第三方物流企业协同关系的演化博弈

李 斌 ，陈 景

（1.湖南大学 经济与贸易学院，长沙 410079；2.湖南省物流信息与仿真技术重点实验室，长沙 410079）

第三方物流企业协同关系的演化博弈

李 斌1，2，陈 景1，2

（1.湖南大学 经济与贸易学院，长沙 410079；2.湖南省物流信息与仿真技术重点实验室，长沙 410079）

文章运用演化博弈理论的方法，建立了一个第三方物流企业协同关系演化博弈的数理模型，分析了第三方物流企业协同的动态演化过程。通过有限理性的非对称博弈演化分析，得出物流链中第三方物流供应商之间协同合作关系的演化稳定策略。第三方物流企业的“协同”行为选择，会因博弈的初始状态、种群的学习速度等造成不同的演化路径，从而为第三方物流企业的选择决策提供参考依据。

第三方物流；协同；演化博弈

0 引言

第三方物流，是生产经营企业为集中精力提高其主业的竞争力，把原来属于自己处理的物流活动，以合同方式委托给专业物流服务企业，同时通过信息系统与物流服务企业保持密切联系，以达到对物流全程进行管理、控制的一种物流运作与管理方式。第三方物流能提高物资流通速度，节省仓储费用和在途资金，成为价值创造的“利润源泉”。第三方物流商为用户提供的战略性的优势，主要体现在成本、固定资产和短期订单循环时间的节约方面。同时，第三方物流商还有效传播了客户服务与商业流程，因此第三方物流企业的商业模式影响着整个供应链的发展模式。随着经济信息化和全球化的加剧，企业之间的竞争日益激烈。面对错综复杂的竞争环境，第三方物流企业“单打独斗、各自为政”的盈利方式已不再适应发展，而“协同合作”的思路对待竞争，才能适应全球化商业生态系统的复杂性和新型竞争的不确定性。

国内外许多学者从知识共享、信息共享、合作收益等角度进行物流供应链及其节点企业的研究，如Fisher[1]从供应链角度研究了如何为商品选择提供策略，认为在改变供应链之前，应考虑产品需求的本质，并证明供应商和零售商通过合作能够大大减少成本。Togar M.Simatupang and R.Sridharan[2]认为制造商和零售商之间在供应链之间的协同合作才能够满足供给和需求的平衡。Manthou[3]研究了供应链协同的虚拟电子链，构建了虚拟环境下的供应链协同框架，对协作伙伴的角色进行分级以区分构成协同关系的关键能力。田宇[4]用博奕论方法描述了物流服务从公共物流演化到物流联盟的进程，揭示了物流联盟的形成机理，并建立博弈论模型，为我国物流理论研究开辟了新路子。田宇[5]分析了合作物流服务网络形成的动力机制；2003年他在总结集成物流服务供应商特征的基础上，综合运用AHP和LP方法，探讨了物流服务供应链构建中的供应商选择研究以及最优采购量分配的问题[6]。对于这些研究，一方面，他们大都是以完全理性人为假设，以经典博弈理论对行为主体进行分析。然而，博弈双方完全理性的假设往往与实际情况不符。现实生活中的博弈是一种长期的重复的博弈，博弈双方不停在博弈过程中通过获取对方或者外界的信息不断学习，改变自己的策略。另一方面，大多从供应链或其上下游节点间的合作作为研究角度，较少探讨第三方物流企业之间的协同合作关系。

本文以第三方物流企业为对象，运用演化博弈论来研究第三方物流供应商之间协同合作关系的演化稳定策略，以及他们之间如何实现资源共享、风险共担、优势互补的“1+1>2”的协同效应。

1 演化博弈

演化博弈起源于行为生态学和生物进化论，是把博弈理论和动态演化过程分析结合起来的一种理论。Smith与Price[7]在1973年发表的论文中首次提出演化稳定策略(ESS)概念，标志着演化博弈理论的诞生。之后，Smith一系列的研究工作为演化博弈论的研究开辟了许多方向。演化博弈论不仅广泛应用于生态学、环境科学领域，而且越来越多地被应用于经济领域，用于分析社会制度变迁、产业演化、金融证券以及股票市场等等。

演化博弈突破了经典博弈论对博弈者完全理性假设的局限性，参与人的有限理性与现实更接近，由此得出的结论对人类群体的行为做出更好的预测。演化博弈论以群体而非单个行为个体为研究对象，认为现实中个体并不是行为最优化者，个体的决策是通过个体之间模仿、学习和突变等动态过程来实现的。其主要目的就是要找到以有限理性为基础且现实性较强Nash均衡，它强调博弈的动态调整过程。

在演化博弈论中，核心概念是“演化稳定策略(ESS)”和“复制动态”。演化稳定策略(ESS)，假设一个参与演化的生物体种群系统(人类、动物、植物)，选择演化稳定策略时所处的状态即是演化稳定状态，该状态的均衡即是演化均衡。对其描述如下：

(1)若策略s*是一个ESS，当且仅当s*构成一个Nash均衡；

(2)一种策略的适应度或支付(Payoff)比种群的平均适应度高，这种策略就会在种群中发展，即适者生存体现在这种策略的增长率大于零，可用微分方程表示：

2 演化博弈模型

2.1 模型假设

协同是系统中诸多子系统的相互协调的、合作的或同步的联合作用、集体行为，第三方物流企业的协同是打破资源（人、财、物、信息、流程）之间的壁垒和边界，使它们为共同的目标而进行协调的运作，通过对资源的最大开发、利用和增值以充分达成一致的目标。为简单起见，本文将问题抽象为分析两物流企业间博弈。

(1)博弈方：为来自大群体随机分配的第三方物流企业1和2，且满足有限理性的假设。

(2)行为策略：博弈方都有两种行为方式：协同或不协同。两企业都采取协同策略时，均获得不协同情况下的正常收益πi(i=1,2)和由协同效应产生的超额收益σi(i=1,2)，同时要为协同付出信息和沟通成本υi(i=1,2)。当企业采取不同策略时，选择协同策略的企业要支付 υi(i=1,2) 的成本，0＜υi＜σi，而采取不协同的博弈方获得正常利润πi(i=1,2)及由于对方协同共享所带来的收益ξi(i=1,2)。双方都选择不协同策略时，双方都只能得到独立运作时的正常收益。

(3)行为策略采用的比例：企业1选择“协同”策略所占比列为x，选择“不协同”策略占比例为1-x。企业2选择“协同”策略所占比列为y，选择“不协同”策略占比例为1-y。

(4)支付矩阵：用U表示博弈方的收益，由以上分析得支付矩阵表1。

表1 第三方物流企业协同博弈的支付矩阵

2.2 演化博弈模型

根据以上支付矩阵，对于博弈方企业1而言，可得 “协同”策略的支付收益为：

构造“协同”博弈方企业1的复制动态方程：

由式(2)、(4)带入式(5)得，

复制动态方程反映了博弈方学习的速度和方向，当其为0时，表示博弈在此时已达到一种相对稳定的均衡状态。令F(x)，求出三个稳定状态点

根据演化稳定策略的性质,具有稳定性的均衡点必须对微小的扰动具有稳定性。要求x向低于x*水平偏离时,F(x)必大于0；当x向高于x*的水平偏离时，F(x)必小于0，也就是指F(x)的导数在x*处小于0时的,才是进化博弈论中的“演化稳定策略”(ESS)。

同理，博弈方2“协同”的复制动态方程为：

以上过程在坐标平面上可表示为图1。

2.3 模型分析

在这两个种群的非对称博弈复制动态演化过程中，如果一开始的状态在Ⅰ区域，即在博弈开始时第三方物流企业1中以超过概率支持协同行为，第三方物流企业2中以超过概率支持协同行为，那么该博弈将收敛于x*=1，y*=1，即两种群收敛于协同。如果初始状态落在Ⅲ区域，那么博弈将收敛于x*=0，y*=0。当初始状态在Ⅱ和Ⅳ区域时，最终博弈的稳定均衡取决于这两个种群的学习速度。如果初始状态在Ⅱ区域，第三方物流企业1向x*=1的收敛速度大于第三方物流企业2向y*=0的收敛速度，那么博弈将进入区域Ⅰ，x*=1，y*=1为最终的演化稳定策略。

由此可见，企业的选择将随初始状态和学习调整情况的不同而不同。而在长期进化过程中，第三方物流企业通过学习进化到什么状态，与博弈方的初始状态、选择这种模式产生的收益 σi、“搭便车”的收益 ξi、所支付成本大小 νi等因素相关。在长期的非对称博弈的过程中，有限理性的企业更注重获取长远收益。

3 结语

本文通过有限理性的非对称博弈演化分析，得出物流链中第三方物流供应商之间协同合作关系的演化稳定策略。第三方物流企业的“协同”行为选择，会因为博弈的初始状态、种群的学习速度等造成不同的演化路径。这种演化是第三方物流企业与相关利益群体建立联系，依据博弈方的初始状态、选择该模式产生的超额收益、博弈方采取不同策略时一方“搭便车”的收益、所支付成本，以最大限度的获取效益，而对其行为学习与调整的缓慢进化过程。从而为第三方物流企业的决策选择提供参考依据。

[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.合作物流服务网络形成的动力机制分析[J].商业经济文荟，2002，(5).

[5]田宇.物流服务供应链构建中的供应商选择研究[J].系统工程理论与实践,2003，(5).

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

（责任编辑/浩 天）

F224.32

A

1002－6487（2011）03－0183-03

国家软科学资助项目（2008GXS1B022）；湖南省社会科学基金资助项目（09YBB080）；湖南省科技重大专项“第三方物流协同服务系统关键技术研究与应用示范”课题的资助（2009FJ1003）

李 斌（1968-），女，湖南湘乡人，博士，教授，研究方向：国际贸易与现代物流。

陈 景（1985-），女，湖南株洲人，硕士，研究方向：国际贸易与现代物流。