中、美、澳铝产业竞争力对比：基于AHP和灰色关联分析法

宋科余，李 颖

(1.山西省地质调查院，山西 太原 030006；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

中、美、澳铝产业竞争力对比：基于AHP和灰色关联分析法

宋科余1，李 颖2

(1.山西省地质调查院，山西 太原 030006；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

本文在初步判断全球主要国家铝产业发展现状基础上，构建了专门针对铝产业竞争力的评价指标体系，运用层次分析法(AHP)与灰色关联度评价法从资源禀赋、产业状况、技术及创新、外部影响四方面对中、美、澳三国铝产业进行对比分析。结果显示：铝资源供需、储量、产业规模、科研环境等因素对铝产业国际竞争力影响最大，经济发展等因素对竞争力评价的影响最小；国家铝产业国际竞争力排名依次为澳大利亚、中国、美国。分析得出，我国铝产业在技术、环境、政策等领域发展仍有差距，未来应当通过提升技术及创新、优化产业政策等方式来提升铝产业竞争力。

AHP法；灰色关联度；铝产业；产业竞争力

(铝应用广泛且经济适用，是全球消费量最大的有色金属，主要应用于建筑(33%)、交通运输(18%)、家电通信(14%)、电力(12%)、包装(9%)和机械制造(8%)等领域，是许多国家重要支柱型产业之一。近十年来，随着全球经济一体化进程不断推进、国际市场逐步融合，全球铝产业进入了一个全新的发展时期，铝产业健康合理发展对拉动经济整体发展、保障资源安全、加速产业升级具有重要战略意义。

1 文献综述

矿产资源产业竞争力是指在特定的经济环境下，将原始资源优势转变为经济优势的能力[1]。产业竞争力研究受多因素影响，其中波特认为，产业竞争力是指在假定的自由贸易环境下，某个国家该产业相较于其他国家同产业具备生产力更高、更符合消费者需求，并持续获利的能力[2]；王丽萍等提出，在世界经济不断深化融合的大环境下，当产业发展到一定程度，需要通过产业转型、整合来获得产业新的生命力，并保持高收益的能力，她提出竞争背景、竞争资源、竞争市场、竞争过程、竞争优势和竞争结果为影响产业竞争的六大主要因素[3]；席灿明对产业竞争力研究侧重于资源、能源、原材料、成本及外部环境影响因素，对我国铝产业竞争力进行直观评价[4]；李宏勋从规模实力、发展潜力、管理能力、和外部环境四方面入手，运用灰色关联度评价法建立了产业竞争力评价模型[5]；武建强从企业在产业发展中的作用角度出发对我国铝产业进行评价[6]。

基于上述可知，目前国内的许多研究大多都是单纯使用层次分析法(AHP)、DEA模型或灰色关联法等其中一种方法进行研究，然而层次分析法(AHP)虽然能够充分体现打分者主观意见，但很难排除人为因素带来的偏差；灰色关联度法在测算各个方案与最优方案间关联度时全部使用同一权重，不能体现评价最优性、公正性。本文采用将定性分析和定量研究相结合的评价模型与方法：首先将产业竞争力的主要影响因素作为评价指标，基于层次分析法(AHP)建立评价指标的层次关系，赋予合理的权重；然后建立灰色关联分析法模型，得出三国铝产业灰色加权关联度；最后，根据关联度值的大小进行产业竞争力指标排序，确定中、美、澳三国铝产业间灰色关联度，判断我国铝产业与发达国家铝产业发展差距，找出现存问题并提出合理的对策建议。

2 铝产业国际竞争力评价体系

2.1基于AHP的评价指标体系

2.1.1 评价指标体系构建及研究范围界定

产业竞争力的最终体现是资源优势转化为经济优势，铝产业国际竞争力评价影响因素众多，可以主要概括为国内和国外、上游和下游、宏观和微观、生产和技术等多方面。对铝产业竞争力研究，根据研究的准确性和针对性，首先需要对研究范围进行界定。具体来说，某国家铝产业国际竞争力评价不仅是由矿石资源禀赋(B1)所影响，同时也是受下游产业状况(B2)、技术及创新(B3)、外部影响(B4)等因素所表现出来的综合能力，是产业内部发展与外部环境共同影响的综合展示。因此，本文选取B1～B4为一级指标。其中，资源禀赋主要包含铝土矿资源的储量、资源保障能力、资源品质、开发现状4项二级指标；产业状况主要包含铝土矿生产全球占比、氧化铝生产全球占比、原铝生产全球占比、产业利润率、产业集中度、产业规模和市场需求潜力7项二级指标；技术及创新主要包含科研环境、技术人才2项二级指标；外部影响主要包含勘探投入、人均GDP、产业政策及市场化水平4项二级指标。最后，在对全球主要国家铝产业发展初步判断的基础上，选取中国、美国、澳大利亚(编号为A1、A2、A3)为主要研究对象，构建本研究的铝产业竞争力评价体系(表1)。

表1 铝产业竞争力评价指标体系

2.1.2 指标选取

2.1.2.1 资源禀赋

资源禀赋反映的是该国铝土矿资源的数量、质量、保障能力及未来资源潜力，是指一国拥有的铝土矿资源的丰歉；资源保障是指为满足未来资源需求，铝资源可开采保障年限，通常用储产比来衡量；资源品质是通过铝土矿主要矿石类型及矿石品位(铝硅比)来综合衡量，铝硅比越高，则资源品质越好；开发现状是指矿产勘查工作进行阶段，大致分为项目筹备、绿地勘察、预可行性阶段、可行性阶段、勘探、正在开采等。

2016年，全球铝土矿储量280亿t，其中澳大利亚储量62亿t，占全球总储量的近1/4，保障年限达76 a。我国铝土矿储量为9.8亿t，仅占全球总储量的3.5%，保障年限15 a，远远不能满足我国巨大的铝资源需求，国内铝土矿生产与冶炼产能不匹配，对后续冶炼保障性不高，只能通过大量的进口获取资源。全球铝土矿资源约八成以上为红土型铝土矿床(主要由三水铝石型和三水铝石/一水软铝石混合型铝土矿组成)，该矿床分布广泛、铝硅比高，澳大利亚与美国均属于红土型铝土矿床[7]。我国铝土矿多属于岩溶型铝土矿床(一水硬铝石)，矿石品质较差，优质矿石占比不足两成。全球铝土矿资源开发程度较高，我国超过6%的铝土矿项目已经处于正在开采阶段，澳大利亚与美国开采程度较低。

2.1.2.2 产业状况

产业状况由生产状况决定，反映的是产业的生产能力、结构合理性等。具体来说，产量全球占比是用最近一年该国铝土矿、氧化铝原铝产量占全球总产量的比重来计算；产业利润率是衡量某国铝产业销售收入的收益水平的重要指标，用本国主要大型铝业企业年营业收入总和表示；产业集中度是指本国主要大型铝业企业年产值总和占全球总产值的比例，客观反映各国铝业企业市场占有程度；产业规模是指该国近一年铝产业总产值占该国当年GDP的比重，反映了铝业对该国经济发展的重要程度及战略地位；市场需求潜力是指本国原铝需求量较上年增量与上一年需求量的比值。

2016年全球铝土矿产量2.94亿t，我国铝土矿产量6 500万t，排名全球第二位，位列澳大利亚之后；2016年全球氧化铝、原铝产量分别为5 760万t、1.18亿t，由于近年来我国铝产业发展规模日益庞大，2016年我国氧化铝、原铝产量分别达到5 850万t、3 100万t，均位居全球第一位，分别占全球比例近50%，澳大利亚氧化铝产量2 070万t，位列全球第二位。2016年铝价回暖，中国的铝业企业扭亏为盈，以中铝为首的中国铝业企业原铝产量占全球总产量的1/5左右。美国已步入后工业化时代，铝消费下滑，二次回收上升，铝产业发展已经开始从竞争力低、利润低的上游开采转而向利润率更高的精炼、冶炼版块发展，原铝产量所占全球总产量比例大约7%左右，与必和必拓、力拓产量合计持平。铝产业是澳大利亚矿业发展主要支柱产业，2016年铝产业产值对本国GDP贡献率大约1%。同时，2015年我国原铝消费量3 106.8万t，占全球总消费量的比例超过60%，市场需求潜力高达14.2%，与美国、印度成为全球铝资源消费的主要拉动者(图1)。

图1 中、美、澳三国铝产业供需情况对比

2.1.2.3 技术及创新

随着工业化进程不断深入，技术及创新是引领未来铝产业发展的重要因素技术创新能降低资源开采成本、提高生产效率等，是企业及产业核心竞争力的重要组成部分，是决定产业未来发展的重要指标。科研环境是指该国铝产业相关研究机构、研究水平及创新成果质量、数量；相关技术人才是指具有一定的铝相关专业技能，是铝产业内能力和素质较高的劳动者。

澳大利亚铝产业优势技术、人才集中于上游开采行业，处于世界领先水平。美国铝产业起步较早，研究机构健全，管理模式先进，生产设备齐备，在高端制造领域领先于全球。近年来随着我国铝产业高速发展，吸引了大量人才、技术、资本，异型阴极电解槽等部分技术开始在全球处于领先地位。我国铝产业从业人数众多，但掌握高科技新技术人才相对缺乏，根据《全球人才指数报告》统计，中国人才指数为45.34，远低于美国69.34和澳大利亚69.06。

2.1.2.4 外部影响

外部环境约束对铝产业发展也具有很大影响。勘探投入是指各个国家用于铝土矿资源勘探的预算占本国勘探总预算的比重，反映了一个国家在铝土矿资源勘探上的投资程度和创新投入；人均GDP是衡量该国家经济实力的主要指标；产业政策是国家针对铝资源勘查、开发、利用和保护所制定的产业政策；市场化水平可用全球化指数作为替代指标，该指标分数越高，市场流通成都越高，对铝产业发展帮助越大。

2016年中、美、澳铝土矿资源勘探预算分别8 660万美元、3 070万美元、10 150万美元，占本国勘探总预算的比例分别为22%、6%和11%。国家经济与铝产业发展息息相关，2016年我国人均GDP为8 113美元，从国家经济实力来看远低于美国、澳大利亚等发达国家。为提升产业国际竞争力，美、澳等发达国家产业政策开始向少量、规模大的重点企业倾斜，以增强其国际竞争力，目前来看，我国铝产业政策正在逐步完善，但相比美、澳铝产业发展起步较早地区仍有不足的地方。根据国家统计局数据，我国全球化指数为59.4，远低于美国74.8及澳大利亚81.6。

2.1.3 确定评价指标体系权重

1)运用AHP法确定权重。本文选用yaahp软件，通过已建立的评价体系，在软件中进行赋值计算，得出特征向量为：ω=(0.1198，0.0497，0.0497，0.0155，0.0479，0.0479，0.0479，0.0800，0.0323，0.1095，0.2244，0.0808，0.0269，0.0372，0.0105，0.0144，0.0057)

2)一致性检验。计算一致性指标得式(1)[8]。经查表2RI=1.6064，计算一致性比例得式(2)。

(1)

(2)

表2 平均随机一致性指标RI

显然通过一致性检验，所以，影响产业国际竞争力的17个指标权重从高到低的排序为：市场需求潜力、资源储量、产业规模、科研环境、产业利润率、资源保障、资源品质、铝土矿生产全球占比、氧化铝生产全球占比、原铝生产全球占比、勘探投入、产业集中度、技术人才、开发现状、产业政策、人均GDP、市场化水平。

2.2基于灰色关联度分析的评价模型

2.2.1 数据标准化

本文基础数据中，部分如资源品质、开发现状等指标不具备量化条件。因此，在综合考虑各项影响因素的基础上，需经过专家进行模糊评价，并采用0～10之间的整数对其进行量化(表3、表4)[9-10]。

对17个二级评价指标数据标准化处理，得到无量纲化数据表，见式(3)。

(3)

2.2.2 确定比较序列和参考序列

依次提取每一项指标的最大值式(14)，得到参考序列(式(5))，并将各比较序列记为式(6)，则根据无量纲化数据可得比较和参考序列。

(4)

x0={x0(1)，x0(2)，…，x0(n)}

(5)

xi={xi(1)，xi(2)，…，xi(n)}i=1，2，…m

(6)

2.2.3 确定灰色关联度系数

通过式(7)，得到关联系数矩阵。

(7)

表3 模糊指标量化表

2.2.4 确定灰色加权关联度

通过式(8)得到关联度向量式(9)。

(8)

γ=(0.698，0.577，0.712)

(9)

式中：ωj为上述AHP法确定指标权重；γi为第i个评价对象对虚拟最优对象(竞争力最强)的灰色加权关联度。

2.2.5 排序

根据灰色关联度的大小进行排序，γi越大，则说明第i个评价对象与虚拟最优对象(竞争力最强)越接近，也即是该评价竞争力最强；反之，γi越小，则说明第i个评价对象与虚拟最优对象(竞争力最强)越远，也即是该评价竞争力越弱。由灰色加权关联度γ3>γ1>γ2可知各典型国家铝产业竞争力由高到低的顺序为：澳大利亚、中国、美国。

表4 原始数据表

注：①数据来源包括USGS、WBMS、英国地质调查局、IMF、中国国家统计局等；②*指标为需进行专家模糊评价。

2.3评价结果分析

本文通过建立基于AHP法的灰色关联模型，对中国、美国、澳大利亚三国铝产业国际竞争力进行了研究，结果表明：从指标权重来看，铝资源供需、储量、产业规模、科研环境等因素对该国铝产业国际竞争力大小的影响最大，而该国的经济发展等因素对竞争力评价的影响最低；从国家铝产业国际竞争力高低来看，澳大利亚铝产业国际竞争力最大，美国竞争力最小。

3 提升我国铝产业竞争力对策

3.1加强国内资源开发，积极参与境外优质资源获取

在资源需求居高不下、国内资源供应不足，市场又趋于饱和、竞争日益激烈的局面下，首先应提升国内铝土矿资源资源勘探开发程度，提高资源综合利用水平，有效增加国内储量。同时，应扩大海外铝矿供应基地建设，增加权益储量，缓解国内铝矿供应压力，打破国际铝资源垄断，解决资源供应难题，保持我国铝产业稳定发展[11]。

3.2化解过剩产能，优化产业空间布局

铝产业在我国产能过剩行业中情况较为突出，目前“去产能、去库存、去杠杆”已成为我国矿业产业发展新常态。下一步应引导企业利用产业整合、多源合作等方式降低产能[12]。同时，建议中东部过剩产能向西部转移；国内过剩产能向国外能源、原材料富集且有铝刚性需求的地区转移，例如东盟、中亚、非洲等发展中国家，发挥这些地区成本优势和环境优势，优化产业全球空间布局，通过产业国际化、合作化逐步解决产能过剩困局。

3.3强化企业管理，加速融入全球铝产业主要市场进程

对国内大型铝业企业来说，企业发展的总体思路不应只注重产品生产，应进一步树立全球化观念，建立以市场为导向的产品技术开发体系，优化企业内部管理结构、引进高层次高技术专业人才、培养专门的国际市场开拓团队等方面侧重[13]。

3.4加强技术创新，扩大应用领域

未来全球铝产业可持续发展的核心竞争力即节能减排和低成本竞争。长远来看，首先应提升再生铝比例，优化铝产业链循环利用；其次应加大铝行业节能减排新技术的研发和推广应用，冶炼技术应朝高效率、低污染、少能耗方向发展，提高废物循环利用。扩大铝产品应用范围，实施产业粗加工向精加工方向转变，力争关键铝装备的国产化和智能化，积极向国际铝产品主要需求迎合。

4 结 论

铝产业作为国家工业化进程中最主要耗费资源之一，面对竞争激烈的国际铝市场，不断提高产业竞争力是中国铝产业在国际市场上站稳脚跟的必要保障。基于AHP和灰色关联度的中国铝产业竞争力研究表明，现阶段中国铝产业同发达国家相比仍有差距，尤其是在技术及创新、国际合作上仍存在较大的差距，中国需要从加强技术创新、强化企业管理、化解过剩产能及运用好国内国外两种资源等几个方面来提高铝产业的竞争力。

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[5] 李宏勋.基于灰色关联度的中国天然气产业竞争力研究[J].中国矿业，2012，21(12)：96-99.

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Comparisonofcompetitivenessaluminumindustry：inChinese，AmericanandAustralian’sbasedonAHPandgrayrelationalanalysis

SONG Keyu1，LI Ying2

(1.Shanxi Institute of Geological Survey，Taiyuan030006，China；2.Research Center for Strategy of Global Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China)

On the basis of judgment by the development of aluminum industry in major global countries，the evaluation index system for the competitiveness of the aluminum industry is conducted.Using grey relational analysis，this paper conducts a comparative analysis on bauxite industry between China and USA，Australia from the aspects of resource endowment，industry status，technology and innovation and external environment.The results show that the influence of aluminum resources supply and demand，reserves，industrial scale and scientific environment has the greatest impact on the international competitiveness of aluminum industry.The economic development and other factors have the least impact on the evaluation of competitiveness.The international competitiveness of aluminum industry is ranked in descending order：Australia，China，USA.The international competitiveness of China’s aluminum industry still have gaps in the field of scientific research，environment and policy.China should improve technology and innovation，optimizing industrial policies to enhance the competitiveness of aluminum industry.

analytic hierarchy process(AHP)；gray correlation degree；aluminum industry；industry competitiveness

2017-07-02责任编辑：宋菲

中国地质调查局项目“中国能源与矿产资源安全动态评价与决策支持系统建设”资助(编号：121201103000150014)

宋科余(1988-)，男，山西长治人，资源产业经济专业，E-mail：329757247@qq.com。

李颖(1979-)，女，安徽蒙城人，博士，助理研究员，研究方向为矿产资源经济和战略，E-mail：liyinghzy@sina.com。

TD353

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：1004-4051(2017)09-0061-06