基于演化博弈的制造业服务化模式选择研究

踪 锋，王 炎，程 林

(南通理工学院 商学院，江苏 南通 226000)

一、问题提出

随着全球经济一体化进程的加快，社会经济正由产品经济向服务经济跨越，从而带动全球经济产业结构发生改变。近年来，我国对外重塑在全球供应链中的形象，对内加紧产业结构调整与升级，经济增长由高速转为中高速，产业发展正经历着转型升级的阵痛，经济发展正式步入新常态。在我国经济进入新常态时期，按照《中国制造2025》提出的“积极发展服务制造和制造服务业”战略，制造服务化已成为制造企业转型升级的方向。但目前，我国制造业整体仍处于价值链中低端。据有关资料显示，我国具备服务型制造能力的企业仅占所有企业的2.2%，这一比例即使在发展中国家也处于较低行列。因此，面对国外先进制造业的冲击，如何通过人才引进，寻找合适的制造服务化模式，是提升我国制造业竞争力的当务之急。

制造业服务化概念最早是由Vandermerwe和Rada提出的，[1]随后，学界对此进行了深入的研究。White等认为，服务化就是制造企业的角色由产品提供者向服务提供者转变，强调服务化是一种动态的变化过程；[2]张予川等基于微笑曲线理论，研究了制造业服务化的路径选择；[3]陈瑜等利用演化博弈理论，研究了不同的外部环境下新兴产业最佳的行动策略；[4]李国昊利用演化博弈分析了制造业服务化过程中制造企业与客户之间的博弈过程，并给出需要对知识缺口进行补救的情况；[5]汪明月等基于演化博弈方法，研究了新兴产业技术共享的演化博弈过程，进而为产业政策的制定提供了决策支持；[6]李伟庆等通过系统广义矩估计法实证检验服务外包对我国制造业与服务业升级的影响。[7]

本文在前人研究的基础上，以制造业服务化为例，在制造业自营服务、制造业和服务业合作服务以及制造业服务外包[8]三种运作模式中，对如何协调制造业与服务业协同发展以及服务模式的选择进行了研究，运用演化博弈方法进行运作模式的选择，以期找到最佳的契合点使制造业和服务业有机结合。

二、模型构建

1.博弈模型假设

2.博弈过程

制造业服务化的博弈支付矩阵如表1所示。

表1 制造业服务化的博弈支付矩阵

令制造业服务化选择自营服务方式的概率为x，则选择外包服务方式的概率为1-x。

制造业采用自营服务方式来提供制造服务的期望收益为：

(1)

制造业采用外包服务方式来提供制造服务的期望收益为：

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

(2)

制造业服务化的平均期望收益为：

(3)

制造业选择自营服务方式来提供制造服务时的复制动态方程为：

(4)

将式(1)、式(3)带入复制动态方程得：

(5)

图1 相位图

令F(x)=dx/dt，根据微分方程的稳定性原理及演化稳定策略的性质，当F′(x*)﹤0时，x*为演化稳定策略(ESS)。

图2 相位图

表2 强弱制造业服务化的博弈支付矩阵

令强势制造业服务化选择自营服务方式的概率为x，选择外包服务方式的概率为1-x。弱势制造业服务化选择自营服务方式的概率为y，选择外包服务方式的概率为1-y。

强势制造业采用自营服务方式来提供制造服务的期望收益为：

(6)

强势制造业采用外包服务方式来提供制造服务的期望收益为：

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

(7)

强势制造业服务化的平均期望收益为：

(8)

强势制造业选择自营服务方式来提供制造服务时的复制动态方程为：

(9)

将式(6)、式(8)带入复制动态方程得：

(10)

同理，弱势制造业采用自营服务方式来提供制造服务的期望收益为：

(11)

弱势制造业采用外包服务方式来提供制造服务的期望收益为：

UB2=xαV1+(1-x)αV1=αV1

(12)

弱势制造业服务化的平均期望收益为：

UB=yUB1+(1-y)UB2

(13)

弱势制造业选择自营服务方式来提供制造服务时的复制动态方程为：

(14)

将式(11)、式(13)带入复制动态方程得：

(15)

对于每一个均衡点(x,y)，计算其雅克比矩阵的行列式：

雅克比矩阵的轨迹为：

5个平衡点的稳定性分析，如表3所示：

表3 平衡点稳定性分析表

根据表3可知，在5个均衡点中有两个ESS，分别代表着：{强势制造企业选择自营服务模式来提供服务化，弱势制造企业选择外包服务模式来提供服务化}，{强势制造企业选择外包服务模式来提供服务化，弱势制造企业选择自营服务模式来提供服务化}。强弱供应商博弈的动态过程如图3所示。

图3 强弱供应商博弈相位图

当初始情况(x，y)落在区域①，会收敛到ESS(0，1)，即强势制造企业都采用外包服务模式，弱势制造企业都采用自营服务模式；当初始情况(x，y)落在区域④，会收敛到ESS(1，0)，即强势制造企业都采用自营服务模式，弱势制造企业都采用外包服务模式；当初始情况(x，y)落在区域②③，可能会收敛到ESS(1，0)，也可能会收敛到ESS(0，1)，这取决于强弱制造企业的学习速度。

从图3可以得出如下结论：(1)随着成本C1的提高，鞍点向下移动，①区域面积增加，④区域面积减少，即：弱势制造企业将有更大的机会来提供自营服务，从而获得更大的利润，但随着成本C2的提高，鞍点向右移动，①区域面积减少，④区域面积增加，即：弱势制造企业将会更多的选择外包服务模式，只能获得固定收入。这种情况下，弱势制造企业处于竞争劣势，市场上更多收益会流入强势制造企业中，为了扭转这种局势，政府可以在物流环节、金融环节等提供支持。(2)随着R的提高，鞍点中x、y的值都在提升，但x的上升幅度将大于y，且随着R的提高，①区域面积与④区域面积的差距不断减少，即：强势制造商选择自营服务模式和弱势制造商选择自营服务模式的概率不断缩小，但②③区域面积将占总面积的绝大多数，即：不确定性变大，可见R的提高有利有弊。因此，首先鼓励各制造企业采用自营服务模式来提供服务化，增大自身基数，以求与国外强势制造企业竞争时占得先机，其次应号召消费者购买自营服务的制造业产品，宣传自营服务优势，并适当给自营服务制造企业政策上的奖励。

三、数值实验

本文利用matlab数值实验法，通过图形直观地分析制造业选择某种策略的初始群体比例和等参数变动对演化的影响。参数取值为：V1=16，R=12，C1=9，C2=5，α=β=0.5。

从图4可知，弱势制造商的最终博弈结果和收敛时间除了与自身选择服务化的初始比例有关，还与强势制造商选择服务化的初始比例有关。随着强势制造商选择服务化的初始比例不断升高，弱势制造商的收敛结果越差，同理可得，随着强势制造商选择服务化的初始比例降低，系统收敛于理想状态的概率将大大增大。随着《中国制造2025》的提出，越来越多的国外先进制造企业进入中国，会给我国制造业带来一定的冲击，那么，如何摆脱困境？如图5和图6所示，随着α和β的提升，即弱势制造商和强势制造商的差距不断缩小且制造企业对人才的利用率越来越高，那么演化结果将大概率的收敛于理想状态。而且从图5和图6的对比可知，人才参与度的影响力要大于强弱制造商之间的差距。因此，我国制造业服务化还有很长的一段路要走。最为重要的一步就是要提升制造业的实力：(1)鼓励制造业进行自营服务化，增加自身自营服务化比例；(2)企业和政府要共同努力，加大投入力度；(3)大力发展人才引进计划，对制造企业进行相关培训，使制造企业能更好地运用这些人才来进行服务化。

图4 强势制造商选择服务化的初始群体不同比例对博弈的影响

图5 强弱势制造商差距不同时对博弈的影响

图6 人才参与程度不同时对博弈的影响

四、结论

制造业服务化的方式有三种：自营服务模式、服务企业合作模式、外包服务模式。本文主要通过演化博弈分别研究了对称情形下和非对称情形下自营服务模式和外包服务模式的博弈过程。在对称情形下，当制造商选择以自营服务方式来提供制造服务所付出的成本小于所获得额外收益的一半时，那么制造企业将会选择自营服务模式。当制造商选择以自营服务方式来提供制造服务所付出的成本小于所获得额外收益，但大于额外收益的一半时，那么制造企业将会以一定的概率来选择自营服务模式。在非对称情形下，市场中存在强弱制造商，这时我国为保护自己的制造企业，需要对制造业提供物流和金融上的支持，降低省内提供自营服务的成本，并鼓励各大制造企业采用自营服务模式来提供服务化，增大自身基数，以求在和国外强势制造企业的竞争中能占得先机，其次政府应号召消费者购买自营服务的制造业的产品，宣传自营服务的优势，并适当的给自营服务的制造企业一些政策上的奖励，比如给制造企业进行服务化的相关培训，让制造业知道如何来使用这些专业人才以增加人才的参与程度，而当人才进入本地制造企业时，给予一定的资金扶持，吸引人才流向本地制造业。