食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法

陈泽云，张军

1. 四川交通职业技术学院（成都 611130）；2. 西华师范大学（南充 637002）

食品冷链管理工程供应链博弈风险控制是指对食品冷链管理工程供应链实施博弈风险控制与管理，降低食品冷链行业的发展风险[1]。消费水平的提升、经济环境的变化、经济政策的调整都在不断改变食品行业的市场需求，食品冷链管理工程企业之间的竞争日渐严峻，为食品冷链管理工程企业带来严峻考验[2]。投入成本的降低、产品质量的提升、交货时间的缩短、服务质量的提高等问题成为食品冷链管理工程企业能否在目前的经济市场中持续生存的关键。对于市场需求中存在的不确定因素，食品冷链管理工程企业必须积极调节自身短周期的管理策略，这使食品冷链管理工程供应链博弈风险控制的作用日益重要[3-4]。

对于食品冷链管理工程供应链博弈风险控制的研究，国内外的学者提出很多不同的研究方式，并取得多样化的研究成果。国外对于食品冷链管理工程供应链博弈风险控制的研究，主要针对供应链收益与利益分配方式等问题进行研究，Tao等[5]提出一种基于合作博弈与非合作博弈的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法，主要通过合作博弈与非合作博弈的相关理论进行食品冷链管理工程供应链博弈风险控制。国内研究主要针对内生风险分析与风险管理等方面，刘超等[6]提出一种农村供应链融资的风险控制策略研究，主要通过三方演化博弈模型进行食品冷链管理工程供应链博弈风险控制。晚春东等[7]提出控制食品供应链质量安全风险的相关建议，构建供应链视角下的食品原材料供应商和食品生产商之间的动态演化博弈模型，并进行相应算例分析。于荣等[8]以农民和食品企业组成的二级绿色食品供应链为研究对象，通过算例仿真验证政府补贴和绿色食品认证对绿色食品供应链的影响，分析绿色食品质量和供应链主体利润，对提高绿色食品质量和供应链利润起到积极作用。

由于在利用上述方法进行食品冷链管理工程供应链博弈风险控制时，受供应链格局的影响而无法进行博弈演化相位分析，在节点企业的贡献率35.21%～95.21%时存在整体供应链收益较低的问题，因此提出一种新的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法。

1 设计食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法

1.1 构建供应链矩阵博弈模型

零售商一直以来都想要控制品牌食品的数量，以实现整个品类的优化。然而，如果零售商不细心管理食品信息的话，被下架的品牌会对零售商的销售产生显著的负面影响，因此要想更好地满足这种对食品信息的渴求就要通过零售商、制造商协作，因为它能有效且高效地瞄准个体购物者，帮助他们无障碍地在零售商那里购买食品，这个过程就是零售商与制造商合作对销售食品的内部选择机制。由此，根据食品冷链行业中零售商与制造商合作过程中的选择机制，构建供应链矩阵博弈模型[9]。设食品冷链行业中零售商与制造商合作过程中，零售商选择双方合作的实际可能性为y，则零售商不选择双方合作的实际可能性为1-y；设制造商选择双方合作的实际可能性为x，则制造商选择双方合作的实际可能性为1-x，满足：

食品冷链行业中零售商与制造商不进行内部合作时，用U2、U1表示零售商与制造商各自的收益[10]。

当零售商与制造商选择进行合作时，二者组成的合作联盟的实际投入成本用c2、c1表示。此时，整体供应链收益会增加，用ΔU表示零售商与制造商选择进行合作后整体供应链收益的实际增加量；用α表示制造商获取的收益增加量比例，则零售商获取的收益增加量比例即为1-α，满足式（2）。

在零售商与制造商的合作中，零售商决定与制造商进行合作的实际诚信度用θ2表示；制造商决定与零售商进行合作的实际诚信度用θ1表示，且满足式（3）。

零售商与制造商选择进行合作时，经济市场中往往存在市场风险因子，用r表示存在的市场风险因子，满足式（4）。

在零售商与制造商的合作中，如果有一方中途毁约，则需要向另一方进行违约金支付，用d表示，满足式（5）。

通常在零售商与制造商的合作中，二者获取的收益远高于其投入成本，因此设为式（6）。

根据上述条件，构建供应链矩阵博弈模型。构建的模型具体见表1[11]。

表1 构建的供应链矩阵博弈模型

1.2 博弈演化相位分析

根据构建的供应链矩阵博弈模型构建供应链演化博弈模型，获取博弈演化相位并对其进行分析[12]。设食品冷链行业中零售商与制造商相互合作的实际收益为Ey，而二者不合作时获得的收益为En，获取的平均收益设为

[13]。根据构建的供应链矩阵博弈模型可得式（7）～（9）。设零售商决定与制造商进行合作时获得的收益是决定不与制造商进行合作时获得的收益是，获取平均收益是，根据构建的供应链矩阵博弈模型可得式（10）。

通过演化博弈理论，可以获取制造商的对应复制者动态方程[14]。具体见式（11）。

式中：F(x)代表制造商的对应复制者动态；Ex代表演化博弈阈值[15]。

以及获取零售商的对应复制者动态方程，具体见式（12）。

式（12）中F(y)代表零售商的对应复制者动态[16]。对式（12）进行x求导，可得式（13）。

y＞r(c1-d)/αθ1∆U及y＜r(c1-d)/αθ1∆U时，获取dx/dt的对应演化示意图。

对式（12）进行y求导，可得式（14）。

x＞r(c2-d)/(1-α)θ2∆U及x＜r(c2-d)/(1-α)θ2∆U获取dy/dt的对应演化示意图[17]。

根据dx/dt的对应演化示意图与dy/dt的对应演化示意图，获取式（13）与式（14）构成的动力二维系统[18]。具体如式（15）所示。

该动力二维系统的对应不动点具体见式（16）。

式（18）中O、A、C、B、D均代表该动力二维系统中的对应不动点[19]。

再结合雅克比矩阵，具体如式（17）所示。

对该动力二维系统实施局部稳定性分析，可知该动力二维系统的实际稳定点为O、B；该动力二维系统的实际不稳定点为A、C；该动力二维系统的实际鞍点为D[20]。

根据分析获取动力二维系统的演化相位图[21]。对获取的动力二维系统的演化相位图进行分析，y＞r(c1-d)/αθ1∆U，随着y增大，制造商的选择策略将演变为二者合作的策略；y＜r(c1-d)/αθ1∆U，随着y减小，制造商的选择策略将演变为不进行二者合作的策略；x＞r(c2-d)/(1-α)θ2∆U，随着x增大，零售商的选择策略将演变为二者合作的策略；x＜r(c2-d)/(1-α)θ2∆U，随着x减小，零售商的选择策略将演变为不进行二者合作的策略。根据式（18）～（20）可知：

为对食品冷链行业中零售商与制造商各自选择策略的实际演化趋势进行分析，通过ABCD区域与AOCD区域的实际大小变化趋势对博弈策略的实际演化趋势进行描述[22]。其中最重要的就是D点，ABCD区域的实际面积不断增大，食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为二者合作；AOCD区域的实际面积不断增大，食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为不进行二者合作。

对于零售商与制造商合作诚信度参数，通过分析D点的坐标，当零售商与制造商中一方的实际诚信度因子变大，D点的纵坐标将会变小而横坐标则会不变，使其向下移动，ABCD区域的实际面积就会变大，而AOCD区域的实际面积就会减小，则食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为二者合作；当零售商与制造商的合作诚信度参数同时变大时，则D点的纵坐标会减小，而横坐标也会减小，D点移向左下方，ABCD区域实际面积逐渐增大，AOCD区域的实际面积不断减小，使食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为二者合作具备更大的可能性。

对于经济市场中存在的风险因子，通过对D点进行分析，可知当风险因子的值变小时，D点的纵坐标会减小，而横坐标也会减小，D点移向左下方，ABCD区域实际面积逐渐增大，AOCD区域的实际面积不断减小，使食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为二者合作；反之则将演化为不进行二者合作。

对于零售商与制造商合作时，一方违约支付的违约金d，当违约金金额变大时，D点的纵坐标会减小，而横坐标也会减小，D点移向左下方，ABCD区域实际面积逐渐增大，AOCD区域的实际面积不断减小，使食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势就会发展为二者合作；反之则将演化为不进行二者合作[23]。

1.3 供应链博弈风险控制

根据博弈演化相位分析结果，制订食品冷链管理工程供应链博弈风险控制策略，实现食品冷链管理工程供应链博弈风险控制的目的[24]。制订的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制策略具体如下：

在食品冷链行业中零售商与制造商的合作过程中，零售商与制造商均需要对自身的对应管理体系进行优化，并提高二者合作中自身的诚信度，使食品冷链管理工程供应链能够实现其长期运行[25]。

需要增加零售商与制造商的违约金额，使零售商与制造商的博弈策略转向合作的方向[26]。需要在违约金里设置零售商与制造商的合作诚信度参数，使零售商与制造商在考虑自身实际收益时同时能够提升双方合作的诚信度，使零售商与制造商的合作能够维持得更加长久，并降低合作供应链被中断的可能性[27]。

在食品冷链行业中零售商与制造商的合作过程中，零售商与制造商均应该对自身的综合实力进行提升，并达成持有这种意识的共识，使双方均认同另一方的合作优势与水平实力，从而不轻易退出双方的合作，使这种合作关系变得更加牢固[28]。

2 试验验证

2.1 试验设计

为验证设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法的性能，对其进行试验验证。试验食品冷链为某农产品食品公司主冷链，该条食品冷链的结构具体如图1所示。

图1 试验食品冷链的结构

试验食品冷链管理工程供应链的具体组成结构包括制造商、零售商以及消费者，三者之间通过物流、资金流进行单向联系。试验食品冷链管理工程供应链在运输中，使用GPS系统与GIS系统实时跟踪定位冷链运输物流车并对运输路线进行优化，保证农产品流通安全性与物流效率较高，且使用的冷链物流设备均较为先进，通过自动化设备与集装设备连接供应链中的各个环节，构建一个先进而完整的食品冷链管理工程供应链，规模为小型，但机械化与自动化程度均较高。

以获取的节点企业的贡献率为35.21%到95.21%时的整体供应链收益数据作为试验数据。为避免试验结果过于单一、缺乏对比性，将原有2种食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法（文献[6]和文献[7]）作为试验中的对比方法，比较几种试验方法的整体供应链收益试验数据。

2.2 结果分析

将贡献率35.21%～95.21%分为3个部分，分别为35.21%～55.21%，55.21%～75.21%和75.21%～95.21%，以这3部分验证3方法的阶段性供应链收益、供应链资金利用效率和供应链增值收益。

在节点企业的贡献率35.21%～55.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法与文献[6]、文献[7]的整体供应链收益试验数据对比结果具体如表2所示。

表2 阶段性供应链收益试验数据对比结果

根据表2的整体供应链收益试验数据对比结果可知，在节点企业的贡献率35.21%～55.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法的阶段性供应链收益大于文献[6]、文献[7]的阶段性供应链收益。

在节点企业的贡献率55.21%～75.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法与文献[6]、文献[7]的供应链资金利用效率试验数据对比结果具体如表3所示。

表3 供应链资金利用效率试验数据对比结果

根据表3的整体供应链收益试验数据对比结果可知，在节点企业的贡献率55.21%～75.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法的供应链资金利用效率大于文献[6]、文献[7]。

在节点企业贡献率75.21%～95.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法与文献[6]、文献[7]的供应链增值收益试验数据对比结果具体如表4所示。

表4 供应链增值收益试验数据对比结果

根据表4的供应链增值收益试验数据对比结果可知，在节点企业的贡献率75.21%～95.21%时，设计的食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法的供应链增值收益大于文献[6]、文献[7]的供应链增值收益。

3 结语

提出食品冷链管理工程供应链博弈风险控制方法，通过构建供应链矩阵博弈模型，判断零售商与制造商的合作中，二者获取的具体收益，并根据制造商的对应复制者动态方程，使得食品冷链行业中零售商与制造商的博弈策略发展趋势拟合，据此提出食品冷链管理工程供应链博弈风险控制策略。解决在节点企业的贡献率35.21%～95.21%时存在整体供应链收益较低的问题，实现整体供应链收益提升，对于食品冷链行业的整体发展具有实际意义。