制造業集群供應鏈低碳創新網絡協同行為評估模型

陳 香，龔本剛，蔣 培

（1.安徽機電職業技術學院經貿學院；2.安徽工程大學管理工程學院，安徽蕪湖241000）

伴隨新一輪科技和產業革命，全球制造業正在經歷重大變革，國家將增強制造業技術創新能力，堅持創新驅動發展戰略等作為促進制造業低碳技術創新的重要途徑[1]。低碳經濟背景下，傳統制造業高投入、高消耗發展模式不斷向先進制造模式綠色轉型升級，制造業內部相互關聯的低碳化創新產業主體間相互融合逐漸形成產業集群[2]。集群供應鏈（Cluster Supply Chain，CSC）作為一種封閉的資源整合與處理系統，能夠充分協同鏈上各創新主體，合理規劃產業集群發展布局，提供具有區域競爭優勢的低碳創新產品或服務，已成為新型的供應鏈運營模式。低碳協同創新系統高效運行必須有較高的協同水平作保障，然而目前制造業集群低碳創新網絡協同水平參差不齊，嚴重影響制造業可持續、高質量發展[2-3]。

從低碳創新系統協同構成要素研究來看，Lin等研究認為客戶低碳需求是推動產品創新的重要源泉[4]；陸小成等從構成要素和網絡結構兩方面構建區域低碳創新系統結構與功能的互動關聯系統模型[5]；Vergragt等認為碳封存、碳捕獲以及可再生能源方面創新是提升技術創新的有效路徑[6]；崔和瑞通過構建博弈論演化模型得出協同收益、政府補助等對低碳技術協同創新有正相關影響[7]。從制造業低碳創新網絡協同行為研究來看，Brunnermeier 等采用實證分析得出制造業內部通過環境創新專利數量與政府的監督程度呈正相關關系[8]；徐瑩瑩等基于扎根理論構建制造企業低碳創新績效關鍵驅動因素模型[9]；鄭季良等運用實證分析通過構建高耗能產業協同創新網絡模型，結果證明寶鋼集團通過協同創新網絡建設對可持續發展水平有很大促進作用[10]；XU YOULI 等根據產業集群網絡模型出發，對企業技術創新績效問題進行研究[11]；韓東林等對中國四大航空制造業集群創新能力進行實證分析，給出提升航空制造業集群創新的對策及建議[12]。

目前國內外研究主要集中在低碳創新網絡協同要素構成，制造業低碳創新形成機理、驅動因素、創新績效評價等方面。幾乎沒有針對從供應鏈一體化角度研究制造業集群低碳創新網絡協同行為問題。論文在充分考慮集群低碳協同創新網絡構成要素的基礎上，從鏈內核心主體、中小配套資源及外部環境三個維度構建面向制造商CSC低碳創新網絡協同運營模型，以及低碳創新網絡協同能力評估指標體系。結合具體案例將區間數灰色關聯分析法引入到制造商CSC低碳創新協同能力評估中，分析各方案低碳創新網絡協同能力排序與關鍵影響因素，并針對各方案提出提升協同能力具體對策建議。

一、 評估模型及指標體系

1.面向制造商CSC低碳創新網絡協同運營模型

制造業CSC 結合集群和供應鏈的集成優勢，圍繞核心制造商集群，通過地理上鄰近且相互聯系的上下游企業和機構相互協作所組成的具有規模和范圍經濟的新型網絡產業組織形式[3]。目前，面向制造商CSC低碳創新網絡協同能力沒有統一定義，論文在參照相關研究基礎上，提出具體內涵。制造商CSC低碳創新網絡協同能力是指在政策、科研等外部環境制約和支撐下，鏈上核心制造商集群從環境效益出發綜合利用先進技術、工藝及手段對鏈上縱向和橫向分工的集群主體進行低碳創新資源整合，盡可能實現制造業集群在低碳技術、知識、管理、觀念等方面創新集成，以提高能源利用率和減少碳排放，并為目標客戶提供具有區域低碳創新競爭優勢產品或服務能力的相對評估。

面向制造商CSC低碳創新網絡作為一個多要素、多元行為主體的互動式閉環低碳創新系統，外部低碳創新環境的約束與保障、鏈間各級主體對具有創新合作意識的低碳創新資源整合等對低碳創新網絡協同發展水平尤為重要。在參照制造商CSC低碳創新協同能力內涵，具體構建如圖1所示的制造商CSC 低碳創新系統協同運營模型，模型是“多中心型”CSC，即每個鏈條內都存在兩個及以上處于支配地位的核心成員企業。該模型由供應商集群→低碳創新核心制造商集群→目標客戶群組成，其中政府、科研院所等外部低碳創新協同服務主體，鏈間中小配套低碳創新作為模型的供應商集群。制造商集群作為鏈上核心主導集群，從接受客戶低碳創新需求開始，對鏈上相關低碳創新集群要素進行合理分配、組合及優化，形成一個面向制造商集群的低碳創新網絡閉環協同運作系統。

2.制造商CSC低碳創新協同能力指標體系構建

面向制造商CSC低碳創新系統涉及眾多實體要素，要素之間互動是系統協同運行的基本動力。根據圖1，考慮到制造商CSC實施低碳創新網絡協同行為能力高低主要受到鏈上各集群要素低碳創新主體協同能力影響，論文基于鏈上各節點集群主體協同能力構成分析[10-12]，分別從核心主體、外部環境和鏈間中小配套資源三個協同主體構建指標體系及含義具體見表1。制造商集群作為鏈上核心協同主體要素，其低碳創新協同能力是整個CSC 低碳創新系統最核心體現，需要重點關注各主體要素間創新資源交換擴散、協同競合機制等；外部環境協同能力主要由第三方低碳創新協同能力構成，具體包含政府、科技中介機構、金融信貸、科研機構等要素，是連接鏈 上各主體要素政策、知識、技術與咨詢服務的橋梁；鏈內中小配套資源作為核心主體可供支配的低碳創新著協同資源，其協同能力主要由鏈間中小配套制造商、服務商等供應商集群低碳創新協同能力組成，每個集群要素主體低碳創新協同能力又劃分為不同的子能力。制造商集群低碳創新信息資源共享能力，作為各節點要素集群共享低碳創新信息、快速響應核心主體需求的紐帶，是促進鏈內低碳創新資源快速流動的前提和基礎。

3.面向制造商CSC低碳創新網絡協同能力評價模型

假設某區間數多屬性決策問題的備選方案集應的權重屬性集合為屬性Qi的指標權重為區間數，且合（這里n表示制造商集群供應鏈數量），評價屬性集合所對1,2,...,m。則方案Gj通過屬性Qi測度構成的原始矩陣Gˉ表示如下：

實際應用需根據屬性指標類型對上述原始數據矩陣進行無量綱和規范化處理，屬性類型為效益型其屬性值越大越優，成本型時其屬性值越小越優，論文中屬性均屬于效益型指標。

本文將融入決策者偏好的區間灰色關聯分析法運用到面向制造商CSC低碳創新協同能力評估模型中，首先構建區間熵權模型，在求解中融入決策者樂觀測度獲得屬性區間熵權，然后獲取各方案及鏈上各級集群主體相對于理想低碳創新協同能力最大的目標關聯度；最后根據各方案及各級集群主體的目標關聯度進行兩兩比較構建相對應的可能度矩陣，并利用vi 值大小得到方案的相對優劣程度排序。評估結果為決策者及時調整集群鏈上各集群主體協同能力，構建高效低碳創新網絡體系提供科學的決策依據。

步驟2：結合決策者樂觀測度信息確定屬性區間熵權信息。

首先構建區間熵權模型[15]，具體見式（2）和式（3），通過求解式（2）最優模型中目標函數Ωi的極值，即屬性權重樂觀測度區間，根據決策者客觀偏好確定樂觀測度值域為通過式（3）最優模型求解目標函數Hi的極值，即屬性區間熵根據式（4）可得區間熵權信息為最后運用式（5）進一步規范化處理得各屬性權重區間信息為

步驟3：各方案相對于理想低碳創新協同能力最大的目標關聯系數求解[15-17]。

目標方案相對于理想低碳創新網絡協同能力最大參考序列boi和目標關聯系數rij分別定義如式（6）和式（7）所示：

步驟4：確定各方案相對于理想低碳創新網絡協同能力最大參考序列之間的區間關聯值[17-18]。具體根據式（8）線性規劃模型分別求解極小值和極大值，即

步驟5：基于可能度的區間數排序[15]。

根據式（10）通過可能度矩陣排序向量v，并計算vi(i ∈M)值確定各方案協同能力具體排序。

三、實證分析

某省為了重點培育具有國際競爭力的制造業低碳創新集群，了解現有支柱產業低碳創新網絡協同發展水平，亟需對重點制造領域集群低碳創新協同能力進行綜合評估。現選取不同區域的基于制造商集群主導的五條集群供應鏈鏈上成員均由組成，即制造商集群、外部環境集群以及鏈間中小配套資源集群組成，具體評價屬性見表1。決策者打分采用區間數形式，假定為[0,10]，即最差為1分，最好為10分。具體原始決策矩陣如表2所示。

表2 區間數原始決策矩陣Gˉ

步驟1：將表2中區間數原始矩陣Gˉ規范化后得矩陣Bˉ，如表3所示。

步驟2：結合表2數據，通過求解式（2）模型極值得出決策者樂觀測度值域區間Ω為：

參考上述區間數據，可得融入決策者客觀偏好的區間值域Ω'為：

根據式（3）確定各指標的區間熵H為：

通過式（4）-（5）確定屬性指標區間權重信息w'為：

步驟3：首先根據式（6）求得最大參考序列Boi，則根據式（7）得到第j 個方案相對于理想參考序列的目標關聯系數μij分別如下：

步驟4：求解式（8）的線性規劃模型得出各方案相對理想方案的低碳創新網絡協同能力目標關聯值域μ為：

步驟5：根據（9）和（10）構建可能度矩陣μ和計算各方案排序向量v分別如下：

根據各方案v值排序可得：G3＞G4＞G2＞G1＞G5

同理，根據式式（7）—式（10）計算可得到各方案中節點集群主體的可能度排序，具體各方案中集群鏈上各集群主體低碳創新網絡協同能力高低排序如下：

根據總體方案v 值計算可知：方案G3最優，即該領域制造商CSC 低碳創新綜合協同能力最強。從各方案節點集群主體協同能力高低排序可知：方案G1、G4與G5中制造商集群協同能力最強，亟需提高外部環境集群協同能力；同理方案G2中外部環境主體集群最強，亟需提升鏈間中小配套資源集群協同能力；方案G3中鏈間中小配套資源集群最強，亟需改進的是制造商集群主體協同能力。

綜合上述排序可知，不同方案制造商CSC 低碳創新網絡協同水平高低受到鏈上各集群主體影響程度不一致，外部環境主體作為鏈上政策、知識等服務橋梁，其低碳創新網絡環境構建存在區域差異，政府對低碳創新資源宏觀分配越合理，科研高校、科技中介所提供的低碳創新思想、管理方法及技術越先進，資金投入與產出效率越高，越有利于引導低碳創新資源在不同主體要素之間流動，促使制造業集群與外部環境及鏈間中小配套企業進行低碳協同創新。總之，制造業集群供應鏈作為一個復雜系統，其低碳創新協同能力高低受集群內外眾多協同因素影響。

四、結束語

為了了解制造業集群以及鏈上個各節點集群主體的低碳創新網絡協同發展水平，長期實現“創新與環境”的綜合效益。本文將區間灰色關聯方法應用到面向制造商CSC低碳創新協同行為評估模型中，查找出影響各方案制造商CSC 低碳創新協同行為能力的關鍵因素，提出提升低碳創新協同發展水平的具體改善路徑。該方法融入了決策者客觀偏好且屬性值及權重均采取區間數形式給出，整個計算過程采用軟件編程，表達結果更加準確合理。評估結果宏觀上有助于引導地方政府對低碳創新網絡資源進行監督調控，提升制造業CSC 上不同集群主體協同發展水平，形成區域產業集群低碳創新核心競爭優勢；微觀上對實現制造業集群由“制造”到“創造”升級、構建協同共享的現代化低碳創新網絡體系等提供科學保障。未來研究還可以針對其它產業集群對制造業低碳創新空間協同性影響，集群開放性、知識溢出、技術轉移等動態因素對制造商低碳創新協同行為影響機制等方面開展研究，為培育世界級先進制造業集群創新生態系統提供進一步的決策參考。