集群环境下大型复杂产品供应链网络结构研究

杨 瑾

（西北工业大学 人文与经法学院，陕西 西安 710072）

一、引 言

复杂产品系统（Complex Product System，CoPS）是指研发成本高、规模大、技术含量高、单件或小批量生产的大型产品、系统或基础设施，涉及航空、航天、大型装备、大型电信等系统[1]。自20世纪90年代以来，客户主导、变化迅速、竞争激烈以及需求的动态、突变和非平稳性已经成为大型复杂产品市场的主要特征，直接导致了对供应链的要求越来越高。依托产业集群的资源禀赋，构建适应产品复杂性以及变批量、多品种生产特点的供应链网络，已成为提高大型复杂产品制造业柔性生产能力的关键因素[2]。集群环境下大型复杂产品供应链中的联系主体众多，代表着各方的利益。所有的关键干系人，无论是伙伴关系、虚拟组织、企业联合体还是任何其他形式的合作，它们都会按照一定的位置和关系形成特定的社会网络，且随着节点位置、节点目标和约束条件等的变化而变化[3-4]。此外，供应链网络还依赖于节点之间的关系，节点间的信任程度、节点间关系的可持续性以及节点关系的强健性等因素也对供应链网络起重要影响作用[5-7]。而供应链网络结构的差异性导致了节点之间的物流、资金流和信息流[9]以及控制流、决策流、价值流和知识流[9-10]等的流通容量和流通速度的变化[11]，从而在协同性、可靠性、柔性以及质量管理和成本控制[12-13]等方面影响供应链的绩效[14]。所以，利用网络理论对集群环境下大型复杂产品供应链网络结构进行研究，有助于理解供应链企业之间的交互关系，提高对大型复杂产品供应链的管理能力，以促进供应链绩效的提升。

二、影响大型复杂产品供应链网络结构的内在机制

（一）战略机制

资源的稀缺性是导致大型复杂产品制造企业集成供应链网络的主要原因之一，依托产业集群的资源禀赋，通过集成将各种有形和无形的资源合理有效地进行配置[15]，是企业解决各自战略实现与资源限制矛盾的重要途径。

以高精尖技术为主要特点的大型复杂产品制造业，存在着巨大的规模效应，这是因为大型复杂产品创新成本很高，唯有大规模生产的供应链网络才可以取得较低的平均成本；同时由于技术要求高，开设新厂的投资代价也非常高，因此大型复杂产品供应链网络具有地域高度集中的特征，主要通过相关配套产业的不断集聚和网络化来扩大生产能力。大型复杂产品制造企业通过供应链网络的分工与合作，能够自发地组合和协调各自的战略手段，将新产品研发能力、先进制造技术以及管理技术等集成于供应链网络中，以应对多变的技术市场和需求市场。

（二）互惠机制

集群环境下，大型复杂产品制造企业面对的是就近的、众多的原材料供应商、设备供应商以及服务供应商等，能以更低的成本、更高的要求和更快的速度及时获得各种资源。这种就近择优选购，是一种竞争性的互惠配套协作关系[16]。

同时，大型复杂产品供应链通过上下游的产业关联，逐渐形成产品研发、生产制造和销售服务的完整网络，由此大大缩短了大型复杂产品研发和制造周期，不仅减少了决策成本，而且降低了生产成本和交易成本，提高了大型复杂产品供应链的快速响应能力。较高的互惠性在缓和供应链协作关系中固有矛盾的同时，又避免了增加纵向一体化的不灵活性以及管理上的复杂性[17]。

（三）协同机制

集群环境下，供应商、制造企业、客户及其他辅助性机构都是构成大型复杂产品供应链网络的重要节点，每个节点都具有一定的不确定性而可能影响整个供应链的协同性[16]。

大型复杂产品制造业由于分工的深化带来分工网络中企业的专业化水平提高，一个企业变得更加依赖为其消费和生产提供必需产品的其他企业，“协同因素”已成为建立与维护供应链企业间长期稳定合作关系的重要基础，需要对供应链在体制上、运行机制上和组织结构上采取有效的协同管理模式[18]。否则，“协同因素”可能形成供应链的分裂点，严重损害供应链成员企业之间的关系和利益。大型复杂产品的制造特点决定了供应链企业间必须要构建协同机制，以提升大型复杂产品供应链的整体绩效。

三、大型复杂产品供应链网络结构实例分析

航空产品是典型的大型复杂产品，本文以西安阎良国家航空高技术产业基地某民用航空产品供应链网络的数据为例，根据社会网络分析（Social Network Analysis，SNA）方法，从密度（Density）、距离（Distance）、规模（Size）、关联（Ties）及中心性（Centrality）等指标来描述该民用航空产品供应链网络特征，从构建战略机制、互惠机制以及协同机制角度出发，具体阐述如何改进该民用航空产品供应链网络结构以提升供应链绩效。

（一）样本选取

西安阎良国家航空高技术产业基地于2004年8月由国家发改委批准设立，是我国首个国家级航空高技术产业发展平台，也是全国唯一以航空为特色的经济技术开发区。基地现已形成了以整机制造为主干产业，以航空发动机、机载系统、航空大部件、航空新材料为分支产业，以航空零部件加工、航空维修、转包生产、航空教育培训等为配套产业的全产业链体系。截至目前，集群内累计注册企业达300余家，产业配套能力不断增强，供应链网络较为清晰。围绕该民用航空产品，选取其供应链网络中具有一定规模的22家企业和单位作为研究样本。企业间联系的紧密程度被分别用0（没有联系），0.5（一般联系）和1（联系紧密）表示，由此可得出这22家企业和单位之间的关联关系。

（二）样本数据分析

本文使用网络分析软件UCINet6.0来进行数据处理，得出该航空产品供应链网络分析数据。

1.供应链网络密度分析

网络密度用于测量节点间联系的紧密程度，用公式2L/[N（N-1）]计算，其中L为网络连线数，N为网络节点数。网络密度过低不利于大型复杂产品供应链企业之间资源流动与信息共享。大型复杂产品供应链具有产业供应链的特点，即包含了某一产业或某一产业中某类产品从上游企业的原始投入到下游企业最终产出的产业链或产品链，表现为一种整体流向的方向性[2]，而不是一种无规则的发散行为，这体现出大型复杂产品制造业集群中单元企业在生产中对产业关联度要求较高，其无论规模还是深度都为一般制造业所不可比拟，紧密的产业关联是大型复杂产品制造业集群效率的推进器。

本文以供应链企业间拥有合作关系及联系的频率作为测量问题，计算该民用航空产品供应链网络密度为0.6875，表明供应链网络中任意两个企业和单位之间都可以直接或间接联系。而网络平均距离指任意两个节点之间的距离的平均值，它表征网络节点所拥有的机会与限制，即距离越小机会越多，限制越小。另外，通过网络平均距离也可以考察网络中信息传播情况，距离越大表示需要越长的时间才能将信息传播到整个网络。计算该民用航空产品供应链网络的平均距离为2.824，即网络中某企业通过平均3个企业做媒介便可以和网络中其他企业取得联系。

2.供应链网络结构分析

计算该民用航空产品供应链网络节点的规模（Size）和关联（Ties）等核心数据，如表1所示。从表1中可以看出，企业E1、E2、E3、E4的网络规模、关联节点的数量要明显高于其他企业。在实际样本中，企业E1、E2、E3、E4正是该民用航空产品供应链网络中的4个核心企业，这说明大型复杂产品的产业链较长，在同一条价值链中可以存在多个核心企业，且核心企业往往都具备规模优势。这与一般制造业集群中供应链上起主导作用的往往是某单一核心企业，与之合作的多个上下游企业均处于从属地位有很大的不同。在样本企业中，企业 E6、E7、E8、E12、E15、E17、E18、E19、E20和 E22的网络规模、关联节点的数量则相对次之，属于第二层次，剩下的企业E5、E9、 E10、E11、 E13、E14、E16和E21则属于第三层次。这表明该航空产品供应链是多层次、多维度、多功能、多目标的立体网络链，即在供应链网络中不仅有内部企业之间的相互协作以及不同链企业间的跨链协调，而且还有游离于供应链之外与之配套的专业化中小企业。

3.供应链网络节点中心性分析

按照SNA方法，将该航空产品供应链网络的中心性用三个指标进行度量：①度中心性（Degree Centrality），用以度量和发现网络中最为核心的网络节点。拥有较高度中心性的节点，在网络中相应具有核心地位。②接近中心性（Close⁃ness Centrality），以距离为基础来衡量一个节点的中心程度，节点与网络中其他节点的最短距离之和越小，则此节点的中心性越高。接近中心性考虑了节点间通讯的独立性，即与其他节点通讯的可能性对通讯所需中间媒介的最少个数的依赖程度。③中介中心性（Betweenness Centrality），是基于节点对通讯的控制力来考虑的，认为如果一个节点是网络中其他节点对之间通讯的必经之路，则其在网络中必具有重要地位。表2描述了该民用航空产品供应链网络节点的度中心性、接近中心性和中介中心性等特征。

表1 某航空产品供应链网络节点Size和Ties数据

表2 某航空产品供应链网络节点的度中心性、接近中心性和中介中心性特征

分析表2数据，从度中心性指标来看，企业E1、E2、E3、E4明显成为该航空产品供应链网络的中心。不仅如此，从接近中心性和中介中心性指标来看，企业E1、E2、E3、E4也是该供应链网络的中心和处于重要位置的“中介人”。

企业E1、E2、E3、E4在该供应链网络中处于核心地位，它们在供应链上具有较强的影响力和控制力，反映在对供应链集成整合的能力、对加入供应链的企业进行选择或者淘汰、对与其配套的上下游企业产品质量和成本的要求、供应链利润份额的分配等方面。

另外，表2数据中又以企业E1和E2最高，在实际样本中，E1为航空设计研发单位，而E2为航空主机制造企业。则在该民用航空产品供应链网络内客观上形成了两大中心，即研究设计研发中心E1和制造中心E2。由此，形成了该民用航空产品供应链网络双中心组织模式。

中介中心性指标反映了供应链中某节点企业在整个供应链网络中所起媒介作用的情况，较高的中介中心性说明该节点企业作为整个供应链网络资源配置的媒介作用明显。E2的中介中心性指标是最高的，达27.546，其次是E1，为26.571，E3、E4的中介中心性指标也处于较高水平，以E1和E2为代表的核心企业在该供应链网络中发挥着重要作用，有效促进了整个供应链的资源配置。

此外，节点的中心性分析还可以发现网络中的“边缘节点”，通过对处于边缘地位的节点进行深入分析，可以防止有利资源和信息的流失。由表2数据可以发现企业E16和E13的中介中心性指标过低，成为该供应链网络的“边缘节点”企业。企业E1与E2应加强与他们的交流，以便获得更多异质资源以提高整个供应链的绩效。

4.供应链网络中的子网络分析

本文以企业在运作过程中从哪里获得过具有实质性帮助作为测量问题，形成网络关系图，如图1所示。图1中企业E3、E5、E6、E9、E11、E17、E20和 E21形成一个以 E1为核心的子网络，企业 E3、E4、E4、E7、E8、E10、E12、E14、E15、E18、E19和E22形成另外一个以E2为核心的子网络，而E13和E16不属于其中任何一个子网络。根据前述的分析，结合样本企业实际情况，该民用航空产品供应链网络包含两个子网络，其中一个是以E1为中心，以相应专业系统开发研制供应商、客户为合作伙伴的产品设计研发供应链网络。这是由于复杂产品制造业技术存在较强的内在关联性，体现为工艺的衔接、技术的同源以及技术的创新交叉，因此，越来越多的复杂产品制造业企业已将产品研发阶段纳入其供应链系统的重点环节，供应商参与新产品研发（NPD）已逐渐成为大型复杂产品制造业一种普遍的供应链管理模式。另一个是以E2为中心，以相关专业系统设计制造企业和供应商、客户等为合作伙伴的产品制造装配供应链网络。对于复杂产品，必须由专业的设计、制造、装配、专用配套系统公司和用户等充分集成、协同工作才能完成。由于产品的复杂性以及变批量、多品种的生产特点，复杂产品承制单位必须重点掌握产品的设计、关键零部件生产、总装、总测和总调等关键环节，成为复杂产品制造供应链的核心企业。实际上，两个子网络中的企业都是已合作多年的稳定合作伙伴。而企业E13和E16是两个从事生产性服务外包的专业企业。

图1 某航空产品供应链网络关系图

同时，由表2可知，企业E3和E4的中介中心性指标较高，分别达到24.933和22.141，说明企业E3和E4是两个子网络联系的“桥”，企业E3和E4应进一步发挥作用促进两个子网络之间的资源流动和信息共享。这有利于该航空产品供应链网络中整体资源的配置，提高供应链管理绩效。

另外，两个子网络中的企业E11和E7的接近中心性最高，因此可充分利用它们与其子网络中其他节点距离最近的条件，使其成为两个子网络的关键节点，进一步改善整个供应链的资源配置效率。

四、结论及建议

集群环境下，大型复杂产品供应链是一种网络化的组织形态，存在不同的结构层次和不同的关联方式，反映了资源占有及分布的状况，协同效应的深度，知识和信息传播的渠道。供应链网络是由具有决策能力的节点和节点间多层次的、强弱不同的通路动态联系而成的。节点间的通路是基于交易契约和人脉关系的信息、资源、产业联系，不同企业间各层次交流又强化了供应链系统的网络特征。

首先，通过网络分析识别大型复杂产品供应链网络中的核心企业，如企业E1、E2、E3、E4，它们是促进资源流动和信息共享的原动力，分析网络中其他企业与之关联的途径、模式和密切程度，完善和优化供应链企业间关联的方式，可以大大提升供应链企业之间的信任程度，促进供应链网络战略机制、互惠机制以及协同机制的形成。

其次，通过网络分析发现大型复杂产品供应链网络中的关键节点，它们虽然不是供应链网络的核心，但他们往往处在网络中的关键位置，如企业E7和E11的接近中心性较高，表明它们与网络其他节点之间的距离最近，可以以最快速度在最短的时间内与网络中的其他企业取得联系，获取资源或者进行协同，从而有利于供应链网络内的资源配置效率的提升。因此，发挥关键节点的作用对于大型复杂产品供应链网络建立互惠机制和协同机制具有重要的战略意义。

再次，通过网络分析确认大型复杂产品供应链网络中存在的子网络及其之间的“桥”，如企业E3和E4。子网络间“桥”的存在有利于供应链子网络之间实现资源和信息的交换，也有利于子网络间的协同。供应链企业贡献自身资源的动力来自于获取等值异质资源的期望，而子网络间的“桥”不仅明确了资源交换的对象，更提供了资源流动的保障，这种互惠机制和协同机制的安排提高了供应链企业交换资源和相互协同的意愿。

最后，通过网络分析判断大型复杂产品供应链网络中的“边缘”企业，如企业E13和E16，它们虽与供应链网络内其他企业关联程度不高，但也可能拥有稀缺的异质资源或核心能力，具有核心企业所不具备的专业优势。因此，应进一步分析网络中的“边缘”企业，分析其自身资源对整个供应链绩效的影响，进而优化供应链网络中其他企业与之联系的途径和频率，构建相应的互惠机制和协同机制，最大限度地实现资源在供应链网络内的合理流动。

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