先進制造業集群供應鏈空間布局合理度評估模型構建
——基于集群可靠性分析

陳 香，李新劍

（安徽機電職業技術學院經貿學院，安徽蕪湖 241002）

1 研究背景

隨著科技迅猛發展，全球先進制造業已進入到全方位、高水平競爭階段，世界主要發達國家都將打造高水平先進制造業集群作為國家發展主要戰略［1］。先進制造業集群可促進企業間良好的協作與分工，對國民經濟貢獻、區域競爭力提升作用日趨凸現。我國黨的十九大報告明確將培育若干世界級先進制造業集群作為重點問題提出。然而目前我國一些發達區域如長三角、珠三角等地區出現先進制造業集群空間布局雷同、主導產業特色不鮮明、集群內部分工與協作總體效率偏低等問題，嚴重阻礙我國先進制造業向全球價值鏈高端邁進［2］。集群供應鏈（cluster supply chain，CSC）作為地理上鄰近且相互聯系的上下游企業和機構相互協作平臺，能夠充分整合主導產業和配套資源之間在跨鏈供應、生產、銷售中各項資源要素，成為新型的供應鏈運營模式［3］。先進制造商集群作為CSC 上的核心主體，合理規劃供應鏈上資源整體布局和內部合作關系，是實現先進制造業集群高質量、可持續發展的前提和基礎。

目前圍繞制造業空間布局問題，國內外學者進行了廣泛探索，并取得一些研究成果。如，Jofre-Monseny 等［4］以西班牙某先進制造企業地理空間位置為例，探討馬歇爾集群模式的重要性；Cheng［5］采用空間聯立方程模型對制造業集聚與環境污染的空間相關性進行實證研究；許妮婭等［6］從靜態和動態視角出發研究，認為我國目前制造產業分布處于勞動力市場和成本集聚狀態，城市規劃的土地功能分區政策對其空間集聚無顯著影響；劉霄泉等［7］以北京市制造業集群為例，運用局部空間統計方法研究產業集群的空間布局特征；張杰等［8］綜合運用標準差橢圓、空間自相等多種空間統計方法，分別從省域、區域、縣域及縣域以下空間尺度研究浙江省制造業空間布局和影響要素。從已有研究來看，主要集中在制造業空間集聚特征、現狀及與其他要素空間相關性等，幾乎沒有針對面向可靠性的先進制造業集群CSC 空間布局問題開展研究。很明顯，可靠性大小與先進制造業集群空間布局合理度呈正向關系，可靠性越高則集群空間布局越趨于合理，反之越低。從供應鏈一體化角度，運用可靠性思想提高先進制造業集群空間布局合理度，是推動先進制造業集群升級和轉型的關鍵。為此，本文以先進制造業集群為研究對象，對面向可靠性的先進制造業CSC 空間布局合理度大小進行多屬性評估。

CSC 是一個多要素、多元行為主體的互動式閉環系統，運行過程中外部環境的實時變化、鏈間配套群體的競合效應、核心企業群體的分配和整合能力等都存在不確定性和隨機性［9-10］。由于制造業集群運作過程中涉及眾多利益群體，決策者在對CSC中先進制造業集群空間布局合理度進行評估時，評價屬性數據值難以精確化反映，為此，本文將基于熵權的TOPSIS 模型運用到先進制造業集群空間布局合理度評估中，其中屬性權重與屬性值均以三角模糊函數給出，結合具體算例得出先進制造業集群在構建CSC 系統過程中，可靠性對其空間布局合理度大小影響程度排序以及各方案中空間布局合理度關鍵影響要素。研究以期有助于先進制造商主體及時了解供應鏈上資源要素對集群空間布局合理化影響程度，以便隨時調整其空間布局模式，提高集群供應鏈系統可靠性；另一方面，有助于先進制造商在進行集群跨鏈協作整合時盡量篩選對系統空間布局貢獻較大的構成要素，豐富區域產業集群空間布局內容。

2 先進制造商CSC 空間布局合理度評估模型

本文中所提到的集群供應鏈是以先進制造商集群為主導，由相互交叉的單鏈組成，先進制造商通過不斷整合鏈上相關配套資源為客戶提供先進制造產品或服務的功能網鏈狀集群結構［3，9］，具體運營結構如圖1 所示。其中，供應商集群、核心先進制造商集群、目標客戶群組成多中心型CSC，即每個鏈條內都存在兩個及以上處于支配地位的核心成員企業。為了方便描述，又不失一般性，假設每條單鏈均由一個先進制造商集群和若干配套供應企業群、若干目標客戶群組成。

圖1 先進制造商集群供應鏈運營模型

以下根據集群供應鏈結構模型運行過程及特點，構建面向可靠性的先進制造商集群空間布局合理度評估模型。

2.1 評估指標選取

集群供應鏈可靠性體現了集群系統克服各種不確定性因素影響，其可靠性的提高能夠在某種程度上降低集群系統發生分工與協調失靈風險的可能性，為短期內集群生產鏈長度增加、傳輸效率提高提供科學保障［11-12］。先進制造商集群空間布局合理度是指基于先進制造商集群主導的CSC 空間集聚過程中，在政策、科研等外部環境制約和支撐下,按照專業化分工、產業互補等合作方式對集群內相關資源進行整合，盡可能實現集群系統高效運作，從而形成相互促進、特色互補空間格局的一種相對評估。結合圖1，本文認為面向可靠性的先進制造商CSC 空間布局合理度大小主要取決于如下4 個因素：外部宏觀環境可靠性、網絡空間結構集聚可靠性、集群銜接可靠性，主導產業創新規劃可靠性，本文從這4 個方面給出具體評估指標體系，具體如圖2 所示。

（1）外部宏觀環境作為CSC 運行的基礎，其可靠性大小一方面取決于政府通過制定相關法律法規以及進入集群的優惠政策，積極向集群引導人才、資金、技術創新等特色資源情況；另一方面受到區域經濟發展及運行狀況影響，集群政策環境越有利，特色資源引導越合理，區域經濟發展運行越順暢，越有利于外部環境的可靠性提高。

（2）網絡空間集聚結構是集群發展的空間載體，其可靠性大小體現了先進制造商集群空間組織結構布局合理化程度，一方面表現為先進制造商對中小配套群體和機構等利益實體的資源整合程度，另一方面表現為先進制造商對鏈上企業間利益分配合理程度，集群內部分工越合理越有利于生產要素流通和優化資源配置，達到整合產業結構空間布局。此外，先進制造商在推進中小企業和機構協同集聚過程中,還需憑借地理上的靠近不斷優化同類或相關企業之間的生產協作，不斷向集群外部輻射，盡可能擴大產業規模，促進集群地理空間位置趨于合理。

（3）集群網絡銜接可靠性作為CSC 中先進制造商與配套供應資源之間銜接紐帶，鏈上各要素節點間的交換擴散、協同競合等合作能力匹配程度決定了供應鏈穩定運行程度，核心企業與鏈上配套群之間的信息流通是否順暢直接影響集群內各節點企業間信息傳輸的速率和準確性。集群系統柔性反映系統適應內外部環境變化的能力，柔性較差可能導致CSC 網絡可靠性下降，因此可作為集群銜接可靠性的關鍵評估要素。

（4）先進制造商對其核心產業群體的創新規劃是其區別于傳統產業集群的一個重要典型特征，其可靠性大小主要通過核心產業集群對本地區特色化、核心競爭力影響和低碳創新循環經濟模式構建等綜合反映；此外，鏈上同一產業存在多個鏈條交叉,主導產業群要想調整集群空間布局模式，延伸擴展產業鏈條，還需不斷優化鏈內外企業和機構間的空間布局與合作關系，增加鏈上資源在產前、產中及產后的關聯性，因此也可作為產業集群創新規劃可靠性的體現。

圖2 先進制造商空間布局合理度評估指標體系

2.2 評估模型構建

表1 語言評價變量與三角模糊數之間對應關系

本文運用熵權TOPSIS 模型對先進制造商集群空間布局合理度進行綜合評價，首先運用三角模糊數構建面向可靠性的先進制造商CSC 空間布局合理度原始決策矩陣，然后采用中心區域(COA)法確定決策者客觀權重，并結合決策者主觀權重確定指標綜合權重，最后通過求解熵權TOPSIS 模型得出各方案以及各方案中一級目標屬性的個體貼進度綜合排序，為決策者構建科學合理的先進制造商集群空間布局提供定量決策依據。具體步驟如下：

則目標屬性集k所對應方案的模糊正負理想解之間距離公式定義為：

步驟4：確定各方案貼進度CCi的值。加權規范化后的模糊正理想和負理想距離公式分別定義如下：

式（14）（15）中：t為一級指標對應下的二級指標數量；為一級目標屬性權重。

則各方案的貼進度值CCi可以表示為：

3 算例分析

伴隨著新一輪科技革命與產業變革，我國的供給側結構性改革不斷深化，先進制造業集群已成為推動區域產業升級，實現實體經濟高質量發展的重要途徑。為合理規劃不同產業領域先進制造業集群空間布局，亟需對重點領域產業集群空間布局合理度進行綜合評估。本文以長三角某省近幾年重點先進制造領域空間布局規劃為例，選取基于制造商主導的4 條集群供應鏈為評估對象，具體支柱產業領域分別為工業機器人（方案S1）、新能源汽車（方案S2）、智能語音（方案S3）和高性能材料（方案S4），每個方案的評價依據見圖2。在這個多屬性決策問題中，本文在專家經驗、企業調研等基礎上，結合模糊數學等相關理論，采用三角模糊語言變量進行打分并給出算例中原始數據，對應關系見表1，原始三角模糊決策矩陣具體如表2 所示。

表2 案例方案三角模糊數決策矩陣

步驟1：根據式（2）（3）將原始決策矩陣規范化后，得模糊矩陣表示如下：

步驟3：根據式（8）～（13）確定一級目標屬性的模糊正負理想點之間距離組合表示如下：

步驟4：根據式（14）至（16）得出各個方案相對貼近度值為：

參考上述各方案相對貼近度值，確定各方案空間布局合理度排序為：s3＞s2s4s1。同理，可以求得各案一級目標屬性個體相對貼近度，具體各方案一級目標屬性對先進制造商空間布局合理度影響程度排序如下：s1:p1＞p4＞p2＞p3；s2:p4＞p1＞p2＞p3；s3:p2=p3＞p1＞p4；s4:p1＞p3＞p2＞p4。綜合專家意見及國內外相關文獻，將先進制造業集群空間布局合理度評價標準貼進度值分別劃分在4個區間內，且對應評價等級為較不合理、基本合理、較合理、合理4個等級［8，17-18］。則根據上述總體方案貼進度排序及等級劃分可知：方案S3最優，即空間布局合理等級；方案S2空間布局處于較合理等級；方案S4和S1處于較不合理等級，產業空間布局亟需重新規劃。相應的措施可參考各方案一級目標屬性對先進制造商空間布局合理度影響程度排序，具體為：在方案S1和方案S2中，空間集聚創新可靠性與集群銜接可靠性相對較差，需要重點關注，應加強集群專業化分工與協作效率；方案S4中，外部環境集群可靠性和產業規劃可靠性的空間布局合理化程度較低，需要不斷優化產業發展宏觀環境和合理布局主導先進制造產業；在最優方案S3中，網絡空間結構集聚可靠性、集群銜接可靠性都較高。此結果可為區域空間布局合理度較低的先進制造產業領域提供參考依據。

4 結論

（1）本文考慮到集群空間布局模式與CSC 可靠性之間關系，首次從供應鏈一體化角度提出基于熵權TOPSIS 的先進制造商集群空間布局合理度多屬性評估模型，給出先進制造商集群空間布局合理度測度具體內涵；根據該評估模型，通過具體算例分析能準確篩選出面向可靠性的先進制造業CSC 空間布局合理的最強方案以及各方案的關鍵影響要素，根據合理度等級劃分確定鏈上薄弱環節，給出具體改善措施。該方法中，評估變量的屬性值和屬性權重均以三角模糊數給出，使得表達結果準確合理。

（2）基于本文提出的評估模型的評估結果，能夠綜合反映出不同區域產業集群空間布局情況，宏觀上可作為指導地方政府制定區域經濟發展政策和戰略方針、促進區域內特色先進制造業集群建設的依據，微觀上豐富了先進制造業集群分工布局及發展模式研究的理論內涵，為決策者對先進制造業集群進行合理的空間定位及分工，以便形成相互聯系、鏈接水平極強的先進制造業集群發展空間布局結構提供借鑒與參考。

（3）本文研究重點在于面向可靠性的先進制造業集群空間布局合理度評估與驗證，未來研究還可以針對其他要素與先進制造業集群空間布局模式之間關系影響，如產業結構升級、集群開放性、知識溢出、技術轉移等動態因素對其影響機制等方面開展研究，進一步豐富和完善世界級先進制造業集群培育機制。