基于可拓理论和蒙特卡洛模拟的食品产业集群发展潜力研究

刘洋

摘要：为在传统定性分析食品产业集群发展状态的基础上实现对其发展潜力的定量评价，构建了一套包括IMS 3个二级指标、6个三级指标和14个四级指标的评价指标体系，确定指标的等级并进行量化，采用熵权法和EAHP结合法确定指标权重，基于可拓理论建立食品产业集群发展潜力物元可拓模型，根据最大隶属度原则确定指标和发展潜力的隶属等级，对模型进行蒙特卡洛模拟以确定敏感性因素，最终以漯河市食品产业集群为例进行分析，得出其IMS指标和发展潜力在评价期间均在不断加强。

关键词：可拓理论；蒙特卡洛模拟；隶属度；食品产业集群；发展潜力

中图分类号：F224 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）13-2563-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.13.041

Research on the Development Potential of Food Industry Cluster Based on Extensible Set and Monte Carlo Simulation

LIU Yang

（Zhongnan Hospital of Wuhan University， Wuhan 430071， China）

Abstract： In order to evaluate the development potential of food industry cluster quantitatively， a system of evaluation indexes including 3 second class indicators， 6 third class indicators and 14 fourth class indicators was built and the grade interval of the indicators was quantified and defined. Besides， entropy method was combined with EAHP to determine the weight， the matter element evaluation model was built based on the extension theory and got the final class of the development potential on the basis of maximum membership principle. The sensitivity analysis was made to identify the specific sensitivities based on Monte Carlo theory. At last， the paper set food industry cluster of Luohe city as a example to analysis and got the conclusion that the development potential is strengthening.

Key words： extension theory；Monte Carlo simulation；degree of membership；food industry cluster；development potential

产业集群，作为产业在发展过程中逐渐形成的最高效的组合方式，在促进企业整体效益方面具有积极作用，也极大促进地区经济的发展，成为全球化竞争格局下的新生经济现象[1，2]。目前，已有很多学者对产业集群进行相关研究，但是综合各项研究文献，大多数集中在旅游[3，4]、家电[5]和制造业[6]产业集群的研究上。食品产业作为当前国民经济的重要支柱产业，其向区域化和集群化发展的趋势是不可避免的，合理有效地对食品产业集群的发展潜力进行综合评价，并提高其核心竞争力同样具有重要的研究意义。

传统的食品产业集群研究主要运用DEA模[7]、熵值法[8]等定性分析方法，然而，食品产业集群研究评价是一个复杂的问题，影响因素较多，既独立作用，又相互约束，仅定性评价或采取简单方法定性评价很难全面反映该復杂且不确定过程。可拓集作为一种不确定数据处理领域的新方法[9]，能够实现指标定性与定量之间的转化，并同时兼顾数据的模糊性和随机性；蒙特卡洛模拟则是一种通过随机模拟和统计实验[10]，对评价指标进行敏感性分析，求解数学、经济、工程等敏感性问题的数值方法。因此，本研究将以上两种方法结合，提出一种基于可拓集和蒙特卡洛模拟的食品产业集群发展研究方法，在指标体系构建、等级划分基础上，基于可拓集计算指标所属安全等级，并基于蒙特卡洛原理对发展潜力评价指标进行敏感性分析，对敏感因素采取有效措施，进行重点控制管理，促进食品产业集群的发展。

1 评价体系构建

1.1 评价指标体系构建

在对食品产业集群发展潜力的内在机理进行深入分析的基础上，结合有关理论和相关文献[11，12]，关于食品产业发展潜力影响因素所出现的频度，按照指标划分系统性、简明性、客观性、实效性、可测性、指标之间尽可能避免显见的包含关系、定量指标与定性指标结合使用等多重原则[13]，本研究将食品产业发展潜力的影响因素分为内在成长潜力（Potential of internal growth，简称“I”）、外部扩张潜力（Potential of market extension，简称为“M”）和可持续发展潜力（Potential of sustainable development，简称为“S”）三个维度。同时，在每一维度下对其进行细分，其中内在成长潜力包括产业结构和资源禀赋，外部扩张潜力包括市场供给和市场需求，可持续能力包括政策支持和产业增长及收益，在三级指标的基础上拓展出14个四级指标，通过对指标的相关性分析，最终形成了图1所示的食品产业集群发展潜力评价指标体系。

1.2 等級划分

根据指标现状对产业集群的发展潜力进行综合评价，并将其划分为不同等级，以清楚识别产业集群的现状和发展趋势，便于实施决策和措施。本研究根据相关文献[14]将产业集群的发展潜力划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4个等级，分别对应于理想状态、良好状态、一般状态和较差状态，并经过多次计算分析，分别确定定量标度为100～90、89～70、69～50、50以下。具体等级如表1所示。

同时，在搜集数据和资料的基础上，考虑到评价过程的可操作性和结果的可行性，将产业集群发展潜力的相关指标进行等级划分，共A、B、C、D四个等级，并将各等级进行定量的区间划分，具体的指标体系的分级结果如表2所示。其中，A级表示指标处于理想的发展状态，B、C、D级分别表示指标发展状态良好、一般状态和较差状态。

2 食品产业集群发展潜力综合评价

可拓学是以广东工业大学的蔡文研究员为首的中国学者在1983年创立的，以物元为对象，以关联函数为媒介，分析元素和集合间的可变性，通过可拓物元变换定量极端不相容问题[15]。其中，物元模型构建、关联函数确定、权重与隶属度计算等是其重要组成要素[16]。

2.1 物元模型构建

1）诊断标准模型构建。①确定经典域，经典域的确定是以指标的等级划分为依据，根据可拓理论，将经典域定义如下：

3.3 敏感性分析

为了对影响食品产业集群发展潜力的因素进一步分析，找出对产业集群发展潜力影响较为敏感的因素，增强控制管理的有效性和针对性，在基于可拓评价法对食品产业集群发展潜力进行综合评价的基础上，根据蒙特卡洛模拟原理分别对其进行敏感性分析。选择2009～2014年间的指标数据进行敏感性分析，将14个指标定义为假设单位，最终发展潜力评分值定义为预测单元，根据实际情况设定各指标的分布为三角分布，最可能取值为实际取值，最大值最小值为最可能取值的110%和90%。基于Crystal Ball软件，定义模拟次数为1 000次对2009～2014年间的指标数据进行敏感性分析，各指标的敏感性贡献度如图3所示。

从图3可以看到，每一年的数据中均存在一个敏感性贡献度明显高于其他指标的季度敏感因素，但是由于各年的情况和环境存在一定程度的差异，因此该敏感因素并不一致。其中2014年对c2（食品出口率）指标极度敏感，对c11（科技开发投入）的敏感性次之；2009、2011、2012年对c6（食品业全员生产率）指标季度敏感；2013年对指标c11较为敏感，对c2（食品出口率）的敏感性次之；而2010年的对c6（食品业全员生产率）和c11（科技开发投入）指标均较为敏感。从敏感性贡献度的总体分布来看，从2009～2014年间c2（食品出口率）、c6（食品业全员生产率）和c11这三个指标对漯河市食品发展潜力的影响较为敏感。因此，在对产业集权发展潜力进行控制管理的过程中需要重点对这三个因素进行重点控制，重点加强食品的出口率，加大国外的食品供给力度，同时提高员工的劳动生产率，从提高效率降低成本出发增强产业集群的收益，并增加科技开发投入，鼓励科技开发，采用新技术新科技，降低成本，提高效率，增强发展潜力。同时，从敏感性分析结果可以看出每一年的敏感性因素并不一致，因此，在后期的管理评价中需针对每一年的具体市场状况和政策环境进行分析，找出每一年的敏感性因素，并采取具体措施提高发展潜力。

4 小结

1）在综合大量文献的基础上，提出了一套基于3个二级指标、6个三级指标和14个四级指标的食品产业集群发展潜力评价指标体系，克服了以往指标选取时局部性的缺陷；并将产业集群发展潜力分为理想状态、良好状态、一般状态和较差状态四个等级，并将评价指标划分为A、B、C、D四级，并根据数据库的分析将各等级量化，使评价结果更贴合实际。

2）提出了一种基于可拓评价和EAHP的食品产业集群发展潜力的综合评价方法，并以漯河市食品产业集群为例进行实例分析，验证了方法的有效性和可行性，得出了漯河市食品产业集群发展潜力在逐步增强的结论。该评价方法直观简单、逻辑性强、可传达性好解决了指标之间的不相容问题并使之定量化，与传统的评价方法相比更能从变化的角度认识事物，反映评价对象的状态。

3）根据蒙特卡洛原理，基于Crystal Ball软件对2009～2014年间的漯河市食品产业集群发展潜力进行了敏感性分析，得出食品出口率、食品业全员生产率和科技开发投入指标是对发展潜力影响较大的三个因素，在后期的管理过程中应该加强对敏感因素的控制和管理。

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