基于信息共享的建筑供應(yīng)鏈“去中心化”研究

(太原理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 山西 晉中 030600)

一、引 言

隨著供應(yīng)鏈管理理論的不斷發(fā)展,越來越多的學(xué)者將其應(yīng)用于建筑業(yè),提出了建筑供應(yīng)鏈管理理論,為建筑業(yè)創(chuàng)新發(fā)展開辟新的思路。

建筑供應(yīng)鏈既是一條以價值增值為核心的工程業(yè)務(wù)鏈,也是一條以提高建造效率為目標(biāo)的多組織關(guān)系網(wǎng)鏈[1]。我國建筑供應(yīng)鏈上參與方的合作均是基于合同關(guān)系,因而建設(shè)項目的各環(huán)節(jié)相互脫節(jié),導(dǎo)致各參與方僅考慮自身利益,難以實現(xiàn)價值鏈的整體增值。巨大的競爭壓力迫使我國建筑企業(yè)從成本優(yōu)勢轉(zhuǎn)向創(chuàng)新優(yōu)勢,尋求能創(chuàng)造更大價值的管理方式。與此同時,去中心化思想的出現(xiàn)無疑為建筑供應(yīng)鏈管理的創(chuàng)新發(fā)展注入了新的活力。建筑供應(yīng)鏈管理的目標(biāo)是提高各參與企業(yè)間的協(xié)作程度,實現(xiàn)建設(shè)項目一體化和建設(shè)項目增值。因此,建筑供應(yīng)鏈創(chuàng)新管理模式的關(guān)鍵是對供應(yīng)鏈上各參與方的協(xié)調(diào)管理。學(xué)者們普遍認(rèn)為,去中心化管理模式有助于實現(xiàn)多參與方協(xié)調(diào)管理[2-4]。

去中心化管理模式的形成離不開信息共享。建筑供應(yīng)鏈?zhǔn)歉鶕?jù)業(yè)主需求設(shè)計的拉動式供應(yīng)鏈,每一個建設(shè)項目的供應(yīng)鏈都需要重新構(gòu)建和組織實施。建設(shè)項目各參與方利用專業(yè)的信息共享技術(shù)進(jìn)行匹配,從而快速形成符合項目特點的建筑供應(yīng)鏈。信息共享不僅關(guān)系到能否迅速組成新的建筑供應(yīng)鏈,也關(guān)系到項目進(jìn)度的動態(tài)化管理。隨著建設(shè)項目的進(jìn)行,各參與方必然產(chǎn)生更加豐富的信息,這有助于各參與方的目標(biāo)管理和實現(xiàn)建筑供應(yīng)鏈的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,高度的信息共享狀態(tài)是建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式的基礎(chǔ)。

綜上所述,信息共享是建筑供應(yīng)鏈去中心化管理的核心,且信息共享的程度將會影響該模式的形成。因此,本文在傳統(tǒng)管理模式基礎(chǔ)上,構(gòu)建了去中心化管理模式,并對信息共享的過程進(jìn)行分析,最終提出減少信息共享阻礙的對策,推動去中心化思想在建筑供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用,為現(xiàn)代建筑供應(yīng)鏈管理提供借鑒。

二、理論基礎(chǔ)

(一)建筑供應(yīng)鏈管理模式的相關(guān)研究

建筑供應(yīng)鏈管理的研究較為豐富,包括信息管理、關(guān)系管理、活動管理等。隨著建筑信息化的普及,建筑供應(yīng)鏈信息管理逐漸成為學(xué)者研究的重要方面。學(xué)者們認(rèn)為,有效的信息管理能夠提高供應(yīng)鏈的建設(shè)效率,實現(xiàn)項目增值?，F(xiàn)有的研究提出了信息支持系統(tǒng)下的集成化建筑供應(yīng)鏈管理框架[5]。該框架作為概念模型,雖未深入探討如何構(gòu)建有效的信息管理模式,卻表明信息管理是實現(xiàn)建筑供應(yīng)鏈管理的先決條件。后續(xù)的研究從信息管理角度出發(fā),指出建筑供應(yīng)鏈信息共享能夠降低其庫存成本，從而提高總承包商服務(wù)水平[6]。但是,建筑供應(yīng)鏈上各參與方之間的信息共享存在著信息傳遞失真和信息延遲等問題。而建筑信息模型通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使建筑供應(yīng)鏈形成以總承包商為核心的功能性鏈狀結(jié)構(gòu),這在一定程度上解決了信息傳遞失真的問題[7]。由于鏈狀結(jié)構(gòu)中心節(jié)點的存在,若處于核心位置的總承包商信息傳遞出現(xiàn)問題,則上下游的參與方由于信息來源單一無法核對,必然會產(chǎn)生錯誤的決策,造成損失。因此,本研究在建筑供應(yīng)鏈中引入去中心化思想,提高信息共享過程的容錯性。

(二)建筑供應(yīng)鏈去中心化研究

建筑供應(yīng)鏈去中心化管理是在傳統(tǒng)模式上采用去中心化的思想,打破以工程總承包商為核心的結(jié)構(gòu),使業(yè)主、總承包商、分包商、供應(yīng)商等通過信息共享形成開放平等的供應(yīng)鏈模式,從而實現(xiàn)對建筑供應(yīng)鏈上信息流、物流、資金流的控制。

建筑供應(yīng)鏈去中心化的提出,源于供應(yīng)鏈上各參與方間的信任問題。建筑供應(yīng)鏈中的信任關(guān)系受到業(yè)主、承包商、供應(yīng)商等組織的關(guān)注[8]。目前的研究表明,建立在信息共享基礎(chǔ)上的信任關(guān)系,有助于提升工程建造效率,維持長期合作。同時,去中心化技術(shù)在建筑供應(yīng)鏈管理方面具有一定的應(yīng)用潛力,采用去中心化系統(tǒng)有助于建立完全的信任關(guān)系[9],有效解決建筑施工過程中信息管理的相關(guān)問題,并提高供應(yīng)鏈績效[10]。由于目前的建筑供應(yīng)鏈中缺少信息共享,建筑業(yè)為去中心化技術(shù)的應(yīng)用所做的準(zhǔn)備工作還不足以支撐實踐[11]。

(三)基于信息共享的建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式

去中心化思想在建筑供應(yīng)鏈管理方面的作用主要是基于信息共享這一行為而實現(xiàn)的。信息共享是聯(lián)系供應(yīng)鏈上各參與方之間的紐帶,較高程度的信息共享有助于實現(xiàn)去中心化管理模式。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)我國建筑工程實際拓展出建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式結(jié)構(gòu),如圖1所示。

圖1 建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式結(jié)構(gòu)

三、基于信息共享的建筑供應(yīng)鏈博弈分析

為了構(gòu)建去中心化管理模式,需要對建筑供應(yīng)鏈各參與方之間的信息共享程度進(jìn)行研究。建筑供應(yīng)鏈信息共享有助于提高供應(yīng)鏈效率,但是部分參與方為保護(hù)自身利益可能采取不共享的行為,此時進(jìn)行信息共享的參與方可能會面臨一定的損失。因此,各參與方是否選擇信息共享的過程符合有限理性條件下的長期演化博弈模型。

(一)演化博弈模型建立

建筑供應(yīng)鏈參與方包括業(yè)主、設(shè)計方、施工方、承包商、分包商和供應(yīng)商等。為簡化研究,將模型描述為建筑供應(yīng)鏈上企業(yè)群體a和企業(yè)群體b之間信息共享雙方的博弈,雙方群體的博弈策略均為{信息共享,信息不共享}。博弈過程采取在雙方群體中隨機(jī)抽取成員進(jìn)行一一配對的方式,根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程理論,有限理性群體中會有越來越多的企業(yè)采取高于平均收益的策略,因此企業(yè)群體中進(jìn)行信息共享或信息不共享的比例會發(fā)生動態(tài)變化。在企業(yè)群體雙方經(jīng)過長時間的博弈之后,最終會演化為系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。

基于此，做出如下假設(shè):(1)建筑供應(yīng)鏈上的企業(yè)群體a和企業(yè)群體b實施信息共享的概率分別為x和y,其收益矩陣如表2所示。(2)企業(yè)群體雙方均進(jìn)行信息共享時雙方的收益均高于原始收益,并且雙方均進(jìn)行信息共享時的收益高于單方進(jìn)行信息共享時的收益。(3)單方企業(yè)群體進(jìn)行信息共享時,共享的企業(yè)群體收益低于原始收益。相關(guān)變量說明如表1所示。

表1 變量設(shè)置

根據(jù)假設(shè)和變量設(shè)置推得:(1)λaθbIb-Ca>0、λbθaIa-Cb>0;λaθbIb-Ca>φaθbIb、λbθaIa-Cb>φbθaIa。(2)Aa-Caa<0,Ab-Cbb<0。

收益矩陣如表2所示。

表2 收益矩陣

(二)演化博弈模型求解

對演化博弈模型求解過程如下。

企業(yè)群體a進(jìn)行信息共享時的收益為:

Ux=y(Ea+λaθbIb-Ca)+(1-y)(Ea+Aa-Caa)

企業(yè)群體a不進(jìn)行信息共享時的收益為:

U1-x=y(Ea+φaθbIb)+(1-y)Ea

企業(yè)群體a的平均收益為:

x(Ea+yλaθbIb+Aa-yAa-yCa+yCaa-Caa)+

(1-x)(Ea+yφaθbIb)

同理可知,企業(yè)群體b的平均收益為:

y(Eb+xλbθaIa+Ab-xAb-xCb+xCbb-Cbb)+

(1-y)(Eb+xφbθaIa)

根據(jù)有限理性的企業(yè)群體雙方在博弈的過程中通過不斷學(xué)習(xí)和模仿來改進(jìn)自己的最優(yōu)策略,最終使得雙方群體都會趨于某個穩(wěn)定策略的復(fù)制動態(tài)原理,得到企業(yè)群體復(fù)制動態(tài)方程為:

[y(λaθbIb-φaθbIb-Aa-Ca+Caa)+Aa-Caa]

[x(λbθaIa-φbθaIa-Ab-Cb+Cbb)+Ab-Cbb]

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程得出可能的演化穩(wěn)定點為:O(0,0)、A(1,0)、B(0,1)、C(1,1)、D(x*,y*)。

(三)演化博弈模型分析

演化系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定性需要依據(jù)雅克比矩陣的局部穩(wěn)定性進(jìn)行分析,而雅克比矩陣為:

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程推出:

演化穩(wěn)定策略(ESS)需要滿足以下條件:

trJ=a11+a22<0

當(dāng)λaθbIb-Ca>φaθbIb、λbθaIa-Cb>φbθaIa、Aa-Caa<0、Ab-Cbb<0時,對雅克比矩陣的局部穩(wěn)定性分析如表3所示。

表3 系統(tǒng)均衡點的局部穩(wěn)定性分析結(jié)果

系統(tǒng)演化路徑如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)演化路徑圖

根據(jù)表3和圖2的結(jié)果可以看出,該系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略(ESS)為點O(0,0)和點C(1,1),所對應(yīng)的分別是企業(yè)群體a和企業(yè)群體b均不選擇信息共享策略和均選擇信息共享策略。系統(tǒng)的演化博弈是一個漫長的過程,能否達(dá)到點C(1,1)的穩(wěn)定狀態(tài)取決于初始狀態(tài)的影響。當(dāng)初始點落在圖中OADB區(qū)域時,系統(tǒng)的演化結(jié)果將會趨向于點O(0,0),企業(yè)群體a和企業(yè)群體b均拒絕信息共享;當(dāng)初始點落在圖中ADBC區(qū)域時,系統(tǒng)的演化結(jié)果將會趨向于點C(1,1)企業(yè)群體a和企業(yè)群體b雙方均進(jìn)行信息共享。

四、基于信息共享補(bǔ)償?shù)慕ㄖ?yīng)鏈博弈分析

(一)演化博弈模型調(diào)整

通過以上分析能夠看出,企業(yè)群體雙方的演化結(jié)果可能會趨向于信息不共享。建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式的形成建立在全面信息共享的基礎(chǔ)上,因此考慮各參與方之間進(jìn)行自我調(diào)控,即對選擇信息不共享行為的企業(yè)群體實施懲罰,用以補(bǔ)償信息共享企業(yè)群體的成本。

基于此,增加如下假設(shè):單方企業(yè)群體進(jìn)行信息共享時,共享企業(yè)群體收益高于原始收益,不共享企業(yè)群體收益低于原始收益。

增加如下變量:單方企業(yè)群體進(jìn)行信息共享時,不共享企業(yè)群體應(yīng)對共享企業(yè)群體給予補(bǔ)償W。

根據(jù)相關(guān)假設(shè)和變量推得:Aa+W-Caa>0、Ab+W-Cbb>0;φaθbIb-W<0、φbθaIa-W<0。

建筑供應(yīng)鏈上各參與方自我調(diào)控后的收益矩陣如表4所示。

表4 收益矩陣

(二)演化博弈模型求解

根據(jù)演化博弈求解過程對增加補(bǔ)償機(jī)制后的模型求解,得到企業(yè)群體a和企業(yè)群體b的復(fù)制動態(tài)方程分別為:

[y(λaθbIb-φaθbIb-Aa-Ca+Caa)+Aa-Caa+W]

[x(λbθaIa-φbθaIa-Ab-Cb+Cbb)+Ab-Cbb+W]

此時系統(tǒng)可能的演化穩(wěn)定點為:O(0,0)、A(1,0)、B(0,1)、C(1,1)。

(三)演化博弈模型分析

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程和雅克比矩陣可知,當(dāng)Aa+W-Caa>0、Ab+W-Cbb>0、φaθbIb-W<0、φbθaIa-W<0時,其局部穩(wěn)定性分析如表5所示。

表5 系統(tǒng)均衡點的局部穩(wěn)定性分析結(jié)果

系統(tǒng)演化路徑如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)演化路徑圖

根據(jù)表5和圖3的結(jié)果可以看出,該系統(tǒng)具有唯一的演化穩(wěn)定策略(ESS),即點C(1,1),其所對應(yīng)的是企業(yè)群體a和企業(yè)群體b均選擇信息共享策略。該結(jié)果表明經(jīng)過長時間的博弈,系統(tǒng)的演化結(jié)果將會趨向于企業(yè)群體雙方均進(jìn)行信息共享。

(四)演化博弈數(shù)值仿真結(jié)果

基于上述原因,本文進(jìn)一步討論各參數(shù)對于系統(tǒng)演化結(jié)果的影響,采用MATLAB2018a軟件模擬各參數(shù)不同取值下建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式的動態(tài)演化過程。本文相關(guān)參數(shù)值依據(jù)文獻(xiàn)[12-13]和有關(guān)專家的意見而設(shè)置,各參數(shù)初始值如表6所示。

表6 變量賦值表

企業(yè)群體雙方信息共享過程中演化穩(wěn)定狀態(tài)的形成具有相似性,所以本文僅對企業(yè)群體a的共享意愿演化進(jìn)行分析。當(dāng)其他參數(shù)值不變時,分別取Ca=4,6,8、Caa=5,7,9、Ib=150,250,350、θb=0.2,0.3,0.4、Aa=4,5,6、ka=λa-φa=0.2,0.3,0.4,繪制企業(yè)群體a的演化路徑,如圖4所示。

結(jié)果表明: (1)企業(yè)群體雙方進(jìn)行信息共享的成本越低,或單方進(jìn)行信息共享的成本越低,企業(yè)群體演化至信息共享穩(wěn)定狀態(tài)的速度越快,越有利于提高其共享意愿。

(2)企業(yè)群體進(jìn)行信息共享時貢獻(xiàn)的有效信息越多、信息共享率越高、單方進(jìn)行信息共享時共享方企業(yè)群體獲得的收益越高,企業(yè)群體演化至信息共享穩(wěn)定狀態(tài)的速度越快,越有利于提高其共享意愿。

(3)企業(yè)群體雙方進(jìn)行信息共享的收益系數(shù)與單方進(jìn)行信息共享的收益系數(shù)差值越大,企業(yè)群體演化至信息共享穩(wěn)定狀態(tài)的速度越快,越有利于提高其共享意愿。

五、結(jié)論與展望

(一)結(jié)論

在建筑產(chǎn)業(yè)化的背景下,建筑企業(yè)間的競爭逐步轉(zhuǎn)化為建筑供應(yīng)鏈間的競爭。因此,建筑供應(yīng)鏈的去中心化管理模式將成為新的發(fā)展趨勢,而信息共享則是實現(xiàn)去中心化管理模式的基礎(chǔ)。本文的研究表明,企業(yè)進(jìn)行信息共享的意愿受信息共享成本、信息不共享方對于信息共享方的補(bǔ)償、信息量、信息共享率、信息共享收益系數(shù)等多種因素的影響,其中信息不共享方對于信息共享方的補(bǔ)償是最為關(guān)鍵的因素,在一定條件下能夠使系統(tǒng)演化為均采取信息共享行為的穩(wěn)定狀態(tài)。

圖4 各參數(shù)對系統(tǒng)演化趨勢的影響

本文的主要創(chuàng)新體現(xiàn)在如下兩個方面:(1)“去中心化思想”的應(yīng)用主要集中在金融領(lǐng)域,而本文將其與建筑供應(yīng)鏈管理相融合,并以信息共享為切入點拓展了其在建筑領(lǐng)域的研究,為現(xiàn)代建筑供應(yīng)鏈管理提供了新的研究視角。(2)通過演化博弈的方法探究影響建筑供應(yīng)鏈去中心化管理模式形成的因素?，F(xiàn)有的研究僅限于求出演化穩(wěn)定策略,而本文通過增加補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)一步演化至雙方均進(jìn)行信息共享的唯一穩(wěn)定策略。

(二)展望

雖然本文在理論方面有所創(chuàng)新,但仍存在一些局限:首先,實現(xiàn)建筑供應(yīng)鏈去中心化管理不僅需要理論基礎(chǔ)也需要構(gòu)建融合各參與方信息管理系統(tǒng)的可操作性技術(shù)平臺,后續(xù)的研究可以根據(jù)平臺構(gòu)建問題展開;其次,演化博弈的展開離不開必要的假設(shè)條件,假設(shè)條件能否很好的吻合實際還有待進(jìn)一步檢驗;再者,限于研究條件,參數(shù)賦值僅能在一定程度上反映問題,未來深入的研究需要實際案例作為支撐。□