基于演化博弈的制造業服務化模式選擇研究

蹤 鋒，王 炎，程 林

(南通理工學院 商學院，江蘇 南通 226000)

一、問題提出

隨著全球經濟一體化進程的加快，社會經濟正由產品經濟向服務經濟跨越，從而帶動全球經濟產業結構發生改變。近年來，我國對外重塑在全球供應鏈中的形象，對內加緊產業結構調整與升級，經濟增長由高速轉為中高速，產業發展正經歷著轉型升級的陣痛，經濟發展正式步入新常態。在我國經濟進入新常態時期，按照《中國制造2025》提出的“積極發展服務制造和制造服務業”戰略，制造服務化已成為制造企業轉型升級的方向。但目前，我國制造業整體仍處于價值鏈中低端。據有關資料顯示，我國具備服務型制造能力的企業僅占所有企業的2.2%，這一比例即使在發展中國家也處于較低行列。因此，面對國外先進制造業的沖擊，如何通過人才引進，尋找合適的制造服務化模式，是提升我國制造業競爭力的當務之急。

制造業服務化概念最早是由Vandermerwe和Rada提出的，[1]隨后，學界對此進行了深入的研究。White等認為，服務化就是制造企業的角色由產品提供者向服務提供者轉變，強調服務化是一種動態的變化過程；[2]張予川等基于微笑曲線理論，研究了制造業服務化的路徑選擇；[3]陳瑜等利用演化博弈理論，研究了不同的外部環境下新興產業最佳的行動策略；[4]李國昊利用演化博弈分析了制造業服務化過程中制造企業與客戶之間的博弈過程，并給出需要對知識缺口進行補救的情況；[5]汪明月等基于演化博弈方法，研究了新興產業技術共享的演化博弈過程，進而為產業政策的制定提供了決策支持；[6]李偉慶等通過系統廣義矩估計法實證檢驗服務外包對我國制造業與服務業升級的影響。[7]

本文在前人研究的基礎上，以制造業服務化為例，在制造業自營服務、制造業和服務業合作服務以及制造業服務外包[8]三種運作模式中，對如何協調制造業與服務業協同發展以及服務模式的選擇進行了研究，運用演化博弈方法進行運作模式的選擇，以期找到最佳的契合點使制造業和服務業有機結合。

二、模型構建

1.博弈模型假設

2.博弈過程

制造業服務化的博弈支付矩陣如表1所示。

表1 制造業服務化的博弈支付矩陣

令制造業服務化選擇自營服務方式的概率為x，則選擇外包服務方式的概率為1-x。

制造業采用自營服務方式來提供制造服務的期望收益為：

(1)

制造業采用外包服務方式來提供制造服務的期望收益為：

U2=xV+(1-x)V=V

(2)

制造業服務化的平均期望收益為：

(3)

制造業選擇自營服務方式來提供制造服務時的復制動態方程為：

(4)

將式(1)、式(3)帶入復制動態方程得：

(5)

圖1 相位圖

令F(x)=dx/dt，根據微分方程的穩定性原理及演化穩定策略的性質，當F′(x*)﹤0時，x*為演化穩定策略(ESS)。

圖2 相位圖

表2 強弱制造業服務化的博弈支付矩陣

令強勢制造業服務化選擇自營服務方式的概率為x，選擇外包服務方式的概率為1-x。弱勢制造業服務化選擇自營服務方式的概率為y，選擇外包服務方式的概率為1-y。

強勢制造業采用自營服務方式來提供制造服務的期望收益為：

(6)

強勢制造業采用外包服務方式來提供制造服務的期望收益為：

UA2=yV1+(1-y)V1=V1

(7)

強勢制造業服務化的平均期望收益為：

(8)

強勢制造業選擇自營服務方式來提供制造服務時的復制動態方程為：

(9)

將式(6)、式(8)帶入復制動態方程得：

(10)

同理，弱勢制造業采用自營服務方式來提供制造服務的期望收益為：

(11)

弱勢制造業采用外包服務方式來提供制造服務的期望收益為：

UB2=xαV1+(1-x)αV1=αV1

(12)

弱勢制造業服務化的平均期望收益為：

UB=yUB1+(1-y)UB2

(13)

弱勢制造業選擇自營服務方式來提供制造服務時的復制動態方程為：

(14)

將式(11)、式(13)帶入復制動態方程得：

(15)

對于每一個均衡點(x,y)，計算其雅克比矩陣的行列式：

雅克比矩陣的軌跡為：

5個平衡點的穩定性分析，如表3所示：

表3 平衡點穩定性分析表

根據表3可知，在5個均衡點中有兩個ESS，分別代表著：{強勢制造企業選擇自營服務模式來提供服務化，弱勢制造企業選擇外包服務模式來提供服務化}，{強勢制造企業選擇外包服務模式來提供服務化，弱勢制造企業選擇自營服務模式來提供服務化}。強弱供應商博弈的動態過程如圖3所示。

圖3 強弱供應商博弈相位圖

當初始情況(x，y)落在區域①，會收斂到ESS(0，1)，即強勢制造企業都采用外包服務模式，弱勢制造企業都采用自營服務模式；當初始情況(x，y)落在區域④，會收斂到ESS(1，0)，即強勢制造企業都采用自營服務模式，弱勢制造企業都采用外包服務模式；當初始情況(x，y)落在區域②③，可能會收斂到ESS(1，0)，也可能會收斂到ESS(0，1)，這取決于強弱制造企業的學習速度。

從圖3可以得出如下結論：(1)隨著成本C1的提高，鞍點向下移動，①區域面積增加，④區域面積減少，即：弱勢制造企業將有更大的機會來提供自營服務，從而獲得更大的利潤，但隨著成本C2的提高，鞍點向右移動，①區域面積減少，④區域面積增加，即：弱勢制造企業將會更多的選擇外包服務模式，只能獲得固定收入。這種情況下，弱勢制造企業處于競爭劣勢，市場上更多收益會流入強勢制造企業中，為了扭轉這種局勢，政府可以在物流環節、金融環節等提供支持。(2)隨著R的提高，鞍點中x、y的值都在提升，但x的上升幅度將大于y，且隨著R的提高，①區域面積與④區域面積的差距不斷減少，即：強勢制造商選擇自營服務模式和弱勢制造商選擇自營服務模式的概率不斷縮小，但②③區域面積將占總面積的絕大多數，即：不確定性變大，可見R的提高有利有弊。因此，首先鼓勵各制造企業采用自營服務模式來提供服務化，增大自身基數，以求與國外強勢制造企業競爭時占得先機，其次應號召消費者購買自營服務的制造業產品，宣傳自營服務優勢，并適當給自營服務制造企業政策上的獎勵。

三、數值實驗

本文利用matlab數值實驗法，通過圖形直觀地分析制造業選擇某種策略的初始群體比例和等參數變動對演化的影響。參數取值為：V1=16，R=12，C1=9，C2=5，α=β=0.5。

從圖4可知，弱勢制造商的最終博弈結果和收斂時間除了與自身選擇服務化的初始比例有關，還與強勢制造商選擇服務化的初始比例有關。隨著強勢制造商選擇服務化的初始比例不斷升高，弱勢制造商的收斂結果越差，同理可得，隨著強勢制造商選擇服務化的初始比例降低，系統收斂于理想狀態的概率將大大增大。隨著《中國制造2025》的提出，越來越多的國外先進制造企業進入中國，會給我國制造業帶來一定的沖擊，那么，如何擺脫困境？如圖5和圖6所示，隨著α和β的提升，即弱勢制造商和強勢制造商的差距不斷縮小且制造企業對人才的利用率越來越高，那么演化結果將大概率的收斂于理想狀態。而且從圖5和圖6的對比可知，人才參與度的影響力要大于強弱制造商之間的差距。因此，我國制造業服務化還有很長的一段路要走。最為重要的一步就是要提升制造業的實力：(1)鼓勵制造業進行自營服務化，增加自身自營服務化比例；(2)企業和政府要共同努力，加大投入力度；(3)大力發展人才引進計劃，對制造企業進行相關培訓，使制造企業能更好地運用這些人才來進行服務化。

圖4 強勢制造商選擇服務化的初始群體不同比例對博弈的影響

圖5 強弱勢制造商差距不同時對博弈的影響

圖6 人才參與程度不同時對博弈的影響

四、結論

制造業服務化的方式有三種：自營服務模式、服務企業合作模式、外包服務模式。本文主要通過演化博弈分別研究了對稱情形下和非對稱情形下自營服務模式和外包服務模式的博弈過程。在對稱情形下，當制造商選擇以自營服務方式來提供制造服務所付出的成本小于所獲得額外收益的一半時，那么制造企業將會選擇自營服務模式。當制造商選擇以自營服務方式來提供制造服務所付出的成本小于所獲得額外收益，但大于額外收益的一半時，那么制造企業將會以一定的概率來選擇自營服務模式。在非對稱情形下，市場中存在強弱制造商，這時我國為保護自己的制造企業，需要對制造業提供物流和金融上的支持，降低省內提供自營服務的成本，并鼓勵各大制造企業采用自營服務模式來提供服務化，增大自身基數，以求在和國外強勢制造企業的競爭中能占得先機，其次政府應號召消費者購買自營服務的制造業的產品，宣傳自營服務的優勢，并適當的給自營服務的制造企業一些政策上的獎勵，比如給制造企業進行服務化的相關培訓，讓制造業知道如何來使用這些專業人才以增加人才的參與程度，而當人才進入本地制造企業時，給予一定的資金扶持，吸引人才流向本地制造業。