于曉輝,何明珂,張 強(qiáng),逄金輝
(1.北京物資學(xué)院 物流學(xué)院,北京 101149; 2.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院,北京 100081; 3.北京理工大學(xué) 計算機(jī)學(xué)院,北京 100081)
自2016年“區(qū)塊鏈”首次被作為戰(zhàn)略性前沿技術(shù)寫入《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國家信息化規(guī)劃的通知》以來,區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用日益火爆,各行各業(yè)都在探索適合自己的區(qū)塊鏈+模式,2017年8月全球區(qū)塊鏈貨運聯(lián)盟(以下簡稱:BiTA)成立,旨在將區(qū)塊鏈技術(shù)融入到物流業(yè),以此促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機(jī)制、加密算法等計算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。雖然目前物流業(yè)引入?yún)^(qū)塊鏈仍是一種概念,但相信其落地時間并不會太遠(yuǎn),如:2017年京東加入BiTA,運用區(qū)塊鏈技術(shù)搭建“京東區(qū)塊鏈防偽追溯平臺”。無論干線物流、倉儲還是末端配送,區(qū)塊鏈的應(yīng)用,將會解決整個鏈條的信息不透明,因此物流行業(yè)成為最早引入?yún)^(qū)塊鏈的行業(yè),如:新加坡公司Yojee將區(qū)塊鏈技術(shù)用在調(diào)度車隊,試圖解決物流行業(yè)最后一公里難題,由人工智能提高效率,區(qū)塊鏈保證所有信息的不可更改。
在區(qū)塊鏈應(yīng)用大趨勢的背景下,黨中央及各級政府對物流快遞也得轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效工作一直給予高度重視,先后發(fā)布多項相關(guān)的指導(dǎo)意見引導(dǎo)快遞物流末端產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。特別是,在2018年的兩會工作報告上,歷時4年制定的《快遞暫行條例》獲得國務(wù)院常務(wù)會議審議通過,大力度推動快遞業(yè)與電子商務(wù)融合發(fā)展、共享資源;2018剛開年,《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)電子商務(wù)與快遞物流協(xié)同發(fā)展的意見》(以下簡稱:中央1號文件)指出“鼓勵快遞企業(yè)開展投遞服務(wù)合作,建設(shè)快遞末端綜合服務(wù)場所,開展聯(lián)收聯(lián)投”,意在推動末端服務(wù)方式的改革和創(chuàng)新,促進(jìn)末端配送、服務(wù)資源的有效組織和統(tǒng)籌利用,這是繼2015年《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)快遞業(yè)發(fā)展的若干意見》印發(fā)以來,在國務(wù)院層面再次發(fā)布指導(dǎo)快遞業(yè)發(fā)展的意見》??梢?,政府大力度鼓勵快遞企業(yè)與專業(yè)第三方企業(yè)合作模式的創(chuàng)新,提倡將第三方合作模式作為末端網(wǎng)點建設(shè)的有益補充。如:“城市一百”是北京市政府大力支持下的“共同配送”模式,實現(xiàn)了物流快遞行業(yè)人員、網(wǎng)點等末端資源的高效整合,為快遞企業(yè)解決高校、社區(qū)送件難頑疾。末端共同配送將是解決“最后一公里”問題的主要方式之一,然而由于快遞末端服務(wù)是一個新興市場,目前關(guān)于快遞末端整合模式研究較少,主要集中在兩個角度:
研究角度Ⅰ:快遞末端共同配送模式。關(guān)于共同配送,學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)同共同配送是解決城市貨運的最有效方式之一。趙艷萍與閆黎[1]基于合作博弈構(gòu)建配送博弈費用模型,分析中小制造企業(yè)可能采取的四種配送模式的費用,提出了適用于中小制造企業(yè)的第三方配送和共同配送相結(jié)合的模式。有些學(xué)者對共同配送的各種形式進(jìn)行了研究:Russell等[2]研究供應(yīng)商之間取貨及供應(yīng)商向零售商送貨的共同配送模式、Hsu等[3]探討了多溫層貨物共同配送問題、張昕等[6]分析校園、社區(qū)等“最后一千米”的末端物流共同配送模式、楊萌柯等[5]提出電子商務(wù)與快遞物流協(xié)同配送模式以及城市快遞末端的有限區(qū)域共同配送服務(wù)模式,通過構(gòu)建以云平臺為基礎(chǔ)的城市快遞物流協(xié)同服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。還有學(xué)者對共同配送的效果及效率進(jìn)行分析,如Xu等[4]認(rèn)為中小型物流企業(yè)想要實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)該實現(xiàn)共同配送,汪傳雷等[7]基于現(xiàn)代規(guī)模經(jīng)濟(jì),通過對比分析共同配送的三種主要模式,建立城市綠色、低碳、智能共同配送混合模式。
研究角度Ⅱ:收益分配制度。專門針對物流服務(wù)鏈的收益分配契約的研究還比較少,且現(xiàn)有的研究集中在對不同收益分配契約的選擇及參數(shù)選擇問題上。吳慶等[9]提出物流服務(wù)集成商和提供商的博弈會導(dǎo)致整體利潤達(dá)不到最優(yōu)水平,采用收益共享和成本共擔(dān)相結(jié)合的方式能起到一定的效用,通過調(diào)節(jié)供應(yīng)商的服務(wù)水平來實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。陳志松[8]指出應(yīng)將物流服務(wù)集成商所關(guān)注的物流服務(wù)水平作為決策變量引入到模型中。王勇等[10]建立了基于配送中心到配送單元的配送成本和配送中心間運輸成本的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。有些學(xué)者運用博弈論分析共同配送中的收益分配策略,如:何嬋等[11]通過建立以物流服務(wù)集成商為主導(dǎo)的Stackelberg 博弈模型,發(fā)現(xiàn)通過合理設(shè)置契約參數(shù)能實現(xiàn)系統(tǒng)收益的最大,實現(xiàn)各成員共贏;劉偉華[12]通過建立收益分配模型,運用Stackelberg博弈法求解得出了收入共享系數(shù)的取值范圍;Wang等[13]運用合作博弈理論優(yōu)化了共同配送網(wǎng)絡(luò)成本。
綜上,現(xiàn)有文獻(xiàn)雖然在微觀層面上研究了快遞物流末端服務(wù)模式和收益分配機(jī)制,但仍多數(shù)文獻(xiàn)是定性研究快遞物流末端的服務(wù)合作模式,未考慮區(qū)塊鏈等新技術(shù)驅(qū)動下共同配送模式下共同配送企業(yè)之間的合作模式及博弈關(guān)系。因此,本文站在政府角度,分析快遞企業(yè)在區(qū)塊鏈驅(qū)動下是否選擇共同配送的策略問題,演化仿真快遞企業(yè)目前正在面臨的競合選擇問題,可有效激勵共同配送企業(yè)的積極性。
區(qū)塊鏈技術(shù)是一種幾乎不可能被更改的分布式數(shù)據(jù)庫。根據(jù)“杭州復(fù)雜美區(qū)塊鏈研究中心”2015年11月發(fā)表的《區(qū)塊鏈項目白皮書》表明:區(qū)塊鏈技術(shù)可以記錄貨物從發(fā)出到接受過程中的所有步驟,確保信息的可追蹤性,從而避免的快遞爆倉丟包、誤領(lǐng)錯領(lǐng)等問題的發(fā)生,也可有效的促進(jìn)物流實名制的落實。同時,企業(yè)也可以通過區(qū)塊鏈掌握產(chǎn)品的物流方向,防止竄貨或打假,保證線下各級經(jīng)銷商的利益。
末端配送一直是快遞經(jīng)營中的難點、痛點,而目前解決快遞末端投遞問題的方式有快遞柜、便利店、驛站和共同配送等??爝f企業(yè)各自配送模式下,快遞物流是中心化的操作方式,如1所示:快遞物流企業(yè)各自將快件統(tǒng)一裝車送到城市的物流中心,城市的物流中心把所有件收齊后,再分揀,把物件交給各自分中心,再由各自快遞員送件。各自配送模式下,不同的快件由不同的快遞企業(yè)運輸,即使買家相同,也要經(jīng)過不同的快遞企業(yè)送件,送件成本高、效率低。
若將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到快遞物流“最后一公里”共同配送模式中,如圖2所示,則恰好可以解決快遞物流的中心化問題,實現(xiàn)“最后一公里”的點對點送件。此時,快遞企業(yè)將快件運輸?shù)叫^(qū)的共同配送網(wǎng)點,然后共同配送網(wǎng)點在區(qū)塊鏈上發(fā)布送件消息,所有快遞員(可以是本小區(qū)的快遞員,可以是路過的行人)順道把貨送到。
圖1 各自配送模式
圖2 區(qū)塊鏈驅(qū)動下最后一公里共同配送模式
基于上述思想,本文假定博弈的雙方分別是某區(qū)域內(nèi)的快遞企業(yè)和社區(qū),其中快遞企業(yè)和社區(qū)是兩個獨立群體,每個快遞企業(yè)、社區(qū)分別為兩個群體中的一個個體,群體總數(shù)分別是某區(qū)域內(nèi)快遞企業(yè)、社區(qū)數(shù)量。每個快遞企業(yè)的策略選擇包括對“最后一公里”配送問題的合作(加入?yún)^(qū)塊鏈)與不合作(不加入?yún)^(qū)塊鏈),策略的適應(yīng)性由收益決定;每個社區(qū)的策略選擇包括建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點(建立網(wǎng)點)和不建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點(不建立網(wǎng)點)。在一定區(qū)域的某社區(qū)范圍內(nèi)一個快遞企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)“最后一公里”的共同配送,取決于兩個因素:一是該快遞企業(yè)是否加入?yún)^(qū)塊鏈,二是在該社區(qū)是否建立了共同配送服務(wù)網(wǎng)點。只有兩個因素均具備,才能保證此快遞企業(yè)可以參與到該社區(qū)的共同配送中。另外,若社區(qū)內(nèi)已經(jīng)建有共同配送服務(wù)網(wǎng)點,則區(qū)塊鏈中增加一個快遞企業(yè),“最后一公里”的配送成本由于參與共同配送的企業(yè)數(shù)量增加而減少,平均每個快遞企業(yè)的總成本會協(xié)同降低;當(dāng)快遞企業(yè)已經(jīng)決定“加入?yún)^(qū)塊鏈”時,社區(qū)采取“建立網(wǎng)點”策略時,將在該社區(qū)范圍內(nèi)實現(xiàn)共同配送,為快遞企業(yè)節(jié)省配送成本,增加快遞企業(yè)的收益。
基于此,本文從多代理人兩策略演化博弈角度,考慮區(qū)塊鏈技術(shù)的研發(fā)投入成本與共同配送的網(wǎng)點建設(shè)成本,在無政府補償機(jī)制和存在政府補償機(jī)制兩種情形下,分析社會期盼的最優(yōu)策略(加入?yún)^(qū)塊鏈,建立網(wǎng)點)成為演化穩(wěn)定均衡狀態(tài)的條件。
根據(jù)區(qū)塊鏈驅(qū)動下快遞物流“最后一公里”問題的描述,定義有關(guān)參數(shù)如下,為便于下文分析討論,假定以下參數(shù)代表的數(shù)值均為正值:
(1)區(qū)域內(nèi)快遞企業(yè)的總數(shù)量為N,策略集為{加入?yún)^(qū)塊鏈,不加入?yún)^(qū)塊鏈},選擇加入?yún)^(qū)塊鏈(共同配送)策略的比例為q, 選擇不合作的快遞企業(yè)比率為1-q;
(2)區(qū)域內(nèi)的社區(qū)總數(shù)量為M,策略集為{建立網(wǎng)點,不建立網(wǎng)點},選擇建立網(wǎng)點策略的比例為p,選擇不建立網(wǎng)點的社區(qū)比率為1-p;
(3)v為快遞企業(yè)分別配送貨物獲得收益;
(4)Δv表示由于“最后一公里”共同配送給快遞企業(yè)增加的額外收益,包括共同配送節(jié)省的運輸費用和人力成本等;Δv′表示快遞企業(yè)已經(jīng)采取“最后一公里”共同配送模式、而社區(qū)并未設(shè)有共同配送網(wǎng)點時,快遞企業(yè)增加的額外收益,Δv′≤Δv;
(5)C表示“最后一公里”共同配送給快遞企業(yè)增加的投入成本,包括加入?yún)^(qū)塊鏈的技術(shù)成本等;
(6)R表示建立“最后一公里”共同配送給社區(qū)增加的投入成本,包括固定設(shè)施投入、人員投入等;
(7)u表示建立“最后一公里”共同配送給社區(qū)增加的額外收益,包括快遞企業(yè)支付給社區(qū)的配送費等;u′表示社區(qū)設(shè)有共同配送網(wǎng)點、而快遞企業(yè)卻未采取“最后一公里”共同配送模式時,社區(qū)增加的額外收益,u′≤u;
(8)Cv表示政府對快遞企業(yè)實施區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行共同配送的補償;
(9)Cu表示政府對社區(qū)建立共同配送網(wǎng)點的補償。
無政府補償機(jī)制下,基于區(qū)塊鏈技術(shù)的“最后一公里”共同配送中的快遞企業(yè)策略選擇為{加入?yún)^(qū)塊鏈,不加入?yún)^(qū)塊鏈}。由于社區(qū)實施共同配送需要固定資金投入,因此社區(qū)的策略選擇為{建立網(wǎng)點,不建立網(wǎng)點}。在無政府補償機(jī)制下,區(qū)域內(nèi)快遞企業(yè)和社區(qū)之間的博弈矩陣如表1所示。
表1 無政府補償機(jī)制下“最后一公里”配送策略選擇博弈支付矩陣
那么區(qū)域內(nèi)社區(qū)建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點的比例為p,不建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點的比例則為1-p。當(dāng)p=1時,區(qū)域內(nèi)所有社區(qū)均建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點,并且享受政府的網(wǎng)點建設(shè)補償;當(dāng)p=0時,區(qū)域內(nèi)所有社區(qū)均為建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點。另外,q表示區(qū)域內(nèi)加入?yún)^(qū)塊鏈的快遞企業(yè)比例,q=1表示該區(qū)域所有快遞企業(yè)均參與共同配送,q=0表示該區(qū)域所有快遞企業(yè)均未參與共同配送。
在無政府補貼下,令πp1、πp2分別表示社區(qū)建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點、不建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點的期望收益,再令πp表示社區(qū)的平均收益,則有:
社區(qū)建立共同配送網(wǎng)點的復(fù)制動態(tài)方程為:
=p(1-p)(πp1-πp2)
=p(1-p){q(u-u′)-R}
(1)
令F(p)=0可得系統(tǒng)兩個演化均衡點p=0,p=1,又因為F′(p)=(1-2p){q(u-u′)+(-R+Cu)}。
快遞企業(yè)建立加入?yún)^(qū)塊鏈、共同配送的復(fù)制動態(tài)方程為:
=q(1-q)(πq1-πq2)
=q(1-q){p(Δv-Δv′)+Δv′-C}
(2)
式(1)和(2)構(gòu)成最后一公里共同配送的快遞企業(yè)和社區(qū)的動態(tài)復(fù)制系統(tǒng),下面運用Friedman[16]提出的雅克比矩陣局部均衡點的穩(wěn)定性分析方法可得:
若使最優(yōu)策略(加入?yún)^(qū)塊鏈,建立網(wǎng)點)成為演化穩(wěn)定均衡點,即將q=1,p=1代入滿足:
(3)
可得,在無政府補償機(jī)制下,只有在快遞企業(yè)、社區(qū)建設(shè)“最后一公里”共同配送的投入(R、C)均足夠小的情況下,才能保證較為理想的狀態(tài)(加入?yún)^(qū)塊鏈,建立網(wǎng)點)成為演化穩(wěn)定狀態(tài)。然而,在實際情況下,快遞企業(yè)加入?yún)^(qū)塊鏈的成本不一定滿足上述條件(3),因此快遞物流“最后一公里”共同配送建設(shè)初期的投入成本可能會壓倒很多快遞企業(yè),尤其是中小快遞企業(yè),這些快遞企業(yè)往往有心加入“最后一公里”的共同配送,但是卻由于投入成本較高而望而卻步。對于社區(qū)來說,由于自身建設(shè)配送服務(wù)網(wǎng)點的成本較高,也會無足夠的動力去建立共同配送網(wǎng)點的工作。因此,在政府無補償機(jī)制下,快遞物流最后一公里的共同配送問題仍難徹底解決。
假設(shè)政府為了鼓勵在物流行業(yè)實施區(qū)塊鏈技術(shù),對于加入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行共同配送的快遞企業(yè)給與一定的補償Cv;政府為了激勵更多的社區(qū)建立共同配送服務(wù)網(wǎng)點解決“最后一公里“發(fā)展瓶頸,給與社區(qū)一定的服務(wù)網(wǎng)店補償Cu。則在政府補償機(jī)制下,區(qū)域內(nèi)快遞企業(yè)和社區(qū)之間的博弈矩陣如表2所示。
表2 政府補償機(jī)制下“最后一公里”配送策略選擇博弈支付矩陣
社區(qū)建立共同配送網(wǎng)點的復(fù)制動態(tài)方程為:
=p(1-p)(πp1-πp2)
=p(1-p){q(u-u′)+(Cu-R)}
(4)
令F0(p)=0可得系統(tǒng)兩個演化均衡點p=0,p=1,又因為F0′(p)=(1-2p){q(u-u′)+(-R+Cu)},當(dāng)q>(R-Cu)/(u-u′)時,F(xiàn)0′(1)<0,p=1為穩(wěn)定均衡點,即社區(qū)投入的成本越低、政府給予社區(qū)的補貼越高,則條件q>(R-Cu)/(u-u′)越容易滿足,越能有效促進(jìn)社區(qū)進(jìn)行共同配送的服務(wù)網(wǎng)點建設(shè)。
快遞企業(yè)建立加入?yún)^(qū)塊鏈、共同配送的復(fù)制動態(tài)方程為:
=q(1-q){p(Δv-Δv′)+Δv′-C+Cv}
(5)
令F0(q)=0可得系統(tǒng)兩個演化均衡點q=0,q=1,又因為F0′(q)=(1-2q){p(Δv-Δv′)+Δv′-C+Cv},當(dāng)p>(C-Cv-Δv′)/(Δv-Δv′)時,F(xiàn)0′(1)<0,q=1為穩(wěn)定均衡點,即快遞企業(yè)投入越低、政府給予快遞企業(yè)補貼越高,則條件p>(C-Cv-Δv′)/(Δv-Δv′)越容易滿足,越能有效促進(jìn)快遞企業(yè)進(jìn)行共同配送的服務(wù)網(wǎng)點建設(shè)。
式(4)和(5)構(gòu)成最后一公里共同配送的快遞企業(yè)和社區(qū)的動態(tài)復(fù)制系統(tǒng),若使最優(yōu)策略(加入?yún)^(qū)塊鏈,建立網(wǎng)點)成為演化穩(wěn)定均衡點,即將q=1,p=1代入滿足:
(6)
可得,政府對社區(qū)建設(shè)配送服務(wù)網(wǎng)點、快遞企業(yè)加入?yún)^(qū)域鏈共同配送的補償只有滿足上述式(6),政府補償機(jī)制下區(qū)塊鏈解決“最后一公里”問題得以保證較為理想的狀態(tài)(加入?yún)^(qū)塊鏈,建立網(wǎng)點)成為演化穩(wěn)定狀態(tài)。降低快遞物流企業(yè)、社區(qū)在“最后一公里”共同配送中的投入成本,可以降低政府的補償額度。所以,政府應(yīng)該盡快落實智能快件箱、快遞末端綜合服務(wù)場所的公共屬性,降低快遞企業(yè)、社區(qū)的投入成本,從而降低政府給予快遞企業(yè)、社區(qū)在“最后一公里”共同配送方面的資助力度。
進(jìn)一步分析,式(6)可以等價于:
(7)
R-Cu表示快遞企業(yè)愿意承擔(dān)的最大區(qū)塊鏈投入成本,C-Cv表示社區(qū)自身愿意承擔(dān)的最大共同配送服務(wù)網(wǎng)點建設(shè)成本。可見,社區(qū)愿意承擔(dān)的最大共同配送成本小于社區(qū)自身建設(shè)共同配送服務(wù)網(wǎng)點的建設(shè)成本,若建設(shè)共同配送服務(wù)網(wǎng)點給社區(qū)帶來的收益差(u-u′)越大,則社區(qū)愿意承擔(dān)的共同配送服務(wù)網(wǎng)點建設(shè)投入成本越?。煌?,快遞企業(yè)愿意承擔(dān)的最大區(qū)塊鏈投入成本小于快遞企業(yè)自身建設(shè)的區(qū)塊鏈成本,若“最后一公里”共同配送給快遞企業(yè)增加的額外收益Δv越大,則快遞企業(yè)承擔(dān)的區(qū)塊鏈投入成本越小。
2018年中央1號文件對快遞末端服務(wù)機(jī)制提出了創(chuàng)新性指導(dǎo)意見,如:明確智能快件箱、快遞末端綜合服務(wù)場所的公共屬性,納入相關(guān)規(guī)劃,為加快完善快遞末端服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供了有力支撐。本文通過定量方法再次證明:在無政府補償機(jī)制下,單靠快遞企業(yè)和社區(qū)的努力,較難徹底解決快遞物流“最后一公里”發(fā)展的困境。另外,通過本文的博弈模型分析,得出結(jié)論:政府需要對快遞企業(yè)以及社區(qū)給予一定的政策支持,并且保證補貼有一定的力度,這樣才能保證快遞企業(yè)、社區(qū)有足夠的動力構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的“最后一公里”共同配送網(wǎng)絡(luò)。其中,政府對快遞企業(yè)的補償額度取決于“最后一公里”共同配送給快遞企業(yè)增加的額外收益,而政府對社區(qū)的補償額度取決于建設(shè)共同配送服務(wù)網(wǎng)點給社區(qū)帶來的收益差。
綜上,解決快遞物流最后一公里的發(fā)展瓶頸,需要政府、社區(qū)、快遞物流企業(yè)共同的努力,因此基于研究結(jié)果,提出如下政策建議:
(1)加大國家對物流共同配送的投資力度,特別是共同配送服務(wù)網(wǎng)點的建設(shè),盡快使其變成公共資源,為企業(yè)消減共同配送的投入成本;
(2)充分考慮物流企業(yè)發(fā)展的利潤空間,以及城市物流在發(fā)展過程中遇到的瓶頸,對物流企業(yè)的共同配送行為予以鼓勵,對于參與共同配送的企業(yè)給予政策上的支持,使其盡快建立共同配送的機(jī)制,促進(jìn)物流快遞企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享;
(3)國家應(yīng)建立對快遞物流末端服務(wù)情況的績效考核機(jī)制,建立以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)的考核體系。在“最后一公里”共同配送建設(shè)初期,如果政府的補償力度不夠強(qiáng)大,很多情況下快遞企業(yè)、社區(qū)為了獲取政府的資助,可能會忽視快遞物流“最后一公里”共同配送問題,使得“最后一公里”共同配送行動虛設(shè),導(dǎo)致“最后一公里”問題無法根本解決。中央政府應(yīng)形成良好的約束激勵機(jī)制,對快遞企業(yè)、社區(qū)的利益博弈進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo)。