基于演化博弈的雙渠道供應(yīng)鏈服務(wù)合作策略

馬國順，孔瑞平

（西北師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

基于演化博弈的雙渠道供應(yīng)鏈服務(wù)合作策略

馬國順1，孔瑞平2

（西北師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

文章運(yùn)用演化博弈論的方法，建立了由單一制造商與單一零售商組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈中服務(wù)合作的博弈模型，分析了影響雙方合作的因素。結(jié)果表明：當(dāng)零售商成功地單獨(dú)提供服務(wù)時(shí)，只要雙方合作的收益大于不合作時(shí)的收益，雙方就會(huì)進(jìn)行服務(wù)合作；零售商單獨(dú)提供服務(wù)失敗時(shí)，如果雙方合作時(shí)的收益大于不合作時(shí)的收益，則服務(wù)合作會(huì)出現(xiàn)兩種演化穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)，合作時(shí)的超額收益、零售商合作和制造商服務(wù)“搭便車”時(shí)的收益增量、合作與非合作時(shí)的服務(wù)成本、制造商的服務(wù)成本分擔(dān)率等因素會(huì)影響雙方合作的演化方向。

兩級(jí)供應(yīng)鏈；服務(wù)合作；演化博弈

隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展，越來越多的企業(yè)使用傳統(tǒng)渠道與電子渠道相結(jié)合的銷售方式。例如IBM、耐克、Apple、HP等構(gòu)建了電子渠道，而以電子渠道為主的企業(yè)也開辟了傳統(tǒng)零售渠道[1-2]。制造商通過雙渠道可以得到更高的經(jīng)濟(jì)利益，與此同時(shí)，更多的消費(fèi)者愿意在擁有雙渠道的供應(yīng)鏈中購物[3]。價(jià)格和服務(wù)決定了消費(fèi)者是否購買一個(gè)確定的商品，而服務(wù)更加重要[4]。零售渠道提供給顧客的許多服務(wù)中，信息服務(wù)是其中之一，它可以誘導(dǎo)消費(fèi)者的購買行為，但是由于信息服務(wù)具有溢出效應(yīng)，因此同一制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品由雙渠道銷售時(shí)，有利于其他渠道商的搭便車行為。

國內(nèi)外許多學(xué)者研究了制造商與零售商及不同零售商之間的服務(wù) “搭便車”現(xiàn)象。艾興政等通過建模分析了服務(wù)搭便車行為和價(jià)格對(duì)績效的影響，并制定了三步定價(jià)協(xié)調(diào)機(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)[5]。羅美玲等研究發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商的“搭便車”行為會(huì)抑制零售商提供服務(wù)的積極性，建立了零售商和制造商共同分擔(dān)服務(wù)成本的協(xié)調(diào)機(jī)制[6]。趙倩茹等通過模型分析了“搭便車”系數(shù)對(duì)服務(wù)水平及最優(yōu)利潤的影響，為零售商和制造商作出決策提供了依據(jù)[7]。TELSER指出零售商之間“搭便車”會(huì)抑制零售商提供信息服務(wù)的積極性[8]。PERRY等考慮在服務(wù)溢出效應(yīng)的情況下，壟斷型制造商運(yùn)用零售價(jià)格維持和特許經(jīng)營費(fèi)用契約來激勵(lì)多個(gè)同質(zhì)競爭零售商提供服務(wù)的問題[9]。駱品亮等探討了RPM制度下，制造商和零售商關(guān)于售前服務(wù)成本的分?jǐn)倖栴}，刻畫了零售商之間的搭便車行為與售前服務(wù)成本的關(guān)系[10]。

以上研究雙渠道供應(yīng)鏈中服務(wù)“搭便車”影響時(shí)，都是假設(shè)制造商和零售商是完全理性的，而現(xiàn)實(shí)中制造商和零售商往往是有限理性的，很難在一次決策中作出最優(yōu)選擇。文章采用演化博弈的理論和方法[11],對(duì)有限理性的制造商和零售商的博弈行為進(jìn)行了分析，探討了有利于雙方進(jìn)行服務(wù)合作的影響因素，為雙方的服務(wù)合作和防止制造商的服務(wù)“搭便車”行為提供了理論基礎(chǔ)。

一、基本假設(shè)及演化博弈模型

（一）基本假設(shè)

假設(shè)每次博弈時(shí)，制造商的策略空間為{補(bǔ)貼成本，不補(bǔ)貼成本}，零售商的策略空間為{提供服務(wù)，不提供服務(wù)}；記零售商為博弈方1，制造商為博弈方2。制造商和零售商雙方均不合作時(shí)的收益分別為π2和π1,合作時(shí)的超額收益為Δπ,合作時(shí)服務(wù)總成本為c1,k表示制造商的服務(wù)成本分擔(dān)率，且0c2,Δπ1>c1，Δπ2> Δπ2′，假設(shè) Δπ2-Δπ2′-kc1>0，Δπ1-Δπ1′+c2-c1>0。因此，制造商與零售商的支付矩陣如表 1所示。

表1 博弈支付矩陣

（二）演化過程的均衡點(diǎn)

假設(shè)零售商采用“提供服務(wù)”策略的概率為p,則采用“不提供服務(wù)”策略的概率為1－p;同時(shí)，假設(shè)制造商采用“補(bǔ)貼成本”策略的概率為q,則采用“不補(bǔ)貼成本”策略的概率為1－q。零售商采取“提供服務(wù)”“不提供服務(wù)”的期望收益u1c、u1n和平均得益u1分別為：

制造商采取“補(bǔ)貼成本”“不補(bǔ)貼成本”的期望收益u2c、u2n和平均得益u2分別為：

根據(jù)演化博弈的復(fù)制動(dòng)態(tài)公式[11],增長率等于參與人的適應(yīng)度u1c減去它的平均適應(yīng)度u1，所以由（1）式、（2）式和（3）式可得到零售商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：同理，增長率等于參與人的適應(yīng)度u2c減去它的平均適應(yīng)度u2，因此可以由（4）式、（5）式和（6）式得到制造商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程如下：

得此動(dòng)力系統(tǒng)的雅克比矩陣J為

（三）均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

1.零售商成功地單獨(dú)提供服務(wù)

當(dāng)Δπ1′>c2時(shí)，均衡點(diǎn)演化的穩(wěn)定結(jié)果如表2所示，其中det J是矩陣J的行列式，trJ表示矩陣J的跡，其相位圖如圖1所示。

表2 零售商成功地單獨(dú)提供服務(wù)時(shí)，局部穩(wěn)定性分析結(jié)果

圖1 零售商成功地單獨(dú)提供服務(wù)的復(fù)制動(dòng)態(tài)相位圖

2.零售商單獨(dú)提供服務(wù)失敗

當(dāng)Δπ1′

圖2 零售商單獨(dú)提供服務(wù)失敗的復(fù)制動(dòng)態(tài)相位圖

表3 零售商單獨(dú)提供服務(wù)失敗時(shí)，局部穩(wěn)定性分析結(jié)果

二、參數(shù)分析及調(diào)控

1.合作超額收益Δπ1、Δπ2

根據(jù)鞍點(diǎn)表達(dá)式，雙方合作收益增加時(shí)，圖2中鞍點(diǎn)向左下方移動(dòng)，使得區(qū)域SBCDE面積增大，系統(tǒng)收斂于D（1,1）的概率增大，雙方合作的可能性增大，說明雙方合作的超額收益增加，可以促進(jìn)雙方合作。

2.零售商合作、制造商不合作時(shí)收益增加量Δπ1′、Δπ2′

由鞍點(diǎn)表達(dá)式可知，當(dāng)零售商提供服務(wù)，制造商不補(bǔ)貼導(dǎo)致雙方收益提高時(shí)，圖2中鞍點(diǎn)會(huì)朝著點(diǎn)（1,1）方向移動(dòng)，這使得系統(tǒng)收斂到合作區(qū)域SBCDE的面積減少，合作的可能性降低，表明零售商單獨(dú)提供服務(wù)導(dǎo)致雙方收益增加，將使系統(tǒng)朝著不合作方向演化。

3.合作成本c1和不合作成本c2

在鞍點(diǎn)處，因雙方合作成本c1或不合作成本c2過高時(shí)，圖2中鞍點(diǎn)會(huì)朝著右上方移動(dòng)，這使得區(qū)域SBCDE面積減少，雙方合作的可能性減少，說明我們可以通過降低合作成本c1和不合作成本c2，來增大雙方合作的概率。

4.服務(wù)成本分擔(dān)率K

從鞍點(diǎn)表達(dá)式可以看出，提高制造商服務(wù)成本分擔(dān)率K,會(huì)使鞍點(diǎn)朝右上方移動(dòng)，這會(huì)使收斂到合作狀態(tài)區(qū)域SBCDE面積減少，雙方合作的概率減少。這是由于在沒有監(jiān)督的時(shí)候，制造商提供的服務(wù)成本越多，則其面臨的零售商的道德風(fēng)險(xiǎn)越高，雙方合作成功的可能性越低。

三、結(jié)論及建議

文章運(yùn)用演化博弈的方法對(duì)供應(yīng)鏈中單一制造商和單一零售商之間的服務(wù)合作策略進(jìn)行建模，分析了影響雙方合作的因素，包括合作超額收益、合作成本與不合作成本、零售商合作而制造商服務(wù)“搭便車”時(shí)雙方收益、制造商提供的服務(wù)成本分擔(dān)率等。結(jié)果表明，若零售商成功地單獨(dú)提供服務(wù)，只要雙方合作的收益大于不合作的收益，雙方就會(huì)進(jìn)行服務(wù)合作；若零售商單獨(dú)提供服務(wù)失敗，如果雙方合作的收益大于不合作的收益，則合作超額收益的增加、合作成本或不合作成本的降低、零售商合作與制造商服務(wù)“搭便車”各自的收益及制造商提供成本分擔(dān)率減少，將會(huì)促進(jìn)制造商與零售商向合作方向的演化。因此，為了增加雙方合作的可能性，可以從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：（1）零售商提高服務(wù)水平，增加銷售量，提高雙方合作的超額收益。（2）針對(duì)制造商的服務(wù)“搭便車”現(xiàn)象，零售商可以降低服務(wù)水平或者不提供服務(wù)。（3）零售商提高服務(wù)效率，降低成本。（4）制造商可以通過加強(qiáng)懲罰監(jiān)督來降低零售商的道德風(fēng)險(xiǎn)。

[1] MCWILLIAMS G,ZIMMERMAN A.Dell plans to peddle PCs insider sears,other large chains[N].The Wall Street Journal,2003-01-30(3).

[2] PALMER J.Gateway’s gains[J].Barron’s Chicopee,2004(48):12-14.

[3] STRINGER K.Style&substance:Shopper who blend store,catalog,and web spend more[N].The Wall Street Journal, 2004-09-03(5).

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[7] 趙倩茹，馬凱.雙渠道服務(wù)競爭下“搭便車”對(duì)供應(yīng)鏈的影響[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版），2015（1）：117-120.

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[10] 駱品亮，陳連權(quán).零售商關(guān)于售前服務(wù)的搭便車行為與RPM 制度研究[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2008（1）：43-49.

[11]WEIBULL J W.Evolutionary game theory[M].Cambridge:MIT Press,1995.

責(zé)任編輯：吳 強(qiáng)

Dual-channel Supply Chain Services Cooperative Strategy Based on the Evolutionary Game Theory

MA Guoshun,KONG Ruiping
(College of Mathematics and Statistics,Northwest Normal University,Lanzhou Gansu 730070,China)

Using the evolutionary game theory,a game model of service cooperation was established in two-level supply chain composed of single manufacture and single retailer,and the factors affecting the bilateral cooperation were analyzed.The results show that:when the retailer can successfully offer the services alone and the two sides’cooperation benefits greater than the benefits of noncooperation,the two sides will conduct cooperation service;when the retailer failed to the service cooperation and the two sides’cooperation benefits greater than the benefits of noncooperation,two evolutionary stable state will appear in the cooperation service.In this case,the excess profits of cooperation,income increment of retailer’s cooperation and manufacture’s service “free-rider”,cooperative and non-cooperative service costs,the manufacturer’s service cost sharing rate and other factors will affect the evolutionary of cooperation between the two sides.

two-level supply chain;service cooperation;evolutionary game

F274

A

1673-8004（2017）04-0115-05

10.19493/j.cnki.issn1673－8004.2017.04.019

2016-11-03

甘肅省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 “Gene Rank問題的預(yù)處理技術(shù)研究”（145RJZA102）。

馬國順（1964— ），男，甘肅天水人，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事博弈論研究；孔瑞平（1988— ），女，甘肅永靖人，碩士研究生，主要從事博弈論及其應(yīng)用研究。