基于可拓理論和蒙特卡洛模擬的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿ρ芯?/h1>
2017-08-08 05:24:33劉洋
湖北農業(yè)科學 2017年13期
劉洋
摘要：為在傳統(tǒng)定性分析食品產業(yè)集群發(fā)展狀態(tài)的基礎上實現對其發(fā)展?jié)摿Φ亩吭u價，構建了一套包括IMS 3個二級指標、6個三級指標和14個四級指標的評價指標體系，確定指標的等級并進行量化，采用熵權法和EAHP結合法確定指標權重，基于可拓理論建立食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿ξ镌赏啬Ｐ?，根據最大隸屬度原則確定指標和發(fā)展?jié)摿Φ碾`屬等級，對模型進行蒙特卡洛模擬以確定敏感性因素，最終以漯河市食品產業(yè)集群為例進行分析，得出其IMS指標和發(fā)展?jié)摿υ谠u價期間均在不斷加強。
關鍵詞：可拓理論；蒙特卡洛模擬；隸屬度；食品產業(yè)集群；發(fā)展?jié)摿?/p>
中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）13-2563-07
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.13.041
Research on the Development Potential of Food Industry Cluster Based on Extensible Set and Monte Carlo Simulation
LIU Yang
（Zhongnan Hospital of Wuhan University， Wuhan 430071， China）
Abstract： In order to evaluate the development potential of food industry cluster quantitatively， a system of evaluation indexes including 3 second class indicators， 6 third class indicators and 14 fourth class indicators was built and the grade interval of the indicators was quantified and defined. Besides， entropy method was combined with EAHP to determine the weight， the matter element evaluation model was built based on the extension theory and got the final class of the development potential on the basis of maximum membership principle. The sensitivity analysis was made to identify the specific sensitivities based on Monte Carlo theory. At last， the paper set food industry cluster of Luohe city as a example to analysis and got the conclusion that the development potential is strengthening.
Key words： extension theory；Monte Carlo simulation；degree of membership；food industry cluster；development potential
產業(yè)集群，作為產業(yè)在發(fā)展過程中逐漸形成的最高效的組合方式，在促進企業(yè)整體效益方面具有積極作用，也極大促進地區(qū)經濟的發(fā)展，成為全球化競爭格局下的新生經濟現象[1，2]。目前，已有很多學者對產業(yè)集群進行相關研究，但是綜合各項研究文獻，大多數集中在旅游[3，4]、家電[5]和制造業(yè)[6]產業(yè)集群的研究上。食品產業(yè)作為當前國民經濟的重要支柱產業(yè)，其向區(qū)域化和集群化發(fā)展的趨勢是不可避免的，合理有效地對食品產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿M行綜合評價，并提高其核心競爭力同樣具有重要的研究意義。
傳統(tǒng)的食品產業(yè)集群研究主要運用DEA模[7]、熵值法[8]等定性分析方法，然而，食品產業(yè)集群研究評價是一個復雜的問題，影響因素較多，既獨立作用，又相互約束，僅定性評價或采取簡單方法定性評價很難全面反映該復雜且不確定過程。可拓集作為一種不確定數據處理領域的新方法[9]，能夠實現指標定性與定量之間的轉化，并同時兼顧數據的模糊性和隨機性；蒙特卡洛模擬則是一種通過隨機模擬和統(tǒng)計實驗[10]，對評價指標進行敏感性分析，求解數學、經濟、工程等敏感性問題的數值方法。因此，本研究將以上兩種方法結合，提出一種基于可拓集和蒙特卡洛模擬的食品產業(yè)集群發(fā)展研究方法，在指標體系構建、等級劃分基礎上，基于可拓集計算指標所屬安全等級，并基于蒙特卡洛原理對發(fā)展?jié)摿υu價指標進行敏感性分析，對敏感因素采取有效措施，進行重點控制管理，促進食品產業(yè)集群的發(fā)展。
1 評價體系構建
1.1 評價指標體系構建
在對食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ膬仍跈C理進行深入分析的基礎上，結合有關理論和相關文獻[11，12]，關于食品產業(yè)發(fā)展?jié)摿τ绊懸蛩厮霈F的頻度，按照指標劃分系統(tǒng)性、簡明性、客觀性、實效性、可測性、指標之間盡可能避免顯見的包含關系、定量指標與定性指標結合使用等多重原則[13]，本研究將食品產業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ挠绊懸蛩胤譃閮仍诔砷L潛力（Potential of internal growth，簡稱“I”）、外部擴張潛力（Potential of market extension，簡稱為“M”）和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Γ≒otential of sustainable development，簡稱為“S”）三個維度。同時，在每一維度下對其進行細分，其中內在成長潛力包括產業(yè)結構和資源稟賦，外部擴張潛力包括市場供給和市場需求，可持續(xù)能力包括政策支持和產業(yè)增長及收益，在三級指標的基礎上拓展出14個四級指標，通過對指標的相關性分析，最終形成了圖1所示的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υu價指標體系。
1.2 等級劃分
根據指標現狀對產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿M行綜合評價，并將其劃分為不同等級，以清楚識別產業(yè)集群的現狀和發(fā)展趨勢，便于實施決策和措施。本研究根據相關文獻[14]將產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿澐譃棰?、Ⅱ、Ⅲ、?4個等級，分別對應于理想狀態(tài)、良好狀態(tài)、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)，并經過多次計算分析，分別確定定量標度為100～90、89～70、69～50、50以下。具體等級如表1所示。
同時，在搜集數據和資料的基礎上，考慮到評價過程的可操作性和結果的可行性，將產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ南嚓P指標進行等級劃分，共A、B、C、D四個等級，并將各等級進行定量的區(qū)間劃分，具體的指標體系的分級結果如表2所示。其中，A級表示指標處于理想的發(fā)展狀態(tài)，B、C、D級分別表示指標發(fā)展狀態(tài)良好、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)。
2 食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿C合評價
可拓學是以廣東工業(yè)大學的蔡文研究員為首的中國學者在1983年創(chuàng)立的，以物元為對象，以關聯函數為媒介，分析元素和集合間的可變性，通過可拓物元變換定量極端不相容問題[15]。其中，物元模型構建、關聯函數確定、權重與隸屬度計算等是其重要組成要素[16]。
2.1 物元模型構建
1）診斷標準模型構建。①確定經典域，經典域的確定是以指標的等級劃分為依據，根據可拓理論，將經典域定義如下：
3.3 敏感性分析
為了對影響食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ囊蛩剡M一步分析，找出對產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿τ绊戄^為敏感的因素，增強控制管理的有效性和針對性，在基于可拓評價法對食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿M行綜合評價的基礎上，根據蒙特卡洛模擬原理分別對其進行敏感性分析。選擇2009～2014年間的指標數據進行敏感性分析，將14個指標定義為假設單位，最終發(fā)展?jié)摿υu分值定義為預測單元，根據實際情況設定各指標的分布為三角分布，最可能取值為實際取值，最大值最小值為最可能取值的110%和90%?；贑rystal Ball軟件，定義模擬次數為1 000次對2009～2014年間的指標數據進行敏感性分析，各指標的敏感性貢獻度如圖3所示。
從圖3可以看到，每一年的數據中均存在一個敏感性貢獻度明顯高于其他指標的季度敏感因素，但是由于各年的情況和環(huán)境存在一定程度的差異，因此該敏感因素并不一致。其中2014年對c2（食品出口率）指標極度敏感，對c11（科技開發(fā)投入）的敏感性次之；2009、2011、2012年對c6（食品業(yè)全員生產率）指標季度敏感；2013年對指標c11較為敏感，對c2（食品出口率）的敏感性次之；而2010年的對c6（食品業(yè)全員生產率）和c11（科技開發(fā)投入）指標均較為敏感。從敏感性貢獻度的總體分布來看，從2009～2014年間c2（食品出口率）、c6（食品業(yè)全員生產率）和c11這三個指標對漯河市食品發(fā)展?jié)摿Φ挠绊戄^為敏感。因此，在對產業(yè)集權發(fā)展?jié)摿M行控制管理的過程中需要重點對這三個因素進行重點控制，重點加強食品的出口率，加大國外的食品供給力度，同時提高員工的勞動生產率，從提高效率降低成本出發(fā)增強產業(yè)集群的收益，并增加科技開發(fā)投入，鼓勵科技開發(fā)，采用新技術新科技，降低成本，提高效率，增強發(fā)展?jié)摿?。同時，從敏感性分析結果可以看出每一年的敏感性因素并不一致，因此，在后期的管理評價中需針對每一年的具體市場狀況和政策環(huán)境進行分析，找出每一年的敏感性因素，并采取具體措施提高發(fā)展?jié)摿Α?/p>
4 小結
1）在綜合大量文獻的基礎上，提出了一套基于3個二級指標、6個三級指標和14個四級指標的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υu價指標體系，克服了以往指標選取時局部性的缺陷；并將產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Ψ譃槔硐霠顟B(tài)、良好狀態(tài)、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)四個等級，并將評價指標劃分為A、B、C、D四級，并根據數據庫的分析將各等級量化，使評價結果更貼合實際。
2）提出了一種基于可拓評價和EAHP的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ木C合評價方法，并以漯河市食品產業(yè)集群為例進行實例分析，驗證了方法的有效性和可行性，得出了漯河市食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υ谥鸩皆鰪姷慕Y論。該評價方法直觀簡單、邏輯性強、可傳達性好解決了指標之間的不相容問題并使之定量化，與傳統(tǒng)的評價方法相比更能從變化的角度認識事物，反映評價對象的狀態(tài)。
3）根據蒙特卡洛原理，基于Crystal Ball軟件對2009～2014年間的漯河市食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿M行了敏感性分析，得出食品出口率、食品業(yè)全員生產率和科技開發(fā)投入指標是對發(fā)展?jié)摿τ绊戄^大的三個因素，在后期的管理過程中應該加強對敏感因素的控制和管理。
參考文獻：
[1] 阮建青，石 琦，張曉波.產業(yè)集群動態(tài)演化規(guī)律與地方政府政策[J].管理世界，2014（12）：79-91.
[2] 劉媛媛，孫 慧.資源型產業(yè)集群形成機理分析與實證[J].中國人口·資源與環(huán)境，2014（11）：103-111.
[3] 郭美斌.四川文化旅游產業(yè)集群發(fā)展的思路與對策[J].企業(yè)經濟，2012（11）：120-123.
[4] 于球陽.旅游產業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ慕Y構模型及其測度研究[J].華東師范大學學報（哲學社會科學版），2009（5）：114-119.
[5] 劉 煒，李 郇，歐俏珊.產業(yè)集群的非正式聯系及其對技術創(chuàng)新的影響——以順德家電產業(yè)集群為例[J].地理研究，2013（3）：518-530.
[6] 劉霄泉，孫鐵山，李國平.基于局部空間統(tǒng)計的產業(yè)集群空間分析——以北京市制造業(yè)集群為例[J].地理科學，2012（5）：530-535.
[7] 董巖輝.基于DEA模型的河南省綠色食品企業(yè)生產效率研究[J].湖北農業(yè)科學，2015，54（9）：2271-2274.
[8] 周會敏，帥傳敏，程 欣.中國食品產業(yè)集群可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ木C合評價[J].統(tǒng)計與決策，2015（7）：48-51.
[9] 李沃源，張慶普.基于可拓方法的創(chuàng)意產業(yè)集群創(chuàng)意擴散環(huán)境評價研究[J]. 科技管理研究，2014（21）：152-158，164.
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[17] 展翔翔，莫俊文.基于蒙特卡羅模擬技術的房地產項目經濟評價[J].價值工程，2016（33）：39-42.
劉洋
摘要：為在傳統(tǒng)定性分析食品產業(yè)集群發(fā)展狀態(tài)的基礎上實現對其發(fā)展?jié)摿Φ亩吭u價，構建了一套包括IMS 3個二級指標、6個三級指標和14個四級指標的評價指標體系，確定指標的等級并進行量化，采用熵權法和EAHP結合法確定指標權重，基于可拓理論建立食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿ξ镌赏啬Ｐ?，根據最大隸屬度原則確定指標和發(fā)展?jié)摿Φ碾`屬等級，對模型進行蒙特卡洛模擬以確定敏感性因素，最終以漯河市食品產業(yè)集群為例進行分析，得出其IMS指標和發(fā)展?jié)摿υ谠u價期間均在不斷加強。
關鍵詞：可拓理論；蒙特卡洛模擬；隸屬度；食品產業(yè)集群；發(fā)展?jié)摿?/p>
中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）13-2563-07
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.13.041
Research on the Development Potential of Food Industry Cluster Based on Extensible Set and Monte Carlo Simulation
LIU Yang
（Zhongnan Hospital of Wuhan University， Wuhan 430071， China）
Abstract： In order to evaluate the development potential of food industry cluster quantitatively， a system of evaluation indexes including 3 second class indicators， 6 third class indicators and 14 fourth class indicators was built and the grade interval of the indicators was quantified and defined. Besides， entropy method was combined with EAHP to determine the weight， the matter element evaluation model was built based on the extension theory and got the final class of the development potential on the basis of maximum membership principle. The sensitivity analysis was made to identify the specific sensitivities based on Monte Carlo theory. At last， the paper set food industry cluster of Luohe city as a example to analysis and got the conclusion that the development potential is strengthening.
Key words： extension theory；Monte Carlo simulation；degree of membership；food industry cluster；development potential
產業(yè)集群，作為產業(yè)在發(fā)展過程中逐漸形成的最高效的組合方式，在促進企業(yè)整體效益方面具有積極作用，也極大促進地區(qū)經濟的發(fā)展，成為全球化競爭格局下的新生經濟現象[1，2]。目前，已有很多學者對產業(yè)集群進行相關研究，但是綜合各項研究文獻，大多數集中在旅游[3，4]、家電[5]和制造業(yè)[6]產業(yè)集群的研究上。食品產業(yè)作為當前國民經濟的重要支柱產業(yè)，其向區(qū)域化和集群化發(fā)展的趨勢是不可避免的，合理有效地對食品產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿M行綜合評價，并提高其核心競爭力同樣具有重要的研究意義。
傳統(tǒng)的食品產業(yè)集群研究主要運用DEA模[7]、熵值法[8]等定性分析方法，然而，食品產業(yè)集群研究評價是一個復雜的問題，影響因素較多，既獨立作用，又相互約束，僅定性評價或采取簡單方法定性評價很難全面反映該復雜且不確定過程。可拓集作為一種不確定數據處理領域的新方法[9]，能夠實現指標定性與定量之間的轉化，并同時兼顧數據的模糊性和隨機性；蒙特卡洛模擬則是一種通過隨機模擬和統(tǒng)計實驗[10]，對評價指標進行敏感性分析，求解數學、經濟、工程等敏感性問題的數值方法。因此，本研究將以上兩種方法結合，提出一種基于可拓集和蒙特卡洛模擬的食品產業(yè)集群發(fā)展研究方法，在指標體系構建、等級劃分基礎上，基于可拓集計算指標所屬安全等級，并基于蒙特卡洛原理對發(fā)展?jié)摿υu價指標進行敏感性分析，對敏感因素采取有效措施，進行重點控制管理，促進食品產業(yè)集群的發(fā)展。
1 評價體系構建
1.1 評價指標體系構建
在對食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ膬仍跈C理進行深入分析的基礎上，結合有關理論和相關文獻[11，12]，關于食品產業(yè)發(fā)展?jié)摿τ绊懸蛩厮霈F的頻度，按照指標劃分系統(tǒng)性、簡明性、客觀性、實效性、可測性、指標之間盡可能避免顯見的包含關系、定量指標與定性指標結合使用等多重原則[13]，本研究將食品產業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ挠绊懸蛩胤譃閮仍诔砷L潛力（Potential of internal growth，簡稱“I”）、外部擴張潛力（Potential of market extension，簡稱為“M”）和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Γ≒otential of sustainable development，簡稱為“S”）三個維度。同時，在每一維度下對其進行細分，其中內在成長潛力包括產業(yè)結構和資源稟賦，外部擴張潛力包括市場供給和市場需求，可持續(xù)能力包括政策支持和產業(yè)增長及收益，在三級指標的基礎上拓展出14個四級指標，通過對指標的相關性分析，最終形成了圖1所示的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υu價指標體系。
1.2 等級劃分
根據指標現狀對產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿M行綜合評價，并將其劃分為不同等級，以清楚識別產業(yè)集群的現狀和發(fā)展趨勢，便于實施決策和措施。本研究根據相關文獻[14]將產業(yè)集群的發(fā)展?jié)摿澐譃棰?、Ⅱ、Ⅲ、?4個等級，分別對應于理想狀態(tài)、良好狀態(tài)、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)，并經過多次計算分析，分別確定定量標度為100～90、89～70、69～50、50以下。具體等級如表1所示。
同時，在搜集數據和資料的基礎上，考慮到評價過程的可操作性和結果的可行性，將產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ南嚓P指標進行等級劃分，共A、B、C、D四個等級，并將各等級進行定量的區(qū)間劃分，具體的指標體系的分級結果如表2所示。其中，A級表示指標處于理想的發(fā)展狀態(tài)，B、C、D級分別表示指標發(fā)展狀態(tài)良好、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)。
2 食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿C合評價
可拓學是以廣東工業(yè)大學的蔡文研究員為首的中國學者在1983年創(chuàng)立的，以物元為對象，以關聯函數為媒介，分析元素和集合間的可變性，通過可拓物元變換定量極端不相容問題[15]。其中，物元模型構建、關聯函數確定、權重與隸屬度計算等是其重要組成要素[16]。
2.1 物元模型構建
1）診斷標準模型構建。①確定經典域，經典域的確定是以指標的等級劃分為依據，根據可拓理論，將經典域定義如下：
3.3 敏感性分析
為了對影響食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ囊蛩剡M一步分析，找出對產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿τ绊戄^為敏感的因素，增強控制管理的有效性和針對性，在基于可拓評價法對食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿M行綜合評價的基礎上，根據蒙特卡洛模擬原理分別對其進行敏感性分析。選擇2009～2014年間的指標數據進行敏感性分析，將14個指標定義為假設單位，最終發(fā)展?jié)摿υu分值定義為預測單元，根據實際情況設定各指標的分布為三角分布，最可能取值為實際取值，最大值最小值為最可能取值的110%和90%?；贑rystal Ball軟件，定義模擬次數為1 000次對2009～2014年間的指標數據進行敏感性分析，各指標的敏感性貢獻度如圖3所示。
從圖3可以看到，每一年的數據中均存在一個敏感性貢獻度明顯高于其他指標的季度敏感因素，但是由于各年的情況和環(huán)境存在一定程度的差異，因此該敏感因素并不一致。其中2014年對c2（食品出口率）指標極度敏感，對c11（科技開發(fā)投入）的敏感性次之；2009、2011、2012年對c6（食品業(yè)全員生產率）指標季度敏感；2013年對指標c11較為敏感，對c2（食品出口率）的敏感性次之；而2010年的對c6（食品業(yè)全員生產率）和c11（科技開發(fā)投入）指標均較為敏感。從敏感性貢獻度的總體分布來看，從2009～2014年間c2（食品出口率）、c6（食品業(yè)全員生產率）和c11這三個指標對漯河市食品發(fā)展?jié)摿Φ挠绊戄^為敏感。因此，在對產業(yè)集權發(fā)展?jié)摿M行控制管理的過程中需要重點對這三個因素進行重點控制，重點加強食品的出口率，加大國外的食品供給力度，同時提高員工的勞動生產率，從提高效率降低成本出發(fā)增強產業(yè)集群的收益，并增加科技開發(fā)投入，鼓勵科技開發(fā)，采用新技術新科技，降低成本，提高效率，增強發(fā)展?jié)摿?。同時，從敏感性分析結果可以看出每一年的敏感性因素并不一致，因此，在后期的管理評價中需針對每一年的具體市場狀況和政策環(huán)境進行分析，找出每一年的敏感性因素，并采取具體措施提高發(fā)展?jié)摿Α?/p>
4 小結
1）在綜合大量文獻的基礎上，提出了一套基于3個二級指標、6個三級指標和14個四級指標的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υu價指標體系，克服了以往指標選取時局部性的缺陷；并將產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Ψ譃槔硐霠顟B(tài)、良好狀態(tài)、一般狀態(tài)和較差狀態(tài)四個等級，并將評價指標劃分為A、B、C、D四級，并根據數據庫的分析將各等級量化，使評價結果更貼合實際。
2）提出了一種基于可拓評價和EAHP的食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿Φ木C合評價方法，并以漯河市食品產業(yè)集群為例進行實例分析，驗證了方法的有效性和可行性，得出了漯河市食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿υ谥鸩皆鰪姷慕Y論。該評價方法直觀簡單、邏輯性強、可傳達性好解決了指標之間的不相容問題并使之定量化，與傳統(tǒng)的評價方法相比更能從變化的角度認識事物，反映評價對象的狀態(tài)。
3）根據蒙特卡洛原理，基于Crystal Ball軟件對2009～2014年間的漯河市食品產業(yè)集群發(fā)展?jié)摿M行了敏感性分析，得出食品出口率、食品業(yè)全員生產率和科技開發(fā)投入指標是對發(fā)展?jié)摿τ绊戄^大的三個因素，在后期的管理過程中應該加強對敏感因素的控制和管理。
參考文獻：
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