有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定性的熵評價(jià)分析

李春雪，劉春學(xué)，張欽禮

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.云南財(cái)經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221；3.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 410083)

有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定性的熵評價(jià)分析

李春雪1，劉春學(xué)2，張欽禮3

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.云南財(cái)經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221；3.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 410083)

大宗商品價(jià)格波動(dòng)頻繁，有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到極大影響。在熵理論和耗散理論的基礎(chǔ)上，對云南有色金屬產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了熵評價(jià)。根據(jù)“運(yùn)行熵”的計(jì)算結(jié)果可以看出，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)在2006～2008年熵值變化較大，從時(shí)序的評價(jià)結(jié)果看，有色金屬產(chǎn)業(yè)總體運(yùn)行質(zhì)量正在下滑，產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定性減弱，混亂無序狀態(tài)加劇。通過有色金屬產(chǎn)業(yè)的影響因素分析，推測這種無序主要是由于市場的競爭性造成的，產(chǎn)業(yè)投資、收益和財(cái)務(wù)狀況也影響了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。

有色金屬產(chǎn)業(yè)；發(fā)展；穩(wěn)定性評價(jià)；熵；云南省

有色金屬產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在我國西部省份的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。但近年來有色金屬價(jià)格的劇烈變動(dòng)，極大的影響了有色金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了嚴(yán)峻的影響，急需分析有色金屬產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定性發(fā)展的途徑，促進(jìn)有色金屬產(chǎn)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

有色金屬種類復(fù)雜，包括銅、鉛、鋅、錫、鋁等數(shù)多種金屬，同時(shí)有色金屬產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)部門，與許多國民經(jīng)濟(jì)部門之間都具有緊密的復(fù)雜聯(lián)系，需要用復(fù)雜性科學(xué)分析其發(fā)展的穩(wěn)定性。

復(fù)雜性科學(xué)的研究領(lǐng)域已從生物學(xué)、物理學(xué)等自然科學(xué)為重點(diǎn)逐漸向經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域引申[1-3]，并逐漸在可持續(xù)發(fā)展[4]、貨幣政策[5]、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長[6]、石油經(jīng)濟(jì)模式[7]、供應(yīng)鏈[8]等方面嘗試從復(fù)雜的演化系統(tǒng)中尋找規(guī)律。其中熵被廣泛地應(yīng)用于許多交叉學(xué)科，用來度量系統(tǒng)的混亂程度或有序程度[9-11]。

本文以云南有色金屬產(chǎn)業(yè)作為典型案例，利用熵評價(jià)研究有色金屬產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的有序度，為有色金屬產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供參考，進(jìn)而促進(jìn)云南區(qū)域經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

1 有色金屬產(chǎn)業(yè)耗散結(jié)構(gòu)分析

有色金屬產(chǎn)業(yè)的演化過程滿足耗散結(jié)構(gòu)形成和維持所必備的基本條件，與國內(nèi)外政治、經(jīng)濟(jì)、文化、政策、技術(shù)等外部環(huán)境之間的關(guān)系復(fù)雜，不斷進(jìn)行著信息、能量、物質(zhì)的交換，各類狀態(tài)參量隨時(shí)間和空間的變化而變化。有色金屬產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可看作是遠(yuǎn)離平衡態(tài)具有非線性作用的開放系統(tǒng)。

有色金屬這類資源型產(chǎn)業(yè)受資源環(huán)境的影響，在資源稟賦、分布和產(chǎn)業(yè)部門等方面存在著經(jīng)濟(jì)勢差，并且隨著時(shí)間的發(fā)展，有色金屬產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)各要素的發(fā)展速度不平衡，在外界環(huán)境的驅(qū)動(dòng)下，就會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的波動(dòng)或隨機(jī)擾動(dòng)相疊加造成的漲落，當(dāng)這種漲落超過一定臨界點(diǎn)的范圍就會(huì)發(fā)生突變，從當(dāng)前狀態(tài)躍升到更有序的狀態(tài)，形成新的耗散結(jié)構(gòu)，從而不斷推動(dòng)系統(tǒng)向前發(fā)展[12]。其中衡量系統(tǒng)狀態(tài)不確定性的熵可應(yīng)用于評價(jià)有色產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的運(yùn)行效果。

有色金屬產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的部門關(guān)聯(lián)可以用聯(lián)系熵描述部門間的橫向和縱向關(guān)聯(lián)。而有色金屬產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以用“運(yùn)行熵”分析，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值的變異程度。按照香農(nóng)的信息熵模型，評價(jià)第j個(gè)指標(biāo)的熵值(Hj)定義為式(1)。

(1)

(2)

海明距離只注重偏差的部和，一般情況下，取p=1，于是有式(3)。

(3)

顯然，距離越小越更接近理想值[13]。按照L(w,i)的大小進(jìn)行排序，進(jìn)而評價(jià)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的有序程度。

2 云南有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定性測度

有色金屬產(chǎn)業(yè)包括采選業(yè)、冶煉及壓延加工業(yè)。因此，根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類，有色金屬產(chǎn)業(yè)由有色金屬礦采選業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)兩個(gè)部門構(gòu)成。

從有色金屬產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，有色金屬產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)怯刹蛇x業(yè)→冶煉業(yè)→加工業(yè)構(gòu)成的縱向延伸的產(chǎn)業(yè)鏈，即從礦石等原料到精礦等礦產(chǎn)品，再到型材、板材等初級加工品構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈，則系統(tǒng)關(guān)聯(lián)有序度為0.25。

云南有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的有序度可以用“運(yùn)行熵”從動(dòng)態(tài)的角度描述時(shí)間序列上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的健康和活躍程度。

2.1 指標(biāo)選擇

有色金屬產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的有序程度受來自多方面因素的影響，從產(chǎn)業(yè)宏觀經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面看，可以通過產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長速度和固定資產(chǎn)投資兩項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)；企業(yè)是產(chǎn)業(yè)的微觀構(gòu)成，從企業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系看，生產(chǎn)力是企業(yè)發(fā)展的終極動(dòng)力，技術(shù)是生產(chǎn)力的集中體現(xiàn)和標(biāo)志，生產(chǎn)關(guān)系是企業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)生的經(jīng)濟(jì)關(guān)系，生產(chǎn)運(yùn)營是這種關(guān)系的載體[14]，而盈利是企業(yè)發(fā)展追求的最終目標(biāo)。從空間上看，以云南有色金屬產(chǎn)業(yè)作為研究對象，有其區(qū)域性特點(diǎn)，不同省區(qū)在全國有色金屬產(chǎn)業(yè)市場中的競爭力存在差異；從時(shí)間上看，從2002年開始，中國有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模大幅增長，在全球有色產(chǎn)業(yè)發(fā)展中也發(fā)揮了越來越重要的作用。而有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可避免對外部環(huán)境帶來危害，生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)消耗能源，產(chǎn)生廢物，也應(yīng)該作為評價(jià)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的指標(biāo)。

1)成長性指標(biāo)(xi1)。該指標(biāo)是通過增加值增值率來表示的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增速，反映產(chǎn)業(yè)成長狀況對其在時(shí)間上有序狀態(tài)的影響，是正向指標(biāo)，單位為“%”。其中，有色金屬產(chǎn)業(yè)的增加值增長率是采選業(yè)和冶煉及壓延加工業(yè)增長率的加權(quán)求和。

2)競爭性指標(biāo)(xi2)。該指標(biāo)是通過云南有色金屬產(chǎn)業(yè)工業(yè)銷售產(chǎn)值占全國的比重來計(jì)算的市場競爭性指標(biāo)。體現(xiàn)云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢，即在全國的市場份額，是正向指標(biāo)，單位為“%”。

3)獲利性指標(biāo)(xi3)。該指標(biāo)是通過成本費(fèi)用率反映企業(yè)在當(dāng)期發(fā)生的所有成本費(fèi)用所帶來的收益的能力，是正向指標(biāo)，單位為“%”。

4)技術(shù)性指標(biāo)(xi4)。該指標(biāo)是通過全員勞動(dòng)生產(chǎn)率反映企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的指標(biāo)，用工業(yè)增加值與同一時(shí)期全部從業(yè)人員平均人數(shù)之比計(jì)算，是正向指標(biāo)，單位為“萬元/人”。

5)營運(yùn)能力指標(biāo)(xi5)。該指標(biāo)是通過資產(chǎn)負(fù)債率反映的企業(yè)管理水平和市場駕馭能力的指標(biāo)。不同使用者有不同的立場，一般認(rèn)為，適宜水平是40%～60%。因?yàn)橛猩饘傩袠I(yè)屬于基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，資金需求量大，故認(rèn)為適宜水平為50%，單位為“%”。

6)景氣預(yù)期指標(biāo)(xi6)。該指標(biāo)投資對誘導(dǎo)經(jīng)濟(jì)增長的作用是顯而易見的，投資對景氣具有調(diào)節(jié)功能，因此用固定資產(chǎn)投資來預(yù)期有色金屬行業(yè)的景氣，是正向指標(biāo)，單位為“億元”。

7)環(huán)境指標(biāo)(xi7)。由于三廢行業(yè)指標(biāo)缺少公開數(shù)據(jù)，因此用能源消耗代表環(huán)境對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的反饋指標(biāo)，是逆向指標(biāo)，單位為“萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤”。

根據(jù)2004～2015年《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》及相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，整理指標(biāo)及數(shù)據(jù)，結(jié)果如表1所示。

表1 2003～2014年評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.2 數(shù)據(jù)處理

由于數(shù)據(jù)評價(jià)指標(biāo)的差異性，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行非負(fù)化處理。根據(jù)選取的指標(biāo)和表中數(shù)據(jù)可以看出，在評價(jià)指標(biāo)中既有正向指標(biāo)，又有逆向指標(biāo)，數(shù)據(jù)中還存在負(fù)數(shù)，因此，選擇極差變換法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于正指標(biāo)(指標(biāo)數(shù)值越大越好)、逆指標(biāo)(指標(biāo)數(shù)值越小越好)數(shù)值大小的代表意義相反，并且某些指標(biāo)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值(指標(biāo)數(shù)值越接近標(biāo)準(zhǔn)值越好)。不同指標(biāo)處理方法不同，見式(4)～(6)。

(4)

(5)

(6)

標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)見表2。根據(jù)前文產(chǎn)業(yè)有序度的測定方法，分別計(jì)算j指標(biāo)在第i年數(shù)值xij的概率，再計(jì)算j指標(biāo)的熵、差異系數(shù)，以及各指標(biāo)的權(quán)重。其中，如果pij=0，則pij·log2pij=0。

表2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及熵權(quán)

2.3 計(jì)算結(jié)果

2003～2014年標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)及各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)結(jié)果如表2所示，各指標(biāo)熵值如圖1所示，有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行有序度如圖2所示。各指標(biāo)熵值從小到大依次為反應(yīng)競爭性(xi2)、景氣(xi6)、獲利(xi3)、營運(yùn)(xi5)、環(huán)境(xi7)、技術(shù)(xi4)、成長性(xi1)的指標(biāo)。熵的大小可以體現(xiàn)指標(biāo)向決策者提供的有用信息的多少，熵值越小，該指標(biāo)數(shù)值差異性越大，在評價(jià)目標(biāo)時(shí)就可以貢獻(xiàn)更多有用信息，應(yīng)重點(diǎn)考察。相應(yīng)地，熵值越小，熵權(quán)系數(shù)就越大，對有色金屬產(chǎn)業(yè)的影響程度越強(qiáng)。2006年有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行熵最低，2007年次之，2003～2006年運(yùn)行熵值整體低于2007年以后的熵值。

圖1 評價(jià)指標(biāo)的熵

圖2 有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行狀況

2.4 結(jié)果分析

熵值作為系統(tǒng)狀態(tài)不確定性的度量，熵越大，不確定性就越大，產(chǎn)業(yè)越無序，越不利于產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，也即產(chǎn)業(yè)運(yùn)行質(zhì)量低。從各年有色金屬產(chǎn)業(yè)熵變化的總體趨勢看，有色金屬產(chǎn)業(yè)的有序程度出現(xiàn)了周期性的上下波動(dòng)，熵值的總體趨勢是上升的，有序程度是減弱的，相比之下，運(yùn)行質(zhì)量降低了。

從計(jì)算結(jié)果可以看出，有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行質(zhì)量在2006～2008三年中波動(dòng)較大。從指標(biāo)體系中可以分析出這三年熵波動(dòng)的原因。2006年熵值跳躍較大，主要是因?yàn)?004～2006年有色金屬價(jià)格持續(xù)高幅度攀升，帶來行業(yè)的高速增長，并且國內(nèi)市場占有率也逐漸提高，獲利增大，綜合導(dǎo)致有色金屬產(chǎn)業(yè)熵的驟降，提高了市場運(yùn)行質(zhì)量。2007年受有色金屬價(jià)格高漲的影響，幾種基本有色金屬價(jià)格依然在高位徘徊，雖然產(chǎn)業(yè)整體增長速度下降，但依然保持著較高的市場占有率和高收益，熵值大幅度增加，但仍小于2006年之前的熵值水平。2008年熵值的驟增則主要受國際大環(huán)境所致，全球金融危機(jī)導(dǎo)致有色金屬產(chǎn)業(yè)的不景氣，影響了有色金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，致使市場占有率下降、獲利能力下降、債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)加大、環(huán)境問題加劇，雖然技術(shù)水平有所提高、一系列經(jīng)濟(jì)刺激政策不斷出臺(tái)，但有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行狀態(tài)依然不容樂觀，相對混亂無序。

2003～2005年運(yùn)行熵均在0.63以下，波動(dòng)較小，2008～2014年熵值大幅增加，除2011年外，所有年份熵值均在0.63以上，并且產(chǎn)業(yè)運(yùn)行質(zhì)量繼續(xù)惡化。對比這兩個(gè)時(shí)期的指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，2006年以前是有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期，與其相關(guān)的經(jīng)濟(jì)增速、市場競爭力、獲利能力、營運(yùn)指標(biāo)均明顯高于2008年后的指標(biāo)值。相對地，受到全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，增速、收益等相關(guān)指標(biāo)值迅速下降，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，技術(shù)在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了越來越重要的地位，環(huán)境問題也越來越受到重視，技術(shù)的提高也優(yōu)化了環(huán)境指標(biāo)，2008年后技術(shù)、景氣、環(huán)境指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2006年以前的指標(biāo)值，這也是在經(jīng)濟(jì)不景氣時(shí)期依然使有色金屬產(chǎn)業(yè)有序度不至于大幅降低的原因。

總的來看，有色金屬產(chǎn)業(yè)的無序化程度增加，宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境的惡化是混亂程度加劇的誘導(dǎo)因素。而產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的劣勢導(dǎo)致競爭能力、獲利能力下降，才是導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)有序度降低的主要原因。日益增進(jìn)的技術(shù)水平才是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定有序發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>

3 結(jié)論

本文在熵理論的基礎(chǔ)上評價(jià)了2003～2014年云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的有序度，從“運(yùn)行熵”的結(jié)果可以看出，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)運(yùn)行質(zhì)量正在下滑，混亂無序狀態(tài)加劇。導(dǎo)致有色金屬行業(yè)運(yùn)行質(zhì)量下降的主要原因一是處于競爭劣勢地位，二是較弱的盈利能力。云南有色金屬產(chǎn)業(yè)多以銷售初加工原材料為主，下游精深加工、附加值高的產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足，在全國市場占有率微乎其微，有色金屬產(chǎn)業(yè)不合理的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致初加工產(chǎn)品過剩和精深加工產(chǎn)品不足。在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，促進(jìn)云南有色金屬產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步穩(wěn)定有序發(fā)展，需優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高下游精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)，提高產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，使有色金屬產(chǎn)業(yè)走向健康的可持續(xù)發(fā)展道路。

目前，對產(chǎn)業(yè)有序度的測定只能從結(jié)構(gòu)和運(yùn)行兩個(gè)方面分別評價(jià)，還沒有將兩個(gè)方面結(jié)合的評價(jià)方法，需要進(jìn)一步思考。

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Analysis of development stability of nonferrous metals industry by entropy

LI Chunxue1, LIU Chunxue2, ZHANG Qinli3

(1.Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China; 2. School of Urban and Environment, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221, China; 3. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Based on entropy theory and dissipative theory, the stability of Yunnan nonferrous metal industry is evaluated. According to the operation entropy, the results showed that the entropy of Yunnan nonferrous metals industry changed with a wide range in 2006-2008, and after entropy fluctuation the value has a relatively small increase compared with before. According to the timing of the evaluation results, non-ferrous metal industry in general the operation quality is declining, and the industrial stability is being weakened, the chaotic state is aggravating. By analyzing the influence factors of non-ferrous metal industry, it is speculated that this disorder is mainly due to the competition of the market, and the investment, the earnings and the financial condition also affect the stability of the industrial development.

nonferrous metal industry; development trend; evaluation of stability; entropy; Yunnan province

2016-07-17

云南省省院省校教育合作人文社科項(xiàng)目資助(編號：SYSX201511)

李春雪(1987-)，女，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士研究生，主要從事有色金屬產(chǎn)業(yè)方面的研究，E-mail：li_chunxue@yeah.net。

劉春學(xué)(1975-)，男，漢族，河南林州人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)方面的研究工作，E-mail：chunxueliu@hotmail.com。

F062.1

A

1004-4051(2017)03-0034-04