競合視角下制造企業(yè)產(chǎn)能共享策略的演化博弈分析

辛依林

摘?要：為探究我國制造企業(yè)間產(chǎn)能共享策略的問題，文中基于競合理論視角，在明確在線平臺環(huán)境下企業(yè)制造資源共享的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了考慮2個(gè)制造企業(yè)間產(chǎn)能共享策略的演化博弈模型，求出模型均衡點(diǎn)并對雙方的穩(wěn)定狀態(tài)和選擇策略進(jìn)行分析，通過分析產(chǎn)能共享收益相關(guān)參數(shù)變化對演化結(jié)果的影響。結(jié)果顯示：制造企業(yè)產(chǎn)能共享路徑演化與博弈的支付矩陣以及某些參數(shù)的密切變化有關(guān);制造企業(yè)間長期演化的結(jié)果僅有產(chǎn)能共享和產(chǎn)能不共享2個(gè);產(chǎn)能共享的額外收益與產(chǎn)能共享量呈正相關(guān)，投機(jī)收益系數(shù)、共享成本系數(shù)的增加將會增大成員之間產(chǎn)能共享的難度;可通過增加產(chǎn)能共享量、降低投機(jī)收益和共享成本系數(shù)提高制造企業(yè)產(chǎn)能共享意愿。

關(guān)鍵詞：制造企業(yè);產(chǎn)能共享;演化博弈;競合;在線平臺

中圖分類號：F 275?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：1672-7312（2020）04-0375-05

Abstract：In order to explore the issue of capacity sharing strategies among manufacturing enterprises in China，based on the perspective of competition and cooperation theory，this paper built an evolutionary game model that considers the capacity sharing strategies between two manufacturing enterprises on the basis of clarifying the sharing of manufacturing resources in the online platform environment，figured out the equilibrium point of the model and analyzed the impact of changes in the parameters related to capacity sharing revenue on the evolution results.The research results show that the evolution of the manufacturing companys capacity sharing path is related to the games payment matrix and the changes in certain parameters;The long-term evolution between manufacturing companies has only the capacity sharing and the non-capacity ?sharing;The additional benefit of capacity sharing is positively related to the amount of capacity sharing.The increase of speculative profit factor and sharing cost factor will increase the difficulty of capacity sharing among members;The increase in capacity sharing among manufacturing enterprises can be achieved by increasing the amount of capacity sharing，reducing the speculative income and sharing cost coefficient.Finally，the paper provides a reference for the development of capacity sharing systems for manufacturing companies.

Key words：manufacturing enterprise;capacity sharing;evolutionary game;competition and cooperation;online platform

0?引言

信息與通信技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)與虛擬組織的出現(xiàn)使得市場上各組織之間同時(shí)進(jìn)行競爭和合作的情形愈發(fā)激烈[1]，Brandenburger和Nalebuff[2]將這種現(xiàn)象稱為“競合”。隨著共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，產(chǎn)能逐漸作為制造企業(yè)間競爭優(yōu)勢與合作基礎(chǔ)的要素[3]。近幾年，我國制造業(yè)產(chǎn)能共享市場發(fā)展迅速，2017年我國制造業(yè)產(chǎn)能共享市場的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到4 120億元，相比上一年增長了25%。同時(shí)，企業(yè)之間彼此學(xué)習(xí)利用對方核心能力、保護(hù)自己知識與技術(shù)的情況廣泛存在于產(chǎn)能共享過程中[4]，制造企業(yè)之間會產(chǎn)

生共享利益沖突甚至相互削弱競爭優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)地位的局面。因此，研究如何促進(jìn)制造企業(yè)間產(chǎn)能共享的合作，使合作成員利益最大化，具有一定理論和實(shí)踐意義。

制造領(lǐng)域中的在線平臺不僅可以感知有形的制造產(chǎn)能，還可以感知設(shè)備的制造能力[5]。制造企業(yè)的產(chǎn)能是指企業(yè)在完成產(chǎn)品制造整個(gè)生命周期活動(dòng)所需要元素的集合，包括管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備、銷售等，一方面包括制造所需要的工具軟件、制程模型、專業(yè)知識和流程數(shù)據(jù)等，另一方面包括制造活動(dòng)中用到的各種制程設(shè)備、計(jì)算設(shè)備和生產(chǎn)物料等[6]。目前，將剩余產(chǎn)能傳輸?shù)椒?wù)和應(yīng)用在線平臺上從而向外部提供制造服務(wù)已經(jīng)成為了一種趨勢[7]。如美國在2000年搭建了目前世界最大的制造能力交易平臺MFG.COM，在平臺上提供裝配、沖壓、木工等種類的制造資源。

國內(nèi)外學(xué)者對在線平臺產(chǎn)能共享方面做了大量研究，主要側(cè)重在機(jī)制設(shè)計(jì)和管理方面，及有關(guān)改進(jìn)共享產(chǎn)能最優(yōu)配置的問題。趙道致[8]從云平臺角度提出基于Pareto最優(yōu)的剩余資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置模型，使得整個(gè)云服務(wù)系統(tǒng)總利潤最大化。Cao Y L[9]基于云制造模式的背景，探究云平臺為達(dá)到資源的最優(yōu)配置而綜合考量雙邊市場中的供需雙方收益的問題。Ding B[10]對協(xié)同制造產(chǎn)能基于在線平臺上不同共享模式的區(qū)別進(jìn)行了研究，比較出最優(yōu)模式并運(yùn)用實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。Liu Y K[11]對比分析了基于云制造的產(chǎn)能與服務(wù)的分享相較于傳統(tǒng)模式下產(chǎn)能和服務(wù)的分享的特點(diǎn)與優(yōu)勢，并指出當(dāng)下所遇的困境以及相應(yīng)的對策。溫濤[12]考慮了2條供應(yīng)鏈系統(tǒng)，均由一個(gè)銷售商和一個(gè)廠商組成，基于顧客需求隨機(jī)的情況下，兩廠商之間生產(chǎn)能力共享的策略。還有學(xué)者將演化博弈用在其他領(lǐng)域，周志剛[13]運(yùn)用Python進(jìn)行模擬仿真分析三方演化軌跡并求出最優(yōu)策略解集合。阮莉麗[14]創(chuàng)新地利用演化博弈理論對涉農(nóng)小額貸款存續(xù)期內(nèi)穩(wěn)定性展開研究并提供決策建議。胡婭莎[15]分析9種因素對策略選擇的影響，結(jié)果表明增大施工企業(yè)資源化利用收益。

已有文獻(xiàn)大多數(shù)都是有關(guān)管理、機(jī)制設(shè)計(jì)以及產(chǎn)能優(yōu)化配置等理論方面，從策略層面對制造企業(yè)間產(chǎn)能共享的研究文獻(xiàn)較少，且假設(shè)產(chǎn)能共享雙方都是“完全理性”的。因此，文中結(jié)合了競合視角下的演化博弈理論，研究制造企業(yè)產(chǎn)能共享的動(dòng)態(tài)演化過程，衡量相關(guān)因素對制造企業(yè)間產(chǎn)能共享策略的影響程度，為制造企業(yè)產(chǎn)能共享模式的建立和完善提供決策參考和理論依據(jù)。

1?演化博弈模型構(gòu)建

1.1?問題描述

制造企業(yè)能力共享基于在線平臺，制造企業(yè)在滿足自身日常的生產(chǎn)任務(wù)之后，將各自的剩余產(chǎn)能情況實(shí)時(shí)更新到在線平臺上，進(jìn)行供需匹配，為制造產(chǎn)能需求方提供制造產(chǎn)能，在此會涉及到產(chǎn)能提供方制造企業(yè)產(chǎn)能共享的策略問題。

為方便研究，文中以在線平臺上提供同種制造產(chǎn)能的兩制造企業(yè)為研究對象。當(dāng)兩制造企業(yè)均選擇“不共享”策略單獨(dú)完成制造任務(wù)時(shí)，二者根據(jù)自身制造產(chǎn)能量在平臺進(jìn)行與產(chǎn)能需求方的匹配;當(dāng)兩制造企業(yè)均選擇“共享”策略進(jìn)行產(chǎn)能共享共同完成某一制造任務(wù)時(shí)，二者會先將產(chǎn)能資源進(jìn)行整合，以一個(gè)整體的形式共同執(zhí)行一項(xiàng)制造任務(wù)[16]。

1.2?模型相關(guān)變量

πi：制造企業(yè)的基本收益。雙方獨(dú)自生產(chǎn)運(yùn)營，企業(yè)甲、乙獲得的收益為π1，π2，對應(yīng)的所有成本統(tǒng)稱為固定成本為c1，c2。

si：產(chǎn)能共享量。產(chǎn)能共享量是企業(yè)在產(chǎn)能共享合作中愿意共享的產(chǎn)能量。

μi：投機(jī)收益系數(shù)。指不共享方會利用共享方提供的自身產(chǎn)能相關(guān)信息、知識和技術(shù)等并將其轉(zhuǎn)化，形成或增加自身的優(yōu)勢，從而形成投機(jī)收益[17]，且此收益與共享方的產(chǎn)能量呈正相關(guān)。兩制造企業(yè)投機(jī)收益分別記為μ1s2與μ2s1。

ri：產(chǎn)能共享成本系數(shù)。產(chǎn)能共享成本是企業(yè)每多共享一單位產(chǎn)能量而產(chǎn)生的成本，主要包括傳遞成本、溝通成本和機(jī)會成本[18]，且與自身產(chǎn)能共享量呈正相關(guān)，企業(yè)甲和乙在共享策略中的成本分別為r1s1和r2s2。

1.3?博弈模型構(gòu)建假設(shè)

1）為方便研究，假設(shè)產(chǎn)能是可以被量化的，且對產(chǎn)能資源的總需求數(shù)量不超過在線平臺上制造產(chǎn)能共享企業(yè)所能提供的產(chǎn)能總數(shù)量。

2）剩余制造產(chǎn)能量越多，訂單按時(shí)完成的能力越強(qiáng)即產(chǎn)能需求率與產(chǎn)能提供方的剩余產(chǎn)能量成正比[19]。所以當(dāng)兩制造企業(yè)選擇產(chǎn)能共享決策時(shí)，會有更高的議價(jià)能力[20]，可獲得額外收益Δπ。

3）設(shè)x（0≤x≤1）是企業(yè)甲選擇產(chǎn)能共享策略的比例，1-x為企業(yè)甲選擇產(chǎn)能不共享策略的比例，y（0≤y≤1）為企業(yè)乙選擇產(chǎn)能共享策略的比例，1-y為企業(yè)乙選擇產(chǎn)能不共享策略的比例。

1.4?演化博弈模型構(gòu)建

當(dāng)兩制造企業(yè)進(jìn)行不同的策略組合時(shí)，有以下幾種情況，見表1。

如表1所示，分別計(jì)算出4種情況下甲乙兩制造企業(yè)的收益函數(shù)，構(gòu)建兩企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)能共享的演化博弈收益矩陣。

2?演化博弈模型分析

根據(jù)上述矩陣，可以得到企業(yè)甲采取“共享策略”時(shí)的期望收益為

2.1?單個(gè)企業(yè)的演化路徑及演化穩(wěn)定策略

求解該博弈的演化穩(wěn)定策略，需得到復(fù)制動(dòng)態(tài)方程的均衡點(diǎn)，均衡點(diǎn)x*需要同時(shí)滿足2個(gè)條件：

2.2?兩企業(yè)的演化路徑及演化穩(wěn)定策略

同時(shí)成立，演化結(jié)果收斂于原點(diǎn)O（0，0），此時(shí)兩企業(yè)（不共享，不共享）為穩(wěn)定策略，演化相位圖如圖1所示。

同時(shí)成立。對于任意y（0x*情況時(shí)，企業(yè)乙會較偏向選擇產(chǎn)能共享，概率數(shù)值逐漸下降至x

同時(shí)成立。對于任意的x（0

4）當(dāng)企業(yè)甲為情況二且企業(yè)乙為情況四時(shí)，演化穩(wěn)定的最終策略與臨界點(diǎn)D（x*，y*）有關(guān)。根據(jù)前文計(jì)算，臨界點(diǎn)D（x*，y*）值為

此時(shí)兩企業(yè)（不共享，不共享）和（共享，共享）均有可能成為企業(yè)最終的穩(wěn)定策略，演化相位圖如圖4所示。

由上述不同情況下的分析可得產(chǎn)生演化博弈動(dòng)態(tài)過程的5個(gè)均衡點(diǎn)分別為：（0，0）、（0，1）、（x*，y*）、（1，0）和（1，1）。接下來需檢驗(yàn)?zāi)尘恻c(diǎn)是否能夠使得雅可比矩陣的跡TrJ<0且雅可比矩陣的行列式DetJ>0時(shí)，則可以，那么它也就是演化穩(wěn)定策略（ESS）。

通過對穩(wěn)定性分析結(jié)果的分析，共有5個(gè)均衡點(diǎn)，其中有2個(gè)為演化穩(wěn)定策略（ESS），分別是滿足DetJ>0且TrJ<0條件的O（0，0）點(diǎn)與B（1，1），對應(yīng)的策略是（共享，共享）與（不共享，不共享）。A（1，0）、C（0，1）為不均衡點(diǎn)，D（x*，y*）為鞍點(diǎn)，這3點(diǎn)的折線收斂的臨界線處于不同的模式，如圖4所示。

3?影響動(dòng)態(tài)演化博弈過程的因素分析

根據(jù)上述演化博弈模型可得，演化的結(jié)果只完全共享和完全不共享2個(gè)狀態(tài)。下面分別討論系統(tǒng)演化過程所受幾個(gè)因素參數(shù)變化的過程。

3.1?投機(jī)收益系數(shù)μ1，μ2

由圖4可知，OADC部分的面積隨著兩企業(yè)的投機(jī)收益系數(shù)的變大而變大，此時(shí)博弈結(jié)果傾向收斂于均衡點(diǎn)O（0，0），即兩企業(yè)均傾向采取產(chǎn)能不共享的策略。因此，在實(shí)際中，倘若某企業(yè)對其他企業(yè)轉(zhuǎn)化能力過高時(shí)，便會傾向于采取不共享策略，機(jī)會主義行為得益增加，即可以通過其他企業(yè)的共享策略獲取豐厚的收益，降低兩企業(yè)采取共享策略的概率。

3.2?共享成本系數(shù)r1，r2

由圖4可知，OADC部分的面積隨著共享成本系數(shù)的變大而變大，此時(shí)博弈結(jié)果傾向收斂于均衡點(diǎn)O（0，0），即兩企業(yè)均傾向采取產(chǎn)能不共享策略。因此在實(shí)際中，為降低企業(yè)間因產(chǎn)能共享所需的成本，需要產(chǎn)能共享企業(yè)之間增加信任，成立正式的聯(lián)盟關(guān)系，愿意共享出自身的基礎(chǔ)產(chǎn)能設(shè)備和信息等資源。

3.3?兩企業(yè)可產(chǎn)能共享量s1，s2

產(chǎn)能共享企業(yè)之間獲得的額外收益一般是來自于兩企業(yè)選擇產(chǎn)能共享后獲得更高的議價(jià)能力帶來的，且與產(chǎn)能共享總量呈正相關(guān)。各產(chǎn)能共享企業(yè)所獲額外收益的份額主要是取決于各企業(yè)的產(chǎn)能共享量，所以更多的產(chǎn)能共享量意味著更高的議價(jià)能力和分配額，企業(yè)會更愿意選擇產(chǎn)能共享策略。

4?結(jié)論與啟示

文中從競合理論的視角，構(gòu)建制造企業(yè)產(chǎn)能共享演化博弈模型，并進(jìn)行仿真模擬，分析不同參數(shù)變化對產(chǎn)能共享策略演化結(jié)果的影響。為了促使制造企業(yè)積極進(jìn)行產(chǎn)能共享、降低行業(yè)產(chǎn)能過剩、提高企業(yè)競爭力，基于上述研究結(jié)論，有如下建議。

1）企業(yè)間應(yīng)通過合同治理，建立合作契約，依據(jù)產(chǎn)能共享策略選擇設(shè)計(jì)合理的激勵(lì)和懲罰措施機(jī)制，來避免“搭便車”行為和機(jī)會主義行為的發(fā)生。

2）政府應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)間加強(qiáng)溝通與協(xié)調(diào)，降低傳遞和溝通成本，激發(fā)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)能共享的積極性。

3）企業(yè)在產(chǎn)能共享過程過可通過引入第3方評估機(jī)構(gòu)，綜合衡量各企業(yè)的產(chǎn)能投入要素、共享量和風(fēng)險(xiǎn)等因素來確定額外收益的分配，保障各企業(yè)的收益。

文中的研究是在一定的合理假設(shè)前提下進(jìn)行的，得出的研究結(jié)論對制造企業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展具有一定的理論指導(dǎo)意義。但文中僅從有限理性出發(fā)，沒有考慮其他行為因素，如行為主義、自私主義等。且文中的博弈模型僅考慮產(chǎn)能提供雙方相互影響這一情形，未涉及到更加復(fù)雜的多方合作協(xié)同制造的情形，這些也將是后續(xù)研究的重點(diǎn)方向。

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（責(zé)任編輯：嚴(yán)?焱）