装备制造业产业集群供应链种群生态系统的模拟与仿真

徐菁鸿++吴宝智++李玉娜

摘 要：从生态学角度对集群供应链展开研究会有助于集群供应链上下游企业优化其资源，提升其竞争力。装备制造业产业集群供应链的上下游多个企业种群对资源要素的需求具有一定的重叠与交叉，在资源有限的情况下，容易发生类似于捕食与被捕食（寄主—寄生）的现象。拟从种群生态学的视角出发，借鉴捕食者-食饵理论，以汽车产业集群供应链上中下游企业为例，构建种群生态系统并进行模拟与仿真。

关键词：装备制造业；汽车产业集群供应链；种群竞争生态系统；模拟；仿真

中图分类号：F260 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）04-0035-03

引言

推动分散发展向产业聚集转变是促进装备制造业发展的新途径。在生态学中，生物种群是指占据一定空间的，通过个体扩散相互联系，相互作用的一群个体。就系统本身而言，产业生态系统和社会经济系统在其系统演进上都要遵循系统生态演化的规律，因此，可以将具有一定内在联系的个体企业的聚集视为企业种群。企业种群生态理论主要研究有同行业或产品具有替代功能的企业组成的群体。丹尼尔.C.艾思提和波特（1997）认为产业生态的系统观可以帮助企业在内部以及在上下游供应链之间寻找增加值或降低成本的途径，而产业生态思想通常会有助于企业优化其资源（有助于提升资源生产率），进而会提升企业的竞争力。实践证明，企业是具有一定生命特征的。企业的生命周期与生物的生命周期有很多相似之处，都要经历诞生、成长、繁殖裂变、衰老的生命历程，生物生态系统比其他任何系统更适合描述企业在经营过程中的振荡变化。集群内上下游供应链的多个企业种群由于相同或相关行业的企业和机构在特定的地理位置上聚集而形成一个集成的生态系统，该系统在一定的时间或空间里，共同消耗各种环境要素包括原材料、劳动力、资本、客户等，同时，该系统内部上下游企业种群之间也存在资源的消耗与转化，并呈现出周期性的振荡。目前，运用生态学的理论与方法解决此类问题的研究处于起步阶段。

以汽车产业集群供应链为例对装备制造业产业集群的发展进行分析与研究具有一定的现实意义。通过有效的密度制约等途径，实现汽车产业集群供应链上各企业种群规模的良性发展，增强其竞争力，从而有效地带动汽车产业集群的发展。

一、文献综述

目前关于装备制造业产业集群供应链的研究分为以下几类：

（一）产业集群供应链的基础理论研究

崔沛然、张予川在供应链及产业集群的理论研究基础上，对产业集群供应链形成机理进行了系统的研究。认为产业集群供应链主要表现为提升企业的经济效益，进一步加强专业化分工，形成多种形式的竞合关系，提高区域营销竞争能力的四个方面；王叶峰以浙江服装产业为例对产业集群供应链风险管理进行了透彻的分析；陈永祥在基于产业集群的供应链网络系统研究中探讨了基于产业集群的供应链网络系统的设计与优化的可靠性问题，将多目标供应链网络运作平台移植到区域产业集群中，使其同时具有范围辐射效应与规模经济效益[1～3]。

（二）应用种群生态理论对汽车产业集群或其他集群供应链进行定性研究

Hannan和Freeman 认为，由于资源的有限性和固定性，环境所能容纳的组织种群的密度是有限的，承载能力剩余空间越大，组织种群的成长速度越快，但是对于不同的组织形态，其进入环境承载能力剩余空间的速率不同。孙东升在产业集群与区域经济发展的核心竞争力——以安徽芜湖奇瑞汽车及零部件产业群为例一文中以芜湖汽车产业集群的形成过程为背景，说明了产业集群存在的好处，分析了芜湖汽车产业链的特点[4～5]。

目前对汽车产业集群供应链上企业种群竞争生态系统的研究主要停留在基础理论与定性分析阶段，运用生态学的建模方法进行模拟与仿真的研究很少，本文将构建汽车产业集群供应链上三个典型企业种群的概念模型，建立非线性规划模型来模拟三企业种群的竞争生态系统，实现双赢，达到系统的良性循环。

二、建模与仿真

（一）概念模型

本文利用数值方法，建立如下三种群捕食系统，假设某个装备制造业产业集群供应链上有上游企业种群一个，下游企业种群两个：

根据Volterra模型的特点，多数捕食者—食饵系统观察不到周期振荡，而是趋向某个平衡的状态，即存在稳定平衡点。图2数值解图选定的区间是五年，假设该区域倾向于扶持上游企业种群，并限制下游外资企业种群。从图中可以看出，随着时间的推移，上游企业种群呈现为先下降后上升的趋势，下游企业种群1呈现下降趋势，下游企业种群2呈现出先下降后上升的趋势。两个下游企业种群在期初均出现产出规模递减的趋势，根据生物学中的竞争排斥理论，类似的两种群在同一小生境中不能共存，若共同相处，则竞争的结果必然导致其中一种群灭绝，即容纳量较大的那个种群获胜，容纳量较小的那个种群灭绝。也就是说，在两竞争种群的内禀增长率相同的情况下，当种内竞争的影响小于种间竞争的影响时，竞争的结果将导致一种群灭绝。所以，当相似的本地企业种群与外资企业种群由于竞争排斥导致双方产出规模减少的时候，上游企业种群的产出规模也受到了影响，即在期初呈现下降趋势，此时，下游外资企业在期初集群机能不完善的情况下凭借其自身的先进性而起到主导作用，表现为产出规模明显高于上游企业种群与下游本地企业种群。随着竞争的继续进行，外资企业种群的产出规模由于受到限制而持续的递减呈现出灭绝趋势，与此同时，本地企业种群的产出规模开始明显增加，并对上游企业种群起到了主导作用。

相轨线是封闭曲线，结构不稳定，一旦离开某一条闭轨线，就进入另一条闭轨线，不恢复原状，自然界存在的周期性平衡生态系统是结构稳定的，即偏离周期轨道后，内部制约使系统恢复原状。由图3所显示的三维相图所表现的情况来看，该曲线在模拟周期五年内尚未进入了闭轨线，说明此三企业种群竞争生态系统的结构是不稳定的，即在五年内，三种群的周期振荡与平衡状态是无法观察到的。endprint

若将模拟周期延长至六十年，会观察到图3（a）中仍未出现闭环，将终点放大数倍后，见图3（b），可以观察到，轨线的末端出现小幅不轨则振荡，并持续。说明三企业种群构成的产业集群在演进过程中是结构不稳定的，如果系统受到干扰，其内部制约机制无法使系统自动恢复原有的状态。有研究表明，链接越简单，系统越脆弱；链接越复杂，系统越强壮。本文所选取的集群正处于发展阶段，构成简单，所以，任何外力或是环境的改变都可能引起集群的剧烈波动。如果区域经济的发展支持该集群稳健发展，那么随着机制的健全，政策的导入，该集群的构成会更加复杂，稳定性也会加强。

结论与展望

第一，在装备制造业产业集群供应链上，上下游企业种群以雇佣为基础的合作关系对上游核心企业会形成不良的影响。短期内，集群供应链上的各种群可能会先后达到各自的稳定状态，但该种状态并不能推进集群供应链的最终稳定。当某两个种群具有类似的竞争属性时，按照生态位理论，可能会对有限的资源展开掠夺竞争，这种竞争将促进集群的进化或退化。所以，应在集群供应链的演进过程中强化政府引导作用，对有限资源与空间进行合理的调节，避免恶性竞争的发生导致集群整体的退化[6]。

第二，为装备制造业产业集群培育出以核心企业为首的完整地供应链才是长远发展之举。可以学习丰田对供应链上的伙伴构建一体化企业网络的做法，在增强核心企业影响力辐射的同时，推动中下游企业的技术创新，进而推动装备制造产业集群供应链的整体发展[7]。

参考文献：

[1] 崔沛然，张予川.产业集群供应链形成机理研究与应用[J].物流科技，2010，（5）：103-105.

[2] 王叶峰.产业集群供应链风险管理透析——以浙江服装产业为例[J].中国国情国力，2011，（12）：50-54.

[3] 陈永祥.基于产业集群的供应链网络系统研究[J].中国商贸，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，France，Germany and Italy”，American Sociological Review，60：509-528.

[5] 孙东升.产业集群与区域经济发展的核心竞争力——以安徽芜湖奇瑞汽车及零部件产业群[J].经济研究参考，2005，（69）：13-19.

[6] 王国跃，李海海.中国装备制造业产业集群发展模式及对策[J].经济纵横，2008，（12）：54-57.

[7] 李凯，李世杰.装备制造业集群耦合结构：一个产业集群研究的新视角[J].中国工业经济，2005，（2）：51-57.

[责任编辑 吴高君]endprint

若将模拟周期延长至六十年，会观察到图3（a）中仍未出现闭环，将终点放大数倍后，见图3（b），可以观察到，轨线的末端出现小幅不轨则振荡，并持续。说明三企业种群构成的产业集群在演进过程中是结构不稳定的，如果系统受到干扰，其内部制约机制无法使系统自动恢复原有的状态。有研究表明，链接越简单，系统越脆弱；链接越复杂，系统越强壮。本文所选取的集群正处于发展阶段，构成简单，所以，任何外力或是环境的改变都可能引起集群的剧烈波动。如果区域经济的发展支持该集群稳健发展，那么随着机制的健全，政策的导入，该集群的构成会更加复杂，稳定性也会加强。

结论与展望

第一，在装备制造业产业集群供应链上，上下游企业种群以雇佣为基础的合作关系对上游核心企业会形成不良的影响。短期内，集群供应链上的各种群可能会先后达到各自的稳定状态，但该种状态并不能推进集群供应链的最终稳定。当某两个种群具有类似的竞争属性时，按照生态位理论，可能会对有限的资源展开掠夺竞争，这种竞争将促进集群的进化或退化。所以，应在集群供应链的演进过程中强化政府引导作用，对有限资源与空间进行合理的调节，避免恶性竞争的发生导致集群整体的退化[6]。

第二，为装备制造业产业集群培育出以核心企业为首的完整地供应链才是长远发展之举。可以学习丰田对供应链上的伙伴构建一体化企业网络的做法，在增强核心企业影响力辐射的同时，推动中下游企业的技术创新，进而推动装备制造产业集群供应链的整体发展[7]。

参考文献：

[1] 崔沛然，张予川.产业集群供应链形成机理研究与应用[J].物流科技，2010，（5）：103-105.

[2] 王叶峰.产业集群供应链风险管理透析——以浙江服装产业为例[J].中国国情国力，2011，（12）：50-54.

[3] 陈永祥.基于产业集群的供应链网络系统研究[J].中国商贸，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，France，Germany and Italy”，American Sociological Review，60：509-528.

[5] 孙东升.产业集群与区域经济发展的核心竞争力——以安徽芜湖奇瑞汽车及零部件产业群[J].经济研究参考，2005，（69）：13-19.

[6] 王国跃，李海海.中国装备制造业产业集群发展模式及对策[J].经济纵横，2008，（12）：54-57.

[7] 李凯，李世杰.装备制造业集群耦合结构：一个产业集群研究的新视角[J].中国工业经济，2005，（2）：51-57.

[责任编辑 吴高君]endprint

若将模拟周期延长至六十年，会观察到图3（a）中仍未出现闭环，将终点放大数倍后，见图3（b），可以观察到，轨线的末端出现小幅不轨则振荡，并持续。说明三企业种群构成的产业集群在演进过程中是结构不稳定的，如果系统受到干扰，其内部制约机制无法使系统自动恢复原有的状态。有研究表明，链接越简单，系统越脆弱；链接越复杂，系统越强壮。本文所选取的集群正处于发展阶段，构成简单，所以，任何外力或是环境的改变都可能引起集群的剧烈波动。如果区域经济的发展支持该集群稳健发展，那么随着机制的健全，政策的导入，该集群的构成会更加复杂，稳定性也会加强。

结论与展望

第一，在装备制造业产业集群供应链上，上下游企业种群以雇佣为基础的合作关系对上游核心企业会形成不良的影响。短期内，集群供应链上的各种群可能会先后达到各自的稳定状态，但该种状态并不能推进集群供应链的最终稳定。当某两个种群具有类似的竞争属性时，按照生态位理论，可能会对有限的资源展开掠夺竞争，这种竞争将促进集群的进化或退化。所以，应在集群供应链的演进过程中强化政府引导作用，对有限资源与空间进行合理的调节，避免恶性竞争的发生导致集群整体的退化[6]。

第二，为装备制造业产业集群培育出以核心企业为首的完整地供应链才是长远发展之举。可以学习丰田对供应链上的伙伴构建一体化企业网络的做法，在增强核心企业影响力辐射的同时，推动中下游企业的技术创新，进而推动装备制造产业集群供应链的整体发展[7]。

参考文献：

[1] 崔沛然，张予川.产业集群供应链形成机理研究与应用[J].物流科技，2010，（5）：103-105.

[2] 王叶峰.产业集群供应链风险管理透析——以浙江服装产业为例[J].中国国情国力，2011，（12）：50-54.

[3] 陈永祥.基于产业集群的供应链网络系统研究[J].中国商贸，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，France，Germany and Italy”，American Sociological Review，60：509-528.

[5] 孙东升.产业集群与区域经济发展的核心竞争力——以安徽芜湖奇瑞汽车及零部件产业群[J].经济研究参考，2005，（69）：13-19.

[6] 王国跃，李海海.中国装备制造业产业集群发展模式及对策[J].经济纵横，2008，（12）：54-57.

[7] 李凯，李世杰.装备制造业集群耦合结构：一个产业集群研究的新视角[J].中国工业经济，2005，（2）：51-57.

[责任编辑 吴高君]endprint