大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型研究

杨 瑾，王娟茹

（1.西北工业大学人文与经法学院，陕西 西安 710072;2.西北工业大学管理学院，陕西 西安 710072）

大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型研究

杨 瑾1，王娟茹2

（1.西北工业大学人文与经法学院，陕西 西安 710072;2.西北工业大学管理学院，陕西 西安 710072）

在总结前人研究的基础上，分析了大型复杂产品制造业集群供应链的组织特征，并以此为基础从产业关联、组织运作和知识集成三个维度构建了大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型。分别从这三个维度出发，深入分析了集群供应链系统与大型复杂产品制造业集群发展之间的重要关系，并用实际案例对所提出的模式进行了实证分析，为促进我国大型复杂产品制造业的发展提供政策借鉴。

大型复杂产品；产业集群；供应链

1 引言

复杂产品系统（Complex Products and System，CoPS）的概念于20世纪90年代中期由英国Sussex大学科技政策研究所（SPRU）最先较为全面、系统地提出。Mike Hobday解释，复杂产品系统是指高成本、技术密集、工程密集、顾客定制的产品、系统、网络和建筑，它是相对于低成本的、基于标准零部件的规模化生产的产品而言的［1］。他将航空、航天和大型装备制造业等列为大型复杂产品系统。

在资源日趋紧张，环保要求日趋严格的情况下，发展大型复杂产品制造业不仅可以带动和促进我国产业结构的升级，而且对加强环境保护，提高资源利用，促进国民经济可持续发展具有重大的意义。

然而，世界经济发展的历史已经表明，大型复杂产品制造业的发展需要基于其供应链的产业集群的强力支持［2］。集群供应链是产业集群和供应链之间的耦合，这种耦合关系在国内外很多地域的产业集群中客观存在，并且在推动产业升级以及提升集群核心竞争力上起到重要的作用。Porter通过研究发现，产业集群的演进与发展为供应链关系的构建提供了天然的平台。因为在产业集群中，不但有着同一产业中位于同一环节的多个核心企业，更重要的是，也存在着与产业相关的上下游企业，并聚集于同一地域［3］。Doloitte Consulting在对美国和加拿大航空、装备制造和汽车等行业产业集群中200多家大型制造商调查时发现，集群企业间竞争是基于供应链的竞争［4］。我国学者黎继子等人研究认为集群供应链是一种“源于企业，但不限于企业；依于集群，但不囿于集群”的组织。在这个组织中如果没有供应链特征，其集群内企业会因此产生同质化、无差异化产品的倾向，最终的结果是相互间的恶性竞争；如果只具有供应链特征而没有网络特点，该组织会因只有合作而无竞争而沦为低效率的组织［5］。郭岭以一般制造业集群为背景，根据产业内企业所处的供应链环节将集群供应链划分为水平供应链、垂直供应链和混合供应链［6］。

通过对现有研究文献的回顾可以发现，目前国内外对集群供应链的研究大多数都是以轻型加工业或IT产业的中小企业集群为背景展开的，在我国尤其是对江浙闽粤等地的分析更是如此，在研究中较少将大型复杂产品制造业集群作为背景来研究其供应链系统。基于此，本文首先对大型复杂产品制造业集群供应链的组织特点进行分析，以此为基础构建大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型，分析其与大型复杂产品制造业集群发展之间的重要关系，为促进我国大型复杂产品制造业的发展提供政策借鉴。

2 大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型

由于大型复杂产品与传统大规模制造产品在创新过程、产品特征以及生产特性等诸多方面存在很大的差异，使得集群环境下大型复杂产品制造供应链系统也有着与之不同的显著特征：

首先，大型复杂产品制造业集群供应链具有产业链的特点，即包含了某一产业或某一产业中某复杂产品从上游企业的原始投入到下游企业最终产出的产业链或产品链，表现为一种整体流向的方向性，这说明大型复杂产品制造业集群中单元企业对于产业关联度要求很高，具体体现在技术的同源、工艺的衔接以及技术的创新交叉等方面，这些无论在规模上，还是在深度上都为一般制造业所不可比拟，紧密的产业关联是大型复杂产品制造业集群效率的推进器。

其次，在一般制造业集群中的供应链主要是基于个体企业的纵向一体化供应链。在供应链上，起主导作用的往往是某单一核心企业，与之合作的多个上下游企业均处于从属地位。而大型复杂产品的产业链较长，在同一条价值链中可能存在多个核心企业，而核心企业往往都具备规模优势［7］。不仅如此，在每条供应链中企业不仅有内部之间的相互协作，而且有不同链企业间的跨链协调［8-9］，与此同时还游离着大量位于集群之内、供应链之外的专业化配套中小企业，由此而产生了多层次、多维度、多功能、多目标的立体网络链［10］。

最后，大型复杂产品的科技含量较高，是多学科、多产业、多部门共同协作的成果。因此，集群中的企业对R&D的依赖程度以及与高校、科研机构之间的R&D协同水平，远远超过一般制造业集群中的企业。越来越多的大型复杂产品制造企业已将构建配套的知识集成体系纳入其供应链的重点环节，如供应商参与新产品研发（NPD）现已逐渐成为一种普遍的供应链管理模式。

由此，本文从上述产业关联、组织运作和知识集成三个维度构建了大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型（见图1）。

3 大型复杂产品制造业集群供应链三维分析

3.1 产业关联

由大型复杂产品的特点可知，大型复杂产品的竞争已不单纯是企业之间的竞争，更多地表现为产业链之间的竞争，而大型复杂产品制造业集群与产业链有着密切的内在联系。一方面，大型复杂产品制造业集群使专业化分工获得空前发展，并在专业化分工的基础上建立配套体系，围绕核心产业向上下游产业延伸，对上下游产业的带动以及对相关金融、中介机构的拉动，将逐渐孕育出完整的产业链。另一方面，产业链通过上下游的产业关联，逐渐形成产品研发、生产制造和销售服务的完整链条，反过来也加速了产业集聚的进程，增强了产业抗风险的能力和产业集群整体的竞争力。这两方面的共同作用提高了大型复杂产品制造业集群的产业关联度。由此大大缩短了大型复杂产品研发和制造周期，不仅减少了决策成本，而且降低了生产成本和交易成本，提高了集群供应链系统的快速响应能力。与一般制造业集群相比，较高的产业关联度在缓和协作关系中固有问题的同时，又避免了增加纵向一体化的不灵活性以及管理上的复杂性。

现今，大型复杂产品制造业已经远远超出了“一个行业”的概念，对区域经济发展的促进作用日益显著，集群内企业的角色和作用，远远超出了他们创造的财富和对经济的贡献。当大型复杂产品制造业集群产业关联度的提高所带来的公共基础设施的节约、灵活生产和技术创新等外部经济越来越明显时，政府充分意识到利用集群规律的意义和价值所在。纵观欧美发达国家经济的发展，大型复杂产品制造业的竞争实质就是规模的竞争和效率的竞争，而政府在推进大型复杂产品制造业集群产业关联性方面发挥着巨大的引导和协调作用。首先，政府介入有利于消除传统原子型产业结构自我发展不足的弊端。在完全竞争的市场条件下，大型复杂产品制造企业的竞争最终形成企业按照边际成本定价获得零利润的均衡，这种均衡的结果如果仅仅依靠系统的自我发展和积累是很难打破的。因此，通过政府的介入促进大型复杂产品制造产业的整合重组，以形成垄断竞争的市场格局，不仅扩大了企业的生产规摸，而且提高了整个产业的竞争力。其次，政府的介入有利于提高相关产业集中的速度。相关产业的集聚发展既是生产要素在不同部门配置的过程，也是市场对资源进行基础性配置的过程，但仅仅依靠市场的力量自发集中在短期内是不可能实现的，尤其是对具有战略意义的大型复杂产品制造业而言更是如此。因此，政府的介入有助于加快相关产业的集聚速度，提高大型复杂产品制造业集群的产业关联性。政府一方面应鼓励大型复杂产品制造企业或企业集团通过主辅分离、生产环节分解等，衍生出一批具有紧密分工与协作关系的关联企业，通过业务外包等途径促进分工与产业链的延伸，支持中小企业按照“专、精、深、特、新”，围绕所在供应链主动与大型复杂产品制造核心企业配套，实现产业向纵深发展，提高集群产业的关联性；另一方面，应充分利用本土资源优势，采取独立建厂、转包生产以及合作研发等多种途径和方式，吸引国外大型复杂产品制造业跨国公司进入我国大型复杂产品制造业集群，通过国际合作不仅使我国大型复杂产品制造企业能主动融入全球供应链当中去，而且还能促进我国复杂产品制造业产业结构的调整和升级。

3.2 组织运作

尽管供应链作为一种逻辑思想具有一般的普适性，然而在集群环境下，大型复杂产品制造供应链作为一种组织运作，有着更为复杂的研发、制造和物流系统，且供应链的管理多具有项目管理的特点，使研制和生产构成一个统一的过程。在集群环境下，大型复杂产品承制企业一般承担多种产品，不同产品或同一产品不同研制阶段的供应链，具有不同的组织模式，即从组织运作维度出发，大型复杂产品制造业集群供应链可进一步划分为战略级供应链、项目级供应链、专业产品级供应链和过程级供应链四个层次（见图2）。

（1）战略级供应链。集群环境下大型复杂产品研制单位之间为了战略目的达成长期合作计划。既包括从事类似业务的企业之间的联合，也包括从事互补性业务的企业之间的联合；既包括强强联合，也包括强弱联合。这种联合是大型复杂产品研制单位为了长远的生存或发展而采取的重大步骤。

（2）项目级供应链。大型复杂产品的开发过程分别由不同企业完成，或一个企业把项目中的某些过程完整地外包给伙伴企业，并提供完整的数据及技术规范。供应链关系是以合同和信誉为基础，以共同获取利益为出发点的。如集群环境下，核心企业与生产型服务企业之间的关系就属于项目级供应链模式。

（3）专业产品级供应链。大型复杂产品中有一些专业性很强的专业系统、辅助性系统或零部件等的设计及生产，必须由专业企业完成，负责产品总成的企业与这些伙伴企业之间形成的关系为专业产品级供应链。飞机制造中的各类专业性系统，如导航系统、火控系统、发动机系统等与飞机主机之间的供应链关系即属于专业产品级供应链模式。

（4）过程级供应链。集群环境下，大型复杂产品制造企业之间有可能基于某一项目所涉及的各类资源及生产计划统一进行生产调度与分配，共同进行某些过程的活动，相互了解项目的进展情况，相互参与对方的业务流程，共享与互相操作合作企业的生产计划信息及资源，并根据对方的进展情况动态地调整自己的工作进程与调度策略。

集群环境下上述四种供应链运作模式可单独存在，也可同时存在。供应链系统的分层构建体现了大型复杂产品制造业集群供应链集成的水平。战略级供应链主要是从企业战略的高度进行的较高层次上的企业联合，通常表现为联盟企业之间的主导产品互补、市场分割等，是一种相对静态的供应链关系，企业之间不需要具体技术上的集成；项目级供应链的典型实现方式为通常所说的外包（Outsourcing）。成员企业与核心企业的关系以合同为法律依据，以合同所规定的时间、质量、成本、服务为最基本的合作条件，成员企业按核心企业所规定的技术规范和质量标准完成任务；专业产品级供应链主要表现为供需关系，而成员企业的核心竞争力通常表现为核心设备或核心技术，企业之间以详细的技术合同相互约束；过程级供应链表现为合作企业共同参与产品的设计与制造过程，需要具备较高的信息集成、过程集成、服务集成和应用集成技术。

3.3 知识集成

大型复杂产品制造业技术含量高，属于多学科综合性产品。如大型客机集现代工业成果于一身，涵盖了机械、电子、材料、冶金、仪器仪表、化工等几乎所有工业门类，并集成了数学、空气动力学、材料学、人机工程学、自动控制学、流体力学、管理学等上百种学科。智力与知识密集的特征决定了大型复杂产品制造业对知识和技术供应的高度依赖。目前大型复杂产品的研制活动呈现出国际化合作及军民两用的发展趋势，R&D活动的运行与管理更注重于市场化的运行机制。因此，传统的、孤立分散的研制模式难以适应新时期大型复杂产品研制要求，迫切需要建立一种高效、敏捷、柔性的协同研制环境，尤其是充分利用大型复杂产品制造业集群的有利条件，以满足研制过程中各环节各部门之间频繁协调和交流的需求。因此，集群环境下研制单位在强化内部知识和技术管理的同时，积极探索以技术创新为主体、按照市场契约机制形成的新型产学研合作模式，构建和完善与大型复杂产品制造业集群供应链相匹配的知识集成体系（见图3）。

该知识集成体系就是把研制单位内部以及研制单位之间的各种关系看作是一个整体的功能过程，存在知识产生、转移、扩散和创新四个不同的阶段，承担大型复杂产品研发和制造的各个方面应相互补充、相互衔接，才能发挥各自优势。具体而言，该知识集成体系可分为产品研发、知识管理和技术流动三个层面。其中的产品研发层面是由需求分析—基础研究—应用研究—开发研究组成的研发回路。其中高等院校主要从事基础研究，其职能重点是知识创新，政府所制订的政策对大学科技创新具有引导作用，主要体现在大学科学创新的领域和方向上；而科研机构更大程度上承担着将政府的战略规划转变为应用技术开发的任务，高等院校和科研机构共同为大型复杂产品制造企业的技术创新提供知识来源和技术储备。知识管理层面是由模式选择—筛选培育—评价管理—控制协调组成的回路。要将知识整合到大型复杂产品制造供应链业务流程当中，首先要确立企业知识管理体系，构建跨部门整合、筛选和评估知识的组织，使知识快速传播与分享；其次，通过实施业务流程再造，加强技术创新活动的协调和组织管理，促进产学研各个环节的紧密结合与协同作用。技术流动层面是由技术产生—技术转移—技术扩散—技术创新组成的回路。在此回路中，大型复杂产品制造企业主要作用是技术的应用和转化，强调科技成果的社会化和产业化。同时，把第一手的需求信息直接反馈给研发单位，可以显著提高大型复杂产品的科研效率和产出的有效性。

3.4 三维之间相互作用机制

产业关联、组织运作和知识集成三个维度之间形成相互作用机制（见图4）。

知识集成体系的建立和完善有利于产业关联度的提高。一方面，通过知识集成体系能够持续不断地在产品、工艺、原材料、流程、组织、管理等各个方面实施创新，而各领域的创新不仅推动了产品的持续改进，而且也促进了产业结构的不断优化和升级，从而提高了大型复杂产品制造业集群相关产业的关联程度；另一方面，知识集成体系不是一个由一系列R&D项目按时间先后顺序简单数量叠加而形成的线性过程，而是一个由多类型（基础研究、应用研究、工艺设计、技术改造等类型）、多层次、多目标创新项目持续动态集成的复杂过程，即所有创新项目之间具有紧密的联系和相互作用，表现在已实现的项目在解决或改进某一问题的同时，也造成了新的不平衡，这种不平衡是持续推出后续创新项目的基本原因要素和基础条件。正是由于这些创新项目之间持续的相互作用带动和促进了大型复杂产品制造业集群上下游相关产业关联度的不断提升。

产业关联度的提高有利于其供应链组织运作效率的提高和运作成本的降低。产业集群由众多按专业化分工的同类或相关产业的企业及其在价值链上相关的支撑企业和机构构成，而这些也是供应链的结构实体。供应链中这些企业按照供应链管理的战略思想进行专业化分工，且关联紧密，在整个产业中建立起环环相扣的供应链，使多个企业能够在一个整体的管理下实现协作经营和协调运作。产业关联度的提高无疑密切了上下游相关产业之间的联系，有利于实现供应链组织的无缝衔接，缩短了空间和时间上的距离，不仅提高了组织运作的效率，而且也降低了组织运作的成本，增强了大型复杂产品制造业集群的竞争力。

产业关联度的提高以及供应链组织的无缝衔接反过来又有利于知识的集成和扩散。在集群条件下，合作伙伴加入到供应链系统中，不仅带来制造信息和制造资源，而且还带来了管理技术、专利技术、市场开拓、产品开发和技术创新等各方面的知识；另外，以人为载体的个人隐性知识也能够方便地加入到系统中，使集群供应链企业能够做到知识及其载体“不为我有，但为我用”。同时，集群供应链网络为这些知识的传播与利用提供了快捷和便利的途径，邻近扩散和网络传播是最基本也是最有效的知识扩散方式。产业关联度的提高以及供应链组织的无缝衔接有利于建立和完善与集群供应链相配套的知识集成体系，从而为大型复杂产品制造业集群竞争力的提升提供了在机制上和内容上的保障。

4 案例及其分析

西安阎良国家航空高技术产业基地聚集着以西安飞机工业（集团）公司、西安航空发动机（集团）公司、中国第一飞机设计研究院以及中国飞行试验研究院等为核心的航空产业集群。本文在西安阎良航空产业集群环境下，基于上述三维空间模型，以我国某型号民用飞机的研制与生产过程为例，对其集群供应链系统的运作进行实证案例分析。

西安阎良航空产业集群为进一步提高集群产业关联性，一方面通过制定、完善和落实各项促进航空产业发展的相关政策，充分发挥主机研制和生产单位的辐射带动作用，促进技术扩散，使相关技术广泛延伸至各种制造业，有效带动了相关产业重大关键技术的整体突破。同时，积极推动信息平台建设，在实施数字化和网络化的基础上，实现集群企业间信息集成、过程集成、服务集成以及应用集成，从而为集群供应链企业间快速重组、敏捷制造和可重构生产提供了技术平台。另一方面，给予了相关国际合作在信贷、税收、土地使用和知识产权保护等方面必要的政策支特，从而吸引了包括波音公司在内的国外大型航空制造业跨国公司相继进入西安阎良航空产业集群，通过国际合作不仅迅速提升了自身的研发水平和生产能力，而且带动了相当一批国内外知名零部件和专业系统配套厂商在周边聚集，从而提高了集群产业的关联度。集群产业关联度的提高促进了集群供应链系统向上下游产业的延伸和发展。

围绕该型号民机的研制任务，主机所、主机厂以及用户等形成了战略合作关系，采用战略级供应链组织模式，成立产品领导小组，并构建了相应的协调管理机制。小组成员由研发、设计、制造、装配和主要专业系统公司的领导担任，负责对产品研制各个阶段进行统一协调、计划和管理，对系统内的资源实行统一调配。在整个产品的研制过程中，产品领导小组具有最高的协调权利，并以合同或协议为基础，协调、监督各阶段供应链成员，对出现的问题进行仲裁。主机所和主机厂在产品领导小组的统一指导下，进行合作伙伴的选择以及二级合同的签订，对伙伴企业工作的质量、进度等进行监督，并负责协调处理伙伴企业之间出现的问题，保证产品研制过程中各个阶段的正确实施。

针对具体项目和配套子系统，主机所和主机厂分别采用项目级供应链组织模式和专业产品级供应链组织模式对合作单位的进度、质量、经费等进行有效地控制和管理。如在研制该型号民机系列机载设备的过程中，相关设计院所按“项目管理”的理念，根据各自单位的专业优势，建立“临时性”的研发团队进行协同攻关，整个研发设计过程则统一由主机所进行计划、控制和协调，在保证质量的前提下，平衡项目的进度和成本。机载设备完成原型设计后，交由机载设备专业生产企业进行试制，在此阶段采用专业产品级供应链组织模式，以确保研发、设计、试验、制造以及测试过程之间的密切协作，做出样机。待机载设备定型后，采用专业产品级供应链组织模式保证了后续总装过程及批量生产的顺利进行。

在具体产品制造的过程当中，则采用了过程级供应链组织模式，以主机厂业务流程为核心，通过业务过程和其他应用进行绑定，实现业务流程驱动的企业集成，并面向跨企业供应链实现企业间业务过程的共享。这一阶段所做的工作主要是在成熟技术和方案的基础上与装配伙伴企业之间的合作生产，为提高生产系统的柔性，合作企业需要高度的信息集成和过程集成。

为保证该型号民机研制的顺利进行，集群供应链企业从战略、规划、过程到效能评估等方面构建了知识集成体系，该体系贯穿于供应链的全过程。在研发过程中，科研人员通过调研与分析，充分吸收和借鉴国内外的相关知识和技术成果，对国内外航空型号技术发展进行跟踪研究，在型号研制的前沿技术上进行创新。接着，科研人员在继承前期知识的基础上，通过对其进行有效的集成与整合，实现质的飞跃，将知识用于飞机的设计和方案论证中。同时，不断对航空产品和技术发展的动态信息进行深入分析，对所得到的知识进一步更新。在不断更新知识的前提下，利用知识数据库等手段对过程知识加以存储，并将知识进一步整合后，在预研和研制人员间实现知识共享。知识共享不仅体现在供应链企业组织内部成员对已有知识的共享，还体现在科研成果的外溢性，成为知识再创新与再集成的源泉，最终实现知识的转化和应用。在这一过程中，对知识的评价和反馈非常重要，它有利于对知识的开发和利用。在型号研制转为生产的环节中，将研制过程与生产过程的知识紧密结合，是大量知识被利用的阶段，知识集成体系发挥了重要的作用。对研制过程中产生的数据和知识，采用了PDM系统进行管理，同时将CAD/CAM和CAPP等软件封装在PDM系统中，实现型号研制过程中的知识集成；对于在生产过程中产生的数据和知识，采用了MRPⅡ系统进行管理。知识集成体系将PDM系统与MRPⅡ系统结合起来，通过信息平台接口，将集群供应链各个环节的数据、信息和知识进行集成管理，从而提高了研制效率，降低了研制成本，保证了产品质量。

该型号民机的成功研制充分反映了大型复杂产品制造业集群供应链的三个维度及其相互作用机制，为我国大型复杂产品制造业的发展提供了借鉴。

5 结束语

本文在对大型复杂产品制造业集群供应链组织特征分析的基础上，从产业关联、组织运作和知识集成三个维度构建了大型复杂产品制造业集群供应链三维空间模型。通过对产业关联维的分析，指出提高集群产业关联度，不仅有利于集群供应链系统的形成和发展，而且还能促进我国大型复杂产品制造业产业结构的调整和升级；通过对组织运作维的分析，指出可将大型复杂产品制造业集群供应链进一步划分为战略级供应链、项目级供应链、专业产品级供应链和过程级供应链四个层次，通过分层管理实现对整个集群供应链系统的有效控制和利用；通过对知识集成维的分析，指出构建和完善与大型复杂产品制造业集群供应链相匹配的知识集成体系，才能使涉及大型复杂产品的基础研究、应用研究、开发研究和型号研制紧密结合起来。同时，对产业关联、组织运作和知识集成三个维度之间的相互作用机制进行了深入分析。最后，以西安阎良航空产业集群为背景，基于三维空间模型，以我国某型号民用飞机的研制与生产过程为例，对其集群供应链系统的运作进行案例分析。

［1］Mike H..Product complexity,innovation and industrial organization ［J］.Research Policy,1998,27（26）:689-710.

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［6］郭岭.现代产业组织模式研究［D］.武汉理工大学,博士学位论文,2004.

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（责任编辑 谭果林）

Three-dimensional Space Model of Supply Chain in Cluster of Large-scale Complex Products Manufacturing Industry

Yang Jin1，Wang Juanru2
（1.School of Humanities,Economics and Law,Northwestern Ploytechnical University，Xi’an 710072，China;2.School of Management,Northwestern Ploytechnical University，Xi’an 710072，China）

The paper analyzes organization characters of supply chain in large-scale complicated product manufacturing industry cluster based on the previous studies.Based on the analysis,the paper constructs a three-dimensional space model of supply chain from three dimensions of industry correlation,organization operation and knowledge integration.Moreover,it analyzes the relationship between the system of supply chain in cluster and the large-scale complicated product manufacturing industry cluster.The paper provides an application case of this mode as experimental evidence.The results of research are useful for reference to the development of large-scale complex products manufacturing in China.

large-scale complex products;industrial cluster;supply chain

F279.23

A

国家自然科学基金（70803040），教育部人文社科基金（08JC630065），陕西省自然科学基础研究计划（2010JQ9004），西北工业大学人文社科与管理振兴基金（RW201004）。

2010-08-30

杨瑾（1973-），男，陕西西安人，博士，副教授；研究方向：供应链管理和产业集群等。