第1章 绪 论
1.1 课题的来源
随着经济全球化的快速发展，国家之间的贸易更加频繁，企业之间的竞争越来越激烈，加上国内外不确定因素的影响，企业的研究与产品的开发活动已成为其获得竞争优势的决定性因素，以就计算机行业为例，R&D在其发展中起到了重要的作用。1945年世界上第一台电子管式计算机在美国诞生。此后的20世纪后半叶，计算机的发展相对缓慢，1961 年美国IBM 公司开创性的采用了全新的设计和制造技术推出了System360计算机系统，从这之后，计算机行业步入了发展快车道。20世纪70年代，模块化设计和制造技术在航空航天、集成电路、软件开发、高精端装备制造等领域中得到广泛应用和推广，这又推动了整个时代的发展。随着模块化技术的愈加成熟，计算机领域的结构开始发生变化，其围绕着计算机形成了众多周边集群企业为主的格局，像英特尔、苹果、微软等著名企业不单单是做终端设备，并且在软件领域也开始着力发展。20世纪80年代初期的个人计算机的诞生，进一步改变了计算机产业的市场格局。到20世纪90年代中期，互联网和计算机的配合使用把人类社会带入了信息时代，进一步促进了人类社会的发展。如今的掌上终端，其处理的速度、操作的方便程度、信息的存储量与世界上第一台计算机相比有着天壤之别。R&D的全球化推动着人类文明进步的进步，是推动世界经济发展的重要力量，更成为新经济时代国家和企业竞争战略的重要组成部分。进入21世纪以来，科技的快速发展让企业进一步认识到，在全球化趋势不断推进中，竞争已经从原有的小规模地区内竞争发展到全球中的多方位竞争。在多数国家、大多企业都极力加大投资技术研发投入的浪潮中，R&D成为企业在竞争中求得生存，谋求发展的重要动力，成为企业长期发展战略中不可缺少的重要组成部分。因此，如何正确进行R&D项目的投资决策成为企业面临的首要问题。只有运用科学有效的R&D项目投资评估方法，企业才能把握最佳投资时机和最佳投资策略，做出有利于长远发展的决策。为了实现R&D项目投资效益的最大化，企业需要在不同的外部条件下做出最优的R&D项目投资决策，这就使得R&D项目的投资决策成为一大研究热点。
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1.2 课题的背景和意义
追溯R&D的发展，不难看出技术创新的在其中扮演着重要的角色。技术创新的观点最早是由西方经济学家约瑟夫·熊彼特于20世纪初期提出的。然而，他的理论在20世纪的前半叶并没有得到足够的重视，直到20世纪50年代，由于技术创新对经济社会产生了巨大的影响，才使得人们开始将目光焦点转向技术创新理论对社会经济的促进作用及其内涵方面。因此，20世纪50年代至60年代是技术创新研究的形成阶段，该阶段的研究点主要侧重于技术创新的形成和内部理论框架等方面；20世纪70年至80年代是技术创新研究的发展阶段，该阶段研究点主要侧重于形成独立的理论体系，同时借助相关学科理论中的方法和理论对技术创新理论进行更细致的研究；20世纪80年代至今是技术创新研究的成熟阶段，该阶段研究点主要侧重于在理论研究综合深入的同时，对相关领域的研究细致划分，加强实践成果转化，形成理论与实践的深度融合。R&D项目在理论方面有一个特殊的地方，就是他本身也是一种特殊的投资项目。经济学家Dixit和Pindyck（1994）将投资定义为：“为了获得未来期望收益而付出当前投资成本的行动”。从这里可以看出时间和风险是投资决策中最重要的两个方面。在投资决策中，投资成本呈现不可逆性，就是指在项目投资过程中，一旦决定实施投资，那么在项目产生回报之前很难回收全部成本。并且，由于受到行业信息或政策等的不确定因素的影响，在项目预期收益上也会产生不确定性。因此，对于项目投资上的风险和不确定性，为了达到项目收益的最大化，R&D项目的投资战略规划需要具备一定的可塑性，使得投资行为具有一定的可回旋余地。R&D项目的投资决策主要受成本的不可逆性、不确定因素和市场竞争的影响。首先，成本的不可逆性下企业一旦进行投资，无论项目推进中成败与否，前期投入的部分成本或全部成本会变成沉淀成本，无法回收。这些成本主要包括项目的研发成本以及规模生产的商业化阶段成本等；其次，不确定因素下企业进行R&D项目的投资时，无法准确的估计未来项目周期内的收益情况，即使在考虑风险预期的情况下也会受到不可预测外部环境的干扰。如果外部环境的变化符合预期，朝着有利于项目的方向发展，那么未来收益更大；反之，如果R&D项目在投资周期内受到不同程度的非预期因素影响，就有可能使未来项目收益减少。这说明，在收益不确定面前，任何投资行为也都面临着不确定。另外，R&D项目本身也具有诸多不确定性因素，主要有技术不确定性和经济不确定性。在R&D项目的研发阶段，受资金或产品难度等因素影响，在技术攻关方面可能会面临一定的问题，这些问题构成了技术上的不确定性。这种不确定性关系到项目成果与否，在诸多不确定性中最为重要。经济的不确定性贯穿于项目的整个市场化阶段，该阶段中产品的市场价格、市场需求、市场占有率、市场满意度呈现出的不确定性直接影响产品的收益水平，从而影响项目的经济规模；最后，R&D项目的延迟性决定了项目周期存在竞争性因素。当产品市场开放的情况下，竞争是客观存在的。即使一方的产品在初期垄断整个市场，但随着时间的推移，潜在的竞争方会不断浮现。对高新技术而言，竞争因素的存在虽然会对企业的经济效益构成一定的威胁，但也会迫使企业加快研发步伐，通过技术创新、技术改进，在提高企业产品竞争力的同时，促进相关行业的向前发展。
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第2章 实物期权理论下R&D项目投资决策分析
2.1 传统R&D项目投资决策分析
新理论的提出与发展往往是建立在旧理论的基础之上，是对旧理论可取之处的保留，缺陷的弥补。因此，在对实物期权理论阐述之前，我们有必要对传统主要的项目投资决策方法进行概述。R&D项目传统的投资决策方法主要有相对价值法、贴现现金流法(DCF)、净现值法(NPV)和经济增加值法（EVA）等，项目价值是投资者对新项目投资决策与否的重要参考标准，其评价结果贯穿新项目始末，在相对稳定的决策环境中起到过重要的作用，其中贴现现金流法(DCF)和净现值法(NPV)的使用最为普遍。
2.1.1 贴现现金流法(DCF)
贴现现金流法(DCF)是按照合适的折现率，将未来项目的现金流量进行折现，通过对比不同阶段的项目价值波动来提供项目投资决策依据，是投资者对项目价值评估中使用最为广泛的模型之一。DCF法的应用建立在以下基本假设之上：第一，项目的投资是建立在投资者规范经营的基础之上的。投资者具备一定的资质和社会基础，能够在资本市场中募集到新项目投资所需资金。第二，项目投资是不可更改的。投资者一旦对新项目做出融投资决策，便无法更改。同时，在没有特殊情况下，企业的经营也不可逆。第三，项目投资者是理性的。项目的投资者能够获取到足够多的关于项目的信息作为投资决策依据，不存在信息不对称情况，并且投资者能够依据得到的信息进行理性分析投资。第四，投资项目面临的环境稳定。在所处环境稳定下，项目才能够按预期稳步推进，相关风险因素具备可控性。
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2.2R&D项目中实物期权投资决策方法
期权作为一种衍生金融工具赋予了所有者一种权利，这种权利使得购买者能够在未来一段时间内或在指定日期，以事先约定的价格购买卖方出售的商品，不随商品市场价格的跌涨而发生变化。长期以来，传统的DCF法和NPV法在R&D项目投资决策中占据核心地位。但随着经济的快速发展，传统投资决策方法的弊端越来越明显，针对传统方法在项目评价中存在的不足，Myers(1977)和Ross(1978)提出，可以把实物期权作为评价风险项目投资的期权形式。一方面，实物期权理论建立在期权理论之上，广义上来讲是投资者对项目投资的选择权，即投资者有权利在未来时间点上以事先约定的价格决定是否对项目进行投资。另一方面，实物期权理论又是金融期权理论在实物资产领域的延伸，两者有着共同的假设条件，但在一些方面又存在着明显的差异。实物期权价值以实物标的资产为基础，如土地、厂房、设备等，这些实物资产都是能够创造效益的资产，从而并不是全部都可逆的，时间因素在其中起着主导作用。在项目投资决策中，与传统决策方法不同的是实物期权理论不仅对项目内在的贴现现金流进行评估分析，而且对未来不确定因素产生的外在价值进行评估，从而使得项目的投资决策更具科学性，进而实现项目投资的效益最大化目标。对于实物期权理论的实际应用，主要是从20世纪80年代开始。当时是将其理论、技术、方法应用于自然生态资源领域投资项目的评估和决策阶段，由于那时全球可贸易资源和商品价格存在着一定的不确定性性质，同时自然资源投资项目的持续时间较长，这使得自然资源项目投资的期权价值能够得到更好的评估。而到20世纪90年代，人们开始将实物期权的理论、技术、方法应用到不可回收投资项目的评估和决策上。同时，一些公司的研究人员开始将其应用到公司的研发上，从而进行项目的投资决策评估等。
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第3章 基于模糊实物期权理论下R&D项目投资决策模型...... 24
3.1 模糊理论概述...........24
3.2 模糊实物期权下R&D项目投资决策模型的构建.....25
3.2.1 模糊数的选取....25
3.2.2 波动率的确定方法及计算..........27
3.2.3 模糊实物期权投资决策模型的构建....28
3.3 模糊实物期权理论下R&D项目投资决策博弈模型.........31
3.4 本章小结..........34
第4章 基于模糊实物期权理论下R&D项目投资决策应用分析.......35
4.1R&D项目投资决策实例的选取——以超X材料项目为例.......35
4.2 超X材料项目投资决策应用分析.....38
4.3R&D项目投资决策模型应用结果分析..... 44
4.3.1R&D项目投资决策模型应用结果比较.......44
4.3.2R&D项目投资决策模型应用结果评价.......44
4.4 本章小结..........45
第4章 基于模糊实物期权理论下R&D项目投资决策应用分析
上文提到，在R&D项目投资决策方面，对于传统方法，一方面主要是通过竞争者出现的概率对项目收益、项目成功时机的不确定性展开。但是，在技术创新过程中，还存在着很多随着时间的推移而发生动态变化的不确定性因素；另一方面，其理论支撑主要还是NPV规则：如果R&D项目投资的NPV＞0，那么就可以投资，反之，如果R&D项目投资的NPV＜0，那么就不会投资该项目。单R&D项目过程中的各种不确定性因素往往会随着时间的推移而发生变化，这些动态变化过程中有着扩大、缩小、放弃投入等灵活政策的抉择，这些抉择都是具有价值的，这些价值是NPV无法直接正确评估的。因此，NPV规则下的决策结果在一定程度上来讲缺乏柔性。对于传统的NPV方法在项目投资决策方面的不足，实物期权理论弥补了非实物期权模型的缺陷，将项目投资决策和市场估计融合起来，使得企业的项目投资决策更加灵活。而模糊实物期权理论在实物期权理论的基础上，运用模糊数学的方法将相关变量进行模糊化处理，使投资决策结果兼备了科学性和可操作性。本节拟选取一个R&D项目实例，采用传统的项目投资决策方法、实物期权模型和模糊实物期权模型对其进行应用分析，通过比较不同方法下的结果差异，为投资者提供科学的投资决策方案。
4.1R&D项目投资决策实例的选取——以超X 材料项目为例
某高分子材料研究公司（以下简称A公司）是专注于前沿高分子聚合物材料研究的知名机构，其在一些领域的研究成果得到了国内外一大批企业和机构的认可，许多行业内的企业都与该公司有着业务上的往来，同时，在上下游产品方面也有很多有经验的战略合作伙伴。在近期该公司的研究项目中，一项关于超X材料的项目在实验室的微型实验中取得了突破性的进展，根据实验结果，其样品的各项指标均达到了国际领先水平。对此，公司拟对该材料进行正式立项，进行该材料的商品化制备，并在立项后第一时间内将超X材料申请专利。A公司初步计划将超X 材料的市场总体定位在工业化产品的生产当中，并且超X 材料与普通的X材料相比，其合成工序更加简单，过程中的半成品消耗更少，从而使得超X材料生产的成本大大降低，提高了公司的成本优势。在这种成本优势下，公司有希望将目前市场中普遍使用的X材料进行换代推广，这也就要求公司具备一定的市场竞争实力。就市场竞争来讲，当前，除欧美以外，日本与韩国也在该领域投入了大量的科研力量并取得了一定的进展。在国内，一些公司也与科研机构开展合作，进行更深入的研究攻关，公司也存在着一些潜在的竞争对手。但由于超X技术存在研发壁垒高、攻克难度强、研发投入多等难点，使得该项目在国内的竞争对手屈指可数，真正对外公布研究成功的公司更是尚不存在，短时间内不存在真正的竞争对手。因此，A公司在国内市场上推广超X材料制品的主要竞争对手就是旧代材料产品的生产商，这让超X材料项目的前景充满光明。
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总结
本文以企业R&D项目的投资决策为研究基点，运用了文献分析、模型分析和数值分析等研究方法，结合了期权理论和模糊数学理论，阐述了传统理论、实物期权理论和模糊实物期权理论下的企业R&D项目投资决策基本方法，构建并推导了实物期权理论下的B-S实物期权定价模型和模糊实物期权理论下的模糊B-S实物期权定价模型，重点进行了传统决策NPV法、B-S实物期权定价模型和模糊B-S实物期权定价模型在实际案例中的分析，并根据结果对比了三种方法在企业投资决策中的实际效果，为企业提供了更完善的评价机制与更高的决策维度。在理论研究方面，鉴于模糊实物期权理论是在传统投资决策理论和实物期权理论基础之上发展而来，本文从传统投资决策理论出发，分析了两种常用的传统决策分析方法，并指出了存在的不足。对于传统投资决策方法的不足之处，本文又从期权和金融期权入手，介绍了比传统方法更切合实际的实物期权理论。最后，在实物期权理论之上，运用模糊数学的方法，又进一步提出了模糊实物期权理论。使得文章整个理论体系层次分明，对其后理论下的模型构建和实际应用提供了研究基础。在模型建立方面，针对传统投资决策理论、实物期权理论和模糊实物期权理论方面的基础，本文分别建立了三种理论下的决策模型，同时考虑到市场中竞争者的存在，建立了R&D项目投资决策期权博弈模型。基于传统投资决策理论，建立了在传统的项目投资决策中最普遍使用的NPV法与DCF法的评价公式，式中阐述了贯穿投资项目评价的折现现金流思想；基于实物期权理论，建立了B-S期权模型之上的实物期权定价模型，将不确定性归结到项目周期中，为更好地决策提供了依据；在模糊实物期权理论方面，基于B-S实物期权定价模型，运用梯形模糊数模糊化了投资项目未来的预期成本和收益，建立了模糊实物期权定价模型，使项目决策更加符合决策者的动机；模糊实物期权理论下R&D项目投资决策博弈模型的建立，为企业在竞争环境中获取最优策略提供了有力依据。
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参考文献（略）