基于系统动力学的煤炭产业公地研究初探

窦园园

(中国矿业大学(北京)管理学院，北京 100083)

管理专论

基于系统动力学的煤炭产业公地研究初探

窦园园

(中国矿业大学(北京)管理学院，北京 100083)

产业公地最初作为分析美国制造业发展症结及其振兴路径的工具而被提出，其对煤炭产业发展同样关系重大。本文在对提出产业公地的背景、概念内涵进行深入分析的基础上重新定义产业公地，并运用系统动力学软件Vensim画出煤炭产业公地各影响因素的因果循环图。研究表明，受宏观经济增速、环境污染、进口煤炭及可替代能源的影响，煤炭产业公地由“黄金期”逐步进入不可逆的衰退期，可以通过加强煤炭供应链管理、加大节能减排技术改造和研发投入力度等举措延缓煤炭产业公地受侵蚀的速度。

煤炭产业；产业公地；系统动力学；Vensim

自2012年2月美国国家科技委员会发布《先进制造业国家战略计划》以来，产业公地(Industrial Commons)渐渐走进人们的视野，为各国政府、企业领导者及学术研究者所认知。但除了机械工业信息研究员战略与规划研究所的部分研究人员和钱平凡对产业公地有所探究外，国内还没有对产业公地的概念、研究背景及形成机理进行系统研究。

1 产业公地概念提出的背景与定义

1.1 提出产业公地的背景

美国制造业兴衰历程跟国际上四次产业转移密切相关。第二次世界大战之前，英国作为第一个“世界工厂”主导了第一次国际产业转移，而美国恰恰得益于此次产业转移，促进了本地工业的迅速发展，一跃成为世界工业发展史上的第二个“世界工厂”。然而到了20世纪50年代，美国主导了向日本及原联邦德国输出劳动密集型传统产业的第二次国际产业转移，美国本地主要保留资本、技术密集型产业，最终成就了日本第三个“世界工厂”的地位。在日本主导的第三次国际产业转移的过程中，美国反过来承接了日本部分汽车、电子等资本、技术密集型产业。随后的第四次国际产业转移美国作为产业输出地之一，加大了对中国内地等的产业转移力度[1]。

经历了几次国际产业转移，美国一边享受着以中国为首的产业转移承接地物美价廉的产品，一边主导着最具附加值的制造业微笑曲线的两端，掌握着众多产业的核心技术。但是与此同时，美国面临着巨额的对华贸易逆差。大量中低端产业的国际转移，造成了美国失业率居高不下，加之美国过度依赖虚拟经济，产业“空心化”特征显著。

受2008年金融危机的巨大冲击，美国开始重拾制造业，实施再工业化。面对美国制造业所呈现的囧境，很多学者也开始反思制造业对于美国的意义。哈佛商学院的Gary P. Pisano和Willy C. Shih教授经过深入的思考研究后提出美国制造业过度外包及本地投资不足造成了“产业公地”遭受侵蚀，这是美国制造业竞争力出现问题的症结所在。随后美国在颁布的《先进制造业国家战略计划》中对“产业公地”进行了引用，并明确提出“加强‘产业公地’建设”。美国竞争力委员会在2013 年发布的报告《Rebuilding the Industrial Commons》中也充分肯定了产业公地的重要性。

1.2 产业公地概念及界定

产业公地最初是由哈佛商学院的Gary P. Pisano和Willy C. Shih教授于2009年提出，并将其定义为根植于企业、大学和其他组织之中的研发与制造的基础设施、专业知识、工艺开发能力、工程制造能力等，这些能力共同为一系列的产业成长和技术创新提供基础[2]。2012年两位教授在《哈佛商业评论》上发表了《Does America Really Need Manufacturing ?》，并以其为核心编著了《Producing Prosperity：Why America Needs a Manufacturing Renaissance》，将产业公地定义为由各种专有技术、产业运作能力和专业化技能的网络交织构成，这些能力和要素嵌入在劳动者、竞争者、供应商、消费者、合作型的研发项目以及大学之中，并且通常向多个产业部门提供支持[3]。

两位教授对“产业公地”这一概念的提法，是从1968年英国学者Hardin提出的“公地悲剧(The Tragedy of the Commons)”[4]，以及对“公共用地”内容的扩充中得到的启示，并引入农业生态系统中“公共用地”的例子对其进行阐述。他们对产业公地的论述紧紧围绕美国制造业，在详细论证美国制造业产业公地兴衰始末的基础上提出重建产业公地的必要性及相关举措。

两位教授认为美国制造业产业公地的侵蚀是由市场环境、政府政策、企业管理者三个方面因素共同引发的制造业不恰当外包及研发投入不足造成的，在此仅强调制造业外迁因素而忽略迁入因素是由美国制造业的特殊国情决定的。实际上，产业生态系统若出现产业或企业的不恰当引进，同样会引发类似多“米诺骨牌效应”的公地侵蚀。根据他们对产业公地的描述，产业公地的内涵随着不同产业对象的不同发展阶段有所变化，不局限于特指制造业，但定义的指向始终是维系某个国家或区域产业生态系统持续、可循环发展的各种能力的集合。

本文将产业公地定义为：维系某个国家或区域一系列产业持续成长和技术创新的各种能力和要素网络交织形成的集合，这些能力和要素包括基础设施配套能力、工艺开发能力、工程制造能力、信息化水平、制度创新能力等等，而这些抽象的能力和要素是根植于劳动者、消费者、供应商、地方机构(大学、中介机构等)、政府和企业决策者等实体对象中，并共同决定着产业公地的健康状况。产业公地是为多个产业所共享的网络体系，其强劲的溢出效应维系着区域内利益共同体的共同发展。

2 基于系统动力学的煤炭产业公地分析

2.1 研究现状及意义

系统动力学是由麻省理工学院的J. W. Forrester教授在1956年提出的，多用于解决非线性信息反馈的复杂系统问题[5]。系统动力学在煤炭产业的应用多集中在煤炭需求预测、人才需求预测、安全管理、库存管理等方面[6-8]，但在产业公地的应用仍处于空白。首次尝试运用系统动力学方法对煤炭产业公地进行研究，有助于深入了解影响其发展的内在机理。作为一个全新的概念，产业公地的提出丰富了区域经济学、产业经济学领域的理论，并为学术研究和应用实践提供了新的视角和思路，有助于我国从美国制造业产业公地兴衰这面史镜中谨记前车之鉴，重视煤炭产业公地建设。

2.2 “黄金期”煤炭产业公地发展状况

类似于美国制造业，我国煤炭产业公地的发展水平同样受到基础设施配套能力、基础共性技术、政策法规配套能力、劳动力水平等因素的影响，产业公地发展状况关系到产业整体发展水平。同时，煤炭产业经济效益的好坏会直接或间接地反作用于产业公地，如此便形成了反馈回路。在已有相关研究的基础上[9-11]，确定系统包含各个影响因素，运用系统动力学软件Vensim绘制以下因果循环图，以完整体现关于煤炭产业公地的心智模式。

图1 部分因果循环图A

图1中有四条回路，如下所述。

回路1：煤炭需求量→+国产煤炭销量→+煤炭产业经济效益→+煤炭清洁生产改造投入→-环境污染程度→-煤炭需求量。

回路2：煤炭需求量→+国产煤炭销量→-库存过剩→-煤炭价格→+煤炭产业经济效益→+煤炭清洁生产改造投入→-环境污染程度→-煤炭需求量。

回路3：政府整治力度→+煤炭清洁生产改造投入→-环境污染程度→+政府整治力度。

回路4：煤炭产业经济效益→+煤炭清洁生产改造投入→+煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路1为增强回路，改革开放后我国经济迎来了高速增长，在输入悬摆“经济增速”的刺激下，我国工业发展迅速，对“煤炭需求量”不断攀升。同时2013年以前“煤炭进口量”少，对国内煤炭销量及价格影响较弱，“国产煤炭销量”一路飙升，与增强回路2中高“煤炭价格”的共同作用下，带来了很高的“煤炭产业经济效益”。理论上，根据调节回路3和4，高的“煤炭产业经济效益”加上“政府整治力度”的加大，将使得“煤炭清洁生产改造投入”力度增强，进而“环境污染程度”降低，“煤炭成本”随之加大。同时但这一时期人们对煤炭高收益的热度远高于环境治理，政府对煤炭企业和环境的整治力度不强，“煤炭清洁生产改造投入”的增速远低于“煤炭产业经济效益”的上升，最终导致环境污染迅速加重。以上因素的相互作用构成了煤炭产业公地发展的关键引擎，同时也触发了对煤炭企业来说的良性循环。

图2中共有十四条回路，分别如下所述。

图2 部分因果循环图B

回路5：煤炭产业经济效益→+配套企业完善程度→+供应链鲁棒性→-煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路6：煤炭产业经济效益→+配套企业完善程度→+供应链鲁棒性→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路7：煤炭产业经济效益→+交通运输完善程度→-煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路8：煤炭产业经济效益→+交通运输完善程度→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路9：煤炭产业经济效益→+职工培训投入→+煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路10：煤炭产业经济效益→+职工培训投入→+劳动力水平→+生产效率→-煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路11：煤炭产业经济效益→+职工培训投入→+劳动力水平→+平台运营效率→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路12：煤炭产业经济效益→+职工培训投入→+劳动力水平→+创新力→+基础共性技术→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路13：煤炭产业经济效益→+从事煤炭行业的意愿→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+平台运营效率→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路14：煤炭产业经济效益→+从事煤炭行业的意愿→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+创新力→+基础共性技术→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路15：煤炭产业经济效益→+从事煤炭行业的意愿→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+生产效率→-煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

回路16：煤炭产业经济效益→+校企合作科研投入→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+创新力→+基础共性技术→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路17：煤炭产业经济效益→+校企合作科研投入→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+平台运营效率→+煤炭产业公地健康水平→+煤炭产业经济效益。

回路18：煤炭产业经济效益→+校企合作科研投入→+高校人才培养力度→+劳动力水平→+生产效率→-煤炭成本→-煤炭产业经济效益。

如增强回路5～8所示，在巨大的“煤炭产业经济效益”的吸引下，煤炭产业固定资产投入迅速增加，产业发展所需的配套企业、交通运输等基础设施的建设风声云起。越来越高的“配套企业完善程度”和“交通运输完善程度”降低了“煤炭成本”，同时煤炭供应链日渐完善，“供应链鲁棒性”不断提高，最终促进了整个“煤炭产业公地健康水平”。在增强回路的作用下，“煤炭产业经济效益”越来越好。

根据回路9～18，随着煤炭企业经济效益的增大，企业加大对员工培训的投入力度，并加强校企合作项目的科研投入，愿意从事煤炭行业的人越来越多。煤炭行业对专业人才的需求刺激了“高校人才培养力度”，加之“职工培训投入”的增长，行业整体的“劳动力水平”不断攀升。拥有较高职业技能的人才在行业内部的分布及流动一方面提升了行业“创新力”、以煤炭交易中心和煤炭物流园区为主的“平台运营效率”，最终促进了“煤炭产业公地健康水平”的提高；另一方面提高了煤炭“生产效率”，降低了“煤炭成本”，进而加速了“煤炭产业经济效益”的增长。回路中的增强回路有效的弱化了调节回路带来的负面效应，最终使得煤炭“黄金十年”时期煤炭产业经济效益和煤炭产业公地呈现出指数增长式的良性循环。

2.3 “亏损期”煤炭产业公地发展走势

随着近年来我国经济增速的下滑，钢铁、电力、建材等高能耗产业用电量急剧下降，加之页岩气、石油、天然气、太阳能、水电能、核能等替代能源的比重逐渐加大，市场对煤炭的整体需求量巨幅下滑；国外进口煤炭猛增且价格走低，占据煤炭销量的很大比重，国内煤炭企业库存过剩严重；经济高速发展下耗煤量一路飙升最终加剧了环境污染，政府为煤炭产业带上了“紧箍咒”，对其整治力度不断加强。

图3 整体因果循环图

图3为图1和图2所组成的整体因果循环图。根据触发方式的不同增强回路即可以表现为良性循环，也可以表现为恶性循环[12]。由图3可知，受“经济增速”、“其他可替代能源产量”、“煤炭进口量”、“进口煤炭价格”四个输入悬摆，以及恶化的“环境污染程度”、高强度的“政府整治力度”的共同作用下，原本以良性循环态势发展的煤炭系统逐步转变为恶性循环。“煤炭成本”逐步达到了降幅空间的极限，全面亏损的煤炭企业减少了研发、培训投入，行业对人才的吸引力度迅速下滑，人才流失严重，大批企业纷纷转行撤资，煤炭产业发展陷入低迷，煤炭产业公地受到侵蚀。

3 煤炭产业发展启示

受宏观环境的影响，煤炭产业的恶性循环很难再度转变为良性循环，但可以通过各项举措抑制煤炭产业的下滑速度，减缓对煤炭产业公地的损害。

1)积极响应“供给侧改革”，加强煤炭供应链管理。经济学上供给曲线是由产品的价格和供给量共同决定的，供给量不变的情况下，要想提高产品价格，除了降低生产成本之外，降低流通成本、增加产品附加值是不容忽视的举措。煤炭企业在无法降低生产成本的情况下，需要加强从“坑口”到“炉口”这一流通环节的供应链管理，运用精益管理的思想，杜绝供应链各个环节的各种浪费。同时，以客户为中心，为消费企业提供个性化服务和整体解决方案，增加煤炭产品的附加值，实现煤炭供应由“粗粮”向“精粮”转变。

2)煤炭供应链管理平台协作发展。目前以煤炭交易中心和煤炭物流园区为主的供应链平台存在较为严重的孤岛运营现象。煤炭交易中心是实现煤炭供应链虚拟价值流的主要媒介，而煤炭物流园区是实现煤炭供应链实物交割的重要场所。虽然在各级政府力推下煤炭交易中心和煤炭物流园区遍地开花，但真正能有效运作的屈指可数。针对煤炭交易中心目前存在的交易量少、配套服务不健全、盈利模式单一、与物流园区缺乏协作等问题，亟待完善煤质权威检测、第三方支付方式、第四方物流运输、售后服务及问题反馈等模块建设，推动具有互补功能的煤炭交易中心与物流园区的无缝衔接，提高产业链条运作效率和鲁棒性，营造快速响应、优质高效的产业公共环境。

3)加强节能减排技术改造、研发投入力度。煤耗带来的环境问题始终是制约煤炭产业发展的瓶颈，煤炭生产“绿色化”、专业人才持续化是煤炭产业可持续发展的关键。尽管技术研发投入及改造具有投入大见效慢的特点，但只有加快低碳清洁煤生产改造进程，搭建煤炭企业能源管理体系，发展矿区能源循环利用，化被动消极怠工为主动转型升级，才能不断降低煤炭消费的环境成本，改观社会各界对煤炭的“黑金”印象，提高认可度，为煤炭产业谋求健康发展之路。

[1] 原小能. 国际产业转移规律和趋势分析[J]. 上海经济研究，2004(2):29-33.

[2] Pisano G P, Shih W C. Restoring American Competitiveness[J]. Harvard Business Review, 2009, 87(7/8): 114-125.

[3] Pisano G P, Shih W C. Producing Prosperity: Why America Needs a Manufacturing Renaissance[M]. Harvard Business Review Press, 2012.

[4] Hardin G. The Tragedy of the Commons[J]. Science, 1968, 162: 1243-1247.

[5] 葛侃，窦园园.系统动力学在高技能人才培养预测中的应用[J].中国矿业,2014，23(5):28-30.

[6] 于晓勇,张跃军,杨瑞广，等.基于系统动力学方法预测中国的煤炭投资需求[J].北京理工大学学报,2011,31(4):489-493.

[7] 张言方,聂锐,刘平,等.基于SD模型的我国煤炭产能过剩调控机制研究[J].统计与决策,2016(2):138-142.

[8] 何刚.基于系统动力学的煤矿安全管理水平仿真研究[J].系统仿真学报,2010,22(8):2013-2017.

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[10] 周伟,罗世兴.基于 VAR 模型的我国动力煤价格影响因素实证研究[J].中国矿业,2013,22(7):33-36.

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Preliminary study on the coal Industrial Commons based on the system dynamics

DOU Yuanyuan

(School of Management，China University of Mining and Technology(Beijing)，Beijing 100083，China)

Industrial Commons was originally put forward as a tool to analyze the crux of US manufacturing development and the path of it’s restoring. It also matters a great deal for coal industry. This paper redefines Industrial Commons on the basis of deep analyzing the background of Industrial Commons being proposed and it’s connotation. Using software Vensim to draw the causal loop diagrams of coal industrial commons and analysis it’s healthy trend, it shows that coal industrial commons is turning from “golden period” to irreversible recession, blaming on macroeconomic growth, environmental pollution, imported coal and alternative energy sources. Strengthening the coal supply chain management, increasing technological transformation of energy-saving and emission reduction, tightening R&D investment will slow the erosion of the coal industry commons.

coal industrial; industrial commons; system dynamics; Vensim

2016-08-20

窦园园(1988-)，女，博士研究生，主要研究方向为管理信息系统、供应链管理、产业集群、系统管理等，E-mail：tbp140501007@student.cumtb.edu.cn。

F424.4

A

1004-4051(2016)12-0001-04