基于精益物流的光伏产业供应链管理问题探究

陈有真，庄启雪

（西南交通大学 经济管理学院，四川 成都 610000）

1 引言

人类社会的发展往往伴随着能源技术的发展，第二次工业革命以来对于化石能源的巨大消耗，已经造成了严峻的能源危机和环保问题，改变能源结构是当前许多国家和机构关注的焦点。太阳能作为一种可再生能源，逐渐受到重视。光伏产业因此有了诞生的前提。

然而，与煤炭、核电、水电和风能相比，太阳能发电在全球能源体系中所占的比例非常小。原因是太阳能发电技术不成熟，太阳能发电成本效率落后于当前主流的电力来源，如目前火电成本大都为每度四毛钱以下，水电则可以做到更低的三毛钱左右，而光电成本在产业初期超越三元，这甚至超越了核电的成本。但是近几年光伏产业接连取得重大技术突破，光伏组件转化效率稳步提高，度电成本下降至十年前的百分之十至二十左右，使经济效益得到持续改善。另外因为太阳能发电没有环境污染，而且其规模经济性很强，所以各国政府在保护环境的基础上，为了解决能源问题、缓解能源危机，纷纷利用各种激励政策来促进本国光伏产业的发展。

在目前，光伏产业正处于走出政策补贴，迎接市场化，商业化的关键转折点。而作为新型的清洁能源，光伏发电目前占市场份额较低，如图1所示[1]。因此若能在光伏产业上取得竞争力优势，势必会为我国在未来的世界能源竞争中带来好处。

目前，大多数对于光伏产业的研究文献，都着重于研究光伏产业本身，缺乏针对我国光伏产业特性的研究，我国政府对于产业的发展走向有很强的干预作用，因此本文将政策导向作为影响因素，分析如何通过精细物流管理来应对复杂多变的政策环境。

图1 2018年世界能源消耗结构图

2 光伏产业现状

2.1 两头在外的产业现状

我国光伏产业链一体化程度较低，产业链尚不完备。制造组件的切片需要高纯度的多晶硅，而硅料的提纯正是全产业利润率最高的环节。在国内光伏行业刚刚兴起的时候，高纯度的硅料几乎全部依赖进口，国内厂商将硅料铸锭再切割生产组件然后送往国外的光伏应用市场。如图2所示。

图2 我国产业链分工示意图

由图中可见，在我国发展光伏产业初期，中国企业承担了高污染、高耗能的粗硅生产以及极度依赖高纯度硅原料的铸锭切片和重资本的组件生产环节。而美国企业则从硅料提纯中获得大量利润并且享受到了清洁的电力。

据统计，2007年，我国多晶硅进口需求比率高达89.69%，2008年为77.03%，2012年为52.67%，进口需求仍占总需求的大部分。直到2015年该比例降至34.00%，其整体进口比例呈现下降趋势[2]。

我国组件的产能长期依赖国外市场来消化，而自身的安装量较小。虽然这一趋势程缓慢下降趋势，但即使在2016年，还有接近四成的光伏组件产量被用于出口。核心环节和主要市场都依赖国外，这种行业现状使得我国光伏产业拥有较低的话语权和议价能力。

2.2 反垄断调查对产业的创伤

我国在2012年前后对于光伏产业投入了数额庞大的补贴和政策红利，加之中国光伏企业在国际市场的积极参与，中国光伏产业得到了迅速的发展，成功打开了国际消费市场，但也引发了以美国为首的国家的各种贸易保护措施的针对，除了对中小企业造成了致命创伤外，连实力雄厚的光伏巨头也未能幸免。近日，特朗普政府又公开发布了一份关于对价值2 000 亿美元的中国商品的征收10%的进口关税清单，使得中美贸易战进一步升级。而这其中，太阳能光伏产品赫然在列。对此政府正在调整光伏引导的方向，目前，光伏政策主要倾向于上游的技术研发和下游的项目落地两方面，试图将产业的两个红利点握在手中，避免政府对产业持续输血而形成畸形的产业繁荣。

3 光伏产业供应链管理问题分析

戈德拉特的约束理论提出，一个产业链的节拍取决于其瓶颈点的节拍。将此理论运用到供应链的分析中，也同样适用，一个完整的供应链网络系统，其物流效率和供应水平取决于网络中最劣环节。而改善整个供应链的物流水平，则必须先找到这个薄弱环节，并对其成因进行分析，找到应对的方法。这种内部分析改善的行为应当是一个长期行为，以便能形成不断优化的供应链状态。下面本文将探索光伏产业的供应链瓶颈。

3.1 ISM方法

ISM方法又称解释结构模型，其目的是将复杂的环境系统分解成一个个子要素，运用定性判断和计算机辅助，形成一个有层次的模型，揭示各个子要素之间的结构关系，如图3所示。

图3 ISM流程图

3.2 光伏产业的供应链问题模型构建

3.2.1 选取要素。光伏产业物流管理粗放，供应链供给水平低下。基于作者在光伏项目一线的工作经验，以及与相关专业的专家学者和物流行业从业者的探讨，得出主要的影响因素见表1：

表1 光伏产业物流管理中的影响因素

3.2.2 确定因素间的影响关系。通过经验和分析各个因素间的影响关系，并进行反复验证讨论，得出如下相邻矩阵（其中如果s1、s2 因素间有因果相关关系，即s1导致s2,则记为S12=1，如s1、s2因素间缺乏因果关系则S12=0），见表2。

表2 邻接矩阵

3.2.3 推导可达矩阵及层次化处理。可达矩阵M由邻接矩阵用Matlab 计算可得，其标识了影响因素间的直接和间接可达关系，见表3。

在这个基础上，对其进行可达集和前因集的划分，把可达矩阵第Si行中所有元素为1的列所对应的要素构成的集合记为R(Si)={Si|aij=1，j=1,2,…,n}，前因集用A(Sj)表示，是由可达矩阵第Sj列中所有元素为1的行所对应的要素构成的集合。A(Sj)={Sj|aij=1，i=1,2,…,n}。

如果一个因素是最上级的因素，其满足R(Si)∩A(Sj)=R(Si)，在可达矩阵M 中寻找到最上因素可以得出：L1=[4,5,6,7]。在M中划去第4、5、6、7行与第4、5、6、7列，按照同理寻找第2级因素和第3第4级因素得出结果如下：

L={L1；L2；L3；L4}={[4,5,6,7]；[1,2,3]；[8,9]；[10,11,12]}

直观用图形表现如图4所示。

表3 影响因素的可达矩阵M

图4 光伏产业供应链结构解释模型

3.2.4 模型结论。由图4中构建的模型，可以清晰地看到目前制约光伏产业物流成本的各个因素。

其中，表现在表层的是准时性、协调性差、运力低下、运损高、运输业人员对于下游产业缺乏服务意识。这些因素是表现在外的浅层因素，也是制约光伏物流成本的直接因素，它们表现在具体的操作流程、运输环节上，是微观因素。

而中层因素体现在企业环节，表现为对精益物流的价值认知缺乏、企业缺乏精益管理思想，这是在管理环节上的薄弱点。

光伏产业由于其新能源行业的特殊性，其产业链长、缺乏通用的产品标准。因此，其供应链问题上的产品标准缺失、附加值低、供应链冗长等问题属于行业大环境方面。

而更深层次的因素在于政策、基建、人才方面，这方面的问题并不直接影响到具体的某个物流行为的效率，而是通过中层因素对表层因素施加影响。

4 通过精益物流改善光伏行业供应链管理

就目前我国光伏产业的发展现状来看，精益物流管理势在必行。精益物流管理能对光伏产业链的每个环节做到精细的把控，对于产业链的管理能力也由之前的粗放式管理变为高效而精细的管理，做到环环相扣，进而提升整个产业的运作能力，自然而然的增强了产业的竞争力，抵御风险的能力也会得到相应的增强。

光伏产品这类物流附加值较高的产品对于物流的需求也较高。不同于那些体积大、重量大、单位价值低、不宜折损的大宗物品，光伏产品具有单位价值高、容易折损并且需要高的时效性等特点，所以，就需要有高品质的物流服务与光伏产业的每个环节相配合才能发挥最大的效率。

我国对于光伏产业的科技投入以及人才培养都在日趋完善，就产业链中相对于发达国家较薄弱的环节，也已得到逐步改善与克服，随着我们对于核心环节的不断掌控，光伏产业的度电成本也越来越低，而与产业链本身无关的物流链已经逐步成为制约我国光伏产业发展的另一瓶颈。所以，为了克服制约我国光伏产业不断发展的瓶颈，精益物流管理必须与光伏产业链的上游、中游以及下游等环节紧密合作，与此同时，改变产业以往落后的物流管理模式，使精益物流与科学管理相结合，才能进一步推进光伏产业的健康发展。

下面从精益物流的核心思想几个方面着手，分析如何通过精益物流的管理思想和管理手段有效提高光伏产业物流效率，降低产业物流成本。

4.1 从市场需求和市场环境来看

精益物流的关键思想是争取做到零库存、快响应。而大规模生产具有时效性差、起订量大的缺陷。当政策发生波动时，这种缺陷会使产业链下游的应用企业在低迷的市场中无法及时消化库存，其在上游厂商的订单也极易发生违约风险，陷入现金流动困难、无法周转的困境。中游的芯片封装、组件生产等环节的加工企业则会面临无订单、无法支付工人开支、设备空置的难题。而上游企业面对市场的波动，在这一长串的产业链传导下反应不及时，盲目扩大生产，晶体硅原料大量积压，无力投入到研发环节来进一步降低成本。以上种种连锁反应很可能导致企业经营不善甚至破产。

针对以上问题，光伏产业链中要做到精益生产、精益管理，精益物流是精益生产的基础，精益物流的核心思想是精益管理，其包括了垂直响应和精准生产。运用精益物流的思想，则可以在发生较大市场波动的时候，实现产业链垂直响应，整体做出迅速回应对策，上游硅片厂家暂停生产，科学管理库存，保证供应的基础上减少库存，下游应用项目则加速出货，回笼现金规避风险。

4.2 从产业内部来看

从产业内部出发，就要做到光伏物流的快速响应。光伏产业是一个时效性很强的产业。一个项目可能花费接近一年的时间进行可行性研究，寻租土地，最终并网备案通过后，必须要在两个月甚至更短的时间内建成投入运营。因为备案通过后，早一天建成并网，意味着早一天取得收入。精细化物流可以应对这种紧迫的时间压力，在项目尚未备案通过之前，应当运用精细化管理思维，提前做好预演，在正式施工时应做到牵一发而动全身，各个材料供应商协同施工，统筹管理。这并不意味着企业要提前储备库存，因为精益思想要求消除一切浪费，在适当的时间、适当的地点提供正确的产品。因此库存可以看作是供应链信息不完善的人为结果，而通过动态的企业网络优化和供应商协同补货管理库存，可以将库存压力降至最低。

对于上游企业来说，企业内部的精细化物流供给，意味成本的下降，将粗硅矿石的进货，与下游企业的需求紧密联系，甚至将上料车间、渣料撤场、成品库存管理紧密联系在一起。

4.3 从整个产业链的角度来看

光伏产业物流需求具有双重含义，一方面是指有形可见的光伏产品实物流动的功能性需求，主要包括对光伏产品的运输、包装、仓储、装卸、配送、信息服务等方面的需求；另一方面，指蕴含于组织物流过程管理中的计划、控制等要求。由于光伏产业物流系统是一个非常复杂的开放式系统，随着内外因素的变化，预测的模型、方法等都会改变，而预测值也会随之改变。因此，很多相关因素不可能都考虑进去，比如企业的经营策略，国家的宏观政策等。

上文提到，目前制约光伏度电成本降低的一大因素是物流成本，表层表现为物流信息不对称，服务不完善，损耗高、协同性差等，而这些表层因素往往是由我国光伏产业两头在外的产业现状造成的，即核心技术、产品应用在外，加工制造在内。光伏产品加工程度低也缺乏相应的标准。更深层次的原因则可以归结于产业缺乏物流管理人才，物理管理制度缺失，物流基础建设发展薄弱。

降低物流成本要提高物流效率，应着眼于发展战略、实施精益物流，从而使产业链在实施物流的过程中真正获利。

4.4 从具体的项目实施角度来看

国家推广光伏项目落地的政策红利并不会一直持续，因此，抢占先机，落地为安是许多光伏企业目前的首要工作。一个项目要实现精细化物流管理，要从两方面着手。

第一，工程物料和光伏产品原料的精益物流。光伏产品原料的精益物流是压缩工期、提高利润的关键点。从占据大头的太阳能阵列，到逆变器、汇流箱、辐照仪再到直流电缆、升压器。一个光伏项目要用到数百个关键部件，并且这些部件匹配性差，需要做到多供应商的协同工作，按照实际需求正确有序，合理及时地安排进场。比如，太阳能电池板需要仔细储存，外力和不当的搬运都可能造成破损。因此，对于高附加值的此类产品，需要货物、人工同时进场，精细管理，力争做到零存储。

第二，施工管理的精益物流。各个工种和技术人员的调试安装除了涉及到主要原料的及时配送外，还会涉及到很多相关辅料的需求，引进精益化生产，采用看板管理或者循环取货等技术消除一切浪费。施工物流合理化对现场的施工秩序、施工成本有很大影响。施工物流均衡稳定可以保证工程的质量稳定，并能缩短生产周期。

5 总结

光伏产业是个新兴行业，并正处于快速发展上升期。每个行业都有对于物流的需求，光伏产业也不例外，其行业的特殊性更是需要精益的物流管理与之相协调配合，所以在光伏产业中打造一个精益的物流管理系统已迫在眉睫。

精益物流系统的打造需要成熟的工具与科学的管理，光伏产业链的每个环节都要科学管理，需要精准的物流系统与之衔接，无论是在供应商的选择环节、原材料的采购环节、产品的输出环节还是在库存的管理、员工的管理、客户的管理等方面，均要做到精益物流、精益管理。只有这样，才能运用专业的物流系统、科学的管理模式实现我国光伏产业的低成本、高效率的发展，从而增强我国光伏产业在国际上的竞争力。