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        農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈:異業(yè)協(xié)作的演化博弈分析

        2020-09-10 07:31:58邸嘉禹
        物流技術 2020年8期
        關鍵詞:均衡點收益供應鏈

        趙 莉,邸嘉禹

        (哈爾濱商業(yè)大學 商務學院,黑龍江 哈爾濱 150028)

        1 引言

        近年來,我國人民生活水平日益提高,大眾對農(nóng)產(chǎn)品的消費理念也隨之改變。農(nóng)產(chǎn)品在日常生活中占有重要的地位,在新消費理念下對農(nóng)產(chǎn)品物流的服務價格、配送效率、傳遞質量及可選擇性提出了更高的要求。以農(nóng)產(chǎn)品為核心形成了農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈,農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)不僅處于上下游的關系,其中也存在因策略選擇不同導致的競爭與合作關系。隨著農(nóng)產(chǎn)品物流業(yè)的發(fā)展,可以將農(nóng)產(chǎn)品配送到全國乃至全球,但由于物流企業(yè)屬于第三方,并沒有專屬的農(nóng)產(chǎn)品配送渠道,導致出現(xiàn)送貨不及時、配送有損壞等服務外包問題,為農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)帶來一定損失,從而選擇自建物流的模式。因此,可以看出農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)之間既存在合作關系,也存在競爭關系,雙方如何在動態(tài)演化中不斷朝著利益最大化方向和合作策略發(fā)展,對這一問題的研究具有一定的理論價值和現(xiàn)實意義。

        2 文獻綜述

        2.1 農(nóng)業(yè)物流供應鏈

        丁華(2004)首次將供應鏈管理理論運用在農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)中,認為農(nóng)業(yè)物流供應鏈是將上下游企業(yè)作為整體,相互合作,信息共享,以提高物流的快速反應能力,降低物流成本的管理模式[1],通過供應、生產(chǎn)、加工、零售環(huán)節(jié)最終將產(chǎn)品傳遞給消費者。農(nóng)業(yè)物流供應鏈中的利益相關者包括供應環(huán)節(jié)的種子飼料供應商、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的農(nóng)戶、加工環(huán)節(jié)的農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)、配送環(huán)節(jié)的物流企業(yè)以及銷售終端消費者。

        在初期的研究中,眾多學者對不同種類與不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)物流問題展開了研究。文獻[2-4]等分別對生鮮農(nóng)產(chǎn)品、果蔬類產(chǎn)品及乳制品的物流模式、物流供應鏈問題進行探究。文獻[5-9]分別對四川省、貴州省、吉林省、河南省及山東省等地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品物流鏈問題進行了針對性研究。隨著研究的不斷深入,方向在延伸。文獻[10-13]分別提出了農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈模式演化路徑、農(nóng)產(chǎn)品物流配送系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品電子商務物流體系與模式以及農(nóng)產(chǎn)品供應鏈物流成本體系等。

        2.2 演化博弈

        演化博弈是動態(tài)演化過程與博弈論結合而成,并隨著MAYNARD S J[14]提出的演化穩(wěn)定策略概念(ESS)而產(chǎn)生,信息不對稱與有限理性是演化博弈的基本假設?;仡櫸覈r(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈,在傳統(tǒng)層面,主體間的信息難以做到完全,在當今信息化時代下,各企業(yè)的信息技術良莠不齊,供應鏈上也缺乏企業(yè)間統(tǒng)一的信息平臺,導致由于信息不對稱阻礙了農(nóng)產(chǎn)品物流的發(fā)展。并且企業(yè)主體間做不到完全理性,會不斷相互模仿學習。在現(xiàn)有研究中,文獻[15-20]運用演化博弈分別探究了農(nóng)村物流體系構建、“農(nóng)超對接”模式、食用農(nóng)產(chǎn)品供應鏈中知識共享行為、新型農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)模式、第三方物流企業(yè)道德風險及生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應鏈保鮮投入問題,可以發(fā)現(xiàn)對于農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈中農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的演化博弈問題還缺乏考慮。由于演化博弈的基本假設與農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈的現(xiàn)實情況相符,本文將運用演化博弈對農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈中農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的動態(tài)行為進行研究。

        3 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)演化博弈分析

        3.1 模型基本假設

        3.1.1 假設1:博弈主體。在農(nóng)產(chǎn)品物流供應鏈構建中,農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)是最重要的主體,假設在演化博弈中存在兩個群體,一方是農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè),一方是第三方物流企業(yè),且決策特征為有限理性。為了達成共識,雙方需要不斷相互學習、調整和改進,在動態(tài)演化中形成較好的合作行為策略。

        3.1.2 假設2:策略選擇。在策略選擇中,雙方均可以選擇“合作”或“不合作”兩種主要策略,簡記為(A,N)。當農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“合作”(運用第三方物流企業(yè))時,即進行物流服務外包,減少本企業(yè)對物流環(huán)節(jié)的投入;當農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“不合作”(不運用第三方物流企業(yè))時,會自建物流,與第三方物流企業(yè)形成競爭。當?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“合作”(服務于農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè))時,需要根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)需求提供更加完善的服務;當?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“不合作”(不服務于農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè))時,物流企業(yè)會因不顧裝運質量與效率等問題給農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)造成一定不良影響。農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇進行“合作”策略的比例為x(0≤x≤1),第三方物流企業(yè)選擇進行“合作”策略的比例為y(0≤x≤1),則農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)中選擇“不合作”策略的比例分別為(1-x)和(1-y)。

        3.1.3 假設3:支付矩陣

        (1)若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)都選擇“不合作”策略,則此時正常的收益分別為Ea,El,Ea>0,El>0。

        (2)若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)選擇協(xié)同發(fā)展,均進行“合作”行為,則農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)可以節(jié)約自建物流的成本,物流企業(yè)需要去提升自己的服務以更加滿足對方的需求,雙方在合作中均獲得收益增量,但需要支付一定的合作成本,此時雙方的收益分別為 Ea+△Va-Ca,El+△Vl-Cl,其中△Va代表農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)通過“合作”策略能獲得的收益增量,△Vl代表第三方物流企業(yè)通過“合作”策略能獲得的收益增量,Ca與Cl分別為雙方簽訂合作策略所需的成本,Ca>0,Cl>0。

        (3)當只有農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“合作”策略,而第三方物流企業(yè)選擇“不合作”策略,物流企業(yè)尚未為消費者提供所需的服務,從而為農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)帶來一定的損失La,而在簽訂合作策略后,一方違約需要向另一方支付違約金Lld,因此,雙方收益分別為Ea-Ca-La+Lld,El-Lld。

        (4)當?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“合作”策略,而農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“不合作”策略,物流企業(yè)合作成本Cl需要支出的同時,也會受到一定的損失Ll,獲得違約金Lld,因此農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的收益為Ea-Lld,第三方物流企業(yè)的收益為El-Cl-Ll+Lld。構建的支付矩陣見表1。

        表1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)博弈的支付矩陣

        3.2 演化過程中的平衡點

        3.2.1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)收益。根據(jù)所構建的支付矩陣,農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)進行“合作”行為策略的適應度為:

        農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)進行“不合作”行為策略的適應度為:

        兩個策略的平均適應度為:

        根據(jù)Malthusian方程[21],t為時間,可得農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的復制動態(tài)方程:

        3.2.2 第三方物流企業(yè)收益。根據(jù)所構建的支付矩陣,第三方物流企業(yè)進行“合作”行為策略的適應度為:

        第三方物流企業(yè)進行“不合作”行為策略的適應度為:

        兩個策略的平均適應度為:

        第三方物流企業(yè)的復制動態(tài)方程:

        由式(4)和式(8)得到一個二維動力系統(tǒng)式(9):

        從式(9)中可以求解出系統(tǒng)的5個局部均衡點,分 別 為 :O(0,0)、A(0,1)、B(1,0)、C(1,1)和

        3.3 演化博弈的均衡分析

        復制動態(tài)方程求出的平衡點未必是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略(ESS),因此運用雅克比矩陣的值和跡對演化平衡點的局部穩(wěn)定性進行分析:

        (1)a11+a22<0(跡條件,記為trJ);

        以上5個局部平衡點對應的detJ和trJ的結果見表2,根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定條件,對5個局部平衡點進行穩(wěn)定性討論。

        (1)當-Ll<Cl-Lld<△Vl,且-La<Ca-Lld<△Va時,五個均衡點O、A、B、C、D均存在,其穩(wěn)定性見表3,ESS均衡策略有兩個:(0,0)與(1,1),各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩(wěn)定性見表3。也就是說在此情況中,農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)帶來的收益增量均較大時,而雙方演化博弈是一個長期過程,在共同選擇“合作”與“不合作”策略時達到均衡,動態(tài)相位圖如圖1所示。

        (2)當Cl-Lld≥△Vl,Ca-Lld≥△Va時,A、B、C、O為均衡點。當Cl-Lld>△Vl且Ca-Lld>△Va時,,鞍點D不存在;當Cl-Lld=△Vl,Ca-Lld=△Va時,與C(1,1)重合,即鞍點D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩(wěn)定性見表3。若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)的收益增量均較小,雙方會選擇“不合作”行為策略,O(0,0)是穩(wěn)定點,動態(tài)相位圖如圖2所示。

        (3)當-Ll<Cl-Lld<△Vl,Ca-Lld≥△Va時,A、B、C、O 為 均 衡 點 。 而 當Ca-Lld≥△Va時 ,不滿足處于[0,1]區(qū)間之內(nèi),故D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩(wěn)定性見表3。說明農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與物流企業(yè)的收益增量不均衡,農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)收益增量較高,且高于物流企業(yè)的收益增量,物流企業(yè)將采取“不合作”策略,O(0,0)點達到ESS均衡動態(tài)相位圖如圖2所示。

        (4)當Cl-Lld≥△Vl,-La<Ca-Lld<△Va時,A、B、C、O為均衡點。當,D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩(wěn)定性見表3。說明由于收益增長不均衡導致農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)將放棄合作,導致O(0,0)成為ESS均衡點,達成“不合作”行為策略,動態(tài)相位圖如圖2所示。

        3.4 參數(shù)變化對情況(1)系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略的影響

        當-Ll<Cl-Lld<△Vl,-La<Ca-Lld<△Va時,如圖1所示,雙方演化博弈的穩(wěn)定策略為(不合作,不合作)和(合作,合作)。系統(tǒng)最終收斂于哪個策略由SADBC和SAOBD大小決定,當SADBC>SAOBD時,系統(tǒng)收斂于均衡點(1,1)的概率更大;當SADBC<SAOBD時,系統(tǒng)收斂于均衡點(0,0)的概率更大;當SADBC=SAOBD時,兩個均衡點的概率相同。通過分析SADBC即可分析影響演化穩(wěn)定策略因素,由公式(11)可知,影響區(qū)域ADBC面積的支付矩陣參數(shù)有7個,并得到以下四個命題。

        (1)合作收益增量△Va、△Vl

        命題1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)因合作獲得的預期收益增量越大,二者的合作概率越大。

        表2 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)-第三方物流企業(yè)雅克比矩陣detJ、trJ結果

        表3 情況(1)-(4)的平衡點穩(wěn)定性分析

        圖1 (1)條件下的動態(tài)相位圖

        圖2 (2)-(4)條件下的動態(tài)相位圖

        證明:將S分別對△Va、△Vl求偏導 ,,故 S 是△Va、△Vl的增函數(shù)。當雙方通過“合作”策略所獲取的收益增量越大,“合作”策略面積也增大,在博弈中收斂于C(1,1)的概率也隨之增大,證畢。

        (2)合作策略成本Ca、Cl

        命題2 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)為達成合作而付出的成本越小,二者的合作概率越大。

        證明:將S分別對Ca、Cl求偏導,,故S是Ca、Cl的減函數(shù)。當雙方為達成合作策略所需要付出的成本越小,“合作”策略面積增大,在博弈中收斂于C(1,1)的概率也隨之增大,證畢。

        (3)一方不合作策略損失La、Ll

        命題3 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)一方選擇不合作策略,導致對方遭受的損失越大,二者的合作概率越小。

        證 明 :將 S對 La、Ll求 偏 導 ,故S是La、Ll的減函數(shù)。當雙方因一方退出而遭受的損失越大,對“合作”策略的阻礙作用越強,從而收斂于C(1,1)的概率越小,證畢。

        (4)違約金Lld

        命題4 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)其中一方選擇退出導致合作策略難以達成,其違約金越多,二者的合作概率越大。

        證明:將 S對 Lld求偏導,,故S是Lld的增函數(shù)。當雙方因一方選擇“不合作”策略而需要支付的違約金越高,對“合作”策略起到了一定維護作用,從而收斂于C(1,1)的概率隨之增加,證畢。

        4 研究結論

        本文運用演化博弈對農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的合作行為策略問題進行分析,找出雙方在博弈中影響合作策略達成的因素,演化博弈最終行為策略受到初始支付矩陣及預期收益增量、合作成本、不合作損失、違約金等參數(shù)的影響。因此,為了促進雙方更好的合作,應構建合理的利益分配機制,激勵雙方的合作積極性,提高預期收益增量;不斷創(chuàng)新服務模式,在模式中不斷協(xié)調,為消費者提供更為精準化、高質量的服務,降低合作成本;建立維護雙方合作機制,規(guī)范雙方市場行為,不會隨意選擇不合作策略,從而影響對方的收益。此外,農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)是在利導因子與限制因子共同作用下完成,利導因子包括預期收益增量、違約金等,限制因子包括合作成本、不合作損失等,任一因素都應充分重視。雙方都應基于“合作”行為策略,協(xié)同協(xié)商,以實現(xiàn)互利共贏。

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