基于蜈蚣博弈的农产品供应链合作机理分析

李风琦

(湖南省社会科学界联合会， 湖南 长沙 410003)



基于蜈蚣博弈的农产品供应链合作机理分析

李风琦

(湖南省社会科学界联合会， 湖南 长沙 410003)

摘要：农产品供应链体系建设是发展现代农业的重要环节，虽然当前我国的农产品供应链体系取得了长足的发展，但仍然存在着诸多的问题。以博弈论为分析工具，特别是蜈蚣博弈分析供应链发展现状和存在的问题，并探讨解决的方法。本文由此形成对策建议，指导和不断完善农产品供应链系统。

关键词：蜈蚣博弈；农产品；供应链；合作机理

一、引言

发展现代农业，实现城乡一体化的关键是提高农业科技化、市场化、组织化程度。当前，我国农业的现状是人多地少的农户分散式经营为主的“小农经济模式”，以现代企业大规模、高机械化程度、标准化生产的现代工业化的农业发展模式所占比重很小。在这种情况下，要发展现代农业，提高农民收入、确保农产品质量、缩小城乡差距，建设好社会主义新农村，就应以农企为领导、市场为主导、政府为向导，通过发展农产品供应链联盟等模式，引导农户走上现代农业之路。近年来，不少学者在这方面进行了有益的探索与研究。赵霞等运用收益共享合同研究了鲜活农产品供应链的协调问题[1]。凌六一等利用风险共担合同协调机制研究了随机产出与随机需求环境下的农产品供应链问题[2]。赵静雯等还在农产品供应链中加入低碳运行的思想，由此得到相关实施措施并提供了一定的政策建议[3]。邓彬基于博弈视角，从理论上分析了农产品供应链管理利益协调机制的重构路径[4]。

但是，因我国气候、地理、风俗等不同，农业的情况比较复杂，还有很多农户没有参与到供应链系统中来，就是参与到农产品供应链系统的农户，也存在着稳定性不高、效率不高、质量难以保证等问题。为此，本文进一步运用蜈蚣博弈理论，以农产品供应链中农户与农产品加工生产的核心企业的运行关系为代表分析农产品供应链的现状和存在的问题，在此基础上探讨如何加强稳定性、提高效率、保证质量等问题，预期为供应链的健康发展提供有益的对策建议。

二、农产品供应链现状的博弈分析

在我国现代农业发展模式中，农户与农业核心企业合作是发展的比较早，也是比较成熟的一种供应链运作模式。常用的运作模式有生产企业主导、生鲜超市主导、农合组织主导等，其中以生产企业为主导的模式情况最普遍、发展规模最大、受益农户最多，成为最主要的一种农产品供应链体系。如1993年初，山东潍坊等地发展出将农业核心企业与农产品生产基地或农户捆绑在一起的农产品供应链原料采购阶段的一体化模式，广东温氏食品集团与农户形成的养殖业供应链体系等，这些都是以生产企业为主导的农产品供应链体系。这些供应链模式，都是以农产品加工的核心企业为龙头，通过整合农产品种子、辅助资料、技术服务、市场销售等资源将分散的农户“集中”起来，形成合力、促进发展。

这种供应链模式大都能发挥好核心企业在人才、技术、质量、信息和品牌等方面的优势，实现农户与核心企业的双赢效果。一是核心企业可以为农户提供人才优势。核心企业可以定期派出技术人员到广大农户家中，加强培训与指导，逐步将农户训练成具有一定专业素质的人才。二是核心企业可以为广大农户提供相关的最新技术。比如，以牛奶业为例，核心企业可以将奶牛饲料成分的配制、奶牛病疫防治、鲜奶保质等方面的知识和技能传授给与其合作关系紧密的农户，培养一批供应链条稳定的鲜奶来源基地。三是加强质量控制。核心企业可以深入到农户的农业生产过程中，做好产前、产中和产后的技术指导和质量把关，从源头控制好农产品的质量。四是加强信息沟通，减少信息不对称。有利于指导农户适应市场的变化调整好农业产业的生产结构。五是为核心企业确保可靠的原材料来源。

供应链模式也可以用智猪博弈来分析：假设猪圈里有一头大猪和一头小猪。猪圈很长，一头是踏板，另一头是饲料的出口和食槽。猪每踩一下踏板，另一边就会有相当于10份的猪食进槽，但是踩踏板以后跑到食槽所需要付出的“劳动”相当于消耗2份的猪食。具体博弈见图1。

图1　智猪博弈矩阵

注：博弈矩阵中，第一个收益结果的前一个值为“小猪”的收益，后一值为“大猪”的收益。

若我们将核心企业比作“大猪”，广大农户比作“小猪”。从图1的博弈矩阵可知，“小猪”没有动力去触动食槽开关，“大猪”若不触动食槽开关则大小猪都得不到食料，大猪只好先触动食槽开关再来吃食料。因此，大猪触动食槽开关，小猪不触动食槽开关的策略形成一个博弈均衡解(4，4)，即小猪与大猪都得到4份猪食，此处小猪产生了搭便车行为。将此类比到以核心企业为主导的农产品供应链体系中，就是核心企业主动做好市场价格、市场销售、农产品收购和技术服务等方面的工作，农户只管好农产品生产，保证产品质量即可，体现了农产品供应链中核心企业带动农户致富的主导性作用。在这种农产品供应链合作机理下，在核心企业提供的机遇与发展平台上，广大农户借助核心企业形成一个农产品供需的稳定体系。

但是，在我国农产品供应链模式的发展过程中，因为核心企业的垄断性力量、双方信息不对称、各自趋向利益最大化的动机等，都会导致供应链体系中的某一方利益受损，大多数情况下农户是利益受损方。仍以广东温氏食品集团为例，在发展过程也产生了不少问题，如合作农户与温氏集团交易时始终处于弱势地位，温氏集团在分配剩余利润时向己方倾斜。另一方面，农户经营养殖业风险较高，温氏集团没有很好的进行分担，影响农户的生产积极性等[5]。最终导致供应链双方陷入“囚徒的困境”陷阱。本文认为农产品供应链中农户与核心企业的博弈关系类似于蜈蚣博弈的情况，并以解决蜈蚣博弈悖论的方法来分析探讨优化农产品供应链合作机理，实现农产品供应链模式更好的发展。

三、蜈蚣博弈简介

(一)蜈蚣博弈

蜈蚣博弈(centipede game)是由罗森塞尔(Rosenthal)在1981年提出的一个动态博弈问题。由于这个博弈的扩展形很像一条蜈蚣，因此被称为“蜈蚣博弈”。蜈蚣博弈中两个博弈方A、B轮流进行策略选择，可供选择的策略有“合作”和“不合作”两种。他们的博弈展开式如下：

图2　蜈蚣博弈

在图中2，博弈从左到右进行，横向连杆代表合作策略，向下的连杆代表不合作策略。每个人下面对应的括号代表相应的人采取不合作策略，博弈结束后，各自的收益，括号内左边的数字代表A的收益，右边代表B的收益。如果一开始A就选择了不合作，则两人各得1的收益，而A如果选择合作，则博弈进入第二阶段，轮到B选择，B如果选择不合作，则A收益为0，B的收益为3，如果B选择合作，则博弈继续进行下去。可以看到每次合作后总收益在不断增加，合作每继续一次总收益增加1，如第一个括号中总收益为1+1=2，第二个括号为0+3=3，第二个括号则为2+2=4。这样一直下去，直到最后两人都得到10的收益，总体效益最大。遗憾的是这个圆满结局很难达到！

(二)蜈蚣博弈悖论

注意在上图中最后一步由B选择时，B选择合作的收益为10，选择不合作的收益为11。根据理性人假设，B将选择不合作，而这时A的收益仅为8。A考虑到B在最后一步将选择不合作，因此他在前一步将选择不合作，因为这样他的收益为9，比8高。B也考虑到了这一点，所以他也要抢先A一步采取不合作策略……如此推论下去，最后的结论是：在第一步A将选择不合作，此时各自的收益为1！这个结论是令人悲伤的。

综合以上4种情况,在最坏情况下,3面及面上的点最多从6-点拿走的权值为1，称之为最坏3-面6-点情形。

不难看出，在该博弈的推理过程中，运用的是逆推法。从逻辑推理来看，逆推法是严密的，但结论是不合理的。因为一开始就停止的策略A、B均只能获取1，而采取合作性策略有可能均获取10，当然A一开始采取合作性策略有可能获得0，但1或者0与10相比实在是很小。直觉告诉我们采取“合作”策略是好的。而从逻辑的角度看，A一开始应选择“不合作”的策略。人们在博弈中的真实行动“偏离”了运用逆推法关于博弈的理论预测，造成二者间的矛盾和不一致，这就是蜈蚣博弈的悖论。

四、农产品供应链合作机理的博弈分析

在农产品供应链中，农户与核心企业之间的合作类似于蜈蚣博弈的A、B双方，农户与核心企业双方在合作中，轮流拥有主动权，可以选择合作的积极应对态度，也可以选择不合作的消极应对态度。如果是积极应对，则表明该方有预期到下一阶段仍参与合作，如果是消极应对则暗示到此阶段就结束双方的合作模式。

为了分析的方便，不妨设A方表示农户，B方表示农产品核心企业。双方博弈的每一阶段可以是每一次农产品交易，也可以是每一个合同周期，等等。以图2博弈为例，起始阶段，农户参与到以核心企业为领导的农产品供应链体系中，如果只合作一次就结束，A、B双方收益均为1；如果参与合作到第2期，是否合作的主动权在B方，如果B选择以后不再合作，A、B的总收益分别为0、3；如果参与合作到第3期，是否合作的主动权回到A方，如果A选择以后不再合作，A、B的总收益分别为2、2；如果参与合作到第4期，是否合作决定权返回到B方，如果B选择以后不再合作，A、B的总收益分别为1、4。以后各期由此类推。就是说A、B双方的合作以连续的方式分期进行，双方轮流拥有终止合作的主动权，每方在触动终止合作的“按键”时，都会比对方多获得一点收益。按照这种模式博弈下去，依照A、B双方理性经济人的特性，合作应只能进行一次，即第一次合作。但我们从整个博弈图示来看，第1期就结束的博弈虽是Nash均衡，但并不是最优解。博弈中除了第2期，任何一期都优于第1期。这就是前面提到的蜈蚣博弈悖论。

本文参考学者们对蜈蚣博弈悖论的探讨，结合我国农产品供应链实际，从以下几个角度分析如何化解这种类似“囚徒困境”的蜈蚣博弈悖论，思考如何更好地促进农产品供应链体系的运行，更好地发挥农产品供应链的作用，促进农户与市场更好、更顺畅的对接，实现农户与农产品生产、加工等核心企业的双赢。

(一)预期心理的合作模式

在供应链体系的互动多阶段博弈中，理性的农户和核心企业都可以看到，只要能坚持两期的合作，双方的收益都会增加，过早的触动“按钮”只会使双方都受损。但是关键的问题是选择何时结束博弈，即结束合作。(如果博弈在自己选择的阶段结束，那么结果就称为可控收益。如果博弈是在对方选择阶段结束，那么结果就称为不可控收益)。一般地，各方的可控收益要大于前一期的不可控收益。每一方都要考虑如何才能引导对方继续加强合作，最大化地促进整个博弈收益，当然博弈方也会增大收益。此时，可以利用预期心理的方法来选择最佳的结束阶段，就是分析寻找A、B双方的最大可控收益，最佳的博弈结束点就是这两者的任何一个。不管是哪种结果，都会高于Nash均衡解。以四阶段蜈蚣博弈为例，如图3：

图3　四阶段蜈蚣博弈图

A的最大可控收益是第3阶段的2，B最大的可控收益是第4阶段的4。因而由预期心理法分析，A在第3阶段或B在第4阶段终止博弈的可能性最大。而不会是A的第一阶段就结束博弈。从图3来看，可能性最大的博弈解应是第3阶段，此时A、B方的收益都是2。

(二)利益补偿的合作模式

在供应链合作模式中，一旦某方发现其在此供应链合作中短期没有得益，长期也没有得益的空间，他就会退出此合作。此时，供应链获利大的一方如果给予对方合理的利益补偿，就可以促使合作继续进行下去，最终也是双方共同受益。潘天群[6]分析了博弈双方通过讨价还价的利益补偿来达到合作的目的，可使双方利益均最大化。

仍以图3的四阶段蜈蚣为例分析。假设没有协商成本和收入的时间价值。B与A协商在第2阶段B选择不合作结束博弈，但通过给予A补偿x，让A在第一阶段选择“合作”策略。只要满足且即可，因此当时双方就会达到博弈第2阶段。同理若使博弈继续进行，A、B之间可以不断的协商，最终达到博弈的合作性均衡。同时，就此博弈来看，也要注意到A方一直处于相对劣势状态下，因此在博弈的任何环节A方都没有补偿B方的可能性，A方唯一的优势就是可在自己方作决定时触动“按钮”来结束合作。这就很类似于供应链合作中的农户，农户一般是处于被动、劣势的一方。因此，核心企业要给予一定程度的让利行为，激发农户的积极性，同时也可能促进双方共同获益。

(三)灰势分析的合作模式

灰势分析的方法其实就是一种向前看的分析，以未来到博弈的某个阶段为止，博弈方的收益区间情况，然后以收益区间的中位数作为参考值来作为当下阶段的判定标准。这就突破了博弈双方都以博弈前后一期为标准来作决定的短见目光。因此，在农产品供应链体系中，农户和农产品核心企业方都要将目光放长远，以整个行业的未来价值链发展趋势为目标，共同去努力做好。尽量不出现三鹿奶粉事件，这是因为农户提供给企业有三聚氰胺的鲜奶导致奶粉产品质量出现问题而危害消费者，这同时也将以三鹿公司为核心企业及为其提供奶源的广大农户的供应链体系完全破坏殆尽。

(四)沉没成本投入的合作模式

在供应链中，供需双方合作不稳定，主要是双方的合作基础不牢固，当某方感觉到自身在供应链体系中没有达到预期收益目标，或是觉得利益被剥夺时，一旦有更好的机会时，就会退出现有供应链体系。因此，要达到供应链体系的长远与健康发展，供应链中的供需方可以在合作之初共同投入一定的沉没成本，不完成一定的合作任务或期限不能将此成本收回，这样就能增大双方合作的基础。比如在图3的博弈图中，A、B双方在博弈前各投入成本2，并约定从第2阶段起每一阶段博弈中双方分别回收成本一个单位。若按此规则博弈则双方在博弈第3阶段就已经回收了全部成本。则A、B双方的博弈心态有会发生怎样的变化。此时整个博弈见图4：

图4　四阶段蜈蚣博弈图

此时的蜈蚣博弈均衡解到第2阶段或第3阶段就结束。当然，最好是推进到第3阶段，此时博弈双方都有收获。

五、结论与建议

(一)结论

通过对蜈蚣博弈进行分析，以化解蜈蚣博弈悖论为手段，可以看到农户和农产品核心企业者都是理性博弈方时，还是能实现多期的合作博弈，双方能达到一定程度的收益最大化。解决这个问题方法有多种，可以加强相互沟通与交流，最大化各自的心理预期目标；可以采用获利多的一方给予利益补偿，促进双方继续合作；可以向前看的心态加强对合作模式发展的信心，促进合作共赢；可以约定共担风险，投入一定程度的沉没成本，增进双方合作的基础，不断推动合作向前发展，等等。

(二)建议

农产品供应链体系中很少有类似工业化、信息化产业的强强联合模式，因此，本文主要针对供应链体系中强势方核心企业与弱势方农户间如何加强合作，通过供应链合作模式促进双赢，从解决蜈蚣博弈悖论的几个主要方法出发，谈几点建议。

1.加强供应链合作的心理预期，杜绝短视行为。农业及与农业相关的产业风险性较大，农户很容易在没有得到显著效应或利益时退出供应链体系。因此，作为供应链的供需双方都要有打算长期合作的心理准备，不断促进供应链合理健康发展。

2.建立合理补偿机制，促进公平分配。在农户与核心企业的供需模式中，农户一般处于弱势地位，他们对市场变化反应慢、学习新技能慢、更新农产品品种慢，这些都要核心企业为他们提供全方位、多层次的指导与服务。同时，核心企业通过现代企业运作方式，在面对市场时拥有资金、信息、技术和市场等优势，很容易出现“杀鸡取卵”式的短利行为，过度掠夺农户的利益，导致供应链的畸形发展。这从长远来看也是不利于核心企业的发展的。因此，作为有长远眼光的核心企业，应主动建立合理补偿机制，使农户在供应链中受损的部分利益得到一定的补偿，实现较为公平的利益分配机制，促进供应链体系健康发展。

3.建立阶段性目标调整机制，注重发展效益。分析灰势分析的合作模式，在任何一个博弈阶段，双方都要重新评估今后发展中各自的效益均值是否会强于目前状态，若是有增长机会就持续合作下去，若没有增长空间，就会当下结束合作。这就要求供应链体系中供需双方根据当前的形势预估今后的发展变化，进行新的目标调整，以发展的眼光看问题，这样可能更有利于建立稳定性供应链体系。

4.夯实互信的合作基础，实现合作双赢。当供应链管理中双方有了坚实的合作基础，就能减少一些交易成本，促进信息交流，携手共进、共同发展，实现双赢。具体方法可以是双方在合作之初就建立合作基金(类似沉没成本)，没有达到一定的合作期限时，违约一方的“沉没成本”就无法收回，这就建立起双方合作的硬约束，共同做好供应链体系建设。同时，考虑到广大农户太分散，个体农户的投入资金有限，很难拿出一定量的“沉没成本”出来，政府可以代替农户发挥这方面的作用，可以召集核心企业和农户双方，就如何建议互信机制、基金投入机制等提供帮助和信用证明等。

参考文献：

[1]赵霞，吴方卫.随机产出与需求下农产品供应链协调的收益共享合同研究[J].中国管理科学，2009(5)：88-95.

[2]凌六一，郭晓龙，胡中菊，等.基于随机产出与随机需求的农产品供应链风险共担合同[J].中国管理科学，2013(2)：50-57.

[3]赵静雯,杨洪林.基于低碳行为和消费者监督的农产品供应链政企博弈分析[J].广西社会科学,2015(9).

[4]邓彬.博弈论视角下农产品供应链管理利益协调机制反思[J].贵州社会科学,2015(6):159-163.

[5]胡浩民，黄泽文，向安强.农户弃养：温氏集团“公司+农户”模式或可遭遇的困境及对策[J].古今农业，2012(2)：15-24.

[6]潘天群.交流理性与逆向归纳法悖论的消解[J].自然辨证法研究，2005(12)：25-28.

[7]方志耕,刘思峰,施红星，等.破解“蜈蚣博弈”悖论：“灰数规整”顺推法研究[J].中国管理科学，2008(2)：180-186.

收稿日期：2016-01-28

基金项目：湖南省院士专家咨询委员会湖南省情与决策咨询研究课题(2014BZZ301)。

作者简介：李风琦，1978年生，男，湖南安仁人，助理研究员，博士生，研究方向：能源经济与环境政策、农村经济。

中图分类号：F32

文献标识码：A

文章编号：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