農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈：異業(yè)協(xié)作的演化博弈分析

趙 莉，邸嘉禹

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 商務(wù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150028）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)人民生活水平日益提高，大眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)理念也隨之改變。農(nóng)產(chǎn)品在日常生活中占有重要的地位，在新消費(fèi)理念下對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物流的服務(wù)價(jià)格、配送效率、傳遞質(zhì)量及可選擇性提出了更高的要求。以農(nóng)產(chǎn)品為核心形成了農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈，農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)不僅處于上下游的關(guān)系，其中也存在因策略選擇不同導(dǎo)致的競(jìng)爭(zhēng)與合作關(guān)系。隨著農(nóng)產(chǎn)品物流業(yè)的發(fā)展，可以將農(nóng)產(chǎn)品配送到全國(guó)乃至全球，但由于物流企業(yè)屬于第三方，并沒(méi)有專(zhuān)屬的農(nóng)產(chǎn)品配送渠道，導(dǎo)致出現(xiàn)送貨不及時(shí)、配送有損壞等服務(wù)外包問(wèn)題，為農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)帶來(lái)一定損失，從而選擇自建物流的模式。因此，可以看出農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)之間既存在合作關(guān)系，也存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，雙方如何在動(dòng)態(tài)演化中不斷朝著利益最大化方向和合作策略發(fā)展，對(duì)這一問(wèn)題的研究具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2 文獻(xiàn)綜述

2.1 農(nóng)業(yè)物流供應(yīng)鏈

丁華（2004）首次將供應(yīng)鏈管理理論運(yùn)用在農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)中，認(rèn)為農(nóng)業(yè)物流供應(yīng)鏈?zhǔn)菍⑸舷掠纹髽I(yè)作為整體，相互合作，信息共享，以提高物流的快速反應(yīng)能力，降低物流成本的管理模式[1]，通過(guò)供應(yīng)、生產(chǎn)、加工、零售環(huán)節(jié)最終將產(chǎn)品傳遞給消費(fèi)者。農(nóng)業(yè)物流供應(yīng)鏈中的利益相關(guān)者包括供應(yīng)環(huán)節(jié)的種子飼料供應(yīng)商、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的農(nóng)戶(hù)、加工環(huán)節(jié)的農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)、配送環(huán)節(jié)的物流企業(yè)以及銷(xiāo)售終端消費(fèi)者。

在初期的研究中，眾多學(xué)者對(duì)不同種類(lèi)與不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)物流問(wèn)題展開(kāi)了研究。文獻(xiàn)[2-4]等分別對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品、果蔬類(lèi)產(chǎn)品及乳制品的物流模式、物流供應(yīng)鏈問(wèn)題進(jìn)行探究。文獻(xiàn)[5-9]分別對(duì)四川省、貴州省、吉林省、河南省及山東省等地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品物流鏈問(wèn)題進(jìn)行了針對(duì)性研究。隨著研究的不斷深入，方向在延伸。文獻(xiàn)[10-13]分別提出了農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈模式演化路徑、農(nóng)產(chǎn)品物流配送系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)物流體系與模式以及農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈物流成本體系等。

2.2 演化博弈

演化博弈是動(dòng)態(tài)演化過(guò)程與博弈論結(jié)合而成，并隨著MAYNARD S J[14]提出的演化穩(wěn)定策略概念（ESS）而產(chǎn)生，信息不對(duì)稱(chēng)與有限理性是演化博弈的基本假設(shè)?；仡櫸覈?guó)農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈，在傳統(tǒng)層面，主體間的信息難以做到完全，在當(dāng)今信息化時(shí)代下，各企業(yè)的信息技術(shù)良莠不齊，供應(yīng)鏈上也缺乏企業(yè)間統(tǒng)一的信息平臺(tái)，導(dǎo)致由于信息不對(duì)稱(chēng)阻礙了農(nóng)產(chǎn)品物流的發(fā)展。并且企業(yè)主體間做不到完全理性，會(huì)不斷相互模仿學(xué)習(xí)。在現(xiàn)有研究中，文獻(xiàn)[15-20]運(yùn)用演化博弈分別探究了農(nóng)村物流體系構(gòu)建、“農(nóng)超對(duì)接”模式、食用農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中知識(shí)共享行為、新型農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)模式、第三方物流企業(yè)道德風(fēng)險(xiǎn)及生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈保鮮投入問(wèn)題，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈中農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的演化博弈問(wèn)題還缺乏考慮。由于演化博弈的基本假設(shè)與農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈的現(xiàn)實(shí)情況相符，本文將運(yùn)用演化博弈對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈中農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行研究。

3 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)演化博弈分析

3.1 模型基本假設(shè)

3.1.1 假設(shè)1：博弈主體。在農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈構(gòu)建中，農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)是最重要的主體，假設(shè)在演化博弈中存在兩個(gè)群體，一方是農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)，一方是第三方物流企業(yè)，且決策特征為有限理性。為了達(dá)成共識(shí)，雙方需要不斷相互學(xué)習(xí)、調(diào)整和改進(jìn)，在動(dòng)態(tài)演化中形成較好的合作行為策略。

3.1.2 假設(shè)2：策略選擇。在策略選擇中，雙方均可以選擇“合作”或“不合作”兩種主要策略，簡(jiǎn)記為（A,N）。當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“合作”（運(yùn)用第三方物流企業(yè)）時(shí)，即進(jìn)行物流服務(wù)外包，減少本企業(yè)對(duì)物流環(huán)節(jié)的投入；當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“不合作”（不運(yùn)用第三方物流企業(yè)）時(shí)，會(huì)自建物流，與第三方物流企業(yè)形成競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“合作”（服務(wù)于農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)）時(shí)，需要根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)需求提供更加完善的服務(wù)；當(dāng)?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“不合作”（不服務(wù)于農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)）時(shí)，物流企業(yè)會(huì)因不顧裝運(yùn)質(zhì)量與效率等問(wèn)題給農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)造成一定不良影響。農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇進(jìn)行“合作”策略的比例為x（0≤x≤1），第三方物流企業(yè)選擇進(jìn)行“合作”策略的比例為y（0≤x≤1），則農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)中選擇“不合作”策略的比例分別為（1-x）和（1-y）。

3.1.3 假設(shè)3：支付矩陣

（1）若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)都選擇“不合作”策略，則此時(shí)正常的收益分別為Ea，El，Ea＞0，El＞0。

（2）若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)選擇協(xié)同發(fā)展，均進(jìn)行“合作”行為，則農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)可以節(jié)約自建物流的成本，物流企業(yè)需要去提升自己的服務(wù)以更加滿(mǎn)足對(duì)方的需求，雙方在合作中均獲得收益增量，但需要支付一定的合作成本，此時(shí)雙方的收益分別為 Ea+△Va-Ca，El+△Vl-Cl，其中△Va代表農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)通過(guò)“合作”策略能獲得的收益增量，△Vl代表第三方物流企業(yè)通過(guò)“合作”策略能獲得的收益增量，Ca與Cl分別為雙方簽訂合作策略所需的成本，Ca＞0，Cl＞0。

（3）當(dāng)只有農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“合作”策略，而第三方物流企業(yè)選擇“不合作”策略，物流企業(yè)尚未為消費(fèi)者提供所需的服務(wù)，從而為農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)帶來(lái)一定的損失La，而在簽訂合作策略后，一方違約需要向另一方支付違約金Lld，因此，雙方收益分別為Ea-Ca-La+Lld，El-Lld。

（4）當(dāng)?shù)谌轿锪髌髽I(yè)選擇“合作”策略，而農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)選擇“不合作”策略，物流企業(yè)合作成本Cl需要支出的同時(shí)，也會(huì)受到一定的損失Ll，獲得違約金Lld，因此農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的收益為Ea-Lld，第三方物流企業(yè)的收益為El-Cl-Ll+Lld。構(gòu)建的支付矩陣見(jiàn)表1。

表1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)博弈的支付矩陣

3.2 演化過(guò)程中的平衡點(diǎn)

3.2.1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)收益。根據(jù)所構(gòu)建的支付矩陣，農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)進(jìn)行“合作”行為策略的適應(yīng)度為：

農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)進(jìn)行“不合作”行為策略的適應(yīng)度為：

兩個(gè)策略的平均適應(yīng)度為：

根據(jù)Malthusian方程[21]，t為時(shí)間，可得農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

3.2.2 第三方物流企業(yè)收益。根據(jù)所構(gòu)建的支付矩陣，第三方物流企業(yè)進(jìn)行“合作”行為策略的適應(yīng)度為：

第三方物流企業(yè)進(jìn)行“不合作”行為策略的適應(yīng)度為：

兩個(gè)策略的平均適應(yīng)度為：

第三方物流企業(yè)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

由式（4）和式（8）得到一個(gè)二維動(dòng)力系統(tǒng)式（9）：

從式（9）中可以求解出系統(tǒng)的5個(gè)局部均衡點(diǎn)，分 別 為 ：O(0,0)、A(0,1)、B(1,0)、C(1,1)和

3.3 演化博弈的均衡分析

復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求出的平衡點(diǎn)未必是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略（ESS），因此運(yùn)用雅克比矩陣的值和跡對(duì)演化平衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性進(jìn)行分析：

（1）a11+a22＜0（跡條件，記為trJ）；

以上5個(gè)局部平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的detJ和trJ的結(jié)果見(jiàn)表2，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定條件，對(duì)5個(gè)局部平衡點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性討論。

（1）當(dāng)-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，且-La＜Ca-Lld＜△Va時(shí)，五個(gè)均衡點(diǎn)O、A、B、C、D均存在，其穩(wěn)定性見(jiàn)表3，ESS均衡策略有兩個(gè)：（0,0）與（1,1），各均衡點(diǎn)的detJ和trJ及各均衡點(diǎn)穩(wěn)定性見(jiàn)表3。也就是說(shuō)在此情況中，農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)帶來(lái)的收益增量均較大時(shí)，而雙方演化博弈是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，在共同選擇“合作”與“不合作”策略時(shí)達(dá)到均衡，動(dòng)態(tài)相位圖如圖1所示。

（2）當(dāng)Cl-Lld≥△Vl，Ca-Lld≥△Va時(shí)，A、B、C、O為均衡點(diǎn)。當(dāng)Cl-Lld＞△Vl且Ca-Lld＞△Va時(shí)，，鞍點(diǎn)D不存在；當(dāng)Cl-Lld=△Vl，Ca-Lld=△Va時(shí)，與C（1,1）重合，即鞍點(diǎn)D不是均衡點(diǎn)。各均衡點(diǎn)的detJ和trJ及各均衡點(diǎn)穩(wěn)定性見(jiàn)表3。若農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)的收益增量均較小，雙方會(huì)選擇“不合作”行為策略，O（0,0）是穩(wěn)定點(diǎn)，動(dòng)態(tài)相位圖如圖2所示。

（3）當(dāng)-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，Ca-Lld≥△Va時(shí)，A、B、C、O 為 均 衡 點(diǎn) 。 而 當(dāng)Ca-Lld≥△Va時(shí) ，不滿(mǎn)足處于[0,1]區(qū)間之內(nèi)，故D不是均衡點(diǎn)。各均衡點(diǎn)的detJ和trJ及各均衡點(diǎn)穩(wěn)定性見(jiàn)表3。說(shuō)明農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與物流企業(yè)的收益增量不均衡，農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)收益增量較高，且高于物流企業(yè)的收益增量，物流企業(yè)將采取“不合作”策略，O（0,0）點(diǎn)達(dá)到ESS均衡動(dòng)態(tài)相位圖如圖2所示。

（4）當(dāng)Cl-Lld≥△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va時(shí)，A、B、C、O為均衡點(diǎn)。當(dāng)，D不是均衡點(diǎn)。各均衡點(diǎn)的detJ和trJ及各均衡點(diǎn)穩(wěn)定性見(jiàn)表3。說(shuō)明由于收益增長(zhǎng)不均衡導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)將放棄合作，導(dǎo)致O（0,0）成為ESS均衡點(diǎn)，達(dá)成“不合作”行為策略，動(dòng)態(tài)相位圖如圖2所示。

3.4 參數(shù)變化對(duì)情況（1）系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略的影響

當(dāng)-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va時(shí)，如圖1所示，雙方演化博弈的穩(wěn)定策略為（不合作，不合作）和（合作，合作）。系統(tǒng)最終收斂于哪個(gè)策略由SADBC和SAOBD大小決定，當(dāng)SADBC＞SAOBD時(shí)，系統(tǒng)收斂于均衡點(diǎn)（1,1）的概率更大；當(dāng)SADBC＜SAOBD時(shí)，系統(tǒng)收斂于均衡點(diǎn)（0,0）的概率更大；當(dāng)SADBC=SAOBD時(shí)，兩個(gè)均衡點(diǎn)的概率相同。通過(guò)分析SADBC即可分析影響演化穩(wěn)定策略因素，由公式（11）可知，影響區(qū)域ADBC面積的支付矩陣參數(shù)有7個(gè)，并得到以下四個(gè)命題。

（1）合作收益增量△Va、△Vl

命題1 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)因合作獲得的預(yù)期收益增量越大，二者的合作概率越大。

表2 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)-第三方物流企業(yè)雅克比矩陣detJ、trJ結(jié)果

表3 情況（1）-（4）的平衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析

圖1 （1）條件下的動(dòng)態(tài)相位圖

圖2 （2）-（4）條件下的動(dòng)態(tài)相位圖

證明：將S分別對(duì)△Va、△Vl求偏導(dǎo) ，，故 S 是△Va、△Vl的增函數(shù)。當(dāng)雙方通過(guò)“合作”策略所獲取的收益增量越大，“合作”策略面積也增大，在博弈中收斂于C(1,1）的概率也隨之增大，證畢。

（2）合作策略成本Ca、Cl

命題2 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)為達(dá)成合作而付出的成本越小，二者的合作概率越大。

證明：將S分別對(duì)Ca、Cl求偏導(dǎo)，，故S是Ca、Cl的減函數(shù)。當(dāng)雙方為達(dá)成合作策略所需要付出的成本越小，“合作”策略面積增大，在博弈中收斂于C(1,1）的概率也隨之增大，證畢。

（3）一方不合作策略損失La、Ll

命題3 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)一方選擇不合作策略，導(dǎo)致對(duì)方遭受的損失越大，二者的合作概率越小。

證 明 ：將 S對(duì) La、Ll求 偏 導(dǎo) ，故S是La、Ll的減函數(shù)。當(dāng)雙方因一方退出而遭受的損失越大，對(duì)“合作”策略的阻礙作用越強(qiáng)，從而收斂于C（1,1）的概率越小，證畢。

（4）違約金Lld

命題4 農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)和第三方物流企業(yè)其中一方選擇退出導(dǎo)致合作策略難以達(dá)成，其違約金越多，二者的合作概率越大。

證明：將 S對(duì) Lld求偏導(dǎo)，，故S是Lld的增函數(shù)。當(dāng)雙方因一方選擇“不合作”策略而需要支付的違約金越高，對(duì)“合作”策略起到了一定維護(hù)作用，從而收斂于C（1,1）的概率隨之增加，證畢。

4 研究結(jié)論

本文運(yùn)用演化博弈對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)的合作行為策略問(wèn)題進(jìn)行分析，找出雙方在博弈中影響合作策略達(dá)成的因素，演化博弈最終行為策略受到初始支付矩陣及預(yù)期收益增量、合作成本、不合作損失、違約金等參數(shù)的影響。因此，為了促進(jìn)雙方更好的合作，應(yīng)構(gòu)建合理的利益分配機(jī)制，激勵(lì)雙方的合作積極性，提高預(yù)期收益增量；不斷創(chuàng)新服務(wù)模式，在模式中不斷協(xié)調(diào)，為消費(fèi)者提供更為精準(zhǔn)化、高質(zhì)量的服務(wù)，降低合作成本；建立維護(hù)雙方合作機(jī)制，規(guī)范雙方市場(chǎng)行為，不會(huì)隨意選擇不合作策略，從而影響對(duì)方的收益。此外，農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與第三方物流企業(yè)是在利導(dǎo)因子與限制因子共同作用下完成，利導(dǎo)因子包括預(yù)期收益增量、違約金等，限制因子包括合作成本、不合作損失等，任一因素都應(yīng)充分重視。雙方都應(yīng)基于“合作”行為策略，協(xié)同協(xié)商，以實(shí)現(xiàn)互利共贏。