石油石化企業(yè)國際競爭力比較研究
——基于Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實證分析

姜 鴻，邱 君，張藝影

一、研究背景與文獻綜述

十九大報告提出，建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系必須把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上，把提高供給體系質(zhì)量作為主攻方向。石油石化產(chǎn)業(yè)是國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)型和支柱型產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國石油和化學(xué)聯(lián)合會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2017年，我國石油石化規(guī)模以上企業(yè)有29 307家，主營業(yè)務(wù)收入為13.78萬億元，在全國規(guī)模工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入中占比11.8%；利潤總額為8 462億元，在全國規(guī)模工業(yè)利潤總額中占比11.3%。我國石油石化龍頭企業(yè)中國石油天然氣集團公司(中石油)和中國石油化工集團公司(中石化)的營業(yè)收入分別是3 2695 300萬美元和32 600 700萬美元，但營業(yè)利潤卻分別只有153 800萬美元和-69 100萬美元。?？松梨?、雪佛龍和英國石油公司的營業(yè)利潤分別是1 971 000萬美元、919 500萬美元和338 900萬美元?？梢?，中石油和中石化雖然規(guī)模較大，但經(jīng)濟實力與國外龍頭企業(yè)還存在較大差距。面對激烈的國際競爭，如何提高綜合實力，繼續(xù)引領(lǐng)實體經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，是我國石油石化企業(yè)面臨的重要課題。因此，筆者試圖構(gòu)建中外石油石化企業(yè)競爭力評價模型，并對樣本企業(yè)進行競爭力評價，以期為我國石油石化企業(yè)國際競爭力提升提供理論參考。

國際競爭力研究主要包括理論研究和實證研究兩個方面。理論研究主要包括絕對優(yōu)勢理論、比較優(yōu)勢理論、要素稟賦理論、所有權(quán)優(yōu)勢理論和鉆石模型理論等內(nèi)容。其中，鉆石模型是產(chǎn)業(yè)或企業(yè)國際競爭力研究的權(quán)威理論。實證研究方法主要包括全要素生產(chǎn)率模型法、影響因素剖析法、競爭結(jié)果評價法、標(biāo)桿法和指標(biāo)綜合評價法等。其中，全要素生產(chǎn)率模型法的生產(chǎn)率測度方法主要有指數(shù)法[1-3]和隨機邊界法[4]，這類方法強調(diào)某一變量對產(chǎn)出增長的貢獻，偏重生產(chǎn)率的分析，需要給出函數(shù)的某種具體形式或者提出一定的分布假設(shè)。影響因素剖析法主要包括主成分分析法[5-7]和價值鏈分析法[8]。主成分分析法借鑒降維思想，把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化成幾個綜合指標(biāo)，主要針對具有特定線性關(guān)系的樣本數(shù)據(jù)。如果樣本數(shù)據(jù)不具有線性關(guān)系，就會因人為因素導(dǎo)致評價結(jié)果偏差。齊園等[9]研究發(fā)現(xiàn)，我國兩大石油石化公司與跨國公司相比還存在較大差距。價值鏈分析是對企業(yè)活動進行端對端的分析，主要考察企業(yè)各項活動之間的相關(guān)關(guān)系。因為企業(yè)運營活動的構(gòu)成與分類存在差異，并且各環(huán)節(jié)的價值創(chuàng)造也存在差異，所以這種方法主要適用于企業(yè)內(nèi)部。王育寶等[10]運用鉆石模型分析我國石油石化產(chǎn)業(yè)國際競爭力的影響因素，并應(yīng)用價值鏈分析法解析了我國石油石化產(chǎn)業(yè)上游、中游、下游、輔助支持部門以及產(chǎn)業(yè)整體的競爭力，指出我國石油石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有良好的資源、消費市場和勞動力基礎(chǔ)，但技術(shù)和管理水平較低。競爭結(jié)果評價法主要運用國際市場占有率、顯示性比較優(yōu)勢指數(shù)、貿(mào)易競爭力指數(shù)等[11-12]指標(biāo)，針對某一具體指標(biāo)進行對比分析，因而在企業(yè)綜合競爭能力的分析中應(yīng)用較少。標(biāo)桿法主要指DEA模型法[13-14]，此方法使用線性規(guī)劃來評判各個指標(biāo)的綜合效應(yīng)，彌補了全要素生產(chǎn)率模型法的不足，但忽略了測度的誤差和觀察值前沿面的偏差，容易產(chǎn)生無效率的評價結(jié)果。張旭之[15]應(yīng)用“對標(biāo)法”分析了石油石化企業(yè)競爭力，并構(gòu)建了包括8類定量指標(biāo)和6類評議性指標(biāo)的評價體系。其中，8類定量指標(biāo)包括競爭規(guī)模實力、技術(shù)創(chuàng)新能力、市場開拓能力、人力資源能力、持續(xù)盈利能力、償債能力、資產(chǎn)營運能力和持續(xù)發(fā)展能力等。該評價體系對各類指標(biāo)給出權(quán)值，但沒有說明確定權(quán)值的方法，這使得評價體系缺乏科學(xué)性。指標(biāo)綜合評價法構(gòu)建競爭力評價指標(biāo)體系并對評價對象進行綜合排名，具體包括模糊綜合評價法[16-17]、層次分析法[18-19]、德爾菲法[20-21]和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[22-24]。構(gòu)建模糊綜合評價法的權(quán)重向量應(yīng)用的是專家經(jīng)驗法，所以結(jié)果具有較強的主觀性。德爾菲法的研究樣本不受數(shù)據(jù)的限制，因而在定性研究領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，但它過程煩瑣，且易受專家知識體系等人為因素的影響。確定層次分析法的指標(biāo)體系需要依靠專家的主觀評價，如果專家給出的指標(biāo)不合理，則評判結(jié)果也不準(zhǔn)確，這一點與德爾菲法類似。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬信息處理技術(shù)，對人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進行抽象處理，并建立某種簡單模型，按不同的連接方式組成不同的網(wǎng)絡(luò)，這種方法在工程與學(xué)術(shù)界應(yīng)用廣泛。

當(dāng)前有關(guān)石油石化企業(yè)國際競爭力的研究主要集中在定性研究方面，實證研究相對較少。筆者綜合評估各種研究方法的優(yōu)劣，最終選擇Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為研究方法。Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證和完善的數(shù)學(xué)分析系統(tǒng)，把現(xiàn)實世界的問題與人腦思維科學(xué)系統(tǒng)地聯(lián)系起來，一方面彌補了全要素生產(chǎn)率模型法、影響因素剖析法、競爭結(jié)果評價法和對標(biāo)法等分析方法的不足，另一方面避免了層次分析法和主成分分析法等人為主觀因素對評價結(jié)果的影響，使評價分析結(jié)果更加客觀與準(zhǔn)確。

二、研究設(shè)計

(一)樣本選擇與數(shù)據(jù)來源

結(jié)合美國《石油情報周刊》公布的世界石油石化企業(yè)排名數(shù)據(jù)，考慮樣本的典型性和數(shù)據(jù)的完整性，最終選擇殼牌(Shell)、?？松梨?Exxon)、英國石油公司(BP)、道爾達(Total)、雪佛龍(Chevron)、巴西國家石油公司(Petrobras)、挪威國家石油公司(Statoil)、中石油(CNPC)、中石化(Sinopec)等9家石油石化企業(yè)作為研究樣本。數(shù)據(jù)來源于2008-2017年中外石油石化企業(yè)年報、中國石油和化學(xué)聯(lián)合會網(wǎng)站、國務(wù)院發(fā)展研究中心信息網(wǎng)和世界貿(mào)易組織官方網(wǎng)站等。

(二)指標(biāo)體系的設(shè)計

表1 石油石化企業(yè)國際競爭力評價指標(biāo)體系

一級指標(biāo)二級指標(biāo)Xi/單位資源潛力要素原油儲量X1/百萬桶天然氣儲量X2/十億立方英尺油氣總儲量X3/百萬桶油當(dāng)量生產(chǎn)規(guī)模要素原油產(chǎn)量X4/(千桶/日)天然氣產(chǎn)量X5/(百萬立方英尺/日)油氣總產(chǎn)量X6/(千桶油當(dāng)量/日)成品油銷售X7/(千桶/日)資金管理要素總資產(chǎn)X8/百萬美元平均占用資產(chǎn)回報率X9/%資本支出X10/百萬美元銷售收入X11/百萬美元凈利潤X12/百萬美元技術(shù)創(chuàng)新要素操作成本X13/(美元/桶油當(dāng)量)一次加工能力X14/(千桶/日)社會效益要素員工人數(shù)X15/人加油站數(shù)量X16/座

目前國際競爭力評價指標(biāo)選擇沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。譬如：IMD《世界國際競爭力年鑒》選擇生產(chǎn)率、勞動成本與勞動報酬、公司運營與管理效率、企業(yè)文化等作為競爭力指標(biāo)；WEF《全球競爭力報告》選擇產(chǎn)品質(zhì)量、市場營銷、激勵機制、成本消減、管理人員素質(zhì)、反應(yīng)速度等作為競爭力指標(biāo)；PIW《石油情報周刊》選擇原油儲產(chǎn)量、天然氣儲產(chǎn)量、煉制能力以及油品銷售量等4個競爭力指標(biāo)進行評價排名，還參考總收入、凈利潤、總資產(chǎn)、職工人數(shù)等指標(biāo)對排名進行分析。筆者建立石油石化企業(yè)國際競爭力評價指標(biāo)體系時，著重考慮以下幾個方面的影響。第一，我國石油石化企業(yè)的總體規(guī)模已達到世界級水平，但資源的地域分布不均衡，因此，資源要素是競爭力分析的關(guān)鍵因素之一。第二，隨著經(jīng)濟全球化進程的加快，資本聚集、產(chǎn)業(yè)集中和市場壟斷的程度越來越高，跨國石油石化公司寡頭主導(dǎo)型競爭將成為國際石油石化競爭的主要形式，因此，生產(chǎn)規(guī)模是競爭力評估的關(guān)鍵因素之一。第三，石油石化產(chǎn)業(yè)國際競爭力受到國家體制的影響，企業(yè)利用種種競爭優(yōu)勢做好經(jīng)營管理，是企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略的關(guān)鍵。第四，石油石化企業(yè)是技術(shù)密集型企業(yè)，技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新是公司保持世界領(lǐng)先地位的重要保證之一。第五，石油石化產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，也創(chuàng)造社會效益。基于這些考慮，筆者構(gòu)建了石油石化企業(yè)國際競爭力評價指標(biāo)體系(見表1)。

(三)研究方法選擇

選用Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為研究方法的原因主要有兩個。第一，在避免人為因素影響和綜合多個因素的能力方面，Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有不可替代的優(yōu)勢。第二，Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)和存儲了大量映射關(guān)系。在具體應(yīng)用中，這些映射關(guān)系無須被事先揭示或描述。Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也無須具有某種具體形式的函數(shù)或必須給出一定的分布假設(shè)，所以，局限性比較小。

三、實證分析

(一)模型構(gòu)建

Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種運算模型，由大量的節(jié)點(或稱神經(jīng)元)相互連接構(gòu)成。每個節(jié)點代表一種特定的輸出函數(shù)(激勵函數(shù))。每兩個節(jié)點間的連接是通過加權(quán)值來實現(xiàn)的，這和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶非常相似。網(wǎng)絡(luò)的輸出依照網(wǎng)絡(luò)的連接方式(權(quán)重值和激勵函數(shù))的不同而不同。如圖1所示，Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由3個層次構(gòu)成，分別是輸入層(input layer)、隱含層(hide layer)和輸出層(output layer)，層層之間有兩種信號在流通，分別是前向傳播的工作信號和反向傳播的誤差信號。

圖1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

(二)模型參數(shù)結(jié)果

Back Propagation算法的實質(zhì)是求導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)必須具有可微的特點，因此可選擇的范圍相對較小。滿足這一特點的網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)包括對數(shù)函數(shù)、正切函數(shù)和線性函數(shù)。因此，確定網(wǎng)絡(luò)隱含層和輸出層的傳輸函數(shù)分別為logsig和purelin。訓(xùn)練函數(shù)的選擇是Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的關(guān)鍵，可應(yīng)用Elman模型算法原理逐個比較分析TRAINLM、TRAINGDM、TRAINRP、TRAINGDX和TRAINGD函數(shù)，通過MATLAB得到各自訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)誤差曲線和網(wǎng)絡(luò)仿真曲線，最終匯總結(jié)果見表2。TRAINLM和TRAINGDM的收斂精度較弱，而TRAINRP、TRAINGDX和TRAINCGF函數(shù)的收斂精度均較強，為10-5。不同的是，迭代次數(shù)分別為728、1 994和207。迭代次數(shù)與網(wǎng)絡(luò)可靠性具有一定的線性關(guān)系，TRAINGDX函數(shù)應(yīng)用自適應(yīng)學(xué)習(xí)率和動量因子的梯度遞減法，避免Back Propagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)輸出陷入局部極小值狀態(tài)，也回避收斂速度慢問題。

表2 訓(xùn)練函數(shù)的結(jié)果比較

(三)模型的仿真測試結(jié)果

用2016年數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)，檢驗訓(xùn)練出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的仿真度，結(jié)果顯示：在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練43步之后，訓(xùn)練誤差達到期望誤差。這說明網(wǎng)絡(luò)的收斂效果較好，即該評價方法可信度高，模型具有較好的泛化能力。

(四)競爭力結(jié)果及分析

借助MATLAB軟件，對2017年9家石油石化企業(yè)數(shù)據(jù)進行歸一化處理并調(diào)用已訓(xùn)練好的模型，得到運行結(jié)果(見表3)。石油石化企業(yè)國際競爭力排名從高到低依次是殼牌、?？松梨凇⒅惺?、英國石油公司、中石化、道爾達、雪佛龍、巴西國家石油公司、挪威國家石油公司。中石油和中石化國際競爭力排名分別是第三和第五，國際競爭力綜合評價值分別為1.883和1.613。巴西國家石油公司的國際競爭力綜合評價值為0.879，挪威國家石油公司的國際競爭力綜合評價值為0.696。與這兩家公司相比，中石油和中石化存在一定優(yōu)勢。殼牌的國際競爭力綜合評價值為2.380，?？松梨诘膰H競爭力綜合評價值為2.168。與這兩家公司相比，中石油和中石化的競爭力有待加強。

表3 全球主要石油石化企業(yè)國際競爭力評價結(jié)果

從資源潛力、生產(chǎn)規(guī)模、資金管理、技術(shù)創(chuàng)新、社會效益等5個角度，對比分析中外石油石化企業(yè)競爭優(yōu)劣勢。

在資源潛力方面，?？松梨诘脑蛢α繉⒔侵惺?0倍。與中石化相比，中石油的原油儲量較多，但也不及?？松梨诘囊话?見表4)。在天然氣儲量方面，中石油居于中上位置，僅次于?？松梨凇挠蜌饪們α縼砜?，?？松梨凇⒅惺秃蜌づ茷?4 515、22 209和13 233百萬桶油當(dāng)量，可見在資源潛力方面，中石油競爭力相對較強。

在生產(chǎn)規(guī)模方面，英國石油公司、殼牌和中石油的油氣總產(chǎn)量分別為3 513、3 142和3 628千桶油當(dāng)量/日，但三家企業(yè)成品油銷售量分別為5 679、6 322和2 723千桶/日(見表5)。對比這三組數(shù)據(jù)可知，殼牌的油氣總產(chǎn)量最低，成品油銷售量最高，而中石油卻相反。

表4 資源潛力要素

表5 生產(chǎn)規(guī)模要素

在資金管理方面，?？松梨?、英國石油公司、中石油、中石化平均占用資產(chǎn)回報率分別為0.20%、0.19%、0.08%、0.09%，中國石油石化企業(yè)的平均資產(chǎn)回報率普遍偏低(見表6)。這與我國石油石化企業(yè)只存在局部競爭，以壟斷占主導(dǎo)地位的特點有必然關(guān)系。高度壟斷的市場機制導(dǎo)致企業(yè)資源效率較低，許多技術(shù)含量并不高的產(chǎn)品設(shè)備仍然依賴進口，自主研發(fā)的新產(chǎn)品無法及時推廣應(yīng)用。石油石化生產(chǎn)工藝過度求穩(wěn)也限制了生產(chǎn)實踐的創(chuàng)新力度。

表6 資金管理要素

在技術(shù)創(chuàng)新方面，中石油和中石化的操作成本普遍高于另外幾家石油石化公司。中石化與?？松梨诘囊淮渭庸つ芰μ幱趦?yōu)勢地位，分別是4 765和4 955千桶/日，但中石油卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于這個水平，僅為2 639千桶/日(見表7)。

表7 技術(shù)創(chuàng)新要素

在社會效益方面，中石油和中石化的員工人數(shù)相比其他石油石化公司來說均較多，并且，中石化和中石油的加油站數(shù)量分別位居第一位和第二位(見表8)。作為能源與化工行業(yè)的全球領(lǐng)先企業(yè)，中石油和中石化在追求經(jīng)濟效益的同時十分注重社會效益。

表8 社會效益要素

四、結(jié)論與啟示

構(gòu)建石油石化企業(yè)國際競爭力評價模型，并應(yīng)用MATLAB軟件進行模型訓(xùn)練和仿真測試，研究結(jié)果顯示模型具有較高的可信度。在所選取的9家中外石油石化企業(yè)中，中石油的國際競爭力較強，中石化居于中下位置?？傮w來說，我國石油石化企業(yè)在資金管理、生產(chǎn)運營和技術(shù)創(chuàng)新等方面仍存在一定提升空間。

(一)提高資金管理效率和管理能力

創(chuàng)建石油石化企業(yè)以財務(wù)為核心的全面預(yù)算管理體系，優(yōu)化石油石化資源配置方案，實現(xiàn)石油石化企業(yè)高效運行的生產(chǎn)目標(biāo)。推進我國石油石化企業(yè)股份制改革，通過主輔分離來提高運營效率，通過管理過程再設(shè)計來精簡管理人員隊伍，進一步解決企業(yè)缺乏改革和創(chuàng)新自主權(quán)的問題。

(二)促進石油石化企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

完善以智能制造和創(chuàng)新驅(qū)動為核心的石油石化企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，促成產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)范化和高質(zhì)量發(fā)展。一是促進石油石化產(chǎn)業(yè)智能油氣田、智能工廠、智能化管線鏈條式發(fā)展；二是積極提升石油石化產(chǎn)業(yè)信息融合能力，大力推進以ERP為核心的經(jīng)營管理平臺建設(shè)，搭建以MES為核心的生產(chǎn)運營平臺、信息基礎(chǔ)設(shè)施、運維平臺等；三是大力推進智能石油石化試點、經(jīng)營管理平臺集中集成、IT共享服務(wù)中心、移動應(yīng)用等4項示范工程建設(shè)，提高我國石油石化產(chǎn)業(yè)鏈信息化水平。

(三)提高研發(fā)創(chuàng)新能力

建立由企業(yè)、高校、科研機構(gòu)組成的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟，加強石油石化專業(yè)基礎(chǔ)教育，定向培養(yǎng)石油石化產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)人才。建立技術(shù)、產(chǎn)權(quán)、交易、融資、企業(yè)等多方聯(lián)合發(fā)展的石油石化產(chǎn)業(yè)技術(shù)交易平臺，提高我國石油石化產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新和研發(fā)創(chuàng)新水平，提升我國石油石化產(chǎn)業(yè)革新能力。

(四)推動我國石油石化產(chǎn)業(yè)“走出去”和“引進來”

進一步優(yōu)化我國石油石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進石油石化企業(yè)與周邊國家的合作交流，推動我國石油石化企業(yè)國際化發(fā)展。一是加大對外直接投資，二是充分吸引和利用外資。加大海外投資的具體做法是：建立海內(nèi)外投資的宏觀管理體制，完善海外投資相關(guān)政策，改善海外投資立法相對滯后和政策透明度不高的局面；完善對外投資風(fēng)險防范體系，成立監(jiān)督評估專門機構(gòu)，對企業(yè)“走出去”的情況進行后期的管理和監(jiān)督，避免“只審不管”的局面；建立有效的保障機制，充分利用我國與其他國家、地區(qū)建立起來的多雙邊和區(qū)域合作機制，保障我國石油石化企業(yè)在海外投資的合法權(quán)益。在與外國石油石化企業(yè)合作過程中，我國石油石化企業(yè)可通過人員流動、信息擴散等途徑來獲取先進技術(shù)知識，并通過自主研發(fā)實現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)溢出，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，改善我國石油石化產(chǎn)品頻繁遭遇反傾銷調(diào)查的現(xiàn)狀。

(五)打造我國石油石化產(chǎn)業(yè)國際品牌

充分發(fā)揮國際聯(lián)絡(luò)優(yōu)勢，鞏固和拓寬對外聯(lián)絡(luò)渠道。一是成立我國石油石化國際品牌小組，著力打造石油石化產(chǎn)業(yè)國際品牌。圍繞我國石油石化國際品牌建設(shè)這一中心，積極參與國際商會，尋求海外發(fā)展機會。二是優(yōu)化我國石油石化產(chǎn)業(yè)市場操作模式，重點培育一批石油石化產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)，通過龍頭企業(yè)推動產(chǎn)業(yè)國際化發(fā)展。三是打造我國石油石化產(chǎn)業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證平臺，建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)保障機制，提供產(chǎn)品質(zhì)量控制參照體系，從而為打造石油石化產(chǎn)業(yè)國際品牌提供更有力的保障。