15-10-2004
Creazione e diffusione dell’innovazione:
un modello di simulazione fondato su agenti
Marco Lamieri [email protected]
Daniele Ietri [email protected]
L’innovazione nel pensiero economico
Tra gli altri, hanno affrontato il tema dell’innovazione...
• 1859 Marx, “Per una critica all’economia politica”
• 1934, Schumpeter, “The Theory of Economic
Development: An Inquiry into Profits, Capital,
Credit, Interest and the Business Cycle”
• Figura dell’imprenditore – innovatore
• Fasi dell’invenzione, innovazione, imitazione
• 1937 Hayek, “Economics and Knowledge”
• Ogni soggetto è depositario di conoscenze
specifiche, difficili da trasmettere, ma essenziali per
l’efficienza del sistema economico
La conoscenza
Rapporto dialettico tra
• conoscenza codificata: facile da trasferire e
accessibile a chiunque ne conosca il codice
• può essere venduta e può essere oggetto di
appropriazione (brevetti)
• conoscenza tacita: è incorporata in una comunità o
in un’organizzazione può essere trasferita
attraverso le relazioni personali
(cfr. M. Polanyi, The Tacit Dimension. Garden City,
N.Y.: Doubleday & Co., 1966)
La conoscenza
Assumendo che almeno una parte della conoscenza impiegata
nelle attività produttive, si può affermare che:
• l’innovazione ha una natura relazionale, perché i rapporti
personali sono necessari per il trasferimento della conoscenza
(socializzazione, cfr. I. Nonaka e H. Takeuchi, The KnowledgeCreating Company, Oxford University Press, 1995);
• le relazioni sono necessarie affinché la conoscenza prodotta
all’esterno dell’impresa possa essere utilizzata all’interno
(internalizzazione, ibid.);
• l’imitazione è possibile, ma sono necessarie relazioni stabili e
ripetute; il trasferimento tecnologico è facilitato se esistono
rapporti di fiducia;
• la produzione di conoscenza ha carattere ‘localizzato’: la
prossimità conta, in termini spaziali e relazionali.
La mamma: “Dobbiamo tenere le zanzariere chiuse, così non
entrano le mosche. Le mosche portano i microbi in casa.”
Il bambino (quando gli viene poi chiesto cosa siano i
microbi): “I microbi sono qualcosa con cui le mosche
giocano”
• la conoscenza non è scontata;
• la conoscenza ha una specificità storica (prima dell’800
non si conoscevano i ‘microbi’ come agenti patogeni);
• la conoscenza ha una specificità geografica (la nozione di
‘microbo’ non è diffusa in tutti i luoghi).
e altro ancora su… N. Thrift (1996), Spatial formations, Sage
Gli individui sono rappresentati come nodi di reti; i legami
rappresentano le relazioni.
Ci interessano perché consentono di studiare:
• le strutture relazionali ‘locali’ (ad esempio i cluster)
• le strutture relazionali ‘globali’ e le relazioni tra soggetti
operanti a scale diverse
Sul rapporto tra reti locali e reti globali:
G. Dematteis (1985), “Le metafore della terra”, Feltrinelli
M. Granovetter (1973), “The strenght of weak ties”, American journal of
Sociology, 78, pp. 1360-1380
Sul concetto di transcalarità:
N. Brenner (2001), “The limits to scale? Methodological reflections on
scalar structuration”, Progress in Human Geography 25, 4 (2001), pp.
591-614
Un lavoro ‘pionieristico’ sulla diffusione dell’innovazione:
T. Hagerstrand, Innovation diffusion as a spatial process, nella versione
University of Chicago Press del 1967 (traduzione di A. Pred
dall’originale del 1953)
I piccoli mondi
Struttura reticolare ad anello (continuo):
• grafo regolare (a sinistra): legami determinati con criterio di prossimità;
• grafo casuale (a destra): legami determinati casualmente;
• grafo “Small World” (al centro): alcuni legami determinati casualmente con probabilità tra
0.01 e 0.1 sono sufficienti per ridurre il cammino medio ed aumentare la coesione
Un elevato livello di coesione consente una rapida diffusione dell’informazione a livello
‘locale’;
un basso cammino medio consente un efficace trasferimento dell’informazione a livello
‘globale’.
Tra reti locali e reti globali, tra ordine e caos...
D. Watts (1998), Small Worlds. The dynamics of networks between order and randomness.
Princeton Studies in Complexity
Introduzione: perché un modello AB
•
La differenza fondamentale tra un sistema complicato ed un sistema
complesso e l’importanza delle relazioni tra le parti dove il sistema
non è spigato dalla semplice somma delle parti che lo compongono;
•
I sistemi complessi possono essere studiati con tecniche di
simulazione e seguendo un approccio "bottom-up";
•
I modelli di simulazione con Parisi sono una terza via tra la rigidezza
dei modelli matematico-statistici e la non computabilità di quelli
letterari.
•
La simulazione è una sorta di laboratorio virtuale all’interno del quale
lo scienziato puo verificare le sue ipotesi, manipolare le variabili del
modello ed osservare I risultati degli esperimenti.
Gilbert, N., & Terna, P. (2000). How to build and use agent-based models in social science.
Mind & Society, 1, 57-72.
Tesfatsion, L. (2002). Agent-based computational economics: Growing economies from the
bottom up. ISU Economics Working Paper (1).
Obiettivi del modello
•
•
Da una prospettiva micro economica intendiamo studiare:
1.
le cause che spingono l’impresa ad innovare;
2.
come il processo innovativo influenza l’attività d’impresa;
3.
come si diffonde l’innovazione attraverso l’imitazione.
Da una prospettiva aggregata cerchiamo fenomeni emergenti
e studiamo:
1.
la dinamica dei cicli economici all’interno dell’economia simulata;
2.
la dinamica del progresso tecnologico a livello macro (mostra salti,
innovazioni radicali seguite da piccole innovazioni?)
3.
riferimenti al concetto di Total Factor Productivity per spiegare la crescita
economica.
Il modello in sintesi
• Il processo innovativo:
Innovazione di prodotto;
Innovazione di processo.
(modello di Lancaster)
• Popolazioni di agenti:
– imprese (potenziali innovatori)
– consumatori (definiscono l’ambiente competitivo)
• Per la definizione di innovazione facciamo
riferimento alle teorie di Schumpeter.
Schumpeter, J. (1934). The theory of economic development: An inquiry into
profits, capital, credit, interest and the business cycle. HarvardUniversity
Press, Cambridge Mass.
La domanda: i consumatori
• I consumatori definiscono l’ambiente competitivo
per le imprese ma non sono oggetto di analisi.
• I consumatori hanno preferenze eterogenee:
[ 11 ; 0 ; 3 ]
• I consumatori hanno
razionalità limitata
• Non esiste un vincolo di
budget per I consumatori
L’offerta: descrizione delle imprese
• La tecnologia è racchiusa all’interno dei prodotti
• Viene considerato un unico fattore produttivo
• I prodotti hanno un prezzo fisso (P)
• I prodotti hanno caratteristiche eterogenee
Esempio: Prodotto 1 [ 1 ; 11 ; 0 ; 3 ]
• Una semplice contabilità per l’impresa:
–
–
–
–
costi fissi
costi per ricerca interna
costi per imitazione
ricavi dalle vendite
Dinamica del modello
•
Le imprese sono collegate tra loro usando un grafico beta come definito da
Watts (98) and e I loro legami sono statici.
•
Le connessioni tra imprese e consumatori formalizzano la conoscenza dei
consumatori e sono dinamiche. Vengono generate con un processo random.
•
Ogni consumatore, ad ogni tick della simulazione, sceglie tra le imprese che
conosce il prodotto che meglio si adatta alle sue preferenze.
La decisione di innovare
La decisione di innovare può seguire diverse strategie:
1. nessuna vendita nel passato:
se l’azienda non ha venduto è probabile che il suo prodotto non soddisfi
le caratteristiche dei consumatori.
2. confronto con il vicinato (bassa quota di mercato):
un azienda innova se il suo patrimonio è minore del 70% della media
delle imprese con cui è collegata;
3. la propensione all’innovazione è in relazione al patrimonio
dell’impresa:
2500
2000
1500
1000
500
20
40
60
80
100
L’Innoavzione
• Ricerca interna
– La ricerca è imprevedibile  processo stocastico
– Se la ricerca ha successo viene aggiunta una nuova
caratteristica al prodotto
[ 4 ; 5 ;7 ; 6 ]
• Spillover: processo
di imitazione
Risultati agregati
• La crescita economica scaturisce dalle imprese
innovative
• Il progresso è costante ma
non uguale tra le diverse
imprese
Produttività dei fattori
• La crescita non è spigata dall’aumento degli
input
Per misurare la produttività dei fattori è stato usato il residuo di
Solow.
Le imprese innovative aumentano di dimensione
I cicli economici