我國虛擬生態工業園的研究現狀與展望

□洪 潔 孫 敏

（1、2.昆明理工大學，昆明 650093）

我國政府一直高度重視和推廣可持續發展戰略，為緩解自然與經濟發展的矛盾，20世紀90年代從德國引進循環經濟理念并在國內大力推廣。目前我國循環經濟在我國的實施分為兩個層面：企業層面，由單個企業在其內部開展清潔生產，按照循環經濟原則組織生產；園區層面，建立生態工業園區，參考食物鏈原理，建立園區企業間物料、能源、信息等多級循環使用的生態產業鏈網絡，使各種資源在園區內實現最大效益的同時減少廢棄物的排放，促進經濟與環境的和諧發展。

實體型生態工業園在我國大力建設、蓬勃發展后，不少研究學者發現它與生俱來的諸多限制，而且在實踐中的發展情況也存在一些問題，而虛擬生態工業園區正好彌補了實體型生態工業的先天限制，吸引了大量研究者的關注，并被廣泛認為是循環經濟發展未來趨勢和重要途徑。實踐中，以三鋼集團為核心的福建沙溪沿岸虛擬生態園區、天津漢沽虛擬生態園區在平衡經濟利益與環境效益間，都取得了優異的成績，而且江西、天津等地都在積極探索和規劃基于已有工業園區的虛擬生態工業園區建設，將其作為帶動地區經濟，調整產業結構的有效途徑。本文試圖對我國目前虛擬生態工業園目前研究的焦點進行總結與探討，為其后續研究提供參考。

一、關于什么是虛擬生態工業園

關于虛擬生態工業園，研究者一致認同的觀點是：它由不同地域的企業組成，參與企業不需搬遷。除此之外，研究者從不同角度進行了闡述。

曹望認為：虛擬生態園是循環經濟下的一種虛擬運營模式。突破傳統組織的邊界限制，相關聯企業通過網絡信息平臺等方式，共享物質、能源、技術等資源，將自己薄弱或欠缺的功能加以彌補，通過廢物資源的使用及能量的梯度利用來實現循環經濟，包括生態工業鏈生產聯盟、信息聯盟、銷售物料及逆向物料聯盟、循環技術聯盟等多種形式［1］。創造性的定義：虛擬生態工業園是一個貫徹執行循環經濟理念的虛擬組織。

方曉輝認為：虛擬型生態工業園借助于計算機模型和數據庫，建立成員間的物料或能量關系，按照生態學原理進行組織和運轉［2］。并還認為虛擬生態園譯為區域生態工業園較為合理。指出虛擬生態工業園依托于計算機技術進行組織與運轉，成員企業間需要存在物料或能量的關系。

董鑾琛認為：虛擬生態工業園是不同區域企業遵循循環經濟理念，通過計算機模擬，形成產業鏈結合的工業生態系統共生網絡，能夠取得經濟、環境和社會效益。鄧云和鄧偉年認為：虛擬生態工業園可以由不同地域的企業構成松散的聯系，或有關聯地域的公司構成網絡，按照3R原則進行生產，形成生態供應鏈［3］［4］。韓天賜認為：虛擬生態工業園只要求企業間能夠遵循3R原則進行生產，形成生態供應鏈，能夠實現經濟、環境和社會效益即可，不要求企業集中在一封閉固定的區域。以上均強調了虛擬生態工業園是遵循循環經濟原則而形成的生態供應鏈網絡，而且能實現經濟、環境和社會效益。

許涵認為：它是由地方政府規劃組織的，以跨地域的產業關聯網絡為基礎，利用現代信息通信技術和交通運輸網絡，整合各地經濟實體的產業合作組織，旨在優化產業要素布局，促進工業化集約強度和生態工業程度［5］。該定義指出了虛擬生態工業園對于地區經濟的促進作用。

綜上所述，本文認為虛擬生態工業園是由在物質、能源、技術等方面存在緊密聯系的獨立企業，遵循循環經濟理念，借鑒食物鏈原理，通過契約關系建立的一個企業生態共生網絡。其目的是通過各種資源在生態產業鏈間的多級循環利用，提高資源的利用率和減少廢棄物的生產，從而實現經濟、環境和社會效益的統一。它從誕生之初就減少了環境破壞，節約了大筆建設資金；參與企業承擔無須停產搬遷費用，對于企業的吸引力大于實體型生態工業園；對于區域經濟的帶動和其結構調整也有顯著作用；園區系統是一個開放性的動態系統，因此在應對原料轉換、市場新需求、技術更新等方面，較實體型生態工業園系統更具柔性，能較好應對外界變化，是促進循環經濟發展的重要途徑之一和未來的發展趨勢。

虛擬生態工業園與虛擬企業在組織上有相似之處。虛擬企業是基于市場機遇，獨立企業相互貢獻核心能力而組建的暫時性動態聯盟。虛擬生態工業園也是由相互獨立企業相互合作組成的，只是一般生態產業鏈的關鍵節點企業貢獻的是核心能力，對于其他企業的核心能力要求較低；園區也可以看做是獨立企業的聯盟，但園區核心企業間的聯盟是長期的，非關鍵企業的聯盟是暫時性的動態聯盟，因此這類企業進退較自由，而且也不會對園區整體發展造成影響。二者重要的區別在于：虛擬生態工業園是動態、長久的聯盟，而且以3R為準則，除了產生經濟效益，還伴隨著社會和環境效益。

此外，信息系統而非先進的計算機和信息技術是虛擬生態工業園區發展的必備條件。有學者認為由于園區成員企業分散在不同區域，因此需要先進的計算機和信息技術來保障成員企業間以及與管理部門間的信息溝通。歐洲一項虛擬企業研究證明：不同地域企業間的信息有效溝通并不依賴于先進的信息和網絡技術，簡單的電話、傳真等工具便可實現，真正有助于企業間交流與合作的是信任。信息系統包含成員企業的原材料、生產工藝、廢物、技術條件、規模等信息，是園區管理部門協調成員企業關系和拓展園區發展的重要依據，同時對于成員企業也是進行交流與合作的平臺。因此虛擬生態園區管理部門的一項重要職責便是不斷完善信息系統。

二、關于虛擬生態工業園的優點及必要性

研究者對于虛擬生態工業園的優點認識基本一致，都是基于與實體型生態工業園比較而來：它可以避免建設實體型生態工業園土地開發造成的環境破壞；節約建設費用和土地使用成本；不會要求參與企業進行停產搬遷，既節約資源又更能調動企業的積極性；它不受地理空間范圍的限制，企業間的合作方式比實體型生態工業園靈活，園區系統的柔性強，應對市場變化和抗風險能力強。

除此之外，曹望、鄧偉年認為其優點還有：通過虛擬工業園的建設來促進和實施傳統工業園區的改造；可以解決在工業生態園建設和發展中難以有效建立完整生態產業鏈或系統剛性的問題；更加有利于促進循環技術的創新。鄧云認為：通過制造商驅動模式構建的虛擬生態園，將生態生產和供應鏈管理結合，促進產品從原材料供應、生產至銷售都能有效地銜接，降低生態工業園的管理和交易成本；通過制造商和銷售商的溝通銜接，能有效促進綠色產品的消費［3］。

關于必要性研究，韓天賜指出對于我國多數的大中型城市，在充分利用現有產業的基礎上，進行一定的生產流程再造，企業之間就可以按照“3R”原則形成工業生態鏈，構建成虛擬生態工業園，可以降低企業生產成本，提高企業的市場競爭力，并提高生態環境質量［6］。曹望還認為：單純的只以部分物料循環的角度聚合的工業園并不可行，小范圍自給自足、自我封閉的循環體系，缺乏對整個循環經濟層面全盤考慮，無法做到全面的物質循環和潔凈化生產，也難以實現經濟的大循環。如果把包括資源的獲取，生產、流通、消費、回收和處理等過程有機組合，實現經濟的大循環，就不可缺少企業之間的虛擬合作聯盟［1］。

本文認為：虛擬生態工業園還有一個重要優點：促進中小企業參與循環經濟，擴大循環經濟的發展范圍。循環經濟的發展離不開社會經濟活動的主體——企業，而占據我國企業總數99%的中小企業參與循環經濟情況將直接影響循環經濟的實施效果，且中小企業環保意識較差、污染嚴重，受自身資金、技術等限制無法獨立按照循環經濟原則生產，參與實體型生態工業園需要停產搬遷，能容納企業的數量也有限，這些都打擊了中小企業的參與積極性。虛擬生態工業園有效彌補了這些缺陷，其合作方式的靈活性也使中小企業基于最大利益有充分的選擇，通過園區伙伴企業的信息交流與合作，對于提高中小企業的競爭力和其長遠發展也是大有幫助的。此外，虛擬生態工業園的不斷發展壯大，影響范圍不斷擴大，對于地區經濟的促進與帶動作用也相當顯著，園區參與各方如：政府、社區等均能獲得利益，是促進循環經濟發展的有效途徑。

三、關于運營條件和穩定性

（1）關于運營條件。一般都認為地理條件要適宜和企業遵循清潔生產是運營的基本條件。此外，韓天賜指出要加強生態工業理念的宣傳；充分發揮政府在虛擬生態園建設環境中的重要作用；對園內企業嚴格要求；發展穩定的一個或多個核心企業；形成生態供應鏈和穩定聯盟也是其運營的重要條件。董鑾琛認為：交通設施發達，具有成熟的生態工業技術和信息系統外，虛擬生態園需要一個擁有網絡信息集成共享平臺和眾多生態工業技術儲備的核心成員──組建者［7］。

從虛擬生態工業園區的規劃設計到組織運營全過程中，政府對于園區的推動作用是非常重要的。園區建設前需要進行大范圍的企業信息采集，某些信息可能會涉及企業機密，增加采集難度，政府部門可以提供相關信息或協調工作，降低采集成本；政府為園區提供一些優惠、激勵、扶持政策，幫助解決園區發展的技術問題；地區政府的支持也有利于園區的壯大，降低發展成本。

由于虛擬生態工業園的復雜性和重要社會影響，目前我國生態工業園的組建者一般都是大型企業、地區政府聯合各方專家共同規劃籌建，基本是出于治理某地區或企業的嚴重污染問題。缺乏市場企業的廣泛參與，造成虛擬生態工業園實踐數量有限。因此，應該鼓勵虛擬組織經紀人這樣的企業出現，它是一個法律實體，根據機會，在全球范圍內搜索符合要求的企業，組建成一個虛擬組織并協調各企業的關系。此類企業受利益驅動，對于虛擬生態園這種大型項目必定會進行充分的信息分析，謹慎選擇相關企業，力求達到效益最大化。

（2）關于穩定性研究。學者對其穩定性有不同的理解。蘭友根提出了影響其穩定性的因素有：技術、生態供應鏈的形成模式、企業間連接方式、企業雙方的市場結構和企業行為。還提出了提高穩定性的建議：合理確定資源和能源的價格及排污收費標準；提高生態供應鏈的結構柔性；提高上下游企業交易剩余物質的積極性；確立政府部門作為“第三方”的地位和作用［8］。董鑾琛把虛擬生態園看做一個市場，通過分析企業和產業鏈節點分析了其穩定性，并與共區型生態園作了穩定性比較，得出虛擬型生態園更穩定。

本文認為企業間的信任關系也是虛擬生態工業園區穩定性的重要保障，信任關系有助于維持園區組織結構的穩定，在園區系統面臨市場或內部變化以及外部風險時，園區穩定的組織結構和成員企業間的信任必能增強園區的適應能力和抵御能力。信任關系有助于調動伙伴企業行動的積極性，有別于規章制度的強制性、低效性，能更好地輔助園區各項活動和要求的順利執行，因此虛擬生態園區的管理尤其要注意伙伴企業間、園區企業間的信任關系培養與維護。

四、關于虛擬生態園的運營模式的研究

研究學者從不同角度分析設計了虛擬生態園的運營模式。

鄧云主張以制造商發起建立虛擬生態園［3］，在確立核心企業后，從生態工業園區內外尋求能循環利用制造企業的廢棄物的企業，形成逐級利用的循環鏈。組織整個虛擬園區的生產、加工和銷售，形成園區內的生產、銷售銜接的生態工業鏈接。還提到設計合理的物流模式以減輕運輸費用的壓力，并建立了構建流程。

馮南平提出了適合我國中小企業發展的虛擬生態園運營模式［9］。指出信息集成共享系統是虛擬生態工業園區的“中央總部”，由3個大系統組成：園區核心系統，包括廢物資源流動信息系統、運輸規劃系統和園區交易系統；園區支持系統包括：技術開發集成系統和信譽管理系統；基本信息系統包括：入園企業審核系統和企業信息系統。

毛玉如等將虛擬生態園的運營模式分為：產業接續式、產業延伸式、產業組團式［10］。產業接續式即通過招募新的工業企業與現有企業達成產業互補，完善園區產業鏈從而實現園區企業產品結構更新；產業延伸式是使現有產業鏈橫向或縱向延伸，擴大工業共生網絡；產業組團式是將現有工業園建立物質流、能量流聯系，形成虛擬生態園。

我國目前虛擬生態工業園的實踐中存在三種模式：

以大型企業為核心，吸引相關聯企業的運營模式。該模式的大型核心企業通常是污染企業或高耗能企業，為治理企業或當地污染問題而建立的，圍繞其運作的企業利用其副產品或廢棄物實現經濟價值，可能會經歷技術改造。如：以三鋼為核心沙溪沿岸虛擬生態工業園區。

以現有生態工業園或工業園區為基礎，聯合周圍區域企業，形成的虛實結合型虛擬生態工業園區。彌補了實體型生態工業園系統剛性的缺陷，而且對地區經濟的帶動性很強。如：南海國家生態示范園。

以某區域范圍內的工業園區為基礎，建立園區相互間以及與周圍企業間的生態產業鏈關系，組成區域范圍內的虛擬生態工業園。對于區域經濟的促進作用和區域產業結構調整有重要作用。我國江西、天津等地目前正在積極規劃這類虛擬生態工業園。

基于我國目前的經濟基礎和實體型生態工業園區的實踐情況，以及我國循環經濟技術現狀，本文認為虛實結合型的生態工業園和以高污染行業的大型企業為核心，吸引周邊鄰近企業參與組成的虛擬生態工業園在我國更具實踐性。

五、關于研究方法的研究

在這方面的研究很少，目前只有兩篇相關研究發表。

秦蓀濤利用Agent建模的一般方法建立虛擬生態園的仿真模型［11］。作者先抽象出了虛擬生態工業園區的多Agent的概念模型，提出了基于多Agent的虛擬生態園工業區各個Agent的屬性和Agent之間的關聯規則，運用Swarm仿真平臺實現了模型。

毛玉如構思運用工業代謝分析方法、比較研究方法、多目標決策方法、梯度方法和尺度轉換方法等多種研究方法，從物質代謝強度、物質代謝效率和物質代謝途徑角度，通過定性和定量研究相結合，對VEIP形成的驅動力和形成途徑、網絡結構模式和成員篩選模型的構建以及系統邊界范圍的界定，再通過選取典型案例進行理論和方法驗證等對VEIP形成機理和模式展開深入系統的理論研究新方法［12］。

綜上所述，我國對虛擬生態園的理論研究還處于起步階段，2004年開始才有相關研究的論文發表。到目前為止，這些研究都是針對虛擬生態園的某一部分做了初步研究，沒有形成系統的理論框架。

目前這種研究現狀主要是由于：一方面虛擬生態工業園在世界產生和發展才將近10年，國際上其相關理論也不完整、系統，可供我國借鑒的經驗少，而且國外相關研究通常都夾雜在生態工業園區的研究中，增加了信息搜集的難度；另一方面虛擬生態工業園的建設和完善周期通常都是數年，雖然我國已有虛擬生態工業園區的實踐，但大部分都處于建設期，許多管理運營機制還不成熟，而且信息搜集也較難，因此能為理論研究提供的經驗也較少。

虛擬生態工業園憑借其自身優勢，必然是未來循環經濟發展重要途徑和趨勢，我國虛擬生態工業園的實踐環節也在不斷增加，對于理論研究的指導性要求也越來越緊迫。雖然目前的理論研究框架不夠系統、完整，但實體型生態工業園的實踐經驗也為虛擬生態工業園的研究提供了許多寶貴的參考意見，為研究者提供了前進的動力和方向。

六、虛擬生態園研究展望

綜合目前我國虛擬生態工業園的研究現狀，本文認為日后的研究方向應該重點在園區的生態產業鏈網絡設計和組織管理研究上。

生態供應鏈和生態工業鏈網絡是園區系統的重要組成部分，也是實現經濟、環境和社會效益的關鍵部分，對于園區現在及未來的發展意義重大。但由于這部分涉及工業、生態、機械等多學科知識，還需要生產實踐中對各現有技術、設備情況極為熟悉的專業人員，因此，研究應主要集中在規劃設計的系統統籌方法上。

虛擬生態工業園區的組織模式與虛擬企業有相似之處，由于企業分散在不同區域，進退又較自由，因此需要一個穩定的組織結構來確保園區從容面對內外部的各種變化。而且虛擬生態工業園從建設到完善周期長，園區不斷壯大，對于園區管理部門也是嚴峻的挑戰，一套系統的管理機制有利于維持園區健康發展。中小企業通常是虛擬生態工業園的數量主體，也是園區發展壯大的候補企業的重要來源，在組織結構與管理機制的研究中要注意對中小企業的激勵和利益均衡。這部分的研究可以參考、結合虛擬企業和生態工業園相關理論進行研究。

由于虛擬生態工業園是一個開放的系統，因此以上兩方面的研究也要注意其動態性的體現。

［1］曹望，汪長江.關于發展循環經濟下虛擬生態工業園的思考［J］.集團經濟研究，2007，（2）.

［2］方曉輝，萬玉秋.我國虛擬生態工業園的發展及前景展望［J］.環境保護科學，2007，（6）.

［3］鄧云，周德群.我國制造企業構建虛擬生態工業園模式分析［J］.工業技術經濟，2005，（7）.

［4鄧偉年，周慶瑞.基于我國國情的虛擬生態工業園發展及前景［J］.氣象與環境科學，2008，（9）.

［5］許涵.江西虛擬工業園區構建與管理研究［D］.萬方碩士論文數據庫，2007.

［6］韓天賜，蘭友根.虛擬生態工業園建設的環境及運行條件研究［J］.蘭州學刊，2004，（9）.

［7］董鑾琛，穆獻忠.虛擬生態工業園穩定性的初步研究［J］.理論研討，2009，（6）.

［8］蘭友根.虛擬生態工業園區構建與生態供應鏈穩定性研究［D］.萬方碩士論文數據庫，2005.

［9］馮南平，熊比琳.適合我國中小企業發展的虛擬生態工業園運行模式［J］.科技與管理，2006，（4）.

［10］毛玉如，孫啟宏.虛擬型生態工業園區典型演進過程研究［J］.環境與可持續發展，2008，（2）.

［11］秦蓀濤，徐立中.基于多Agent的虛擬生態工業園區的建模與仿真［J］.系統仿真學報，2007，（6）.

［12］毛玉如，孫啟宏.虛擬型生態工業園區研究新方法［J］.環境與可持續發展，2008，（1）.