各主体间复杂的博弈关系，演化博弈模型常被用于分析此类多主体交互问题，因其能够刻画有限理性主体的动态策略调整与群体行为演化（Li et al., 2023; Zhao et al., 2023）。通过引入适应性学习机制，可模拟不同政策干预下博弈者策略的长期均衡趋势（Ning et al., 2024）。然而，部分学者指出，当数字技术在复杂社会系统中扩散时，不仅需要考虑参与主体的决策行为，还需考量其互动形成的网络空间结构（Chen et al., 2023, Chen et al., 2025）。通过系列研究发现，网络演化动力学模型对演进企业间的技术研发、消费者群体的产品扩散以及政策制度在技术创新过程中的模拟作用具有强适应性（Zhang et al., 2023）。进一步地，将演化博弈与复杂网络系统动态模型相结合，可深入揭示政策滞后效应、市场失灵风险等非线性复杂现象，为政府优化数字补贴政策提供量化依据。
有鉴于此，本文综合考虑电池制造企业数字化技术水平与消费者数字偏好的动态变化，将动态均衡博弈引入复杂网络演化动力学博弈模型。通过模拟复杂网络中多决策主体的动态变化，可精准预测博弈主体的决策趋势。因此，本文基于复杂网络与博弈论，首先构建政府异质补贴下消费者与电池制造企业两大群体间的Stackelberg博弈模型；继而以BA无标度网络为载体，将其纳入复杂网络系统演化动力学的分析框架，从补贴力度与补贴方式双重视角探究中央政府与地方政府补贴策略的动态调整过程。本文深入探讨了消费者的数字偏好、补贴方式及补贴强度对电池制造企业数字化转型的影响。
本文的主要贡献如下：
- (1)
本文将电池制造企业与消费者之间的Stackelberg博弈引入复杂网络演化动力学的分析框架，通过考量消费者数字化偏好对数字化电池需求与价格的影响，探究消费者数字化偏好对电池制造业数字化转型决策的作用机制。 - (2)
鉴于数字技术可实现数字化电池的跨区域销售与回收，本文引入多区域电池市场及地方政府主体，探讨数字技术研发市场及地方政府补贴政策对电池制造企业数字化转型决策的影响。 - (3)
本文设定中央与地方政府具有差异化的数字补贴权限，以探究电池制造企业在央地异构补贴策略下的数字化转型动态演化过程。