建設(shè)供應(yīng)鏈合作演化博弈

1、建設(shè)供應(yīng)鏈合作演化博弈    論文關(guān)鍵詞建設(shè)供應(yīng)鏈演化博弈合作 論文摘要針對(duì)當(dāng)前建設(shè)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)存在的問題，運(yùn)用演化博弈的方法構(gòu)建了建筑供應(yīng)商和總承包商的交易模型。模型的分析表明：減小隱藏信息或行動(dòng)帶來的好處，減小合作的初始成本以及合作方遭受的損失，或者增大合作利潤(rùn)等措施，都能促進(jìn)建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)向合作狀態(tài)轉(zhuǎn)化，但從根本上改善合作狀況則需要依靠建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)的行為承諾和對(duì)惡性競(jìng)爭(zhēng)的懲罰。 Key words:construction supply;evolutionary game theory;cooperation Abstract:In view of

2、 the problems existed in the coordination of the current construction supply chain,the modelfor the transaction of the suppliers and the general contractors was built using evolutionary game theory.Based onthe model,the analysis shows that reducing the hidden informations or actions，the initial cost

3、s of cooperation andthe losses of partners,or increasing the cooperative profits would take the construction supply chain enterprises to acooperative state.However,a fundamental improvement of cooperation would only be relied on action commitmentsof construction supply chain enterprises and penaltie

4、s for vicious competitions. 1建設(shè)供應(yīng)鏈存在的問題 建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)之間的協(xié)調(diào)是指總承包商、分包商、設(shè)計(jì)商、供應(yīng)商之間的相互協(xié)調(diào)，包括各企業(yè)之間的物流、資金流、信息流和人流的協(xié)調(diào)。目前，我國(guó)建設(shè)供應(yīng)鏈集成化程度低，真正意義上的總承包企業(yè)還比較少，設(shè)計(jì)和施工依然處于獨(dú)立運(yùn)作狀態(tài)，總承包商和分包商、總承包商和供應(yīng)商、分包商和供應(yīng)商、業(yè)主和總承包商之間缺乏長(zhǎng)期的合作關(guān)系，供應(yīng)鏈上各成員往往只關(guān)注自身、局部的而不是整體的利益最大化，協(xié)同決策水平低；總承包商和分包商之間以及總承包商和供應(yīng)商之間長(zhǎng)期以來的不信任關(guān)系，使得各成員不愿共享信息，信息不對(duì)稱問題突出；基于自身利益的考慮，

5、成員之間出現(xiàn)了不同程度的隱藏行為；由于建設(shè)過程的參與方眾多、建設(shè)環(huán)節(jié)和專業(yè)工藝繁雜，建設(shè)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題往往發(fā)生在各參與方相互銜接的不同建設(shè)階段的邊界上。這些問題導(dǎo)致建設(shè)供應(yīng)鏈運(yùn)行效率低下，企業(yè)難以獲得統(tǒng)一行動(dòng)所能帶來的效益。 為保持和提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，供應(yīng)鏈企業(yè)需要由傳統(tǒng)的企業(yè)關(guān)系走向戰(zhàn)略合作，建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系1。本文即嘗試運(yùn)用演化博弈理論中的模仿者動(dòng)態(tài)模型分析建設(shè)供應(yīng)鏈各參與方的合作與競(jìng)爭(zhēng)行為，探討建設(shè)供應(yīng)鏈合作形成的條件和影響因素。 2建設(shè)供應(yīng)鏈的演化博弈模型 演化博弈理論的基本概念是演化穩(wěn)定策略（EvolutionaryStable Strategy，ESS）和復(fù)制者動(dòng)態(tài)（Replicat

6、or Dynamics）。ESS表示穩(wěn)定狀態(tài)，它能抵抗變異策略的入侵；復(fù)制者動(dòng)態(tài)是描述某一特定策略在一個(gè)種群中被采用的頻數(shù)或頻度的動(dòng)態(tài)微分方程。根據(jù)演化原理，如果一種策略的適應(yīng)度或支付比種群的平均水平高，這種策略會(huì)在種群中發(fā)展，并且假設(shè)其支付的調(diào)整速度與其支付超過平均支付的幅度成正比，系統(tǒng)會(huì)向某一策略演化，并可能穩(wěn)定在某一狀態(tài)2。 在建設(shè)供應(yīng)鏈中，總承包商和供應(yīng)商（或分包商）是兩種不同的利益群體。他們?cè)诮灰字锌赡懿扇〉男袨橛懈?jìng)爭(zhēng)和合作兩種。假設(shè)他們選擇競(jìng)爭(zhēng)的利潤(rùn)為U，而選擇合作的利潤(rùn)更多，為R，但要為合作行為投入成本C（R>C）。但合作是有風(fēng)險(xiǎn)的：若其中一方隱藏信息或行動(dòng)能為自己帶來好處

7、I，則他有這樣做的傾向；而另一方將因此遭受損失L。雙方的支付矩陣見表1。    總承包商和供應(yīng)商選擇合作的比例是p、q（0p、q1），選擇競(jìng)爭(zhēng)的比例為1-p、1-q（0p、q1）。由表1可得，供應(yīng)商采用合作策略的適應(yīng)度為：f1（r1，s）=（US-CS+RS）p+（US-CS-LS）（1-p）；采用競(jìng)爭(zhēng)策略的適應(yīng)度為：f（1r2，s）=（US+IS）p+U（S1-p）；平均適應(yīng)度為：f（1q，s）=qf1（r1，s）+（1-q）f（1r2，s）。供應(yīng)商的復(fù)制者動(dòng)態(tài)方程為： dq/dt=q（1-q）（Rs-Is+L）sp-（CM+LM）  （1）

8、 類似可得到總承包商的適應(yīng)度f(wàn)2（r2，s）=（UG-CG+RG）q+（UG-CG-LG）（1-q），f（2r2，s）=（UG+IG）q+UG（1-q），以及平均適應(yīng)度f(wàn)（2p，s）=pf（2r1，s）+（1-p）f（2r2，s）。總承包商的復(fù)制者動(dòng)態(tài)方程為： dp/dt=p（1-p）（RM-IM+LM）q-（CM+LM）（2） 建筑業(yè)總承包商和供應(yīng)商之間競(jìng)爭(zhēng)和合作行為的演化可用式（1）和式（2）組成的系統(tǒng)來描述。 3建設(shè)供應(yīng)鏈的演化博弈模型分析與調(diào)整 3.1模型分析 一個(gè)由微分方程系統(tǒng)描述的群體動(dòng)態(tài)，其均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性是由該系統(tǒng)得到的雅可比矩陣的局部穩(wěn)定分析得到的。系統(tǒng)的均衡點(diǎn)E（x，y）分別

9、為E1（0，0），E2（1，0），E（30，1），E（41，1），E（5（Cs+Ls）（/Ls+Rs-I）s，（CM+LM）（/LM+RM-IM）。孫慶文等對(duì)非對(duì)稱2×2演化博弈均衡進(jìn)行了漸進(jìn)穩(wěn)定性分析，完整地給出了其定性行為的拓?fù)涞葍r(jià)分類，針對(duì)一些熟知的博弈模型介紹了若干結(jié)果3。 由于系統(tǒng)中US>US-CS-LS，UG>UG-CG-LG，分析可知：（1）當(dāng)-CS+RS>IS、IG<-CG+RG時(shí)，E1、E4穩(wěn)定、E2、E3不穩(wěn)定、E5為鞍點(diǎn)，其相圖見圖1（a）。（2）當(dāng)-CS+RS>IS、IG<-CG+RG或-CS+RS>IS、IG<

10、-CG+RG或-CS+RS>IS、IG<-CG+RG時(shí)，E1都是穩(wěn)定均衡點(diǎn)、E4為鞍點(diǎn)或者不穩(wěn)定點(diǎn)。其相圖分別見圖1中的（b）、（c）、（d）。 在E1狀態(tài)，雙方都選擇競(jìng)爭(zhēng)策略，利潤(rùn)是較低的，E4才是供應(yīng)鏈中的合作狀態(tài)。但由圖1可知，供應(yīng)鏈向E4轉(zhuǎn)化是困難的，有且僅有一種可能，見圖1（a），但其并不能保證轉(zhuǎn)化到E4，也有可能到E1。系統(tǒng)演化所到的點(diǎn)由起始點(diǎn)決定，在E2E5E3E1E2圍成的區(qū)域G中，系統(tǒng)向E1演化；只有在E2E5E3E4E2圍成的陰影區(qū)域H中，系統(tǒng)才向E4演化。從以上演化博弈模型可知，系統(tǒng)演化的長(zhǎng)期均衡結(jié)果可能是完全合作，也可能是完全競(jìng)爭(zhēng)，究竟沿著哪條路徑到達(dá)哪一狀

11、態(tài)與該博弈的支付矩陣密切相關(guān)，在一定的信息引導(dǎo)機(jī)制下，系統(tǒng)將收斂于哪一個(gè)均衡點(diǎn)受到博弈發(fā)生的初始狀態(tài)影響4。 3.2模型調(diào)整 若供應(yīng)商和總承包商由競(jìng)爭(zhēng)走向合作狀態(tài)，由圖1可知，雖然不是從所有起點(diǎn)都能演化到E4，但它還是有改善可能的。在圖1（a）中，E5點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)都為（C+L）（/L+R-I），由于合作成本和風(fēng)險(xiǎn)的存在，它們不能為0。增大R或減小L、C、I均能使坐標(biāo)變小，即E5點(diǎn)向E5轉(zhuǎn)化，使得系統(tǒng)演化到E4的可能性增大。隨著系統(tǒng)收斂于均衡點(diǎn)E4的概率增加，越來越多的供應(yīng)商與總承包商會(huì)選擇合作策略。但這并不能從根本上解決問題。參與供應(yīng)鏈的企業(yè)必須慎之又慎，事先應(yīng)深入研究合作能否建立良好的環(huán)境，

12、能否實(shí)現(xiàn)資源的互補(bǔ)性，能否獲得技術(shù)、產(chǎn)品以及財(cái)務(wù)等方面的協(xié)同效應(yīng)以及合作產(chǎn)生的超額利潤(rùn)，在此基礎(chǔ)上，方能做出合理的決策。 在供應(yīng)鏈中，如果總承包商認(rèn)為合作的利潤(rùn)要大于競(jìng)爭(zhēng)的利潤(rùn)，同時(shí)有能力遏制不合作的行為，承諾合作并對(duì)競(jìng)爭(zhēng)行為進(jìn)行懲罰，那么它將改變系統(tǒng)的演化方向。假設(shè)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)行為的懲罰為K；由于總承包商并不了解供應(yīng)商狀況，他對(duì)供應(yīng)商的懲罰可能是不夠的?？偝邪毯凸?yīng)商的支付矩陣由表1變?yōu)楸?。 由于懲罰在總承包商內(nèi)部是完全起作用的，也可以認(rèn)為總承包商更傾向于合作，所以IG-KG<-CG+RG，-KG<-CG-LG；而懲罰在供應(yīng)商內(nèi)部是不完全起作用的，所以他們不是在任何條件下都選擇合作

13、作為最優(yōu)策略，假設(shè)IS-KS<-CS+RS，-CS-LS<-KS。在這樣的條件下，系統(tǒng)有四個(gè)均衡點(diǎn)E1E4，其中E4為穩(wěn)定均衡點(diǎn)，E3為不穩(wěn)定均衡點(diǎn)，E1與E2為鞍點(diǎn)。二者博弈的動(dòng)態(tài)過程示意相圖見圖2。 在這種情況下，無論起始點(diǎn)在哪里，系統(tǒng)都將穩(wěn)定在E4。雖然在演化路徑上仍然有問題，但較上面的系統(tǒng)演化方式，它有根本性的改變。這說明在懲罰競(jìng)爭(zhēng)的條件下供應(yīng)商和總承包商有向合作轉(zhuǎn)化的能力。 4建設(shè)供應(yīng)鏈合作的實(shí)現(xiàn) 由建設(shè)供應(yīng)鏈演化博弈模型的分析和調(diào)整可知，加強(qiáng)建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)之間的合作，可主要從以下兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)： （1）增大雙方的合作利潤(rùn)R或者減小隱藏信息或行動(dòng)帶來的好處I、合作的初始成

14、本C、合作方由于對(duì)方的競(jìng)爭(zhēng)策略遭受的損失L，都能促使建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)走向合作狀態(tài)。當(dāng)前建筑市場(chǎng)成熟度不夠、誠(chéng)信欠缺以及工程質(zhì)量控制等方面的因素，使得建筑業(yè)缺乏良好的市場(chǎng)合作環(huán)境；即使在合作中，各方也是更看重短期利益，他們的機(jī)會(huì)主義行為使得企業(yè)之間難以實(shí)現(xiàn)有效的協(xié)調(diào)與合作。只有立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，建立良好的合作環(huán)境，共同追求合作利益最大化，建設(shè)供應(yīng)鏈企業(yè)才能建立和保持穩(wěn)固的合作伙伴關(guān)系并實(shí)現(xiàn)共贏。 （2）在單總承包商和多供應(yīng)商的建設(shè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，如果總承包商能認(rèn)識(shí)到合作產(chǎn)生的利潤(rùn)，并有力量對(duì)惡性競(jìng)爭(zhēng)行為進(jìn)行處罰，那么建設(shè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)可從根本上得到改善，并沿合作方向演化。這要求總承包商的處罰是有效的；政府主管部門也需要