產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)模型與區(qū)域資源計(jì)劃

李彥平，張偉華，王 帥，俞 丹

（沈陽大學(xué) 遼寧省裝備制造綜合自動化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110044）

改革開放以來，我國中小企業(yè)得到了快速的發(fā)展.據(jù)統(tǒng)計(jì)，中小企業(yè)的數(shù)量已占全部企業(yè)數(shù)量的90%以上，給我國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)產(chǎn)值.由于中小企業(yè)在資金、技術(shù)、管理等方面都處于相對弱勢的狀態(tài)，因此，為了長久地生存和發(fā)展，企業(yè)必須聯(lián)合行業(yè)中上下游其他企業(yè)，建立一條業(yè)務(wù)關(guān)系緊密、經(jīng)濟(jì)利益相連的供應(yīng)鏈，以加強(qiáng)其市場競爭力.

中小型企業(yè)之間的競爭已經(jīng)演變成為供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競爭.在市場引導(dǎo)和政府主導(dǎo)下，一個(gè)地區(qū)圍繞一類或多類產(chǎn)品生產(chǎn)已經(jīng)逐步形成了具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群.產(chǎn)業(yè)集群的主體為由多生產(chǎn)商、多供應(yīng)商、多銷售商組成的復(fù)雜供應(yīng)鏈，這種復(fù)雜的供應(yīng)鏈稱為產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈.企業(yè)通過長期的相互合作關(guān)系形成了產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈作為產(chǎn)業(yè)集群的主體，對區(qū)域市場競爭力的提高和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用.

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以用超網(wǎng)絡(luò)模型來刻畫.本文以產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈為研究對象，提出了產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)模型，并在此基礎(chǔ)上研究了產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源計(jì)劃問題.

1 產(chǎn)業(yè)集群基本特征

1990年，邁克·波特［1］在《國家競爭優(yōu)勢》一書中，首先提出了產(chǎn)業(yè)集群（Industrial Cluster）一詞，并對企業(yè)集群現(xiàn)象進(jìn)行了分析和研究.波特通過對10個(gè)工業(yè)化國家的考察發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)集群是工業(yè)化過程中普遍存在的一種介于市場和等級制之間新的空間經(jīng)濟(jì)組織形式.所謂產(chǎn)業(yè)集群，是指集中于一定區(qū)域內(nèi)眾多具有合作分工關(guān)系的不同規(guī)模的企業(yè)及與其發(fā)展有關(guān)的各種組織、機(jī)構(gòu)等行為主體，通過復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系緊密聯(lián)系在一起的空間集聚體［2］.換句話說，產(chǎn)業(yè)集群是指在特定區(qū)域內(nèi)，具有競爭與合作關(guān)系的企業(yè)及與其相關(guān)的多元支撐服務(wù)體系等組成的群體.

許多產(chǎn)業(yè)集群包括由于延伸而涉及的專業(yè)化供應(yīng)商、產(chǎn)品生產(chǎn)商、銷售渠道、顧客，以及提供專業(yè)化培訓(xùn)、產(chǎn)品研發(fā)等服務(wù)機(jī)構(gòu)，構(gòu)成了特定區(qū)域的競爭優(yōu)勢.因此，產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展?fàn)顩r已經(jīng)成為衡量區(qū)域和地區(qū)發(fā)展水平的重要指標(biāo).

從產(chǎn)業(yè)組織的角度看，產(chǎn)業(yè)集群實(shí)際上是在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)企業(yè)集團(tuán)的縱向一體化發(fā)展［3］；從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的角度看，產(chǎn)業(yè)集群是指某種產(chǎn)品的加工深度和產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，在一定意義上講是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化升級.如果將產(chǎn)業(yè)組織和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)二者結(jié)合起來看，產(chǎn)業(yè)集群實(shí)際上超越了一般產(chǎn)業(yè)范圍，形成了特定區(qū)域內(nèi)多個(gè)產(chǎn)業(yè)相互融合、共同發(fā)展的集聚體.

從產(chǎn)業(yè)集群的微觀層次分析，即從產(chǎn)業(yè)組織或者單個(gè)企業(yè)的角度分析，企業(yè)通過縱向一體化，降低了企業(yè)之間的交易成本，增強(qiáng)了生產(chǎn)和銷售的穩(wěn)定性，并在原材料供應(yīng)、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品銷售等方面具有一定的競爭優(yōu)勢，提高了企業(yè)對市場變化的反應(yīng)靈敏度，從而提高了整個(gè)區(qū)域的效益.

產(chǎn)業(yè)集群的形成具有地域性、集聚性、共生性、分布性、自組性、競爭性.歸納起來，產(chǎn)業(yè)集群具有以下幾個(gè)基本特征.

（1）產(chǎn)業(yè)集群是特定區(qū)域內(nèi)某一產(chǎn)業(yè)鏈或某些產(chǎn)業(yè)鏈的共生體.產(chǎn)業(yè)集群中的大多數(shù)企業(yè)是圍繞相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等經(jīng)濟(jì)活動，這些具有聯(lián)系的行業(yè)及其所屬企業(yè)就構(gòu)成了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)集群.集群內(nèi)部的企業(yè)之間具有某個(gè)或某些顯著的產(chǎn)業(yè)特征作為連接，最常見的是供應(yīng)商與客戶之間的連接.如溫州的低壓電器產(chǎn)業(yè)在配件生產(chǎn)、成品裝配和銷售之間構(gòu)筑起一條產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)，產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)部還圍繞產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)了一些服務(wù)性機(jī)構(gòu)和行業(yè)組織等［4］.

（2）產(chǎn)業(yè)集群具有區(qū)域根植集聚性.集群內(nèi)的企業(yè)成員在地理位置上都是比較集中的，它們是具有相關(guān)性的中小企業(yè)在某一特定區(qū)域內(nèi)聚集而形成的.產(chǎn)業(yè)集群中的企業(yè)絕大多數(shù)屬于中小型企業(yè)，這些企業(yè)雖然規(guī)模不大，但卻具有顯著的規(guī)模優(yōu)勢和很高的市場占有率.同時(shí)，集群的形成和發(fā)展與當(dāng)?shù)氐牡赜虮尘啊⒔?jīng)濟(jì)環(huán)境以及市場潛力等密切相關(guān).

（3）產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的企業(yè)既存在合作關(guān)系又存在競爭關(guān)系.組成產(chǎn)業(yè)集群的許多中小企業(yè)中，位于產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的上下游企業(yè)之間屬于合作關(guān)系，而具有同性質(zhì)或同類企業(yè)之間則存在一定的競爭.競爭是促進(jìn)集群發(fā)展的動力，無論是合作還是競爭，都利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展.

（4）產(chǎn)業(yè)集群信息具有分布性.集群內(nèi)信息分布在不同企業(yè)中，并且各企業(yè)的信息具有結(jié)構(gòu)相同、信息量小、需要集成等特征，從而形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的信息庫.信息是產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的重要資源之一.

（5）產(chǎn)業(yè)集群形成一個(gè)復(fù)雜的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò).集群中的供應(yīng)商、生產(chǎn)商、銷售商以及需求市場之間通過物流、信息流以及資金流等的流通來相互聯(lián)系，形成龐大復(fù)雜的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò).

2 供應(yīng)鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

一個(gè)簡單的供應(yīng)鏈由供需雙方兩類實(shí)體集組成，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以用一個(gè)三元組來描述，即

式中，A，B分別代表供應(yīng)鏈中上下游企業(yè)的集合，A∩B＝?；F?A×B為流關(guān)系，表示上下游企業(yè)之間的供需關(guān)系.

復(fù)雜的供應(yīng)鏈由多類實(shí)體構(gòu)成，依次形成上下游供需關(guān)系，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為一個(gè)多元組：

不論是簡單的供應(yīng)鏈還是復(fù)雜的供應(yīng)鏈，都是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).文獻(xiàn)［5］指出，由多級供應(yīng)商、多級制造商和多級分銷商等多類實(shí)體集組成的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)可以看成一個(gè)超網(wǎng)絡(luò).所謂超網(wǎng)絡(luò)，就是指網(wǎng)絡(luò)中包含著網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)［6］.

一個(gè)復(fù)雜的供應(yīng)鏈可以看作由簡單供應(yīng)鏈子網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，稱為供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò).供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)二元組來描述：

式中，N＝｛S1，S2，…，Sj｝為供應(yīng)鏈子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的集合.

3 產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈

一個(gè)由供應(yīng)商、生產(chǎn)商和銷售商三類實(shí)體組成的產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈，可以看成由供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和銷售網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的超網(wǎng)絡(luò)：

式中，A為供應(yīng)商實(shí)體集，B為生產(chǎn)商實(shí)體集，C為銷售商實(shí)體集，V＝｛v1，v2，…，vn｝為物料集，W＝｛w1，w2，…，wm｝為產(chǎn)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）為供應(yīng)商與生產(chǎn)商組成的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，S2＝（B，C，W，O）為生產(chǎn)商與銷售商組成的銷售網(wǎng)絡(luò).產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示.

基于產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源信息模型：

圖1 產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)Fig.1 Supply chain super-network of industrial cluster

上述變量皆為產(chǎn)業(yè)集群的區(qū)域資源信息，它們之間滿足如下產(chǎn)供銷關(guān)系：

其中，式（8）為物料需求模型或投入產(chǎn)出關(guān)系，式（9）為產(chǎn)品生產(chǎn)能力約束，式（10）為物料需求采購庫存關(guān)系，式（11）為物料采購能力約束，式（12）為產(chǎn)品生產(chǎn)銷售庫存關(guān)系，式（13）為產(chǎn)品銷售能力約束.

基于產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源信息模型可以分解為3個(gè)子模型，它們分別為物料需求采購庫存信息模型、產(chǎn)品生產(chǎn)信息模型和產(chǎn)品銷售庫存信息模型：

4 區(qū)域資源計(jì)劃

綜上所述，產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源信息主體上包括采購生產(chǎn)銷售信息（i，u，x，o），其中，i為物料采購量，u為物料投入量，x為產(chǎn)品產(chǎn)出量，o為產(chǎn)品銷售量.另外，區(qū)域資源信息還包括庫存信息（q，s）、成本與價(jià)格信息（α，μ，β，λ，p）和產(chǎn)供銷能力 信 息 （ imax，qmin，qmax，z，xmax，smin，smax，omax）.這里，采購生產(chǎn)銷售信息為決策變量，成本與價(jià)格信息以及產(chǎn)供銷能力信息均為參數(shù)變量.

所謂產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源計(jì)劃，就是以集群整體生產(chǎn)效益最大為目標(biāo)的最佳產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃x＊、物料需求計(jì)劃u＊、物料采購計(jì)劃i＊和產(chǎn)品銷售計(jì)劃o＊.產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源計(jì)劃數(shù)學(xué)規(guī)劃模型可描述為

5 結(jié) 語

本文基于產(chǎn)業(yè)集群的基本特征，給出了產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與區(qū)域資源信息模型，以及資源信息之間的產(chǎn)供銷耦合關(guān)系，并由此建立了產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域資源計(jì)劃數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，為產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈區(qū)域資源計(jì)劃的研究提供了一種新的方法.

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