區(qū)塊鏈采購模式的演化博弈分析

季春藝，全 浩 （江南大學 商學院，江蘇 無錫 214122）

0 引 言

隨著全球經濟一體化進程的不斷加速，信息傳遞與溝通的重要性越顯突出。區(qū)塊鏈技術作為一個新興的分布式數(shù)據存儲、共識機制的計算機應用模式，對采購流程中信息不對稱、過程無法監(jiān)控追溯等詬病有獨特的解決方法。

目前區(qū)塊鏈的討論側重于如何將區(qū)塊鏈技術融入到行業(yè)流程中，其中區(qū)塊鏈技術的數(shù)據真實，效率提高和追本溯源等特點為探討的中心。第一，數(shù)據真實方面。Francesco, Zelbst認為在供應鏈管理中應用區(qū)塊鏈技術將會增加操作的透明度。例如，Alzahrani將區(qū)塊鏈技術應用到新產品防偽當中。張夏恒則利用區(qū)塊鏈技術探討授信融資、區(qū)塊鏈白條等融資方式。第二，在效率提高方面。由于智能合約的存在，訂單的復核可能不再需要人工完成。Sachin發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術可以縮短結算提前期，簡化交易流程。T?nnissen調查了十個區(qū)塊鏈物流應用程序，表明其中沒有中間化。新冠肺炎爆發(fā)之后，暴露了很多資源配置效率的問題，Yong設計了一種區(qū)塊鏈技術與疫苗的供應與監(jiān)管相結合的智能系統(tǒng)，用于疫苗供應鏈中的疫苗監(jiān)管。李旭東、渠慎寧在面對這次疫情也提出區(qū)塊鏈是實現(xiàn)公益物資有效分配的有力保障。第三，在追本溯源方面，大多數(shù)研究都將目標集中在將區(qū)塊鏈、物聯(lián)網、射頻技術等相結合的領域，RFID 技術和QR 碼技術都有涉及。綜上看來，區(qū)塊鏈技術對于采購來說是有明顯益處的，但是成本、技術不確定性、可擴展性和企業(yè)因素決定了區(qū)塊鏈技術的采用率。

本文以區(qū)塊鏈采購服務平臺為基礎，通過進化博弈分析方式研究了區(qū)塊鏈采購服務平臺對各成員的長期策略選擇的影響。過程中引入了可接受的最大次品率、容忍函數(shù)，分別反映采購企業(yè)對殘次品的最大容忍程度和忍耐度變化情況；在此基礎上，利用報童模型探討不同情況下供應商和采購企業(yè)獲益情況；進而通過進化博弈的結果分析兩種采購模式下博弈雙方演化均衡點的變化情況；最后通過數(shù)值仿真的方法探究區(qū)塊鏈平臺采購技術對博弈雙方演化策略的影響。

1 區(qū)塊鏈平臺采購模式下的進化博弈

當采購企業(yè)和供應商加入第三方區(qū)塊鏈平臺，依靠平臺提供的技術支持進行采購業(yè)務，采購流程如圖1 所示。

企業(yè)與供應商加入區(qū)塊鏈信息共享平臺，平臺內供應商之間相互保密，供應商與企業(yè)之間信息共享；企業(yè)產生物料需求，將此需求信息發(fā)布到區(qū)塊鏈網絡；供應商根據自己的情況（庫存等） 選擇接受時將此信息打包進區(qū)塊，并生成智能合約①回傳企業(yè)；企業(yè)在接收到的多家智能合約后，錄入自己的預期價格，發(fā)貨日期，數(shù)量等信息；在與某個合約滿足后，合約要求企業(yè)將貨款匯入平臺，企業(yè)匯款后，該合約自動生成訂單合同和智能合約①回傳供應商，同時上鏈作為兩者的交易證明；供應商接收到合同和合約②后，在合同簽字，并按照合約②要求發(fā)貨，信息上鏈作為發(fā)貨證明，同時產生合約③；在此過程中企業(yè)將利用物聯(lián)網傳感器等設備對產品的倉儲條件和運輸過程進行實時監(jiān)控，從而及時了解產品物流信息；企業(yè)接收到貨物，錄入接收貨物的信息進合約③，滿足條件將貨款匯給供應商，交易結束。

1.1 符號說明

模型符號及描述如表1 所示。

表1 模型符號及描述

1.2 模型構建與分析

分析四種情況下，供應商與采購企業(yè)的期望收益如表2 所示。

表2 區(qū)塊鏈下采購企業(yè)與供應商的博弈收益矩陣

從而可以得到供應商選擇誠信的復制動態(tài)方程為：

采購企業(yè)選擇監(jiān)督的復制動態(tài)方程：

與式（4） 極值點：

1.3 復制動態(tài)演化圖

1.4 復制動態(tài)演化分析

為了對比區(qū)分，本文將傳統(tǒng)采購模式與區(qū)塊鏈采購模式進行對比，如圖3 所示，傳統(tǒng)采購模式為圖3 中為虛線；區(qū)塊鏈平臺采購模式為圖3 中為實線。

圖3 兩種模式的演化相位圖

圖2 區(qū)塊鏈采購模式的演化相位

2 算例分析

令供應商所提供的貨物的殘次品比例α=0.08，進行仿真分析，如圖4 所示。區(qū)塊鏈采購模式下的D 區(qū)域面積總是大于傳統(tǒng)采購模式；隨著采購企業(yè)對于殘次品的最大容忍率β 的增大，兩條曲線都是一種遞增的狀態(tài)。說明在D 區(qū)域內，初始點都會向著（監(jiān)督，誠實） 的狀態(tài)發(fā)展，在區(qū)塊鏈采購模式下，更多的初始點會最終穩(wěn)定在1,（ ）1 最終狀態(tài)；采購企業(yè)對于殘次品的最大容忍率β 增大時，更多的企業(yè)會選擇監(jiān)督策略，更多的供應商會選擇誠實策略。

圖4 情形1 下D 區(qū)域面積變化圖

令采購企業(yè)對于殘次品的最大容忍率β=0.1，如圖5 所示。區(qū)塊鏈采購模式的曲線始終在傳統(tǒng)采購模式之上；隨著貨物的殘次品比例α 的增加，D 區(qū)域的面積呈現(xiàn)遞減狀態(tài)。說明初始狀態(tài)下，區(qū)塊鏈采購模式的D 區(qū)域面積總是大于傳統(tǒng)采購模式；當供應商提供的貨物質量逐漸變差時，D 區(qū)域面積小，這可以理解為供應商的不誠實行為將會導致采購企業(yè)選擇終止交易。

圖5 情形2 下D 區(qū)域面積變化圖

在貨物的殘次品比例α 和采購企業(yè)對于殘次品的最大容忍率β 的雙重影響下進行分析，結果如圖6 所示?？扇萑痰淖畲蟠纹仿师?的增加確實會導致D 區(qū)域面積的增加，但是增加量甚微。產品中次品比例的增加會導致D 區(qū)域面積的大幅度減少。

圖6 雙重因素下D 區(qū)域面積變化圖

3 結論與展望

3.1 結 論

綜上所述，區(qū)塊鏈采購模式可以使D 區(qū)域面積增大，在初始狀態(tài)下選擇誠實策略的供應商比例會增大，這對采購企業(yè)來說無疑是至關重要的，同時采購企業(yè)為了保證原材料的質量，愿意付出監(jiān)督成本。在兩種采購模式的比較中，懲罰成本A、信譽損失B 和區(qū)塊鏈帶來的再投資收益g 對供應商的決策有很大的影響；供應商對不誠實行為被發(fā)現(xiàn)的概率1-F（β ）的估計和采購企業(yè)利用區(qū)塊鏈帶來的再投資收益h 影響著采購企業(yè)的決策。

3.2 建議與展望

通過前文的分析，區(qū)塊鏈采購平臺的采購模式相較于傳統(tǒng)采購模式有優(yōu)勢，但是優(yōu)勢的大小受采購企業(yè)態(tài)度和采購企業(yè)與供應商之間契約的影響。

（1） 采購企業(yè)要積極利用區(qū)塊鏈技術，對供應商守約行為進行信譽獎勵，對違約行為實行嚴厲的懲罰。區(qū)塊鏈技術對供應商是積極友好的，一方面，區(qū)塊鏈的追本溯源功能使采購企業(yè)可以時刻關注自己原材料的狀態(tài)。另一方面，區(qū)塊鏈技術的透明機制使得供應商的違約行為無所遁形，采購企業(yè)在談判上處于主動地位。最后，區(qū)塊鏈采購過程效率更高，耗時更短，資金周轉更快，讓采購企業(yè)實現(xiàn)更大的收益。根據前面的分析，采購企業(yè)對違約行為應該設定高的懲罰成本使供應商選擇誠實行為，同時給供應商的誠實進行激勵，例如可以自費通過區(qū)塊鏈平臺對供應商的守約行為進行宣傳，通過區(qū)塊鏈的放大效應對供應商進行信用激勵。

（2） 采購企業(yè)要保證自己采購的原材料質量，降低供應商的投機行為。供應商對采購企業(yè)可接受的最大次品率的估計很大程度上影響著采購企業(yè)的決策。采購企業(yè)對外展現(xiàn)出對于材料質量嚴格的要求，降低供應商對投機行為的預期，對違約行為進行嚴格的懲罰并將其公布于區(qū)塊鏈之上，形成良性的循環(huán)。在這種情況下，初始位置位于D 區(qū)域采購企業(yè)可以適當采取由普查監(jiān)督過渡為抽查監(jiān)督的措施，因為此狀態(tài)下供應商趨向于誠實，抽查形式可以減少采購商的監(jiān)督開支。

對于供應商而言，區(qū)塊鏈技術是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面在于自己的違約行為將會被放大，使自身處于被動的地位。另一方面，平臺的交易費用是一項額外產生的成本。但是區(qū)塊鏈技術帶來的好處也是不容忽視的。對于廢品率低的供應商，交易歷史將會永久的記錄在區(qū)塊鏈上，供應商的信譽也會被放大，會產生更多的合作機會。另外，供應商應該采取更加高效的殘次品處理方式。