制造业与物流业联动机理系统动力学分析



制造业与物流业联动机理系统动力学分析

摘要:本文根据相关理论及中国现实情况构建制造业与物流业联动机理系统动力学模型，其中包括制造业及物流业增加值、制造业物流外包率和我国物流费用占GDP比重等变量，在完成模型的强壮性和一致性检验后应用Vensim PLE软件进行系统仿真政策模拟，结果发现我国物流业信息化对物流费用占GDP比重及制造业增加值有显著影响，而物流业增加值对制造业物流外包率的增加较为敏感。同时，国家对物流业信息化资金扶持可使制造业外包和物流业信息化的效果更加突出，使系统各参与方都得到更良好的发展。

关键词:制造业；物流业;联动机理;物流效率;系统动力学

引言

“十二五”以来，我国制造业与物流业的联动发展得到国家的重视，2009年国务院发布《物流业调整和振兴规划》，注重我国制造业和物流业的联动；延续此前的关注点，2014年国务院印发《物流业发展中长期规划(2014—2020年)》，再次强调推进第三方物流与制造业的联动发展。2015年初，我国提出“一路一带”和制造业走出去的战略目标，2015年5月19日，国务院正式发布《中国制造2025》，明确指出要通过创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化和人才为本使我国从制造业大国转变为制造业强国。这些目标的实现需要制造业与物流业的全面融合协作。因此，本文试图探究我国两业联动内在机理，并直观地呈现影响其联动效果的关键要素，为我国物流业助力制造业产业效率提升和结构调整提供理论依据和政策建议。

一、理论回顾

(一)制造业与物流业联动的动机

科斯(1937)的交易成本理论指出，企业可以通过市场和企业两种资源配置协调机制获取所需资源。制造企业是否会将物流业务外包取决于其对资源配置方式的选择和对综合绩效的权衡(王佐，2009)。当制造企业获得第三方物流带来的资源节约时，便有更多的精力放在制造业本身核心竞争力的培育上，核心竞争力是企业扩大经营的能力基础，对创造价值有根本的贡献且难以被竞争对手复制和模仿(C. K. Prahalad & Gary Hamel,1990)。这其实也是亚当·斯密(1776)分工理论的延伸，制造企业将内部链条上的物流环节分离出来，形成新兴第三方物流产业，将物流业务外包给第三方物流企业，从而只专注于自己最擅长的高附加值环节，产业组织呈现出垂直解体趋势(孙佳，程娜，2012)，带来制造业和物流业高级化发展机遇。

(二)制造业与物流业联动的内涵

制造业和物流业联动属于产业联动的范畴，是指在产业发展中通过产业结构的战略调整，形成合理的产业分工体系，实现产业的优势互补和协同发展，从而达到优化产业结构、提升产业能级和增强产业竞争力的目的。对于我国来说，两业联动主要表现在企业层面上，主要指企业之间基于产业链的垂直联系或基于联合技术攻关、市场开拓等共同目标的合作。

制造业和物流业联动发展是产业在发展中突破边界、双向互动、融合渗透的一种发展形势(吕涛，聂锐，2007)，也是制造业与物流业互相深度介入对方企业的管理、组织、计划、运作、控制等过程，共同追求资源集约化经营与企业整体优化的协同合作方式(黄有方，严伟，2010)。两业联动的方式有物流业务外包、制造企业自建物流公司以及与物流公司形成联盟等形式。本文认为不管采取哪种联动形式，归根结底都是制造企业将自己的物流业务外部化于服务水平高于自身和与本企业生产流程更加契合的物流服务者，以便在享受高水平物流服务的同时降低物流成本。而这一选择也将给物流业提供更多的机会以改善服务水平，改进服务方式，从而为制造业提供更多优质和异质化的服务。

(三)制造业与物流业的联动机理

1.制造业对物流业的影响

我国在进入“十一五”以后，工业化进程步入了工业化后期的前半阶段(黄群慧，2013)，产业结构中第二产业的比重仍然最大，因此，相比美国等发达国家，我国物流需求来源主要以制造业在内的第二产业为主，第三产业次之，农业最少。苏秦和张艳(2011)通过C-D生产函数和中国2007年投入产出表分析得出我国制造业仍是推动物流业发展的主要动力之一，特别是轻工、石化、钢铁、装备制造业。本文认为两业联动中制造业对物流业的影响主要是通过制造业的物流需求释放，特别是通过高端物流和始于供应源点结束于消费终点的一体化物流需求的释放来促使物流业产值增加。有了产值提升这一基础，物流业才能够加大信息化和高级人才的投入，拓展物流规模和提升物流服务水平，提供全程、一体化、一站式服务的国际化第三方物流。所以推动制造业物流需求外部化是推动物流业发展的关键。但要注意的是，随着经济的发展和结构的改进，我国服务经济的地位会逐渐凸显，服务业对物流业的需求和直接消耗系数会不断上升，因此它对物流业的推动不容忽视。

2.物流业对制造业的影响

制造业与物流业联动的重要形式是物流外包，(Persson & Virum,2001)的研究成果表明物流外包使得制造业企业更专注于培育与提升核心竞争力。而制造企业核心竞争力的培育需要各种资源，制造业与物流业联动的效用就在于通过联动实现制造业各种资源的节约。梁红艳(2015)研究发现物流外包通过降低制造业生产成本与交易成本显著地提升了制造业效率，而且从产业分工视角看，物流业发展通过促进制造业垂直分工、贸易发展及产业集聚显著地提升了制造业效率。沙颖和陈圻(2014)对我国28个制造业细分行业进行分析，结果表明物流业发展促进了制造业总体竞争力的提升,而这主要是通过生产成本和交易成本的降低来实现的，其中交易成本的中介效应更为明显，且物流业对资本密集型制造业的正向推动效应最为显著。本文认为物流业对制造业的影响主要表现在物流业通过增加信息化及高级人才的投资来提升物流业总体服务水平和降低企业的物流费用，从而为制造业带来更多的效益。而且，当物流业能提供多功能一体化等适合各个制造企业的高水平物流服务时，制造企业从研发、设计、采购、生产到营销整个周期可缩短，这也是生产过程中不可忽视的成本因素。

二、系统动力学模型

(一)模型边界确立

图1　我国制造业与物流业联动机理系统动力学因果关系图

本文研究对象是我国制造业与物流业的联动机理，目的在于通过模型的建立、测试及运行，探究我国两业联动的重要环节，为提升我国两业联动效果提供政策依据，进而为我国物流费用占GDP比例的降低探索有效途径。两业联动系统动力学模型是根据我国具体情况构建而成，其中包括制造业与物流业两个子系统。在制造业子系统中，主要考虑两业的联动程度对制造业效率及产值的影响，主要变量有企业物流成本费用率和制造业物流外包率等。在物流业子系统中，主要考虑两业联动带来的物流业服务水平的提升及我国社会物流总费用的降低，主要变量为物流业信息化投资规模、物流业高级人才投资规模和物流业固定资产投资规模等。此外，两个子系统在相互作用过程中主要受社会物流总费用、物流业效率和制造业效率等变量的影响。基于上述理论和系统动力学的基本原理，本文构建了“制造业产值—制造业对物流业的直接消耗系数—物流业产值—物流业效率—社会物流总费用—制造业效率”的系统框架，并以此为基础建立了我国两业联动的因果关系图(见图1)。

(二)模型流图的确立

为保证模型的准确性和科学性，模型的建立基于以下假设：

1.模型只包括制造业和物流业及其之间的关系，排除其他产业对模型的影响。

2.假设我国物流业的信息化水平与物流业服务水平及效率成正比。

3.假设国家对物流业的扶持体现在信息化及高级人才投资资金的支持上。

图2　我国制造业与物流业联动机理系统动力学流图

根据制造业和物流业联动的理论分析、上述假设及因果关系图构建我国两业联动机理系统动力学流图(见图2)，模型中涉及的各变量间的因果关系表征了制造业物流外部化、物流业服务水平、物流业产值和制造业效率之间的相互作用机制。

(三)动态假说

模型在合适的时限被确定和描绘之后，本文基于相关理论和我国两业联动实际情况结合系统内部反馈和流量存量图对模型时限中问题的动态特征提出以下假设：

假设一：如果提高我国制造业物流外包率，会使我国物流费用占GDP的比重下降，并且使制造业和物流业的产值提升。

假设二：如果提高我国物流业信息化和高级人才的投入，会使我国物流费用占GDP的比重下降，并且使制造业和物流业的产值提升。

假设三：我国政府对物流业信息化和高级人才投入的扶持会使物流业效率提升步伐加速。

假设四：两业联动中制造业物流外包比物流业信息化及高级人才的投入作用更大。

(四)参数设定

本文数据来源于《中国统计年鉴》《全国重点企业物流统计调查报告》《全国物流运行情况通报》和《第三产业统计年鉴》，各变量方程的参数设定均通过Eviews8.0软件回归并加以适当调试得到。

由于本文中我国的经济总量不是研究重点，因此文中GDP的值由表函数表示，其中2000年至2014年的值来源于《中国统计年鉴》，2025年的GDP数值29.1万亿美元来源于《中国2049战略》课题组成果，预计2025年人民币汇率为1美元兑换5元人民币。通过观察我国和日本历年的社会物流费用占GDP比重和制造业企业物流成本费用率的数据发现，通常企业物流成本费用率为社会物流费用占GDP比重数值的50%。

在两业联动动态复杂系统中，原因和结果可能在时间上相隔较远，为了表明我国两业联动问题的发生和特征，时限应该追溯到足够远(钟永光，2013)。结合中国实际情况及国家发展目标，设定模型仿真时间为26年，年限为2000年至2025年，仿真步长为一年，采用Vensim PLE软件进行仿真模拟。

(五)强壮性及有效性分析

模型极端条件下的强壮性分析主要是检测模型中方程是否稳定可靠，是否在极端条件下能反映现实系统的变化规律。模型有效性检验主要观察模型模拟情况与理论及现实情况是否一致。

1.强壮性分析

强壮性分析测试模型在极端条件下是否符合理论及现实情况，极端条件的测试可以发现模型隐藏的缺陷，查看模型是否违背基本原则，是系统动力学建模过程中的关键步骤。本文选取制造业物流外包率作为模型冲击变量，调节此变量数值为0，如果系统反映符合理论及现实情况，则系统方程具有鲁棒性，测试结果见图3。

图3　极端情况测试结果

从图3可知，当制造业物流外包率降为0%时，我国物流费用占GDP的比重下降幅度几乎为0，且物流业产值的提升也变得极缓慢，这与我国物流业需求大部分来源于制造业这一情况是相符的；同时如果外包率为0%，制造业企业将不能享受分工和供应链带来的效率提升和资源节约，发展速度会变慢，与相关理论一致。

2.一致性分析

本文建立的模型仿真区间为2000—2025年，以这一段时间内发生的历史数据为调试约束条件对模型中各子系统进行动态模拟，并对模拟值和真实值进行比较，通过计算得到误差率。结果显示物流业产值和社会物流总费用模拟值和真实值的相对误差都控制在5%以内(陈畴镛、蔡小哩，2005)，模型真实可信。

表1　一致性检测结果

三、灵敏度分析

通过对模型进行不断的改进，模型与现实情况已较为接近，灵敏度分析是通过改变模型中变量的参数,考察仿真输出的影响程度，为实际工作提供政策和决策支持。为了考察我国制造业和物流业联动过程中的关键环节及检验相关动态假设，本文对制造业物流外包率、物流业信息化及高级人才投资规模和国家对物流业投资的资金支持程度三个变量进行灵敏度分析。

(一)制造业物流外包率

图4　制造业物流外包率敏感性分析

制造业物流外包率会影响物流业产值，进而影响物流业信息化及人才投资规模，投资规模的变动会导致物流业竞争力的变动，最终影响我国物流费用占GDP的比重。本文将仿真分为两类，分别为制造业物流外包率到2025年提升至70%和90%，仿真结果见图4。仿真结果表明，制造业物流外包率越高，我国物流业效率提升得越快。当2025年外包率提升至90%时，我国物流费用占GDP的比重可降至 9.32%，体现了物流效率的提升，主要表现在物流服务水平的改进和服务价格的降低上，这不仅可以为制造业节约大部分物流费用，使2025年制造业增加值从484 449亿元提升至576 420亿元，而且也使物流业产值增速加快，增加值从154 311亿元提升至252 436 亿元。由于我国物流需求主要来源于制造业，所以制造业的物流外包对两业联动起着基础和关键作用，假设一得到验证。

(二)信息化及高级人才投资率

物流信息化一直是我国积极倡导的物流业努力方向，物流信息化指在已有的物流资源框架下，通过应用信息化手段来提高并改善物流绩效。现阶段我国物流业信息化基础差，许多物流领域的新技术、新装备应用相对较少，信息网络化水平较低。我国工信部电子科学技术情报研究所发布的《2012年物流信息化检测报告》显示，2012年参与信息化调研的物流企业中，有56.6%的企业进行了信息化投资，而其中15.38%的企业信息化投资率不足1%，38.46%的企业信息化投资率介于1%至5%，15.38%的企业信息化投资率在5%至10%之间，投资率超过10%的企业不到三分之一。加强对物流信息化及高级人才的投入已成为物流业发展的关键。

图5　物流业信息化及高级人才投资敏感性分析

本文设定信息化及高级人才的投资为同步提升，体现物流业软实力的整体提升，分析分为三类，分别是我国物流业信息化及高级人才投资系数到2025年提升至15%、25%和40%。模拟结果见图5。结果显示，物流业信息化及高级人才投资规模对物流业效率的提升作用明显，当投资系数为40%时，物流费用占GDP的比重在2025年甚至可以下降到6%，制造业因此享受到整体物流效率带来的绩效提升；对物流业来说，产值增加幅度相对小于制造业，这是由信息化及高级人才的投资引起物流业成本增加所造成。值得注意的是，信息化物流是一个开放的社会化物流系统，其中各主体能够自主获得与资源配置、运营作业等相关的物流信息，以支持其作出最优决策(王昕天,汪向东，2015)。该系统一旦形成，便能够引导物流行业中的不同参与主体走向有序、协调、共生、高效的竞争格局，所以，前期增速的缓慢反而会带来后期更好的质量和更快的增速，假设二得到验证。

(三)国家对物流业扶持程度

近年来，国家对物流业极度重视，出台了《物流业调整和振兴规划》和《物流业发展中长期规划(2014—2020年)》等以加快现代物流的发展，各省市政府也相继出台促进物流业发展的扶持、奖励措施。本文设定在外包率70%及信息化和高级人才投资15%时，分别模拟国家资金支持系数为20%和40%的两类策略，结果如图6所示。

图6　国家资金支持敏感性分析

由图6可知在国家资金支持下，我国物流费用占GDP的比重下降明显，同时，制造业和物流业增加值的提升幅度也会增大，假设三得到验证。

(四)制造业物流外包和信息及人才的投资作用对比

为了观察两业及联动对制造业物流外包和信息及人才的投资的敏感性，首先进行外包率为70%的模拟，再与信息及人才投资系数为15%和25%的情形进行对比，结果见图7。物流费用占GDP比重对信息及人才的投资更加敏感，下降速度从快到慢排列依次为信息及人才投资系数为25%、15%及制造业外包率70%。制造业对信息及人才的投资较为敏感，即对物流费用比较敏感，增加值提高最多的是信息及人才投资系数为25%，外包率70%和信息及人才投资系数15%的效果相差不大。对物流业增加值来说，信息及人才投资系数为25%和外包率70%的效果相差不大，而信息及人才投资系数为15%的效果较弱，说明不管是制造业的物流外包增多还是自身信息化程度的提高都会带来绩效提升。同时，从各政策模拟看物流业增加值占GDP比重，占比从高到低依次是信息及人才投资系数为25%、制造业外包率70%和信息及人才投资系数为15%，对信息及人才投资系数和制造业物流外包率的敏感性相差不大，假设四得到部分验证。

(五)单因素作用与复合因素作用对比

图8　单因素作用与复合因素作用对比

制造业和物流业联动并不是某一方可以单独完成的，联动需要系统中各个成员的积极协作。本文依次加入制造业外包率、物流业信息化及国家扶持，观察复合因素作用与单因素作用对两业联动效果的影响，结果见图8。

四、结论

本文以我国制造业和物流业联动机理为研究对象，应用系统动力学方法绘制了两业联动中制造业物流外包如何影响物流业信息化及我国物流效率的因果关系图并构建了系统流图，进而使用Vensim PLE软件实现了系统仿真，并就制造业物流外包率、物流业信息化及高级人才投资和国家资金支持进行了灵敏度分析。得出的主要结论是：制造业物流外包率、物流业信息化及高级人才对投资和国家资金支持以及我国物流效率都有显著影响，但物流费用占GDP的比重和制造业增加值对物流业信息化及高级人才投资的灵敏度较高，物流业对外包率和信息化及高级人才投资的灵敏度区分不明显。

由此，我国在进行制造业与物流业联动时，可根据现实需要加强某些方面的支持。最重要的还是要将制造业物流需求的释放和物流业信息化投资结合起来，并加以国家在各方面的扶持，这样才能使我国物流业服务水平有质的提升，使我国制造业走向集约型发展道路，在资源节约的同时使结构更加高级化。

五、不足和展望

由于制造业和物流业的联动是一个复杂过程，因此对模型中的部分变量和方程作了简单化处理，今后的研究中应不断结合实际情况进行复杂动态模拟。此外，两业联动带来的制造业内部结构的变化未能在系统中体现出来，将来的研究可加入结构变量来衡量两业联动对制造业内部结构变化的影响。

[参考文献]

[1] 王佐.制造业与物流业联动发展的本源和创新[J].中国流通经济,2009(2):16-19.

[2] Prahalad C K, Gary Hamel. The Core Competence of The Corporation[J]. Harvard Business Review，1990(May-June): 79-91.

[3] 孙佳,程娜.分工理论的演进发展及对我国制造业产业升级的启示[J].求是学刊,2012,39(4):61-64.

[4] 吕涛,聂锐.产业联动的内涵理论依据及表现形式[J].工业技术经济,2007(5):2-4.

[5] 黄有方,严伟.我国制造业与物流业联动发展的趋势及建议[J].上海海事大学学报,2010,31(1):1-6

[6] 黄群慧.中国的工业化进程:阶段、特征与前景[J].经济与管理,2013,27(7):5-11.

[7] 苏秦,张艳.制造业与物流业联动现状及原因探析[J].软科学,2011,25(3):61-69.

[8] Persson G, Virum H. Growth Strategies for Logistics Service Providers: A Case Study[J]. International Journal of Logistics Management, 2001, 12(1):53-64.

[9] 梁红艳.物流业发展对制造业效率影响机制研究[J].东南学术,2015(1):88-97.

[10] 沙颖,陈圻.物流业提升制造业竞争力的成本中介效应实证研究[J].软科学，2014，28(9):39-43.

[11] 钟永光,贾小箐,钱颖.系统动力学[M].北京:科学出版社,2013.

[12] 陈畴镛,蔡小哩.区域经济与第三方物流互动发展的系统动力学模型[J].数量经济技术经济研究，2005，22(7):44-52.

[13] 王昕天,汪向东.电子商务背景下物流信息化的新趋势——基于信息化物流的研究框架[J].中国流通经济,2015(1):57-63.

(责任编校：朱德东)

Research on Interaction Mechanism of Manufacturing Industry and Logistic Industry Based on System Dynamics

HE Bo

(NortheastNormalUniversity,JilinChangchun130117,China)

Abstract:This paper constructs the interactive mechanism system dynamics model of manufacturing industry and logistic industry according to the relevant theories and actual situation of China, including the variables such as value-added, outsourcing rate of the manufacturing industry and logistic industry as well as the proportion of China’s logistic industry to GDP. This relationship is simulated by Vensim PLE software after robustness and consistency checking. Results show that logistics informatization has significant influence on the efficiency of logistics and manufacturing output value-added，but logistics output value-added is more sensitive to the logistics outsourcing rate of the manufacturing industry. Meanwhile, the governmental financial support to logistic industry informatization can make the effect of both the outsource of the manufacturing industry and the informatization of the logistic industry more effective and make all parties of the system obtain a better development.

Key words:manufacturing industry; logistic industry; interaction mechanism; logistic efficiency；system dynamics

中图分类号：F260;F224.1

文献标志码：A

文章编号：1672- 0598(2016)02- 0015- 09

[作者简介]何博(1991—)，女；东北师范大学研究生，主要从事物流与供应链管理研究。

[基金项目]长春市科技计划项目(14RY002)“面向供应链金融服务的物流产业发展策略研究”

[收稿日期]2015-07-15

doi:12.3969/j.issn.1672- 0598.2016.02.003

何博(东北师范大学，吉林 长春 130117)