第三方物流企業協同關系的演化博弈

李 斌 ，陳 景

（1.湖南大學 經濟與貿易學院，長沙 410079；2.湖南省物流信息與仿真技術重點實驗室，長沙 410079）

第三方物流企業協同關系的演化博弈

李 斌1，2，陳 景1，2

（1.湖南大學 經濟與貿易學院，長沙 410079；2.湖南省物流信息與仿真技術重點實驗室，長沙 410079）

文章運用演化博弈理論的方法，建立了一個第三方物流企業協同關系演化博弈的數理模型，分析了第三方物流企業協同的動態演化過程。通過有限理性的非對稱博弈演化分析，得出物流鏈中第三方物流供應商之間協同合作關系的演化穩定策略。第三方物流企業的“協同”行為選擇，會因博弈的初始狀態、種群的學習速度等造成不同的演化路徑，從而為第三方物流企業的選擇決策提供參考依據。

第三方物流；協同；演化博弈

0 引言

第三方物流，是生產經營企業為集中精力提高其主業的競爭力，把原來屬于自己處理的物流活動，以合同方式委托給專業物流服務企業，同時通過信息系統與物流服務企業保持密切聯系，以達到對物流全程進行管理、控制的一種物流運作與管理方式。第三方物流能提高物資流通速度，節省倉儲費用和在途資金，成為價值創造的“利潤源泉”。第三方物流商為用戶提供的戰略性的優勢，主要體現在成本、固定資產和短期訂單循環時間的節約方面。同時，第三方物流商還有效傳播了客戶服務與商業流程，因此第三方物流企業的商業模式影響著整個供應鏈的發展模式。隨著經濟信息化和全球化的加劇，企業之間的競爭日益激烈。面對錯綜復雜的競爭環境，第三方物流企業“單打獨斗、各自為政”的盈利方式已不再適應發展，而“協同合作”的思路對待競爭，才能適應全球化商業生態系統的復雜性和新型競爭的不確定性。

國內外許多學者從知識共享、信息共享、合作收益等角度進行物流供應鏈及其節點企業的研究，如Fisher[1]從供應鏈角度研究了如何為商品選擇提供策略，認為在改變供應鏈之前，應考慮產品需求的本質，并證明供應商和零售商通過合作能夠大大減少成本。Togar M.Simatupang and R.Sridharan[2]認為制造商和零售商之間在供應鏈之間的協同合作才能夠滿足供給和需求的平衡。Manthou[3]研究了供應鏈協同的虛擬電子鏈，構建了虛擬環境下的供應鏈協同框架，對協作伙伴的角色進行分級以區分構成協同關系的關鍵能力。田宇[4]用博奕論方法描述了物流服務從公共物流演化到物流聯盟的進程，揭示了物流聯盟的形成機理，并建立博弈論模型，為我國物流理論研究開辟了新路子。田宇[5]分析了合作物流服務網絡形成的動力機制；2003年他在總結集成物流服務供應商特征的基礎上，綜合運用AHP和LP方法，探討了物流服務供應鏈構建中的供應商選擇研究以及最優采購量分配的問題[6]。對于這些研究，一方面，他們大都是以完全理性人為假設，以經典博弈理論對行為主體進行分析。然而，博弈雙方完全理性的假設往往與實際情況不符。現實生活中的博弈是一種長期的重復的博弈，博弈雙方不停在博弈過程中通過獲取對方或者外界的信息不斷學習，改變自己的策略。另一方面，大多從供應鏈或其上下游節點間的合作作為研究角度，較少探討第三方物流企業之間的協同合作關系。

本文以第三方物流企業為對象，運用演化博弈論來研究第三方物流供應商之間協同合作關系的演化穩定策略，以及他們之間如何實現資源共享、風險共擔、優勢互補的“1+1>2”的協同效應。

1 演化博弈

演化博弈起源于行為生態學和生物進化論，是把博弈理論和動態演化過程分析結合起來的一種理論。Smith與Price[7]在1973年發表的論文中首次提出演化穩定策略(ESS)概念，標志著演化博弈理論的誕生。之后，Smith一系列的研究工作為演化博弈論的研究開辟了許多方向。演化博弈論不僅廣泛應用于生態學、環境科學領域，而且越來越多地被應用于經濟領域，用于分析社會制度變遷、產業演化、金融證券以及股票市場等等。

演化博弈突破了經典博弈論對博弈者完全理性假設的局限性，參與人的有限理性與現實更接近，由此得出的結論對人類群體的行為做出更好的預測。演化博弈論以群體而非單個行為個體為研究對象，認為現實中個體并不是行為最優化者，個體的決策是通過個體之間模仿、學習和突變等動態過程來實現的。其主要目的就是要找到以有限理性為基礎且現實性較強Nash均衡，它強調博弈的動態調整過程。

在演化博弈論中，核心概念是“演化穩定策略(ESS)”和“復制動態”。演化穩定策略(ESS)，假設一個參與演化的生物體種群系統(人類、動物、植物)，選擇演化穩定策略時所處的狀態即是演化穩定狀態，該狀態的均衡即是演化均衡。對其描述如下：

(1)若策略s*是一個ESS，當且僅當s*構成一個Nash均衡；

(2)一種策略的適應度或支付(Payoff)比種群的平均適應度高，這種策略就會在種群中發展，即適者生存體現在這種策略的增長率大于零，可用微分方程表示：

2 演化博弈模型

2.1 模型假設

協同是系統中諸多子系統的相互協調的、合作的或同步的聯合作用、集體行為，第三方物流企業的協同是打破資源（人、財、物、信息、流程）之間的壁壘和邊界，使它們為共同的目標而進行協調的運作，通過對資源的最大開發、利用和增值以充分達成一致的目標。為簡單起見，本文將問題抽象為分析兩物流企業間博弈。

(1)博弈方：為來自大群體隨機分配的第三方物流企業1和2，且滿足有限理性的假設。

(2)行為策略：博弈方都有兩種行為方式：協同或不協同。兩企業都采取協同策略時，均獲得不協同情況下的正常收益πi(i=1,2)和由協同效應產生的超額收益σi(i=1,2)，同時要為協同付出信息和溝通成本υi(i=1,2)。當企業采取不同策略時，選擇協同策略的企業要支付 υi(i=1,2) 的成本，0＜υi＜σi，而采取不協同的博弈方獲得正常利潤πi(i=1,2)及由于對方協同共享所帶來的收益ξi(i=1,2)。雙方都選擇不協同策略時，雙方都只能得到獨立運作時的正常收益。

(3)行為策略采用的比例：企業1選擇“協同”策略所占比列為x，選擇“不協同”策略占比例為1-x。企業2選擇“協同”策略所占比列為y，選擇“不協同”策略占比例為1-y。

(4)支付矩陣：用U表示博弈方的收益，由以上分析得支付矩陣表1。

表1 第三方物流企業協同博弈的支付矩陣

2.2 演化博弈模型

根據以上支付矩陣，對于博弈方企業1而言，可得 “協同”策略的支付收益為：

構造“協同”博弈方企業1的復制動態方程：

由式(2)、(4)帶入式(5)得，

復制動態方程反映了博弈方學習的速度和方向，當其為0時，表示博弈在此時已達到一種相對穩定的均衡狀態。令F(x)，求出三個穩定狀態點

根據演化穩定策略的性質,具有穩定性的均衡點必須對微小的擾動具有穩定性。要求x向低于x*水平偏離時,F(x)必大于0；當x向高于x*的水平偏離時，F(x)必小于0，也就是指F(x)的導數在x*處小于0時的,才是進化博弈論中的“演化穩定策略”(ESS)。

同理，博弈方2“協同”的復制動態方程為：

以上過程在坐標平面上可表示為圖1。

2.3 模型分析

在這兩個種群的非對稱博弈復制動態演化過程中，如果一開始的狀態在Ⅰ區域，即在博弈開始時第三方物流企業1中以超過概率支持協同行為，第三方物流企業2中以超過概率支持協同行為，那么該博弈將收斂于x*=1，y*=1，即兩種群收斂于協同。如果初始狀態落在Ⅲ區域，那么博弈將收斂于x*=0，y*=0。當初始狀態在Ⅱ和Ⅳ區域時，最終博弈的穩定均衡取決于這兩個種群的學習速度。如果初始狀態在Ⅱ區域，第三方物流企業1向x*=1的收斂速度大于第三方物流企業2向y*=0的收斂速度，那么博弈將進入區域Ⅰ，x*=1，y*=1為最終的演化穩定策略。

由此可見，企業的選擇將隨初始狀態和學習調整情況的不同而不同。而在長期進化過程中，第三方物流企業通過學習進化到什么狀態，與博弈方的初始狀態、選擇這種模式產生的收益 σi、“搭便車”的收益 ξi、所支付成本大小 νi等因素相關。在長期的非對稱博弈的過程中，有限理性的企業更注重獲取長遠收益。

3 結語

本文通過有限理性的非對稱博弈演化分析，得出物流鏈中第三方物流供應商之間協同合作關系的演化穩定策略。第三方物流企業的“協同”行為選擇，會因為博弈的初始狀態、種群的學習速度等造成不同的演化路徑。這種演化是第三方物流企業與相關利益群體建立聯系，依據博弈方的初始狀態、選擇該模式產生的超額收益、博弈方采取不同策略時一方“搭便車”的收益、所支付成本，以最大限度的獲取效益，而對其行為學習與調整的緩慢進化過程。從而為第三方物流企業的決策選擇提供參考依據。

[1]Marshall L Fisher.What is the Right Supply Chain for your Product[J].Harvard Business Review,1997,75(2).

[2]Togar M.Simatupang，R.Sridharan.The Collaborative Supply Chain[J].The International Journal of Logistics Management,2002,13(1).

[3]Manthou V,Vlachopoulou M,Folinas D.Vutual e-Chain (VeC)Model for Supply Chain Collaboration[J].International Journal of Production Economics,2004，(87).

[4]田宇,彭建平.合作物流服務網絡形成的動力機制分析[J].商業經濟文薈，2002，(5).

[5]田宇.物流服務供應鏈構建中的供應商選擇研究[J].系統工程理論與實踐,2003，(5).

[6]Maynard Smith J.，G.Price.The Logic of Animal Conflicts[J].Nature,1973，(246).

（責任編輯/浩 天）

F224.32

A

1002－6487（2011）03－0183-03

國家軟科學資助項目（2008GXS1B022）；湖南省社會科學基金資助項目（09YBB080）；湖南省科技重大專項“第三方物流協同服務系統關鍵技術研究與應用示范”課題的資助（2009FJ1003）

李 斌（1968-），女，湖南湘鄉人，博士，教授，研究方向：國際貿易與現代物流。

陳 景（1985-），女，湖南株洲人，碩士，研究方向：國際貿易與現代物流。