煤炭產業國際競爭力評價指標層次結構模型研究

劉運輝，李國棟，李 巖

(1．神華科學技術研究院有限責任公司，北京 102211) (2．中國民航大學經濟與管理學院，天津 300300) (3．中國礦業大學(北京)管理學院，北京 100083)

煤炭產業國際競爭力評價指標層次結構模型研究

劉運輝1，李國棟2，李 巖3

(1．神華科學技術研究院有限責任公司，北京 102211) (2．中國民航大學經濟與管理學院，天津 300300) (3．中國礦業大學(北京)管理學院，北京 100083)

基于鉆石模型、要素稟賦理論和價值鏈理論，從產業宏觀競爭力和企業微觀競爭力兩個維度，構建了煤炭產業國際競爭力評價指標層次結構模型．結構模型由2個二級指標，11個三級指標和31個四級指標構成，涵蓋了產業的生產技術水平、資源要素、市場要素、產業規模水平、相關及支持性產業5個方面，企業的生產技術水平、經營水平、市場化能力、研發創新能力、資源稟賦和國際化程度6個方面．最后通過層次分析法，構造了評價指標成對比較矩陣，進行了評價指標的向量計算和一致性檢驗，完成了指標的賦權，并深入分析了指標的特點和內涵．

國際競爭力;煤炭產業;評價指標;層次分析法

煤炭在世界經濟社會發展中扮演著重要角色， 在2013年全球一次能源消費中的比重為30%，僅次于石油［1］，在未來3年，全球煤炭的需求預計將增加7億噸［2］．面對機遇與挑戰，如何增強煤炭產業國際競爭力成為澳大利亞、印度尼西亞、美國、俄羅斯等各國能源政策研究和制定的重點．而政策要切實可行，正確評估煤炭產業國際競爭力成為一項必不可少的基礎性工作，是一個具有實踐指導意義的研究課題．目前許多研究從產業和企業層面提出了一系列國際競爭力的評價模型．在產業層面，文獻［3］提出了國際競爭力的六要素“鉆石”模型，包括生產因素、市場需求、相關與輔助產業、企業戰略和結構及競爭對手、機遇、政府．以鉆石模型為基礎，文獻［4］強調了人才要素、資本條件、技術創新能力在評價中的重要作用;文獻［5］則補充了產業關聯和貿易行為等評價維度;文獻［6－8］提出將有貿易聯系兩國的各自鉆石模型結合形成“雙鉆石”模型，以引入獲取海外市場資源能力和持續發展能力作為評價的維度;文獻［9－10］將產業國際競爭力區分為現實競爭力和潛在競爭力，認為潛在競爭力是實現未來現實競爭力的原因;文獻［11］依據GE/Mckinsey矩陣模型，從產業吸引力和產業的勢兩方面設計了產業國際競爭力評價模型．在企業層面，文獻［12］提出的價值鏈理論是分析企業競爭力的重要理論，指出企業價值創造中的基本活動(生產作業等)和輔助活動(人力資源等)兩類，共同構成了企業競爭力的來源;文獻［13］于價值鏈分析評價了中國房地產企業的競爭力;文獻［14］強調了資源的重要性，提出企業資源競爭力，包括人力資源、財務資源、信息資源等方面;文獻［15］將企業內在競爭力劃分為資源要素、能力要素、潛在要素3個方面;文獻［16］則將國家層面的競爭優劣勢與企業層面的競爭優劣勢相結合構建了一個判斷矩陣，對國際競爭力給予了更加立體的評判;文獻［17］將宏觀和微觀相結合研究了中國制造業的產業競爭力評價．綜合前人的各種觀點，煤炭產業國際競爭力是一國的煤炭產業在擁有有限的煤炭資源和持續、穩定的生產能力的基礎上，通過科技創新等手段，提高產品性能、降低產品成本，從而在國際市場上比其他國家或地區生產或提供更好的煤炭產品(包括服務)，實現規模經濟和持續獲得利潤的綜合能力．針對煤炭產業層面國際競爭力，研究初步提出從煤炭產業環境、產業結構、企業行為和產業貿易角度進行評價［18－19］．然而，目前關于煤炭產業國際競爭力研究尚處于起步階段，提出的指標體系較為松散．產業是企業的宏觀體現，企業是產業的微觀構成．煤炭產業國際競爭力是煤炭宏觀產業以及構成宏觀產業的微觀企業從資源獲取、生產轉化、銷售，到盈利的序列過程之和，對煤炭產業國際競爭力的評價體系也應當反映出這樣的一系列過程．文中以鉆石模型、價值鏈理論和要素稟賦理論為基礎，從煤炭產業宏觀競爭力和煤炭企業微觀競爭力兩個維度，選用層次分析評價法(analytical hierarchy process，AHP)，系統構建煤炭產業的國際競爭力評價指標層次結構模型，構造成對比較矩陣，計算出每位專家的評價指標的權重向量，并提出了基于一致性指數的加權算術平均法以合成所有專家評價結果．

1 評價指標層次結構模型

層次分析法具體計算包括如下4個步驟:①建立層次結構模型;②在專家打分的基礎上構造成對比較矩陣;③計算權向量并做一致性檢驗;④計算合成權向量［20］．

1.1 煤炭產業宏觀競爭力

文中以鉆石模型為基礎，結合要素稟賦理論，從資源要素、市場要素、生產技術水平、產業規模水平以及相關及支持產業等方面(圖1)，構建煤炭產業宏觀國際競爭力評價指標層次結構模型．

1.2 煤炭企業微觀競爭力

圖1 煤炭產業宏觀國際競爭力評價指標層次結構模型Fig．1 Hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's macro international competitiveness

借鑒價值鏈理論，依據煤炭企業的增值價值活動提煉評價指標，圍繞企業的主增值活動和輔助增值活動，如圖2，構建煤炭企業微觀競爭力的評價指標層次結構模型．

圖2 煤炭產業微觀國際競爭力評價指標層次結構模型Fig．2 Hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's micro international competitiveness

2 評價指標成對比較矩陣

上文構建的煤炭產業國際競爭力評價指標共有n個二級指標，對于宏觀競爭力模型，n=5，對于微觀競爭力模型，n=6．矩陣A是每位專家的成對比較矩陣，其元素(i，j=1，2，…，n)，滿足aij＞0且若 aij=aikakj，則稱 A是一致比較矩陣，是理想狀況下的比較矩陣．然而實際的比較矩陣很難滿足一致性，此時矩陣A僅是一個互反矩陣．文中邀請了12位長期從事煤炭工作，在煤炭領域具有影響力的專家參與打分比較過程，涵蓋了政府管理部門、行業機構、研究機構和重要煤炭企業等．基于專家打分結果，構造如圖3，4所示某專家打分的成對比較矩陣．其中，數字含義見表1．

圖3 某專家對煤炭產業宏觀競爭力打分成對比較矩陣Fig．3 An expert's comparison matrix of the coal industry's macro competitiveness

圖4 某專家對煤炭企業微觀競爭力打分成對比較矩陣Fig．4 An expert's comparison matrix of the coal industry's micro competitiveness

表1 專家打分數字含義Table 1 Meanings of an expert's evaluating scores

3 評價指標向量計算與一致性檢驗

令w=(w1，w2，…，wn)T為每個二級指標的權重，是待求的變量，對于A是一致比較矩陣的情形，有Aw=nw，因此對w的求解就轉變為方程組(A－nI)w=0存在著非零解，其中，I為n階單位陣．該方程組存在非零解的充要條件為|A－nI|= 0，即n應為A的特征根．由于A的每一行都是第一行的倍數，因此，A只有一個非零特征根(最大特征根)，且該特征根為n．

當矩陣A不滿足一致性的時候，此時A的最大特征根不再等于n．若w是指標的一組權重，則Aw構成了一組新的權重，該過程可以不斷迭代，直到滿足Aw=cw，即新權重之間的比例關系不再改變舊權重之間的比例關系，其中c為一正常數［21］．由于A是一個正的互反矩陣，根據Perron-Frobenius定理，矩陣A總存在一個正的特征根，該特征根的絕對值大于其他特征根的絕對值，不妨記為λmax，并且該特征根對應一組正的特征向量．將該特征向量歸一化，即可得到指標的最終權重．

根據每位專家的打分成對比較矩陣，依據上述方法求出比較矩陣的最大特征根及其對應的特征向量．以圖3，4比較矩陣為例，令產業宏觀比較矩陣為AM，相應的最大特征根為λM，特征向量為ωM，微觀比較矩陣為AE，相應的最大特征根為λE，特征向量為ωE．

由AMωM=λMωM并且將特征向量歸一化處理后，可得該專家關于宏觀競爭力二級指標的權重向量wM=(0．075，0．117，0．477，0．130，0．201)T．

由AEωE=λEωE并且將特征向量歸一化處理后，可得該專家關于微觀競爭力二級指標的權重向量wE=(0．070，0．167，0．248，0．101，0．304，0.109)T．

同理，可以按照相同的方法計算出其他11位專家的權重向量．表2為12位專家關于煤炭產業宏觀、微觀國際競爭力二級指標打分權重的計算結果．

當A不是一致性比較矩陣的時候，計算得到的權重向量與一致性情形下的權重向量存在差異，為了衡量該差異是否在可接受范圍之內，需要進行一致性檢驗．構造一個以{w1，w2，…，wn}為對角線元素的n階對角陣D，且令矩陣E=D－1AD，則矩陣E的元素．根據該關系得出:

表2 煤炭產業國際競爭力二級指標專家打分權重Table 2 Evaluation weights of second-order indicators of the coal industry's international competitiveness

因此，λmax≥n，當且僅當的時候取等號，即當A為一致性矩陣的時候，λmax=n，否則，λmax＞n．據此，構建一致性檢驗指標 C．I．=．I．越小，A約接近一致性矩陣，權重向量會越加準確．仍以上述的比較矩陣為例，在產業宏觀競爭力權重計算中，一致性指數為:

在微觀競爭力權重計算中，一致性指數為:

同理，可以計算得出其他11位專家的一致性指數，見表2．通常，設定一致性檢驗臨界值η，若某專家的評分一致性大于臨界值，則該專家打分結果的一致性較低，在權重計算中舍去，文中令η= 0．15，從表2可以看到，專家2，5，6，8，12在宏觀競爭力評價中的一致性指數超過該臨界值，在后續計算中需要舍去;專家4，7在微觀競爭力評價中的一致性指數超過該臨界值，在后續計算中需要舍去．

4 評價指標合成權向量計算

通過一致性檢驗的專家打分，需要將其權重向量合成以形成最終的指標權重向量，以反映全部專家的綜合觀點．文中采用兩種方法合成最終的權重向量，分別是簡單算術平均法和加權算術平均法:前者屬于一種非加權合成方法，而后者則屬于加權合成方法．簡單算術平均法將各位專家的權重向量進行算術平均得到最終各個指標的權重，即在合成過程中為每位專家賦予相同的權重．將專家1，3，4，7，9，10，11在宏觀競爭力指標的權重向量求平均，可得到最終的指標權重向量:

同理，將專家1，2，3，5，6，8，9，10，11，12在微觀競爭力指標的權重向量求平均，可以計算出微觀

即使通過了一致性檢驗，各位專家的一致性程度也不盡相同，一致性指標越小的專家打分的可靠性越高，得出的權重向量越準確，即一致性指標蘊含了權重向量可靠性的信息．因此文中設計了加權算術平均法為各位專家的評價結果賦權．利用一致性檢驗臨界值η作為參照，確定合成各位專家評價結果的權重．假設有k位專家的評價通過一致性檢驗，那么專家i(i=1，2，…，k)的評價結果的權重可以通過下式計算:

從上式可以看出，專家打分的一致性越好，其評價結果給予的權重越大．

對于宏觀競爭力指標，按照上述公式分別計算專家1的評價結果的權重為:

類似可以計算出專家3，4，7，9，10，11的評價權重，從而通過一致性檢驗的專家評價在合成中的權重為(0．188，0．114，0．065，0．188，0．157，0．231，0．056)T．因此，得到的宏觀指標最終的加權權重向量為

對于微觀競爭力指標，專家1的評價結果的權重為:

類似可以計算出專家2，3，5，6，8，9，10，11，12的評價權重，從而通過一致性檢驗的專家評價在合成中的權重為(0．122，0．036，0．125，0．104，0．078，0．174，0．065，0．104，0．125，0．068)T．因此，微觀指標最終的加權權重向量為

圖5，6分別為利用簡單算術平均法和加權算術平均法計算的煤炭產業宏觀、微觀二級指標的權重結果．

5 結論

文中以鉆石模型、要素稟賦理論和價值鏈理論為基礎，通過層次分析法，從產業宏觀競爭力和企業微觀競爭力兩個維度，構建了煤炭產業國際競爭力評價指標層次結構模型，進行了評價指標的向量計算和一致性檢驗，完成了指標的賦權．所提出的雙維度國際競爭力評價模型為全面分析煤炭產業的國際競爭力提供了一個可操作的分析框架．針對多專家指標權重的合成問題，提出了基于一致性系數的加權算術平均方法，提升最終指標權重的準確性．其研究識別出煤炭產業國際競爭力在宏觀層面和微觀層面的差異性:產業宏觀競爭力的提升需要重點關注生產技術水平、資源要素和市場要素3個方面，而微觀競爭力的提升則需要重點發展生產技術水平、經營水平、市場化能力3個方面．此外，對于煤炭產業宏觀競爭力而言，資源稟賦占有更高權重;而對于煤炭企業微觀競爭力而言，經營水平則占有更高權重．其根本原因在于，宏觀產業更多考慮長期水平，只有充足的資源稟賦才能保證能源安全和能源發展戰略;而對于企業微觀來說，相對考慮短期的生存和發展，只有通過更好的經營水平，實現持續的盈利，才可能在全球化的競爭中具有一席之地．文中評價指標層級結構模型的建立給我國煤炭產業國際競爭力的提升提供了一個可操作的指導性框架，在宏觀層面，應當通過國際化戰略和產業政策引導，繼續堅持煤炭產業走出去戰略，積極、有序參與國際競爭，獲取優質資源，開發新興市場;在微觀層面，煤炭企業應當注重研發創新能力的培養，夯實競爭力提升的技術基礎，并重視環境保護，提升煤炭開采資源綜合利用效率．

圖5 煤炭產業宏觀國際競爭力二級指標權重Fig．5 Weights of second-order indicators of the coal industry's macro international competitiveness

圖6 煤炭產業微觀國際競爭力二級指標權重Fig．6 Weights of second-order indicators of the coal industry's micro international competitiveness

基于文中構建的煤炭產業國際競爭力指標層次結構模型，可選取重要煤炭生產和消費國，以及這些國家有代表性的企業進行定量研究和分析，另外，進一步思考具體指標的必要性和測量性，采用不同的權重設定方法進行測算以檢驗指標權重的穩定性．

References)

［1］BP．Statistical Review of World Energy 2014［EB/ OL］．London，UK:BP plc，2014［2015－7－15］．http://www．bp．com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-review-2014/BP-statistical-reviewof-world-energy-2014-full-report．pdf．

［2］Peabody．2013 Annual Report［EB/OL］．St．Louis，USA:Peabody Energy，2013［2015－7－15］．https://mscusppegrs01．blob．core．windows．net/ mmfiles/files/investors/annual-reports/pe-ar2013．pdf

［3］Porter M E．Competitive advantage of nations:creating and sustaining superior performance［M］．New York，USA:The Free Press，2011．

［4］ 張領先，李偉書，白京羽，等．基于AHP的我國生物產業國際競爭力評價［J］．科技管理研究，2010，30(10):32－34．

Zhang Lingxian，Li Weishu，Bai Jingyu，et al．Evaluation of the international competitiveness of Chinese biological industry based on the AHP［J］．Science andTechnology Management Research，2010，30(10): 32－34．(in Chinese)

［5］ 藍慶新，鄭學黨．中國文化產業國際競爭力評價及策略研究:基于2010年橫截面數據的分析［J］．財經問題研究，2012(3):32－39．

Lan Qingxin，Zheng Xuedang．Research on the evaluation and stratigies of the international competitiveness of Chinese cultural industry:an analysis based on the cross sectional data of 2010［J］．Research on Financial and Economic Issues，2012(3):32－39．(in Chinese)

［6］Rugman A M，Joseph D．Fast forward:improving canada's international competitiveness［M］．Toronto，Ontario:Kodak Canada Inc．，1991．

［7］Cartwright W R．Multiple linked“diamonds”and the international competitiveness of export-dependent industries:the New Zealand experience［J］．Management International Review，1993，33(2):55．

［8］Peng Zhang，Kerry London．Towards an internationalized sustainable industrial competitiveness model［J］．Competitiveness Review，2013，23(2):95－113．

［9］ 穆榮平．高技術產業國際競爭力評價方法初步研究［J］．科研管理，2000，21(1):50－57．

Mu Rongping．Methodology for evaluating international competitiveness of high-tech industries［J］．Science Research and Management，2000，21(1):50－57．(in Chinese)

［10］ 王鈺．應用AHP方法對產業國際競爭力評價的研究:1995～2010年中國制造業低碳經濟的驗證［J］．經濟學家，2013(3):61－68．

Wang Yu．Research on the evaluation of the industrial international competitiveness based on the AHP method:an empirical study on the low-carbon economy of Chinese manufacturing industry from 1995 to 2010［J］．Economist，2013(3):61－68．(in Chinese)

［11］Han J，Park H，Ock J，et al．An international competitiveness evaluation model in the global construction industry［J］．KSCE Journal of Civil Engineering，2014，19(3):465－477．

［12］Porter M E．Competitive advantage:creating and sustaining superior performance［M］．New York，USA: The Free Press，1998．

［13］ 謝林，郭歡．房地產企業核心競爭力的評價分析［J］．企業改革與管理，2015(6):18．

Xie Lin，Guo Huan．Evaluation and analysis of the core competitiveness of real estate enterprises［J］．Enterprise Reform and Management，2015(6):18．(in Chinese)

［14］ 張德平．企業國際競爭力評價指標研究［J］．中國軟科學，2001(5):55－57．

Zhang Deping．On the evaluation index of international competitiveness of enterprises［J］．China Soft Science，2001(5):55－57．(in Chinese)

［15］ 任洪斌．企業國際競爭力模型探析［J］．經濟管理，2007(2):32－36．

Ren Hongbin．Analysis on the model of international competitiveness of enterprise［J］．Economic Management in China，2007(2):32－36．(in Chinese)

［16］Rugman A，Oh C，Lim D．The regional and global competitiveness of multinational firms［J］．Journal of the Academy of Marketing Science，2012，40(2):218－235．

［17］ 于明遠，范愛軍．中國制造業國際競爭力的實證分析:基于主成分分析法的綜合評價［J］．廣東社會科學，2014(6):24－32．

Yu Mingyuan，Fan Aijun．An empritical analysis of the international competitiveness of Chinese manufacturing industry:a comprehensive evaluation based on the principal component analysis［J］．Social Sciences in Guangdong，2014(6):24－32．(in Chinese)

［18］ 魏立佳，楊鑫．我國煤炭產業的國際競爭力評價研究［J］．工業技術經濟，2007，26(8):47－50．

Wei Lijia，Yang Xin．Research on the evaluation of the international competitiveness of Chinese coal industy［J］．Industrial Technology＆Economy，2007，26 (8):47－50．(in Chinese)

［19］ 陳翔，蔡煒華，王延琳，等．煤炭產業國際競爭力實證研究［J］．煤炭經濟研究，2008(2):20－21．

Chen Xiang，Cai Weihua，Wang Yanlin，et al．Research on the international competitiveness of the coal industry［J］．Coal Economic Research，2008(2):20－21．(in Chinese)

［20］Govindan K，Kaliyan M，Kannan D，et al．Barriers analysis for green supply chain management implementation in Indian industriesusinganalytichierarchy process［J］．International Journal of Production Economics，2014，147，Part B:555－568．

［21］Saaty T L．Decision-making with the AHP:why is the principal eigenvector necessary［J］．European Journal of Operational Research，2003，145(1):85－91．

(責任編輯:曹 莉)

Research on the hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's international competitiveness

Liu Yunhui1，Li Guodong2，Li Yan3
(1．Shenhua Scientific Development Co．Ltd．，Beijing 102211) (2．School of Economy and Management，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China) (3．School of Management，China University of Mining＆Technology(Beijing)，Beijing 100083，China)

Based on the theories of the diamond model，resource endowment，and the value chain，this research establishes a hierarchical model of evaluation indicators of the coal industry's international competitiveness from both macro and micro perspectives．The whole evaluation system consists of two second-order indicators，eleven third-order indicators，and thirty-one fourth-order indicators．The indicators at the macro level cover the following five aspects related to the coal industry:the production technology level of the industry，the resource factor，the market factor，the industry's size，and auxiliary industries．The indicators at the micro level compose the following six aspects related to a coal company:the production technology level of a company，the operational performance，the ability of marketing，the ability of R＆D and innovation，the resource endowment，and the degree of internationalization．By the AHP method，this research constructs comparision matrices of evaluation indicators，calculates the vector weights of all the indicators，and checks the consistency of each expert's evaluation judgement．In addition，this research analyzes the characteristics and natures of the evaluation indicators．

international competitiveness;coal industry;evaluating indicators;AHP

F407.21;F062.9

:A

:1673－4807(2015)05－0480－08

10．3969/j．issn．1673－4807．2015．05．013

2015－07－09

國家能源局煤炭重大課題資助項目(SHJT－14－77)

劉運輝(1979—)，男，博士，研究方向為能源經濟、能源管理、能源戰略規劃、運營管理等．E-mail:liuyunhui118@163．com

劉運輝，李國棟，李巖．煤炭產業國際競爭力評價指標層次結構模型研究［J］．江蘇科技大學學報:自然科學版，2015，29(5): 480－487．