基于系統動力學的山西省農產品加工產業集群研究

劉豪　何云峰　徐冬梅

摘要：通過分析山西省農產品加工產業集群現狀，結合系統動力學方法，探索產業集群系統要素因果關系，建立系統動力學模型，進行有效性檢驗，根據靈敏度分析得出，財政支出、原材料成本和固定資產投資變化對農產品加工業集群發展的影響敏感，勞動力成本變化對農產品加工業集群發展的影響敏感度較小。在此基礎上，進一步分析仿真模型結果得出，財政支出水平和固定資產投資對山西省農產品加工產業集群的積極影響要大于原材料成本的消極影響，其發展規模到2025年高速情景比基礎情景高36%，達到711.89億元；到2030年高速情景比基礎情景高50%，達到 8 993.54億元。結合分析結果從財政支持體系、固定資產投資、原材料保障等3個方面提出加快山西省農產品加工產業集群發展的對策建議。

關鍵詞：系統動力學；農產品加工產業集群；仿真；敏感分析

中圖分類號： F326.5 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）19-0327-05

收稿日期：2016-06-08

基金項目：山西省高等哲學社會科學研究一般項目（山西省高等學校哲學社會科學研究項目資助）（編號：2015234）；山西省軟科學項目（編號：2016042006-3）；山西農業大學引進人才科研啟動項目（編號：2014YJ03）；山西農業大學經濟管理學院科研基金（編號：JGKY2015005）。

作者簡介：劉 豪（1983—），男，山東煙臺人，博士，副教授，主要從事農產品加工產業集群研究。E-mail：liuhaoshanxi@126.com。

通信作者：徐冬梅，博士，主要從事產業集群研究。E-mail：xxuling66@126.com。 隨著2009年中央一號文件提出“強調發展農產品加工業是擴大內需，實現農民持續增收的重要途徑”，山西省于2009年年底啟動了農產品“513”工程，即選擇50家省級以上龍頭企業及資源型企業轉產和招商引資企業，100家有一定規模、帶動力較強的農產品加工龍頭企業，300家成長性好的農產品加工龍頭企業作為省級、市級、縣級梯隊進行培育和指導。自“513”工程實施以來，山西省農產品加工企業銷售收入實現穩步增長，從2009年的375億元增長至2014年的1 252億元，實現5年內平均增長20%以上的高速發展態勢。

山西省采取了對農產品重點扶持的措施，使得山西省的農產品加工業健康快速發展，已經形成了產業集群，通過優勢資源的合理配置，發揮區域資源比較優勢，實現資源集約化利用，加快農業經濟轉型，使山西省的農產品加工產業取得了良好的發展，對山西省的經濟發展影響重大。

1 山西省農產品加工業集群現狀分析

近年來，山西省不斷加大對農產品加工主導產業和優勢企業的政策資金扶持，引導優勢資源向農產品加工產業聚集，促進規模化發展，逐步建成以糧食、畜禽、乳制品、果品、蔬菜、薯類、油脂、中藥材等為主的農產品加工產業集群，形成以永濟市、清徐縣、文水縣、平遙縣、太谷縣、靈丘縣、小店區和榆次區等為代表的農產品加工產業集群發展區域[1-2]，其主要特點如下。

1.1 園區化

山西省農產品加工產業集群發展逐漸形成園區經濟，園區營業收入占農產品加工業總營業收入的60%以上[3]，形成了有山西特色的以雜糧和老陳醋加工為代表的農產品加工產業園區，進一步帶動農產品加工產業帶發展和促進產業結構布局的合理化與優化。

1.2 龍頭企業引領

為促進農產品加工業的發展壯大，山西省推出了“1311”工程、“513”工程等一系列龍頭企業培育的政策和措施，逐漸形成以龍頭企業為引領，帶動中小企業齊發展的趨勢，推動了農產品加工產業集群快速發展。農產品加工龍頭企業已成為全省農業加工產業集群發展的重要動力。

1.3 企業稅費負擔偏重

只有少部分農產品加工集群享受山西地方稅收優惠政策，但是大部分集群因為沒有地方政府的規劃或者集群內沒有企業爭取而未能享受這些優惠政策。自2015年以來，部分集群整體銷售收入出現明顯下降，但是稅收負擔依然較重，導致企業出現流動性資金困難現象。

1.4 原材料和用工成本高

首先，企業用工成本明顯增加；其次，原材料價格大幅上揚，提高了生產成本，集群整體經濟效益大幅下滑，這些導致農產品加工產業集群內部出現加價爭搶原材料現象。

1.5 高科技和精深化發展趨勢

借助山西省政府大力扶持農產品加工產業的時機，集群內的龍頭企業率先努力提高高科技和精深化加工水平，加快科技創新和工藝產品研發，集群內產生技術溢出效應，實現整個產業集群可持續發展。

2 山西省農產品加工產業集群系統動力學建模分析

在厘清山西農產品加工產業集群影響因素邏輯關系的基礎上，分析各因素與研究問題之間的關系，繪制系統流程圖，對模型進行仿真，通過靈敏度與仿真結果的分析探討系統內部結構，借助系統動力學的方法進行模擬，從而提出對山西省農產品加工產業集群的政策建議[4]。

2.1 山西省農產品加工產業集群系統要素分析

山西省農產品加工產業集群是一個復雜的經濟與產業系統，結合現狀分析研究結果，將影響集群發展的主要因素歸納為4個方面。同時，將影響要素均納入到系統動力學模型，通過定量轉化，以分析山西省農產品加工產業集群發展內部結構與趨勢[5]。

2.1.1 經濟投入因素 農產品加工產業集群的經濟投入因素主要是指固定資產投資、資本投入。產業集群在形成過程中產生規模經濟，降低平均成本，推動產業集群整體發展。農產品加工產業集群規模的擴大依賴于經濟投入，最直接的是固定資產投資，因此，設定變量表示經濟投入的指標有固定資產投資、固定資產投資增長率和工業產值[6]。

2.1.2 政府及政策因素 在集群形成初期，政府需制定相關的法律法規政策體系以及相應措施扶持推動產業集群的發展。例如，財政支出補貼、為集群提供良好服務環境、產業集群合理規劃設計、集群信息化交流平臺等。反映政府政策的指標為地方財政支出及其增長率、產品和原材料的稅收優惠比例、地方政策性補貼及補貼比例等[7]。endprint

2.1.3 技術創新因素 通過科學技術創新，集群內相互學習競爭，使整個產業集群降低生產成本，更好地適應市場需求。同時，反向刺激產業集群提高技術創新水平，帶動集群內企業的發展。量化技術創新的指標有政府科研投入及投入比例、創新水平、企業科研投入及投入比例等[8]。

2.1.4 企業運營因素 產業集群內部企業需要擴大生產力，提高企業運營能力，增強產業集群的市場競爭力，吸引外來企業擴大市場容量，通過集聚效應，企業既能降低成本，擴大規模，又能提高生產效益，推動產業集群不斷發展，反映企業運營的指標有銷售收入、勞動成本、職工工資和人數、原材料成本等[9]。

2.2 山西省農產品加工產業集群系統要素的因果關系

回路1：農產品加工業集群收益增加，產業集群通過分工專業化與交易的便利性形成有效的組織生產，促進地方財政收入增加，為維持農產品加工產業集群的發展，保證經濟穩步增長的趨勢，地方政府會增加相關的固定資產投資，整體工業增加值隨著投資增加而增大，農產品加工業集群收益進一步增加。

回路2：農產品加工產業集群收益增加，使得集群內企業的留存利潤和公積金增加，企業為了擴大規模追加資金投入，推動產業集群內部自擴張的良性循環發展，吸引更多的相關企業與單位向集群聚集，增大了集群效應，促進了集群內企業生產水平的提高，進一步推動農產品加工業集群收益增長。

回路3：農產品加工產業集群收益增加帶動地方財政收入增長，地方政府通過轉移支付增加人均可支配收入，提高消費支出水平，消費者購買力增大，進一步提高產業集群的整體收益。

回路4：地方財政收入增加，財政支出隨之增加，科研經費投入的增加提升產業集群技術水平，集群內企業在產品設計、開發、包裝、技術和管理等方面不斷進行創新和改進，地區科研院所科研人員的整體科研支出增加，為集群科技創新活動提供更大資金支持，提高勞動生產率，增加產業集群市場競爭力，從而提高農產品加工產業集群可持續競爭水平。

回路5：隨著產業集群科技創新水平的提高，農產品加工產業集群內部企業營業收入增加，整個集群收益增加，從資金運用結構上分析，企業會進一步加大科研經費投入，從事研發活動的人員數量增加，進一步提高技術創新能力，提升產業集群競爭水平。

回路6：農產品加工產品市場需求增大，帶動企業銷售收入增加，促進產業集群整體收入增加，為進一步滿足社會需求，企業進一步加大科研投入，招攬高素質科研人員，提高產品科技含量，促進集群收益進一步增加。

回路7：農產品加工產業集群規模擴大，擴大到整個地區經濟規模，地方財政收入增加，擴大市場需求，延伸產業鏈，帶動上下游產業發展，提升政府、大型企業和消費者的購買力，增加農產品加工產業集群整體收益。

回路8：政府財政支出增多，政府科研經費會扶持農產品加工產業集群，并增加科研投入，提高地區科研人員的工資水平，促使產業集群科技創新水平提高。同時，政府制定相應的稅收優惠政策和財政補貼政策，三管齊下促進農產品加工產業集群企業的發展，增加企業收入，隨之增加地方財政收入。

2.3 山西省農產品加工產業集群的系統流圖和變量方程

2.3.1 山西省農產品加工產業集群的系統流圖 結合系統動力學的基本思想，利用Vensim軟件繪制出山西省農產品加工產業集群發展系統流圖（圖1），將系統的構成要素定量化[10]。將地方財政支出、固定資產投資額、原材料成本、勞動成本、企業銷售收入設為狀態變量；將地方財政支出增加值、原料增加額、固定資產增加額、銷售增加額、工資增加額設為流量，其他為輔助變量。

2.3.2 山西省農產品加工產業集群的系統變量方程 為了確保仿真模型接近真實系統，提高模型模擬的精確性，提出2個基本假設：首先假設山西省農產品加工產業集群系統相對封閉，受外部因素影響小；其次模擬期從2010年開始到2030年結束，以2010年作為模型仿真模擬的基年，仿真步長為1年，共20年。

主要的系統動力學方程羅列如下：

（1）農產品加工產業集群企業利潤=企業銷售收入-勞動成本-原材料成本-稅金+政策性補貼；

（2）勞動成本=職工人數×職工工資；

（3）職工人數=73 731人（取2010—2014年農產品加工產業集群年平均從業人數）；

（4）職工工資=INTEG（職工工資增加額，0.482 5萬元）；

（5）職工工資增加額=職工工資×職工工資增長率；

（6）職工工資增長率=0.147 1；

（7）原材料成本=INTEG（原材料成本增加額，408 225.3 萬元）；

（8）原材料成本增加額=原材料成本×原材料成本增長率；

（9）原材料成本增長率=0.172 4；

（10）固定資產投資=INTEG（固定資產投資增加額，383 819 萬元）；

（11）固定資產投資增加額=固定資產投資×固定資產投資增長率；

（12）固定資產投資增長率=0.22（取2010年到2013年的固定資產投資平均增長率）；

（13）工業固定資產投資=固定資產投資×投資比例；

（14）工業總產值=工業固定資產投資×1.733+956 222 0；

（15）投資比例=0.266 4；

（16）農產品加工集群產值=工業總產值×0.359 3；

（17）政策性補貼=地方財政支出×補貼比例；

（18）補貼比例=0.015；

（19）稅收優惠比例=0.4；

（20）稅金=農產品加工企業銷售收入×0.25×（1-稅收優惠比例）；

（21）地方財政支出=INTEG（財政支出增加值，63 655萬元）；endprint

（22）財政支出增加值=地方財政支出×財政支出增長率；

（23）財政支出增長率=0.133 1；

（24）地方研究與開發（R&D）投入=地方財政支出×支出比例；

（25）支出比例=0.017；

（26）企業銷售收入=INTEG（企業銷售收入增加額，0.482 5）；

（27）企業銷售收入增加額=企業銷售收入×企業銷售收入增長率；

（28）企業銷售收入增長率=創新水平×16；

（29）企業科研經費增加值=企業利潤×投入比例；

（30）投入比例=0.03；

（31）創新水平=（地方科研投入+企業科研投入-77 406.91）×0.051；

（32）農產品加工產業集群發展=（企業利潤+集群產值）/100。

以上數據來源于山西省中小企業局和《山西統計年鑒》；涉及2個變量的關系運用SPSS統計軟件對其進行線性擬合，統計檢驗良好，擬合優度良好；變量值為比例、比率和增長率的一律按照2010—2014年的平均值代替。

2.4 山西省農產品加工產業集群系統動力學模型有效性檢驗

為了保證系統動力學摸型運行結果的可靠性，將仿真與實際統計數據進行對比分析，統計模型運行得出仿真值與實際統計數值之間的誤差，并進行有效性檢驗，檢驗時間為2010—2014年，如表1所示。

從有效性檢驗可以看出，2010—2014年的仿真數據和實際統計數據的誤差基本介于-10%～10%之間，說明采用該模型運行所得結果與實際數據誤差較小，符合系統動力學建模的要求，數據結果表明，山西省農產品加工產業集群系統動力學模型能代表實際系統，適合仿真模擬。

3 山西省農產品加工產業集群靈敏度和仿真結果分析

本研究將模型的仿真運行作為基礎情境，選取比較敏感的因素作為調控關鍵變量，以改變變量取值，進行仿真模擬，分析參數值變化對山西省農產品加工產業集群發展水平的影響，進而觀察各變量對其影響程度。

3.1 農產品加工產業集群系統的靈敏度分析

運用2010—2014年的統計數據將財政支出、固定資產投資、勞動力成本和原材料成本的數據取平均值，增速情景和減速情景在基礎情境上分別提高和降低1%。分析這些要素變動對山西省農產品加工業集群發展的影響，模擬結果如圖2所示。

根據模型靈敏度分析的結果，財政支出、原材料成本和固定資產投資變化對農產品加工業集群發展的影響較為敏感，勞動力成本變化對農產品加工業集群發展的影響不敏感。根據靈敏度分析的結果，到2030年在其他條件不變的前提下，在財政支出和固定資產投資分別增速情境下，山西省農產品加工產業集群發展規模分別達到608.81億、618.48億元，比基礎情景分別增加了4.85%、6.52%；在勞動力和原材料成本分別增速的情境下，山西省農產品加工產業集群發展規模分別達到571.49億、536.27億元，比基礎情景分別減少了157%、7.64%；到2030年在其他條件不變的前提下，在財政支出和固定資產投資分別增速情境下，山西省農產品加工產業集群發展規模分別達到6 577.68億、6 788.20億元，比基礎情景分別增加了9.94%、13.46%；在勞動力和原材料成本分別增速情境下，山西省農產品加工產業集群發展規模分別達到5 796.01億、5 103.11 億元，比基礎情景分別減少了312%、14.70%。

3.2 農產品加工產業集群系統的仿真及結果分析

在其他條件不變的情況下，原材料成本投入對農產品加工業集群發展的影響較為敏感，說明原材料成本投入對農產品加工業集群發展的影響大于其他幾個因素產生的影響。固定資產投資和財政支出的投入也對農產品加工業集群發展有重要影響。從總體上通過構建因素組合，對3種因素（原材料成本、固定資產投資和財政支出）進行重點分析。分別選取每個常量參數在2010—2014年的最高值和最低值模擬農產品加工業集群高速發展和低速發展的狀態，結合基礎情境，比較農產品加工業集群在3種狀態下的發展趨勢（圖3）。

財政支出水平和固定資產投資對山西省農產品加工產業集群的積極影響要大于原材料成本的消極影響。到2020年，

山西省農產品加工業集群在基礎情景、低速情景和高速情景下發展規模分別達到了580.62億、511.11億、711.89億元，到2025年，高速情景為2 530.30億元，比基礎情景高36%，比低速情景高64%，到2030年，高速情景為8 993.54億元，比基礎情景高50%，比低速情景高近1倍（表2）。

4 促進山西省農產品加工產業集群發展的對策建議

4.1 支持體系

加強宏觀財政調控，合理布局山西省農產品加工產業集群結構，做好財政政策總體規劃，健全財政支持體系。通過財政支持引導集群內部企業發展，優化資源配置，協調集群內部合理化分工，適度擴張投資規模。在集群內部，首先要重點扶持具有帶動效應的龍頭企業，其次是給予中小型且具有良性競爭能力和優勢的企業信貸優惠，以產品種類、貸款額度和信貸誠信度等綜合評定情況進行貼息。同時，在稅收優惠支持方面，擴大農產品加工企業的稅收優惠范圍，鼓勵產業集群向深加工和高附加值方向延伸發展。

4.2 合理增加固定資產投資

基于本研究分析，固定資產投資對于產業集群發展有重要影響。目前，山西省農產品加工產業集群還處于快速成長時期，資本投入量較大，固定資產投資作為產業集群發展的主要推動因素，拓寬投資渠道，促進固定資產投入緩解資金緊張是企業主要考慮的問題。政府政策扶持貸款是企業固定資產投資的渠道之一，但是對于發展快速的大部分中小型企業來說壓力較大，因此，應鼓勵社會投資和外來商業融資等多渠道資金來增加產業集群內部企業的固定資產投資以促進企業發展，促進山西省農產品加工產業集群的規模不斷擴大。endprint

4.3 材料供應的保障能力

山西省農產品加工產業集群應將原料的來源和供應統一化、專門化，保障原料的供應順暢。原材料成本是影響山西省農產品加工產業集群的關鍵因素，直接影響山西省農產品加工業的健康和快速發展。在原材料基地建設方面，要保障原材料規格、質量、標準、品種和類別等多方面的專業化分工和和規?；a。結合地緣優勢，發展原材料生產基地，促進區域化和結構合理化。同時，為了保障產業集群發展原材料的有效供應，可以采取多種經營模式和原料供應模式，進而提高山西省農產品加工產業集群原材料保障能力。

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