孫　鵬

（湖南商學院工商管理學院，湖南長沙410205）

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基于演化博弈模型的現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同合作研究

孫鵬

（湖南商學院工商管理學院，湖南長沙410205）

摘要：本文基于企業(yè)利益分配角度，運用演化博弈模型探討了現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同合作的規(guī)律及動態(tài)變化過程；結果表明雙方合作產生的額外收益、合作過程中制造企業(yè)提供給現(xiàn)代物流企業(yè)的激勵、現(xiàn)代物流企業(yè)自身的運作成本以及制造企業(yè)對現(xiàn)代物流企業(yè)的依賴程度都對兩者的協(xié)同合作程度有著重要的影響。因此，本文認為要促進兩者的協(xié)同合作，必須基于影響因素建立相應的協(xié)同合作機制。

關鍵詞：演化博弈；現(xiàn)代物流業(yè)；制造業(yè)；協(xié)同合作

一、引言

現(xiàn)代物流業(yè)作為一種先進的管理技術和組織形式，可以通過物流信息的共享改變制造業(yè)業(yè)務流程，實現(xiàn)供應鏈協(xié)同管理，提升制造業(yè)的競爭力；相反，制造業(yè)生產流程的變化以及跨地域的協(xié)作推動著現(xiàn)代物流業(yè)不斷的進行組織、產品和服務模式的創(chuàng)新，協(xié)同對兩大產業(yè)的發(fā)展越來越重要。近年來，我國物流業(yè)與制造業(yè)都得到了飛速發(fā)展，但作為社會物流需求主體的制造業(yè)卻因缺乏有效的社會物流服務支撐體系，物流運作成本高、效率低；另一方面，我國現(xiàn)代物流服務業(yè)因制造業(yè)物流需求無法有效釋放而找不到發(fā)展的動力和指引，致使現(xiàn)代物流服務供給能力與制造業(yè)物流需求嚴重失衡。隨著傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)模式向協(xié)同生產方式的轉變，現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展問題成為理論界和實踐界關注的焦點。目前，美國、歐洲、日本等國在物流領域的研究多側重于企業(yè)物流層面，主要從微觀主體探討制造企業(yè)物流與物流企業(yè)的關系整合，認為物流企業(yè)與制造企業(yè)的合作伙伴關系有利于增強物流企業(yè)和制造企業(yè)的核心能力(Taylor&Colleen,2007[1];Langley,2009[2];Lieb,2010[3])。此外，更多的研究涉及到供應鏈物流管理問題，認為物流協(xié)同是供應鏈協(xié)同的重要保障(T.P.Stank,2001[4]; Rohit Bhatnagar,2009[5])，而從中觀層面研究物流業(yè)與其他產業(yè)關聯(lián)問題，主要是大都認為物流活動歸屬于生產性服務活動，更多的是探討生產性服務業(yè)與制造業(yè)的關聯(lián)關系(Cohen&Zysman,1987;Rowthorn&Ramaswamy, 1999;Klodt,2000;Guerrieri&Meliciani,2003)[6]～[9]。2009年3月國務院確定了包括物流業(yè)在內的十大產業(yè)振興規(guī)劃，其中物流業(yè)和制造業(yè)的聯(lián)動發(fā)展問題被單獨提出，部分學者從定性的角度對制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動發(fā)展中的問題提出自己的觀點和見解(陳疇鏞等,2007;王佐,2009;彭本紅等,2010)[10]- [12]；劉秉鐮,林坦(2010)[13]運用投入產出法論證了物流外包有利于提高制造企業(yè)的生產率；王珍珍，陳功玉(2010)[14]運用灰色關聯(lián)模型對我國物流業(yè)與制造業(yè)不同行業(yè)的關聯(lián)度與協(xié)調度進行了較為深入的研究。綜上研究文獻可以看出，目前對物流業(yè)與制造業(yè)互動的理論尚處于探索階段，對現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同運作的動態(tài)過程研究的并不多?，F(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同是兩大產業(yè)主體在協(xié)同環(huán)境下以一定的協(xié)同關系按照協(xié)同機制實施協(xié)同行為，從而實現(xiàn)整個產業(yè)間協(xié)同運作的動態(tài)復雜過程。因此，本文將運用演化博弈模型探討兩大產業(yè)主體協(xié)同演化的內在機理、協(xié)同運作的規(guī)律及動態(tài)變化過程，以期為促進兩者的協(xié)同發(fā)展提供決策參考。

二、現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同合作的演化博弈模型

演化博弈是研究博弈在特定環(huán)境下群體行為與策略的動態(tài)演化過程。演化博弈理論的基本思路是：從有限理性出發(fā)，以參與人群體為研究對象，假定各個主體之間進行重復博弈并且其行為相互影響，個體對信息的變化并不一定能立刻選擇出最優(yōu)行為，而是通過學習、模仿等動態(tài)調整，“尋找穩(wěn)定策略”（ESS）的過程。適者生存是天然不變的法則，企業(yè)生存也是如此。根據演化博弈的原理，如果企業(yè)選擇某種策略形成的支付比企業(yè)種群的平均支付高，那么這種策略就會在種群中發(fā)展，也就是說這種策略的增長率大于零，即可以用以下微分方程描述:

其中pmdt為增長率，pm代表一個種群采用策略m的比例, E (m, n)表示采用策略m時的適應度，E (n, n)表示平均適應度。下面以演化博弈理論為基礎，從協(xié)同合作的利益分配博弈模型入手，對協(xié)同過程中協(xié)同主體的協(xié)同合作過程展開分析。

為簡化分析，現(xiàn)假設有物流企業(yè)A和制造企業(yè)B，雙方的策略集合都為{協(xié)同，不協(xié)同}。雙方行為選擇的標準是在協(xié)同過程能否產生預期的收益。若兩個企業(yè)同時采取協(xié)同方案，則說明基于協(xié)同的策略是可取的，雙方均能夠獲得自身利益的期望值；若雙方選擇不協(xié)同，則說明現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)都在自己的產業(yè)封閉狀態(tài)下自行運作。博弈雙方的支付矩陣如表1所示。

表1　現(xiàn)代物主體與制造業(yè)主體的支付矩陣

如表1所示，πi(i=A，B)表示第i個協(xié)同主體采取單獨運作時獲得的正常收益；C表示物流企業(yè)與制造企業(yè)為合作投入的初始成本；ω為協(xié)同主體之間所享受的共享資源，η為收益系數(shù)，ηAωB和ηBωA表現(xiàn)代物流企業(yè)A和制造企業(yè)B形成協(xié)同后所獲得的超額收益；γiωi為現(xiàn)代物流企業(yè)和制造企業(yè)采取協(xié)同策略時所付出的經營成本；γi為現(xiàn)代物流企業(yè)和制造企業(yè)的協(xié)同風險系數(shù)，r為制造企業(yè)對物流企業(yè)的依賴程度；SA制造企業(yè)在合作過程中給現(xiàn)代物流企業(yè)所提供的激勵。不失一般性，假設博弈雙方都采取協(xié)同合作策略時，其獲得的超額收益大于成本，即有ηAωB＞(γAωA+CA)和ηBωA＞(γBωB+CB)。

假設現(xiàn)代物流企業(yè)選擇協(xié)同合作策略的概率為PA，則選擇不協(xié)同合作的概率為(1- PA)；制造企業(yè)選擇協(xié)同策略的概率為PB，則選擇不協(xié)同的概率為(1- PB)，那么，現(xiàn)代物流企業(yè)選擇協(xié)同策略時的收益為:

現(xiàn)代物流服務企業(yè)選擇不協(xié)同策略時的收益為:

產業(yè)協(xié)同主體現(xiàn)代物流服務業(yè)的平均收益為：

同理，可得產業(yè)協(xié)同主體制造業(yè)的平均收益：

分別構造現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)的復制者動態(tài)方程如下:

運用雅可比矩陣方程對上述五個均衡點的穩(wěn)定性進行一一對比分析（這里略去了計算過程），分析后的穩(wěn)定條件如表2。

表2　現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)協(xié)同競爭的穩(wěn)定性及條件

由表2中分析可以看出，五個均衡點中(0，0)、(1，l)、(l，0)、(0，l)和(P*A,P*B)分別代表不同的含義，其中只有(0，0)和(1，l)兩點是系統(tǒng)演化的穩(wěn)定策略，分別意味著雙方都采取協(xié)同與不協(xié)同兩種策略，而(l， 0)和(0，l)兩點是不穩(wěn)定均衡點，M(P*A，P*B)點是鞍點（圖1）。圖1中的O點和C點代表的是兩種極端情況，即制造企業(yè)和現(xiàn)代物流企業(yè)都選擇不協(xié)同或協(xié)同策略。從圖中可以看出，制造企業(yè)和現(xiàn)代物流企業(yè)博弈的動態(tài)過程有兩個不穩(wěn)定的均衡點（D和B）和鞍點M，它們連成的折線形成了系統(tǒng)收斂于不同狀態(tài)的臨界線。這個臨界線把制造企業(yè)和現(xiàn)代物流企業(yè)博弈的動態(tài)過程分成了四個不同的區(qū)域：

（1）折線的右上方（DMC）部分表明現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)更趨向于合作伙伴關系。

（2）折線的左上方(DMO)表示兩者將趨于合作狀態(tài)。

（3）折線的左下方（OMB）表示兩者將趨于完全競爭狀態(tài)。

（4）折線的右下方(BMC)表示兩者將趨于不合作狀態(tài)。

折線DMB是現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)博弈過程的兩個穩(wěn)定狀態(tài)的臨界線，但是現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)最終采取哪個策略還要看協(xié)同體的初始狀態(tài)。當初始狀態(tài)落在DMBC區(qū)域內時，現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)采取協(xié)同策略；當初始狀態(tài)落在MDOB區(qū)域內時，現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)采取不協(xié)同策略，協(xié)同過程宣告失敗。

在信息對稱的情況下，當制造企業(yè)完全依賴現(xiàn)代物流企業(yè)時，雙方處于合作狀態(tài)；當制造企業(yè)完全不依賴現(xiàn)代物流企業(yè)時(即采取自營物流的方式)，雙方處于競爭狀態(tài)。因此，O點和C點都是穩(wěn)定點，但是O點和C點達到穩(wěn)定狀態(tài)的前提條件是要求信息對稱。但是，博弈雙方的信息往往是不對稱的，制造企業(yè)和現(xiàn)代物流企業(yè)在M(PA，PB)點達到博弈的均衡狀態(tài)。D點表示制造企業(yè)傾向于選擇協(xié)同，但由于制造企業(yè)給出的激勵機制讓現(xiàn)代物流企業(yè)無法接受，因而采取不協(xié)同策略；B點表示現(xiàn)代物流企業(yè)選擇協(xié)同，但由于制造企業(yè)對第三方物流企業(yè)（3PL）所提供的物流服務并不滿意，因而選擇不協(xié)同策略。由于現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)的合作雙方都希望能通過合作使得自身利益最大化，因而D和B點是不穩(wěn)定的，在這兩種情況下協(xié)同合作失敗。

從以上分析可以看出，現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同主體的長期均衡結果可能是完全協(xié)同，也可能是完全不協(xié)同。為了獲取自身利益最大化，雙方都很容易產生不利于對方的逆向選擇行為，從而最終導致合作失敗。但是，從長遠角度來看，制造業(yè)的發(fā)展離不開物流服務的支撐，物流服務業(yè)也需要制造業(yè)釋放物流需求，引導物流企業(yè)不斷創(chuàng)新服務模式，因而雙方都希望通過合作來謀求自身利益最大化，不可能一直處于完全不協(xié)同的狀態(tài)。那么，現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)究竟會選擇哪條路徑到達哪種狀態(tài)，一方面自然與博弈的支付矩陣息息相關，但另一方面初始狀態(tài)對協(xié)同主體雙方的選擇有重要影響。因此，在現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)博弈的過程中，構成博弈雙方支付函數(shù)的某些參數(shù)的初始狀態(tài)的微小變動往往會導致博弈結果的完全不同，從而使協(xié)同合作狀態(tài)收斂于不同的均衡點。

三、影響現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)協(xié)同程度的因素分析

根據上文對模型的均衡和穩(wěn)定性分析可以看出，雙方合作產生的額外收益ηAωB、ηBωA、合作過程中制造企業(yè)所提供給現(xiàn)代物流企業(yè)的激勵S1、現(xiàn)代物流企業(yè)自身的運作成本γiωi以及制造業(yè)對現(xiàn)代物流企業(yè)的依賴程度都對現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)協(xié)同的合作程度r有著重要的影響，下面分別對這些參數(shù)進行討論。

（1）合作產生的額外收益（ηAωB和ηBωA）與現(xiàn)代物流企業(yè)的物流運作成本γiωi。當ηAωB和ηBωA越大，M會越靠近O點，折線的右上方DMBC部分的面積增大，現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)演化的趨勢收斂于C點的概率將增加，也就是說，越來越多的制造業(yè)與現(xiàn)代物流企業(yè)會選擇協(xié)同策略。而現(xiàn)代物流企業(yè)的運作成本越低，M逐漸向O點逼近的速度越快，DMBC部分的面積也將增加，促使兩者向C點收斂的概率也增加，同樣越來越多的制造企業(yè)與現(xiàn)代物流企業(yè)趨向于選擇協(xié)同策略。

圖1　現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)協(xié)同合作演化路徑

(2)制造企業(yè)對現(xiàn)代物流企業(yè)的依賴程度r和在協(xié)同合作過程提供的激勵S1。首先假定r一定，增大S1，M點的軌跡將向縱軸越逼近，M向O點靠近速度越快，也將增大DMBC部分的面積，現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)演化的趨勢收斂于C點的概率也將增加，也就是說，制造企業(yè)與現(xiàn)代物流企業(yè)選擇協(xié)同合作策略的幾率就越高。其次假定S1不變，逐漸增大制造企業(yè)對現(xiàn)代物流企業(yè)的依賴程度r，可以看到M點的軌跡也將向O點靠近，同樣演化系統(tǒng)趨向于C點的概率也將增加，越來越多的制造企業(yè)與現(xiàn)代物流企業(yè)會更趨向于選擇協(xié)同合作策略。從上述分析可以看到，制造企業(yè)對現(xiàn)代物流企業(yè)的依賴程度r實際上反應了制造企業(yè)選擇協(xié)同的傾向；但是，制造企業(yè)提供給現(xiàn)代物流企業(yè)的激勵條件S1是否合理將影響現(xiàn)代物流企業(yè)的選擇，關鍵是要讓現(xiàn)代物流企業(yè)選擇該激勵的時候所獲得的收益大于他放棄合作激勵所獲得的收益。

（3）風險系數(shù)γi。風險系數(shù)越小，說明現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)越傾向于選擇協(xié)同策略，折線上方DMBC的面積業(yè)將增加。影響風險系數(shù)γi的因素有很多，比如，物流服務企業(yè)的信譽，過去客戶的滿意度等等都會帶來協(xié)同的不確定性。因此，要降低風險系數(shù)，首先要求現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同是市場演化的結果，是博弈雙方在市場中經過反復博弈之后的結果。因為只有這種合作才能更大程度地滿足市場需求，保障合作的穩(wěn)定性。

(4)可共享資源比例ωA和ωB。即隨著現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)可共享資源的差距拉大，MDBC的面積變小了，說明協(xié)同主體選擇協(xié)同策略的概率越小。這一點，在現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展的初期非常明顯，也就是在初期協(xié)同系統(tǒng)的耦合度差；反之，隨著現(xiàn)代物流業(yè)信息水平的提高，信息共享成為可能，MDBC的面積擴大，協(xié)同系統(tǒng)的耦合程度就越好。因此，協(xié)同主體能力匹配與資源匹配將直接影響到協(xié)同區(qū)域的擴張。

四、結論與政策建議

現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同合作是現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)在協(xié)同環(huán)境下以一定的協(xié)同關系按照協(xié)同機制實施協(xié)同行為，從而實現(xiàn)兩者協(xié)同運作的動態(tài)復雜過程。它是內外各種要素相互聯(lián)系、相互作用的路徑、方式和過程的綜合體系。因此，基于上述影響因素的分析，本文認為需要從激勵機制、物流成本控制、風險防范及有效的資源共享方面建立有效的協(xié)同合作機制。

（1）建立有效的激勵機制，促進雙方的合作意愿從上述利益博弈模型可以看出，作為現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展的微觀主體，現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)的協(xié)同合作是基于雙贏基礎上的合作。作為獨立的利益主體，現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)之間會為協(xié)同合作帶來的利益分配而展開競爭。由于信息的不完全對稱，在現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)的協(xié)同合作會存在一定的非效率現(xiàn)象；而且兩者的協(xié)同是多階段的、長期的；所以激勵機制的設計顯得尤為重要。由于現(xiàn)代物流企業(yè)的利潤來源主要是為制造企業(yè)提供物流服務獲得的報酬，其激勵機制的設計主要包括協(xié)同過程中的價格轉移機制和利潤分配機制。其次，在現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同過程中，現(xiàn)代物流企業(yè)經常需要為制造業(yè)添置專用性資產，因此，還應建立適當?shù)难a償機制。

（2）創(chuàng)新現(xiàn)代物流運作模式，降低物流供給成本在現(xiàn)代物流企業(yè)與制造業(yè)的博弈過程中，現(xiàn)代物流企業(yè)不斷創(chuàng)新的服務模式引發(fā)的運作成本越低，對制造業(yè)的價值創(chuàng)造影響就越大，將越有利于雙方協(xié)同區(qū)域的增加。從物流服務供給角度來說，現(xiàn)代物流服務業(yè)主要是為商品的實體運動服務，與其他產業(yè)一樣屬于一個競爭性較強的第三產業(yè)。目前，我國物流供給市場是以低端物流服務為主，客觀上造成了我國物流市場集中度低、低端物流服務領激烈競爭和高端物流市場發(fā)育不全的局面，社會物流運作成本居高不下。因此，為促進現(xiàn)代物流服務業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同合作，一方面必須提高物流市場集中度，降低物流成本；另一方面還需形成一個公平、公正、有序競爭的物流供給市場體系。

（3）建立信任與風險防范機制，降低合作的風險系數(shù)

信任是現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)協(xié)同合作的基礎，決定了兩者之間協(xié)同合作的長期性。目前，我國物流市場中的誠信問題非常突出，特別是很多物流企業(yè)缺乏誠信度，在提供物流服務的同時給制造業(yè)帶來了很多損失，同時也極大地影響了制造企業(yè)釋放物流需求的意愿。因此，為促進現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)的協(xié)同合作，應該建立一套信任評估體系，能對合作伙伴的信任行為進行長期、持續(xù)、動態(tài)的評審，形成物流服務誠信度標準體系；其次，應構建完善的內部協(xié)調機制，加強現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)之間的聯(lián)系與溝通，以降低風險系數(shù)。

（4）搭建信息共享平臺，提高資源的共享度。

資源的共享包括有形資源和無形資源的共享，而當今的競爭環(huán)境要求企業(yè)進行跨組織的信息共享以實現(xiàn)共同目標；因此，充分的信息共享是現(xiàn)代物流業(yè)與制造業(yè)協(xié)同合作的支撐平臺。特別是因產品流動而產生的POS數(shù)據、訂單、需求預測、以及庫存補充決策等物流信息的傳遞、交流與共享，成為制造企業(yè)實現(xiàn)按需生產、大規(guī)模定制等重要生產方式的保證?？梢姡锪餍畔⒌墓蚕砜梢允怪圃炱髽I(yè)能夠更好的獲取合作伙伴的相關信息，成為制造企業(yè)輔助決策層、運作層的重要來源。因此，在供應鏈管理環(huán)境下，現(xiàn)代物流企業(yè)在提供物流服務的同時，擔任著供應鏈中成員之間信息銜接的作用，以物流信息平臺為核心而形成的有效的信息共享平臺，可以提高信息的共享度，將有利于促進現(xiàn)代物流企業(yè)與制造企業(yè)之間的協(xié)同合作。

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（執(zhí)行副主編：張漢江，責任編輯：周小紅）

Research on Collaboration between Modern Logistics Industry and Manufacturing Industry Based on Evolutionary Game Model

SUN Peng
(School of Business and Management,Hunan Universityof Commerce, Changsha，Hunan 410205)

Abstract：Based on evolutionary game model, this paper discusses the regularity and dynamic process of collaboration between modern logistics industry and manufacturing industry. The results show that many factors, such as additional revenue, incentive supplied to modern logistics enterprise by manufacturing enterprises, the manufacturing enterprises’dependence on modern logistics enterprises as well as the operating costs of the modern logistics companies, have an important impact on the level of the collaboration.Therefore, the establishment of effective coordination mechanism based on the factors is very important for regulating the collaboration between the modern logistics and manufacturing.

Key words：evolutionary game；modern logistics industry；manufacturing industry; collaboration

作者簡介：孫鵬（1975—），女，湖南邵陽人，湖南商學院工商管理學院副教授，博士；主要研究方向：物流管理。

項目基金：湖南省社會科學基金項目（13YBB118），湖南省情與決策咨詢研究課題（201011BZZ54）。

收稿日期：2015-12-28

中圖分類號：F253

文獻標識碼：A

文章編號：1008- 2107(2016)01- 0046- 05