第三方物流企業(yè)協(xié)同關(guān)系的演化博弈

李 斌 ，陳 景

（1.湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，長沙 410079；2.湖南省物流信息與仿真技術(shù)重點實驗室，長沙 410079）

第三方物流企業(yè)協(xié)同關(guān)系的演化博弈

李 斌1，2，陳 景1，2

（1.湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，長沙 410079；2.湖南省物流信息與仿真技術(shù)重點實驗室，長沙 410079）

文章運(yùn)用演化博弈理論的方法，建立了一個第三方物流企業(yè)協(xié)同關(guān)系演化博弈的數(shù)理模型，分析了第三方物流企業(yè)協(xié)同的動態(tài)演化過程。通過有限理性的非對稱博弈演化分析，得出物流鏈中第三方物流供應(yīng)商之間協(xié)同合作關(guān)系的演化穩(wěn)定策略。第三方物流企業(yè)的“協(xié)同”行為選擇，會因博弈的初始狀態(tài)、種群的學(xué)習(xí)速度等造成不同的演化路徑，從而為第三方物流企業(yè)的選擇決策提供參考依據(jù)。

第三方物流；協(xié)同；演化博弈

0 引言

第三方物流，是生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)為集中精力提高其主業(yè)的競爭力，把原來屬于自己處理的物流活動，以合同方式委托給專業(yè)物流服務(wù)企業(yè)，同時通過信息系統(tǒng)與物流服務(wù)企業(yè)保持密切聯(lián)系，以達(dá)到對物流全程進(jìn)行管理、控制的一種物流運(yùn)作與管理方式。第三方物流能提高物資流通速度，節(jié)省倉儲費(fèi)用和在途資金，成為價值創(chuàng)造的“利潤源泉”。第三方物流商為用戶提供的戰(zhàn)略性的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在成本、固定資產(chǎn)和短期訂單循環(huán)時間的節(jié)約方面。同時，第三方物流商還有效傳播了客戶服務(wù)與商業(yè)流程，因此第三方物流企業(yè)的商業(yè)模式影響著整個供應(yīng)鏈的發(fā)展模式。隨著經(jīng)濟(jì)信息化和全球化的加劇，企業(yè)之間的競爭日益激烈。面對錯綜復(fù)雜的競爭環(huán)境，第三方物流企業(yè)“單打獨(dú)斗、各自為政”的盈利方式已不再適應(yīng)發(fā)展，而“協(xié)同合作”的思路對待競爭，才能適應(yīng)全球化商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和新型競爭的不確定性。

國內(nèi)外許多學(xué)者從知識共享、信息共享、合作收益等角度進(jìn)行物流供應(yīng)鏈及其節(jié)點企業(yè)的研究，如Fisher[1]從供應(yīng)鏈角度研究了如何為商品選擇提供策略，認(rèn)為在改變供應(yīng)鏈之前，應(yīng)考慮產(chǎn)品需求的本質(zhì)，并證明供應(yīng)商和零售商通過合作能夠大大減少成本。Togar M.Simatupang and R.Sridharan[2]認(rèn)為制造商和零售商之間在供應(yīng)鏈之間的協(xié)同合作才能夠滿足供給和需求的平衡。Manthou[3]研究了供應(yīng)鏈協(xié)同的虛擬電子鏈，構(gòu)建了虛擬環(huán)境下的供應(yīng)鏈協(xié)同框架，對協(xié)作伙伴的角色進(jìn)行分級以區(qū)分構(gòu)成協(xié)同關(guān)系的關(guān)鍵能力。田宇[4]用博奕論方法描述了物流服務(wù)從公共物流演化到物流聯(lián)盟的進(jìn)程，揭示了物流聯(lián)盟的形成機(jī)理，并建立博弈論模型，為我國物流理論研究開辟了新路子。田宇[5]分析了合作物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)形成的動力機(jī)制；2003年他在總結(jié)集成物流服務(wù)供應(yīng)商特征的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用AHP和LP方法，探討了物流服務(wù)供應(yīng)鏈構(gòu)建中的供應(yīng)商選擇研究以及最優(yōu)采購量分配的問題[6]。對于這些研究，一方面，他們大都是以完全理性人為假設(shè)，以經(jīng)典博弈理論對行為主體進(jìn)行分析。然而，博弈雙方完全理性的假設(shè)往往與實際情況不符?，F(xiàn)實生活中的博弈是一種長期的重復(fù)的博弈，博弈雙方不停在博弈過程中通過獲取對方或者外界的信息不斷學(xué)習(xí)，改變自己的策略。另一方面，大多從供應(yīng)鏈或其上下游節(jié)點間的合作作為研究角度，較少探討第三方物流企業(yè)之間的協(xié)同合作關(guān)系。

本文以第三方物流企業(yè)為對象，運(yùn)用演化博弈論來研究第三方物流供應(yīng)商之間協(xié)同合作關(guān)系的演化穩(wěn)定策略，以及他們之間如何實現(xiàn)資源共享、風(fēng)險共擔(dān)、優(yōu)勢互補(bǔ)的“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)。

1 演化博弈

演化博弈起源于行為生態(tài)學(xué)和生物進(jìn)化論，是把博弈理論和動態(tài)演化過程分析結(jié)合起來的一種理論。Smith與Price[7]在1973年發(fā)表的論文中首次提出演化穩(wěn)定策略(ESS)概念，標(biāo)志著演化博弈理論的誕生。之后，Smith一系列的研究工作為演化博弈論的研究開辟了許多方向。演化博弈論不僅廣泛應(yīng)用于生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，而且越來越多地被應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，用于分析社會制度變遷、產(chǎn)業(yè)演化、金融證券以及股票市場等等。

演化博弈突破了經(jīng)典博弈論對博弈者完全理性假設(shè)的局限性，參與人的有限理性與現(xiàn)實更接近，由此得出的結(jié)論對人類群體的行為做出更好的預(yù)測。演化博弈論以群體而非單個行為個體為研究對象，認(rèn)為現(xiàn)實中個體并不是行為最優(yōu)化者，個體的決策是通過個體之間模仿、學(xué)習(xí)和突變等動態(tài)過程來實現(xiàn)的。其主要目的就是要找到以有限理性為基礎(chǔ)且現(xiàn)實性較強(qiáng)Nash均衡，它強(qiáng)調(diào)博弈的動態(tài)調(diào)整過程。

在演化博弈論中，核心概念是“演化穩(wěn)定策略(ESS)”和“復(fù)制動態(tài)”。演化穩(wěn)定策略(ESS)，假設(shè)一個參與演化的生物體種群系統(tǒng)(人類、動物、植物)，選擇演化穩(wěn)定策略時所處的狀態(tài)即是演化穩(wěn)定狀態(tài)，該狀態(tài)的均衡即是演化均衡。對其描述如下：

(1)若策略s*是一個ESS，當(dāng)且僅當(dāng)s*構(gòu)成一個Nash均衡；

(2)一種策略的適應(yīng)度或支付(Payoff)比種群的平均適應(yīng)度高，這種策略就會在種群中發(fā)展，即適者生存體現(xiàn)在這種策略的增長率大于零，可用微分方程表示：

2 演化博弈模型

2.1 模型假設(shè)

協(xié)同是系統(tǒng)中諸多子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)的、合作的或同步的聯(lián)合作用、集體行為，第三方物流企業(yè)的協(xié)同是打破資源（人、財、物、信息、流程）之間的壁壘和邊界，使它們?yōu)楣餐哪繕?biāo)而進(jìn)行協(xié)調(diào)的運(yùn)作，通過對資源的最大開發(fā)、利用和增值以充分達(dá)成一致的目標(biāo)。為簡單起見，本文將問題抽象為分析兩物流企業(yè)間博弈。

(1)博弈方：為來自大群體隨機(jī)分配的第三方物流企業(yè)1和2，且滿足有限理性的假設(shè)。

(2)行為策略：博弈方都有兩種行為方式：協(xié)同或不協(xié)同。兩企業(yè)都采取協(xié)同策略時，均獲得不協(xié)同情況下的正常收益πi(i=1,2)和由協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的超額收益σi(i=1,2)，同時要為協(xié)同付出信息和溝通成本υi(i=1,2)。當(dāng)企業(yè)采取不同策略時，選擇協(xié)同策略的企業(yè)要支付 υi(i=1,2) 的成本，0＜υi＜σi，而采取不協(xié)同的博弈方獲得正常利潤πi(i=1,2)及由于對方協(xié)同共享所帶來的收益ξi(i=1,2)。雙方都選擇不協(xié)同策略時，雙方都只能得到獨(dú)立運(yùn)作時的正常收益。

(3)行為策略采用的比例：企業(yè)1選擇“協(xié)同”策略所占比列為x，選擇“不協(xié)同”策略占比例為1-x。企業(yè)2選擇“協(xié)同”策略所占比列為y，選擇“不協(xié)同”策略占比例為1-y。

(4)支付矩陣：用U表示博弈方的收益，由以上分析得支付矩陣表1。

表1 第三方物流企業(yè)協(xié)同博弈的支付矩陣

2.2 演化博弈模型

根據(jù)以上支付矩陣，對于博弈方企業(yè)1而言，可得 “協(xié)同”策略的支付收益為：

構(gòu)造“協(xié)同”博弈方企業(yè)1的復(fù)制動態(tài)方程：

由式(2)、(4)帶入式(5)得，

復(fù)制動態(tài)方程反映了博弈方學(xué)習(xí)的速度和方向，當(dāng)其為0時，表示博弈在此時已達(dá)到一種相對穩(wěn)定的均衡狀態(tài)。令F(x)，求出三個穩(wěn)定狀態(tài)點

根據(jù)演化穩(wěn)定策略的性質(zhì),具有穩(wěn)定性的均衡點必須對微小的擾動具有穩(wěn)定性。要求x向低于x*水平偏離時,F(x)必大于0；當(dāng)x向高于x*的水平偏離時，F(xiàn)(x)必小于0，也就是指F(x)的導(dǎo)數(shù)在x*處小于0時的,才是進(jìn)化博弈論中的“演化穩(wěn)定策略”(ESS)。

同理，博弈方2“協(xié)同”的復(fù)制動態(tài)方程為：

以上過程在坐標(biāo)平面上可表示為圖1。

2.3 模型分析

在這兩個種群的非對稱博弈復(fù)制動態(tài)演化過程中，如果一開始的狀態(tài)在Ⅰ區(qū)域，即在博弈開始時第三方物流企業(yè)1中以超過概率支持協(xié)同行為，第三方物流企業(yè)2中以超過概率支持協(xié)同行為，那么該博弈將收斂于x*=1，y*=1，即兩種群收斂于協(xié)同。如果初始狀態(tài)落在Ⅲ區(qū)域，那么博弈將收斂于x*=0，y*=0。當(dāng)初始狀態(tài)在Ⅱ和Ⅳ區(qū)域時，最終博弈的穩(wěn)定均衡取決于這兩個種群的學(xué)習(xí)速度。如果初始狀態(tài)在Ⅱ區(qū)域，第三方物流企業(yè)1向x*=1的收斂速度大于第三方物流企業(yè)2向y*=0的收斂速度，那么博弈將進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ，x*=1，y*=1為最終的演化穩(wěn)定策略。

由此可見，企業(yè)的選擇將隨初始狀態(tài)和學(xué)習(xí)調(diào)整情況的不同而不同。而在長期進(jìn)化過程中，第三方物流企業(yè)通過學(xué)習(xí)進(jìn)化到什么狀態(tài)，與博弈方的初始狀態(tài)、選擇這種模式產(chǎn)生的收益 σi、“搭便車”的收益 ξi、所支付成本大小 νi等因素相關(guān)。在長期的非對稱博弈的過程中，有限理性的企業(yè)更注重獲取長遠(yuǎn)收益。

3 結(jié)語

本文通過有限理性的非對稱博弈演化分析，得出物流鏈中第三方物流供應(yīng)商之間協(xié)同合作關(guān)系的演化穩(wěn)定策略。第三方物流企業(yè)的“協(xié)同”行為選擇，會因為博弈的初始狀態(tài)、種群的學(xué)習(xí)速度等造成不同的演化路徑。這種演化是第三方物流企業(yè)與相關(guān)利益群體建立聯(lián)系，依據(jù)博弈方的初始狀態(tài)、選擇該模式產(chǎn)生的超額收益、博弈方采取不同策略時一方“搭便車”的收益、所支付成本，以最大限度的獲取效益，而對其行為學(xué)習(xí)與調(diào)整的緩慢進(jìn)化過程。從而為第三方物流企業(yè)的決策選擇提供參考依據(jù)。

[1]Marshall L Fisher.What is the Right Supply Chain for your Product[J].Harvard Business Review,1997,75(2).

[2]Togar M.Simatupang，R.Sridharan.The Collaborative Supply Chain[J].The International Journal of Logistics Management,2002,13(1).

[3]Manthou V,Vlachopoulou M,Folinas D.Vutual e-Chain (VeC)Model for Supply Chain Collaboration[J].International Journal of Production Economics,2004，(87).

[4]田宇,彭建平.合作物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)形成的動力機(jī)制分析[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)文薈，2002，(5).

[5]田宇.物流服務(wù)供應(yīng)鏈構(gòu)建中的供應(yīng)商選擇研究[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2003，(5).

[6]Maynard Smith J.，G.Price.The Logic of Animal Conflicts[J].Nature,1973，(246).

（責(zé)任編輯/浩 天）

F224.32

A

1002－6487（2011）03－0183-03

國家軟科學(xué)資助項目（2008GXS1B022）；湖南省社會科學(xué)基金資助項目（09YBB080）；湖南省科技重大專項“第三方物流協(xié)同服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”課題的資助（2009FJ1003）

李 斌（1968-），女，湖南湘鄉(xiāng)人，博士，教授，研究方向：國際貿(mào)易與現(xiàn)代物流。

陳 景（1985-），女，湖南株洲人，碩士，研究方向：國際貿(mào)易與現(xiàn)代物流。