农产品物流供应链：异业协作的演化博弈分析

赵 莉，邸嘉禹

（哈尔滨商业大学 商务学院，黑龙江 哈尔滨 150028）

1 引言

近年来，我国人民生活水平日益提高，大众对农产品的消费理念也随之改变。农产品在日常生活中占有重要的地位，在新消费理念下对农产品物流的服务价格、配送效率、传递质量及可选择性提出了更高的要求。以农产品为核心形成了农产品物流供应链，农产品加工企业与第三方物流企业不仅处于上下游的关系，其中也存在因策略选择不同导致的竞争与合作关系。随着农产品物流业的发展，可以将农产品配送到全国乃至全球，但由于物流企业属于第三方，并没有专属的农产品配送渠道，导致出现送货不及时、配送有损坏等服务外包问题，为农产品加工企业带来一定损失，从而选择自建物流的模式。因此，可以看出农产品加工企业与第三方物流企业之间既存在合作关系，也存在竞争关系，双方如何在动态演化中不断朝着利益最大化方向和合作策略发展，对这一问题的研究具有一定的理论价值和现实意义。

2 文献综述

2.1 农业物流供应链

丁华（2004）首次将供应链管理理论运用在农产品物流企业中，认为农业物流供应链是将上下游企业作为整体，相互合作，信息共享，以提高物流的快速反应能力，降低物流成本的管理模式[1]，通过供应、生产、加工、零售环节最终将产品传递给消费者。农业物流供应链中的利益相关者包括供应环节的种子饲料供应商、生产环节的农户、加工环节的农产品加工企业、配送环节的物流企业以及销售终端消费者。

在初期的研究中，众多学者对不同种类与不同地区的农业物流问题展开了研究。文献[2-4]等分别对生鲜农产品、果蔬类产品及乳制品的物流模式、物流供应链问题进行探究。文献[5-9]分别对四川省、贵州省、吉林省、河南省及山东省等地区的农产品物流链问题进行了针对性研究。随着研究的不断深入，方向在延伸。文献[10-13]分别提出了农产品物流供应链模式演化路径、农产品物流配送系统、农产品电子商务物流体系与模式以及农产品供应链物流成本体系等。

2.2 演化博弈

演化博弈是动态演化过程与博弈论结合而成，并随着MAYNARD S J[14]提出的演化稳定策略概念（ESS）而产生，信息不对称与有限理性是演化博弈的基本假设。回顾我国农产品物流供应链，在传统层面，主体间的信息难以做到完全，在当今信息化时代下，各企业的信息技术良莠不齐，供应链上也缺乏企业间统一的信息平台，导致由于信息不对称阻碍了农产品物流的发展。并且企业主体间做不到完全理性，会不断相互模仿学习。在现有研究中，文献[15-20]运用演化博弈分别探究了农村物流体系构建、“农超对接”模式、食用农产品供应链中知识共享行为、新型农产品批发模式、第三方物流企业道德风险及生鲜农产品供应链保鲜投入问题，可以发现对于农产品物流供应链中农产品加工企业与第三方物流企业的演化博弈问题还缺乏考虑。由于演化博弈的基本假设与农产品物流供应链的现实情况相符，本文将运用演化博弈对农产品物流供应链中农产品加工企业与第三方物流企业的动态行为进行研究。

3 农产品加工企业与第三方物流企业演化博弈分析

3.1 模型基本假设

3.1.1 假设1：博弈主体。在农产品物流供应链构建中，农产品加工企业与第三方物流企业是最重要的主体，假设在演化博弈中存在两个群体，一方是农产品加工企业，一方是第三方物流企业，且决策特征为有限理性。为了达成共识，双方需要不断相互学习、调整和改进，在动态演化中形成较好的合作行为策略。

3.1.2 假设2：策略选择。在策略选择中，双方均可以选择“合作”或“不合作”两种主要策略，简记为（A,N）。当农产品加工企业选择“合作”（运用第三方物流企业）时，即进行物流服务外包，减少本企业对物流环节的投入；当农产品加工企业选择“不合作”（不运用第三方物流企业）时，会自建物流，与第三方物流企业形成竞争。当第三方物流企业选择“合作”（服务于农产品加工企业）时，需要根据农产品企业需求提供更加完善的服务；当第三方物流企业选择“不合作”（不服务于农产品加工企业）时，物流企业会因不顾装运质量与效率等问题给农产品企业造成一定不良影响。农产品加工企业选择进行“合作”策略的比例为x（0≤x≤1），第三方物流企业选择进行“合作”策略的比例为y（0≤x≤1），则农产品加工企业和第三方物流企业中选择“不合作”策略的比例分别为（1-x）和（1-y）。

3.1.3 假设3：支付矩阵

（1）若农产品加工企业和第三方物流企业都选择“不合作”策略，则此时正常的收益分别为Ea，El，Ea＞0，El＞0。

（2）若农产品加工企业和第三方物流企业选择协同发展，均进行“合作”行为，则农产品加工企业可以节约自建物流的成本，物流企业需要去提升自己的服务以更加满足对方的需求，双方在合作中均获得收益增量，但需要支付一定的合作成本，此时双方的收益分别为 Ea+△Va-Ca，El+△Vl-Cl，其中△Va代表农产品加工企业通过“合作”策略能获得的收益增量，△Vl代表第三方物流企业通过“合作”策略能获得的收益增量，Ca与Cl分别为双方签订合作策略所需的成本，Ca＞0，Cl＞0。

（3）当只有农产品加工企业选择“合作”策略，而第三方物流企业选择“不合作”策略，物流企业尚未为消费者提供所需的服务，从而为农产品企业带来一定的损失La，而在签订合作策略后，一方违约需要向另一方支付违约金Lld，因此，双方收益分别为Ea-Ca-La+Lld，El-Lld。

（4）当第三方物流企业选择“合作”策略，而农产品加工企业选择“不合作”策略，物流企业合作成本Cl需要支出的同时，也会受到一定的损失Ll，获得违约金Lld，因此农产品加工企业的收益为Ea-Lld，第三方物流企业的收益为El-Cl-Ll+Lld。构建的支付矩阵见表1。

表1 农产品加工企业和第三方物流企业博弈的支付矩阵

3.2 演化过程中的平衡点

3.2.1 农产品加工企业收益。根据所构建的支付矩阵，农产品加工企业进行“合作”行为策略的适应度为：

农产品加工企业进行“不合作”行为策略的适应度为：

两个策略的平均适应度为：

根据Malthusian方程[21]，t为时间，可得农产品加工企业的复制动态方程：

3.2.2 第三方物流企业收益。根据所构建的支付矩阵，第三方物流企业进行“合作”行为策略的适应度为：

第三方物流企业进行“不合作”行为策略的适应度为：

两个策略的平均适应度为：

第三方物流企业的复制动态方程：

由式（4）和式（8）得到一个二维动力系统式（9）：

从式（9）中可以求解出系统的5个局部均衡点，分 别 为 ：O(0,0)、A(0,1)、B(1,0)、C(1,1)和

3.3 演化博弈的均衡分析

复制动态方程求出的平衡点未必是系统的演化稳定策略（ESS），因此运用雅克比矩阵的值和迹对演化平衡点的局部稳定性进行分析：

（1）a11+a22＜0（迹条件，记为trJ）；

以上5个局部平衡点对应的detJ和trJ的结果见表2，根据系统稳定性的判定条件，对5个局部平衡点进行稳定性讨论。

（1）当-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，且-La＜Ca-Lld＜△Va时，五个均衡点O、A、B、C、D均存在，其稳定性见表3，ESS均衡策略有两个：（0,0）与（1,1），各均衡点的detJ和trJ及各均衡点稳定性见表3。也就是说在此情况中，农产品加工企业和第三方物流企业带来的收益增量均较大时，而双方演化博弈是一个长期过程，在共同选择“合作”与“不合作”策略时达到均衡，动态相位图如图1所示。

（2）当Cl-Lld≥△Vl，Ca-Lld≥△Va时，A、B、C、O为均衡点。当Cl-Lld＞△Vl且Ca-Lld＞△Va时，，鞍点D不存在；当Cl-Lld=△Vl，Ca-Lld=△Va时，与C（1,1）重合，即鞍点D不是均衡点。各均衡点的detJ和trJ及各均衡点稳定性见表3。若农产品加工企业和第三方物流企业的收益增量均较小，双方会选择“不合作”行为策略，O（0,0）是稳定点，动态相位图如图2所示。

（3）当-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，Ca-Lld≥△Va时，A、B、C、O 为 均 衡 点 。 而 当Ca-Lld≥△Va时 ，不满足处于[0,1]区间之内，故D不是均衡点。各均衡点的detJ和trJ及各均衡点稳定性见表3。说明农产品加工企业与物流企业的收益增量不均衡，农产品企业收益增量较高，且高于物流企业的收益增量，物流企业将采取“不合作”策略，O（0,0）点达到ESS均衡动态相位图如图2所示。

（4）当Cl-Lld≥△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va时，A、B、C、O为均衡点。当，D不是均衡点。各均衡点的detJ和trJ及各均衡点稳定性见表3。说明由于收益增长不均衡导致农产品加工企业将放弃合作，导致O（0,0）成为ESS均衡点，达成“不合作”行为策略，动态相位图如图2所示。

3.4 参数变化对情况（1）系统演化稳定策略的影响

当-Ll＜Cl-Lld＜△Vl，-La＜Ca-Lld＜△Va时，如图1所示，双方演化博弈的稳定策略为（不合作，不合作）和（合作，合作）。系统最终收敛于哪个策略由SADBC和SAOBD大小决定，当SADBC＞SAOBD时，系统收敛于均衡点（1,1）的概率更大；当SADBC＜SAOBD时，系统收敛于均衡点（0,0）的概率更大；当SADBC=SAOBD时，两个均衡点的概率相同。通过分析SADBC即可分析影响演化稳定策略因素，由公式（11）可知，影响区域ADBC面积的支付矩阵参数有7个，并得到以下四个命题。

（1）合作收益增量△Va、△Vl

命题1 农产品加工企业和第三方物流企业因合作获得的预期收益增量越大，二者的合作概率越大。

表2 农产品加工企业-第三方物流企业雅克比矩阵detJ、trJ结果

表3 情况（1）-（4）的平衡点稳定性分析

图1 （1）条件下的动态相位图

图2 （2）-（4）条件下的动态相位图

证明：将S分别对△Va、△Vl求偏导 ，，故 S 是△Va、△Vl的增函数。当双方通过“合作”策略所获取的收益增量越大，“合作”策略面积也增大，在博弈中收敛于C(1,1）的概率也随之增大，证毕。

（2）合作策略成本Ca、Cl

命题2 农产品加工企业和第三方物流企业为达成合作而付出的成本越小，二者的合作概率越大。

证明：将S分别对Ca、Cl求偏导，，故S是Ca、Cl的减函数。当双方为达成合作策略所需要付出的成本越小，“合作”策略面积增大，在博弈中收敛于C(1,1）的概率也随之增大，证毕。

（3）一方不合作策略损失La、Ll

命题3 农产品加工企业和第三方物流企业一方选择不合作策略，导致对方遭受的损失越大，二者的合作概率越小。

证 明 ：将 S对 La、Ll求 偏 导 ，故S是La、Ll的减函数。当双方因一方退出而遭受的损失越大，对“合作”策略的阻碍作用越强，从而收敛于C（1,1）的概率越小，证毕。

（4）违约金Lld

命题4 农产品加工企业和第三方物流企业其中一方选择退出导致合作策略难以达成，其违约金越多，二者的合作概率越大。

证明：将 S对 Lld求偏导，，故S是Lld的增函数。当双方因一方选择“不合作”策略而需要支付的违约金越高，对“合作”策略起到了一定维护作用，从而收敛于C（1,1）的概率随之增加，证毕。

4 研究结论

本文运用演化博弈对农产品加工企业与第三方物流企业的合作行为策略问题进行分析，找出双方在博弈中影响合作策略达成的因素，演化博弈最终行为策略受到初始支付矩阵及预期收益增量、合作成本、不合作损失、违约金等参数的影响。因此，为了促进双方更好的合作，应构建合理的利益分配机制，激励双方的合作积极性，提高预期收益增量；不断创新服务模式，在模式中不断协调，为消费者提供更为精准化、高质量的服务，降低合作成本；建立维护双方合作机制，规范双方市场行为，不会随意选择不合作策略，从而影响对方的收益。此外，农产品加工企业与第三方物流企业是在利导因子与限制因子共同作用下完成，利导因子包括预期收益增量、违约金等，限制因子包括合作成本、不合作损失等，任一因素都应充分重视。双方都应基于“合作”行为策略，协同协商，以实现互利共赢。