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制造业集群供应链低碳创新网络协同行为评估模型

2020-03-14龚本刚

关键词:制造商集群区间

陈 香,龚本刚,蒋 培

(1.安徽机电职业技术学院经贸学院;2.安徽工程大学管理工程学院,安徽芜湖241000)

伴随新一轮科技和产业革命,全球制造业正在经历重大变革,国家将增强制造业技术创新能力,坚持创新驱动发展战略等作为促进制造业低碳技术创新的重要途径[1]。低碳经济背景下,传统制造业高投入、高消耗发展模式不断向先进制造模式绿色转型升级,制造业内部相互关联的低碳化创新产业主体间相互融合逐渐形成产业集群[2]。集群供应链(Cluster Supply Chain,CSC)作为一种封闭的资源整合与处理系统,能够充分协同链上各创新主体,合理规划产业集群发展布局,提供具有区域竞争优势的低碳创新产品或服务,已成为新型的供应链运营模式。低碳协同创新系统高效运行必须有较高的协同水平作保障,然而目前制造业集群低碳创新网络协同水平参差不齐,严重影响制造业可持续、高质量发展[2-3]。

从低碳创新系统协同构成要素研究来看,Lin等研究认为客户低碳需求是推动产品创新的重要源泉[4];陆小成等从构成要素和网络结构两方面构建区域低碳创新系统结构与功能的互动关联系统模型[5];Vergragt等认为碳封存、碳捕获以及可再生能源方面创新是提升技术创新的有效路径[6];崔和瑞通过构建博弈论演化模型得出协同收益、政府补助等对低碳技术协同创新有正相关影响[7]。从制造业低碳创新网络协同行为研究来看,Brunnermeier 等采用实证分析得出制造业内部通过环境创新专利数量与政府的监督程度呈正相关关系[8];徐莹莹等基于扎根理论构建制造企业低碳创新绩效关键驱动因素模型[9];郑季良等运用实证分析通过构建高耗能产业协同创新网络模型,结果证明宝钢集团通过协同创新网络建设对可持续发展水平有很大促进作用[10];XU YOULI 等根据产业集群网络模型出发,对企业技术创新绩效问题进行研究[11];韩东林等对中国四大航空制造业集群创新能力进行实证分析,给出提升航空制造业集群创新的对策及建议[12]。

目前国内外研究主要集中在低碳创新网络协同要素构成,制造业低碳创新形成机理、驱动因素、创新绩效评价等方面。几乎没有针对从供应链一体化角度研究制造业集群低碳创新网络协同行为问题。论文在充分考虑集群低碳协同创新网络构成要素的基础上,从链内核心主体、中小配套资源及外部环境三个维度构建面向制造商CSC低碳创新网络协同运营模型,以及低碳创新网络协同能力评估指标体系。结合具体案例将区间数灰色关联分析法引入到制造商CSC低碳创新协同能力评估中,分析各方案低碳创新网络协同能力排序与关键影响因素,并针对各方案提出提升协同能力具体对策建议。

一、 评估模型及指标体系

1.面向制造商CSC低碳创新网络协同运营模型

制造业CSC 结合集群和供应链的集成优势,围绕核心制造商集群,通过地理上邻近且相互联系的上下游企业和机构相互协作所组成的具有规模和范围经济的新型网络产业组织形式[3]。目前,面向制造商CSC低碳创新网络协同能力没有统一定义,论文在参照相关研究基础上,提出具体内涵。制造商CSC低碳创新网络协同能力是指在政策、科研等外部环境制约和支撑下,链上核心制造商集群从环境效益出发综合利用先进技术、工艺及手段对链上纵向和横向分工的集群主体进行低碳创新资源整合,尽可能实现制造业集群在低碳技术、知识、管理、观念等方面创新集成,以提高能源利用率和减少碳排放,并为目标客户提供具有区域低碳创新竞争优势产品或服务能力的相对评估。

面向制造商CSC低碳创新网络作为一个多要素、多元行为主体的互动式闭环低碳创新系统,外部低碳创新环境的约束与保障、链间各级主体对具有创新合作意识的低碳创新资源整合等对低碳创新网络协同发展水平尤为重要。在参照制造商CSC低碳创新协同能力内涵,具体构建如图1所示的制造商CSC 低碳创新系统协同运营模型,模型是“多中心型”CSC,即每个链条内都存在两个及以上处于支配地位的核心成员企业。该模型由供应商集群→低碳创新核心制造商集群→目标客户群组成,其中政府、科研院所等外部低碳创新协同服务主体,链间中小配套低碳创新作为模型的供应商集群。制造商集群作为链上核心主导集群,从接受客户低碳创新需求开始,对链上相关低碳创新集群要素进行合理分配、组合及优化,形成一个面向制造商集群的低碳创新网络闭环协同运作系统。

2.制造商CSC低碳创新协同能力指标体系构建

面向制造商CSC低碳创新系统涉及众多实体要素,要素之间互动是系统协同运行的基本动力。根据图1,考虑到制造商CSC实施低碳创新网络协同行为能力高低主要受到链上各集群要素低碳创新主体协同能力影响,论文基于链上各节点集群主体协同能力构成分析[10-12],分别从核心主体、外部环境和链间中小配套资源三个协同主体构建指标体系及含义具体见表1。制造商集群作为链上核心协同主体要素,其低碳创新协同能力是整个CSC 低碳创新系统最核心体现,需要重点关注各主体要素间创新资源交换扩散、协同竞合机制等;外部环境协同能力主要由第三方低碳创新协同能力构成,具体包含政府、科技中介机构、金融信贷、科研机构等要素,是连接链 上各主体要素政策、知识、技术与咨询服务的桥梁;链内中小配套资源作为核心主体可供支配的低碳创新着协同资源,其协同能力主要由链间中小配套制造商、服务商等供应商集群低碳创新协同能力组成,每个集群要素主体低碳创新协同能力又划分为不同的子能力。制造商集群低碳创新信息资源共享能力,作为各节点要素集群共享低碳创新信息、快速响应核心主体需求的纽带,是促进链内低碳创新资源快速流动的前提和基础。

3.面向制造商CSC低碳创新网络协同能力评价模型

假设某区间数多属性决策问题的备选方案集应的权重属性集合为属性Qi的指标权重为区间数,且合(这里n表示制造商集群供应链数量),评价属性集合所对1,2,...,m。则方案Gj通过属性Qi测度构成的原始矩阵Gˉ表示如下:

实际应用需根据属性指标类型对上述原始数据矩阵进行无量纲和规范化处理,属性类型为效益型其属性值越大越优,成本型时其属性值越小越优,论文中属性均属于效益型指标。

本文将融入决策者偏好的区间灰色关联分析法运用到面向制造商CSC低碳创新协同能力评估模型中,首先构建区间熵权模型,在求解中融入决策者乐观测度获得属性区间熵权,然后获取各方案及链上各级集群主体相对于理想低碳创新协同能力最大的目标关联度;最后根据各方案及各级集群主体的目标关联度进行两两比较构建相对应的可能度矩阵,并利用vi 值大小得到方案的相对优劣程度排序。评估结果为决策者及时调整集群链上各集群主体协同能力,构建高效低碳创新网络体系提供科学的决策依据。

步骤2:结合决策者乐观测度信息确定属性区间熵权信息。

首先构建区间熵权模型[15],具体见式(2)和式(3),通过求解式(2)最优模型中目标函数Ωi的极值,即属性权重乐观测度区间,根据决策者客观偏好确定乐观测度值域为通过式(3)最优模型求解目标函数Hi的极值,即属性区间熵根据式(4)可得区间熵权信息为最后运用式(5)进一步规范化处理得各属性权重区间信息为

步骤3:各方案相对于理想低碳创新协同能力最大的目标关联系数求解[15-17]。

目标方案相对于理想低碳创新网络协同能力最大参考序列boi和目标关联系数rij分别定义如式(6)和式(7)所示:

步骤4:确定各方案相对于理想低碳创新网络协同能力最大参考序列之间的区间关联值[17-18]。具体根据式(8)线性规划模型分别求解极小值和极大值,即

步骤5:基于可能度的区间数排序[15]。

根据式(10)通过可能度矩阵排序向量v,并计算vi(i ∈M)值确定各方案协同能力具体排序。

三、实证分析

某省为了重点培育具有国际竞争力的制造业低碳创新集群,了解现有支柱产业低碳创新网络协同发展水平,亟需对重点制造领域集群低碳创新协同能力进行综合评估。现选取不同区域的基于制造商集群主导的五条集群供应链链上成员均由组成,即制造商集群、外部环境集群以及链间中小配套资源集群组成,具体评价属性见表1。决策者打分采用区间数形式,假定为[0,10],即最差为1分,最好为10分。具体原始决策矩阵如表2所示。

表2 区间数原始决策矩阵Gˉ

步骤1:将表2中区间数原始矩阵Gˉ规范化后得矩阵Bˉ,如表3所示。

步骤2:结合表2数据,通过求解式(2)模型极值得出决策者乐观测度值域区间Ω为:

参考上述区间数据,可得融入决策者客观偏好的区间值域Ω'为:

根据式(3)确定各指标的区间熵H为:

通过式(4)-(5)确定属性指标区间权重信息w'为:

步骤3:首先根据式(6)求得最大参考序列Boi,则根据式(7)得到第j 个方案相对于理想参考序列的目标关联系数μij分别如下:

步骤4:求解式(8)的线性规划模型得出各方案相对理想方案的低碳创新网络协同能力目标关联值域μ为:

步骤5:根据(9)和(10)构建可能度矩阵μ和计算各方案排序向量v分别如下:

根据各方案v值排序可得:G3>G4>G2>G1>G5

同理,根据式式(7)—式(10)计算可得到各方案中节点集群主体的可能度排序,具体各方案中集群链上各集群主体低碳创新网络协同能力高低排序如下:

根据总体方案v 值计算可知:方案G3最优,即该领域制造商CSC 低碳创新综合协同能力最强。从各方案节点集群主体协同能力高低排序可知:方案G1、G4与G5中制造商集群协同能力最强,亟需提高外部环境集群协同能力;同理方案G2中外部环境主体集群最强,亟需提升链间中小配套资源集群协同能力;方案G3中链间中小配套资源集群最强,亟需改进的是制造商集群主体协同能力。

综合上述排序可知,不同方案制造商CSC 低碳创新网络协同水平高低受到链上各集群主体影响程度不一致,外部环境主体作为链上政策、知识等服务桥梁,其低碳创新网络环境构建存在区域差异,政府对低碳创新资源宏观分配越合理,科研高校、科技中介所提供的低碳创新思想、管理方法及技术越先进,资金投入与产出效率越高,越有利于引导低碳创新资源在不同主体要素之间流动,促使制造业集群与外部环境及链间中小配套企业进行低碳协同创新。总之,制造业集群供应链作为一个复杂系统,其低碳创新协同能力高低受集群内外众多协同因素影响。

四、结束语

为了了解制造业集群以及链上个各节点集群主体的低碳创新网络协同发展水平,长期实现“创新与环境”的综合效益。本文将区间灰色关联方法应用到面向制造商CSC低碳创新协同行为评估模型中,查找出影响各方案制造商CSC 低碳创新协同行为能力的关键因素,提出提升低碳创新协同发展水平的具体改善路径。该方法融入了决策者客观偏好且属性值及权重均采取区间数形式给出,整个计算过程采用软件编程,表达结果更加准确合理。评估结果宏观上有助于引导地方政府对低碳创新网络资源进行监督调控,提升制造业CSC 上不同集群主体协同发展水平,形成区域产业集群低碳创新核心竞争优势;微观上对实现制造业集群由“制造”到“创造”升级、构建协同共享的现代化低碳创新网络体系等提供科学保障。未来研究还可以针对其它产业集群对制造业低碳创新空间协同性影响,集群开放性、知识溢出、技术转移等动态因素对制造商低碳创新协同行为影响机制等方面开展研究,为培育世界级先进制造业集群创新生态系统提供进一步的决策参考。

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