基于断链过程的新能源汽车芯片供应链韧性评价研究

朱祖星 尹义琪 严佳颖 陈宇

摘 要：在疫情反复、全球价值链重组步伐加剧的综合复杂环境下，研究新能源汽车芯片供应链对芯片产业结构均衡、技术创新和市场畅通具有重要意义。文章在定义芯片供应链韧性概念的基础上，基于断链过程，从可靠能力、适应能力、恢复能力、更新能力四个维度构建供应链韧性评价体系。按照国内外不同芯片企业和不同品类芯片进行实例分析，采用组合赋权-TOPSIS法测量新能源汽车芯片供应链韧性。最后，结合链长制对不同企业与芯片供应链韧性薄弱环节提出解决方案。

关键词：新能源汽车芯片；断链；供应链韧性；组合赋权-TOPSIS法；链长制

中图分类号：F274文献标识码：A文章编号：1005-6432（2024）05-0178-05

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2024.05.042

1 引言

2020年突如其来的新冠肺炎疫情打乱了全球芯片供应链原本的生产和供应节奏，芯片短缺几乎影响了全球所有的汽车制造商，导致的汽车停产和原有库存积压给新能源汽车企业带来了不可估量的损失。由于芯片行业的生产周期与汽车行业恢复发展的速度不统一、消费电子企业和汽车制造产业的超期囤货，以及不可抗因素在短期内削减了芯片产能等影响，造成了车用芯片短缺紧张的局面，新冠肺炎疫情的持续性影响导致了芯片供应链断后难复的现状。而具备良好韧性的供应链可以在受到外界冲击时保持良好的运作能力，因此，对行业供应链韧性能力的研究与提高在近年来逐渐成为学术界的一个热点。

韧性（resilience）本意表示为系统受到扰动后的恢复能力。随着时代与社会的发展，“韧性”的概念也在不断地外延，近年来对供应链韧性进行研究的学者都在不断探索中形成了自己特有的见解与理论。李连刚等（2019）认为，区域经济韧性包括危机抵抗性和适应恢复性两个关键过程[1]；樊雪梅和卢梦媛（2020）认为，供应链韧性的影响因素包括五个维度：预测、反应、适应、恢复、学习能力[2]；朱蕾等（2020）认为，装配式供应链韧性是指供应链在应对风险时恢复供应的能力，直接表现为柔性、敏捷性、脆弱性和适应能力[3]；汪传雷等（2021）认为，韧性供应链强调主动预防能力，是在风险发生前对供应链系统进行的事前管理，其作用是柔性供应链和弹性供应链无法替代的，韧性是企业应对供应链中断风险的核心能力[4]；Kim、Chen和Linderman指出，供应链网络中实体之间结构关系的不同将会导致供应链韧性呈现不同水平[5]；Hollnagel（2011）认为，供应链韧性主要体现在企业拥有预测、监控、反应和学习四个方面的能力[6]；Chen H.Y.等（2019）主张，通过丰富的经验形成对供应链中断到恢复过程的理解[7]；Vinay Ramani（2022）认为，外部环境变化冲击和不同供应链参与者的相互作用使其成为“系统性”的破坏[8]；Golnar等（2020）认为，芯片短缺的原因主要包括新冠肺炎疫情的全球大流行、芯片供应链中断、汽车供应链复杂性、芯片制造调整、芯片产能的增长没有与汽车需求的增长同频[9]。

汽车芯片可研究性强，而韧性的概念也涉及各个学科领域，因此，目前学术界系统地针对新能源汽车芯片的供应链进行韧性评估的研究并不多见。文章注重对理论的理解，旨在对新能源汽车芯片供应链建立完整的指标评价体系，采用组合赋权-TOPSIS法对不同企业和分类芯片进行评估比较，最后根据评估所得结果进行分析并提出建议。

2 新能源汽车芯片供应链断链与韧性评价指标体系

2.1 “斷链”与“韧性”的内涵界定

2.1.1 “断链”过程研究

文章认为，新能源汽车芯片的供应链从“受到冲击—断链—恢复”的过程可分为四个阶段。①库存支撑阶段。在这一阶段，供应链首次受到外界变化和冲击的影响，但企业前期的库存储备与应急措施相对充足完善，能够平衡供应链供应能力下降的缺口，因此，新能源汽车制造企业仍然可以维持基本运作，受到的影响较小。②急速下滑阶段。由于库存储备和应急措施在上一阶段已消耗殆尽，供应链处于“无货可供”阶段，没有了多余的芯片库存维持产业运转，汽车芯片供应链受冲击的影响日益凸显，濒临“断链”风险。③断链阶段。这一阶段，由于生产制造业停止，企业的工作能力不断趋于零，低至谷点，供应链处于“断链”状态。④重建阶段。随着外界冲击带给企业的影响逐渐减小，企业在供应链缓慢恢复芯片供应的过程中开始重新运转，并在“断链”状态中汲取经验，发展更高韧性的供应链。

2.1.2 基于“断链”过程视角的“韧性”

文章研究内容中涉及的基于断链过程的新能源汽车芯片供应链韧性是指：在面对外部环境突如其来的剧烈变化时，新能源汽车及有关制造公司在承受“断链”风险的情况下保持企业生产制造基本运行的能力以及冲击淡去后恢复正常生产运营的速度。其概念内涵可概括为两个方面：①抵御力：面对外来冲击时能维持基本生产经营的能力。②复原力：在受到“断链”冲击后迅速恢复至原来生产水平的能力。

2.2 韧性评价指标体系的构建

文章归纳了影响新能源汽车芯片供应链韧性的特征要素，重点从可靠能力、适应能力、恢复能力和更新能力4个维度来构建指标体系，如表1所示。

3 新能源汽车芯片供应链韧性的分类评价研究

3.1 基于组合赋权-TOPSIS法的韧性评价模型构建

3.1.1 组合赋权-TOPSIS法综合评价流程

基于组合赋权-TOPSIS法的综合评价流程见图1。

图1 基于组合赋权-TOPSIS法的综合评价流程

3.1.2 主观权重：AHP层次分析法

第一，构造判断矩阵。对各层次内因素进行分析比较，分别构造判断矩阵A=（aij ）n×m。

第二，计算层次分析法权重。根据式（1）得到指标权重值，并将Ci作归一化处理，得出二级指标要素的主观权重Ci = {Ci1， Ci2， …， Cin}。

ACi=λmaxCi（1）

第三，矩阵的一致性检验。根据式（2）、式（3）进行一致性检验。当CR<0.1，认为判断矩阵具有满意的一致性，权重设定合理，否则需调整判断矩阵，再进行检验。

CI=λmax－nn－1（2）

RI=CICR（3）

3.1.3 客观权重：熵权法

第一，构建初始矩阵。

第二，标准化处理。对m个布局方案、n个评价指标的初始数据矩阵依据正向指标和负向指标分别进行标准化处理，得到规范化后的决策矩阵。

B=（bij）n×m（4）

第三，无量纲化处理。即归一化处理，计算第j个评价对象下第i个指标的特征比重。

Pji=bji∑mj=1bji（5）

第四，熵值计算。根据式（6）计算第i项指标的熵值Hi。

Hi=－1Inm∑mj=1PjiIn（Pji）（6）

第五，计算权重。根据式（7）计算得出指标的客观权重Si = { Si1， Si2， …， Sin }。

Si=1－Hijn－∑ni=1Hi（7）

3.1.4 综合权重：组合赋权法

为了弥补单一赋权带來的不足，文章采用组合赋权法计算组合权重。上文中通过 AHP 法得到的指标权重为Ci，通过熵权法得到的指标权重为Si，将主客观权重按照一定的偏好系数进行组合，其组合权重为Wi，即：

Wi=γCi+（1－γ）Si（8）

式（8）中，γ为偏好权重，0≤γ≤1。在相关专家建议及查阅资料研究后，文章取γ=0.5。

3.1.5 综合评价：TOPSIS法

第一，计算正理想解和负理想解。

A+=maxa+1，a+2，…，a+n/A－

=maxa－1，a－2，…，a－n（9）

第二，计算欧氏距离。

d+i=∑nj=1（a+－aij）2，i=1，2，…，m;j=1，2，…，n（10）

d－i=∑nj=1aij－a－2，i=1，2，…，m;j=1，2，…，n（11）

第三，计算接近度。

ci=d－id+i+d－i（12）

3.2 新能源汽车企业的供应链韧性评价

在理论模型的基础上，笔者选取7个国内外新能源汽车典型企业进行韧性评价，邀请7个公司12个指标的10位专家打分，取平均值。

根据专家对指标重要程度的主观赋值构建判断矩阵，利用层次分析法进行各层次指标权重计算，再根据专家对供应链韧性的打分结果，用熵权法对专家评分进行客观的离散程度计算，将偏好权重γ=0.5代入综合指标权重公式可得各指标的综合权重，如表2所示。

将各指标的权重与标准化后的矩阵进行加权，然后根据TOPSIS评价法计算出各二级指标的正负理想解与接近度，具体结果与排序如表3所示。

3.3 新能源汽车芯片的供应链韧性评价

选取疫情前后各类新能源汽车芯片的国内外市场份额、市场销售额增长率、芯片价格增长率等数据作为研究对象，邀请专家对各类芯片的指标进行打分。利用组合赋权模型计算出各指标的主观、客观和组合指标权重，结果如表4所示。

基于表4的各指标权重，根据TOPSIS评价法计算正负理想解以及综合得分指数，整理芯片分类与韧性评价结果如表5所示。

3.4 评价结果

对比上述新能源汽车企业，特斯拉的接近度高达0.899，其供应链韧性最好；理想汽车的供应链韧性最差，其接近度只有0.057。

对比新能源汽车五类芯片的韧性评价结果，存储芯片、传感芯片和模拟芯片的供应链韧性处中等稍高水平，韧性较低的功率类芯片和主控类芯片的综合得分只有0.4。

4 提升新能源汽车芯片供应链韧性的建议

4.1 以降低风险为目的，通过可视化供应链提高可靠能力

第一，对供应链风险进行及时的评估与预测。企业要根据所处的行业规模以及特点判断自身对于各类风险的承受能力，提高企业内部人员的风险防范意识，重视企业活动流程标准化。

第二，对供应链潜在的风险做出迅速的管控处理。如出现财务风险，则应及时与合作伙伴沟通商榷，达成意见统一的融资策略，或加强与银行的深度合作；如出现订单风险无法及时交付，则应合理调配资源，提高重要订单的完成品质与效率。

第三，打造可视化供应链，加强政企合作与信息共享。充分利用信息技术实现供应链全程信息共享，加强各方信息交流，提升市场灵敏度，掌握消费者动态，做好万全准备。

4.2 以“链长制”为依托，通过资源合理配置提升适应能力与恢复能力

第一，各新能源汽车企业间应加强交流合作，协同创新。行业领军企业要带动新生薄弱企业共同发展；国内汽车企业需要积累学习国外汽车企业经验，重视高新技术的研发与突破。

第二，各地区政府与“链长”要充分发挥头雁作用，推动芯片产业链在“补链、强链、固链、延链”上取得实质性进展，对有限的资源进行合理有效的统筹规划，在关键环节率先建立发展标准与应对措施，引领产业发展。“链长”要统筹内外部资源，对汽车芯片产业链的最薄弱环节给予关注，并分配资源进行重点突破，保障其后续发展；对芯片产业链韧性较弱部分，应合理安排资源对该环节进行加强；对韧性较强的部分，不断改进以加固其韧性；在芯片产业链现有的发展基础上，还要尽可能地将供应与服务外延，进一步扩大产业链覆盖范围。

4.3 以主控類汽车芯片为重点，通过合作网络提升更新能力

第一，国家应进一步增加主控类芯片研发领域的资金投入，加强人才培养力度。我国主控类芯片的韧性低，自制芯片的发展受制于人，应给予高端芯片研发企业优惠政策及资金支持，通过税收杠杆来调整市场供需结构，同时引导更多优秀人才投身半导体行业。

第二，加强国内外相关企业的交流，形成健全的合作网络。在面对外界风险时，合作伙伴之间相互支撑，通过合作网络明确各企业韧性薄弱之处，并有目的性地加强。

参考文献：

[1]李连刚，张平宇，谭俊涛，等.韧性概念演变与区域经济韧性研究进展[J].人文地理，2019（2）：1-7，151.

[2]樊雪梅，卢梦媛.新冠疫情下汽车企业供应链韧性影响因素及评价[J].工业技术经济，2020，39（10）：21-28.

[3]朱蕾，陈静怡，袁竞峰.基于ISM的装配式建筑供应链韧性关键影响因素研究[J].土木工程与管理学，2020，37（5）：108-114.

[4]汪传雷，牛传琼，简慧玲，等.单枪匹马还是并驾齐驱？——新冠疫情下供应链抗风险能力[J].山东工商学院学报，2021，35（5）：70-78.

[5]KIM Y ，CHEN Y，LINDERMAN K.Supply network disruption and resilience： a network structural perspective[J].Journal of operations management， 2015，33（1）：43-59.

[6]HOLLNAGEL E．Resilience engineering in practice：a guide-book [M].Hampshire：Ashgate Publishing，2011： 109-120．

[7]CHEN H Y，AJAY D，DMITRY I.Building resilience and managing post-disruption supply chain recovery[J].International journal of information management， 2019（49）：330-342.

[8]RAMANI V，GHOSH D，SODHI M.Understanding systemic disruption from the Covid-19-induced semiconductor shortage for the auto industry[J].Omega，2022（113）：102720.

[9]GOLNAR B，MICHAEL J O，TAVA L O.On metrics for supply chain resilience[J].European journal of operational research，2020，287（1）：145-158.