基于元胞自动机模型的企业战略选择研究

1、第27卷第4期2009年12月广西师范大学学报:自然科学版Jour nal o f Guangx i N o rmal U niv ersit y:N at ur al Science Editio n基于元胞自动机模型的企业战略选择研究黎艳玲,张超英,刘海燕,梁宗经(广西师范大学计算机科学与信息工程学院,广西桂林541004摘要:为了研究在区域市场环境和自身竞争能力影响下企业战略选择的过程及趋势,建立了一个基于元胞自动机的演化模型,并在该模型的基础上模拟了企业战略的选择过程。模拟结果与实践中不同条件下所观察到的特征相吻合,表明元胞自动机的微观演化机制是一种模拟企业战略选择过程的有效方法。关键

2、词:战略选择;元胞自动机;演化模型;影响因素中图分类号:T P 391.9文献标识码:A 文章编号:1001-6600(200904-0023-04企业的战略选择对企业具有重要意义,其选择过程是一种复杂系统的演化过程。这种复杂性不仅表现为企业周围环境的不确定性,而且还体现在企业自身组织系统的多层级、多单元、多功能和多目标的复杂性。同时,企业系统内部的各种因素与外部环境因素交互作用的自组织和自适应过程也使得企业的战略选择过程更为复杂化。早期,元胞自动机(CA 模型被应用于物理学、化学、生命科学等自然科学领域的研究,并取得了很大的成功。随着CA 模型应用的深入和推广,近年来也逐渐被应用于社会科学领

3、域中复杂现象的模拟,已经在经济1、金融2、舆论传播3、企业战略管理4等研究中取得了一定成果,被认为是研究社会科学领域的复杂系统的有效工具。近年来,复杂系统的研究在各领域引起了广泛的关注5-7。本文借鉴文献4中的一些思路,引入影响企业战略选择的两个重要因素企业竞争力、区域市场环境,建立企业战略选择的元胞自动机模型,并且在此基础上进行计算机模拟。1企业战略演化的元胞自动机模型本文选择影响企业战略选择的两个重要因素,即:企业竞争力和区域市场环境,并将之纳入CA 模型,分析它们对企业战略选择过程的影响。通过建立能够描述企业群体战略选择行为的元胞自动机模型,对企业战略选择的复杂演化过程展开研究。1.1元

4、胞自动机元胞自动机(CA是20世纪50年代由Neum ann 及其合作者在生物系统模拟自我复制时最先提出的8。CA 是一种时间、空间、状态都离散,具有时空计算特征的网格动力学模型,由元胞空间、元胞、元胞状态集、邻居和演化规则组成,可以写成以下四元组的形式:A =(L d ,S ,N ,f ,(1式中,A 代表元胞自动机系统;L d 代表元胞空间(d 指空间维数,它是一种离散的空间网格集合;元胞是CA 的基本单元,分布在元胞空间的网格点上;S 是元胞有限的、离散的状态集合;N 表示一个元胞的邻域,即对中心元胞下一时刻的状态产生影响的元胞集合。f 是元胞状态转换函数,它表示一个中心元胞的邻居状态到

5、中心元胞下一时刻状态的局部演化规则,它取决于元胞邻居的定义、状态等。1.2基于元胞自动机的企业战略选择演化模型元胞空间。用一个n ×n 的正方形元胞空间来表示。元胞。表示企业。用一个有序对(i ,j (i ,j =1,2,n 表示企业在元胞空间中的位置。邻居形式选取Von.Neum ann 型。!元胞状态集S。本模型选取元胞状态集S=-1,0,1,其中S=-1表示企业的战略为紧缩型,S= 0表示企业的战略为稳定型,S=1表示企业的战略为扩张型。状态演化规则。模型中每个元胞定义为具有独立决策能力的企业。企业的行为与决策受到外部环境和内部环境的影响。研究中需综合考虑战略实施区域内、外的环

6、境影响4。本研究选取企业竞争力为内部影响因素,以r表示,选取区域市场环境作为外部影响因素,以M表示。企业在t时刻进行战略选择的决策函数K(t为企业竞争能力K i(t和企业外部影响环境K o(t的和:K(t=K i(t+K o(t。(2企业竞争力的强弱体现在企业内部环境的建设,即企业在竞争中的成本优势10。本模型将企业在竞争中的成本优势抽象地量化为0,1,并设各元胞的K i(t均匀分布于0,r,r表示企业在t时刻的竞争能力(即内部环境,r越大,则企业的竞争力越强,并满足0r1。企业外部影响因素K o(t定义为:K o(t=M(t+P(t kN S k(t-1,(3 M(t表示t时刻的区域市场环境

7、,其取值范围为-0.5,0.5,表示市场的繁荣程度。当M>0时表示区域市场环境趋向繁荣,反之亦然。P(tkNS k(t-1表示企业观察到的邻居企业战略决策结果11。P(t表示邻居企业在t-1时刻的战略决策对中心企业t时刻的战略决策的影响率。由于企业受周围企业的影响而采取的行动存在着不确定性,因此在模拟过程中P(t取值为区间0,1的随机数。S k(t-1表示中心企业的邻居中k个元胞在t-1时刻的状态。每个元胞根据设计的规则进行演化。设t-1时刻元胞的状态为S t-1k,演化后的状态为S t k。由于企业战略决策不仅受到企业竞争力和区域市场环境的影响,还受到t-1时刻周围企业战略选择和自身状

8、态的影响,因而转换规则比较复杂。具体规则如表1所示。表1企业战略选择演化规则Tab.1Evolution rule of selection of enterprise strategy状态及条件转化方案S t-1k=-1K>10.5K1其他S t k=1S t k=0S t k=-1S t-1k=0K>1K0其他S t k=1S t k=-1S t k=0S t-1k=1K<00K0.5其他S t k=-1S t k=0S t k=12模拟及结果分析基于建立的演化模型,在50×50的元胞空间中,格子以相同比率(111随机地取-1、0和1值,每个格子的状态依选定的战

9、略类型按照设计的规则进行演化。2.1企业竞争力影响企业战略选择的模拟当区域市场环境M不变时,调节企业竞争力r的值,模拟企业战略选择的趋势和规律。在试验中,取M =0,即假设区域市场存在着一个稳定的中间状态,模拟结果如图13所示。图1显示,当区域市场处于既不繁荣也不衰退的状态时,随着企业竞争力的提高,采取扩张型战略的企业比例增加,但是即使是在竞争力达到最佳状态时,也只有约50%的企业选择采取扩张战略;这可以解释为:由于M=0,即市场处于一种稳定的中间状态,此时市场产生的效益是有限的,部分企业难以筹集到发展所需的资金。同时,市场需求也不足以促使所有企业选择扩张战略。如图2、3所示,当r达到1.0时

10、,仍分别有约10%和40%的企业选择稳定型战略和紧缩型战略。较大数量的企业采用紧缩型战略意味着在不繁荣的市场环境下,强-强竞争的结果将会使相当数量的战败者退出竞争,并转向战略重组。而赢得竞争的企业表明他们具备了核心竞争力。同时,这类具备了核心竞争力的企业也具备了向区域外市场发展的能力,从而使得模拟结果显示有较多的企业选择扩张型战略。模拟结果还表明,只有当企业竞争力达到一个临界值时,企业才开始具备竞争优势,才能在M=0条件下选择扩张型或者稳定型战略。该临界值为0.6,即略高于取值范围的中间值。当该值小于0.6时,企业不具备竞争优势,并在M=0条件下将趋向采用24广西师范大学学报:自然科学版第27

11、卷 紧缩型战略。图1扩张型战略变化曲线图2稳定型战略变化曲线图3紧缩型战略变化曲线F ig.1Cur ves for ex pansio n st rateg y F ig.2Cur ves fo r stable strat egy Fig.3Curv es fo r shr inking str ateg y2.2市场变化影响企业战略选择的模拟如上所述,本研究的演化模型中的企业竞争力存在着一个临界值。因此,在模拟区域市场环境变化对企业战略选择行为的影响时,选取企业竞争力K i (t 均匀分布于0,0.6,即参与演化的企业尚不具备核心竞争力。演化结果如图46 所示。图4扩张型战略变化曲线图5

12、稳定型战略变化曲线图6紧缩型战略变化曲线F ig.4Cur ves for ex pansio n st rateg y F ig.5Cur ves fo r stable strat egy Fig.6Curv es fo r shr inking str ateg y根据演化模型的设计,当M >0时,区域市场趋向繁荣,当M <0时,区域市场趋向衰退。图4和图6表明,当市场环境趋向繁荣时,随着M 值的增加,选择扩张型战略的企业数量明显增加;当市场环境趋向衰退时,随着M 值的减少,由于企业不具备核心竞争力,选择紧缩型战略的企业数量明显增加。图5显示,区域市场的变化对企业选择稳定型战

13、略的影响是非线性的。市场趋向繁荣或市场趋向衰退时,选择稳定型战略的企业数很少,而只有M 值为00.2时,才有较多的企业趋向采用稳定型战略。当市场取值大于0.2时,市场开始趋向充分繁荣。此时,区域金融市场亦趋向繁荣,为企业提供了自我改造和提升自身竞争力的条件,使得绝大多数企业趋向采用扩张型战略。图6还显示,市场趋向繁荣时采用紧缩型战略的企业迅速减图7两个因素对企业战略选择影响力对比Fig.7Compar ison of t wo impacts 少。市场环境也存在着临界值0.4。当M 大于此临界值即市场充分繁荣时,所有企业将迅速转向选择扩张型战略。2.3市场和企业竞争力对企业战略选择影响的对比分

14、析为了对比市场和企业竞争力两个影响因素对企业战略选择行为的影响,本文将M 和r 同时提高相同的比试验,其结果如图7所示。由图可知,M 和r 的变化均对企业战略选择的行为有着显著的影响,但是,它们的影响力存在较为明显的差异。在M 和r 增长率相同的条件25第4期黎艳玲等:基于元胞自动机模型的企业战略选择研究26广西师范大学学报:自然科学版第27卷下,M的影响将使得更多的企业重新进行战略选择,这就说明了区域市场环境的变化对企业战略选择行为的影响明显大于企业竞争力变化带来的影响。同时意味着,市场环境是企业战略选择行为的决定性因素,企业竞争力是必备条件。3结语本文利用元胞自动机的思想和建模方法,建立了

15、模拟企业战略选择行为的演化模型,并在该模型的基础上模拟了企业战略的选择过程。模拟结果与实践中不同条件下所观察到的企业战略选择的行为特征相吻合。模拟结果表明,元胞自动机的微观演化机制是一种模拟企业战略选择过程的有效分析方法。然而,本研究设计的演化模型仍存在着一些不足,有待进一步完善。例如,由于研究的问题涉及复杂系统,影响演化进程的因素较多,而本文只是重点地研究了两个因素对企业战略选择的影响。模拟更多因素对企业战略选择行为的影响将是下一步需要研究的问题。参考文献:1HA K M A N A W,A ND REW H,P ET ER D.A utonomo us ag ent models of s

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