裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈種群生態(tài)系統(tǒng)的模擬與仿真

徐菁鴻++吳寶智++李玉娜

摘 要：從生態(tài)學(xué)角度對集群供應(yīng)鏈展開研究會有助于集群供應(yīng)鏈上下游企業(yè)優(yōu)化其資源，提升其競爭力。裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的上下游多個企業(yè)種群對資源要素的需求具有一定的重疊與交叉，在資源有限的情況下，容易發(fā)生類似于捕食與被捕食（寄主—寄生）的現(xiàn)象。擬從種群生態(tài)學(xué)的視角出發(fā)，借鑒捕食者-食餌理論，以汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上中下游企業(yè)為例，構(gòu)建種群生態(tài)系統(tǒng)并進(jìn)行模擬與仿真。

關(guān)鍵詞：裝備制造業(yè)；汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈；種群競爭生態(tài)系統(tǒng)；模擬；仿真

中圖分類號：F260 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）04-0035-03

引言

推動分散發(fā)展向產(chǎn)業(yè)聚集轉(zhuǎn)變是促進(jìn)裝備制造業(yè)發(fā)展的新途徑。在生態(tài)學(xué)中，生物種群是指占據(jù)一定空間的，通過個體擴散相互聯(lián)系，相互作用的一群個體。就系統(tǒng)本身而言，產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)在其系統(tǒng)演進(jìn)上都要遵循系統(tǒng)生態(tài)演化的規(guī)律，因此，可以將具有一定內(nèi)在聯(lián)系的個體企業(yè)的聚集視為企業(yè)種群。企業(yè)種群生態(tài)理論主要研究有同行業(yè)或產(chǎn)品具有替代功能的企業(yè)組成的群體。丹尼爾.C.艾思提和波特（1997）認(rèn)為產(chǎn)業(yè)生態(tài)的系統(tǒng)觀可以幫助企業(yè)在內(nèi)部以及在上下游供應(yīng)鏈之間尋找增加值或降低成本的途徑，而產(chǎn)業(yè)生態(tài)思想通常會有助于企業(yè)優(yōu)化其資源（有助于提升資源生產(chǎn)率），進(jìn)而會提升企業(yè)的競爭力。實踐證明，企業(yè)是具有一定生命特征的。企業(yè)的生命周期與生物的生命周期有很多相似之處，都要經(jīng)歷誕生、成長、繁殖裂變、衰老的生命歷程，生物生態(tài)系統(tǒng)比其他任何系統(tǒng)更適合描述企業(yè)在經(jīng)營過程中的振蕩變化。集群內(nèi)上下游供應(yīng)鏈的多個企業(yè)種群由于相同或相關(guān)行業(yè)的企業(yè)和機構(gòu)在特定的地理位置上聚集而形成一個集成的生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在一定的時間或空間里，共同消耗各種環(huán)境要素包括原材料、勞動力、資本、客戶等，同時，該系統(tǒng)內(nèi)部上下游企業(yè)種群之間也存在資源的消耗與轉(zhuǎn)化，并呈現(xiàn)出周期性的振蕩。目前，運用生態(tài)學(xué)的理論與方法解決此類問題的研究處于起步階段。

以汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈為例對裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展進(jìn)行分析與研究具有一定的現(xiàn)實意義。通過有效的密度制約等途徑，實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上各企業(yè)種群規(guī)模的良性發(fā)展，增強其競爭力，從而有效地帶動汽車產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展。

一、文獻(xiàn)綜述

目前關(guān)于裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的研究分為以下幾類：

（一）產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)理論研究

崔沛然、張予川在供應(yīng)鏈及產(chǎn)業(yè)集群的理論研究基礎(chǔ)上，對產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈形成機理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈主要表現(xiàn)為提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，進(jìn)一步加強專業(yè)化分工，形成多種形式的競合關(guān)系，提高區(qū)域營銷競爭能力的四個方面；王葉峰以浙江服裝產(chǎn)業(yè)為例對產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈風(fēng)險管理進(jìn)行了透徹的分析；陳永祥在基于產(chǎn)業(yè)集群的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究中探討了基于產(chǎn)業(yè)集群的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化的可靠性問題，將多目標(biāo)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)運作平臺移植到區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群中，使其同時具有范圍輻射效應(yīng)與規(guī)模經(jīng)濟效益[1～3]。

（二）應(yīng)用種群生態(tài)理論對汽車產(chǎn)業(yè)集群或其他集群供應(yīng)鏈進(jìn)行定性研究

Hannan和Freeman 認(rèn)為，由于資源的有限性和固定性，環(huán)境所能容納的組織種群的密度是有限的，承載能力剩余空間越大，組織種群的成長速度越快，但是對于不同的組織形態(tài)，其進(jìn)入環(huán)境承載能力剩余空間的速率不同。孫東升在產(chǎn)業(yè)集群與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的核心競爭力——以安徽蕪湖奇瑞汽車及零部件產(chǎn)業(yè)群為例一文中以蕪湖汽車產(chǎn)業(yè)集群的形成過程為背景，說明了產(chǎn)業(yè)集群存在的好處，分析了蕪湖汽車產(chǎn)業(yè)鏈的特點[4～5]。

目前對汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上企業(yè)種群競爭生態(tài)系統(tǒng)的研究主要停留在基礎(chǔ)理論與定性分析階段，運用生態(tài)學(xué)的建模方法進(jìn)行模擬與仿真的研究很少，本文將構(gòu)建汽車產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上三個典型企業(yè)種群的概念模型，建立非線性規(guī)劃模型來模擬三企業(yè)種群的競爭生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)雙贏，達(dá)到系統(tǒng)的良性循環(huán)。

二、建模與仿真

（一）概念模型

本文利用數(shù)值方法，建立如下三種群捕食系統(tǒng)，假設(shè)某個裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上有上游企業(yè)種群一個，下游企業(yè)種群兩個：

根據(jù)Volterra模型的特點，多數(shù)捕食者—食餌系統(tǒng)觀察不到周期振蕩，而是趨向某個平衡的狀態(tài)，即存在穩(wěn)定平衡點。圖2數(shù)值解圖選定的區(qū)間是五年，假設(shè)該區(qū)域傾向于扶持上游企業(yè)種群，并限制下游外資企業(yè)種群。從圖中可以看出，隨著時間的推移，上游企業(yè)種群呈現(xiàn)為先下降后上升的趨勢，下游企業(yè)種群1呈現(xiàn)下降趨勢，下游企業(yè)種群2呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。兩個下游企業(yè)種群在期初均出現(xiàn)產(chǎn)出規(guī)模遞減的趨勢，根據(jù)生物學(xué)中的競爭排斥理論，類似的兩種群在同一小生境中不能共存，若共同相處，則競爭的結(jié)果必然導(dǎo)致其中一種群滅絕，即容納量較大的那個種群獲勝，容納量較小的那個種群滅絕。也就是說，在兩競爭種群的內(nèi)稟增長率相同的情況下，當(dāng)種內(nèi)競爭的影響小于種間競爭的影響時，競爭的結(jié)果將導(dǎo)致一種群滅絕。所以，當(dāng)相似的本地企業(yè)種群與外資企業(yè)種群由于競爭排斥導(dǎo)致雙方產(chǎn)出規(guī)模減少的時候，上游企業(yè)種群的產(chǎn)出規(guī)模也受到了影響，即在期初呈現(xiàn)下降趨勢，此時，下游外資企業(yè)在期初集群機能不完善的情況下憑借其自身的先進(jìn)性而起到主導(dǎo)作用，表現(xiàn)為產(chǎn)出規(guī)模明顯高于上游企業(yè)種群與下游本地企業(yè)種群。隨著競爭的繼續(xù)進(jìn)行，外資企業(yè)種群的產(chǎn)出規(guī)模由于受到限制而持續(xù)的遞減呈現(xiàn)出滅絕趨勢，與此同時，本地企業(yè)種群的產(chǎn)出規(guī)模開始明顯增加，并對上游企業(yè)種群起到了主導(dǎo)作用。

相軌線是封閉曲線，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，一旦離開某一條閉軌線，就進(jìn)入另一條閉軌線，不恢復(fù)原狀，自然界存在的周期性平衡生態(tài)系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的，即偏離周期軌道后，內(nèi)部制約使系統(tǒng)恢復(fù)原狀。由圖3所顯示的三維相圖所表現(xiàn)的情況來看，該曲線在模擬周期五年內(nèi)尚未進(jìn)入了閉軌線，說明此三企業(yè)種群競爭生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，即在五年內(nèi)，三種群的周期振蕩與平衡狀態(tài)是無法觀察到的。endprint

若將模擬周期延長至六十年，會觀察到圖3（a）中仍未出現(xiàn)閉環(huán)，將終點放大數(shù)倍后，見圖3（b），可以觀察到，軌線的末端出現(xiàn)小幅不軌則振蕩，并持續(xù)。說明三企業(yè)種群構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)集群在演進(jìn)過程中是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的，如果系統(tǒng)受到干擾，其內(nèi)部制約機制無法使系統(tǒng)自動恢復(fù)原有的狀態(tài)。有研究表明，鏈接越簡單，系統(tǒng)越脆弱；鏈接越復(fù)雜，系統(tǒng)越強壯。本文所選取的集群正處于發(fā)展階段，構(gòu)成簡單，所以，任何外力或是環(huán)境的改變都可能引起集群的劇烈波動。如果區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展支持該集群穩(wěn)健發(fā)展，那么隨著機制的健全，政策的導(dǎo)入，該集群的構(gòu)成會更加復(fù)雜，穩(wěn)定性也會加強。

結(jié)論與展望

第一，在裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上，上下游企業(yè)種群以雇傭為基礎(chǔ)的合作關(guān)系對上游核心企業(yè)會形成不良的影響。短期內(nèi)，集群供應(yīng)鏈上的各種群可能會先后達(dá)到各自的穩(wěn)定狀態(tài)，但該種狀態(tài)并不能推進(jìn)集群供應(yīng)鏈的最終穩(wěn)定。當(dāng)某兩個種群具有類似的競爭屬性時，按照生態(tài)位理論，可能會對有限的資源展開掠奪競爭，這種競爭將促進(jìn)集群的進(jìn)化或退化。所以，應(yīng)在集群供應(yīng)鏈的演進(jìn)過程中強化政府引導(dǎo)作用，對有限資源與空間進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，避免惡性競爭的發(fā)生導(dǎo)致集群整體的退化[6]。

第二，為裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群培育出以核心企業(yè)為首的完整地供應(yīng)鏈才是長遠(yuǎn)發(fā)展之舉。可以學(xué)習(xí)豐田對供應(yīng)鏈上的伙伴構(gòu)建一體化企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的做法，在增強核心企業(yè)影響力輻射的同時，推動中下游企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而推動裝備制造產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的整體發(fā)展[7]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔沛然，張予川.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈形成機理研究與應(yīng)用[J].物流科技，2010，（5）：103-105.

[2] 王葉峰.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈風(fēng)險管理透析——以浙江服裝產(chǎn)業(yè)為例[J].中國國情國力，2011，（12）：50-54.

[3] 陳永祥.基于產(chǎn)業(yè)集群的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[J].中國商貿(mào)，2012，（6）：99-100.

[4] Hannan，M.T.，G.R.Carroll，E.Dundon，and J.C.Torres 1995“Organizational evolution in multinational context：Entries of automobile

manufacturers in Belgium，Britain，F(xiàn)rance，Germany and Italy”，American Sociological Review，60：509-528.

[5] 孫東升.產(chǎn)業(yè)集群與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的核心競爭力——以安徽蕪湖奇瑞汽車及零部件產(chǎn)業(yè)群[J].經(jīng)濟研究參考，2005，（69）：13-19.

[6] 王國躍，李海海.中國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展模式及對策[J].經(jīng)濟縱橫，2008，（12）：54-57.

[7] 李凱，李世杰.裝備制造業(yè)集群耦合結(jié)構(gòu)：一個產(chǎn)業(yè)集群研究的新視角[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2005，（2）：51-57.

[責(zé)任編輯 吳高君]endprint

若將模擬周期延長至六十年，會觀察到圖3（a）中仍未出現(xiàn)閉環(huán)，將終點放大數(shù)倍后，見圖3（b），可以觀察到，軌線的末端出現(xiàn)小幅不軌則振蕩，并持續(xù)。說明三企業(yè)種群構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)集群在演進(jìn)過程中是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的，如果系統(tǒng)受到干擾，其內(nèi)部制約機制無法使系統(tǒng)自動恢復(fù)原有的狀態(tài)。有研究表明，鏈接越簡單，系統(tǒng)越脆弱；鏈接越復(fù)雜，系統(tǒng)越強壯。本文所選取的集群正處于發(fā)展階段，構(gòu)成簡單，所以，任何外力或是環(huán)境的改變都可能引起集群的劇烈波動。如果區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展支持該集群穩(wěn)健發(fā)展，那么隨著機制的健全，政策的導(dǎo)入，該集群的構(gòu)成會更加復(fù)雜，穩(wěn)定性也會加強。

結(jié)論與展望

第一，在裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上，上下游企業(yè)種群以雇傭為基礎(chǔ)的合作關(guān)系對上游核心企業(yè)會形成不良的影響。短期內(nèi)，集群供應(yīng)鏈上的各種群可能會先后達(dá)到各自的穩(wěn)定狀態(tài)，但該種狀態(tài)并不能推進(jìn)集群供應(yīng)鏈的最終穩(wěn)定。當(dāng)某兩個種群具有類似的競爭屬性時，按照生態(tài)位理論，可能會對有限的資源展開掠奪競爭，這種競爭將促進(jìn)集群的進(jìn)化或退化。所以，應(yīng)在集群供應(yīng)鏈的演進(jìn)過程中強化政府引導(dǎo)作用，對有限資源與空間進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，避免惡性競爭的發(fā)生導(dǎo)致集群整體的退化[6]。

第二，為裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群培育出以核心企業(yè)為首的完整地供應(yīng)鏈才是長遠(yuǎn)發(fā)展之舉?？梢詫W(xué)習(xí)豐田對供應(yīng)鏈上的伙伴構(gòu)建一體化企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的做法，在增強核心企業(yè)影響力輻射的同時，推動中下游企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而推動裝備制造產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的整體發(fā)展[7]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔沛然，張予川.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈形成機理研究與應(yīng)用[J].物流科技，2010，（5）：103-105.

[2] 王葉峰.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈風(fēng)險管理透析——以浙江服裝產(chǎn)業(yè)為例[J].中國國情國力，2011，（12）：50-54.

[3] 陳永祥.基于產(chǎn)業(yè)集群的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[J].中國商貿(mào)，2012，（6）：99-100.

[4] Hannan，M.T.，G.R.Carroll，E.Dundon，and J.C.Torres 1995“Organizational evolution in multinational context：Entries of automobile

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[5] 孫東升.產(chǎn)業(yè)集群與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的核心競爭力——以安徽蕪湖奇瑞汽車及零部件產(chǎn)業(yè)群[J].經(jīng)濟研究參考，2005，（69）：13-19.

[6] 王國躍，李海海.中國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展模式及對策[J].經(jīng)濟縱橫，2008，（12）：54-57.

[7] 李凱，李世杰.裝備制造業(yè)集群耦合結(jié)構(gòu)：一個產(chǎn)業(yè)集群研究的新視角[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2005，（2）：51-57.

[責(zé)任編輯 吳高君]endprint

若將模擬周期延長至六十年，會觀察到圖3（a）中仍未出現(xiàn)閉環(huán)，將終點放大數(shù)倍后，見圖3（b），可以觀察到，軌線的末端出現(xiàn)小幅不軌則振蕩，并持續(xù)。說明三企業(yè)種群構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)集群在演進(jìn)過程中是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的，如果系統(tǒng)受到干擾，其內(nèi)部制約機制無法使系統(tǒng)自動恢復(fù)原有的狀態(tài)。有研究表明，鏈接越簡單，系統(tǒng)越脆弱；鏈接越復(fù)雜，系統(tǒng)越強壯。本文所選取的集群正處于發(fā)展階段，構(gòu)成簡單，所以，任何外力或是環(huán)境的改變都可能引起集群的劇烈波動。如果區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展支持該集群穩(wěn)健發(fā)展，那么隨著機制的健全，政策的導(dǎo)入，該集群的構(gòu)成會更加復(fù)雜，穩(wěn)定性也會加強。

結(jié)論與展望

第一，在裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈上，上下游企業(yè)種群以雇傭為基礎(chǔ)的合作關(guān)系對上游核心企業(yè)會形成不良的影響。短期內(nèi)，集群供應(yīng)鏈上的各種群可能會先后達(dá)到各自的穩(wěn)定狀態(tài)，但該種狀態(tài)并不能推進(jìn)集群供應(yīng)鏈的最終穩(wěn)定。當(dāng)某兩個種群具有類似的競爭屬性時，按照生態(tài)位理論，可能會對有限的資源展開掠奪競爭，這種競爭將促進(jìn)集群的進(jìn)化或退化。所以，應(yīng)在集群供應(yīng)鏈的演進(jìn)過程中強化政府引導(dǎo)作用，對有限資源與空間進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，避免惡性競爭的發(fā)生導(dǎo)致集群整體的退化[6]。

第二，為裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群培育出以核心企業(yè)為首的完整地供應(yīng)鏈才是長遠(yuǎn)發(fā)展之舉?？梢詫W(xué)習(xí)豐田對供應(yīng)鏈上的伙伴構(gòu)建一體化企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的做法，在增強核心企業(yè)影響力輻射的同時，推動中下游企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而推動裝備制造產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈的整體發(fā)展[7]。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 王葉峰.產(chǎn)業(yè)集群供應(yīng)鏈風(fēng)險管理透析——以浙江服裝產(chǎn)業(yè)為例[J].中國國情國力，2011，（12）：50-54.

[3] 陳永祥.基于產(chǎn)業(yè)集群的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[J].中國商貿(mào)，2012，（6）：99-100.

[4] Hannan，M.T.，G.R.Carroll，E.Dundon，and J.C.Torres 1995“Organizational evolution in multinational context：Entries of automobile

manufacturers in Belgium，Britain，F(xiàn)rance，Germany and Italy”，American Sociological Review，60：509-528.

[5] 孫東升.產(chǎn)業(yè)集群與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的核心競爭力——以安徽蕪湖奇瑞汽車及零部件產(chǎn)業(yè)群[J].經(jīng)濟研究參考，2005，（69）：13-19.

[6] 王國躍，李海海.中國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展模式及對策[J].經(jīng)濟縱橫，2008，（12）：54-57.

[7] 李凱，李世杰.裝備制造業(yè)集群耦合結(jié)構(gòu)：一個產(chǎn)業(yè)集群研究的新視角[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2005，（2）：51-57.

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