绿色供应链中政府与核心企业进化博弈模型_朱庆华

供应链中政府与企业的进化博弈

　2007年12月系统工程理论与实践第12期　文章编号:1000-6788(2007)12-0085-05

绿色供应链中政府与核心企业进化博弈模型

朱庆华,窦一杰

(大连理工大学管理学院,大连116024)

摘要:　为探究绿色供应链中政府与核心企业的博弈过程,在分析政府和企业在不同策略下各自的成本

和收益基础上,运用进化博弈理论研究了政企双方的博弈关系.博弈分析结果显示:核心企业开展绿色

供应链管理的成本和收益、政府对企业是否开展绿色供应链管理的奖惩力度,都直接影响博弈结果;政

府和核心企业两个群体,在三种情况下存在进化稳定策略.政府和企业为了获得长远的利益,政府制定

不断严格的环保法规,加大奖惩力度;核心企业应首先主动实施环境管理,积累相关环保经验,并进一步

影响其上下游的企业,这是政府和企业保护环境、双方实现长期共赢的必由之路.

关键词:　绿色供应链管理;进化博弈;复制动态

中图分类号:　F272　　　　　　　　文献标志码:　A　　　

AnEvolutionaryModelbetweenGovernmentsandCore-enterprises

inGreenSupplyChains

ZHUQing-hua,DOUYi-jie

(SchoolofManagemet,DalianUnivofTech,Dalian116024,China)

Abstract:　Inordertoinvestigatethegamebetweengovernmentsandcore-enterprisesingreensupplychains,this

paperanalysestheirrespectivecostsandbenefits,andstudiesthegamestatusbyevolutionarygametheory.Game

analysisshows:core-enterprises'costsandbenefitstoimplementgreensupplychainmanagement,subsidiesand

punishmentsfromgovernmentsdirectlyaffectthegameresults;therearethreeevolutionarystablestrategieinthree

cases.Togainlong-termbenefit,governmentsshouldenactincreasinglystrictenvironmentalregulations,andincrease

relevantsubsidiesandpunishment;core-enterprisesneedtoproactivelyimplementenvironmentmanagement,and

accumulateenvironmentalexperience,andthenfurtheraffectupstreamanddownstreamenterprises.Itistheonlyway

torealizewin-winstrategybetweengovernmentsandcore-enterprisesinthelongrun.

Keywords:　greensupplychainmanagement;evolutionarygametheory;replicatordynamics

1　引言

借鉴发达国家经验,中国政府对企业的环境管制已由原来的只关注末端控制,逐渐转向重视对整个产品生命周期(供应链)上的各个企业运作过程、产品的环境要求.比如,2006年颁布的《电子信息产品污染管理办法》要求中国境内的电子信息产品,必须标示环境保护使用期限、是否可再利用,以及有害物质的成分名和含量;国家环保总局在“国家环境友好企业”的评比中非常重视企业环境、管理和产品等各方面指标的控制.一些地方政府的发展与改革委员会加快推进循环经济,鼓励企业实施清洁生产战略;经济委员会对重点工业污染企业单位产值资源能源消耗进行考核;财政局在政府采购的财政预算中也开始重视“绿色采购”.由此可见,政府正逐步要求企业绿化整个产品供应链,即开展绿色供应链管理.核心企业在整个

[2,3]供应链的运作中占有重要地位,绿色供应链管理的成功实施关键问题之一在于供应链上核心企业的积

极性和能力[4][1].政府的政策导向与鼓励措施是企业开展环境管理实践的主要动机[5,6].因此,政府与核心企业之间的博弈关系如何,将对绿色供应链管理的有效实施产生重要影响.

收稿日期:2007-09-26

资助项目:国家自然科学基金(70772085);教育部哲学社会科学研究后期资助项目(06JHQYB0025)

　　作者简介:朱庆华(1970-),女,副教授,博士生导师,研究方向:绿色供应链管理和工业生态设计;窦一杰(1983-),男,,

供应链中政府与企业的进化博弈

86系统工程理论与实践2007年12月国内外已经对绿色供应链上政府和企业间的博弈关系开展了研究.文献[7]通过案例研究,认为政府的支持提高了企业的经济和环境绩效,然后企业进一步整合和绿化了整条供应链.文献[8]利用经济学原理解释了企业肆意排污的原因,建立了排污管制的分析模型,并依据该模型对政府环保管制与企业排污进行了博弈分析.但是,如何针对不同发展阶段政府的环境政策和企业环境管理水平的变化,提出相应措施实现政府与核心企业双赢,是有效实施绿色供应链管理的关键,目前尚未见文献发表.本文运用进化博弈论,建立绿色供应链上政府与核心企业的博弈模型,分析了不同的均衡结果,给出一系列的结论,寻求双方如何实现长期共赢的途径.

2　进化博弈模型的建立及假设

核心企业是否开展绿色供应链管理,可以看作是政府和核心企业博弈的结果.本文认为,由于信息的不完全和博弈双方的有限理性,政府和核心企业在做出各自的决策时很难确认他们的选择是否最大化自己的利益.因此,企业可能选择采取绿色供应链管理措施的策略(以下简称“采取”),如积极开展生态设计,与供应商和客户进行环保方面的合作等;也可能选择不采取绿色供应链管理措施的策略(以下简称“不采取”).对市场上环保水平不同的各个企业,政府对企业行使监督的职责,也有两种策略可以选择:检查企业(以下简称“检查”),比如,考察企业的单位资源能源消耗、产品有害材料是否标示等,以及不检查企业(以下简称“不检查”).博弈的策略组合如图1所示

.

图1　政企博弈策略组合

　　图2　博弈的收益矩阵

在不改变问题本质的条件下,对一些复杂的条件加以简化,我们对此模型做如下假设:

1)“政府”指地方政府,而且是一个较宽泛的概念,类似于一个“地方环境推进联合委员会”.现实中一些地方政府的发展改革委员会、经济委员会、环保局和财政局确实经常开展环保领域的合作,比如共同颁布一些环保法规.

2)核心企业开展绿色供应链管理后,一方面应环保要求而增加投入,另一方面也有望提高产品的价格和扩大市场.

3)政府如果对核心企业进行检查,确认企业开展绿

色供应链管理,将会给予企业诸如贷款、产品优先采购等

方面的政策扶持.

本文借鉴文献[9～12],对不同策略下政府和企业的

成本、收益做如下假设:企业选择“采取”需要付出成本

CB,包括与上下游企业进行各方面的环保合作以及企业

内部环境改善所花费的费用.企业选择“采取”同样会增

加收益RB,包括:1)原料采购花费的减少;2)能源消费花

费的减少;3)处理废物花费的减少;4)废物排放费用的减

少.政府“检查”存在成本CG,包括:查处前搜寻环境污染的信息成本,查处时所耗费的人力、物力、财力等.政府“检查”发现企业“采取”,则给予企业奖励补贴ABG;反之,处以罚金PBG.企业选择“不采取”,政府要付出社区治理费用UG.设定主要指标及参数如表1所示,双方博弈的收益矩阵如图2所示.

该收益矩阵比较适合解释中国目前的情况,即政府刚刚开始加强对企业运作过程和产品的环境管制,此时社会上多数企业环保意识不是很强,政府就要对领先企业给予一定的补贴以示鼓励.若发现企业没有采取相关措施,政府一般也不会直接关停该企业,但要对这些企业处以罚金.符号CBRBABGPBGCGUG表1　主要的指标及参数含义定义企业选择“采取”付出的成本企业选择“采取”增加的收益政府“检查”后,对“采取”企业的补贴政府“检查”后,对“不采取”企业的罚金政府“检查”的成本社区的污染处置费用

供应链中政府与企业的进化博弈

第12期绿色供应链中政府与核心企业进化博弈模型873　政企进化博弈的均衡分析

在博弈的初始阶段,假设政府群体中选择“检查”的比例为x,选择“不检查”的比例为1-x;核心企业群体选择“采取”的比例为y,选择“不采取”的比例为1-y.政府“检查”与“不检查”的期望得益及群体平均得益分别为:U1Y,U1N和U 则,1.

U1Y=y(-CG-ABG)+(1-y)(-UG-CG+PBG)

=y(UG-PBG-ABG)+PBG-UG-CG

U1N=yUG-UG

U 1=xy(UG-PBG-ABG)-x(UG-PBG+CG)+(1-x)(yUG-UG)

=-xy(PBG+ABG)+x(PBG-CG)+(y-1)UG

　　核心企业“采取”与“不采取”的期望得益及群体平均得益为:U2Y,U2N和U 则,2.

U2Y=xABG+RB-CB

U2N=-xPBG

U 2=xy(ABG+PBG)+y(RB-CB)-xPBG

3.1　政府群体“检查”比例的复制动态方程

构造政府群体“检查”比例的复制动态方程为,

F(x)==x(U1Y-U x-1)(ypBG+yABG-PBG+CG)1)=x(dt

PBG-CG　　若yP+A,则F(x)≡0,这意味着所有水平都是稳定状态.BGBG

PBG-CG若y,令F(x)=0,得x=0,x=1是x的两个稳定点.对F(x)求导得:PBG+ABG

=(2x-1)(yPBG+yABG-PBG+CG)dx

[14]　　进化稳定策略要求<0,对PBG-CG的不同情况进行分析,dx

①若PBG-CG<0,即PBG-CGPBG-CG<0时,恒有y,则x=0是进化稳定策略.PBG+ABGPBG+ABG[13]

PBG-CG②若0<PBG-CG<PBG+ABG,即0<1时,分两种情况进行分析.PBG+ABG

PBG-CG当y时,<0,>0,故x=0是平衡点.x=0x=1PBG+ABGdxdx

PBG-CG当y时,<0,>0,故x=1是平衡点

.x=1x=0PBG+ABGdxdx

政府群体3种情况下的动态趋势及稳定性如图3

所示.

3.2　核心企业群体“采取”的复制动态方程

同3.1,可构造核心企业群体“采取”的复制动态方

程,

F(y=y(U2Y-U 2)dt

=y(1-y)[RB-CB+x(ABG+PBG)]

CB-RB　　若x,则F(y)≡0,这意味着所有水平ABG+PBG

都是稳定状态.图3　政府群体复制动态相位图

供应链中政府与企业的进化博弈

88系统工程理论与实践2007年12月

CB-RB若x,令F(y)=0,得y=0,y=1是y的两个稳定状态.ABG+PBG

对cB-RB的不同情况进行分析,

①若cB-RB<0,即CB-RBcB-RB<0时,恒有x,则y=1是进化稳定策略.ABG+PBGABG+PBG

CB-RBcB-RB②若cB-RB>ABG+PBG,即A+P>1,恒有xA+P,则y=0是进化稳定策略.BGBGBGBG

CB-RB③若0<cB-RB<ABG+PBG,即0<1,则有两种情况,ABG+PBG

cB-RB当x时,y=1是平衡点;ABG+PBG

cB-RB当xA+P时,y=0是平衡点

.BGBG

图4　核心企业群体复制动态相位图

　　图5　两群体进化博弈轨迹示意图

图4给出了核心企业群体3种情况下的动态趋势及稳定性.

将上述两群体复制动态趋势在坐标平面中表示,即如图5所示.

分析该非对称复制动态进化博弈可以得到不同的均衡状态:

①当初始状态落在Ⅰ区域时,该博弈收敛于平衡点x=1,y=0,即:(检查,不采取)是政府和核心企业两个博弈群体中所有参与者的必然选择.

②当初始状态落在Ⅲ区域时,该博弈收敛于平衡点x=0,y=1,即:(不检查,采取)是政府和核心企业两个博弈群体中所有参与者的必然选择.

③当初始状态落在Ⅱ区域时,该博弈收敛于平衡点x=1,y=1,即:(检查,采取)是政府和核心企业两个博弈群体中所有参与者的必然选择.

④当初始状态落在Ⅳ区域时,该博弈收敛于平衡点x=0,y=0,即:(不检查,不采取)是政府和核心企业两个博弈群体中所有参与者的必然选择.

由图5可知,(x,y)=(1,0),(x,y)=(0,1),(x,y)=(1,1)和(x,y)=(0,0)都是鞍点,没有进化稳定策略.

4　结论

本文建立了绿色供应链上核心企业群体与政府群体间的进化博弈模型,比较不同的均衡结果,可以得出以下结论:

1)本博弈过程存在三个进化稳定策略:

①若PBG-CG<0,则x=0是进化稳定策略,即政府“检查”的成本大于对“不采取”企业的罚金,最终政府群体都会选择“不检查”;cB,1,”,最

供应链中政府与企业的进化博弈

第12期绿色供应链中政府与核心企业进化博弈模型89终企业群体都会选择“采取”;

③若CB-RB>ABG+PBG,cB>ABG+PBG+RB,则y=0是进化稳定策略.即企业“采取”的成本大于企业“采取”所增加的收益、政府的补贴以及企业“不采取”时政府的罚金三者之和,则最终企业群体都会选择“不采取”.

对应三个进化稳定策略可以得到如下启示:

①如果政府对“不采取”企业的罚款较少,而政府“检查”的成本偏高,则政府最终都会采取“不检查”的策略.这显然不利于推动企业选择“采取”策略.为改变这种状况,政府可以借鉴发达国家(如德国)引入第三方检查的机制,降低政府“检查”的成本;同时,随着“采取”企业数量达到一定程度,政府可以考虑不断加大对“不采取”企业的罚款力度.

②如果企业“采取”所获得的收益大于其由此付出的成本,即随着企业开展绿色供应链管理经验的不断增加,其付出单位成本带来的收益也不断增大,则企业群体都会最终选择“采取”策略.因此,政府应积极通过提供相关的环保信息和培训等方式,帮助企业更好地开展绿色供应链管理实践;中国企业也应积极向国际环境领先企业学习,不断提高自身的绿色供应链管理水平.

③如果企业选择“采取”获得的收益过小,而成本过大;政府“检查”时对“采取”企业的补贴很小,而对“不采取”企业的罚款不高,则最终所有企业都会选择“不采取”策略.此状况可以解释我国目前的环保现状.为防止最终所有企业都会选择“不采取”策略,政府只有通过逐步加大奖惩力度,推动企业逐渐开展绿色供应链管理.

2)当PBG-CG>0,0<cB-RB<ABG+PBG时,没有进化稳定策略.表明政府企业两群体博弈过程表现出一种周期行为模式,这种情形较多的存在于公共政策的实施过程,也是现实经济生活的一个常见现

[15]象.

3)博弈初始状况的不同,会导致不同的均衡结果.博弈双方最终会选择哪一种策略取决于初始时两个群体对各自策略的选择比例,而这种比例与选择这种策略带给博弈方的收益大小有关系.长远来看,只有基于长期利益的决策行为才会获得更高收益.也就是说,政府和核心企业两个群体,都应以长远利益为目标进行决策,这样双方都能获得更高的收益.

需要说明的是:

1)本文针对核心企业采取绿色供应管理策略与否进行政企博弈模型分析,针对企业其他的环保策略也可进行类似的进化博弈分析.

2)由于核心企业群体采取绿色供应链管理措施的努力和结果不完全一致,通常政府对于企业的努力过程支付报酬(如政府检查,发现企业采取绿色供应管理措施,则给予补助ABG;反之,则处以罚款PBG).但这就意味着政府要承担企业产出不确定性的风险,其中风险主要来源于环境和随机因素,因此,在模型中还可以在政府的收益中加入一个风险变量ε来进一步开展研究.

另外,绿色供应链管理的实施必然涉及到供应链上下游企业合作与非合作的博弈关系,这也是需要进一步研究的内容.

参考文献:

[1]　朱庆华.绿色供应链管理[M].北京:化学工业出版社,2003.

ZhuQH.GreenSupplyChainManagement[M].Beijing:ChemicalIndustryPress,2003.

[2]　马士华.论核心企业对供应链战略伙伴关系形成的影响[J].工业工程与管理,2000,(1):24-27.

MaSH.Theinfluencesofcoreenterpriseontheformationofstrategicpartnershipinsupplychain[J].IndustrialEngineeringandManagement,2000,(1):24-27.

[3]　KampstraRP,AshayeriJ,GattornaJL.Realitiesofsupplychaincollaboration[J].TheInternationalJournalofLogistics

Management,2006,17(3):312-330.

[4]　HallJ.Environmentalsupplychaindynamics[J].JournalofCleanerProduction,2000,(8):455-471.

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