基于系統動力學的煤炭產業公地研究初探

竇園園

(中國礦業大學(北京)管理學院，北京 100083)

管理專論

基于系統動力學的煤炭產業公地研究初探

竇園園

(中國礦業大學(北京)管理學院，北京 100083)

產業公地最初作為分析美國制造業發展癥結及其振興路徑的工具而被提出，其對煤炭產業發展同樣關系重大。本文在對提出產業公地的背景、概念內涵進行深入分析的基礎上重新定義產業公地，并運用系統動力學軟件Vensim畫出煤炭產業公地各影響因素的因果循環圖。研究表明，受宏觀經濟增速、環境污染、進口煤炭及可替代能源的影響，煤炭產業公地由“黃金期”逐步進入不可逆的衰退期，可以通過加強煤炭供應鏈管理、加大節能減排技術改造和研發投入力度等舉措延緩煤炭產業公地受侵蝕的速度。

煤炭產業；產業公地；系統動力學；Vensim

自2012年2月美國國家科技委員會發布《先進制造業國家戰略計劃》以來，產業公地(Industrial Commons)漸漸走進人們的視野，為各國政府、企業領導者及學術研究者所認知。但除了機械工業信息研究員戰略與規劃研究所的部分研究人員和錢平凡對產業公地有所探究外，國內還沒有對產業公地的概念、研究背景及形成機理進行系統研究。

1 產業公地概念提出的背景與定義

1.1 提出產業公地的背景

美國制造業興衰歷程跟國際上四次產業轉移密切相關。第二次世界大戰之前，英國作為第一個“世界工廠”主導了第一次國際產業轉移，而美國恰恰得益于此次產業轉移，促進了本地工業的迅速發展，一躍成為世界工業發展史上的第二個“世界工廠”。然而到了20世紀50年代，美國主導了向日本及原聯邦德國輸出勞動密集型傳統產業的第二次國際產業轉移，美國本地主要保留資本、技術密集型產業，最終成就了日本第三個“世界工廠”的地位。在日本主導的第三次國際產業轉移的過程中，美國反過來承接了日本部分汽車、電子等資本、技術密集型產業。隨后的第四次國際產業轉移美國作為產業輸出地之一，加大了對中國內地等的產業轉移力度[1]。

經歷了幾次國際產業轉移，美國一邊享受著以中國為首的產業轉移承接地物美價廉的產品，一邊主導著最具附加值的制造業微笑曲線的兩端，掌握著眾多產業的核心技術。但是與此同時，美國面臨著巨額的對華貿易逆差。大量中低端產業的國際轉移，造成了美國失業率居高不下，加之美國過度依賴虛擬經濟，產業“空心化”特征顯著。

受2008年金融危機的巨大沖擊，美國開始重拾制造業，實施再工業化。面對美國制造業所呈現的囧境，很多學者也開始反思制造業對于美國的意義。哈佛商學院的Gary P. Pisano和Willy C. Shih教授經過深入的思考研究后提出美國制造業過度外包及本地投資不足造成了“產業公地”遭受侵蝕，這是美國制造業競爭力出現問題的癥結所在。隨后美國在頒布的《先進制造業國家戰略計劃》中對“產業公地”進行了引用，并明確提出“加強‘產業公地’建設”。美國競爭力委員會在2013 年發布的報告《Rebuilding the Industrial Commons》中也充分肯定了產業公地的重要性。

1.2 產業公地概念及界定

產業公地最初是由哈佛商學院的Gary P. Pisano和Willy C. Shih教授于2009年提出，并將其定義為根植于企業、大學和其他組織之中的研發與制造的基礎設施、專業知識、工藝開發能力、工程制造能力等，這些能力共同為一系列的產業成長和技術創新提供基礎[2]。2012年兩位教授在《哈佛商業評論》上發表了《Does America Really Need Manufacturing ?》，并以其為核心編著了《Producing Prosperity：Why America Needs a Manufacturing Renaissance》，將產業公地定義為由各種專有技術、產業運作能力和專業化技能的網絡交織構成，這些能力和要素嵌入在勞動者、競爭者、供應商、消費者、合作型的研發項目以及大學之中，并且通常向多個產業部門提供支持[3]。

兩位教授對“產業公地”這一概念的提法，是從1968年英國學者Hardin提出的“公地悲劇(The Tragedy of the Commons)”[4]，以及對“公共用地”內容的擴充中得到的啟示，并引入農業生態系統中“公共用地”的例子對其進行闡述。他們對產業公地的論述緊緊圍繞美國制造業，在詳細論證美國制造業產業公地興衰始末的基礎上提出重建產業公地的必要性及相關舉措。

兩位教授認為美國制造業產業公地的侵蝕是由市場環境、政府政策、企業管理者三個方面因素共同引發的制造業不恰當外包及研發投入不足造成的，在此僅強調制造業外遷因素而忽略遷入因素是由美國制造業的特殊國情決定的。實際上，產業生態系統若出現產業或企業的不恰當引進，同樣會引發類似多“米諾骨牌效應”的公地侵蝕。根據他們對產業公地的描述，產業公地的內涵隨著不同產業對象的不同發展階段有所變化，不局限于特指制造業，但定義的指向始終是維系某個國家或區域產業生態系統持續、可循環發展的各種能力的集合。

本文將產業公地定義為：維系某個國家或區域一系列產業持續成長和技術創新的各種能力和要素網絡交織形成的集合，這些能力和要素包括基礎設施配套能力、工藝開發能力、工程制造能力、信息化水平、制度創新能力等等，而這些抽象的能力和要素是根植于勞動者、消費者、供應商、地方機構(大學、中介機構等)、政府和企業決策者等實體對象中，并共同決定著產業公地的健康狀況。產業公地是為多個產業所共享的網絡體系，其強勁的溢出效應維系著區域內利益共同體的共同發展。

2 基于系統動力學的煤炭產業公地分析

2.1 研究現狀及意義

系統動力學是由麻省理工學院的J. W. Forrester教授在1956年提出的，多用于解決非線性信息反饋的復雜系統問題[5]。系統動力學在煤炭產業的應用多集中在煤炭需求預測、人才需求預測、安全管理、庫存管理等方面[6-8]，但在產業公地的應用仍處于空白。首次嘗試運用系統動力學方法對煤炭產業公地進行研究，有助于深入了解影響其發展的內在機理。作為一個全新的概念，產業公地的提出豐富了區域經濟學、產業經濟學領域的理論，并為學術研究和應用實踐提供了新的視角和思路，有助于我國從美國制造業產業公地興衰這面史鏡中謹記前車之鑒，重視煤炭產業公地建設。

2.2 “黃金期”煤炭產業公地發展狀況

類似于美國制造業，我國煤炭產業公地的發展水平同樣受到基礎設施配套能力、基礎共性技術、政策法規配套能力、勞動力水平等因素的影響，產業公地發展狀況關系到產業整體發展水平。同時，煤炭產業經濟效益的好壞會直接或間接地反作用于產業公地，如此便形成了反饋回路。在已有相關研究的基礎上[9-11]，確定系統包含各個影響因素，運用系統動力學軟件Vensim繪制以下因果循環圖，以完整體現關于煤炭產業公地的心智模式。

圖1 部分因果循環圖A

圖1中有四條回路，如下所述。

回路1：煤炭需求量→+國產煤炭銷量→+煤炭產業經濟效益→+煤炭清潔生產改造投入→-環境污染程度→-煤炭需求量。

回路2：煤炭需求量→+國產煤炭銷量→-庫存過剩→-煤炭價格→+煤炭產業經濟效益→+煤炭清潔生產改造投入→-環境污染程度→-煤炭需求量。

回路3：政府整治力度→+煤炭清潔生產改造投入→-環境污染程度→+政府整治力度。

回路4：煤炭產業經濟效益→+煤炭清潔生產改造投入→+煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路1為增強回路，改革開放后我國經濟迎來了高速增長，在輸入懸擺“經濟增速”的刺激下，我國工業發展迅速，對“煤炭需求量”不斷攀升。同時2013年以前“煤炭進口量”少，對國內煤炭銷量及價格影響較弱，“國產煤炭銷量”一路飆升，與增強回路2中高“煤炭價格”的共同作用下，帶來了很高的“煤炭產業經濟效益”。理論上，根據調節回路3和4，高的“煤炭產業經濟效益”加上“政府整治力度”的加大，將使得“煤炭清潔生產改造投入”力度增強，進而“環境污染程度”降低，“煤炭成本”隨之加大。同時但這一時期人們對煤炭高收益的熱度遠高于環境治理，政府對煤炭企業和環境的整治力度不強，“煤炭清潔生產改造投入”的增速遠低于“煤炭產業經濟效益”的上升，最終導致環境污染迅速加重。以上因素的相互作用構成了煤炭產業公地發展的關鍵引擎，同時也觸發了對煤炭企業來說的良性循環。

圖2中共有十四條回路，分別如下所述。

圖2 部分因果循環圖B

回路5：煤炭產業經濟效益→+配套企業完善程度→+供應鏈魯棒性→-煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路6：煤炭產業經濟效益→+配套企業完善程度→+供應鏈魯棒性→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路7：煤炭產業經濟效益→+交通運輸完善程度→-煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路8：煤炭產業經濟效益→+交通運輸完善程度→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路9：煤炭產業經濟效益→+職工培訓投入→+煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路10：煤炭產業經濟效益→+職工培訓投入→+勞動力水平→+生產效率→-煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路11：煤炭產業經濟效益→+職工培訓投入→+勞動力水平→+平臺運營效率→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路12：煤炭產業經濟效益→+職工培訓投入→+勞動力水平→+創新力→+基礎共性技術→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路13：煤炭產業經濟效益→+從事煤炭行業的意愿→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+平臺運營效率→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路14：煤炭產業經濟效益→+從事煤炭行業的意愿→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+創新力→+基礎共性技術→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路15：煤炭產業經濟效益→+從事煤炭行業的意愿→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+生產效率→-煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

回路16：煤炭產業經濟效益→+校企合作科研投入→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+創新力→+基礎共性技術→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路17：煤炭產業經濟效益→+校企合作科研投入→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+平臺運營效率→+煤炭產業公地健康水平→+煤炭產業經濟效益。

回路18：煤炭產業經濟效益→+校企合作科研投入→+高校人才培養力度→+勞動力水平→+生產效率→-煤炭成本→-煤炭產業經濟效益。

如增強回路5～8所示，在巨大的“煤炭產業經濟效益”的吸引下，煤炭產業固定資產投入迅速增加，產業發展所需的配套企業、交通運輸等基礎設施的建設風聲云起。越來越高的“配套企業完善程度”和“交通運輸完善程度”降低了“煤炭成本”，同時煤炭供應鏈日漸完善，“供應鏈魯棒性”不斷提高，最終促進了整個“煤炭產業公地健康水平”。在增強回路的作用下，“煤炭產業經濟效益”越來越好。

根據回路9～18，隨著煤炭企業經濟效益的增大，企業加大對員工培訓的投入力度，并加強校企合作項目的科研投入，愿意從事煤炭行業的人越來越多。煤炭行業對專業人才的需求刺激了“高校人才培養力度”，加之“職工培訓投入”的增長，行業整體的“勞動力水平”不斷攀升。擁有較高職業技能的人才在行業內部的分布及流動一方面提升了行業“創新力”、以煤炭交易中心和煤炭物流園區為主的“平臺運營效率”，最終促進了“煤炭產業公地健康水平”的提高；另一方面提高了煤炭“生產效率”，降低了“煤炭成本”，進而加速了“煤炭產業經濟效益”的增長。回路中的增強回路有效的弱化了調節回路帶來的負面效應，最終使得煤炭“黃金十年”時期煤炭產業經濟效益和煤炭產業公地呈現出指數增長式的良性循環。

2.3 “虧損期”煤炭產業公地發展走勢

隨著近年來我國經濟增速的下滑，鋼鐵、電力、建材等高能耗產業用電量急劇下降，加之頁巖氣、石油、天然氣、太陽能、水電能、核能等替代能源的比重逐漸加大，市場對煤炭的整體需求量巨幅下滑；國外進口煤炭猛增且價格走低，占據煤炭銷量的很大比重，國內煤炭企業庫存過剩嚴重；經濟高速發展下耗煤量一路飆升最終加劇了環境污染，政府為煤炭產業帶上了“緊箍咒”，對其整治力度不斷加強。

圖3 整體因果循環圖

圖3為圖1和圖2所組成的整體因果循環圖。根據觸發方式的不同增強回路即可以表現為良性循環，也可以表現為惡性循環[12]。由圖3可知，受“經濟增速”、“其他可替代能源產量”、“煤炭進口量”、“進口煤炭價格”四個輸入懸擺，以及惡化的“環境污染程度”、高強度的“政府整治力度”的共同作用下，原本以良性循環態勢發展的煤炭系統逐步轉變為惡性循環。“煤炭成本”逐步達到了降幅空間的極限，全面虧損的煤炭企業減少了研發、培訓投入，行業對人才的吸引力度迅速下滑，人才流失嚴重，大批企業紛紛轉行撤資，煤炭產業發展陷入低迷，煤炭產業公地受到侵蝕。

3 煤炭產業發展啟示

受宏觀環境的影響，煤炭產業的惡性循環很難再度轉變為良性循環，但可以通過各項舉措抑制煤炭產業的下滑速度，減緩對煤炭產業公地的損害。

1)積極響應“供給側改革”，加強煤炭供應鏈管理。經濟學上供給曲線是由產品的價格和供給量共同決定的，供給量不變的情況下，要想提高產品價格，除了降低生產成本之外，降低流通成本、增加產品附加值是不容忽視的舉措。煤炭企業在無法降低生產成本的情況下，需要加強從“坑口”到“爐口”這一流通環節的供應鏈管理，運用精益管理的思想，杜絕供應鏈各個環節的各種浪費。同時，以客戶為中心，為消費企業提供個性化服務和整體解決方案，增加煤炭產品的附加值，實現煤炭供應由“粗糧”向“精糧”轉變。

2)煤炭供應鏈管理平臺協作發展。目前以煤炭交易中心和煤炭物流園區為主的供應鏈平臺存在較為嚴重的孤島運營現象。煤炭交易中心是實現煤炭供應鏈虛擬價值流的主要媒介，而煤炭物流園區是實現煤炭供應鏈實物交割的重要場所。雖然在各級政府力推下煤炭交易中心和煤炭物流園區遍地開花，但真正能有效運作的屈指可數。針對煤炭交易中心目前存在的交易量少、配套服務不健全、盈利模式單一、與物流園區缺乏協作等問題，亟待完善煤質權威檢測、第三方支付方式、第四方物流運輸、售后服務及問題反饋等模塊建設，推動具有互補功能的煤炭交易中心與物流園區的無縫銜接，提高產業鏈條運作效率和魯棒性，營造快速響應、優質高效的產業公共環境。

3)加強節能減排技術改造、研發投入力度。煤耗帶來的環境問題始終是制約煤炭產業發展的瓶頸，煤炭生產“綠色化”、專業人才持續化是煤炭產業可持續發展的關鍵。盡管技術研發投入及改造具有投入大見效慢的特點，但只有加快低碳清潔煤生產改造進程，搭建煤炭企業能源管理體系，發展礦區能源循環利用，化被動消極怠工為主動轉型升級，才能不斷降低煤炭消費的環境成本，改觀社會各界對煤炭的“黑金”印象，提高認可度，為煤炭產業謀求健康發展之路。

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Preliminary study on the coal Industrial Commons based on the system dynamics

DOU Yuanyuan

(School of Management，China University of Mining and Technology(Beijing)，Beijing 100083，China)

Industrial Commons was originally put forward as a tool to analyze the crux of US manufacturing development and the path of it’s restoring. It also matters a great deal for coal industry. This paper redefines Industrial Commons on the basis of deep analyzing the background of Industrial Commons being proposed and it’s connotation. Using software Vensim to draw the causal loop diagrams of coal industrial commons and analysis it’s healthy trend, it shows that coal industrial commons is turning from “golden period” to irreversible recession, blaming on macroeconomic growth, environmental pollution, imported coal and alternative energy sources. Strengthening the coal supply chain management, increasing technological transformation of energy-saving and emission reduction, tightening R&D investment will slow the erosion of the coal industry commons.

coal industrial; industrial commons; system dynamics; Vensim

2016-08-20

竇園園(1988-)，女，博士研究生，主要研究方向為管理信息系統、供應鏈管理、產業集群、系統管理等，E-mail：tbp140501007@student.cumtb.edu.cn。

F424.4

A

1004-4051(2016)12-0001-04