文摘

供应网络作为复杂系统的重大挑战决策者在预测的进化之间的合作公司。环境异质性对企业的影响是至关重要的。环境相关的偏好选择扮演关键的角色澄清在供应网络的存在和维护合作。本文探讨了影响环境和环境相关的偏好的异质性在供应网络合作的进化。元胞自动机是检查同步合作与背叛在供应网络的进化。“囚徒困境”游戏和雪堆游戏奖励方案已经形成,和异构环境和环境应用的偏好。结果表明,异构环境的程度会导致更高的合作对囚徒困境博弈和雪堆博弈。我们也探讨环境偏好的影响合作的进化,和结果确认环境偏好的有效性。这项工作提供了一个宝贵的角度提高企业间的合作水平和理解合作供应网络的进化。

1。介绍

供应网络是由许多公司从买家和供应商,和链接是供应关系由交换商品和服务(1]。范围内买卖公司关系,许多企业的供应网络需要考虑扩大规模和因素。网络是困难的决策的复杂性在预测公司的战略决策的结果(2,3]。一个公司战略的变化将影响整个网络的新兴性质(4]。大规模供应网络是一个复杂的系统,不支持的简单层次模型(5,6]。在动态环境中,供应网络是不断变化的策略和目标,和合作公司的涌现性是很难理解和探索。

在网络的合作策略,合作行为的制裁是毁灭性的供应链。结构嵌入提供一个环境,促进了自适应协作行为的公司是供应网络的一部分(7]。自适应和概率策略研究探索合作的普遍性在囚徒困境8,9]。合作博弈的纳什讨价还价解概念是用于研究供应商的碰撞行为(10]。较大的组不太合作的n人囚徒困境但更多合作在公共物品游戏11]。更大规模的集群有更多实质性的资源集中的能力。与此同时,公司和更多的资源更倾向于工作在一起(12]。获得的高收入可能在合作证明内在风险,尤其对于不确定的公司(13]。只要游戏revenue-cost比率高于网络连接,互惠和多步预测地平线是必要的(稳定的协作和足够的固定合作的14]。便利化合作行为主要取决于参与者的重量分布,基于合作的形成集群高体重控制的合作者(15]。系统的一般描述推导利用常微分方程,它提供了一个通用的框架来模拟和量化的影响单节点动态网络的宏观状态(16]。一个网络生存力更强,更可靠的这将是(17]。不对称的程度越强,合作水平越高(18]。Sakiyama Arizono发现小说空间的方法模型生成一个特征人口模式和代表合作者的生存,更新规则是固定相比古典空间的方法模型(19]。比较三个典型的规则,如无条件的模仿、复制因子动态,和莫兰过程发现,莫兰过程主要可以改善合作的频率(20.]。尽管企业总是追求利润最大化,固有的成员利益的差异很难实现完全的合作。因此,它是重要的去探索合作的演变的背景下,供应网络。

异质性研究促进合作在最近的文献[21- - - - - -24]。异构网络更有利于合作行为比均匀网络(25]。个体异质性证实现有的证据表明,异质性促进合作行为几乎不管其来源(26]。结肠癌和Ghil已经证明延迟值显著的异质性影响经济网络的反应小,局部扰动(27]。企业合作网络是异构、自治的特征。安德烈斯和辕马提出的DDS企业间协作的一致策略属于合作网络(28,29日]。异质性产品质量的衰减会导致不同的物流网络结构(30.]。异质性的供应商成本增加时,所需的最优供应商数量减少(31日]。估值之间的异质性制造商可以减轻不利的供给和需求平衡,从而保护制造商的一些盈余,导致更高的价格分散供应链网络(31日]。在认知无线电网络频谱分配的问题,研究了基于组合拍卖而考虑频谱供应异质性和需求(32]。刘研究意识和风险之间的相互作用在研发网络传播考虑企业的异质性(33]。

优先选择已收到更多的关注对合作网络的演化34,35]。公司有强烈的偏爱地理位置适合多通道和多式联运34]。企业之间的投资偏好能增加合作(35]。公司的战略偏好会影响他人的策略选择和合作提供了一个增长的密度在一个广泛的战略偏好的价值(36]。合作水平的降低与风险偏好的程度(37]。风险偏好和潜在的歧义概率分布已被纳入一个健壮的供应链网络设计(38]。增加水平的偏好可以促进合作的行为(39]。公司与重要程度的差异选择邻居学习,无论网络结构,有最高的偏好强度导致合作最重要的水平(40]。

灵感来自他们的工作在供应网络中,所有的企业都是不同的。公司周围的邻居有不同的属性,表明公司在异构环境中。另一方面,公司的健身不仅来自方面的相互作用与邻国也在供应网络环境异质性的回报。因此,我们把环境的异质性的健身公司。焦时的异构环境意味着公司的回报高于供应商,它将增加焦公司的健身,焦公司在供应网络是一个更有影响力的领袖,通常获取额外收益(41,42]。相反,当焦点公司的收益小于供应商的收入,这将减少。如果供应商的收益大于焦公司,焦公司被高效的公司将很快破产由于过度拥挤和困难获取回报。毫无疑问,偏好会影响公司的决策在战略更新(36]。公司可以采取响应根据他们的策略和其他策略。在供应网络,企业更倾向于采用一种策略具有较高的健身。环境的偏好意味着供应商有更高的健康更有可能选择的焦点公司调整其策略。进化“囚徒困境”游戏(PDG)和雪堆游戏(西班牙)是用来探索环境的异质性和偏好的影响在供应网络合作的进化。

我们的研究的目的是调查的含义的异质性和偏好环境在一个不断发展的供应网络和解决以下问题:(1)如何供应网络的环境的异质性影响进化的企业间合作的两个主要类型的游戏吗?(2)如何优先供应网络的环境影响的演变之间的两个主要类型的游戏公司合作吗?(3)如何供应网络的异质性和偏好的环境影响的进化合作公司之间的两个主要类型的游戏?

在本文中,我们使用一个元胞自动机(CA)模拟框架,在供应网络公司的交互模型。建立了模拟回答研究问题使用PDG和西班牙奖励计划,代表各种回报的交互。实验结果表明,公司的战略的共同进化产生有趣的属性进入紧急状态。

本文的组织结构如下:部分2描述了一些设置的方法。给出仿真结果和分析部分3。在这之后,讨论和结论部分4。

2。方法

后的方法开发过程,如流程图,如图所示1。

从图1,我们可以看到,六个连续步骤的建模步骤,为简单起见,将六个步骤变成三个主要部分。首先,建立了供应网络,众多公司的结构描述。其次,提出了两个主要类型的游戏:公司和其最近的邻居玩游戏并获得他们的回报。最后,异构环境和环境设计的偏好。本节介绍了三个主要部分。

为了方便起见,我们在这里列出一些符号表1。

2.1。供应网络环境

供应网络由大量互动公司从事供应商、制造、或零售商43,44]。我们观察到购买公司永久嵌入在与供应商相关的供应网络和公司供应的基础(45- - - - - -47]。在CA模型的上下文中,这些公司都表示为一个单元。对于二维CA,有两个重要类型建立:摩尔附近,由八个相邻细胞;诺伊曼附近,将四个相邻的细胞。我们建议买家焦细胞和焦公司有八个邻近(摩尔附近)的公司形成一个供应网络(48]。公司与他们的最近的八个邻居交互与买家互动,和公司的变化将影响整个供应网络,如图2。我们可以看到一个公司作为买方(焦公司)在一个企业间而同一家公司作为供应商(N)在另一个互动。因此,有必要找出公司的决策的含义在互惠的光。

在CA模型中,企业合作与背叛策略,通过网络同步进化的策略(48]。初始状态的公司将会有一个策略,合作,或背叛。在每一步中,公司和最近的八个邻居玩游戏来获取回报。根据获得的回报,公司战略选择的下一步是确定。通过评估仿真行为,我们可以收集有关进化的见解合作与背叛的供应网络。

2.2。游戏奖励计划

PDG和西班牙是广泛适用的游戏调查合作的进化(49]。两名球员进行一轮比赛。玩家将得到回报如果他们都选择合作,收到的回报如果他们都选择背叛。如果一个球员配合,但其他缺陷,合作者可以接受的回报 ,和叛逃者的回报和游戏的奖励方案,如表所示1。我们有PDG弱(39,50),如果 和 ,西班牙如果 (51),这包括两个主要类型的社会困境,玩家可以选择合作与背叛。为简单起见(52,53),但没有普遍性,PDG的参数如下: , ,和 ,如表所示2;在西班牙的参数如下: , , ,和 ,如表所示3。

在游戏的开始,每个玩家随机选择策略在合作与背叛。每一步,每个玩家玩游戏和它最近的邻居,得到回报,和玩家积累的回报我可以表示为 : 在哪里显示最近的邻居的球员的数量我。意味着球员我可以选择其中一个策略:合作或背叛, 。 代表游戏的矩阵的回报。

2.3。环境的异质性和偏好

我们假设球员的健康也受到最近的邻居的环境水平。玩家的环境我表达的是最近的邻国的平均回报 ,我们可以计算环境的异质性程度在以下公式(50,54]:

我们评估球员的健康我如下: 的可调参数 健康意味着环境的贡献,当u= 0意味着环境对健康没有影响= ,球员健身是均匀的。如果 意味着环境包含健身,此外,环境增加(减少)健身 。

然后,玩家我将选择一个交互对象j用下面的概率(39]: 在哪里表明环境水平的偏好程度,范围从0到1。当= 0,该模型将传统的场合,一个交互对象从邻国供应网络中随机选择的。与此同时,当 ,玩家提出的环境偏好(55),焦点球员更喜欢采用的策略有一个更高层次的环境。

在每一个时间步,这些公司在供应网络相互作用,在最后的时间步骤,更新他们的战略合作或缺陷在接下来的时间步基于策略导致最高的健康。如果 ,这名球员我保持策略 ;如果 ,它更新成(48]。通过一个模拟评价行为随着时间的推移,我们可以收集关于合作的进化和背叛的见解在供应网络。

3所示。结果

一系列的模拟进行了理解的发展合作。第一个模拟集中于环境的异质性的影响,和一个扩展的模拟设计调查合作环境偏好和密度之间的相关性。第三次模拟被用来找出影响共存的环境异质性和偏好。

3.1。影响环境的异质性

我们首先检查环境异质性的影响的新兴和可持续性能PDG合作。合作的时间演化为不同的值u此外,我们使用= 0和b= 1.3,结果如图3。由此产生的网络对等应该认为有两个主要方面,结束实验,在以前的研究中已经定义(56,57]。结束是指当全球合作派系,开始进化的路径,减少从最初安排的合作者和叛逃者。实验是指一个时期全球合作分数增加。吸收了进化路径all-defectors状态到最后,当u= 0,0.1,0.2和0.3。合作的密度的增加将会上升u,建立三种不同类型:只有背叛,组合战略,只有合作。当u= 0、0.1或0.2,所有公司选择背叛,和合作伙伴将很快死去。特别是,u= 0,模型转化为一个传统的版本。应该注意到时间步骤达到完成背叛是一个很大的不同之处。小环境的异质性参数u,它将使用更少的时间。合作者很难幸存保持合作的策略u= 0.3或0.4,供应网络和有缺陷的行为占主导地位。合作伙伴与合作的邻居可以承受叛逃者的入侵,和战略合作主导在供应网络u= 0.5或0.6。参数值u是0.7,0.8,0.9,或1,所有公司选择合作。更大的参数u需要的时间越少,实现全面合作。

我们已经调查了影响环境的异质性在西班牙合作的密度,如图4。西班牙,合作的密度的增加将会上升u。PDG相似的结果,建立三种类型:只有合作,组合战略,只有背叛。进化路径由all-defector吸收状态在实验u= 0.8,0.9,1。当所有公司选择合作迅速u= 0或0.1,但时间步实现完整的合作是一个明显的区别。小环境的异质性u,时间越少。特别是,u= 0,我们不能考虑环境的异构性机制,导致模型中转到传统的西班牙。增加环境的异质性u,公司的战略合作,但有缺陷的行为时也将占据主导地位u= 0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7。合作行为占主导地位时r= 0.8。合作主导和背叛占主导地位的情况下,合作公司的数量减少波动,几乎稳定在一个特定值。所有公司将选择合作时u= 0.9或1。

我们研究了合作演化如何当参数u或参数固定在0。为了演示诱惑缺陷的影响b和环境的异质性uPDG的发展合作,参数固定在2,结果是描绘在图吗5。当= 2,公司有一个环境偏好。所有的公司更倾向于采用的策略,有更高层次的环境。两个重要的结果可以发现:首先,参数平面上可分为三种类型,合作水平是大致相同的。大部分的区域充满了黄色和淡黄色的颜色,代表一个高密度的合作。此外,正如的价值u变得更为重要,合作的密度逐渐扩大。例如,当b= 2,逐渐改变颜色从蓝色到黄色的增加u。特别是,u的值> 0.8,不管b,合作的密度是1。

为了展示效益成本的影响r和环境的异质性u在西班牙的发展合作,参数是固定在2,结果如图6。我们可以看到完整的变节占较小比例的平面,这表达了合作占主导地位。当u= 0,该公司的健身只是取决于游戏的回报,和环境偏好机制被认为是。合作的密度为0r= 0.9。的增量u合作,啤酒密度。特别是,u> 0.8,所有公司会选择合作的价值无关r。增加的价值u提高程度的异构环境,发挥了重要作用,推进合作。

3.2。影响环境的偏好

调查环境偏好的影响机制的进化PDG合作,的价值多种多样,从0到5的间隔1。我们使用u= 0和b= 1.3,结果如图7。特别是,当= 0,模型变成传统类型的交互对象是随机选择的邻居。吸收了进化路径all-defector状态到最后,当= 0和1。然而,进化路径吸收EXP all-defector状态,当= 2,3,4,5。三个显著的结果可以发现:第一,企业间环境偏好机制提高了供应网络的合作战略。从图中观察到的是,合作者很快消失在传统版本。然而,合作公司的密度增加时相比,传统的版本> 0。更可观的价值 ,合作的更高层次的密度。第二,有差异的大小密度的增长。合作的密度增加时是1 - 2。第三,合作公司的密度逐渐增加,最终稳定在一个特定的价值= 2、3、4或5,减少的时候= 0或1。

为了演示环境偏好的影响在西班牙合作的进化,参数u在0和是固定的吗r= 0.8,结果如图8。吸收了进化路径all-defector状态到最后,当= 0和1。然而,进化路径吸收EXP all-defector状态,当= 2,3,4,5。两个相关的结果可以发现:第一,环境偏好的密度可以促进合作。从图中观察到的是,合作者很快消失在传统版本。然而,合作的密度增加到0.5时= 2、3、4、5所示。第二,合作公司的密度逐渐增加,最后稳定在一个特定的值。步骤的时间达到一个特定的价值意义重大。更广泛的环境偏好参数 ,它将使用的时间就越少。

彻底调查的影响缺陷的诱惑b和环境的发展合作机制图9的参数u= 0.2,表明不同缺陷的诱惑的依赖b为不同的值 。整架飞机分为三种类型:完整的背叛,组合战略和全面合作。当= 0,PDG模型转化为战略合作基于缺陷的诱惑b和u= 0.2,公司完全是选择缺陷时b> 1.3。合作者的密度,蓝色栏所示,不同0时左右b= 2。对于较大的值 ,我们可以看到,环境合作机制影响密度,和一些飞机是黄色和绿色,代表了一个高密度的合作者。

图10的参数u= 0.2,表明不同缺陷的诱惑的依赖r为不同的值 。整架飞机也分为三种类型:全部倒戈,组合战略和全面合作。值得注意的是,飞机的全面合作占据了三分之一的比例,这表达了合作推行更为重要 。组合战略的大部分飞机呈现在图4。特别是,背叛主宰时r= 1的价值无关 。一般来说,环境偏好机制能保证有益的合作环境。

3.3。影响环境的异质性和偏好

我们描述环境的异质性和偏好的影响合作的密度。PDG的,缺陷的诱惑b= 1.3,如图(11日)。在西班牙,效益成本率r= 0.8,如图11 (b)。当= 0和u= 0,模型转化为一个传统的类型,在合作伙伴很快消失在蓝色区域代表。的增量和u,颜色由蓝色变为绿色意味着合作的密度大约是0.5。在飞机上,我们可以看到组合机制影响合作的密度,和大多数的飞机是黄色的颜色,代表一个高密度的合作者。

如图12合作者的快照和叛逃者的不同的值参数u和和空间的进化策略在三个场景进行描述。至于传统类型,合作者很快被入侵的叛逃者。所有公司选择了背叛的策略。然而,环境和环境偏好的异质性的引入可能导致不同的结果,和叛逃者最初入侵合作者;大多数公司选择了背叛的策略。随着进化过程的进行,由于环境的异质性和偏好,公司逐步选择合作策略,但也有脱北者最终在这个游戏中。更大的值u和 ,系统中的集群合作迅速扩大,几乎占据了整个系统,保持稳定的合作水平。与前两个场景相比,它可以促进更多的公司选择合作策略。

有趣的是探索合作的进化环境的异质性和偏好不同的步骤,结果显示在图中13。至于传统类型,一些公司最初形成紧凑的集群,然后所有公司选择缺陷。考虑到环境和异质性的共存和偏好,合作者的紧凑的集群迅速形成,使叛逃者不入侵。集群不断改变随着时间的推移,最终叛逃者还存在于晶格网络。更大的值u和 ,情况变得和谐,许多公司都合作的回报所吸引,和合作伙伴赢得进化竞赛。

4所示。讨论

从上面的仿真结果,我们提出以下命题。

命题1。有一个阈值水平的环境异质性企业选择合作或者缺陷PDG和西班牙。

在我们的研究中,我们首先研究环境的异质性和密度之间的关系的合作。环境的异质性意味着健身环境的贡献。公司的合作增加了PDG和西班牙增加环境的异质性。此外,还有一个阈值水平的环境异质性企业的密度提出了三种重要的类型。假设环境的异质性是相当大的超过一个阈值,和增加u导致完成合作。否则,保持组合战略合作或全部倒戈的密度值。例如,当= 2,u> 0.8,所有公司会选择最终合作的价值无关b在PDG(图5)和的值r在西班牙(图6)。

命题2。随着环境水平的偏好程度增加,合作公司的密度逐渐增加PDG但立即稳定在西班牙的一个特定值。

公司的健康也受到最近的邻居的环境的异质性。焦公司倾向于采用的策略,有更高层次的环境。结果,我们发现环境偏好PDG改善合作的密度。此外,相当程度的环境偏好越多,密度(图的合作更重要7)。例如,当= 5,环境偏好增加合作从0到0.7的密度。PDG相比,环境偏好有不同影响的密度在西班牙的合作。的增量 ,合作会很快的密度达到最大值。更可观的参数值 ,更少的时间达到一个特定值(图8)。达到特定值在400 -时间的步骤= 2。然而,在150年达到时间步骤= 4。

命题3。共存的异质性和偏好的环境下,促进合作公司的密度是更为明显的PDG和西班牙,和环境的异质性具有更重要的意义比环境偏好的密度合作。

增加的程度的异质性环境和环境水平的偏好程度,合作的密度的颜色从蓝色到黄色的区域合作密度达到最大值(图11)。环境异质性的巨大强度和偏好,更多的企业选择合作。

命题4。在异质性和偏好的环境中,合作公司的小型集群形成抵抗入侵变节,PDG和西班牙。

合作与背叛的数量随时间发生变化,我们可以看到,公司立即形成集群抵制叛逃者入侵。实用,个人决策和行动构成的动态组,功能,最终组织和供应链。联盟往往形成满足市场和社会力量的挑战。有效和从供应商到最终用户的完整的集成将帮助公司改善经营业绩,获得更大的竞争力。从数据12和13公司形成紧凑集群与相同的策略,使叛逃者不入侵。

5。结论

介绍了基于博弈论和CA的供应网络演化模型来理解SN的进化。他们捕捉复杂的相互依赖关系,也称为互惠的相互依赖关系。仿真实验结果表明公司在供应网络的互联关系行为。我们调查的影响环境的异质性和偏好的发展合作的供应网络。公司所在的环境的异质性通常依赖于他们的邻居的平均水平。

此外,我们进一步调查的密度合作环境偏好的影响。如果公司的邻居有一个更高层次的环境,更高的概率采用的策略有一个更高层次的环境。这两种类型的游戏应用于实验包括PDG和西班牙。我们扩展环境的异质性和环境优先供应网络的进化游戏探索合作行为。CA模型的模拟进行了八个邻国。模拟代表,介绍了异构环境和环境偏好时,合作是提升PDG和西班牙。

研究发现异构环境之间的正相关和合作公司的密度PDG和西班牙。我们进一步发现,环境偏好积极影响合作无论PDG的密度和西班牙,但PDG合作公司的密度逐渐增加,马上稳定在西班牙的一个特定值。此外,环境偏好影响合作的密度比环境异质性。合作者和叛逃者的快照特征不同的值的环境异质性环境偏好,发现公司考虑到周边环境倾向于合作,形成紧凑的集群。

管理的含义是,决策者应该考虑他们的公司的行为,调查他们的供应商的策略和焦公司和供应商之间的复杂关系。随着时间的推移,决策者应该重新评估的关系,回报,健身时供应商策略的变化。提高合作水平,环境异质性和环境应用的偏好。是明智的考虑供应商的环境和使用环境的偏好增加合作供应网络的密度。

本研究的一个限制是,虽然回报,环境异质性和偏好,和CA晶格的供应网络没有进一步涉及随机网络、小世界网络和无标度网络。此外,环境的影响是有差异的偏好在PDG和西班牙模型。从这个角度来看,未来的研究需要考虑的影响猎鹿游戏,鹰鸽博弈,或其他类型的游戏公司合作的数量与环境偏好。其次,它将会是很有趣的考虑更多的公司的策略和修改公司的策略在仿真的基础上,发展环境的异质性和偏好。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(没有。71473013)和基础研究基金为中央大学(没有。2019 yjs072)。