制造業(yè)集群供應鏈低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同行為評估模型

陳 香，龔本剛，蔣 培

（1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學院經(jīng)貿(mào)學院；2.安徽工程大學管理工程學院，安徽蕪湖241000）

伴隨新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，全球制造業(yè)正在經(jīng)歷重大變革，國家將增強制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略等作為促進制造業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑[1]。低碳經(jīng)濟背景下，傳統(tǒng)制造業(yè)高投入、高消耗發(fā)展模式不斷向先進制造模式綠色轉(zhuǎn)型升級，制造業(yè)內(nèi)部相互關聯(lián)的低碳化創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)主體間相互融合逐漸形成產(chǎn)業(yè)集群[2]。集群供應鏈（Cluster Supply Chain，CSC）作為一種封閉的資源整合與處理系統(tǒng)，能夠充分協(xié)同鏈上各創(chuàng)新主體，合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展布局，提供具有區(qū)域競爭優(yōu)勢的低碳創(chuàng)新產(chǎn)品或服務，已成為新型的供應鏈運營模式。低碳協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)高效運行必須有較高的協(xié)同水平作保障，然而目前制造業(yè)集群低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同水平參差不齊，嚴重影響制造業(yè)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展[2-3]。

從低碳創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同構(gòu)成要素研究來看，Lin等研究認為客戶低碳需求是推動產(chǎn)品創(chuàng)新的重要源泉[4]；陸小成等從構(gòu)成要素和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)兩方面構(gòu)建區(qū)域低碳創(chuàng)新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的互動關聯(lián)系統(tǒng)模型[5]；Vergragt等認為碳封存、碳捕獲以及可再生能源方面創(chuàng)新是提升技術(shù)創(chuàng)新的有效路徑[6]；崔和瑞通過構(gòu)建博弈論演化模型得出協(xié)同收益、政府補助等對低碳技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新有正相關影響[7]。從制造業(yè)低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同行為研究來看，Brunnermeier 等采用實證分析得出制造業(yè)內(nèi)部通過環(huán)境創(chuàng)新專利數(shù)量與政府的監(jiān)督程度呈正相關關系[8]；徐瑩瑩等基于扎根理論構(gòu)建制造企業(yè)低碳創(chuàng)新績效關鍵驅(qū)動因素模型[9]；鄭季良等運用實證分析通過構(gòu)建高耗能產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡模型，結(jié)果證明寶鋼集團通過協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡建設對可持續(xù)發(fā)展水平有很大促進作用[10]；XU YOULI 等根據(jù)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡模型出發(fā)，對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新績效問題進行研究[11]；韓東林等對中國四大航空制造業(yè)集群創(chuàng)新能力進行實證分析，給出提升航空制造業(yè)集群創(chuàng)新的對策及建議[12]。

目前國內(nèi)外研究主要集中在低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同要素構(gòu)成，制造業(yè)低碳創(chuàng)新形成機理、驅(qū)動因素、創(chuàng)新績效評價等方面。幾乎沒有針對從供應鏈一體化角度研究制造業(yè)集群低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同行為問題。論文在充分考慮集群低碳協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡構(gòu)成要素的基礎上，從鏈內(nèi)核心主體、中小配套資源及外部環(huán)境三個維度構(gòu)建面向制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同運營模型，以及低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力評估指標體系。結(jié)合具體案例將區(qū)間數(shù)灰色關聯(lián)分析法引入到制造商CSC低碳創(chuàng)新協(xié)同能力評估中，分析各方案低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力排序與關鍵影響因素，并針對各方案提出提升協(xié)同能力具體對策建議。

一、 評估模型及指標體系

1.面向制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同運營模型

制造業(yè)CSC 結(jié)合集群和供應鏈的集成優(yōu)勢，圍繞核心制造商集群，通過地理上鄰近且相互聯(lián)系的上下游企業(yè)和機構(gòu)相互協(xié)作所組成的具有規(guī)模和范圍經(jīng)濟的新型網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)組織形式[3]。目前，面向制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力沒有統(tǒng)一定義，論文在參照相關研究基礎上，提出具體內(nèi)涵。制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力是指在政策、科研等外部環(huán)境制約和支撐下，鏈上核心制造商集群從環(huán)境效益出發(fā)綜合利用先進技術(shù)、工藝及手段對鏈上縱向和橫向分工的集群主體進行低碳創(chuàng)新資源整合，盡可能實現(xiàn)制造業(yè)集群在低碳技術(shù)、知識、管理、觀念等方面創(chuàng)新集成，以提高能源利用率和減少碳排放，并為目標客戶提供具有區(qū)域低碳創(chuàng)新競爭優(yōu)勢產(chǎn)品或服務能力的相對評估。

面向制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡作為一個多要素、多元行為主體的互動式閉環(huán)低碳創(chuàng)新系統(tǒng)，外部低碳創(chuàng)新環(huán)境的約束與保障、鏈間各級主體對具有創(chuàng)新合作意識的低碳創(chuàng)新資源整合等對低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同發(fā)展水平尤為重要。在參照制造商CSC低碳創(chuàng)新協(xié)同能力內(nèi)涵，具體構(gòu)建如圖1所示的制造商CSC 低碳創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同運營模型，模型是“多中心型”CSC，即每個鏈條內(nèi)都存在兩個及以上處于支配地位的核心成員企業(yè)。該模型由供應商集群→低碳創(chuàng)新核心制造商集群→目標客戶群組成，其中政府、科研院所等外部低碳創(chuàng)新協(xié)同服務主體，鏈間中小配套低碳創(chuàng)新作為模型的供應商集群。制造商集群作為鏈上核心主導集群，從接受客戶低碳創(chuàng)新需求開始，對鏈上相關低碳創(chuàng)新集群要素進行合理分配、組合及優(yōu)化，形成一個面向制造商集群的低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡閉環(huán)協(xié)同運作系統(tǒng)。

2.制造商CSC低碳創(chuàng)新協(xié)同能力指標體系構(gòu)建

面向制造商CSC低碳創(chuàng)新系統(tǒng)涉及眾多實體要素，要素之間互動是系統(tǒng)協(xié)同運行的基本動力。根據(jù)圖1，考慮到制造商CSC實施低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同行為能力高低主要受到鏈上各集群要素低碳創(chuàng)新主體協(xié)同能力影響，論文基于鏈上各節(jié)點集群主體協(xié)同能力構(gòu)成分析[10-12]，分別從核心主體、外部環(huán)境和鏈間中小配套資源三個協(xié)同主體構(gòu)建指標體系及含義具體見表1。制造商集群作為鏈上核心協(xié)同主體要素，其低碳創(chuàng)新協(xié)同能力是整個CSC 低碳創(chuàng)新系統(tǒng)最核心體現(xiàn)，需要重點關注各主體要素間創(chuàng)新資源交換擴散、協(xié)同競合機制等；外部環(huán)境協(xié)同能力主要由第三方低碳創(chuàng)新協(xié)同能力構(gòu)成，具體包含政府、科技中介機構(gòu)、金融信貸、科研機構(gòu)等要素，是連接鏈 上各主體要素政策、知識、技術(shù)與咨詢服務的橋梁；鏈內(nèi)中小配套資源作為核心主體可供支配的低碳創(chuàng)新著協(xié)同資源，其協(xié)同能力主要由鏈間中小配套制造商、服務商等供應商集群低碳創(chuàng)新協(xié)同能力組成，每個集群要素主體低碳創(chuàng)新協(xié)同能力又劃分為不同的子能力。制造商集群低碳創(chuàng)新信息資源共享能力，作為各節(jié)點要素集群共享低碳創(chuàng)新信息、快速響應核心主體需求的紐帶，是促進鏈內(nèi)低碳創(chuàng)新資源快速流動的前提和基礎。

3.面向制造商CSC低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力評價模型

假設某區(qū)間數(shù)多屬性決策問題的備選方案集應的權(quán)重屬性集合為屬性Qi的指標權(quán)重為區(qū)間數(shù)，且合（這里n表示制造商集群供應鏈數(shù)量），評價屬性集合所對1,2,...,m。則方案Gj通過屬性Qi測度構(gòu)成的原始矩陣Gˉ表示如下：

實際應用需根據(jù)屬性指標類型對上述原始數(shù)據(jù)矩陣進行無量綱和規(guī)范化處理，屬性類型為效益型其屬性值越大越優(yōu)，成本型時其屬性值越小越優(yōu)，論文中屬性均屬于效益型指標。

本文將融入決策者偏好的區(qū)間灰色關聯(lián)分析法運用到面向制造商CSC低碳創(chuàng)新協(xié)同能力評估模型中，首先構(gòu)建區(qū)間熵權(quán)模型，在求解中融入決策者樂觀測度獲得屬性區(qū)間熵權(quán)，然后獲取各方案及鏈上各級集群主體相對于理想低碳創(chuàng)新協(xié)同能力最大的目標關聯(lián)度；最后根據(jù)各方案及各級集群主體的目標關聯(lián)度進行兩兩比較構(gòu)建相對應的可能度矩陣，并利用vi 值大小得到方案的相對優(yōu)劣程度排序。評估結(jié)果為決策者及時調(diào)整集群鏈上各集群主體協(xié)同能力，構(gòu)建高效低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡體系提供科學的決策依據(jù)。

步驟2：結(jié)合決策者樂觀測度信息確定屬性區(qū)間熵權(quán)信息。

首先構(gòu)建區(qū)間熵權(quán)模型[15]，具體見式（2）和式（3），通過求解式（2）最優(yōu)模型中目標函數(shù)Ωi的極值，即屬性權(quán)重樂觀測度區(qū)間，根據(jù)決策者客觀偏好確定樂觀測度值域為通過式（3）最優(yōu)模型求解目標函數(shù)Hi的極值，即屬性區(qū)間熵根據(jù)式（4）可得區(qū)間熵權(quán)信息為最后運用式（5）進一步規(guī)范化處理得各屬性權(quán)重區(qū)間信息為

步驟3：各方案相對于理想低碳創(chuàng)新協(xié)同能力最大的目標關聯(lián)系數(shù)求解[15-17]。

目標方案相對于理想低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力最大參考序列boi和目標關聯(lián)系數(shù)rij分別定義如式（6）和式（7）所示：

步驟4：確定各方案相對于理想低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力最大參考序列之間的區(qū)間關聯(lián)值[17-18]。具體根據(jù)式（8）線性規(guī)劃模型分別求解極小值和極大值，即

步驟5：基于可能度的區(qū)間數(shù)排序[15]。

根據(jù)式（10）通過可能度矩陣排序向量v，并計算vi(i ∈M)值確定各方案協(xié)同能力具體排序。

三、實證分析

某省為了重點培育具有國際競爭力的制造業(yè)低碳創(chuàng)新集群，了解現(xiàn)有支柱產(chǎn)業(yè)低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同發(fā)展水平，亟需對重點制造領域集群低碳創(chuàng)新協(xié)同能力進行綜合評估?，F(xiàn)選取不同區(qū)域的基于制造商集群主導的五條集群供應鏈鏈上成員均由組成，即制造商集群、外部環(huán)境集群以及鏈間中小配套資源集群組成，具體評價屬性見表1。決策者打分采用區(qū)間數(shù)形式，假定為[0,10]，即最差為1分，最好為10分。具體原始決策矩陣如表2所示。

表2 區(qū)間數(shù)原始決策矩陣Gˉ

步驟1：將表2中區(qū)間數(shù)原始矩陣Gˉ規(guī)范化后得矩陣Bˉ，如表3所示。

步驟2：結(jié)合表2數(shù)據(jù)，通過求解式（2）模型極值得出決策者樂觀測度值域區(qū)間Ω為：

參考上述區(qū)間數(shù)據(jù)，可得融入決策者客觀偏好的區(qū)間值域Ω'為：

根據(jù)式（3）確定各指標的區(qū)間熵H為：

通過式（4）-（5）確定屬性指標區(qū)間權(quán)重信息w'為：

步驟3：首先根據(jù)式（6）求得最大參考序列Boi，則根據(jù)式（7）得到第j 個方案相對于理想?yún)⒖夹蛄械哪繕岁P聯(lián)系數(shù)μij分別如下：

步驟4：求解式（8）的線性規(guī)劃模型得出各方案相對理想方案的低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力目標關聯(lián)值域μ為：

步驟5：根據(jù)（9）和（10）構(gòu)建可能度矩陣μ和計算各方案排序向量v分別如下：

根據(jù)各方案v值排序可得：G3＞G4＞G2＞G1＞G5

同理，根據(jù)式式（7）—式（10）計算可得到各方案中節(jié)點集群主體的可能度排序，具體各方案中集群鏈上各集群主體低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同能力高低排序如下：

根據(jù)總體方案v 值計算可知：方案G3最優(yōu)，即該領域制造商CSC 低碳創(chuàng)新綜合協(xié)同能力最強。從各方案節(jié)點集群主體協(xié)同能力高低排序可知：方案G1、G4與G5中制造商集群協(xié)同能力最強，亟需提高外部環(huán)境集群協(xié)同能力；同理方案G2中外部環(huán)境主體集群最強，亟需提升鏈間中小配套資源集群協(xié)同能力；方案G3中鏈間中小配套資源集群最強，亟需改進的是制造商集群主體協(xié)同能力。

綜合上述排序可知，不同方案制造商CSC 低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同水平高低受到鏈上各集群主體影響程度不一致，外部環(huán)境主體作為鏈上政策、知識等服務橋梁，其低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡環(huán)境構(gòu)建存在區(qū)域差異，政府對低碳創(chuàng)新資源宏觀分配越合理，科研高校、科技中介所提供的低碳創(chuàng)新思想、管理方法及技術(shù)越先進，資金投入與產(chǎn)出效率越高，越有利于引導低碳創(chuàng)新資源在不同主體要素之間流動，促使制造業(yè)集群與外部環(huán)境及鏈間中小配套企業(yè)進行低碳協(xié)同創(chuàng)新?？傊圃鞓I(yè)集群供應鏈作為一個復雜系統(tǒng)，其低碳創(chuàng)新協(xié)同能力高低受集群內(nèi)外眾多協(xié)同因素影響。

四、結(jié)束語

為了了解制造業(yè)集群以及鏈上個各節(jié)點集群主體的低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同發(fā)展水平，長期實現(xiàn)“創(chuàng)新與環(huán)境”的綜合效益。本文將區(qū)間灰色關聯(lián)方法應用到面向制造商CSC低碳創(chuàng)新協(xié)同行為評估模型中，查找出影響各方案制造商CSC 低碳創(chuàng)新協(xié)同行為能力的關鍵因素，提出提升低碳創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展水平的具體改善路徑。該方法融入了決策者客觀偏好且屬性值及權(quán)重均采取區(qū)間數(shù)形式給出，整個計算過程采用軟件編程，表達結(jié)果更加準確合理。評估結(jié)果宏觀上有助于引導地方政府對低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡資源進行監(jiān)督調(diào)控，提升制造業(yè)CSC 上不同集群主體協(xié)同發(fā)展水平，形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群低碳創(chuàng)新核心競爭優(yōu)勢；微觀上對實現(xiàn)制造業(yè)集群由“制造”到“創(chuàng)造”升級、構(gòu)建協(xié)同共享的現(xiàn)代化低碳創(chuàng)新網(wǎng)絡體系等提供科學保障。未來研究還可以針對其它產(chǎn)業(yè)集群對制造業(yè)低碳創(chuàng)新空間協(xié)同性影響，集群開放性、知識溢出、技術(shù)轉(zhuǎn)移等動態(tài)因素對制造商低碳創(chuàng)新協(xié)同行為影響機制等方面開展研究，為培育世界級先進制造業(yè)集群創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)提供進一步的決策參考。