藥品回收物流三方演化博弈行為研究

李君妍 楊家其

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

藥品回收物流三方演化博弈行為研究

李君妍 楊家其

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

實(shí)施藥品回收物流是解決醫(yī)藥安全問(wèn)題的重要舉措.運(yùn)用演化博弈理論中的復(fù)制動(dòng)態(tài)的分析方法建立了藥品回收物流過(guò)程中政府、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者三者之間的博弈模型.通過(guò)建立非對(duì)稱三方博弈支付矩陣，得到了三者在不同條件下的穩(wěn)定性策略和不同策略組合的漸進(jìn)趨勢(shì).博弈分析結(jié)果顯示：消費(fèi)者的策略選擇主要受到參與藥品回收過(guò)程中經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使；醫(yī)藥企業(yè)回收藥品主要受政府處罰力度、消費(fèi)者舉報(bào)力度和政府干預(yù)成功率影響；政府若能在不同時(shí)期分階段實(shí)施不同的策略，可以有效發(fā)揮對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者的指導(dǎo)作用.

回收物流；三方演化博弈；藥品回收；復(fù)制動(dòng)態(tài)

0 引 言

科學(xué)回收藥品是保護(hù)消費(fèi)者生命健康安全、減少環(huán)境污染和維護(hù)醫(yī)藥市場(chǎng)穩(wěn)定的客觀要求.目前，我國(guó)藥品回收物流面臨回收物流網(wǎng)絡(luò)和回收體系不健全、主體參與積極性低和相關(guān)法律法規(guī)尚不完善等問(wèn)題.

針對(duì)藥品的回收處理， Kongar等[1]從技術(shù)上提出利用基于射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的設(shè)備在逆向物流過(guò)程中跟蹤過(guò)期藥品以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化.胡亞平[2]構(gòu)建了以積分激勵(lì)為核心的廢棄藥品回收管理體系的框架和逆向供應(yīng)鏈決策模型，探討了政府補(bǔ)貼機(jī)制下制造商和零售商主導(dǎo)回收渠道的各方?jīng)Q策情況.王雁鳳等[3]引入居民對(duì)藥品回收點(diǎn)的選擇行為，建立了基于雙層規(guī)劃的過(guò)期藥品逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，通過(guò)算例驗(yàn)證了模型及算法的可行性，并對(duì)多級(jí)設(shè)施選址、藥品流向流量等決策進(jìn)行了優(yōu)化.王高玲等[4]建立了政府和醫(yī)藥零售企業(yè)博弈模型，從政府、零售企業(yè)和消費(fèi)者層面提出了解決過(guò)期藥品回收過(guò)程中所出現(xiàn)問(wèn)題的具體措施，但是傳統(tǒng)博弈論假設(shè)參與人是完全理性的且要求完全信息條件，在實(shí)際情況中這種假設(shè)很難實(shí)現(xiàn).肖增敏[5]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法分析了無(wú)政府參與下的過(guò)期藥品回收系統(tǒng)，指出人民群眾健康水平的提高具有正外部性，因而政府在改善藥品回收環(huán)境中起關(guān)鍵作用.王世磊等[6]運(yùn)用演化博弈理論分析了政府管制在企業(yè)實(shí)施逆向物流中的作用.張亞軒[7]從第三方監(jiān)管群體和藥品零售企業(yè)的博弈關(guān)系入手研究了第三方監(jiān)管群體在過(guò)期藥品回收過(guò)程中的監(jiān)管作用，通過(guò)數(shù)值仿真檢驗(yàn)了關(guān)鍵參數(shù)對(duì)博弈均衡的影響.以上文獻(xiàn)圍繞不同群體間的利益沖突展開(kāi)研究，驗(yàn)證了演化博弈在解決此類問(wèn)題的實(shí)用性.但現(xiàn)有的文獻(xiàn)大多局限于兩個(gè)參與方的分析，鮮有提到三方非對(duì)稱演化博弈.魏芳芳[8]對(duì)三方非對(duì)稱演化博弈進(jìn)行了漸進(jìn)穩(wěn)定性分析，得出了三個(gè)參與主體在不同情況下的穩(wěn)定性策略.

本文針對(duì)現(xiàn)有研究中各參與主體之間利益均衡如何實(shí)現(xiàn)、行為策略研究不足的問(wèn)題，在分析藥品回收物流實(shí)施過(guò)程中政府、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者的行為和收益的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)的兩兩博弈，運(yùn)用演化博弈理論中的復(fù)制動(dòng)力學(xué)方法研究了三個(gè)參與主體之間的博弈關(guān)系.通過(guò)建立非對(duì)稱三方博弈支付矩陣，得到了三方在不同條件下的穩(wěn)定性策略，最后了分析演化穩(wěn)定的影響因素，為政府引導(dǎo)藥品回收機(jī)制提供理論依據(jù).

1 博弈模型假設(shè)及構(gòu)建

藥品回收物流的主要參與主體包括消費(fèi)者和醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)，就實(shí)際情況來(lái)看，消費(fèi)者和醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)并沒(méi)有積極參與藥品逆向回收的過(guò)程.藥品回收物流運(yùn)營(yíng)成本高，前期投入資金大且短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，因此醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于藥品回收缺乏積極性.而消費(fèi)者缺乏廢棄藥品對(duì)身體健康和社會(huì)環(huán)境危害的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也面臨不法分子高價(jià)回收過(guò)期藥品的誘惑，因此建立長(zhǎng)遠(yuǎn)的藥品回收機(jī)制還需要政府作為第三大主體進(jìn)行干預(yù)，采取一定的監(jiān)管和引導(dǎo)措施完善藥品逆向回收機(jī)制[9].

藥品回收物流中涉及的三個(gè)參與主體之間存在明顯的博弈關(guān)系，就現(xiàn)實(shí)情況而言，非對(duì)稱三方演化博弈模型解決該問(wèn)題具有很強(qiáng)的適用性.政府必然首先制定一系列針對(duì)藥品回收物流的政策和法規(guī)約束和指引相關(guān)的企業(yè)和消費(fèi)者.醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)隨后根據(jù)政府政策和企業(yè)運(yùn)營(yíng)情況修正判斷并做出對(duì)策，消費(fèi)者在了解一定的政府政策和企業(yè)信息的基礎(chǔ)上做出決策[10].因此，三個(gè)參與主體在行動(dòng)上的先后順序形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程.并且，三個(gè)參與主體的行為都會(huì)有意識(shí)的選擇某種行為策略來(lái)掩蓋自己的真實(shí)目的，因此三者在信息上是不對(duì)稱的.

政府的目標(biāo)是通過(guò)干預(yù)藥品回收物流來(lái)改善藥品回收環(huán)境，幫助企業(yè)建立完善的藥品回收物流網(wǎng)絡(luò)，減少負(fù)外部性.但是企業(yè)沒(méi)有義務(wù)主動(dòng)解決這一社會(huì)公益問(wèn)題，在政府壓力下只會(huì)追求企業(yè)理性，衡量實(shí)際收益和成本并選擇最優(yōu)的策略.在市場(chǎng)環(huán)境的影響下，消費(fèi)者會(huì)根據(jù)實(shí)際情況盡量在投入成本最少的前提下讓自己利益最大化.博弈結(jié)果對(duì)于整個(gè)社會(huì)來(lái)說(shuō)，如果負(fù)外部性問(wèn)題沒(méi)有得到解決即是沒(méi)有效率的.

1.1 博弈模型假設(shè)

1) 假設(shè)藥品回收物流為生產(chǎn)商負(fù)責(zé)回收模式，即由醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)直接負(fù)責(zé)回收和處理退回的藥品.醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)建立了覆蓋銷售區(qū)域的逆向物流網(wǎng)絡(luò)，將回收的各種藥品運(yùn)送至回收中心進(jìn)行處理.在政府的監(jiān)管下，這種模式是外部社會(huì)成本內(nèi)部化的體現(xiàn)，也是生產(chǎn)者責(zé)任延伸制的主要形式.

2) 假設(shè)參與博弈的三個(gè)利益主體：政府、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者都是有限理性參與人，在不完全信息條件下無(wú)法做出利益最大化的決策，同時(shí)具有學(xué)習(xí)和模仿能力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整自己的決策.

3) 藥品回收物流需要醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者共同參與才能得以進(jìn)行.政府的政策會(huì)激勵(lì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)回收藥品.

4) 藥品回收具有公益性質(zhì)，在短期內(nèi)不會(huì)對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生任何直接經(jīng)濟(jì)收益.長(zhǎng)期來(lái)看，生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)藥品回收掌握產(chǎn)品回收量和流向的一手信息，有利于企業(yè)完善回收物流系統(tǒng)和信息反饋機(jī)制，同時(shí)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任可以提高企業(yè)形象從而吸引更多消費(fèi)者.

為研究不同行為策略組合下政府、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者的成本和收益，相關(guān)模型參數(shù)設(shè)定如下：C1為政府干預(yù)藥品回收物流所付出的監(jiān)管成本；S為政府對(duì)醫(yī)藥企業(yè)實(shí)施回收物流的補(bǔ)貼；T為政府對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)不實(shí)施回收物流收取的矯正稅；I為實(shí)施回收物流后的政府收益，包括減少藥品隨意丟棄造成污染的綠色收益及政府監(jiān)管所帶來(lái)民眾支持的社會(huì)收益；D為不實(shí)施回收物流可能帶來(lái)環(huán)境污染的處理費(fèi)用；α為政府干預(yù)成功的概率；C2為醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施回收物流的成本，包括回收成本和處理成本；P為將過(guò)期和富余藥品投入回收網(wǎng)點(diǎn)時(shí)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)消費(fèi)者的支付，可以是一定的購(gòu)藥優(yōu)惠；G為醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行回收物流所帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益；C3為消費(fèi)者參與回收物流投入的人力物力成本；H為實(shí)施回收物流避免消費(fèi)者服用過(guò)期藥品的健康收益；A為政府對(duì)消費(fèi)者舉報(bào)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)不實(shí)施回收物流的獎(jiǎng)勵(lì).

1.2 博弈模型

政府在博弈中面臨兩種策略：a1為對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)回收藥品進(jìn)行干預(yù)；a2為不干預(yù)藥品回收物流活動(dòng).干預(yù)即是通過(guò)一定的政策和法規(guī)對(duì)藥品回收進(jìn)行監(jiān)管和引導(dǎo)，對(duì)回收藥品的企業(yè)采取一定的政策扶持和對(duì)不回收的企業(yè)收取一定的稅收處罰.

醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)面臨兩種策略：b1為投入人力物力實(shí)施藥品回收物流；b2為不實(shí)施回收物流.

消費(fèi)者面臨兩種策略：c1為將過(guò)期和富余藥品投入正規(guī)回收渠道參與回收物流并對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督；c2為不參與醫(yī)藥回收也不對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督.因此可以得到三個(gè)參與主體之間的八種博弈策略組合.

當(dāng)三方行為策略組合為(干預(yù)，實(shí)施，參與)時(shí)，政府需要付出監(jiān)管成本C1，同時(shí)對(duì)實(shí)施回收物流的企業(yè)給予一定的補(bǔ)貼S，實(shí)施藥品回收物流產(chǎn)生了包括綠色收益和社會(huì)收益的政府收益I；醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)要付出回收和處理成本C2和一定的消費(fèi)者的支付P，獲得了政府補(bǔ)貼S和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益G；消費(fèi)者要付出一定人力物力的參與成本C3，獲得了企業(yè)支付P和健康收益H.同理，可以得到政府、企業(yè)和消費(fèi)者在其他策略組合下的各自收益，三方演化博弈的策略組合及收益矩陣見(jiàn)表1.

表1 策略組合和博弈收益矩陣

2 博弈行為分析

2.1 博弈三方期望收益和群體平均收益

假設(shè)在政府、企業(yè)和消費(fèi)者博弈的初始階段，政府選擇“干預(yù)”策略的比例為x，選擇“不干預(yù)”策略的比例為1-x；醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)選擇“實(shí)施”策略的比例為y，選擇“不實(shí)施”策略的比例為1-y；消費(fèi)者選擇“參與”策略的比例為z，選擇“不參與”策略的比例為1-z.

Ea1=yz(-C1-S+I)+

y(1-z)(-C1-S-D)+

(1-y)·z(-C1+αT-D-A)+

(1-y)(1-z)(-C1+αT-D)

(1)

Ea2=yzI+y(1-z)(-D)+

(1-y)z(-D)+(1-y)(1-z)(-D)

(2)

(3)

Eb1=xz(-C2-P+G+S)+

x(1-z)(-C2+G+S)+

(1-x)z(-C2-P+G)+

(1-x)(1-z)(-C2+G)

(4)

Eb2=xz(-αT)+x(1-z)(-αT)

(5)

(6)

Ec1=xy(H+P-C3)+

x(1-y)(-C3+A)+(1-x)y(H+P-C3)+

(1-x)(1-y)(-C3)

(7)

Ec2=0

(8)

(9)

2.2 博弈三方復(fù)制動(dòng)力學(xué)方程和演化穩(wěn)定性分析

2.2.1政府采取“干預(yù)”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

構(gòu)建政府采取“干預(yù)”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為

x(1-x)[(1-y)z(-A)-

y(αT+S)-C1+αT]

(10)

對(duì)F(x)求導(dǎo)得

y(αT+S)-C1+αT]

(11)

綜上所述，政府群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖見(jiàn)圖1.

圖1 政府群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖

2.2.2企業(yè)采取“實(shí)施”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

構(gòu)建企業(yè)采取“實(shí)施”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為

y(1-y)[x(S+αT)-zP-C2+G]

(12)

對(duì)F(y)求導(dǎo)得

2) 若G-C2

綜上所述，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖見(jiàn)圖2.

圖2 醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖

2.2.3消費(fèi)者采取“參與”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

構(gòu)建消費(fèi)者采取“參與”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為

z(1-z)[y(H+P)+x(1-y)A-C3] (13)

對(duì)F(z)求導(dǎo)得

2) 若H+P

綜上所述，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖見(jiàn)圖3.

圖3 消費(fèi)者群體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)示意圖

2.3 三方演化博弈系統(tǒng)均衡性分析

當(dāng)G-C2>P時(shí)，即對(duì)于醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)施回收物流所帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益大于實(shí)施回收物流的成本和對(duì)參與回收的消費(fèi)者支付，因此無(wú)論政府選擇何種策略，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)選擇回收藥品.當(dāng)H+P>C3時(shí)，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，藥品回收所帶來(lái)的健康收益和從醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)獲得的支付大于參與回收物流的成本，因此無(wú)論政府選擇何種策略，消費(fèi)者都會(huì)參與藥品回收.

當(dāng)G-C2

表2 各空間均衡狀態(tài)

結(jié)合圖1～3可知，當(dāng)初始情況落在V1、V3、V5交集內(nèi)的空間時(shí)會(huì)收斂到演化穩(wěn)定策略(1,0,1)，即政府干預(yù)藥品回收物流、企業(yè)不實(shí)施回收物流、消費(fèi)者參與回收物流；當(dāng)初始情況落在V2、V4、V6交集內(nèi)的空間時(shí)會(huì)收斂到演化穩(wěn)定策略(0,1,0)，即政府不干預(yù)藥品回收物流、企業(yè)實(shí)施回收物流、消費(fèi)者不參與回收物流.而其他六種均衡狀態(tài)都不具有對(duì)微小擾動(dòng)的穩(wěn)健性，最終將會(huì)收斂到以上兩種狀態(tài).

3 結(jié) 論

1) 對(duì)于政府而言，當(dāng)監(jiān)管藥品回收物流總成本大于不實(shí)施回收物流時(shí)對(duì)企業(yè)的稅收和對(duì)消費(fèi)者舉報(bào)支付之差時(shí)，政府最終會(huì)選擇干預(yù)藥品回收物流.所以加大對(duì)不實(shí)施藥品回收企業(yè)的懲罰力度，同時(shí)適度減少對(duì)企業(yè)的補(bǔ)貼，提升政府干預(yù)成功率，有利于推動(dòng)政府干預(yù)藥品回收物流.

2) 對(duì)于企業(yè)而言，只要在實(shí)施回收物流過(guò)程中所獲得的期望收益大于不實(shí)施回收物流時(shí)所支付的罰款，企業(yè)最終會(huì)對(duì)藥品進(jìn)行回收.所以降低回收成本和對(duì)消費(fèi)者的支付，增大政府補(bǔ)貼力度，有利于促進(jìn)企業(yè)實(shí)施回收物流.故政府要主動(dòng)承擔(dān)導(dǎo)向作用，針對(duì)不同的時(shí)期分階段實(shí)施不同的措施.當(dāng)初始階段企業(yè)實(shí)施回收物流積極性很低時(shí)，政府應(yīng)當(dāng)加大對(duì)不實(shí)施回收物流企業(yè)矯正稅的處罰，引導(dǎo)企業(yè)考慮到負(fù)外部性的影響.針對(duì)實(shí)施回收物流的醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)，政府應(yīng)當(dāng)給予合理的補(bǔ)貼，幫助企業(yè)建立完善的回收物流網(wǎng)絡(luò)減少其回收成本.

3) 對(duì)于消費(fèi)者而言，一旦政府干預(yù)醫(yī)藥回收物流，消費(fèi)者就會(huì)積極參與，即政府對(duì)消費(fèi)者有明顯的指導(dǎo)作用.同時(shí)，當(dāng)參與藥品回收物流中所獲支付大于其付出的成本時(shí)，消費(fèi)者就會(huì)選擇參與.在初期，政府可以通過(guò)對(duì)消費(fèi)者監(jiān)督支付來(lái)激勵(lì)消費(fèi)者參與藥品回收過(guò)程，同時(shí)也督促了企業(yè)承擔(dān)相應(yīng)的企業(yè)責(zé)任.隨著藥品回收機(jī)制的不斷完善，政府慢慢減少對(duì)消費(fèi)者的支付，消費(fèi)者也會(huì)主動(dòng)監(jiān)督企業(yè)并參與到回收物流過(guò)程.另一方面，需要減少消費(fèi)者參與的成本，適當(dāng)增加指定的回收點(diǎn)，讓消費(fèi)者更方便地將藥品送去回收處理.

4) 對(duì)于博弈問(wèn)題，大多數(shù)現(xiàn)有研究都是基于靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的兩方參與主體的角度進(jìn)行分析和探討，忽視了在現(xiàn)實(shí)生活中普遍存在的三方參與主體的動(dòng)態(tài)博弈，本文正是基于此建立了藥品回收物流實(shí)施過(guò)程中政府、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)消費(fèi)者三者之間的演化博弈模型并對(duì)三者行為進(jìn)行分析，得到了三方在不同條件下的穩(wěn)定性策略，同時(shí)用立體圖演示了不同策略組合的漸進(jìn)趨勢(shì).由分析可知，藥品回收物流的管理有賴于政府的指導(dǎo)，不同時(shí)期分階段實(shí)施不同的策略，可以有效發(fā)揮對(duì)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者的指導(dǎo)作用.

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Behavior Research on Tripartite Evolutionary Game in Medicine Reverse Logistics

LIJunyanYANGJiaqi

(SchoolofTransportation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China)

Operating medicine reverse logistics is a key step to ensure medical safety. The replicated dynamic method in evolution game theory is used to establish the game model among the government, pharmaceutical manufacturers and consumers in medicine reverse logistics. The stability strategy of the three parties under different conditions and the progressive trends of different strategies are obtained by establishing the asymmetric triangular game payment matrix. The results show that the strategy choice of consumers is mainly driven by the economic benefits involved in the process of medicine recovery, and pharmaceutical manufacturers are mainly affected by the punishment from the government, the report from consumers and the success rate of government intervention. If the government stages implementations for different strategies, it can effectively play a guiding role for pharmaceutical manufacturers and consumers.

reverse logistics; tripartite evolutionary game; medicine reverse; replication dynamic

U116.1

10.3963/j.issn.2095-3844.2017.05.029

2017-08-20

李君妍(1993-)：女，碩士生，主要研究領(lǐng)域?yàn)槲锪鞴芾?/p>