基于系統動力學的電子商務產業發展仿真研究及對策建議

危　浪　桂學文

(華中師范大學信息管理學院　湖北武漢　430079)

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基于系統動力學的電子商務產業發展仿真研究及對策建議

危浪桂學文

(華中師范大學信息管理學院湖北武漢430079)

電子商務產業作為國家戰略性新興產業正受到越來越多人的關注。為了深入了解電子商務產業發展的動力機制，本文基于系統動力學理論，將電子商務產業發展系統劃分為技術進步、市場需求、經濟發展和產業環境四個相互關聯的子系統，采用Vensim PLE軟件構建電子商務產業發展系統動力學模型，以政府引導、技術進步、物流水平、市場需求為變量設計不同模擬政策，并根據仿真結果對我國電子商務產業發展提出相應的對策建議。

電子商務產業；系統動力學；仿真

近年來，電子商務發展迅猛，已經成為我國戰略性新興產業的重要組成部分。電子商務憑其開放性、高效率、全球化優勢，廣泛滲透到各行業，成為實現“互聯網+”戰略的重要領域，在推進經濟增長方式轉變和結構調整等方面發揮了關鍵作用，日益成為促進我國經濟轉型升級的重要引擎[1]。數據顯示，2015年我國電子商務交易額達20.8萬億元，同比增長27%，對國民經濟發展作出了很大貢獻。2015年國務院出臺的《關于大力發展電子商務加快培育經濟新動力的意見》指出，電子商務已經成為促進經濟發展的新的原動力。但是，電子商務的發展面臨管理方式不適應、誠信體系不健全、市場秩序不規范等體制機制問題。因此，為實現電子商務與經濟的協調發展，必須深入分析我國電子商務的發展現狀和發展機理，準確把握電子商務與經濟發展之間的互動關系，從中找出影響我國電子商務發展的主要因素，預測在不同產業政策環境下電子商務產業的發展趨勢。這對于優化我國電子商務的發展環境，進而提升經濟發展的質量和效率具有重要的實際意義。

一、電子商務產業發展的研究現狀

電子商務自誕生以來，就不是一個孤立的產業或系統，而是一個產業帶動性強、輻射面廣的產業鏈，甚至是一個需要社會、政府、服務機構、公眾、媒體及諸多關聯行業參與的龐大生態系統。關于電子商務產業發展的研究大多運用商業生態系統理論和產業鏈理論來分析。胡嵐嵐等嘗試采用“商業生態系統”這一強調多元動態融合的理論來分析電子商務產業的發展，提出電子商務生態系統的概念，并歸納了電子商務生態系統在誕生、壯大、成熟、衰退等階段的演化規律[2]。成瑩構建了“金字塔”式的電子商務產業鏈，以SCP理論分析了我國電子商務產業的市場結構、市場行為，進而對電子商務產業發展提出了相關建議[3]。涂冬山以電子商務之都杭州為樣本，通過實地調研電子商務相關企業了解電子商務發展趨勢，對電子商務產業鏈進行了系統研究[4]。李紅霞通過構建約束路徑選擇模型、擴展路徑選擇模型建立電子商務產業發展路徑選擇模型，提煉出與電子商務產業發展相關的七個產業，揭示了電子商務產業與其他產業的關聯特征[5]。系統動力學在產業發展系統研究中的運用證明了其獨特的優越性。唐守廉結合我國信息資源產業發展的現狀及特點，構建信息資源產業發展的系統動力學模型，系統研究了我國信息資源產業發展的主要影響因素及趨勢特征[6]。湯盼盼、吳亮用系統動力學原理對電子商務在促進工業化發展過程中的因素進行討論，分析了電子商務對工業化的影響機理[7]。

電子商務是一個動態發展系統，其中的要素隨時間發生變化。系統動力學適用于研究復雜系統的結構和行為之間的動態關系，利用系統動力學研究電子商務產業發展是一種可行的嘗試。

二、電子商務產業發展的系統動力學模型

系統動力學是一門運用定性與定量相結合的方法對社會經濟問題進行系統分析，以系統反饋控制理論為基礎，借助計算機仿真手段，定量地研究系統發展的動態行為的應用學科[8]。電子商務產業發展系統是經濟發展系統的重要組成部分。為了進一步剖析電子商務產業發展的動力機制以及趨勢特征，本文運用系統動力學方法對其進行建模研究。

(一)電子商務產業發展的系統框架

電子商務是國民經濟的重要組成部分，是整個經濟系統的一個子系統。為突出研究重點，需要從眾多的影響因素中挑選出聯系最為緊密的要素，組成一個閉合的、符合研究目的的電子商務產業發展系統。電子商務發展涉及到人才、技術、資金、市場需求、政府政策和經濟發展等要素，要素間存在著相互作用的聯動關系。電子商務技術創新需要科研機構及其研究人員的推進，同時，技術研發需要投入大量資金。產學研結合能夠增強電子商務企業技術創新能力。企業掌握新技術可以在市場中獲取競爭優勢及高利潤，促進自身發展。企業規模的發展自然會推動電子商務產業的發展，增加電子商務交易量，促進經濟增長，政府也會增加科技和教育投入，制定相關扶持政策，制定完善相關法律法規，進一步促進電子商務產業良性快速發展。經過定性分析，本文初步確定系統邊界內包括以下幾個主要變量：電子商務產值、GDP、電商從業人數、技術進步指數、物流水平、信息化水平、電商市場需求、政策引導。根據要素在電子商務產業發展中的功能以及要素之間聯系的緊密性，本文將電子商務產業發展系統分為技術進步、市場需求、經濟發展以及產業環境4個子系統。

(二)各子系統的因果關系分析

因果關系圖是對系統內部結構關系的定性描述，能反映模型中各個變量之間的關系，是系統動力學建模的基礎。根據上文對電子商務產業發展系統子系統的劃分，本文擬對系統進行更深層次的因果關系分析，下面分別分析系統的四個子系統的因果反饋關系。

1.技術進步子系統。技術進步子系統是以電子支付技術創新、商業模式創新、物流技術創新為主要內容的子系統，是電子商務產業發展的核心動力。該子系統的因果關系如圖1所示。其重要反饋回路有：

回路1：技術進步→電子商務產業發展→GDP→電子商務戰略地位→政府支持→R&D投入→產學研合作→技術進步

回路2：技術進步→電子商務產業發展→GDP→電子商務戰略地位→政府支持→電子商務人才培養→產學研合作→技術進步

回路3：技術進步→電子商務產業發展→企業利潤→R&D投入→產學研合作→技術進步

上述3條回路表示電子商務技術創新水平的提高可以不斷提高電子商務產業發展水平。良好的用戶體驗來自于卓越的技術。電子商務網站人機交互要靠技術實現，轉化率與黏性都需要技術。同時，技術是精準營銷的基石，也是精益化管理的需要，技術貫穿于電子商務業務的各方面。電子商務產業的發展將激勵政府加大對電子商務產業的資金投入、人才培養。同時，因為技術創新能帶來利潤的增加，所以電子商務企業也會加大技術研發投入，產學研合作將進一步提升產業技術創新水平。

圖1　技術創新子系統因果關系圖

2.市場需求子系統。隨著居民收入水平的提升，電子商務消費也隨之增多。網絡購物因便捷、省時獲得消費者的青睞，擁有巨大的消費市場。同時，隨著全民信息素養的提高，越來越多的人學會了通過手機和電腦來購物，電子商務的普及率越來越高。同時，政府為了促進電子商務產業的發展，也會鼓勵政府相關部門實行網上采購，電子商務的市場需求得到進一步擴大。該子系統的因果關系如圖2所示，重要反饋回路有：

回路1：市場需求→電子商務交易額→電子商務產業發展→電商對GDP的貢獻系數→GDP→人均GDP→人均消費支出→電子商務消費支出→市場需求

該回路表示經濟發展提高了居民收入，人均收入增加會促進消費需求的增加，在一定程度上電子商務渠道消費的比重也會相應提高，從而拉動電子商務市場需求，促進電子商務產業的發展。電子商務作為經濟發展新動力的作用得到加強，從而促進經濟更快速發展。

回路2：市場需求→電子商務交易額→電子商務產業發展→電商對GDP的貢獻系數→GDP→政府政策→全民信息素養→電子商務消費支出→市場需求

該回路表示隨著經濟發展水平的提升，國家信息化水平越來越高，政府會加強信息化宣傳和教育工作提高居民的信息素養，提高互聯網的普及率，網購用戶規模將隨之提升，從而拉動電子商務市場需求，促進電子商務產業發展，提升經濟發展水平。

回路3：市場需求→電子商務交易額→電子商務產業發展→電商對GDP的貢獻系數→GDP→政府政策→政府采購→市場需求

該回路表示政府為促進電子商務發展會鼓勵政府相關部門進行網上采購，從而拉動電子商務市場需求，促進電子商務產業發展，提升GDP。

圖2　市場需求子系統因果關系圖

3.經濟發展子系統。電子商務產業已成為經濟增長的新動力，這主要體現在其對GDP增長的貢獻率上。而GDP的提升會促進居民人均收入的提高，居民人均收入的增加又可以促進居民電子商務消費支出的增加，進而推動電子商務市場消費需求。同時，隨著電子商務對經濟發展的動力效用凸顯，政府會支持電子商務發展，電子商務產業發展與經濟發展的循環促進效用促進兩者不斷發展。該子系統的因果關系如圖3所示，重要反饋回路有：

回路1：GDP→經濟發展水平→政府支持→電子商務交易額→電子商務產業發展→電商對GDP的貢獻系數→GDP

回路2：GDP→人均GDP→市場需求→電子商務交易額→電子商務產業發展→電商對GDP的貢獻系數→GDP

這兩條回路表示經濟發展會促進電子商務產業發展，同時，電子商務產業發展又會推動經濟發展，兩者相互促進。電子商務產業發展不僅創造了新的消費需求，開辟了就業渠道，而且電子商務正加速與制造業融合，推動服務業轉型升級，成為促進經濟發展的新的原動力。同時，電子商務戰略地位的提升會激勵政府大力推進產業政策扶持，完善電子商務發展環境，進一步激發電子商務創新發展動力，加速推動經濟結構調整，實現經濟提質增效升級。

圖3 經濟發展子系統因果關系圖

4.產業環境子系統。環境系統是支持和保障電子商務產業發展的產業政策、法律法規的總括，是獲取資金、人才等資源的基礎。環境系統通過各類資金、人才、物流服務直接或間接地影響著電子商務產業的發展。在產業環境子系統中，主要研究產業政策、法律法規對電子商務產業發展的影響。該子系統的因果關系如圖4所示，重要反饋回路有：

回路1：政府支持→資金支持→電子商務產業發展→電子商務交易額→電商對GDP的貢獻率→GDP→電子商務產業戰略地位→政府支持

回路2：政府支持→人才支持→電子商務產業發展→電子商務交易額→電商對GDP的貢獻率→GDP→電子商務產業戰略地位→政府支持

回路3：政府支持→法律法規完善→電子商務產業發展→電子商務交易額→電商對GDP的貢獻率→GDP→電子商務產業戰略地位→政府支持

上述3條回路表示政府通過增加資金支持、加強電子商務人才培養、完善電子商務法律法規等舉措，營造良好的電子商務環境，提升消費者與賣家的信任度，增強消費者的網絡購物粘性，提升電子商務交易額，提高電商對經濟的貢獻率。隨著電子商務戰略性地位的提升，政府會進一步促進電子商務的發展。

圖4　產業環境子系統因果關系圖

(三)變量確定及模型構建

基于上文對電子商務產業發展系統四個子系統的深入分析，本文對各子系統的變量進行一定的變更以適應系統的整合，建立起整體系統的變量集，確定模型的狀態變量、速率變量和輔助變量。模型由5個狀態變量、5個速率變量、26個輔助變量構成。此外，由于系統中很多變量會隨時間推移發生變化，因此在構建模型時選取外生變量Time來表示這些變量隨時間變化的性質。基于上述分析，本文構建電子商務發展系統流模型，如圖5所示。

圖5　電子商務產業發展系統流圖

系統動力學構建模型更強調模型的構成，研究其變化的趨勢、波動，函數的具體形式并不影響本文的分析過程和結論。本文選取2005—2014年作為研究時段，數據主要來源于《中國統計年鑒》、2009—2014年的《中國電子商務發展報告》《1997—2009年中國電子商務十二年調查報告》、艾瑞咨詢公布的歷年《中國電子商務行業發展報告》《中國科技統計年鑒》等。由于電子商務發展系統是一個復雜的社會系統，部分參數很難得到精確值，對本文無法得到精確數據的變量，本文將通過仿真并結合經驗數據不斷調整做出合理的估計。模型中主要變量的計算方程如表1所示。

表1　模型主要變量計算方程

(四)模型有效性檢驗

為驗證模型的有效性和可靠性，確保模型的運行數據能夠如實反映現實情況，需要將模型的仿真數據與歷史數據進行對比。文章選取GDP總量為檢驗變量，以2005—2014年為檢驗周期，將模型的仿真值與實際值進行比較，計算出重要參數的相對誤差，分析模型是否具有良好的仿真效果，檢驗數據如表2所示。

表2　GDP實際數據與仿真數據對比

從表中數據可以看出，模型仿真值與實際值的相對誤差最大為4.74%，最小值為0.02%，誤差不超過5%，處于允許范圍之內，說明模型的仿真結果與實際值的擬合度較好，具備一定的真實性和有效性，可以用來判斷該系統未來發展趨勢。

三、模型仿真結果及政策模擬分析

(一)仿真結果分析

根據前面章節的分析可知，本文構建的電子商務產業發展系統動力學模型能夠較好地對我國電子商務產業與經濟發展的互動情況進行模擬。模型主要變量的仿真結果展示了GDP、電子商務產值、物流水平以及電子商務從業人數的變化趨勢，如圖6所示。

圖6　仿真結果圖

根據仿真結果，可以得出以下結論：

1.根據《中國統計年鑒》數據，我國GDP總量在2005年至2015年期間保持平穩快速增長，模型仿真結果符合實際情況。預測2015年至2020年我國GDP仍將處于穩步增長狀態，這也符合專家對未來經濟發展形勢的預測。隨著電子商務產業的發展，其對經濟發展的推動作用將加大，電子商務的戰略地位也將日益凸顯。政府應逐步加大對電子商務產業的投入，為該產業的發展提供有力的資金、政策支持。

2.從2005年到2020年我國電子商務產值將一直處于穩步上升態勢。經過“十五”期間的探索和理性調整，我國電子商務開始步入務實發展的軌道。2005年電子商務交易額為7400萬元，2008年電子商務交易規模突破千億。2005年至2008年期間，國家出臺系列政策積極支持電子商務發展，包括首次出臺《電子商務發展“十一五”規劃》，加大電子商務基礎設施投入，加快網絡支付和現代物流建設，發展企業間電子商務，推動電子商務跨行業、跨區域應用。這些政策措施使電子商務發展環境進一步完善，人們的應用意識不斷增強。2008年金融危機致使宏觀經濟環境蕭條，為應對國際金融危機對經濟的影響，我國政府通過切實的財政扶持等手段普及中小企業電子商務的應用。2010年，我國使用第三方電子商務平臺的中小企業用戶規模已經突破1400萬，相比2008年增速達55%。2010年以后隨著中國經濟的復蘇，電子商務得到不斷普及和深化，保持了持續快速發展勢頭。2015年我國電子商務交易額達到18萬億元。按照仿真趨勢模擬估計，2020年我國電子商務交易額將突破40萬億元。

3.物流水平仿真結果顯示，我國物流服務水平處于穩步增長狀態。2005—2015年期間，我國物流水平增速雖有波動，但整體趨勢向好，并且從2015年開始增速有所提高。預測在2016—2020年期間物流將持續較快增長，且增速將穩步提升。電子商務發展與物流水平相輔相成，物流是電子商務發展的必要條件，同時電子商務的發展又會提升國家對物流產業的投資建設。

4.電子商務從業人數仿真結果顯示，2005—2015年電子商務對從業人數的需求保持持續增長，2005年電子商務從業人數238萬人，到2015年增長至2000萬人以上。隨著電子商務規模的不斷擴大，各地方政府大力推進電商發展。電子商務對于相關產業有很強的帶動作用，將衍生大量就業需求，預計到2020年電商從業人數將超過3000萬人。

(二)政策模擬分析

系統動力學模型的最大優勢是可以調整變量系數進行模擬實驗，通過模擬不同策略下現實系統的行為變化來了解系統變化的影響因素，進而分析并設計出解決現實復雜問題的方案。具體操作是改變模型中的參數值重新運行，比較模型的輸出，從而確定其影響的靈敏度。本文主要設計了四個政策方案。

1.方案一：政策引導系數調整。為了檢驗政府引導政策對系統輸出結果的靈敏性，在原方案基礎上，提高政府引導系數，從原來的1.3提升至1.5，仿真結果如圖7所示。仿真結果表明政府加大引導和鼓勵電子商務產業發展的政策支持力度，對提高電子商務產值作用明顯。

圖7　政策引導系數調整仿真圖

2.方案二：技術進步參數調整。為了檢驗技術創新政策對系統輸出結果的靈敏性，在原方案基礎上，提高技術進步影響因子數值，將變化幅度從原來的0.8～0.9變為0.9～1.0，即方程改為“技術進步影響因子= WITH LOOKUP(技術水平指數，([(0,0.9)-(900000,1.0)])”，仿真結果如圖8所示。仿真結果表明技術進步水平的提高與原方案相比對電子商務產值有明顯提升作用。

圖8　技術進步因子系數調整仿真圖

3.方案三：物流水平參數調整。為了檢驗技術創新能力對系統輸出結果的靈敏性，在原方案基礎上，提高物流水平影響因子數值，從將變化幅度原來的0.8～0.9的變為0.9～1.0，即方程改為“物流水平影響因子= WITH LOOKUP(物流水平，([(1,0.8)-(20,1.0)])”，仿真結果如圖9所示。從圖9可看出，與原模擬結果進行對比，實行物流政策調整后，電子商務產值與原方案相比有明顯提升，并且物流水平的不斷完善對電子商務產業發展的促進作用逐漸增強。

圖9　物流水平因子系數調整仿真圖

4.方案四：綜合情況調整。此方案綜合采用前三種方案，現將四種方案的模擬結果進行對比，如圖10所示，電子商務產值根據不同的方案呈現出不同程度的增長趨勢。由于方案一、方案二、方案三均對電子商務產業發展起到促進作用，所以方案四在綜合三種政策后，整體效果是最好的。因此，在進行電子商務發展的政策調控過程中，要綜合考慮各因素對產業發展的作用效果，強化政府引導，加快現代物流體系建設，強化科技與教育支撐，保障電子商務產業穩定發展。

本文以我國電子商務產業數據為基礎，運用Vensim PLE軟件進行建模仿真，以政府引導、技術進步、物流水平、市場需求為變量設計不同模擬政策，研究發現電子商務產業發展受諸多因素影響，需要根據各因素的作用機制來優化政策調控和資源配置。其中政府引導、物流水平和技術進步對電子商務產業發展均能產生較大的正向效用，而政府引導系數是產業發展中最敏感的政策變量，物流水平敏感性又高于技術進步水平。因此要進一步完善電子商務產業扶持政策，構建與電子商務發展相適應的物流配送體系，加快信息技術的研發及應用，推動“互聯網+”的發展，促進互聯網與各大產業融合創新發展。

圖10　綜合系數調整仿真圖

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[8]王其潘.系統動力學[M].上海：上海財經大學出版社，2009.

[責任編輯楊瑜]

2016-03-10

危浪(1990—)，男，碩士研究生，研究方向為電子商務與數據挖掘。

F724.6

A

2095-1124(2016)03-0052-09