楊 環(huán),田雙亮

(西北民族大學 數學與計算機科學學院,蘭州 730030)

生產商與銷售商知識創(chuàng)新合作行為的演化博弈

楊 環(huán),田雙亮*

(西北民族大學 數學與計算機科學學院,蘭州 730030)

研究供應鏈成員之間知識創(chuàng)新合作行為的演化趨勢及其影響因素.在分析生產商和銷售商策略選擇收益的基礎上,運用演化博弈理論,構建了知識創(chuàng)新合作行為的演化博弈模型,分析了系統(tǒng)的行為演化路徑和演化穩(wěn)定策略以及其影響因素的作用機理.結果表明：生產商與銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受到收益和成本等因素的影響,且當知識創(chuàng)新合作時所獲得的凈收益大于采取不合作策略時的凈收益,生產商與銷售商最終會趨于知識創(chuàng)新合作.

生產商；銷售商；知識創(chuàng)新；演化博弈；復制動態(tài)

近些年來,國內外學者將演化博弈論應用于供應鏈的文獻頗多.梳理相關文獻可以發(fā)現,供應鏈中博弈問題的研究已成為一個重要的研究方向.如靳洲等[1]通過構建制造商和零售商在多渠道的零售環(huán)境下的博弈模型,揭示了制造商和零售商關于價格決策之間的復雜關系,并對制造商和零售商雙方的定價策略做了定量分析.另外還有許多學者利用博弈論的理論和方法研究供應鏈中的博弈問題.林挺等[2]在構建食用農產品供應鏈中上下游相鄰節(jié)點間知識共享的演化博弈模型的基礎上,分析了節(jié)點間知識共享行為的動態(tài)演化過程以及演化過程的穩(wěn)定策略和影響因素.朱瑩等[3]對制造商與供應商的研發(fā)合作與競爭策略建立演化博弈模型,并分析了制造商與供應商雙方之間的動態(tài)演化過程及穩(wěn)定狀態(tài).馮長利等[4]從演化博弈的視角對供應鏈成員間知識共享行為的動態(tài)演化過程及其演化策略進行了分析,并探討了影響知識共享行為的相關因素.單英華等[5]構建有限理性下的工業(yè)化建筑供應鏈知識共享的演化博弈模型,分析了系統(tǒng)的演化路徑、演化穩(wěn)定策略及其影響因素的作用機理.更多的相關研究參見文獻[6-16].一般情況下,生產商和銷售商雙方在采取知識創(chuàng)新合作策略時,往往伴隨著知識的融合與創(chuàng)新,為此,企業(yè)雙方有必要進行知識創(chuàng)新合作,其有利于對知識新領域的發(fā)現與研究,進而促進企業(yè)的進一步發(fā)展.

從演化博弈角度出發(fā),對生產商和銷售商之間的知識創(chuàng)新合作行為的動態(tài)演化路徑進行分析,并探討影響知識創(chuàng)新合作行為的相關因素,旨在為促進生產商和銷售商之間的知識創(chuàng)新合作提供指導.

1 符號說明及基本假設

由于要研究生產商與銷售商知識創(chuàng)新合作過程中各類參數對創(chuàng)新主體演化穩(wěn)定策略的影響,作以下基本假設：

假設1：生產商和銷售商都是有限理性的,其策略空間的選擇策略均為(合作,不合作).

假設3：生產商選擇合作策略的概率為x,采取不合作策略的概率為1-x.銷售商選擇合作策略的概率為y,采取不合作策略的概率為1-y,系統(tǒng)演化的狀態(tài)可用[0，1]×[0，1]區(qū)域上的點(x,y)來表示.

假設4：生產商和銷售商對成本和收益的思量決定了自身所選擇的策略,而且雙方的合作行為是不完全合作下的動態(tài)決策過程.

下面就一些符號進行說明,用Ai(i=1,2)表示博弈主體i在與其他博弈主體進行知識創(chuàng)新合作行為前的收益,其中i=1表示博弈主體是生產商,i=2表示博弈主體是銷售商；Bi(i=1,2)表示博弈主體的知識儲備量.在博弈雙方采取知識創(chuàng)新合作策略,一方的知識存量越多,另一方直接獲得的知識收益就會越多.生產商與銷售商雙方知識貢獻系數、知識吸收轉化系數分別用δi(i=1,2)和λi(i=1,2)來表示,生產商與銷售商選擇合作策略時所獲得的直接收益用λiδiBi來表示,其中直接收益是指博弈中的雙方采取知識創(chuàng)新合作策略時接收對方提供的知識所帶來的收益； 因生產商或銷售商之間的知識可能會溢出,故而從整體中獲取一定的溢出收益,用Zi(i=1,2)表示；C表示生產商與銷售商選擇知識創(chuàng)新合作時的總成本,γ表示生產商的成本分擔系數,1-γ表示銷售商的成本分擔系數.

2 演化博弈模型建立及求解

根據以上假設,生產商和銷售商進行知識創(chuàng)新合作行為時面臨的收益與成本包括：雙方合作前的原收益、雙方合作時的直接收益和知識溢出時的溢出收益等.故可以推斷生產商和銷售商實行知識創(chuàng)新合作行為的凈收益,進而獲取演化博弈的支付矩陣,如表1所示.

表1 生產商與銷售商合作行為演化博弈的支付矩陣

根據表1,生產商采取合作策略和不合作策略的平均收益分別為:

u1=y2λ1δ2B2+A1-γC,u2=y2Z1+A1.

同理,銷售商采取合作策略和不合策略的平均收益分別為:

u3=xλ2δ1B1+A2-(1-γ)C,u4=xZ2+A2.

令G=λ1δ2B2-Z1、L=λ2δ1B1-Z2、H=γC、K=γC-1,則雅克比矩陣為:

于是有:trJ=(1-2x)(Gy-H)+(1+2y)(Lx-K),detJ=(1-2x)(Gy-H)(1-2y)(Lx-K)-x(1-x)Gy(1-y).

當演化博弈的平衡點滿足trJlt;0且detJgt;0時,該平衡點即為系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略.按照H,G,K,L的相對大小,對各平衡點的局部穩(wěn)定性進行分析.為了簡便起見,僅列出各類情況中的部分結果,具體見表2～5.

表2 平衡點的局部穩(wěn)定性分析(Hlt;Glt;0,Klt;Llt;0)

表3 平衡點的局部穩(wěn)定性分析(Glt;Hlt;0,Lgt;Kgt;0)

表4 平衡點的局部穩(wěn)定性分析(Glt;Hlt;0,Kgt;Lgt;0)

表5 平衡點的局部穩(wěn)定性分析(Ggt;Hgt;0,Kgt;Lgt;0)

根據表2～5,可以得到不同條件下系統(tǒng)的演化路徑即相位圖,具體如圖1所示.

3 合作行為演化影響因素分析

根據表2～5與圖1可得到不同參數條件下相同的演化穩(wěn)定策略.

由于生產商和銷售商之間知識創(chuàng)新合作行為參數的不同,雙方的演化路徑也相應發(fā)生變化,最后博弈結果的形成需要同時考慮生產商和銷售商的演化路徑,生產商和銷售商之間的相互作用形成演化穩(wěn)定策略,具體分如下4種情形進行討論：

圖1 知識創(chuàng)新合作行為演化博弈相位圖Fig.1 The phase diagram of evolutionary game of knowledge innovation cooperation behavior

1)Hlt;Glt;0,Klt;Llt;0.此時,Z1lt;λ1δ2B2-γC和Z2lt;λ2δ1B1-γC+1,則該系統(tǒng)存在兩個穩(wěn)定點(0，1)和(1，0),系統(tǒng)最終趨于哪個穩(wěn)定點取決于初始位置,即系統(tǒng)演化過程是路徑依賴的.具體的演化路徑見圖1(1).生產商和銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受知識創(chuàng)新時所得到的收益和所支付的成本等因素的影響,且當銷售商或生產商某一方進行知識創(chuàng)新時所獲得的收益大于其成本以及知識溢出時,生產商或銷售商最終不會趨于知識創(chuàng)新.當處于圖中區(qū)域Ⅱ時,演化博弈收斂于點,即生產商進行知識創(chuàng)新而銷售商不進行知識創(chuàng)新；當處于圖中區(qū)域Ⅳ時,演化博弈收斂于點,即生產商不進行知識創(chuàng)新而銷售商進行知識創(chuàng)新.

2)Glt;Hlt;0,Lgt;Kgt;0.此時,λ1δ2B2-γClt;Z1和λ2δ1B1-γC+1gt;Z2時,則系統(tǒng)存在一個穩(wěn)定點(1,1).具體的演化路徑見圖1(2).生產商和銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受知識創(chuàng)新時所得到的收益和所支付的成本等因素的影響,且當知識創(chuàng)新時所獲得的收益大于其成本以及知識溢出時,生產商與銷售商最終會趨于知識創(chuàng)新.

3)Glt;Hlt;0,Kgt;Lgt;0.此時,λ1δ2B2-γCgt;Z1和Z2gt;λ2δ2B1-γC+1時,則系統(tǒng)存在一個穩(wěn)定點(0,0).具體的演化路徑見圖1(3).生產商和銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受知識創(chuàng)新時所得到的收益和所支付的成本等因素的影響,且當雙方知識創(chuàng)新時所獲得的收益小于其成本以及知識溢出時,生產商與銷售商最終不會趨于知識創(chuàng)新.

4)Ggt;Hgt;0,Kgt;Lgt;0.此時,λ1δ2B2-γClt;Z1和Z2gt;λ2δ2B1-γC+1時,則系統(tǒng)存在一個穩(wěn)定點(1,0).具體的演化路徑見圖1(4).生產商和銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受知識創(chuàng)新時所得到的收益和所支付的成本等因素的影響,且當生產商知識創(chuàng)新時所獲得的收益大于其成本以及知識溢出時,生產商最終會趨于知識創(chuàng)新.

4 結語

本文建立了博弈主體生產商與銷售商之間知識創(chuàng)新合作行為的兩個演化博弈模型,并利用所建立的模型分析了博弈主體行為演化的路徑與趨勢以及影響因素.

供應鏈成員之間知識創(chuàng)新合作行為能激發(fā)出企業(yè)潛在的能力,企業(yè)合作所達到的成果往往也能超過企業(yè)單方業(yè)績的總和.企業(yè)間的合作強調通過企業(yè)的共同貢獻,能夠得到實實在在的集體成果,這個集體成果超過企業(yè)單方業(yè)績的總和.生產商與銷售商的知識創(chuàng)新合作行為主要受知識創(chuàng)新合作所獲得的收益與所支付的成本等因素的影響,且當知識創(chuàng)新時所獲得的收益大于其成本時,生產商與銷售商最終會趨于知識創(chuàng)新.本文僅對生產商與銷售商之間的知識創(chuàng)新合作問題進行了初步研究,但沒有充分考慮生產商與銷售商在博弈中地位的差異(如主從地位等).在以后的研究中,可根據博弈主體的不同地位來考慮各自的收益情況.

[1] 靳洲,任建標.基于多渠道供應鏈博弈的零售價格策略[J].統(tǒng)計與決策,2015(11):43-47.

[2] 林挺,李楊,張亮.食用農產品供應鏈中節(jié)點間知識共享行為的演化博弈分析[J].科技管理研究,2015(18):141-156.

[3] 朱瑩,張成科,朱懷念.基于演化博弈的供應鏈成員間研發(fā)競爭與合作分析[J].廣東工業(yè)大學學報,2015(32):46-50.

[4] 馮長利,周劍,蘭鷹.供應鏈成員間知識共享行為演化博弈模型[J].情報雜志,2012(31):139-144.

[5] 單英華,李忠富.面向建筑工業(yè)化的建筑供應鏈知識共享演化博弈[J].工程管理學報,2015(2):1-5.

[6] 王玉燕,李幫義,申亮.兩個生產商的逆向供應鏈演化博弈分析[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2008,28(4):43-49.

[7] 卜國紅.供應鏈企業(yè)間演化博弈研究[D].武漢：武漢理工大學,2009.

[8] 謝識予.經濟博弈論[M].上海：復旦大學出版社,2002.

[9] 楊嵐,張建華.供應鏈知識共享動態(tài)進化博弈研究[J].情報雜志,2012(31):126-130.

[10] 劉金芳,徐樅巍,高波.供應鏈整合創(chuàng)新的演化博弈分析[J].系統(tǒng)工程,2011(8):8-13.

[11] 熊強.供應鏈企業(yè)間安全信息共享的演化博弈分析[J].科技管理研究,2011,31(15):181-183.

[12] 阮國祥,阮平南,宋靜.創(chuàng)新網絡成員知識共享演化博弈仿真分析[J].情報雜志,2011(30):100-104.

[13] 羅小藝.供應鏈網絡節(jié)點企業(yè)間知識共享的演化博弈研究[D].沈陽：東北大學,2010.

[14] 劉建剛,馬德清.基于知識共享的供應鏈協(xié)同創(chuàng)新演化博弈分析[J].常州大學學報,2016,17(4):32-37.

[15] 江宏,羅定提,鐘德強.供應鏈網絡節(jié)點企業(yè)間合作關系的進化博弈分析[J].湖南工業(yè)大學學報,2009,23(2):77-81.

[16] 吳冰,劉義理,趙林度.供應鏈協(xié)同知識創(chuàng)新的激勵設計[J].科學學與科學技術管理,2008,29(7):120-124.

責任編輯：時凌

AnEvolutionaryGameofKnowledgeInnovationCooperationBehaviorbetweenManufacturersandSellers

YANG Huan,TIAN Shuangliang*

(College of Mathematics and Computer Science,Northwest Minzu University,Lanzhou 730030,China)

We mainly study the evolution trend and influencing factors of knowledge innovation cooperation between manufacturers and sellers.Based on analyzing the strategy choosing benefits of manufacturers and sellers,an evolutionary game model of knowledge innovation cooperation behavior is constructed by using evolutionary game theory.The evolutionary path,stable equilibrium strategy and the mechanism of influencing factors are analyzed by establishing evolutionary game model.The results show that the knowledge innovation cooperation behavior of manufacturers and sellers are mainly affected by profit and cost.And when the net profit obtained through knowledge innovation cooperation exceeds that without taking cooperation strategy,the manufacturers and sellers will choose knowledge innovation cooperation.

manufacturers；sellers；knowledge innovation；evolutionary game；replicator dynamic

2017-03-30.

國家民委科研項目(14XBZ018)；甘肅省自然科學基金項目(145RJZA158)；西北民族大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助研究生項目(Yxm2015182)；西北民族大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目(31920170064)；西北民族大學科研創(chuàng)新團隊計劃資助.

楊環(huán)(1993-),女(黎族),碩士生,主要從事組合數學與圖論的研究;*

：田雙亮(1965-),男,碩士,教授,主要從事圖論與組合優(yōu)化、系統(tǒng)模擬與仿真等的研究.

1008-8423(2017)04-0399-04

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2017.12.010

O225

A