關于我國建設供應鏈合作的演化博弈分析

1、關于我國建設供應鏈合作的演化博弈分析         09-08-04 16:49:00     作者：金玲 劉長濱李秀杰    編輯：studa090420論文關鍵詞建設供應鏈演化博弈合作論文摘要針對當前建設供應鏈協(xié)調(diào)存在的問題，運用演化博弈的方法構建了建筑供應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，或者增大合作利潤等措施，都能促進建設供應鏈企業(yè)向合作狀態(tài)轉化，但從

2、根本上改善合作狀況則需要依靠建設供應鏈企業(yè)的行為承諾和對惡性競爭的懲罰。Key words:construction supply;evolutionary game theory;cooperationAbstract:In view of 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 evolut

3、ionary game theory.Based onthe model,the analysis shows that reducing the hidden informations or actions，the initial costs of cooperation andthe losses of partners,or increasing the cooperative profits would take the construction supply chain enterprises to acooperative state.However,a fundamental i

4、mprovement of cooperation would only be relied on action commitmentsof construction supply chain enterprises and penalties for vicious competitions.1建設供應鏈存在的問題建設供應鏈企業(yè)之間的協(xié)調(diào)是指總承包商、分包商、設計商、供應商之間的相互協(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，我國建設供應鏈集成化程度低，真正意義上的總承包企業(yè)還比較少，設計和施工依然處于獨立運作狀態(tài)，總承包商和分包商、總承包商和供應商、分包商和供應商、業(yè)主和

5、總承包商之間缺乏長期的合作關系，供應鏈上各成員往往只關注自身、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商之間長期以來的不信任關系，使得各成員不愿共享信息，信息不對稱問題突出；基于自身利益的考慮，成員之間出現(xiàn)了不同程度的隱藏行為；由于建設過程的參與方眾多、建設環(huán)節(jié)和專業(yè)工藝繁雜，建設供應鏈的協(xié)調(diào)問題往往發(fā)生在各參與方相互銜接的不同建設階段的邊界上。這些問題導致建設供應鏈運行效率低下，企業(yè)難以獲得統(tǒng)一行動所能帶來的效益。為保持和提高競爭優(yōu)勢，供應鏈企業(yè)需要由傳統(tǒng)的企業(yè)關系走向戰(zhàn)略合作，建立戰(zhàn)略伙伴關系1。本文即嘗試運用演化博弈理論中的模仿者動態(tài)模型分析建

6、設供應鏈各參與方的合作與競爭行為，探討建設供應鏈合作形成的條件和影響因素。2建設供應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）和復制者動態(tài)（Replicator Dynamics）。ESS表示穩(wěn)定狀態(tài)，它能抵抗變異策略的入侵；復制者動態(tài)是描述某一特定策略在一個種群中被采用的頻數(shù)或頻度的動態(tài)微分方程。根據(jù)演化原理，如果一種策略的適應度或支付比種群的平均水平高，這種策略會在種群中發(fā)展，并且假設其支付的調(diào)整速度與其支付超過平均支付的幅度成正比，系統(tǒng)會向某一策略演化，并可能穩(wěn)定在某一狀態(tài)2。在建設供應鏈中，總承包商和供應商（或

7、分包商）是兩種不同的利益群體。他們在交易中可能采取的行為有競爭和合作兩種。假設他們選擇競爭的利潤為U，而選擇合作的利潤更多，為R，但要為合作行為投入成本C（R>C）。但合作是有風險的：若其中一方隱藏信息或行動能為自己帶來好處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?？偝邪毯凸踢x擇合作的比例是p、q（0p、q1），選擇競爭的比例為1-p、1-q（0p、q1）。由表1可得，供應商采用合作策略的適應度為：f1（r1，s）=（US-CS+RS）p+（US-CS-LS）（1-p）；采用競爭策略的適應度為：f（1r2，s）=（US+IS）p+U（S1-p）；平均適

8、應度為：f（1q，s）=qf1（r1，s）+（1-q）f（1r2，s）。供應商的復制者動態(tài)方程為：dq/dt=q（1-q）（Rs-Is+L）sp-（CM+LM）  （1）類似可得到總承包商的適應度f2（r2，s）=（UG-CG+RG）q+（UG-CG-LG）（1-q），f（2r2，s）=（UG+IG）q+UG（1-q），以及平均適應度f（2p，s）=pf（2r1，s）+（1-p）f（2r2，s）?？偝邪痰膹椭普邉討B(tài)方程為：dp/dt=p（1-p）（RM-IM+LM）q-（CM+LM）（2）建筑業(yè)總承包商和供應商之間競爭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建設供

9、應鏈的演化博弈模型分析與調(diào)整3.1模型分析一個由微分方程系統(tǒng)描述的群體動態(tài)，其均衡點的穩(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E（x，y）分別為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）。孫慶文等對非對稱2×2演化博弈均衡進行了漸進穩(wěn)定性分析，完整地給出了其定性行為的拓撲等價分類，針對一些熟知的博弈模型介紹了若干結果3。由于系統(tǒng)中US>US-CS-LS，UG>UG-CG-LG，分析可知：（1）當-CS+RS>IS、IG<-CG+RG時

10、，E1、E4穩(wěn)定、E2、E3不穩(wěn)定、E5為鞍點，其相圖見圖1（a）。（2）當-CS+RS>IS、IG<-CG+RG或-CS+RS>IS、IG<-CG+RG或-CS+RS>IS、IG<-CG+RG時，E1都是穩(wěn)定均衡點、E4為鞍點或者不穩(wěn)定點。其相圖分別見圖1中的（b）、（c）、（d）。在E1狀態(tài)，雙方都選擇競爭策略，利潤是較低的，E4才是供應鏈中的合作狀態(tài)。但由圖1可知，供應鏈向E4轉化是困難的，有且僅有一種可能，見圖1（a），但其并不能保證轉化到E4，也有可能到E1。系統(tǒng)演化所到的點由起始點決定，在E2E5E3E1E2圍成的區(qū)域G中，系統(tǒng)向E1演化；只有在

11、E2E5E3E4E2圍成的陰影區(qū)域H中，系統(tǒng)才向E4演化。     09-08-04 16:49:00     作者：金玲 劉長濱李秀杰    編輯：studa090420從以上演化博弈模型可知，系統(tǒng)演化的長期均衡結果可能是完全合作，也可能是完全競爭，究竟沿著哪條路徑到達哪一狀態(tài)與該博弈的支付矩陣密切相關，在一定的信息引導機制下，系統(tǒng)將收斂于哪一個均衡點受到博弈發(fā)生的初始狀態(tài)影響4。 3.2模型調(diào)整若供應商和總承包商由競爭走向合作狀態(tài)，由圖1可知，雖然不是從所有起點都能演化到

12、E4，但它還是有改善可能的。在圖1（a）中，E5點的橫縱坐標都為（C+L）（/L+R-I），由于合作成本和風險的存在，它們不能為0。增大R或減小L、C、I均能使坐標變小，即E5點向E5轉化，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E4的概率增加，越來越多的供應商與總承包商會選擇合作策略。但這并不能從根本上解決問題。參與供應鏈的企業(yè)必須慎之又慎，事先應深入研究合作能否建立良好的環(huán)境，能否實現(xiàn)資源的互補性，能否獲得技術、產(chǎn)品以及財務等方面的協(xié)同效應以及合作產(chǎn)生的超額利潤，在此基礎上，方能做出合理的決策。在供應鏈中，如果總承包商認為合作的利潤要大于競爭的利潤，同時有能力遏制不合作的行為，

13、承諾合作并對競爭行為進行懲罰，那么它將改變系統(tǒng)的演化方向。假設對競爭行為的懲罰為K；由于總承包商并不了解供應商狀況，他對供應商的懲罰可能是不夠的。總承包商和供應商的支付矩陣由表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作為最優(yōu)策略，假設IS-KS<-CS+RS，-CS-LS<-KS。在這樣的條件下，系統(tǒng)有四個均衡點E1E4，其中E4為穩(wěn)定均衡點，E3為不穩(wěn)定均衡點，E1與E2為鞍點。二者博弈的動態(tài)過程示意相圖見

14、圖2。在這種情況下，無論起始點在哪里，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。這說明在懲罰競爭的條件下供應商和總承包商有向合作轉化的能力。4建設供應鏈合作的實現(xiàn)由建設供應鏈演化博弈模型的分析和調(diào)整可知，加強建設供應鏈企業(yè)之間的合作，可主要從以下兩個方面來實現(xiàn)：（1）增大雙方的合作利潤R或者減小隱藏信息或行動帶來的好處I、合作的初始成本C、合作方由于對方的競爭策略遭受的損失L，都能促使建設供應鏈企業(yè)走向合作狀態(tài)。當前建筑市場成熟度不夠、誠信欠缺以及工程質(zhì)量控制等方面的因素，使得建筑業(yè)缺乏良好的市場合作環(huán)境；即使在合作中，各方也是更看重短期利益，他

15、們的機會主義行為使得企業(yè)之間難以實現(xiàn)有效的協(xié)調(diào)與合作。只有立足于長遠發(fā)展，建立良好的合作環(huán)境，共同追求合作利益最大化，建設供應鏈企業(yè)才能建立和保持穩(wěn)固的合作伙伴關系并實現(xiàn)共贏。（2）在單總承包商和多供應商的建設供應鏈系統(tǒng)中，如果總承包商能認識到合作產(chǎn)生的利潤，并有力量對惡性競爭行為進行處罰，那么建設供應鏈系統(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切實加大監(jiān)控力度，并采取制定合理競價規(guī)則等措施予以保障。參考文獻1林志祥，馬士華.供應鏈中的企業(yè)合作關系J.南開管理評論，2001（2）：56-59.2張維迎.博弈論與信息經(jīng)濟學M.上海：上海人民出版社，

16、1996：203-207.3孫慶文.不完全信息條件下演化博弈均衡的穩(wěn)定性分析J.系統(tǒng)工程理論與實踐，2003（7）:11-16.4王永平，孟衛(wèi)東.供應鏈企業(yè)合作競爭機制的演化博弈分析J.管理工程學報，2004（2）：96-98.     09-08-04 16:49:00     作者：金玲 劉長濱李秀杰    編輯：studa090420從以上演化博弈模型可知，系統(tǒng)演化的長期均衡結果可能是完全合作，也可能是完全競爭，究竟沿著哪條路徑到達哪一狀態(tài)與該博弈的支付矩陣密切相關，在

17、一定的信息引導機制下，系統(tǒng)將收斂于哪一個均衡點受到博弈發(fā)生的初始狀態(tài)影響4。 3.2模型調(diào)整若供應商和總承包商由競爭走向合作狀態(tài)，由圖1可知，雖然不是從所有起點都能演化到E4，但它還是有改善可能的。在圖1（a）中，E5點的橫縱坐標都為（C+L）（/L+R-I），由于合作成本和風險的存在，它們不能為0。增大R或減小L、C、I均能使坐標變小，即E5點向E5轉化，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E4的概率增加，越來越多的供應商與總承包商會選擇合作策略。但這并不能從根本上解決問題。參與供應鏈的企業(yè)必須慎之又慎，事先應深入研究合作能否建立良好的環(huán)境，能否實現(xiàn)資源的互補性，能否獲得技術

18、、產(chǎn)品以及財務等方面的協(xié)同效應以及合作產(chǎn)生的超額利潤，在此基礎上，方能做出合理的決策。在供應鏈中，如果總承包商認為合作的利潤要大于競爭的利潤，同時有能力遏制不合作的行為，承諾合作并對競爭行為進行懲罰，那么它將改變系統(tǒng)的演化方向。假設對競爭行為的懲罰為K；由于總承包商并不了解供應商狀況，他對供應商的懲罰可能是不夠的?？偝邪毯凸痰闹Ц毒仃囉杀?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作為最優(yōu)策略，假設IS-KS<-CS+RS，-CS-LS<-KS。在這樣的條件下，系統(tǒng)有四個均衡點E1E4，其中E4為穩(wěn)定均衡點，E3為不穩(wěn)定均衡點，E1與E2為鞍點。二者博弈的動態(tài)過程示意相圖見圖2。在這種情況下，無論起始點在哪里，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。這說明在懲罰競爭的條件下供應商和總承包商有向合作轉化的能力。4