产业集群供应链超网络模型与区域资源计划

2012-10-27 13:25李彦平张伟华
沈阳大学学报(自然科学版) 2012年6期
关键词:集群供应链区域

李彦平,张伟华,王 帅,俞 丹

(沈阳大学 辽宁省装备制造综合自动化重点实验室,辽宁 沈阳 110044)

改革开放以来,我国中小企业得到了快速的发展.据统计,中小企业的数量已占全部企业数量的90%以上,给我国带来了巨大的经济效益和工业产值.由于中小企业在资金、技术、管理等方面都处于相对弱势的状态,因此,为了长久地生存和发展,企业必须联合行业中上下游其他企业,建立一条业务关系紧密、经济利益相连的供应链,以加强其市场竞争力.

中小型企业之间的竞争已经演变成为供应链与供应链之间的竞争.在市场引导和政府主导下,一个地区围绕一类或多类产品生产已经逐步形成了具有一定规模的产业集群.产业集群的主体为由多生产商、多供应商、多销售商组成的复杂供应链,这种复杂的供应链称为产业集群供应链.企业通过长期的相互合作关系形成了产业集群供应链.产业集群供应链作为产业集群的主体,对区域市场竞争力的提高和区域经济的发展发挥着越来越重要的作用.

随着区域经济发展和产业集群规模扩大,产业集群供应链的结构变得越来越复杂,这种复杂的结构可以用超网络模型来刻画.本文以产业集群供应链为研究对象,提出了产业集群供应链超网络模型,并在此基础上研究了产业集群区域资源计划问题.

1 产业集群基本特征

1990年,迈克·波特[1]在《国家竞争优势》一书中,首先提出了产业集群(Industrial Cluster)一词,并对企业集群现象进行了分析和研究.波特通过对10个工业化国家的考察发现,产业集群是工业化过程中普遍存在的一种介于市场和等级制之间新的空间经济组织形式.所谓产业集群,是指集中于一定区域内众多具有合作分工关系的不同规模的企业及与其发展有关的各种组织、机构等行为主体,通过复杂的网络关系紧密联系在一起的空间集聚体[2].换句话说,产业集群是指在特定区域内,具有竞争与合作关系的企业及与其相关的多元支撑服务体系等组成的群体.

许多产业集群包括由于延伸而涉及的专业化供应商、产品生产商、销售渠道、顾客,以及提供专业化培训、产品研发等服务机构,构成了特定区域的竞争优势.因此,产业集群的发展状况已经成为衡量区域和地区发展水平的重要指标.

从产业组织的角度看,产业集群实际上是在一定区域内某个企业集团的纵向一体化发展[3];从产业结构的角度看,产业集群是指某种产品的加工深度和产业链的延伸,在一定意义上讲是产业结构的调整和优化升级.如果将产业组织和产业结构二者结合起来看,产业集群实际上超越了一般产业范围,形成了特定区域内多个产业相互融合、共同发展的集聚体.

从产业集群的微观层次分析,即从产业组织或者单个企业的角度分析,企业通过纵向一体化,降低了企业之间的交易成本,增强了生产和销售的稳定性,并在原材料供应、生产成本及产品销售等方面具有一定的竞争优势,提高了企业对市场变化的反应灵敏度,从而提高了整个区域的效益.

产业集群的形成具有地域性、集聚性、共生性、分布性、自组性、竞争性.归纳起来,产业集群具有以下几个基本特征.

(1)产业集群是特定区域内某一产业链或某些产业链的共生体.产业集群中的大多数企业是围绕相关产业进行产品的研发、生产和销售等经济活动,这些具有联系的行业及其所属企业就构成了一个庞大的产业集群.集群内部的企业之间具有某个或某些显著的产业特征作为连接,最常见的是供应商与客户之间的连接.如温州的低压电器产业在配件生产、成品装配和销售之间构筑起一条产业链,同时,产业集群内部还围绕产业链出现了一些服务性机构和行业组织等[4].

(2)产业集群具有区域根植集聚性.集群内的企业成员在地理位置上都是比较集中的,它们是具有相关性的中小企业在某一特定区域内聚集而形成的.产业集群中的企业绝大多数属于中小型企业,这些企业虽然规模不大,但却具有显著的规模优势和很高的市场占有率.同时,集群的形成和发展与当地的地域背景、经济环境以及市场潜力等密切相关.

(3)产业集群内的企业既存在合作关系又存在竞争关系.组成产业集群的许多中小企业中,位于产业集群供应链的上下游企业之间属于合作关系,而具有同性质或同类企业之间则存在一定的竞争.竞争是促进集群发展的动力,无论是合作还是竞争,都利于促进产业集群的发展.

(4)产业集群信息具有分布性.集群内信息分布在不同企业中,并且各企业的信息具有结构相同、信息量小、需要集成等特征,从而形成了一个个独立的信息库.信息是产业集群发展的重要资源之一.

(5)产业集群形成一个复杂的供应链网络.集群中的供应商、生产商、销售商以及需求市场之间通过物流、信息流以及资金流等的流通来相互联系,形成庞大复杂的供应链网络.

2 供应链的拓扑结构

一个简单的供应链由供需双方两类实体集组成,拓扑结构可以用一个三元组来描述,即

式中,A,B分别代表供应链中上下游企业的集合,A∩B=Ø;F⊆A×B为流关系,表示上下游企业之间的供需关系.

复杂的供应链由多类实体构成,依次形成上下游供需关系,其拓扑结构为一个多元组:

不论是简单的供应链还是复杂的供应链,都是一种特殊的网络结构.文献[5]指出,由多级供应商、多级制造商和多级分销商等多类实体集组成的供应链网络可以看成一个超网络.所谓超网络,就是指网络中包含着网络的网络[6].

一个复杂的供应链可以看作由简单供应链子网络所构成的复合网络,称为供应链超网络.供应链超网络可以用一个二元组来描述:

式中,N={S1,S2,…,Sj}为供应链子网络构成的集合.

3 产业集群供应链

一个由供应商、生产商和销售商三类实体组成的产业集群供应链,可以看成由供应网络和销售网络构成的超网络:

式中,A为供应商实体集,B为生产商实体集,C为销售商实体集,V={v1,v2,…,vn}为物料集,W={w1,w2,…,wm}为产品集;I⊆A×B×V,O⊆B×C×W;S1=(A,B,V,I),S2=(B,C,W,O).其中,S1=(A,B,V,I)为供应商与生产商组成的供应网络,S2=(B,C,W,O)为生产商与销售商组成的销售网络.产业集群供应链超网络结构如图1所示.

基于产业集群供应链的拓扑结构,可构建产业集群区域资源信息模型:

图1 产业集群供应链超网络Fig.1 Supply chain super-network of industrial cluster

上述变量皆为产业集群的区域资源信息,它们之间满足如下产供销关系:

其中,式(8)为物料需求模型或投入产出关系,式(9)为产品生产能力约束,式(10)为物料需求采购库存关系,式(11)为物料采购能力约束,式(12)为产品生产销售库存关系,式(13)为产品销售能力约束.

基于产业集群供应链超网络结构,产业集群区域资源信息模型可以分解为3个子模型,它们分别为物料需求采购库存信息模型、产品生产信息模型和产品销售库存信息模型:

4 区域资源计划

综上所述,产业集群区域资源信息主体上包括采购生产销售信息(i,u,x,o),其中,i为物料采购量,u为物料投入量,x为产品产出量,o为产品销售量.另外,区域资源信息还包括库存信息(q,s)、成本与价格信息(α,μ,β,λ,p)和产供销能力 信 息 ( imax,qmin,qmax,z,xmax,smin,smax,omax).这里,采购生产销售信息为决策变量,成本与价格信息以及产供销能力信息均为参数变量.

所谓产业集群区域资源计划,就是以集群整体生产效益最大为目标的最佳产品生产计划x*、物料需求计划u*、物料采购计划i*和产品销售计划o*.产业集群区域资源计划数学规划模型可描述为

5 结 语

本文基于产业集群的基本特征,给出了产业集群供应链超网络结构与区域资源信息模型,以及资源信息之间的产供销耦合关系,并由此建立了产业集群区域资源计划数学规划模型,为产业集群供应链区域资源计划的研究提供了一种新的方法.

[1] Porter M E.The Competitive Advantage of Nations[M].New York:The Free Press,1990.

[2] 何雄浪.产业集群与区域经济发展探析[J].南方论坛,2006,12(4):35-43.(He Xionglang.Industrial Clusters and Regional Economic Development[J].Southern Forum,2006,12(4):35-43.)

[3] 王云平.产业集群与区域产业结构调整[J].当代财经,2007(2):81-86.(Wang Yunping.The Influences of Industry Clusters on Regional Industrial Structure[J].Contemporary Finance &Economics,2007(2):81-86.)

[4] 魏江,申军.传统产业集群创新系统的结构和运行模式:以温州低压电器业集群为例[J].创新研究,2003,24(1):14-17.(Wei Jiang,Shen Jun.Structure and Operation Mode of the Traditional Industrial Clusters Innovation System [J].Innovation Research,2003,24(1):14-17.)

[5] Nagurney A,Dong J,Zhang D A.Supply Chain Network Equilibrium Model[J].Transportation Research E,2002,Ⅱ(38):281-303.

[6] 王志平,王众托.超网络理论及其应用[M].北京:科学出版社,2008.(Wang Zhiping,Wang Zhongtuo.Super-network Theory and Its Application[M].Beijing:Science Press,2008.)

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