供应链网络节点间信息共享的演化博弈分析

◆钱奕凡



供应链网络节点间信息共享的演化博弈分析

◆钱奕凡

（南京师范大学泰州学院 江苏 225300）

本文利用演化博弈论分析了惩罚机制下企业之间信息共享行为的演化过程。理论研究及数值仿真分析表明：加大惩罚力度、控制共享风险有利于促进企业信息的共享合作。

供应链网络；信息共享；演化博弈论；数值仿真

0 引言

信息时代中，信息在经济活动中的重要性越来越得到重视，如何有效收集、分析信息，并利用从信息中提取到的规律来指导生产实践成为企业提高自身竞争力的关键因素。信息共享程度较高的企业往往能表现出更高的创新能力与业务水平[1]。供应链网络作为制造商、经销商、客户等主体构成的复杂网络，集资金流、物流与信息流于一身，信息共享在供应链网络中起到非常重要的作用：供应链网络中各企业节点之间往往具有互补性的信息资源，通过信息共享可以产生协同效应，促进双方企业共同发展，从而提升竞争力[2]。

共享信息的企业因协同作用受益，同时也需承担信息共享成本和风险。因此可从演化博弈论的角度对企业间信息共享行为进行解释[3]。本文利用演化博弈模型对供应链网络上信息共享行为进行了分析，并研究了惩罚力度、共享风险等因素对博弈策略演化路径的影响。论文的创新点在于，既从理论方面研究了博弈策略的演化路径，又通过多组数值仿真分析了不同因素对策略演化路径的影响。

1 演化博弈分析的基本步骤

1.1 模型假设

（2）企业在供应信息时会产生一定供应成本，知识共享成本与知识共享量（）成正比，比例系数记为。的大小与多方面因素相关，例如当信息共享机制比较成熟且信息供应双方信任度较高时，的值较小，反之则的值较大。企业进行信息共享时，也会因此面临一些风险，例如当企业信息被泄露时会造成该企业竞争优势下降。将企业信息共享风险成本记为，则企业进行知识共享的总成本为，。

（3）在诸多文献[4-6]中已证实，惩罚机制可用于激励企业进行期合作。当供应商或制造商一方共享信息，而另一方使用对方的共享信息却不提供对方信息时，可以通过建立惩罚机制来促使双方同时进行信息共享，未进行信息共享的一方将被施加一个固定惩罚g，g越大则表明惩罚力度越强。

在此基础上构建博弈模型，可得出两节点间信息共享行为博弈的战略式表述如表1所示：

表1 两节点间信息共享行为博弈的战略式表述

1.2 供应链网络节点间信息共享的演化博弈模型和稳定策略分析

根据模型构建及两节点间信息转移博弈支付矩阵，利用演化博弈论中的复制动态机制建立两节点间知识转移的复制动态系统。

采取“共享信息”和“不共享信息”策略的供应商个体的期望收益分别为：

整个供应商群体的期望收益为：

同理推得，整个制造商群体的期望收益。

最终，可得两节点间信息共享行为的复制动态方程组：

令以上两式为0，通过对雅可比矩阵的行和迹的计算，并结合局部稳定性分析，得出该演化博弈系统的五个平衡点，，，，，其中：

下面分别对博弈双方进行稳定性策略分析[7]：

2 数值仿真

为进一步验证风险成本、惩罚力度等因素对供应链网络信息共享演化博弈轨迹的影响，本文设计了两组数值仿真实验。第一组实验用于分析不同的惩罚力度对演化轨迹的影响；第二组实验用于分析不同的信息共享风险成本对演化轨迹的影响。

2.1 固定惩罚对演化轨迹的影响

该组数值仿真的实验参数设置如表2所示。

表2 第一组数值仿真参数设置

在表2实验参数设置的条件下，随机产生500个初始点，画出每个初始点对应的演化轨迹。为了便于区分，将终点为（1，1）的轨迹用绿色表示，终点为（0，0）的轨迹用蓝色表示。演化轨迹图如图1所示，其中，（a）；（b）。从图1中可知，当固定惩罚g变大时，绿色轨迹所占面积变大。从而更多的初始位点的演化轨迹以（1，1）为终点。由此可得出结论：增大固定惩罚力度可促进供应链网络企业之间进行信息共享合作。

图1 固定惩罚值对演化轨迹的影响

2.2 风险成本对演化轨迹的影响

该组数值仿真的实验参数设置如表3所示。

表3 第二组数值仿真参数设置

在表3实验参数设置的条件下，随机产生500个初始点，画出每个初始点对应的演化轨迹。同样为了便于区分，将终点为（1，1）的轨迹用绿色表示，终点为（0，0）的轨迹用蓝色表示。演化轨迹图如图2所示，其中，（a）；（b）。从图2中可知，当风险成本变大时，绿色轨迹所占面积变小。从而更少的初始位点的演化轨迹以（1，1）为终点。由此可得出结论：较大的信息共享风险成本会抑制供应链网络企业之间进行信息共享合作。

图2 风险成本对演化轨迹的影响

3 总结

供应链网络信息共享系统存在两个长期均衡结果：完全合作或完全不合作。

本文利用演化博弈论模型研究了供应链网络信息共享的演化路径，从理论和数值仿真两个角度分析了惩罚措施以及信息共享风险管控对企业之间达成信息共享合作关系的影响。通过演化路径的变化图，可以直观理解惩罚措施和风险管控对企业合作的促进作用。各节点间采取信息共享策略的根本目的是要同时增加双方的收益，通过对影响信息共享增益效应各因素的详细研究，得出以下结论：

（1）加大惩罚力度有利于促进企业信息共享合作的产生；

（2）控制信息共享风险有利于促进企业信息共享合作的产生。

[1]陈英华.基于供应链的知识管理研究[D].山东：山东大学，2005.

[2]任岩.企业知识共享影响因素研究综述[J].情报杂志，2006.

[3]赫婷，龙娟.供应链企业内知识共享方式初探[J].才智，2009.

[4]向小东，陈美燕.供应链企业信息共享演化博弈[J].福州大学学报（哲学社会科学版），2011.

[5]王燕，杨文瀚.供应链企业信息共享的博弈分析与对策[J].商业研究，2005.

[6]宋玮楠，王西，张奥.不同信息共享模式下信息生态链的盈利模式分析[J].情报科学，2014.

[7]林挺，李杨，张亮.食用农产品供应链中节点间知识共享行为的演化博弈分析[J].科技管理研究，2015.