區(qū)塊鏈采購模式下演化博弈淺析

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摘要：針對(duì)區(qū)塊鏈平臺(tái)采購過程中采購方和供應(yīng)商之間的行為決策問題，構(gòu)建區(qū)塊鏈平臺(tái)兩種采購方式下采購方和供應(yīng)商之間的演化博弈模型，該模型中引入質(zhì)量容忍系數(shù)來表示采購過程中采購商對(duì)采購質(zhì)量的容忍程度，并利用報(bào)童模型分析雙方的利潤(rùn)函數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈采購方式下，采購企業(yè)和供應(yīng)商在初始狀態(tài)下有更大的可能性向著{監(jiān)督，誠(chéng)實(shí)}方向發(fā)展且違約懲罰、信譽(yù)損失和區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造的投資收益很大程度上影響著供應(yīng)商策略的選擇，即三者的值越大，將會(huì)有更多的供應(yīng)商選擇誠(chéng)實(shí)行為，更多的采購企業(yè)將選擇監(jiān)督行為。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù)；區(qū)塊鏈平臺(tái)；報(bào)童模型；進(jìn)化博弈

0引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)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(shù)作為一個(gè)新興的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共識(shí)機(jī)制的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式，對(duì)采購流程中信息不對(duì)稱、過程無法監(jiān)控追溯等詬病有獨(dú)特的解決方法。目前區(qū)塊鏈的討論側(cè)重于如何將區(qū)塊鏈技術(shù)融入到行業(yè)流程中，其中區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)真實(shí)，效率提高和追本溯源等特點(diǎn)為探討的中心。第一，數(shù)據(jù)真實(shí)方面。Francesco[1],Zelbst[2]認(rèn)為在供應(yīng)鏈管理中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)將會(huì)增加操作的透明度。例如，Alzahrani[3]將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到新產(chǎn)品防偽當(dāng)中。張夏恒[4]則利用區(qū)塊鏈技術(shù)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(fù)核可能不再需要人工完成。Sachin[5]發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)可以縮短結(jié)算提前期，簡(jiǎn)化交易流程。Tönnissen[6]調(diào)查了十個(gè)區(qū)塊鏈物流應(yīng)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[7]設(shè)計(jì)了一種區(qū)塊鏈技術(shù)與疫苗的供應(yīng)與監(jiān)管相結(jié)合的智能系統(tǒng)，用于疫苗供應(yīng)鏈中的疫苗監(jiān)管。李旭東[8]、渠慎寧[9]在面對(duì)這次疫情也提出區(qū)塊鏈?zhǔn)菍?shí)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(biāo)集中在將區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、射頻技術(shù)等相結(jié)合的領(lǐng)域，RFID技術(shù)[10]和QR碼[11]技術(shù)都有涉及。綜上看來，區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)于采購來說是有明顯益處的[12]，但是成本[13]、技術(shù)不確定性、可擴(kuò)展性和企業(yè)因素[14]決定了區(qū)塊鏈技術(shù)的采用率。本文以區(qū)塊鏈采購服務(wù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過進(jìn)化博弈分析方式研究了區(qū)塊鏈采購服務(wù)平臺(tái)對(duì)各成員的長(zhǎng)期策略選擇的影響。過程中引入了可接受的最大次品率[15]、容忍函數(shù)，分別反映采購企業(yè)對(duì)殘次品的最大容忍程度和忍耐度變化情況；在此基礎(chǔ)上，利用報(bào)童模型探討不同情況下供應(yīng)商和采購企業(yè)獲益情況；進(jìn)而通過進(jìn)化博弈的結(jié)果分析兩種采購模式下博弈雙方演化均衡點(diǎn)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(tái)采購技術(shù)對(duì)博弈雙方演化策略的影響。

1區(qū)塊鏈平臺(tái)采購模式下的進(jìn)化博弈

當(dāng)采購企業(yè)和供應(yīng)商加入第三方區(qū)塊鏈平臺(tái)，依靠平臺(tái)提供的技術(shù)支持進(jìn)行采購業(yè)務(wù)，采購流程如圖1所示。企業(yè)與供應(yīng)商加入?yún)^(qū)塊鏈信息共享平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)供應(yīng)商之間相互保密，供應(yīng)商與企業(yè)之間信息共享；企業(yè)產(chǎn)生物料需求，將此需求信息發(fā)布到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；供應(yīng)商根據(jù)自己的情況（庫存等）選擇接受時(shí)將此信息打包進(jìn)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(yù)期價(jià)格，發(fā)貨日期，數(shù)量等信息；在與某個(gè)合約滿足后，合約要求企業(yè)將貨款匯入平臺(tái)，企業(yè)匯款后，該合約自動(dòng)生成訂單合同和智能合約①回傳供應(yīng)商，同時(shí)上鏈作為兩者的交易證明；供應(yīng)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(shí)產(chǎn)生合約③；在此過程中企業(yè)將利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器等設(shè)備對(duì)產(chǎn)品的倉儲(chǔ)條件和運(yùn)輸過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而及時(shí)了解產(chǎn)品物流信息；企業(yè)接收到貨物，錄入接收貨物的信息進(jìn)合約③，滿足條件將貨款匯給供應(yīng)商，交易結(jié)束。在區(qū)塊鏈技術(shù)的監(jiān)督下，供應(yīng)商對(duì)采購企業(yè)次品容忍度估計(jì)服從某一分布，該分布的概率密度為f'()α，分布函數(shù)為F'()α，兩者已知。

1.1符號(hào)說明

模型符號(hào)及描述如表1所示。

1.2模型構(gòu)建與分析

分析四種情況下，供應(yīng)商與采購企業(yè)的期望收益如表2所示。從而可以得到供應(yīng)商選擇誠(chéng)信的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：采購企業(yè)選擇監(jiān)督的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

1.3復(fù)制動(dòng)態(tài)演化圖

將供應(yīng)商與采購企業(yè)復(fù)制動(dòng)態(tài)趨勢(shì)合并，分析0<xd*<1，0<yd*<1的情況。當(dāng)初始狀態(tài)落在A區(qū)域x<xd*,y<yd*()時(shí)，供應(yīng)商選擇不誠(chéng)實(shí)，采購企業(yè)選擇不監(jiān)督；當(dāng)初始狀態(tài)落在D區(qū)域x>xd*,y>yd*()時(shí)，供應(yīng)商選擇誠(chéng)實(shí)，采購企業(yè)選擇監(jiān)督；當(dāng)初始狀態(tài)落在B、C區(qū)域，進(jìn)化穩(wěn)定策略受到雙方學(xué)習(xí)的影響。

1.4復(fù)制動(dòng)態(tài)演化分析

為了對(duì)比區(qū)分，本文將傳統(tǒng)采購模式與區(qū)塊鏈采購模式進(jìn)行對(duì)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(tái)采購模式為圖3中為實(shí)線。區(qū)塊鏈模式下xd*、yd*都較傳統(tǒng)模式下xc*、yc*小，說明區(qū)塊鏈采購模式時(shí)，xd*、yd*都會(huì)向原點(diǎn)靠近，使得D區(qū)域增大，初始狀態(tài)落入D區(qū)域的可能性增大，即隨時(shí)間的發(fā)展，最終狀態(tài)為供應(yīng)商誠(chéng)信、企業(yè)監(jiān)督的可能性增大。D區(qū)域的增大務(wù)必會(huì)使A區(qū)域的面積減少，即隨時(shí)間的發(fā)展，最終狀態(tài)為供應(yīng)商不誠(chéng)信、企業(yè)不監(jiān)督的可能性減小。對(duì)于B、C區(qū)域，其面積的變化是不確定的，當(dāng)位置位于B、C區(qū)域時(shí)，采購商要根據(jù)供應(yīng)商之前的信譽(yù)記錄等信息進(jìn)行調(diào)整自己的策略。

2算例分析

為了更加清楚地觀察兩種模式的演化博弈過程，本文通過Python軟件，對(duì)上述的演化過程進(jìn)行仿真分析。假設(shè)仿真過程中，供應(yīng)商所提供的貨物的殘次品比例α∈0,(1)，采購企業(yè)對(duì)于殘次品的最大容忍率β∈(0,0.15)，其他參數(shù)的數(shù)值為Pi=10，Ci=5，ε=0.2，B2=1000，B1=800，A=1000，Ce=20，Pj=15，Q=100，λ=0.8，K=20，g=h=20，區(qū)塊鏈采購模式下[16]，供應(yīng)商對(duì)采購企業(yè)次品容忍度的估計(jì)F'()x=12πσ∞x∫e-12x-μσ()2dx。令供應(yīng)商所提供的貨物的殘次品比例α=0.08，進(jìn)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(duì)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(nèi)，初始點(diǎn)都會(huì)向著（監(jiān)督，誠(chéng)實(shí)）的狀態(tài)發(fā)展，在區(qū)塊鏈采購模式下，更多的初始點(diǎn)會(huì)最終穩(wěn)定在1,(1)最終狀態(tài)；采購企業(yè)對(duì)于殘次品的最大容忍率β增大時(shí)，更多的企業(yè)會(huì)選擇監(jiān)督策略，更多的供應(yīng)商會(huì)選擇誠(chéng)實(shí)策略。令采購企業(yè)對(duì)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(dāng)供應(yīng)商提供的貨物質(zhì)量逐漸變差時(shí)，D區(qū)域面積小，這可以理解為供應(yīng)商的不誠(chéng)實(shí)行為將會(huì)導(dǎo)致采購企業(yè)選擇終止交易。在貨物的殘次品比例α和采購企業(yè)對(duì)于殘次品的最大容忍率β的雙重影響下進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6所示。可容忍的最大次品率β的增加確實(shí)會(huì)導(dǎo)致D區(qū)域面積的增加，但是增加量甚微。產(chǎn)品中次品比例的增加會(huì)導(dǎo)致D區(qū)域面積的大幅度減少。

3結(jié)論與展望

3.1結(jié)論

根據(jù)以上研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于供應(yīng)商而言，懲罰成本A、信譽(yù)損失B和區(qū)塊鏈帶來的再投資收益g很大程度上影響著其決策。信譽(yù)損失B的增大和區(qū)塊鏈帶來的再投資收益g使yd*下移，使更多的供應(yīng)商yc*-yd*()1-xc*()更傾向于誠(chéng)實(shí)的選擇。而對(duì)于采購企業(yè)，在信息不共享的環(huán)境下，供應(yīng)商對(duì)采購企業(yè)可接受的最大次品率的估計(jì)很大程度上影響著采購企業(yè)的決策選擇，當(dāng)供應(yīng)商不誠(chéng)實(shí)行為被發(fā)現(xiàn)的概率1-F()β和采購企業(yè)利用區(qū)塊鏈帶來的再投資收益h更大時(shí)，xd*趨近于0的速度將會(huì)更快，這會(huì)使更多采購企業(yè)xd*-xd*()1-yc*()更傾向于監(jiān)督的選擇。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(chéng)實(shí)策略的供應(yīng)商比例會(huì)增大，這對(duì)采購企業(yè)來說無疑是至關(guān)重要的，同時(shí)采購企業(yè)為了保證原材料的質(zhì)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(yù)損失B和區(qū)塊鏈帶來的再投資收益g對(duì)供應(yīng)商的決策有很大的影響；供應(yīng)商對(duì)不誠(chéng)實(shí)行為被發(fā)現(xiàn)的概率1-F()β的估計(jì)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(tái)的采購模式相較于傳統(tǒng)采購模式有優(yōu)勢(shì)，但是優(yōu)勢(shì)的大小受采購企業(yè)態(tài)度和采購企業(yè)與供應(yīng)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(shù)，對(duì)供應(yīng)商守約行為進(jìn)行信譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)違約行為實(shí)行嚴(yán)厲的懲罰。區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)供應(yīng)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(shí)刻關(guān)注自己原材料的狀態(tài)。另一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)的透明機(jī)制使得供應(yīng)商的違約行為無所遁形，采購企業(yè)在談判上處于主動(dòng)地位。最后，區(qū)塊鏈采購過程效率更高，耗時(shí)更短，資金周轉(zhuǎn)更快，讓采購企業(yè)實(shí)現(xiàn)更大的收益。根據(jù)前面的分析，采購企業(yè)對(duì)違約行為應(yīng)該設(shè)定高的懲罰成本使供應(yīng)商選擇誠(chéng)實(shí)行為，同時(shí)給供應(yīng)商的誠(chéng)實(shí)進(jìn)行激勵(lì)，例如可以自費(fèi)通過區(qū)塊鏈平臺(tái)對(duì)供應(yīng)商的守約行為進(jìn)行宣傳，通過區(qū)塊鏈的放大效應(yīng)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行信用激勵(lì)。（2）采購企業(yè)要保證自己采購的原材料質(zhì)量，降低供應(yīng)商的投機(jī)行為。供應(yīng)商對(duì)采購企業(yè)可接受的最大次品率的估計(jì)很大程度上影響著采購企業(yè)的決策。采購企業(yè)對(duì)外展現(xiàn)出對(duì)于材料質(zhì)量嚴(yán)格的要求，降低供應(yīng)商對(duì)投機(jī)行為的預(yù)期，對(duì)違約行為進(jìn)行嚴(yán)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(dāng)采取由普查監(jiān)督過渡為抽查監(jiān)督的措施，因?yàn)榇藸顟B(tài)下供應(yīng)商趨向于誠(chéng)實(shí)，抽查形式可以減少采購商的監(jiān)督開支。對(duì)于供應(yīng)商而言，區(qū)塊鏈技術(shù)是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一方面在于自己的違約行為將會(huì)被放大，使自身處于被動(dòng)的地位。另一方面，平臺(tái)的交易費(fèi)用是一項(xiàng)額外產(chǎn)生的成本。但是區(qū)塊鏈技術(shù)帶來的好處也是不容忽視的。對(duì)于廢品率低的供應(yīng)商，交易歷史將會(huì)永久的記錄在區(qū)塊鏈上，供應(yīng)商的信譽(yù)也會(huì)被放大，會(huì)產(chǎn)生更多的合作機(jī)會(huì)。另外，供應(yīng)商應(yīng)該采取更加高效的殘次品處理方式。

作者:季春藝 全浩 單位:江南大學(xué)商學(xué)院