先进制造业集群供应链空间布局合理度评估模型构建
——基于集群可靠性分析

陈 香，李新剑

（安徽机电职业技术学院经贸学院，安徽芜湖 241002）

1 研究背景

随着科技迅猛发展，全球先进制造业已进入到全方位、高水平竞争阶段，世界主要发达国家都将打造高水平先进制造业集群作为国家发展主要战略［1］。先进制造业集群可促进企业间良好的协作与分工，对国民经济贡献、区域竞争力提升作用日趋凸现。我国党的十九大报告明确将培育若干世界级先进制造业集群作为重点问题提出。然而目前我国一些发达区域如长三角、珠三角等地区出现先进制造业集群空间布局雷同、主导产业特色不鲜明、集群内部分工与协作总体效率偏低等问题，严重阻碍我国先进制造业向全球价值链高端迈进［2］。集群供应链（cluster supply chain，CSC）作为地理上邻近且相互联系的上下游企业和机构相互协作平台，能够充分整合主导产业和配套资源之间在跨链供应、生产、销售中各项资源要素，成为新型的供应链运营模式［3］。先进制造商集群作为CSC 上的核心主体，合理规划供应链上资源整体布局和内部合作关系，是实现先进制造业集群高质量、可持续发展的前提和基础。

目前围绕制造业空间布局问题，国内外学者进行了广泛探索，并取得一些研究成果。如，Jofre-Monseny 等［4］以西班牙某先进制造企业地理空间位置为例，探讨马歇尔集群模式的重要性；Cheng［5］采用空间联立方程模型对制造业集聚与环境污染的空间相关性进行实证研究；许妮娅等［6］从静态和动态视角出发研究，认为我国目前制造产业分布处于劳动力市场和成本集聚状态，城市规划的土地功能分区政策对其空间集聚无显著影响；刘霄泉等［7］以北京市制造业集群为例，运用局部空间统计方法研究产业集群的空间布局特征；张杰等［8］综合运用标准差椭圆、空间自相等多种空间统计方法，分别从省域、区域、县域及县域以下空间尺度研究浙江省制造业空间布局和影响要素。从已有研究来看，主要集中在制造业空间集聚特征、现状及与其他要素空间相关性等，几乎没有针对面向可靠性的先进制造业集群CSC 空间布局问题开展研究。很明显，可靠性大小与先进制造业集群空间布局合理度呈正向关系，可靠性越高则集群空间布局越趋于合理，反之越低。从供应链一体化角度，运用可靠性思想提高先进制造业集群空间布局合理度，是推动先进制造业集群升级和转型的关键。为此，本文以先进制造业集群为研究对象，对面向可靠性的先进制造业CSC 空间布局合理度大小进行多属性评估。

CSC 是一个多要素、多元行为主体的互动式闭环系统，运行过程中外部环境的实时变化、链间配套群体的竞合效应、核心企业群体的分配和整合能力等都存在不确定性和随机性［9-10］。由于制造业集群运作过程中涉及众多利益群体，决策者在对CSC中先进制造业集群空间布局合理度进行评估时，评价属性数据值难以精确化反映，为此，本文将基于熵权的TOPSIS 模型运用到先进制造业集群空间布局合理度评估中，其中属性权重与属性值均以三角模糊函数给出，结合具体算例得出先进制造业集群在构建CSC 系统过程中，可靠性对其空间布局合理度大小影响程度排序以及各方案中空间布局合理度关键影响要素。研究以期有助于先进制造商主体及时了解供应链上资源要素对集群空间布局合理化影响程度，以便随时调整其空间布局模式，提高集群供应链系统可靠性；另一方面，有助于先进制造商在进行集群跨链协作整合时尽量筛选对系统空间布局贡献较大的构成要素，丰富区域产业集群空间布局内容。

2 先进制造商CSC 空间布局合理度评估模型

本文中所提到的集群供应链是以先进制造商集群为主导，由相互交叉的单链组成，先进制造商通过不断整合链上相关配套资源为客户提供先进制造产品或服务的功能网链状集群结构［3，9］，具体运营结构如图1 所示。其中，供应商集群、核心先进制造商集群、目标客户群组成多中心型CSC，即每个链条内都存在两个及以上处于支配地位的核心成员企业。为了方便描述，又不失一般性，假设每条单链均由一个先进制造商集群和若干配套供应企业群、若干目标客户群组成。

图1 先进制造商集群供应链运营模型

以下根据集群供应链结构模型运行过程及特点，构建面向可靠性的先进制造商集群空间布局合理度评估模型。

2.1 评估指标选取

集群供应链可靠性体现了集群系统克服各种不确定性因素影响，其可靠性的提高能够在某种程度上降低集群系统发生分工与协调失灵风险的可能性，为短期内集群生产链长度增加、传输效率提高提供科学保障［11-12］。先进制造商集群空间布局合理度是指基于先进制造商集群主导的CSC 空间集聚过程中，在政策、科研等外部环境制约和支撑下,按照专业化分工、产业互补等合作方式对集群内相关资源进行整合，尽可能实现集群系统高效运作，从而形成相互促进、特色互补空间格局的一种相对评估。结合图1，本文认为面向可靠性的先进制造商CSC 空间布局合理度大小主要取决于如下4 个因素：外部宏观环境可靠性、网络空间结构集聚可靠性、集群衔接可靠性，主导产业创新规划可靠性，本文从这4 个方面给出具体评估指标体系，具体如图2 所示。

（1）外部宏观环境作为CSC 运行的基础，其可靠性大小一方面取决于政府通过制定相关法律法规以及进入集群的优惠政策，积极向集群引导人才、资金、技术创新等特色资源情况；另一方面受到区域经济发展及运行状况影响，集群政策环境越有利，特色资源引导越合理，区域经济发展运行越顺畅，越有利于外部环境的可靠性提高。

（2）网络空间集聚结构是集群发展的空间载体，其可靠性大小体现了先进制造商集群空间组织结构布局合理化程度，一方面表现为先进制造商对中小配套群体和机构等利益实体的资源整合程度，另一方面表现为先进制造商对链上企业间利益分配合理程度，集群内部分工越合理越有利于生产要素流通和优化资源配置，达到整合产业结构空间布局。此外，先进制造商在推进中小企业和机构协同集聚过程中,还需凭借地理上的靠近不断优化同类或相关企业之间的生产协作，不断向集群外部辐射，尽可能扩大产业规模，促进集群地理空间位置趋于合理。

（3）集群网络衔接可靠性作为CSC 中先进制造商与配套供应资源之间衔接纽带，链上各要素节点间的交换扩散、协同竞合等合作能力匹配程度决定了供应链稳定运行程度，核心企业与链上配套群之间的信息流通是否顺畅直接影响集群内各节点企业间信息传输的速率和准确性。集群系统柔性反映系统适应内外部环境变化的能力，柔性较差可能导致CSC 网络可靠性下降，因此可作为集群衔接可靠性的关键评估要素。

（4）先进制造商对其核心产业群体的创新规划是其区别于传统产业集群的一个重要典型特征，其可靠性大小主要通过核心产业集群对本地区特色化、核心竞争力影响和低碳创新循环经济模式构建等综合反映；此外，链上同一产业存在多个链条交叉,主导产业群要想调整集群空间布局模式，延伸扩展产业链条，还需不断优化链内外企业和机构间的空间布局与合作关系，增加链上资源在产前、产中及产后的关联性，因此也可作为产业集群创新规划可靠性的体现。

图2 先进制造商空间布局合理度评估指标体系

2.2 评估模型构建

表1 语言评价变量与三角模糊数之间对应关系

本文运用熵权TOPSIS 模型对先进制造商集群空间布局合理度进行综合评价，首先运用三角模糊数构建面向可靠性的先进制造商CSC 空间布局合理度原始决策矩阵，然后采用中心区域(COA)法确定决策者客观权重，并结合决策者主观权重确定指标综合权重，最后通过求解熵权TOPSIS 模型得出各方案以及各方案中一级目标属性的个体贴进度综合排序，为决策者构建科学合理的先进制造商集群空间布局提供定量决策依据。具体步骤如下：

则目标属性集k所对应方案的模糊正负理想解之间距离公式定义为：

步骤4：确定各方案贴进度CCi的值。加权规范化后的模糊正理想和负理想距离公式分别定义如下：

式（14）（15）中：t为一级指标对应下的二级指标数量；为一级目标属性权重。

则各方案的贴进度值CCi可以表示为：

3 算例分析

伴随着新一轮科技革命与产业变革，我国的供给侧结构性改革不断深化，先进制造业集群已成为推动区域产业升级，实现实体经济高质量发展的重要途径。为合理规划不同产业领域先进制造业集群空间布局，亟需对重点领域产业集群空间布局合理度进行综合评估。本文以长三角某省近几年重点先进制造领域空间布局规划为例，选取基于制造商主导的4 条集群供应链为评估对象，具体支柱产业领域分别为工业机器人（方案S1）、新能源汽车（方案S2）、智能语音（方案S3）和高性能材料（方案S4），每个方案的评价依据见图2。在这个多属性决策问题中，本文在专家经验、企业调研等基础上，结合模糊数学等相关理论，采用三角模糊语言变量进行打分并给出算例中原始数据，对应关系见表1，原始三角模糊决策矩阵具体如表2 所示。

表2 案例方案三角模糊数决策矩阵

步骤1：根据式（2）（3）将原始决策矩阵规范化后，得模糊矩阵表示如下：

步骤3：根据式（8）～（13）确定一级目标属性的模糊正负理想点之间距离组合表示如下：

步骤4：根据式（14）至（16）得出各个方案相对贴近度值为：

参考上述各方案相对贴近度值，确定各方案空间布局合理度排序为：s3＞s2s4s1。同理，可以求得各案一级目标属性个体相对贴近度，具体各方案一级目标属性对先进制造商空间布局合理度影响程度排序如下：s1:p1＞p4＞p2＞p3；s2:p4＞p1＞p2＞p3；s3:p2=p3＞p1＞p4；s4:p1＞p3＞p2＞p4。综合专家意见及国内外相关文献，将先进制造业集群空间布局合理度评价标准贴进度值分别划分在4个区间内，且对应评价等级为较不合理、基本合理、较合理、合理4个等级［8，17-18］。则根据上述总体方案贴进度排序及等级划分可知：方案S3最优，即空间布局合理等级；方案S2空间布局处于较合理等级；方案S4和S1处于较不合理等级，产业空间布局亟需重新规划。相应的措施可参考各方案一级目标属性对先进制造商空间布局合理度影响程度排序，具体为：在方案S1和方案S2中，空间集聚创新可靠性与集群衔接可靠性相对较差，需要重点关注，应加强集群专业化分工与协作效率；方案S4中，外部环境集群可靠性和产业规划可靠性的空间布局合理化程度较低，需要不断优化产业发展宏观环境和合理布局主导先进制造产业；在最优方案S3中，网络空间结构集聚可靠性、集群衔接可靠性都较高。此结果可为区域空间布局合理度较低的先进制造产业领域提供参考依据。

4 结论

（1）本文考虑到集群空间布局模式与CSC 可靠性之间关系，首次从供应链一体化角度提出基于熵权TOPSIS 的先进制造商集群空间布局合理度多属性评估模型，给出先进制造商集群空间布局合理度测度具体内涵；根据该评估模型，通过具体算例分析能准确筛选出面向可靠性的先进制造业CSC 空间布局合理的最强方案以及各方案的关键影响要素，根据合理度等级划分确定链上薄弱环节，给出具体改善措施。该方法中，评估变量的属性值和属性权重均以三角模糊数给出，使得表达结果准确合理。

（2）基于本文提出的评估模型的评估结果，能够综合反映出不同区域产业集群空间布局情况，宏观上可作为指导地方政府制定区域经济发展政策和战略方针、促进区域内特色先进制造业集群建设的依据，微观上丰富了先进制造业集群分工布局及发展模式研究的理论内涵，为决策者对先进制造业集群进行合理的空间定位及分工，以便形成相互联系、链接水平极强的先进制造业集群发展空间布局结构提供借鉴与参考。

（3）本文研究重点在于面向可靠性的先进制造业集群空间布局合理度评估与验证，未来研究还可以针对其他要素与先进制造业集群空间布局模式之间关系影响，如产业结构升级、集群开放性、知识溢出、技术转移等动态因素对其影响机制等方面开展研究，进一步丰富和完善世界级先进制造业集群培育机制。