政府与畜产品供应链质量控制的演化博弈仿真分析

□彭玉珊 张园园

政府与畜产品供应链质量控制的演化博弈仿真分析

□彭玉珊1张园园2

本文运用演化博弈模型和系统仿真相结合的方法研究了政府与畜产品供应链之间质量控制的演化稳定策略及其演化路径。研究表明，政府和畜产品供应链之间质量控制的演化方向和目标受控制成本、控制收益、政府控制成本支配方式、惩罚力度等8个因素的影响，其中政府的控制成本和收益，对管理部门和生产企业的惩罚力度4个因素的影响更为明显。降低质量控制成本，提高质量控制收益，增大政府质量控制开支中用于资金、技术等支持的比重，加强对相关管理部门和生产企业惩罚力度，将会促进政府和畜产品供应链之间质量控制向预期方向和目标演化。

复制动态; 系统仿真; 演化稳定策略; 质量控制

一、引言

随着我国经济的发展和人民生活水平的提升，肉、奶、蛋等畜产品已成为居民主要的食物构成和重要的营养来源。但近年来，畜产品质量问题(如“三聚氰胺牛奶”、“瘦肉精猪肉”、“苏丹红鸭蛋”等)频发，严重危害消费者的身心健康和生命安全，成为全社会广为关注的热点和焦点问题。畜产品质量隐患存在的深层次原因是在不对称信息掩护下生产经营者的违规行为，因此，需要政府采取有效的激励约束机制来规范生产者行为(Averch，1962；Posner，1974；owen and Braentigam，1978；Loeb and Magat，1979；周德翼等，2002)，保障畜产品质量。我国政府为保障畜产品质量，出台了一系列法律法规，构建了多层级监管体系，投入了大量的人力和物力，但控制效果亟待提高。

学术界对政府如何保证食品质量进行了大量的理论和实证研究，主要集中在政府职能部门如何运用技术手段、法律法规、制度设计等对食品企业进行有效监管方面(Caswell，1998；Buzby，1999；Starbird，2000；Henson，2001；Goodwin，2002；郑风田，2003；王玉环等，2005)。运用博弈仿真研究政府与食品生产企业在产品质量方面相互间作用关系以及关系动态变化过程的相对较少，主要有，樊斌等(2012)探讨了乳制品加工企业隐蔽违规行为的演化博弈关系，研究结果表明，影响乳制品加工企业行为的因素为政府监督查处的力度和强度、消费者信任度、企业生产技术和设备以及乳制品加工市场的准入条件；朱立龙等(2013)通过对博弈模型中纯战略Nash均衡、占优战略Nash均衡和混合战略Nash均衡的分析，揭示了政府质量监管部门与生产企业建立质量管理体系监管博弈的内部运行机理。浦徐进等(2013)借助演化博弈方法，研究了企业与官员策略互动关系。研究结果发现，“官员努力监管得到的激励”和“企业生产伪劣食品被发现时受到的惩罚”这两个参数的大小会影响系统收敛结果，(努力监管，生产合格食品)、(监管失职，生产伪劣食品)、(监管失职，生产合格食品)都有可能成为系统的演化稳定策略。

上述文献对政府和食品生产企业的相互作用关系进行了有益探索，但同时也存在一定的局限。首先，在研究内容上：(1)以往文献对政府的定位仅仅是政府对食品企业进行监督管理，事实上政府为保证食品质量，对食品生产企业并不仅仅是监管，还包括教育、引导、技术和资金支持等；(2)畜产品质量是养殖、屠宰、加工、储运和销售各环节的畜产品供应链共同决定的，任何一个环节出现问题都影响最终产品质量，因此，政府的畜产品质量控制不能只是针对单个畜产品生产企业，而需要从整个畜产品供应链的角度出发来考虑如何保障畜产品质量。其次，在研究方法上：现有研究主要研究了政府和食品生产企业相互作用关系的变化方向及影响因素，未深入探讨政府和食品生产企业相互作用关系随时间的变化状况，而相互作用关系随时间变化的快慢能反映出各影响因素的作用效果。因此，依据畜产品质量政府控制机制，综合考虑成本、收益、激励和约束，运用演化博弈模型和系统仿真相结合的方法研究政府与畜产品供应链之间在保障畜产品质量方面形成良性的互动关系及其演化速度具有重要的现实意义。

二、政府与畜产品供应链之间的互动关系及其对畜产品质量的保障作用

(一) 政府与畜产品供应链之间互动关系的阐释

根据系统学原理，政府与畜产品供应链之间的互动关系，指政府从供应链系统外部控制畜产品供应链各节点企业内部及相互间质量状况，畜产品供应链从供应链系统内部协调养殖、屠宰和销售各环节生产企业内部及相互之间的质量行为，双方均以为消费者提供优质安全的畜产品为目标，且相互间配合得当，从而推动畜产品生产从无序向有序、从低级有序向高级有序演进的过程。

(二)政府与畜产品供应链对畜产品质量的保障作用

政府与畜产品供应链分别从畜产品生产系统的内部和外部对畜产品质量进行控制，双方对畜产品质量的保障作用主要体现在如下三个方面：

(1)政府通过构建合理的监督控制体系、政策支持体系、市场信息体系和公共服务体系等，从外部对畜产品供应链各节点企业质量行为进行直接控制和间接影响。

(2)畜产品供应链通过构建合理的动力机制、传导机制、实现机制、促进机制和保障机制，从供应链内部对畜产品生产各环节企业的质量行为进行协调管理。

(3)政府各体系和畜产品供应链各机制之间通过相互影响、相互作用、相互促进的互动过程，使政府和畜产品供应链双方对畜产品质量控制的涵盖内容、执行方式、实施效果等达到最优。

三、政府与畜产品供应链的演化博弈模型构建

(一)基本假定与参数假设

基于政府与畜产品供应链之间的互动关系及其对畜产品质量的保障作用，对政府与畜产品供应链进行如下基本假定：

1)博弈模型由两类主体构成，即政府(包括与畜产品质量相关的各级各类政府职能部门)和畜产品供应链(包括养殖、屠宰、加工、储运和销售各环节的畜产品生产企业)。

2)政府和畜产品供应链都是有限理性博弈方，其中政府为保障畜产品质量，促进社会福利最大化，保障消费者身心健康的行为策略集为(强控制，弱控制)，畜产品供应链为追求供应链利润和权益最大化时应对政府规制的行为策略集为(配合，不配合)，每一方均根据另一方的策略选择并考虑自身在群体中的相对适应性，来不断选择和调整自己的策略。

3)只有当政府选择强控制行为策略，畜产品供应链选择配合的行为策略，才能生产出质量合格的畜产品产品，并且社会福利达到最大，否则，畜产品质量水平会受到不同程度的影响。假设：

①政府选择强控制，畜产品供应链选择配合时，畜产品供应链生产出合格的畜产品给政府带来的外部收益为Va，畜产品供应链获得的收益为Vp；

②政府选择强控制时需要付出的必要成本为Ca(并假定Ca

4)当政府选择强控制，畜产品供应链选择不配合时，政府能够发现并解决问题，政府将给予畜产品供应链的N惩罚；当政府选择弱控制，畜产品供应链选择配合时，则畜产品供应链需要独立承担Cp(并假定Cp

5)当政府选择弱控制，畜产品供应链选择不配合时，致使畜产品产品产生质量问题，给政府职能部门带来的损失为La，畜产品供应链所遭受的损失为Lp。

(二)演化博弈支付矩阵

根据上述参数假设，构造出政府与畜产品供应链相互博弈的支付矩阵，如表1所示。

表1 政府与畜产品供应链博弈的支付矩阵

(三)复制动态方程及其局部平衡点

设政府采取强规制的概率为x，畜产品供应链采取配合的概率为y，则根据式(1)，政府采用强规制策略的期望收益为：

ua,s=y[Va-Ca]-Ca(1-y)

(2)

政府采用弱规制策略的期望收益为：

ua,w=(y-1)La

(3)

政府的平均期望收益为：

由式(1)、(2)、(3)和(4)得到政府选择强规制策略的复制动态方程如下：

同理，得到畜产品供应链的复制动态方程如下：

(7)

(8)

四、政府与畜产品供应链演化博弈模型的稳定性分析

依据上节分析可知，政府和畜产品供应链博弈过程有o(0,0)、A(1,0)、B(1,0)、C(1,1)和鞍点D(xD,yD)5个局部平衡点，在不同的初始条件、外部影响因素和相互间策略选择影响的作用下，政府和畜产品供应链的策略选择会沿不同路径向不同的平衡点移动，但是只有在稳定点附近，存在符合某种条件的一个领域，在这个领域内的所有点随着时间的变化会不断趋近并最终到达稳定点，即博弈双方的策略选择会逐步趋于稳定。下文将运用雅克比(Jacobian)矩阵分别探讨5个局部平衡点稳定的条件。根据上节分析，可知政府和畜产品供应链关于畜产品产品质量演化博弈的复制动态方程，如公式(9)所示。

(9)

求雅克比(Jacobian)矩阵得：

(10)

(1)均衡点的稳定性条件

将x=0，y=0带入，雅克比矩阵变为

当(La-Ca)(Vp-Cp+Lp)>0 ，(La-Ca)+(Vp-Cp+Lp)<0 时，

即La-Ca<0，Vp-Cp+Lp<0 时，o(0,0)点为稳定点。因为，畜产品供应链所支付的成本应该小于获得的收益Cp0。推出Vp-Cp+Lp>0，与稳定条件矛盾，o(0,0)为非稳定点。

(2)均衡点C(1,1)的稳定性条件

将x=1，y=1带入，雅克比矩阵变为

当Ca0 时，C(1,1)为稳定点。即在C(1,1)点周围始终存在一个领域，在这个领域内的所有点随着时间的变化会不断趋近并最终到达C(1,1)点。也就是说，在此领域内，只要时间足够，政府与畜产品供应链为维护畜产品产品质量，不断进行博弈选择的结果是最终会稳定在(强控制，配合)。

(3)均衡点B(0,1)的稳定性条件

将x=0，y=1带入，雅克比矩阵变为

当Va-Ca<0，Vp-Cp+Lp>0时，B(0,1)点稳定。因为，政府所支付的成本应该小于获得的收益Ca

(4)均衡点A(1,0)的稳定性条件

将x=1，y=0带入，雅克比矩阵变为

当La-Ca>0，N+δCa+Vp-Cp<0时，A(0,1)点稳定。因为，畜产品供应链所支付的成本应该小于获得的收益Cp0，推出N+δCa+Vp-Cp>0，与稳定条件矛盾，A(1,0)为非稳定点。

(5)鞍点D(xD，yD)的稳定性条件

通过上述分析可知，只有C(1,1)点为政府和畜产品供应链动态博弈的稳定点，二者博弈结果向着(强控制，配合)的方向发展。

五、演化稳定策略模拟仿真及分析

根据以上研究结论，运用Matlab7.0软件对政府和畜产品供应链质量控制动态博弈的稳定点C(1,1)的演化路径进行模拟仿真，分别考察演化博弈模型中各参数的变化对演化速度的影响。

(1)Ca变化对演化路径的影响

图1 变化对演化路径的影响(初始值Va=0.7，Ca=0.1，Vp=0.7，N=1，Lp=0.5，La=0.2，delta=0.5)

由图1可见，政府加强对畜产品供应链质量控制付出的成本越小，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，政府部门应选择合适的激励约束的方法、手段和制度安排，注重提高效率，降低对畜产品供应链质量控制的成本。

(2)Cp变化对演化路径的影响

图2 Cp变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.55，Va=0.7，Vp=0.7，N=1，Lp=0.5，La=0.2，delta=0.5)

由图2可见，畜产品供应链需要独立承担的成本越小，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，畜产品供应链在提高产品质量同时，应尽量考虑资源的优化配置，以降低成本。

(3)Va变化对演化路径的影响

图3 Va变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.1，Cp=0.1，Vp=0.7，N=1，Lp=0.5，La=0.2，delta=0.5)

由图3可见，政府的外部收益越多，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，上一级政府和消费者协会应表彰和奖励不断提高产品质

量的畜产品职能管理部门，鼓励其行为。

(4)Vp变化对演化路径的影响

由图4可见，政府与畜产品供应链为保障畜产品质量的博弈过程中，畜产品供应链获得的收益越多，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，对于生产合格畜产品的企业，政府应通过宣传其产品、打造其品牌等方式，增加其收益。

图4 Vp变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.55，Va=0.7，Cp=0.1，N=1，Lp=0.5，La=0.2，delta=0.5)

(5)delta变化对演化路径的影响

图5 delta变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.6，Va=0.7，Cp=0.8，Vp=0.9，N=1，Lp=0.4，La=0.1)

由图5可见，政府对畜产品供应链激励约束的过程中，所花费的成本用于激励和支持的比例越多，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，政府应更多的选择补贴、技术支持、奖励等方式。

(6)N变化对演化路径的影响

图6 N变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.45，Va=0.45，Cp=0.1，Vp=0.7，Lp=0.5，La=0.2，delta=0.5)

由图6可见，问题畜产品一经被其管理机构发现，给生产企业所造成的损失越大，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，监管部门应加大对问题畜产品的惩罚力度。

(7)La变化对演化路径的影响

图7 La变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.45，Va=0.45，Cp=0.1，Vp=0.7，N=1，Lp=0.4，delta=0.5)

由图7可见，问题畜产品流入市场，造成危害，给相关政府部门带来的损失越大，双方质量控制达到稳定的状态越快。因此，上一级部门应加大对相关职能部门的惩处。

(8)Lp变化对演化路径的影响

图8 Lp变化对演化路径的影响(初始值Ca=0.45，Va=0.45，Cp=0.1，Vp=0.7，N=1，La=0.2，delta=0.5)

由图8可见，问题畜产品流入市场，造成危害，给企业带来的损失越大，双方质量控制达到稳定的状态明显加快。因此，一旦造成社会危害的企业，应从重从严处罚。

六、结语

本文运用演化博弈模型和系统仿真相结合的方法研究政府与畜产品供应链质量控制的演化过程和演化速度。研究表明，双方质量控制的演化方向受控制成本、控制收益、政府控制成本支配方式、惩罚力度8个因素的影响，其中政府的控制成本和收益，对管理部门和生产企业的惩罚力度4个因素的影响更为明显；降低质量控制成本，提高质量控制收益，增大政府质量控制开支中用于资金、技术等支持的比重，加强对相关管理部门和生产企业惩罚力度，将会促进政府和畜产品供应链质量控制向良好合作的方向发展。与已有同类研究相比，本文首先利用演化博弈模型，确定了政府与畜产品供应链之间质量控制的演化稳定策略，然后利用系统仿真方法分析了相关因素对演化路径的影响，从而明确了加快向稳定点演化的重要因素，研究结论更有现实指导意义。

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F123.15

A

1008-8091(2017)04-0030-07

2017-01-11

国家社会科学基金项目“基于供应链的畜产品质量控制策略研究”，项目编号：15BGL136。

1. 山东女子学院经济管理学院, 山东 济南,250300; 2.山东农业大学经济管理学院, 山东 泰安,271018

彭玉珊(1977- )，女，湖北仙桃人，山东女子学院经济管理学院副教授，博士，研究方向：产业组织与管理。