企业数字生态的三方演化博弈共生系统

摘要

本发明公开了一种企业数字生态的三方演化博弈共生系统，包括：三方演化博弈模型：涉及三个博弈主体，分别为政府、平台、企业，企业能选择加入平台、不加入平台；平台能选择积极服务、消极服务；政府能选择监管、不监管，监管包括强管理、弱管理；企业博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中企业入驻平台策略的概率；平台博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中平台提供服务策略；政府博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中政府选择管理策略。本发明通过建立政府、平台、企业的三方演化博弈模型，并通过对三方的博弈均衡分析，得到企业对平台入驻的意愿，平台提供服务、政府选择管理的策略。

说明书

技术领域

本发明涉及一种企业数字生态的三方演化博弈共生系统。

背景技术

双碳政策下，制造业进行绿色低碳转型毫无疑问是目前实现可持续发展的关键手段，对于中小企业而言，借助数字化技术实现绿色转型无疑面临着资源与环境的双重约束。为应对中小企业数字化转型难的重大挑战，构建数字生态系统以推动中小企业绿色转型已成为我国政府当务之急，而政府扶持是促进数字生态系统健康发展的重要手段。

绿色工业互联网平台是一种工业互联网平台，目前，很多大型工业企业、互联网企业以及信息技术企业已开始聚焦于绿色工业互联网平台的建设发展，其中包括绿色数据交互平台、绿色技术工程平台、绿色项目交易平台、绿色金融科技平台等。互联网核心技术研发和绿色技术交易服务平台建设，将为制造企业的高效节能提供包括能耗精细化分析、节能潜力评估到合同能源和减排管理方案设计与节能效果评估等一揽子解决方案，促进用能企业、节能减排公司与技术产品供应商等能源服务产业的快速发展。传统制造业产业包括“一带一路”高耗能产业和设备制造商转型，通过与互联网平台合作来驱动新能源、新绿色技术、工业智能化以及相关服务和金融投资等。

目前，中小企业依托绿色工业互联网平台进行数字化转型还存在诸多困难。由于部分产业基础薄弱、应用场景复杂等的原因，相比于发达国家，我国工业互联网平台仍存在创新发展能力不足等的问题。此外，我国部分制造业企业上平台用平台能力欠缺，进一步制约了平台价值效益的发挥。为此，在国家政策的指导下，广州、上海等多个省市相继发布了推动工业互联网平台运营能力建设、赋能制造业企业转型发展的实施方案。例如上海市设立了工业互联网创新发展以及中小企业发展等多项专项资金，支持具有较高创新服务能力的平台建设发展以及中小制造业企业上平台。除政府补贴外，工业互联网平台也会选择分担制造业企业部分入平台用平台成本。例如中服工业互联网平台推出的“设备免费上云”等活动，极大地提高了制造业企业入平台用平台的积极性。

中小企业依托绿色工业互联网平台进行低碳转型发展是一项长期系统工程，需要多个主体的共同参与。在这个过程中，一方面制造业企业、政府、互联网平台等资源，通过共同参与低碳经济合作来获取低碳转型升级带来的利益；另一方面由于不同主体的利益诉求存在异质性，多个利益相关者之间对利益诉求的博弈行为影响各自的行为策略选择，因此传统制造业业向低碳转型升级的过程是一个各利益主体互相作用、不断发生竞争与合作、最终导致低碳转型升级这一复杂现象涌现的动态过程，众多主体从矛盾冲突、利益协调到各方互利共赢的动态博弈过程构成了制造业业低碳转型的内在动力。

发明内容

基于上述现状，本发明构建了政府、绿色工业互联网平台和企业之间的非对称演化博弈模型，探讨三者之间的行为决策选择以及影响其决策的主要因素，提出了一种企业数字生态的三方演化博弈共生系统。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

业数字生态的三方演化博弈共生系统，包括如下模块：

三方演化博弈模型：涉及三个博弈主体，分别为政府、平台、企业，企业能选择加入平台、不加入平台；平台能选择积极服务、消极服务；政府能选择监管、不监管，监管包括强管理、弱管理；

企业博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中企业入驻平台策略的概率；

平台博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中平台提供服务策略；

政府博弈均衡分析模块：用于分析所述三方演化博弈模型中政府选择管理策略。

优选的，企业入驻平台后，平台增加的基本收益为T

政府选择强管理后，入驻的企业将带来声誉价值R

优选的，企业博弈均衡分析模块具体如下：

企业选择入驻平台的期望收益为U

U

U

U

企业选择入驻平台策略的复制动态方程为：

对F

令W

在其他参数不变的情况下，随着R

平台选择积极服务的期望收益为U

U

U

U

平台选择积极服务策略的复制动态方程为：

对F

令W

在其他参数不变的情况下，随着T

优选的，政府博弈均衡分析模块具体如下：

政府实施强管理策略的期望收益为U

U

U

U

政府实施强管理策略的复制动态方程为：

对F

令W

在其他参数不变的情况下，随着R

本发明公开了一种企业数字生态的三方演化博弈共生系统，其通过建立政府、平台、企业的三方演化博弈模型，并通过对三方的博弈均衡分析，得到企业对平台入驻的意愿，平台提供服务、政府选择管理的策略。

附图说明

图1是各博弈主体的策略关系图。

图2是本发明系统框图。

图3是小微企业演化动态趋势图。

图4是最优均衡状态下三方行为演化趋势图。

图5是小微企业的初始意愿变化对系统演化的影响图。

图6是平台、政府的初始意愿变化对系统演化的影响图。

图7是入平台成本及弱管理损失成本对小微企业演化结果的影响图。

图8是不同利益分配系数对系统演化结果的影响图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例做详细说明。

如图2所示，本实施例企业数字生态的三方演化博弈共生系统包括中小企业企业数字化转型多主体三方演化博弈模型、小微企业博弈均衡分析模块、政府博弈均衡分析模块、平台博弈均衡分析模块。：

首先构建中小企业企业数字化转型多主体三方演化博弈模型：

绿色工业互联网平台可以为企业实现包括数据、技术等资源的共享，推动企业快速进行低碳转型发展。但由于我国互联网平台尚处于起步阶段，企业入平台用平台积极性欠缺，从而导致企业低碳转型发展缓慢。此外，政府部门作为低碳政策的制定者和倡导者，在科技企业的低碳转型过程中起着关键作用，政府通过实施强管理政策，实施一定的补贴和惩罚措施，对参与低碳转型的平台和企业给予补贴，同时对不参与低碳转型的高碳企业收取一定的罚金，从而促进企业的低碳转型发展。由此可见，地方政府(政府)、工业互联网平台(平台)和制造业企业(企业)是绿色工业互联网平台赋能制造业进行低碳转型发展过程中三个非常重要的利益相关者。

基于此，本实施例采用演化博弈方法，以政府、平台、企业三个博弈主体为有限理性主体，在博弈过程中根据自身收益不断调整和改进策略选择，假设政府的策略为“强管理”和“弱管理”；平台的策略为“积极服务”和“消极服务”，“积极服务”表示平台利用有限的成本完善服务能力，如开发低成本、快部署的工业互联网应用产品等，为企业提供更加优质的服务，“消极服务”则代表节省成本仅维持最基本的数据共享、资源配置服务；企业的策略为“加入平台”和“不加入平台”，由此构建“政府-平台-企业”之间的演化博弈模型，考察三个博弈主体之间行为交互的影响，分析不同情形下系统的演化稳定状态以及影响其演化稳定状态的重要因素。图1为各博弈主体的关系图。

模型基本假设：

本实施例所构建的博弈模型涉及供应链中政府、平台方和小微企业三类参与群体，假设这三类参与群体之间是有限理性、信息不对称的，博弈三方在博弈过程遵循有限理性，不能通过一次博弈就找到最优策略，而是必须经过重复博弈来实现。为了便于分析，对模型构建做以下假设：

(1)本实施例有三个博弈主体，分别为政府，平台，企业。其中，企业可选择“加入平台”、“不加入平台”策略的概率为；平台可选择“积极服务”、“消极服务”；政府可选择“强管理”、“弱管理”。

(2)企业在选择不加入平台时，由于此时企业缺乏低碳转型的相关资源技术，将会生产出高碳产品，若此时政府选择强管理政策，政府将会收取企业一定的罚金。

(3)企业在选择加入平台时，企业需付出相关服务成本由于此时企业缺乏低碳转型的相关资源技术，将会生产出高碳产品，若此时政府选择强管理政策，政府将会收取企业一定的罚金。

(4)企业入驻平台后，平台增加的基本收益为T

(5)政府选择“强管理”后，入驻的企业给政府将会带来声誉价值R

(6)小微企业不入驻平台时，小微企业和政府增加的收益为0，平台方的收益为0。

以上参数和变量假设符号说明，如表1所示：

表1模型参数及含义

根据上述假设，中小企业与政府、平台三方行为决策博弈模型的收益矩阵如表2所示：

表2中小企业与政府、平台行为决策博弈模型的收益矩阵

本实施例企业数字生态的三方演化博弈共生系统中，对博弈三方演化模型分析如下：

小微企业博弈均衡分析模块具体如下：

小微企业选择入平台的期望收益为U

U

U

U

小微企业选择入平台策略的复制动态方程为：

对F

令W

命题1当0

证明W

小微企业策略的演化趋势示意图如图3所示。

命题2在其他参数不变的情况下，随着R

证明由于

平台方博弈均衡分析模块具体如下：

平台方选择积极服务的期望收益为U

U

U

U

平台方选择积极服务策略的复制动态方程为：

对F

令W

命题3当0

证明W

命题4在其他参数不变的情况下，随着T

证明由于

政府博弈均衡分析模块如下：

政府实施强管理策略的期望收益为U

U

U

U

政府实施强管理策略的复制动态方程为：

对F

令W

命题5当0

证明W

命题6在其他参数不变的情况下，随着R

证明由于

博弈三方演化稳定策略分析：

前面分析了三方主体策略演化的临界条件与路径，下面讨论三方主体共同作用下的演化稳定策略及不同均衡状态。小微企业、政府和平台的复制动态方程组为：

根据Guo Shihong对演化博弈均衡点的判断方式，由上述方程组可推导博弈三方复制动力系统的雅克比矩阵为：

根据Reinhard研究结论，在非对称博弈中，若信息不对称条件成立，演化稳定策略为纯策略。故仅需讨论上式子中满足F

表3均衡点对应的雅可比矩阵的特征值

对于系统平衡点的分析，就以下几种情形进行分析：

情形1：当2R

情形2：当2R

情形3：当R

情形4：当R

情形5：当R

从上述分析可知，均衡点E

数值仿真分析：

在演化博弈过程中，不同初始值的三方博弈群体最终博弈结果存在明显的差异，为各主体初始意愿、各主体参数对系统演化结果的影响，下面将通过数值实验来进行进一步验证。

根据复制动态方程和最优均衡(1,1,1)的约束条件，运用MATLAB仿真分析三方主体行为向最优均衡状态演化时，重要参数变化对演化结果的影响。根据实际情况，设小微企业采取“入平台”行为的概率为0.5，平台方选择“积极服务”策略的概率为0.5，政府预取采取“强管理”行为的概率为0.5。各参数的初始值为R

各主体初始意愿对演化结果的影响：

(1)小微企业初始意愿对系统演化结果的影响：

假定其他参数不变，图5表示的是在平台方及政府处于中等意愿的情形下，小微企业的初始意愿变化对演化结果的影响，其中分别表示小微企业入驻平台的比例、平台方积极服务的比例和政府弱管理的比例。三方的初始意愿在0.5左右时，系统达到均衡状态(1,1,1)。当小微企业的初始意愿在0.2时，系统的最终演化至稳定点(0,0,0)，小微企业的入驻平台意愿在增长一段后又趋向于不入驻平台，平台方和政府的积极服务和强管理意愿则很快下降，即中小企业的初始意愿较低情况下，平台方和政府会倾向于消极服务和弱管理。当小微企业的初始意愿在0.8时，系统则很快演化至稳定点(1,1,1)，表明小微企业初始入平台意愿对平台方和政府都具有一定的激励作用。

(2)平台方、政府初始意愿对系统演化结果的影响：

假定其他参数不变，图6表示的是在小微企业处于中等意愿的情形下，平台方和政府的初始意愿变化对演化结果的影响。当三方的初始意愿在0.5左右时，系统达到均衡状态(1,1,1)。当平台方和政府的初始意愿在0.2时，系统的最终演化至稳定点(0,0,0)，小微企业的入驻平台意愿在增长一段后又趋向于不入驻平台，平台方和政府的积极服务和强管理意愿则很快下降，即平台方和政府会倾向于消极服务和弱管理情况下，小微企业受入驻意愿受其影响较小。当平台方和政府的初始意愿在在0.8时，小微企业的入驻平台意愿很快得到增长，表明当平台方和政府积极服务意愿和强管理意愿较高时，小微企业初始入平台意愿会得到较大影响，表明平台方和政府的服务态度和运营态度对小微企业入平台意愿具有一定的激励作用。

入平台成本及弱管理损失对小微企业演化结果的影响：

图7是在其他参数不变的情况下，入平台成本及政府弱管理损失对小微企业演化结果的影响。由图可知，当小微企业、平台方及政府的参与意愿都处于中等水平时，入平台成本及政府弱管理损失会直接影响平台方演化结果。随着入平台成本以及政府弱管理损失的增大，小微企业选择不入平台策略的收敛速度越快；说明园成本及政府弱管理损失的减少有利于小微企业入驻平台，而从式(1)可以看出，政府对补贴的大小并不会影响小微企业入驻平台的意愿。

利益分配系数对双方演化结果的影响：

图8是在其他参数不变的情况下，不同的利益分配系数(针对于政府)对系统演化结果的影响。由图可知，当小微企业、平台方及政府的参与意愿都处于中等水平时，利益分配系数会直接影响平台方演化结果，而对政府的演化结果不会产生影响。当分配系数小于0.4时，平台方最终会选择积极服务，而且随着利益分配系数的减少，平台方选择积极服务的收敛速度越快；当分配系数大于0.4时，平台方最终会选择消极服务，而且随着利益分配系数的增大，平台方选择消极服务的收敛速度越快，由此可即平台方在策略选择过程中受利益分配系数的影响较为显著；而分配系数的变化对政府的演化结果不会产生影响，说明利益分配系数的减少有利于平台方选择积极服务策略。

综上，本发明在小微企业数字化转型的背景下构建了一个包括平台方、政府及小微企业的三方演化博弈策略模型，探讨了不同主体的演化稳定策略，分析了各主体初始意愿及入平台成本、风险成本、补贴、利益分配系数等参数对演化结果的影响。通过本发明可以得出：小微企业及平台方、政府的参与意愿对演化系统的影响不同。小微企业的行为对平台方、政府参与意愿的影响较大，而平台方、政府对中小企业参与意愿的影响则较小；当平台方和政府倾向于消极服务和弱管理情况下，小微企业最后稳定策略取决于自身参与意愿及其他参数，当平台方和政府倾向于积极服务和强管理情况下，平台方和政府的初始意愿对其有激励作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。