大數據環境下復雜網絡 在行業發展中的應用探索

袁夢

（上海市質量和標準化研究院，上海 200000）

一、引言

隨著經濟全球一體化進程的發展，互聯網技術的升級，大數據、物聯網等新概念的提出和發展，地域差異被逐步模糊化，數據挖掘和信息交互成為我們面臨的新機遇和挑戰。單從有限區域內分析經濟發展已經滿足不了研究的需求，大數據環境下數據的深度挖掘和有效信息提煉刻不容緩。事物的分析往往從共性和特性入手。從共性尋找差距，為同領域個體的穩步發展提供寶貴經驗，而特性是個體獨有的，是創新力的源泉，是產業轉型升級亟須的靈感。此外，個體不是孤立的，是社會的組成部分，在不同的系統中由于所處地位、信息貢獻力等不同，造成復雜的信息傳播現象。

在大數據環境下，忽略個體地域性差異，利用個體間信息交互搭建系統，建立復雜網絡，再利用圖論轉化成可視圖，借助網絡科學定量定性地解釋系統的復雜性問題，如結構的復雜性、個體的復雜性、結構與個體之間的相互影響和網絡之間的相互影響等。復雜網絡在實際生活中的應用非常廣泛，尤其是社會網絡理論，普遍應用于通訊、電力和經濟等領域。因此，本文結合網絡科學中的社會網絡的建立和應用來探索行業發展中企業網絡、產品網絡和標準網絡的建立和應用。

二、網絡科學

網絡科學是基于海量數據從復雜系統的數學模型以全新的視角快速發展形成的一個新學科。首先，它研究的問題來源于各種實際網絡，研究各種看上去互不相同的復雜網絡之間的共性和解決它們的普適方法，這些概念、方法與理論等又可以為各種實際網絡的分析與設計提供宏觀指導與具體手段。其次，網絡科學試圖在已有的各種網絡之間架設溝通的橋梁，使得不同網絡的研究理論具有借鑒作用，如復雜網絡上的傳播動力學，即局部節點或者連邊的行為是如何在網絡中擴散的。復雜網絡是由節點和節點間的連邊組成的。因此網絡的搭建首先需要確定網絡的節點，即明確研究對象；其次，確定個體間存在信息交互，并且這些信息交互具有一定的隨機性；再次，梳理這些信息，明確目標信息內容，確定網絡的連接機制。

不斷深化的全球化進程給世界各國的發展帶了機遇和挑戰，每個個體都希望從中受益，同時全球化也是一把“雙刃劍”，其負面效應之一就是局部的動蕩有可能以更快的速度蔓延。如何預防局部動蕩在經濟金融領域擴散顯然是一個極為關鍵的問題。借鑒社會網絡理論，根據跨國公司的附屬關系、貿易往來等建立全球經濟網絡和國際貿易網絡，利用K殼分解和中心性，結合國家經濟聯系強度和經濟實力，最終發現12個傳播能力最強的國家——最有可能引發全球經濟危機的核心國家，包括六個大的經濟體（如美國）和六個小的經濟體（如比利時），說明除大經濟體外，較小的經濟體也有可能引發重大危機的爆發。上述研究表明，傳播能力最強的可能并非連邊最多的或者最中心的節點，而是像基于K殼分解分析得出的核心節點。在網絡科學中，中心性是用來刻畫復雜系統中節點位置的重要程度，而K殼分解是一種粗粒化節點重要性分類方法。因此，我們在大數據環境下引入網絡科學理論系統性地探索我國行業發展現象。

在產業集群作為一個新研究領域引起國內外關注時，國內已經有人從復雜網絡角度，提出建立社會經濟網絡來探討產業集群的形成和發展機理的初步想法，并將其分為兩種：一種是基于企業價值鏈的分工與交易，另一種是基于全球化技術和資源的共享。因此，本文將對三類網絡的建立進行探討：企業網絡、產品網絡和標準網絡。其中，企業網絡傾向于價值鏈的分工與交易，而產品網絡和標準網絡的建立，更傾向于技術和資源的共享。

三、企業網絡

在《GB/T 4754-2017》新版國民經濟行業分類中從宏觀角度將經濟活動分為二十個大類、97個小類。不同行業間的信息交互是通過企業直接或間接的經濟、技術交流實現的，包含企業之間控股、從屬關系和主要經濟活動所帶來的業務往來等。

企業的發展在行業發展中占據重要地位。企業的創建、經營、維護和重組是一個開放的系統，整個過程會涉及許多領域的產品流通，而這些產品歸屬于不同的經營活動，由不同的行業生產、制造和銷售。利用這種縱橫交錯的產業鏈發展模式建立網絡，不僅可以把具有附屬、控股關系的企業聯系起來，也能把生產經營活動中其他組織聯系起來，構建以企業為節點、以資金往來為連邊的經濟網絡，研究該復雜網絡的拓撲結構，利用K殼分解和中心性等尋找關鍵節點，以貿易往來為權重，結合復雜網絡上的動態傳播，研究核心企業集合的組成單元。

但在當今經濟體制下，企業的信息公開尚不能完全透明，單家企業數據可采集而多家企業不易得。所以，該網絡的實現可能還需要很長一段時間。但是，如果以企業的主要經營活動范圍為界，追溯企業上游和下游的主要經濟往來對象建立一個相對粗糙的復雜網絡是近期可以實現的。在此基礎上，深入挖掘數據，從行業發展角度分析該網絡的拓撲結構和信息的動態傳播現象，分析行業現狀，尋找中心節點集合，為企業自身定位，行業風險預警等提供技術支持，也可以為政府和相關部門在行業風險掌控系統的宏觀調控提供技術支撐。

四、產品網絡和標準網絡

2017年12月舉行的中央經濟工作會議強調，“要推進中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、制造大國向制造強國轉變”。標準是質量提升的基礎，習近平總書記指出：“標準決定質量，有什么樣的標準就有什么樣的質量，只有高標準才有高質量。”也就是說，行業整體的轉型離不開產品的提質升級，產品的提質升級又離不開標準的技術支持。

企業的建立、產品的生產銷售等環節往往需要多領域和大量的標準提供技術參考。標準與產品之間存在信息交互，產品的質量不依賴于單一標準的保障，標準又可以同時作用于多類產品。大數據環境下，根據產品與標準間的這種信息交互，挖掘產品的采標信息，確定連接機制，建立產品復雜網絡，從網絡科學進行系統研究，引入圖論、微分方程等思想將其轉化為數學模型，解析該系統的復雜性問題，例如通過K殼分解和中心性分析，借助仿真和對比分析找到重點產品和關鍵標準，有目的有針對性地改進提升，實現重點突破帶動整個體系高效提升。

科學引用網是社會網絡應用的另一領域，以作者為節點、作者間的合作關系為連接建立復雜網絡，通過解析網絡的拓撲結構性質，分析合作團隊的貢獻和發展特性等內容。標準是行業發展過程中逐步形成和不斷完善的一種技術規范，包括“起草單位”和“規范性引用文件”等內容。因此，可以以此為連接機制建立網絡：一個是類似于科學合作網的標準合作網，通過網絡拓撲結構研究，為團體標準的制修訂工作承擔單位的資格認定提供參考；一個是通過文件引用建立標準網絡，結合產品網絡，實現標準精準定位和標準打包，為企業采標、相關組織的標準服務等提供技術支撐。標準網絡的建立有利于提高標準制修訂工作效率，增加標準的有效供給，提升標準質量，帶動整體標準水平提高，完善產品的標準體系，推動產品的質量提升。

五、結語

企業、產品、標準作為結構單元，在自我組織、自我演化、自我尋找社會秩序的過程中，無意識作用下形成了復雜系統，系統中個體貢獻能力的差異不斷影響著局部結構，而系統的內部運動又同時作用于每個結構單元的發展。借鑒社會網絡在經濟和科研領域的廣泛應用，結合行業發展要素，從企業價值鏈的分工交易和全球化技術資源共享兩個角度，提出了企業、產品和標準三個層面復雜網絡的構建思路，并結合K殼分析和中心性淺析復雜網絡對行業發展的應用和意義，但對于三類網絡的具體構建和普適性驗證方面仍需要強大數據支持和廣泛的行業調研。