基于蜈蚣博弈的農產品供應鏈合作機理分析

李風琦

(湖南省社會科學界聯合會， 湖南 長沙 410003)

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基于蜈蚣博弈的農產品供應鏈合作機理分析

李風琦

(湖南省社會科學界聯合會， 湖南 長沙 410003)

摘要：農產品供應鏈體系建設是發展現代農業的重要環節，雖然當前我國的農產品供應鏈體系取得了長足的發展，但仍然存在著諸多的問題。以博弈論為分析工具，特別是蜈蚣博弈分析供應鏈發展現狀和存在的問題，并探討解決的方法。本文由此形成對策建議，指導和不斷完善農產品供應鏈系統。

關鍵詞：蜈蚣博弈；農產品；供應鏈；合作機理

一、引言

發展現代農業，實現城鄉一體化的關鍵是提高農業科技化、市場化、組織化程度。當前，我國農業的現狀是人多地少的農戶分散式經營為主的“小農經濟模式”，以現代企業大規模、高機械化程度、標準化生產的現代工業化的農業發展模式所占比重很小。在這種情況下，要發展現代農業，提高農民收入、確保農產品質量、縮小城鄉差距，建設好社會主義新農村，就應以農企為領導、市場為主導、政府為向導，通過發展農產品供應鏈聯盟等模式，引導農戶走上現代農業之路。近年來，不少學者在這方面進行了有益的探索與研究。趙霞等運用收益共享合同研究了鮮活農產品供應鏈的協調問題[1]。凌六一等利用風險共擔合同協調機制研究了隨機產出與隨機需求環境下的農產品供應鏈問題[2]。趙靜雯等還在農產品供應鏈中加入低碳運行的思想，由此得到相關實施措施并提供了一定的政策建議[3]。鄧彬基于博弈視角，從理論上分析了農產品供應鏈管理利益協調機制的重構路徑[4]。

但是，因我國氣候、地理、風俗等不同，農業的情況比較復雜，還有很多農戶沒有參與到供應鏈系統中來，就是參與到農產品供應鏈系統的農戶，也存在著穩定性不高、效率不高、質量難以保證等問題。為此，本文進一步運用蜈蚣博弈理論，以農產品供應鏈中農戶與農產品加工生產的核心企業的運行關系為代表分析農產品供應鏈的現狀和存在的問題，在此基礎上探討如何加強穩定性、提高效率、保證質量等問題，預期為供應鏈的健康發展提供有益的對策建議。

二、農產品供應鏈現狀的博弈分析

在我國現代農業發展模式中，農戶與農業核心企業合作是發展的比較早，也是比較成熟的一種供應鏈運作模式。常用的運作模式有生產企業主導、生鮮超市主導、農合組織主導等，其中以生產企業為主導的模式情況最普遍、發展規模最大、受益農戶最多，成為最主要的一種農產品供應鏈體系。如1993年初，山東濰坊等地發展出將農業核心企業與農產品生產基地或農戶捆綁在一起的農產品供應鏈原料采購階段的一體化模式，廣東溫氏食品集團與農戶形成的養殖業供應鏈體系等，這些都是以生產企業為主導的農產品供應鏈體系。這些供應鏈模式，都是以農產品加工的核心企業為龍頭，通過整合農產品種子、輔助資料、技術服務、市場銷售等資源將分散的農戶“集中”起來，形成合力、促進發展。

這種供應鏈模式大都能發揮好核心企業在人才、技術、質量、信息和品牌等方面的優勢，實現農戶與核心企業的雙贏效果。一是核心企業可以為農戶提供人才優勢。核心企業可以定期派出技術人員到廣大農戶家中，加強培訓與指導，逐步將農戶訓練成具有一定專業素質的人才。二是核心企業可以為廣大農戶提供相關的最新技術。比如，以牛奶業為例，核心企業可以將奶牛飼料成分的配制、奶牛病疫防治、鮮奶保質等方面的知識和技能傳授給與其合作關系緊密的農戶，培養一批供應鏈條穩定的鮮奶來源基地。三是加強質量控制。核心企業可以深入到農戶的農業生產過程中，做好產前、產中和產后的技術指導和質量把關，從源頭控制好農產品的質量。四是加強信息溝通，減少信息不對稱。有利于指導農戶適應市場的變化調整好農業產業的生產結構。五是為核心企業確?？煽康脑牧蟻碓?。

供應鏈模式也可以用智豬博弈來分析：假設豬圈里有一頭大豬和一頭小豬。豬圈很長，一頭是踏板，另一頭是飼料的出口和食槽。豬每踩一下踏板，另一邊就會有相當于10份的豬食進槽，但是踩踏板以后跑到食槽所需要付出的“勞動”相當于消耗2份的豬食。具體博弈見圖1。

圖1　智豬博弈矩陣

注：博弈矩陣中，第一個收益結果的前一個值為“小豬”的收益，后一值為“大豬”的收益。

若我們將核心企業比作“大豬”，廣大農戶比作“小豬”。從圖1的博弈矩陣可知，“小豬”沒有動力去觸動食槽開關，“大豬”若不觸動食槽開關則大小豬都得不到食料，大豬只好先觸動食槽開關再來吃食料。因此，大豬觸動食槽開關，小豬不觸動食槽開關的策略形成一個博弈均衡解(4，4)，即小豬與大豬都得到4份豬食，此處小豬產生了搭便車行為。將此類比到以核心企業為主導的農產品供應鏈體系中，就是核心企業主動做好市場價格、市場銷售、農產品收購和技術服務等方面的工作，農戶只管好農產品生產，保證產品質量即可，體現了農產品供應鏈中核心企業帶動農戶致富的主導性作用。在這種農產品供應鏈合作機理下，在核心企業提供的機遇與發展平臺上，廣大農戶借助核心企業形成一個農產品供需的穩定體系。

但是，在我國農產品供應鏈模式的發展過程中，因為核心企業的壟斷性力量、雙方信息不對稱、各自趨向利益最大化的動機等，都會導致供應鏈體系中的某一方利益受損，大多數情況下農戶是利益受損方。仍以廣東溫氏食品集團為例，在發展過程也產生了不少問題，如合作農戶與溫氏集團交易時始終處于弱勢地位，溫氏集團在分配剩余利潤時向己方傾斜。另一方面，農戶經營養殖業風險較高，溫氏集團沒有很好的進行分擔，影響農戶的生產積極性等[5]。最終導致供應鏈雙方陷入“囚徒的困境”陷阱。本文認為農產品供應鏈中農戶與核心企業的博弈關系類似于蜈蚣博弈的情況，并以解決蜈蚣博弈悖論的方法來分析探討優化農產品供應鏈合作機理，實現農產品供應鏈模式更好的發展。

三、蜈蚣博弈簡介

(一)蜈蚣博弈

蜈蚣博弈(centipede game)是由羅森塞爾(Rosenthal)在1981年提出的一個動態博弈問題。由于這個博弈的擴展形很像一條蜈蚣，因此被稱為“蜈蚣博弈”。蜈蚣博弈中兩個博弈方A、B輪流進行策略選擇，可供選擇的策略有“合作”和“不合作”兩種。他們的博弈展開式如下：

圖2　蜈蚣博弈

在圖中2，博弈從左到右進行，橫向連桿代表合作策略，向下的連桿代表不合作策略。每個人下面對應的括號代表相應的人采取不合作策略，博弈結束后，各自的收益，括號內左邊的數字代表A的收益，右邊代表B的收益。如果一開始A就選擇了不合作，則兩人各得1的收益，而A如果選擇合作，則博弈進入第二階段，輪到B選擇，B如果選擇不合作，則A收益為0，B的收益為3，如果B選擇合作，則博弈繼續進行下去?？梢钥吹矫看魏献骱罂偸找嬖诓粩嘣黾樱献髅坷^續一次總收益增加1，如第一個括號中總收益為1+1=2，第二個括號為0+3=3，第二個括號則為2+2=4。這樣一直下去，直到最后兩人都得到10的收益，總體效益最大。遺憾的是這個圓滿結局很難達到！

(二)蜈蚣博弈悖論

注意在上圖中最后一步由B選擇時，B選擇合作的收益為10，選擇不合作的收益為11。根據理性人假設，B將選擇不合作，而這時A的收益僅為8。A考慮到B在最后一步將選擇不合作，因此他在前一步將選擇不合作，因為這樣他的收益為9，比8高。B也考慮到了這一點，所以他也要搶先A一步采取不合作策略……如此推論下去，最后的結論是：在第一步A將選擇不合作，此時各自的收益為1！這個結論是令人悲傷的。

綜合以上4種情況,在最壞情況下,3面及面上的點最多從6-點拿走的權值為1，稱之為最壞3-面6-點情形。

不難看出，在該博弈的推理過程中，運用的是逆推法。從邏輯推理來看，逆推法是嚴密的，但結論是不合理的。因為一開始就停止的策略A、B均只能獲取1，而采取合作性策略有可能均獲取10，當然A一開始采取合作性策略有可能獲得0，但1或者0與10相比實在是很小。直覺告訴我們采取“合作”策略是好的。而從邏輯的角度看，A一開始應選擇“不合作”的策略。人們在博弈中的真實行動“偏離”了運用逆推法關于博弈的理論預測，造成二者間的矛盾和不一致，這就是蜈蚣博弈的悖論。

四、農產品供應鏈合作機理的博弈分析

在農產品供應鏈中，農戶與核心企業之間的合作類似于蜈蚣博弈的A、B雙方，農戶與核心企業雙方在合作中，輪流擁有主動權，可以選擇合作的積極應對態度，也可以選擇不合作的消極應對態度。如果是積極應對，則表明該方有預期到下一階段仍參與合作，如果是消極應對則暗示到此階段就結束雙方的合作模式。

為了分析的方便，不妨設A方表示農戶，B方表示農產品核心企業。雙方博弈的每一階段可以是每一次農產品交易，也可以是每一個合同周期，等等。以圖2博弈為例，起始階段，農戶參與到以核心企業為領導的農產品供應鏈體系中，如果只合作一次就結束，A、B雙方收益均為1；如果參與合作到第2期，是否合作的主動權在B方，如果B選擇以后不再合作，A、B的總收益分別為0、3；如果參與合作到第3期，是否合作的主動權回到A方，如果A選擇以后不再合作，A、B的總收益分別為2、2；如果參與合作到第4期，是否合作決定權返回到B方，如果B選擇以后不再合作，A、B的總收益分別為1、4。以后各期由此類推。就是說A、B雙方的合作以連續的方式分期進行，雙方輪流擁有終止合作的主動權，每方在觸動終止合作的“按鍵”時，都會比對方多獲得一點收益。按照這種模式博弈下去，依照A、B雙方理性經濟人的特性，合作應只能進行一次，即第一次合作。但我們從整個博弈圖示來看，第1期就結束的博弈雖是Nash均衡，但并不是最優解。博弈中除了第2期，任何一期都優于第1期。這就是前面提到的蜈蚣博弈悖論。

本文參考學者們對蜈蚣博弈悖論的探討，結合我國農產品供應鏈實際，從以下幾個角度分析如何化解這種類似“囚徒困境”的蜈蚣博弈悖論，思考如何更好地促進農產品供應鏈體系的運行，更好地發揮農產品供應鏈的作用，促進農戶與市場更好、更順暢的對接，實現農戶與農產品生產、加工等核心企業的雙贏。

(一)預期心理的合作模式

在供應鏈體系的互動多階段博弈中，理性的農戶和核心企業都可以看到，只要能堅持兩期的合作，雙方的收益都會增加，過早的觸動“按鈕”只會使雙方都受損。但是關鍵的問題是選擇何時結束博弈，即結束合作。(如果博弈在自己選擇的階段結束，那么結果就稱為可控收益。如果博弈是在對方選擇階段結束，那么結果就稱為不可控收益)。一般地，各方的可控收益要大于前一期的不可控收益。每一方都要考慮如何才能引導對方繼續加強合作，最大化地促進整個博弈收益，當然博弈方也會增大收益。此時，可以利用預期心理的方法來選擇最佳的結束階段，就是分析尋找A、B雙方的最大可控收益，最佳的博弈結束點就是這兩者的任何一個。不管是哪種結果，都會高于Nash均衡解。以四階段蜈蚣博弈為例，如圖3：

圖3　四階段蜈蚣博弈圖

A的最大可控收益是第3階段的2，B最大的可控收益是第4階段的4。因而由預期心理法分析，A在第3階段或B在第4階段終止博弈的可能性最大。而不會是A的第一階段就結束博弈。從圖3來看，可能性最大的博弈解應是第3階段，此時A、B方的收益都是2。

(二)利益補償的合作模式

在供應鏈合作模式中，一旦某方發現其在此供應鏈合作中短期沒有得益，長期也沒有得益的空間，他就會退出此合作。此時，供應鏈獲利大的一方如果給予對方合理的利益補償，就可以促使合作繼續進行下去，最終也是雙方共同受益。潘天群[6]分析了博弈雙方通過討價還價的利益補償來達到合作的目的，可使雙方利益均最大化。

仍以圖3的四階段蜈蚣為例分析。假設沒有協商成本和收入的時間價值。B與A協商在第2階段B選擇不合作結束博弈，但通過給予A補償x，讓A在第一階段選擇“合作”策略。只要滿足且即可，因此當時雙方就會達到博弈第2階段。同理若使博弈繼續進行，A、B之間可以不斷的協商，最終達到博弈的合作性均衡。同時，就此博弈來看，也要注意到A方一直處于相對劣勢狀態下，因此在博弈的任何環節A方都沒有補償B方的可能性，A方唯一的優勢就是可在自己方作決定時觸動“按鈕”來結束合作。這就很類似于供應鏈合作中的農戶，農戶一般是處于被動、劣勢的一方。因此，核心企業要給予一定程度的讓利行為，激發農戶的積極性，同時也可能促進雙方共同獲益。

(三)灰勢分析的合作模式

灰勢分析的方法其實就是一種向前看的分析，以未來到博弈的某個階段為止，博弈方的收益區間情況，然后以收益區間的中位數作為參考值來作為當下階段的判定標準。這就突破了博弈雙方都以博弈前后一期為標準來作決定的短見目光。因此，在農產品供應鏈體系中，農戶和農產品核心企業方都要將目光放長遠，以整個行業的未來價值鏈發展趨勢為目標，共同去努力做好。盡量不出現三鹿奶粉事件，這是因為農戶提供給企業有三聚氰胺的鮮奶導致奶粉產品質量出現問題而危害消費者，這同時也將以三鹿公司為核心企業及為其提供奶源的廣大農戶的供應鏈體系完全破壞殆盡。

(四)沉沒成本投入的合作模式

在供應鏈中，供需雙方合作不穩定，主要是雙方的合作基礎不牢固，當某方感覺到自身在供應鏈體系中沒有達到預期收益目標，或是覺得利益被剝奪時，一旦有更好的機會時，就會退出現有供應鏈體系。因此，要達到供應鏈體系的長遠與健康發展，供應鏈中的供需方可以在合作之初共同投入一定的沉沒成本，不完成一定的合作任務或期限不能將此成本收回，這樣就能增大雙方合作的基礎。比如在圖3的博弈圖中，A、B雙方在博弈前各投入成本2，并約定從第2階段起每一階段博弈中雙方分別回收成本一個單位。若按此規則博弈則雙方在博弈第3階段就已經回收了全部成本。則A、B雙方的博弈心態有會發生怎樣的變化。此時整個博弈見圖4：

圖4　四階段蜈蚣博弈圖

此時的蜈蚣博弈均衡解到第2階段或第3階段就結束。當然，最好是推進到第3階段，此時博弈雙方都有收獲。

五、結論與建議

(一)結論

通過對蜈蚣博弈進行分析，以化解蜈蚣博弈悖論為手段，可以看到農戶和農產品核心企業者都是理性博弈方時，還是能實現多期的合作博弈，雙方能達到一定程度的收益最大化。解決這個問題方法有多種，可以加強相互溝通與交流，最大化各自的心理預期目標；可以采用獲利多的一方給予利益補償，促進雙方繼續合作；可以向前看的心態加強對合作模式發展的信心，促進合作共贏；可以約定共擔風險，投入一定程度的沉沒成本，增進雙方合作的基礎，不斷推動合作向前發展，等等。

(二)建議

農產品供應鏈體系中很少有類似工業化、信息化產業的強強聯合模式，因此，本文主要針對供應鏈體系中強勢方核心企業與弱勢方農戶間如何加強合作，通過供應鏈合作模式促進雙贏，從解決蜈蚣博弈悖論的幾個主要方法出發，談幾點建議。

1.加強供應鏈合作的心理預期，杜絕短視行為。農業及與農業相關的產業風險性較大，農戶很容易在沒有得到顯著效應或利益時退出供應鏈體系。因此，作為供應鏈的供需雙方都要有打算長期合作的心理準備，不斷促進供應鏈合理健康發展。

2.建立合理補償機制，促進公平分配。在農戶與核心企業的供需模式中，農戶一般處于弱勢地位，他們對市場變化反應慢、學習新技能慢、更新農產品品種慢，這些都要核心企業為他們提供全方位、多層次的指導與服務。同時，核心企業通過現代企業運作方式，在面對市場時擁有資金、信息、技術和市場等優勢，很容易出現“殺雞取卵”式的短利行為，過度掠奪農戶的利益，導致供應鏈的畸形發展。這從長遠來看也是不利于核心企業的發展的。因此，作為有長遠眼光的核心企業，應主動建立合理補償機制，使農戶在供應鏈中受損的部分利益得到一定的補償，實現較為公平的利益分配機制，促進供應鏈體系健康發展。

3.建立階段性目標調整機制，注重發展效益。分析灰勢分析的合作模式，在任何一個博弈階段，雙方都要重新評估今后發展中各自的效益均值是否會強于目前狀態，若是有增長機會就持續合作下去，若沒有增長空間，就會當下結束合作。這就要求供應鏈體系中供需雙方根據當前的形勢預估今后的發展變化，進行新的目標調整，以發展的眼光看問題，這樣可能更有利于建立穩定性供應鏈體系。

4.夯實互信的合作基礎，實現合作雙贏。當供應鏈管理中雙方有了堅實的合作基礎，就能減少一些交易成本，促進信息交流，攜手共進、共同發展，實現雙贏。具體方法可以是雙方在合作之初就建立合作基金(類似沉沒成本)，沒有達到一定的合作期限時，違約一方的“沉沒成本”就無法收回，這就建立起雙方合作的硬約束，共同做好供應鏈體系建設。同時，考慮到廣大農戶太分散，個體農戶的投入資金有限，很難拿出一定量的“沉沒成本”出來，政府可以代替農戶發揮這方面的作用，可以召集核心企業和農戶雙方，就如何建議互信機制、基金投入機制等提供幫助和信用證明等。

參考文獻：

[1]趙霞，吳方衛.隨機產出與需求下農產品供應鏈協調的收益共享合同研究[J].中國管理科學，2009(5)：88-95.

[2]凌六一，郭曉龍，胡中菊，等.基于隨機產出與隨機需求的農產品供應鏈風險共擔合同[J].中國管理科學，2013(2)：50-57.

[3]趙靜雯,楊洪林.基于低碳行為和消費者監督的農產品供應鏈政企博弈分析[J].廣西社會科學,2015(9).

[4]鄧彬.博弈論視角下農產品供應鏈管理利益協調機制反思[J].貴州社會科學,2015(6):159-163.

[5]胡浩民，黃澤文，向安強.農戶棄養：溫氏集團“公司+農戶”模式或可遭遇的困境及對策[J].古今農業，2012(2)：15-24.

[6]潘天群.交流理性與逆向歸納法悖論的消解[J].自然辨證法研究，2005(12)：25-28.

[7]方志耕,劉思峰,施紅星，等.破解“蜈蚣博弈”悖論：“灰數規整”順推法研究[J].中國管理科學，2008(2)：180-186.

收稿日期：2016-01-28

基金項目：湖南省院士專家咨詢委員會湖南省情與決策咨詢研究課題(2014BZZ301)。

作者簡介：李風琦，1978年生，男，湖南安仁人，助理研究員，博士生，研究方向：能源經濟與環境政策、農村經濟。

中圖分類號：F32

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9743(2016)06-0023-05

Analysis of Supply Chain Cooperation Mechanism of Agricultural Products Based on the Centipede Game

LI Feng-qi

(HunanFederationofSocialScienceCircles,Changsha,Hunan410003)

Abstract：The construction of agricultural products supply chain system is an important step in developing modern agriculture.Recently,although our country’s agricultural product supply chain system has made great achievement,but many problems still exist.Based on the centipede game,the author of this paper analyses the development status and existing problems of supply chain,and discusses the solution and puts forward the countermeasures and suggestions to guide and improve the agricultural products supply chain system.

Key words：centipede game;agriculture products;supply chain;cooperation mechanism