煤炭产业国际竞争力评价指标层次结构模型研究

刘运辉，李国栋，李 岩

(1．神华科学技术研究院有限责任公司，北京 102211) (2．中国民航大学经济与管理学院，天津 300300) (3．中国矿业大学(北京)管理学院，北京 100083)

煤炭产业国际竞争力评价指标层次结构模型研究

刘运辉1，李国栋2，李 岩3

(1．神华科学技术研究院有限责任公司，北京 102211) (2．中国民航大学经济与管理学院，天津 300300) (3．中国矿业大学(北京)管理学院，北京 100083)

基于钻石模型、要素禀赋理论和价值链理论，从产业宏观竞争力和企业微观竞争力两个维度，构建了煤炭产业国际竞争力评价指标层次结构模型．结构模型由2个二级指标，11个三级指标和31个四级指标构成，涵盖了产业的生产技术水平、资源要素、市场要素、产业规模水平、相关及支持性产业5个方面，企业的生产技术水平、经营水平、市场化能力、研发创新能力、资源禀赋和国际化程度6个方面．最后通过层次分析法，构造了评价指标成对比较矩阵，进行了评价指标的向量计算和一致性检验，完成了指标的赋权，并深入分析了指标的特点和内涵．

国际竞争力;煤炭产业;评价指标;层次分析法

煤炭在世界经济社会发展中扮演着重要角色， 在2013年全球一次能源消费中的比重为30%，仅次于石油［1］，在未来3年，全球煤炭的需求预计将增加7亿吨［2］．面对机遇与挑战，如何增强煤炭产业国际竞争力成为澳大利亚、印度尼西亚、美国、俄罗斯等各国能源政策研究和制定的重点．而政策要切实可行，正确评估煤炭产业国际竞争力成为一项必不可少的基础性工作，是一个具有实践指导意义的研究课题．目前许多研究从产业和企业层面提出了一系列国际竞争力的评价模型．在产业层面，文献［3］提出了国际竞争力的六要素“钻石”模型，包括生产因素、市场需求、相关与辅助产业、企业战略和结构及竞争对手、机遇、政府．以钻石模型为基础，文献［4］强调了人才要素、资本条件、技术创新能力在评价中的重要作用;文献［5］则补充了产业关联和贸易行为等评价维度;文献［6－8］提出将有贸易联系两国的各自钻石模型结合形成“双钻石”模型，以引入获取海外市场资源能力和持续发展能力作为评价的维度;文献［9－10］将产业国际竞争力区分为现实竞争力和潜在竞争力，认为潜在竞争力是实现未来现实竞争力的原因;文献［11］依据GE/Mckinsey矩阵模型，从产业吸引力和产业的势两方面设计了产业国际竞争力评价模型．在企业层面，文献［12］提出的价值链理论是分析企业竞争力的重要理论，指出企业价值创造中的基本活动(生产作业等)和辅助活动(人力资源等)两类，共同构成了企业竞争力的来源;文献［13］于价值链分析评价了中国房地产企业的竞争力;文献［14］强调了资源的重要性，提出企业资源竞争力，包括人力资源、财务资源、信息资源等方面;文献［15］将企业内在竞争力划分为资源要素、能力要素、潜在要素3个方面;文献［16］则将国家层面的竞争优劣势与企业层面的竞争优劣势相结合构建了一个判断矩阵，对国际竞争力给予了更加立体的评判;文献［17］将宏观和微观相结合研究了中国制造业的产业竞争力评价．综合前人的各种观点，煤炭产业国际竞争力是一国的煤炭产业在拥有有限的煤炭资源和持续、稳定的生产能力的基础上，通过科技创新等手段，提高产品性能、降低产品成本，从而在国际市场上比其他国家或地区生产或提供更好的煤炭产品(包括服务)，实现规模经济和持续获得利润的综合能力．针对煤炭产业层面国际竞争力，研究初步提出从煤炭产业环境、产业结构、企业行为和产业贸易角度进行评价［18－19］．然而，目前关于煤炭产业国际竞争力研究尚处于起步阶段，提出的指标体系较为松散．产业是企业的宏观体现，企业是产业的微观构成．煤炭产业国际竞争力是煤炭宏观产业以及构成宏观产业的微观企业从资源获取、生产转化、销售，到盈利的序列过程之和，对煤炭产业国际竞争力的评价体系也应当反映出这样的一系列过程．文中以钻石模型、价值链理论和要素禀赋理论为基础，从煤炭产业宏观竞争力和煤炭企业微观竞争力两个维度，选用层次分析评价法(analytical hierarchy process，AHP)，系统构建煤炭产业的国际竞争力评价指标层次结构模型，构造成对比较矩阵，计算出每位专家的评价指标的权重向量，并提出了基于一致性指数的加权算术平均法以合成所有专家评价结果．

1 评价指标层次结构模型

层次分析法具体计算包括如下4个步骤:①建立层次结构模型;②在专家打分的基础上构造成对比较矩阵;③计算权向量并做一致性检验;④计算合成权向量［20］．

1.1 煤炭产业宏观竞争力

文中以钻石模型为基础，结合要素禀赋理论，从资源要素、市场要素、生产技术水平、产业规模水平以及相关及支持产业等方面(图1)，构建煤炭产业宏观国际竞争力评价指标层次结构模型．

1.2 煤炭企业微观竞争力

图1 煤炭产业宏观国际竞争力评价指标层次结构模型Fig．1 Hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's macro international competitiveness

借鉴价值链理论，依据煤炭企业的增值价值活动提炼评价指标，围绕企业的主增值活动和辅助增值活动，如图2，构建煤炭企业微观竞争力的评价指标层次结构模型．

图2 煤炭产业微观国际竞争力评价指标层次结构模型Fig．2 Hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's micro international competitiveness

2 评价指标成对比较矩阵

上文构建的煤炭产业国际竞争力评价指标共有n个二级指标，对于宏观竞争力模型，n=5，对于微观竞争力模型，n=6．矩阵A是每位专家的成对比较矩阵，其元素(i，j=1，2，…，n)，满足aij＞0且若 aij=aikakj，则称 A是一致比较矩阵，是理想状况下的比较矩阵．然而实际的比较矩阵很难满足一致性，此时矩阵A仅是一个互反矩阵．文中邀请了12位长期从事煤炭工作，在煤炭领域具有影响力的专家参与打分比较过程，涵盖了政府管理部门、行业机构、研究机构和重要煤炭企业等．基于专家打分结果，构造如图3，4所示某专家打分的成对比较矩阵．其中，数字含义见表1．

图3 某专家对煤炭产业宏观竞争力打分成对比较矩阵Fig．3 An expert's comparison matrix of the coal industry's macro competitiveness

图4 某专家对煤炭企业微观竞争力打分成对比较矩阵Fig．4 An expert's comparison matrix of the coal industry's micro competitiveness

表1 专家打分数字含义Table 1 Meanings of an expert's evaluating scores

3 评价指标向量计算与一致性检验

令w=(w1，w2，…，wn)T为每个二级指标的权重，是待求的变量，对于A是一致比较矩阵的情形，有Aw=nw，因此对w的求解就转变为方程组(A－nI)w=0存在着非零解，其中，I为n阶单位阵．该方程组存在非零解的充要条件为|A－nI|= 0，即n应为A的特征根．由于A的每一行都是第一行的倍数，因此，A只有一个非零特征根(最大特征根)，且该特征根为n．

当矩阵A不满足一致性的时候，此时A的最大特征根不再等于n．若w是指标的一组权重，则Aw构成了一组新的权重，该过程可以不断迭代，直到满足Aw=cw，即新权重之间的比例关系不再改变旧权重之间的比例关系，其中c为一正常数［21］．由于A是一个正的互反矩阵，根据Perron-Frobenius定理，矩阵A总存在一个正的特征根，该特征根的绝对值大于其他特征根的绝对值，不妨记为λmax，并且该特征根对应一组正的特征向量．将该特征向量归一化，即可得到指标的最终权重．

根据每位专家的打分成对比较矩阵，依据上述方法求出比较矩阵的最大特征根及其对应的特征向量．以图3，4比较矩阵为例，令产业宏观比较矩阵为AM，相应的最大特征根为λM，特征向量为ωM，微观比较矩阵为AE，相应的最大特征根为λE，特征向量为ωE．

由AMωM=λMωM并且将特征向量归一化处理后，可得该专家关于宏观竞争力二级指标的权重向量wM=(0．075，0．117，0．477，0．130，0．201)T．

由AEωE=λEωE并且将特征向量归一化处理后，可得该专家关于微观竞争力二级指标的权重向量wE=(0．070，0．167，0．248，0．101，0．304，0.109)T．

同理，可以按照相同的方法计算出其他11位专家的权重向量．表2为12位专家关于煤炭产业宏观、微观国际竞争力二级指标打分权重的计算结果．

当A不是一致性比较矩阵的时候，计算得到的权重向量与一致性情形下的权重向量存在差异，为了衡量该差异是否在可接受范围之内，需要进行一致性检验．构造一个以{w1，w2，…，wn}为对角线元素的n阶对角阵D，且令矩阵E=D－1AD，则矩阵E的元素．根据该关系得出:

表2 煤炭产业国际竞争力二级指标专家打分权重Table 2 Evaluation weights of second-order indicators of the coal industry's international competitiveness

因此，λmax≥n，当且仅当的时候取等号，即当A为一致性矩阵的时候，λmax=n，否则，λmax＞n．据此，构建一致性检验指标 C．I．=．I．越小，A约接近一致性矩阵，权重向量会越加准确．仍以上述的比较矩阵为例，在产业宏观竞争力权重计算中，一致性指数为:

在微观竞争力权重计算中，一致性指数为:

同理，可以计算得出其他11位专家的一致性指数，见表2．通常，设定一致性检验临界值η，若某专家的评分一致性大于临界值，则该专家打分结果的一致性较低，在权重计算中舍去，文中令η= 0．15，从表2可以看到，专家2，5，6，8，12在宏观竞争力评价中的一致性指数超过该临界值，在后续计算中需要舍去;专家4，7在微观竞争力评价中的一致性指数超过该临界值，在后续计算中需要舍去．

4 评价指标合成权向量计算

通过一致性检验的专家打分，需要将其权重向量合成以形成最终的指标权重向量，以反映全部专家的综合观点．文中采用两种方法合成最终的权重向量，分别是简单算术平均法和加权算术平均法:前者属于一种非加权合成方法，而后者则属于加权合成方法．简单算术平均法将各位专家的权重向量进行算术平均得到最终各个指标的权重，即在合成过程中为每位专家赋予相同的权重．将专家1，3，4，7，9，10，11在宏观竞争力指标的权重向量求平均，可得到最终的指标权重向量:

同理，将专家1，2，3，5，6，8，9，10，11，12在微观竞争力指标的权重向量求平均，可以计算出微观

即使通过了一致性检验，各位专家的一致性程度也不尽相同，一致性指标越小的专家打分的可靠性越高，得出的权重向量越准确，即一致性指标蕴含了权重向量可靠性的信息．因此文中设计了加权算术平均法为各位专家的评价结果赋权．利用一致性检验临界值η作为参照，确定合成各位专家评价结果的权重．假设有k位专家的评价通过一致性检验，那么专家i(i=1，2，…，k)的评价结果的权重可以通过下式计算:

从上式可以看出，专家打分的一致性越好，其评价结果给予的权重越大．

对于宏观竞争力指标，按照上述公式分别计算专家1的评价结果的权重为:

类似可以计算出专家3，4，7，9，10，11的评价权重，从而通过一致性检验的专家评价在合成中的权重为(0．188，0．114，0．065，0．188，0．157，0．231，0．056)T．因此，得到的宏观指标最终的加权权重向量为

对于微观竞争力指标，专家1的评价结果的权重为:

类似可以计算出专家2，3，5，6，8，9，10，11，12的评价权重，从而通过一致性检验的专家评价在合成中的权重为(0．122，0．036，0．125，0．104，0．078，0．174，0．065，0．104，0．125，0．068)T．因此，微观指标最终的加权权重向量为

图5，6分别为利用简单算术平均法和加权算术平均法计算的煤炭产业宏观、微观二级指标的权重结果．

5 结论

文中以钻石模型、要素禀赋理论和价值链理论为基础，通过层次分析法，从产业宏观竞争力和企业微观竞争力两个维度，构建了煤炭产业国际竞争力评价指标层次结构模型，进行了评价指标的向量计算和一致性检验，完成了指标的赋权．所提出的双维度国际竞争力评价模型为全面分析煤炭产业的国际竞争力提供了一个可操作的分析框架．针对多专家指标权重的合成问题，提出了基于一致性系数的加权算术平均方法，提升最终指标权重的准确性．其研究识别出煤炭产业国际竞争力在宏观层面和微观层面的差异性:产业宏观竞争力的提升需要重点关注生产技术水平、资源要素和市场要素3个方面，而微观竞争力的提升则需要重点发展生产技术水平、经营水平、市场化能力3个方面．此外，对于煤炭产业宏观竞争力而言，资源禀赋占有更高权重;而对于煤炭企业微观竞争力而言，经营水平则占有更高权重．其根本原因在于，宏观产业更多考虑长期水平，只有充足的资源禀赋才能保证能源安全和能源发展战略;而对于企业微观来说，相对考虑短期的生存和发展，只有通过更好的经营水平，实现持续的盈利，才可能在全球化的竞争中具有一席之地．文中评价指标层级结构模型的建立给我国煤炭产业国际竞争力的提升提供了一个可操作的指导性框架，在宏观层面，应当通过国际化战略和产业政策引导，继续坚持煤炭产业走出去战略，积极、有序参与国际竞争，获取优质资源，开发新兴市场;在微观层面，煤炭企业应当注重研发创新能力的培养，夯实竞争力提升的技术基础，并重视环境保护，提升煤炭开采资源综合利用效率．

图5 煤炭产业宏观国际竞争力二级指标权重Fig．5 Weights of second-order indicators of the coal industry's macro international competitiveness

图6 煤炭产业微观国际竞争力二级指标权重Fig．6 Weights of second-order indicators of the coal industry's micro international competitiveness

基于文中构建的煤炭产业国际竞争力指标层次结构模型，可选取重要煤炭生产和消费国，以及这些国家有代表性的企业进行定量研究和分析，另外，进一步思考具体指标的必要性和测量性，采用不同的权重设定方法进行测算以检验指标权重的稳定性．

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(责任编辑:曹 莉)

Research on the hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's international competitiveness

Liu Yunhui1，Li Guodong2，Li Yan3
(1．Shenhua Scientific Development Co．Ltd．，Beijing 102211) (2．School of Economy and Management，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China) (3．School of Management，China University of Mining＆Technology(Beijing)，Beijing 100083，China)

Based on the theories of the diamond model，resource endowment，and the value chain，this research establishes a hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's international competitiveness from both macro and micro perspectives．The whole evaluation system consists of two second-order indicators，eleven third-order indicators，and thirty-one fourth-order indicators．The indicators at the macro level cover the following five aspects related to the coal industry:the production technology level of the industry，the resource factor，the market factor，the industry's size，and auxiliary industries．The indicators at the micro level compose the following six aspects related to a coal company:the production technology level of a company，the operational performance，the ability of marketing，the ability of R＆D and innovation，the resource endowment，and the degree of internationalization．By the AHP method，this research constructs comparision matrices of evaluation indicators，calculates the vector weights of all the indicators，and checks the consistency of each expert's evaluation judgement．In addition，this research analyzes the characteristics and natures of the evaluation indicators．

international competitiveness;coal industry;evaluating indicators;AHP

F407.21;F062.9

:A

:1673－4807(2015)05－0480－08

10．3969/j．issn．1673－4807．2015．05．013

2015－07－09

国家能源局煤炭重大课题资助项目(SHJT－14－77)

刘运辉(1979—)，男，博士，研究方向为能源经济、能源管理、能源战略规划、运营管理等．E-mail:liuyunhui118@163．com

刘运辉，李国栋，李岩．煤炭产业国际竞争力评价指标层次结构模型研究［J］．江苏科技大学学报:自然科学版，2015，29(5): 480－487．