農產品物流供應鏈：異業協作的演化博弈分析

趙 莉，邸嘉禹

（哈爾濱商業大學 商務學院，黑龍江 哈爾濱 150028）

1 引言

近年來，我國人民生活水平日益提高，大眾對農產品的消費理念也隨之改變。農產品在日常生活中占有重要的地位，在新消費理念下對農產品物流的服務價格、配送效率、傳遞質量及可選擇性提出了更高的要求。以農產品為核心形成了農產品物流供應鏈，農產品加工企業與第三方物流企業不僅處于上下游的關系，其中也存在因策略選擇不同導致的競爭與合作關系。隨著農產品物流業的發展，可以將農產品配送到全國乃至全球，但由于物流企業屬于第三方，并沒有專屬的農產品配送渠道，導致出現送貨不及時、配送有損壞等服務外包問題，為農產品加工企業帶來一定損失，從而選擇自建物流的模式。因此，可以看出農產品加工企業與第三方物流企業之間既存在合作關系，也存在競爭關系，雙方如何在動態演化中不斷朝著利益最大化方向和合作策略發展，對這一問題的研究具有一定的理論價值和現實意義。

2 文獻綜述

2.1 農業物流供應鏈

丁華（2004）首次將供應鏈管理理論運用在農產品物流企業中，認為農業物流供應鏈是將上下游企業作為整體，相互合作，信息共享，以提高物流的快速反應能力，降低物流成本的管理模式[1]，通過供應、生產、加工、零售環節最終將產品傳遞給消費者。農業物流供應鏈中的利益相關者包括供應環節的種子飼料供應商、生產環節的農戶、加工環節的農產品加工企業、配送環節的物流企業以及銷售終端消費者。

在初期的研究中，眾多學者對不同種類與不同地區的農業物流問題展開了研究。文獻[2-4]等分別對生鮮農產品、果蔬類產品及乳制品的物流模式、物流供應鏈問題進行探究。文獻[5-9]分別對四川省、貴州省、吉林省、河南省及山東省等地區的農產品物流鏈問題進行了針對性研究。隨著研究的不斷深入，方向在延伸。文獻[10-13]分別提出了農產品物流供應鏈模式演化路徑、農產品物流配送系統、農產品電子商務物流體系與模式以及農產品供應鏈物流成本體系等。

2.2 演化博弈

演化博弈是動態演化過程與博弈論結合而成，并隨著MAYNARD S J[14]提出的演化穩定策略概念（ESS）而產生，信息不對稱與有限理性是演化博弈的基本假設。回顧我國農產品物流供應鏈，在傳統層面，主體間的信息難以做到完全，在當今信息化時代下，各企業的信息技術良莠不齊，供應鏈上也缺乏企業間統一的信息平臺，導致由于信息不對稱阻礙了農產品物流的發展。并且企業主體間做不到完全理性，會不斷相互模仿學習。在現有研究中，文獻[15-20]運用演化博弈分別探究了農村物流體系構建、“農超對接”模式、食用農產品供應鏈中知識共享行為、新型農產品批發模式、第三方物流企業道德風險及生鮮農產品供應鏈保鮮投入問題，可以發現對于農產品物流供應鏈中農產品加工企業與第三方物流企業的演化博弈問題還缺乏考慮。由于演化博弈的基本假設與農產品物流供應鏈的現實情況相符，本文將運用演化博弈對農產品物流供應鏈中農產品加工企業與第三方物流企業的動態行為進行研究。

3 農產品加工企業與第三方物流企業演化博弈分析

3.1 模型基本假設

3.1.1 假設1：博弈主體。在農產品物流供應鏈構建中，農產品加工企業與第三方物流企業是最重要的主體，假設在演化博弈中存在兩個群體，一方是農產品加工企業，一方是第三方物流企業，且決策特征為有限理性。為了達成共識，雙方需要不斷相互學習、調整和改進，在動態演化中形成較好的合作行為策略。

3.1.2 假設2：策略選擇。在策略選擇中，雙方均可以選擇“合作”或“不合作”兩種主要策略，簡記為（A,N）。當農產品加工企業選擇“合作”（運用第三方物流企業）時，即進行物流服務外包，減少本企業對物流環節的投入；當農產品加工企業選擇“不合作”（不運用第三方物流企業）時，會自建物流，與第三方物流企業形成競爭。當第三方物流企業選擇“合作”（服務于農產品加工企業）時，需要根據農產品企業需求提供更加完善的服務；當第三方物流企業選擇“不合作”（不服務于農產品加工企業）時，物流企業會因不顧裝運質量與效率等問題給農產品企業造成一定不良影響。農產品加工企業選擇進行“合作”策略的比例為x（0≤x≤1），第三方物流企業選擇進行“合作”策略的比例為y（0≤x≤1），則農產品加工企業和第三方物流企業中選擇“不合作”策略的比例分別為（1-x）和（1-y）。

3.1.3 假設3：支付矩陣

（1）若農產品加工企業和第三方物流企業都選擇“不合作”策略，則此時正常的收益分別為Ea，El，Ea＞0，El＞0。

（2）若農產品加工企業和第三方物流企業選擇協同發展，均進行“合作”行為，則農產品加工企業可以節約自建物流的成本，物流企業需要去提升自己的服務以更加滿足對方的需求，雙方在合作中均獲得收益增量，但需要支付一定的合作成本，此時雙方的收益分別為 Ea+△Va-Ca，El+△Vl-Cl，其中△Va代表農產品加工企業通過“合作”策略能獲得的收益增量，△Vl代表第三方物流企業通過“合作”策略能獲得的收益增量，Ca與Cl分別為雙方簽訂合作策略所需的成本，Ca＞0，Cl＞0。

（3）當只有農產品加工企業選擇“合作”策略，而第三方物流企業選擇“不合作”策略，物流企業尚未為消費者提供所需的服務，從而為農產品企業帶來一定的損失La，而在簽訂合作策略后，一方違約需要向另一方支付違約金Lld，因此，雙方收益分別為Ea-Ca-La+Lld，El-Lld。

（4）當第三方物流企業選擇“合作”策略，而農產品加工企業選擇“不合作”策略，物流企業合作成本Cl需要支出的同時，也會受到一定的損失Ll，獲得違約金Lld，因此農產品加工企業的收益為Ea-Lld，第三方物流企業的收益為El-Cl-Ll+Lld。構建的支付矩陣見表1。

表1 農產品加工企業和第三方物流企業博弈的支付矩陣

3.2 演化過程中的平衡點

3.2.1 農產品加工企業收益。根據所構建的支付矩陣，農產品加工企業進行“合作”行為策略的適應度為：

農產品加工企業進行“不合作”行為策略的適應度為：

兩個策略的平均適應度為：

根據Malthusian方程[21]，t為時間，可得農產品加工企業的復制動態方程：

3.2.2 第三方物流企業收益。根據所構建的支付矩陣，第三方物流企業進行“合作”行為策略的適應度為：

第三方物流企業進行“不合作”行為策略的適應度為：

兩個策略的平均適應度為：

第三方物流企業的復制動態方程：

由式（4）和式（8）得到一個二維動力系統式（9）：

從式（9）中可以求解出系統的5個局部均衡點，分 別 為 ：O(0,0)、A(0,1)、B(1,0)、C(1,1)和

3.3 演化博弈的均衡分析

復制動態方程求出的平衡點未必是系統的演化穩定策略（ESS），因此運用雅克比矩陣的值和跡對演化平衡點的局部穩定性進行分析：

（1）a11+a22＜0（跡條件，記為trJ）；

以上5個局部平衡點對應的detJ和trJ的結果見表2，根據系統穩定性的判定條件，對5個局部平衡點進行穩定性討論。

（1）當-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，且-La＜Ca-Lld＜△Va時，五個均衡點O、A、B、C、D均存在，其穩定性見表3，ESS均衡策略有兩個：（0,0）與（1,1），各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩定性見表3。也就是說在此情況中，農產品加工企業和第三方物流企業帶來的收益增量均較大時，而雙方演化博弈是一個長期過程，在共同選擇“合作”與“不合作”策略時達到均衡，動態相位圖如圖1所示。

（2）當Cl-Lld≥△Vl，Ca-Lld≥△Va時，A、B、C、O為均衡點。當Cl-Lld＞△Vl且Ca-Lld＞△Va時，，鞍點D不存在；當Cl-Lld=△Vl，Ca-Lld=△Va時，與C（1,1）重合，即鞍點D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩定性見表3。若農產品加工企業和第三方物流企業的收益增量均較小，雙方會選擇“不合作”行為策略，O（0,0）是穩定點，動態相位圖如圖2所示。

（3）當-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，Ca-Lld≥△Va時，A、B、C、O 為 均 衡 點 。 而 當Ca-Lld≥△Va時 ，不滿足處于[0,1]區間之內，故D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩定性見表3。說明農產品加工企業與物流企業的收益增量不均衡，農產品企業收益增量較高，且高于物流企業的收益增量，物流企業將采取“不合作”策略，O（0,0）點達到ESS均衡動態相位圖如圖2所示。

（4）當Cl-Lld≥△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va時，A、B、C、O為均衡點。當，D不是均衡點。各均衡點的detJ和trJ及各均衡點穩定性見表3。說明由于收益增長不均衡導致農產品加工企業將放棄合作，導致O（0,0）成為ESS均衡點，達成“不合作”行為策略，動態相位圖如圖2所示。

3.4 參數變化對情況（1）系統演化穩定策略的影響

當-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va時，如圖1所示，雙方演化博弈的穩定策略為（不合作，不合作）和（合作，合作）。系統最終收斂于哪個策略由SADBC和SAOBD大小決定，當SADBC＞SAOBD時，系統收斂于均衡點（1,1）的概率更大；當SADBC＜SAOBD時，系統收斂于均衡點（0,0）的概率更大；當SADBC=SAOBD時，兩個均衡點的概率相同。通過分析SADBC即可分析影響演化穩定策略因素，由公式（11）可知，影響區域ADBC面積的支付矩陣參數有7個，并得到以下四個命題。

（1）合作收益增量△Va、△Vl

命題1 農產品加工企業和第三方物流企業因合作獲得的預期收益增量越大，二者的合作概率越大。

表2 農產品加工企業-第三方物流企業雅克比矩陣detJ、trJ結果

表3 情況（1）-（4）的平衡點穩定性分析

圖1 （1）條件下的動態相位圖

圖2 （2）-（4）條件下的動態相位圖

證明：將S分別對△Va、△Vl求偏導 ，，故 S 是△Va、△Vl的增函數。當雙方通過“合作”策略所獲取的收益增量越大，“合作”策略面積也增大，在博弈中收斂于C(1,1）的概率也隨之增大，證畢。

（2）合作策略成本Ca、Cl

命題2 農產品加工企業和第三方物流企業為達成合作而付出的成本越小，二者的合作概率越大。

證明：將S分別對Ca、Cl求偏導，，故S是Ca、Cl的減函數。當雙方為達成合作策略所需要付出的成本越小，“合作”策略面積增大，在博弈中收斂于C(1,1）的概率也隨之增大，證畢。

（3）一方不合作策略損失La、Ll

命題3 農產品加工企業和第三方物流企業一方選擇不合作策略，導致對方遭受的損失越大，二者的合作概率越小。

證 明 ：將 S對 La、Ll求 偏 導 ，故S是La、Ll的減函數。當雙方因一方退出而遭受的損失越大，對“合作”策略的阻礙作用越強，從而收斂于C（1,1）的概率越小，證畢。

（4）違約金Lld

命題4 農產品加工企業和第三方物流企業其中一方選擇退出導致合作策略難以達成，其違約金越多，二者的合作概率越大。

證明：將 S對 Lld求偏導，，故S是Lld的增函數。當雙方因一方選擇“不合作”策略而需要支付的違約金越高，對“合作”策略起到了一定維護作用，從而收斂于C（1,1）的概率隨之增加，證畢。

4 研究結論

本文運用演化博弈對農產品加工企業與第三方物流企業的合作行為策略問題進行分析，找出雙方在博弈中影響合作策略達成的因素，演化博弈最終行為策略受到初始支付矩陣及預期收益增量、合作成本、不合作損失、違約金等參數的影響。因此，為了促進雙方更好的合作，應構建合理的利益分配機制，激勵雙方的合作積極性，提高預期收益增量；不斷創新服務模式，在模式中不斷協調，為消費者提供更為精準化、高質量的服務，降低合作成本；建立維護雙方合作機制，規范雙方市場行為，不會隨意選擇不合作策略，從而影響對方的收益。此外，農產品加工企業與第三方物流企業是在利導因子與限制因子共同作用下完成，利導因子包括預期收益增量、違約金等，限制因子包括合作成本、不合作損失等，任一因素都應充分重視。雙方都應基于“合作”行為策略，協同協商，以實現互利共贏。