基于精益物流的光伏產業供應鏈管理問題探究

陳有真，莊啟雪

（西南交通大學 經濟管理學院，四川 成都 610000）

1 引言

人類社會的發展往往伴隨著能源技術的發展，第二次工業革命以來對于化石能源的巨大消耗，已經造成了嚴峻的能源危機和環保問題，改變能源結構是當前許多國家和機構關注的焦點。太陽能作為一種可再生能源，逐漸受到重視。光伏產業因此有了誕生的前提。

然而，與煤炭、核電、水電和風能相比，太陽能發電在全球能源體系中所占的比例非常小。原因是太陽能發電技術不成熟，太陽能發電成本效率落后于當前主流的電力來源，如目前火電成本大都為每度四毛錢以下，水電則可以做到更低的三毛錢左右，而光電成本在產業初期超越三元，這甚至超越了核電的成本。但是近幾年光伏產業接連取得重大技術突破，光伏組件轉化效率穩步提高，度電成本下降至十年前的百分之十至二十左右，使經濟效益得到持續改善。另外因為太陽能發電沒有環境污染，而且其規模經濟性很強，所以各國政府在保護環境的基礎上，為了解決能源問題、緩解能源危機，紛紛利用各種激勵政策來促進本國光伏產業的發展。

在目前，光伏產業正處于走出政策補貼，迎接市場化，商業化的關鍵轉折點。而作為新型的清潔能源，光伏發電目前占市場份額較低，如圖1所示[1]。因此若能在光伏產業上取得競爭力優勢，勢必會為我國在未來的世界能源競爭中帶來好處。

目前，大多數對于光伏產業的研究文獻，都著重于研究光伏產業本身，缺乏針對我國光伏產業特性的研究，我國政府對于產業的發展走向有很強的干預作用，因此本文將政策導向作為影響因素，分析如何通過精細物流管理來應對復雜多變的政策環境。

圖1 2018年世界能源消耗結構圖

2 光伏產業現狀

2.1 兩頭在外的產業現狀

我國光伏產業鏈一體化程度較低，產業鏈尚不完備。制造組件的切片需要高純度的多晶硅，而硅料的提純正是全產業利潤率最高的環節。在國內光伏行業剛剛興起的時候，高純度的硅料幾乎全部依賴進口，國內廠商將硅料鑄錠再切割生產組件然后送往國外的光伏應用市場。如圖2所示。

圖2 我國產業鏈分工示意圖

由圖中可見，在我國發展光伏產業初期，中國企業承擔了高污染、高耗能的粗硅生產以及極度依賴高純度硅原料的鑄錠切片和重資本的組件生產環節。而美國企業則從硅料提純中獲得大量利潤并且享受到了清潔的電力。

據統計，2007年，我國多晶硅進口需求比率高達89.69%，2008年為77.03%，2012年為52.67%，進口需求仍占總需求的大部分。直到2015年該比例降至34.00%，其整體進口比例呈現下降趨勢[2]。

我國組件的產能長期依賴國外市場來消化，而自身的安裝量較小。雖然這一趨勢程緩慢下降趨勢，但即使在2016年，還有接近四成的光伏組件產量被用于出口。核心環節和主要市場都依賴國外，這種行業現狀使得我國光伏產業擁有較低的話語權和議價能力。

2.2 反壟斷調查對產業的創傷

我國在2012年前后對于光伏產業投入了數額龐大的補貼和政策紅利，加之中國光伏企業在國際市場的積極參與，中國光伏產業得到了迅速的發展，成功打開了國際消費市場，但也引發了以美國為首的國家的各種貿易保護措施的針對，除了對中小企業造成了致命創傷外，連實力雄厚的光伏巨頭也未能幸免。近日，特朗普政府又公開發布了一份關于對價值2 000 億美元的中國商品的征收10%的進口關稅清單，使得中美貿易戰進一步升級。而這其中，太陽能光伏產品赫然在列。對此政府正在調整光伏引導的方向，目前，光伏政策主要傾向于上游的技術研發和下游的項目落地兩方面，試圖將產業的兩個紅利點握在手中，避免政府對產業持續輸血而形成畸形的產業繁榮。

3 光伏產業供應鏈管理問題分析

戈德拉特的約束理論提出，一個產業鏈的節拍取決于其瓶頸點的節拍。將此理論運用到供應鏈的分析中，也同樣適用，一個完整的供應鏈網絡系統，其物流效率和供應水平取決于網絡中最劣環節。而改善整個供應鏈的物流水平，則必須先找到這個薄弱環節，并對其成因進行分析，找到應對的方法。這種內部分析改善的行為應當是一個長期行為，以便能形成不斷優化的供應鏈狀態。下面本文將探索光伏產業的供應鏈瓶頸。

3.1 ISM方法

ISM方法又稱解釋結構模型，其目的是將復雜的環境系統分解成一個個子要素，運用定性判斷和計算機輔助，形成一個有層次的模型，揭示各個子要素之間的結構關系，如圖3所示。

圖3 ISM流程圖

3.2 光伏產業的供應鏈問題模型構建

3.2.1 選取要素。光伏產業物流管理粗放，供應鏈供給水平低下。基于作者在光伏項目一線的工作經驗，以及與相關專業的專家學者和物流行業從業者的探討，得出主要的影響因素見表1：

表1 光伏產業物流管理中的影響因素

3.2.2 確定因素間的影響關系。通過經驗和分析各個因素間的影響關系，并進行反復驗證討論，得出如下相鄰矩陣（其中如果s1、s2 因素間有因果相關關系，即s1導致s2,則記為S12=1，如s1、s2因素間缺乏因果關系則S12=0），見表2。

表2 鄰接矩陣

3.2.3 推導可達矩陣及層次化處理。可達矩陣M由鄰接矩陣用Matlab 計算可得，其標識了影響因素間的直接和間接可達關系，見表3。

在這個基礎上，對其進行可達集和前因集的劃分，把可達矩陣第Si行中所有元素為1的列所對應的要素構成的集合記為R(Si)={Si|aij=1，j=1,2,…,n}，前因集用A(Sj)表示，是由可達矩陣第Sj列中所有元素為1的行所對應的要素構成的集合。A(Sj)={Sj|aij=1，i=1,2,…,n}。

如果一個因素是最上級的因素，其滿足R(Si)∩A(Sj)=R(Si)，在可達矩陣M 中尋找到最上因素可以得出：L1=[4,5,6,7]。在M中劃去第4、5、6、7行與第4、5、6、7列，按照同理尋找第2級因素和第3第4級因素得出結果如下：

L={L1；L2；L3；L4}={[4,5,6,7]；[1,2,3]；[8,9]；[10,11,12]}

直觀用圖形表現如圖4所示。

表3 影響因素的可達矩陣M

圖4 光伏產業供應鏈結構解釋模型

3.2.4 模型結論。由圖4中構建的模型，可以清晰地看到目前制約光伏產業物流成本的各個因素。

其中，表現在表層的是準時性、協調性差、運力低下、運損高、運輸業人員對于下游產業缺乏服務意識。這些因素是表現在外的淺層因素，也是制約光伏物流成本的直接因素，它們表現在具體的操作流程、運輸環節上，是微觀因素。

而中層因素體現在企業環節，表現為對精益物流的價值認知缺乏、企業缺乏精益管理思想，這是在管理環節上的薄弱點。

光伏產業由于其新能源行業的特殊性，其產業鏈長、缺乏通用的產品標準。因此，其供應鏈問題上的產品標準缺失、附加值低、供應鏈冗長等問題屬于行業大環境方面。

而更深層次的因素在于政策、基建、人才方面，這方面的問題并不直接影響到具體的某個物流行為的效率，而是通過中層因素對表層因素施加影響。

4 通過精益物流改善光伏行業供應鏈管理

就目前我國光伏產業的發展現狀來看，精益物流管理勢在必行。精益物流管理能對光伏產業鏈的每個環節做到精細的把控，對于產業鏈的管理能力也由之前的粗放式管理變為高效而精細的管理，做到環環相扣，進而提升整個產業的運作能力，自然而然的增強了產業的競爭力，抵御風險的能力也會得到相應的增強。

光伏產品這類物流附加值較高的產品對于物流的需求也較高。不同于那些體積大、重量大、單位價值低、不宜折損的大宗物品，光伏產品具有單位價值高、容易折損并且需要高的時效性等特點，所以，就需要有高品質的物流服務與光伏產業的每個環節相配合才能發揮最大的效率。

我國對于光伏產業的科技投入以及人才培養都在日趨完善，就產業鏈中相對于發達國家較薄弱的環節，也已得到逐步改善與克服，隨著我們對于核心環節的不斷掌控，光伏產業的度電成本也越來越低，而與產業鏈本身無關的物流鏈已經逐步成為制約我國光伏產業發展的另一瓶頸。所以，為了克服制約我國光伏產業不斷發展的瓶頸，精益物流管理必須與光伏產業鏈的上游、中游以及下游等環節緊密合作，與此同時，改變產業以往落后的物流管理模式，使精益物流與科學管理相結合，才能進一步推進光伏產業的健康發展。

下面從精益物流的核心思想幾個方面著手，分析如何通過精益物流的管理思想和管理手段有效提高光伏產業物流效率，降低產業物流成本。

4.1 從市場需求和市場環境來看

精益物流的關鍵思想是爭取做到零庫存、快響應。而大規模生產具有時效性差、起訂量大的缺陷。當政策發生波動時，這種缺陷會使產業鏈下游的應用企業在低迷的市場中無法及時消化庫存，其在上游廠商的訂單也極易發生違約風險，陷入現金流動困難、無法周轉的困境。中游的芯片封裝、組件生產等環節的加工企業則會面臨無訂單、無法支付工人開支、設備空置的難題。而上游企業面對市場的波動，在這一長串的產業鏈傳導下反應不及時，盲目擴大生產，晶體硅原料大量積壓，無力投入到研發環節來進一步降低成本。以上種種連鎖反應很可能導致企業經營不善甚至破產。

針對以上問題，光伏產業鏈中要做到精益生產、精益管理，精益物流是精益生產的基礎，精益物流的核心思想是精益管理，其包括了垂直響應和精準生產。運用精益物流的思想，則可以在發生較大市場波動的時候，實現產業鏈垂直響應，整體做出迅速回應對策，上游硅片廠家暫停生產，科學管理庫存，保證供應的基礎上減少庫存，下游應用項目則加速出貨，回籠現金規避風險。

4.2 從產業內部來看

從產業內部出發，就要做到光伏物流的快速響應。光伏產業是一個時效性很強的產業。一個項目可能花費接近一年的時間進行可行性研究，尋租土地，最終并網備案通過后，必須要在兩個月甚至更短的時間內建成投入運營。因為備案通過后，早一天建成并網，意味著早一天取得收入。精細化物流可以應對這種緊迫的時間壓力，在項目尚未備案通過之前，應當運用精細化管理思維，提前做好預演，在正式施工時應做到牽一發而動全身，各個材料供應商協同施工，統籌管理。這并不意味著企業要提前儲備庫存，因為精益思想要求消除一切浪費，在適當的時間、適當的地點提供正確的產品。因此庫存可以看作是供應鏈信息不完善的人為結果，而通過動態的企業網絡優化和供應商協同補貨管理庫存，可以將庫存壓力降至最低。

對于上游企業來說，企業內部的精細化物流供給，意味成本的下降，將粗硅礦石的進貨，與下游企業的需求緊密聯系，甚至將上料車間、渣料撤場、成品庫存管理緊密聯系在一起。

4.3 從整個產業鏈的角度來看

光伏產業物流需求具有雙重含義，一方面是指有形可見的光伏產品實物流動的功能性需求，主要包括對光伏產品的運輸、包裝、倉儲、裝卸、配送、信息服務等方面的需求；另一方面，指蘊含于組織物流過程管理中的計劃、控制等要求。由于光伏產業物流系統是一個非常復雜的開放式系統，隨著內外因素的變化，預測的模型、方法等都會改變，而預測值也會隨之改變。因此，很多相關因素不可能都考慮進去，比如企業的經營策略，國家的宏觀政策等。

上文提到，目前制約光伏度電成本降低的一大因素是物流成本，表層表現為物流信息不對稱，服務不完善，損耗高、協同性差等，而這些表層因素往往是由我國光伏產業兩頭在外的產業現狀造成的，即核心技術、產品應用在外，加工制造在內。光伏產品加工程度低也缺乏相應的標準。更深層次的原因則可以歸結于產業缺乏物流管理人才，物理管理制度缺失，物流基礎建設發展薄弱。

降低物流成本要提高物流效率，應著眼于發展戰略、實施精益物流，從而使產業鏈在實施物流的過程中真正獲利。

4.4 從具體的項目實施角度來看

國家推廣光伏項目落地的政策紅利并不會一直持續，因此，搶占先機，落地為安是許多光伏企業目前的首要工作。一個項目要實現精細化物流管理，要從兩方面著手。

第一，工程物料和光伏產品原料的精益物流。光伏產品原料的精益物流是壓縮工期、提高利潤的關鍵點。從占據大頭的太陽能陣列，到逆變器、匯流箱、輻照儀再到直流電纜、升壓器。一個光伏項目要用到數百個關鍵部件，并且這些部件匹配性差，需要做到多供應商的協同工作，按照實際需求正確有序，合理及時地安排進場。比如，太陽能電池板需要仔細儲存，外力和不當的搬運都可能造成破損。因此，對于高附加值的此類產品，需要貨物、人工同時進場，精細管理，力爭做到零存儲。

第二，施工管理的精益物流。各個工種和技術人員的調試安裝除了涉及到主要原料的及時配送外，還會涉及到很多相關輔料的需求，引進精益化生產，采用看板管理或者循環取貨等技術消除一切浪費。施工物流合理化對現場的施工秩序、施工成本有很大影響。施工物流均衡穩定可以保證工程的質量穩定，并能縮短生產周期。

5 總結

光伏產業是個新興行業，并正處于快速發展上升期。每個行業都有對于物流的需求，光伏產業也不例外，其行業的特殊性更是需要精益的物流管理與之相協調配合，所以在光伏產業中打造一個精益的物流管理系統已迫在眉睫。

精益物流系統的打造需要成熟的工具與科學的管理，光伏產業鏈的每個環節都要科學管理，需要精準的物流系統與之銜接，無論是在供應商的選擇環節、原材料的采購環節、產品的輸出環節還是在庫存的管理、員工的管理、客戶的管理等方面，均要做到精益物流、精益管理。只有這樣，才能運用專業的物流系統、科學的管理模式實現我國光伏產業的低成本、高效率的發展，從而增強我國光伏產業在國際上的競爭力。