田得金，衛(wèi)柯丞，許娟娟，吉旭（四川大學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610065）

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化工園區(qū)

化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同評價(jià)模型

田得金，衛(wèi)柯丞，許娟娟，吉旭
（四川大學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610065）

摘要：目前對于供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性評價(jià)研究主要局限在單一核心供應(yīng)鏈模型難以全面評價(jià)具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的企業(yè)與供應(yīng)鏈的協(xié)同性，且在化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性評價(jià)方向少有報(bào)道。為了解決這個(gè)問題，提出了面向多節(jié)點(diǎn)無核心的供應(yīng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型。并根據(jù)化工企業(yè)的特性，從工業(yè)代謝平衡、企業(yè)競爭力、契約執(zhí)行力和信息交互能力等方面建立了適用于化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同評價(jià)模型體系，同時(shí)定義了工業(yè)代謝平衡度、企業(yè)競爭力評價(jià)指數(shù)、契約執(zhí)行度等指標(biāo)，給出了各指標(biāo)的計(jì)算公式。通過對供應(yīng)鏈網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系的分析，給出了合作型、競爭型和混合型供應(yīng)鏈網(wǎng)基本構(gòu)型的評價(jià)模型。最后以煤化工行業(yè)為例，對煤化工行業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析，并應(yīng)用評價(jià)模型計(jì)算，通過結(jié)果分析證實(shí)了面向供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同評價(jià)模型的可行性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈網(wǎng)；協(xié)同評價(jià)；煤化工；工業(yè)代謝平衡

全球化競爭條件下，化學(xué)工業(yè)企業(yè)必須在環(huán)境要求高、供需不均衡和成本上升的背景下尋求發(fā)展，“園區(qū)化、一體化、智能化和清潔化”成為行業(yè)重要的發(fā)展方向，其理論研究與實(shí)踐已取得了顯著進(jìn)展[1-3]。但在建設(shè)化學(xué)工業(yè)園區(qū)實(shí)踐中，由于某一/幾個(gè)企業(yè)的經(jīng)營出現(xiàn)困難或調(diào)整經(jīng)營目標(biāo)，可能導(dǎo)致園區(qū)業(yè)務(wù)整合度下降或不穩(wěn)定，使園區(qū)發(fā)展困難。為解決這一問題，需進(jìn)一步完善供應(yīng)鏈模型，盡早發(fā)現(xiàn)并解決供應(yīng)鏈運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)與不確定性。因此，本文將對化學(xué)工業(yè)面向供應(yīng)鏈的協(xié)同評價(jià)模型展開研究。

1 供應(yīng)鏈網(wǎng)概念的提出

供應(yīng)鏈網(wǎng)（supply chain，SC）概念自20世紀(jì)80年代末提出，所關(guān)注的對象涵蓋到整個(gè)物料“運(yùn)動(dòng)”過程的價(jià)值鏈包含原材料供應(yīng)商、生產(chǎn)商、分銷商、運(yùn)輸商和客戶等，產(chǎn)品是供應(yīng)鏈的核心。隨著企業(yè)價(jià)值多元化以及供應(yīng)鏈管理水平提升，供應(yīng)鏈從線性的“單鏈”成為非線性的“網(wǎng)鏈”，但仍以單一核心企業(yè)為中心。如圖1所示。

圖1 單一核心企業(yè)的供應(yīng)鏈模型

對有復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和物料交聯(lián)的化工企業(yè)群，上述供應(yīng)鏈模型很難建立穩(wěn)定閉環(huán)的物料代謝平衡，并難以建立其決策優(yōu)化模型。如圖2所示的是基于神華、兗州礦業(yè)、中煤能源等煤化工企業(yè)綜合分析得到的產(chǎn)業(yè)鏈，對于這種產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的形式就很難選定唯一的中心企業(yè)建立一個(gè)能涵蓋煤資源、工業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)和環(huán)境因素在內(nèi)的、單一核心的供應(yīng)鏈模型[4]。

在綠色可持續(xù)發(fā)展原則下，化學(xué)工業(yè)發(fā)展需綜合自然、產(chǎn)業(yè)和社會(huì)發(fā)展目標(biāo)[5]，以“資源-產(chǎn)成品-消費(fèi)-廢棄物-再生資源”為線索，建立面向多節(jié)點(diǎn)企業(yè)群的供應(yīng)鏈網(wǎng)模型，如圖3。

所謂供應(yīng)鏈網(wǎng)（supply chain network，SCN），是由一些對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起重要作用的關(guān)聯(lián)性企業(yè)及其他實(shí)體所構(gòu)成的縱、橫相連的企業(yè)群。在供應(yīng)鏈網(wǎng)中，資源、加工、市場和環(huán)境等要素組成相互關(guān)聯(lián)又獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間以契約方式連接，包括合作型、競爭型，或既合作又競爭的多種耦合關(guān)系，供應(yīng)鏈網(wǎng)通過優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、原料選擇、工藝路線實(shí)現(xiàn)資源與能源平衡，并整合市場供需以及物流實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈網(wǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)和環(huán)境影響最小，并有良好的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。供應(yīng)鏈網(wǎng)無確定的核心企業(yè)，強(qiáng)調(diào)整體性和節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的協(xié)同合作，穩(wěn)定可靠的協(xié)同性是關(guān)鍵。

圖2 煤化工產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同就是對于供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)企業(yè)以整體效益最優(yōu)，通過共同決策、信息共享、以及合理競爭和效益分配等協(xié)作手段，從而使得整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)的企業(yè)都協(xié)同發(fā)展。對于供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性效果的評價(jià)，需要建立一種系統(tǒng)的評價(jià)模型來進(jìn)行評估。以往的大量的研究主要是針對單一核心的供應(yīng)鏈協(xié)同性評價(jià)。張令榮[6]基于協(xié)同的機(jī)理分析，提出了從商流、物流、資金流、信息流、資金流等五個(gè)層面評價(jià)了與上下游企業(yè)之間的協(xié)同性。ANBANANDAM等[7]基于圖論的方法高提出了從管理層的承諾、信息共享、供應(yīng)鏈合作伙伴之間的信任等關(guān)鍵變量構(gòu)建了衡量零售商和制造商協(xié)同程度的模型。對于供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性評價(jià)研究中，更多的是對供應(yīng)鏈網(wǎng)的績效以及網(wǎng)絡(luò)的整合能力進(jìn)行了分析評價(jià)，但是供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同評價(jià)的研究較少。王承娜[8]采用了網(wǎng)絡(luò) DEA方法對供應(yīng)鏈網(wǎng)系統(tǒng)的管理水平和效率進(jìn)行了分析。但是文中評價(jià)指標(biāo)較少，不能全面系統(tǒng)地評價(jià)整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同績效。孫文芳[9]將供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)體系置于耗散結(jié)構(gòu)的理論框架之內(nèi)進(jìn)行整合，從而建立起模糊突變級數(shù)評價(jià)模型，評價(jià)供應(yīng)鏈網(wǎng)的整合能力。RAMANATHAN[10]通過對真實(shí)數(shù)據(jù)的模擬，建立模型對供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性能進(jìn)行了評價(jià)分析，為供應(yīng)鏈協(xié)同的建立提供決策支持。作者建立起了完整評價(jià)體系，但該模型對于化學(xué)工業(yè)的適用性還有待研究。

圖3 面向多節(jié)點(diǎn)企業(yè)無核心的供應(yīng)鏈網(wǎng)模型

本文基于對供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同性評價(jià)研究的不足和化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)，將從更微觀的元素工業(yè)代謝平衡、企業(yè)競爭力、契約執(zhí)行力和信息交互能力等方面建立供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同評價(jià)模型，對供應(yīng)鏈網(wǎng)進(jìn)行了系統(tǒng)的評價(jià)。

2 面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同評價(jià)模型

供應(yīng)鏈協(xié)同研究一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)[11-13]，但對供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同研究尚不深入。并且研究成果對化學(xué)工業(yè)不具針對性，不能滿足化學(xué)工業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同評價(jià)的需要。鑒于此，本文將結(jié)合化學(xué)工業(yè)特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面建立化學(xué)工業(yè)面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同評價(jià)模型。

2.1 供應(yīng)鏈網(wǎng)的工業(yè)代謝平衡度

工業(yè)代謝是1988年AYRES等[14]為研究制造過程中原料與能源流動(dòng)對環(huán)境的影響而提出的，分為產(chǎn)品代謝和廢物代謝。產(chǎn)品代謝以產(chǎn)品鏈為主線實(shí)現(xiàn)其價(jià)值轉(zhuǎn)化。廢物代謝以廢物鏈為主線，即一個(gè)過程的廢物成為另一個(gè)過程的原料，并轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品。隨著廢物鏈延伸，廢物被價(jià)值化，產(chǎn)品鏈相應(yīng)延長。在供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)，產(chǎn)品代謝和廢物代謝同時(shí)存在且交叉融合[15]。本文以化學(xué)元素在供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)的有效利用率來表征供應(yīng)鏈網(wǎng)的工業(yè)代謝平衡度。以圖4為例。

圖4 工業(yè)代謝平衡圖

設(shè)Ei為以元素i所表征的供應(yīng)鏈網(wǎng)工業(yè)代謝平衡度，模型如式(1)。

式中，對元素i，Vi為輸入物流分量，Pi為產(chǎn)品流量，Bi為副產(chǎn)品，Wi為生產(chǎn)過程的廢棄物排放分量，ηPi為產(chǎn)品消費(fèi)后的廢棄率，ηBi為副產(chǎn)品消費(fèi)后的廢棄率，Ri為元素i的資源化回收量，

如果系統(tǒng)有n種關(guān)鍵代謝元素，則供應(yīng)鏈網(wǎng)的綜合工業(yè)代謝平衡度E如式(2)。

由式(1)，提升供應(yīng)鏈網(wǎng)的工業(yè)代謝平衡度可以通過減小Bi、Wi、ηPi、ηBi等實(shí)現(xiàn)，同時(shí)廢棄物資源化也是重要途徑，即提升Ri。

2.2 企業(yè)競爭能力評價(jià)

供應(yīng)鏈網(wǎng)能否穩(wěn)定運(yùn)營，取決于網(wǎng)內(nèi)企業(yè)是否處于健康發(fā)展軌跡，并擁有競爭力。若企業(yè)自身發(fā)展能力出現(xiàn)問題，或與供應(yīng)鏈網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)融合度下降，將造成工業(yè)代謝失衡。因此企業(yè)競爭力評價(jià)應(yīng)包括企業(yè)發(fā)展能力評價(jià)和企業(yè)面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度評價(jià)。

2.2.1 企業(yè)發(fā)展能力評價(jià)

度量單一企業(yè)發(fā)展能力，財(cái)務(wù)上可以選擇營業(yè)收入、償債能力、盈利能力、資產(chǎn)質(zhì)量、資本收益等指標(biāo)，同時(shí)也從產(chǎn)品差異化、人力資源、研發(fā)投入等方面判斷其持續(xù)的增長能力。而供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)的企業(yè)，除上述指標(biāo)外，有必要結(jié)合供應(yīng)鏈網(wǎng)的特定屬性進(jìn)行綜合判斷。模型如式(3)。

式中，F(xiàn)a為企業(yè)發(fā)展能力指數(shù)，m為市場關(guān)系，d為決策能力，o為運(yùn)營優(yōu)勢，k為網(wǎng)絡(luò)支持，g為財(cái)務(wù)盈利能力。

2.2.2 企業(yè)面向供應(yīng)鏈的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度評價(jià)

處于產(chǎn)品代謝鏈或廢物代謝鏈中的企業(yè)與供應(yīng)鏈網(wǎng)存在產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度，同時(shí)其經(jīng)營靈活性也會(huì)受到一定制約。企業(yè)面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度評價(jià)模型如式(4)。

式中，F(xiàn)b為企業(yè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度指數(shù)，c為產(chǎn)品及服務(wù)的符合性，v為業(yè)務(wù)黏度，r為交付可靠性，s為業(yè)務(wù)柔性，p為客戶滿意度。

2.2.3 企業(yè)基于供應(yīng)鏈網(wǎng)的競爭能力評價(jià)

綜合企業(yè)發(fā)展能力以及與供應(yīng)鏈網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性，評定企業(yè)基于供應(yīng)鏈網(wǎng)的競爭能力，如式(5)，其中Fi為企業(yè)i的競爭能力指數(shù)。

評價(jià)企業(yè)競爭能力，要注意以下幾個(gè)方面。①供應(yīng)鏈網(wǎng)的工業(yè)代謝平衡是評價(jià)Fi的約束條件。②業(yè)務(wù)集成是供應(yīng)鏈網(wǎng)的基本特點(diǎn)，有助提升業(yè)務(wù)黏度和交付可靠性，也會(huì)限制業(yè)務(wù)靈活性，在模型中即是目標(biāo)函數(shù)也是約束條件。③市場和資源供給的穩(wěn)定性，以及與網(wǎng)外企業(yè)的競爭性是模型必須充分考慮的因素[16]。

另外，在完全的競爭性市場中，價(jià)格比較是評價(jià)企業(yè)競爭力的重要方法。價(jià)格比較包括與市場上相同產(chǎn)品的比較以及與競爭性產(chǎn)品的價(jià)格比較，同行成本比較和競爭性產(chǎn)業(yè)的成本比較等。對煤化工產(chǎn)業(yè)，石油、天然氣以及頁巖油氣的價(jià)格是影響行業(yè)經(jīng)營的重要因素。

2.3 供應(yīng)鏈網(wǎng)的契約執(zhí)行力評價(jià)

供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)，企業(yè)運(yùn)營需符合供應(yīng)鏈網(wǎng)的整體利益，同時(shí)也必須滿足投資人對經(jīng)濟(jì)效益的要求。這兩個(gè)目標(biāo)可能存在沖突，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及供應(yīng)鏈網(wǎng)正常運(yùn)行，需要對供應(yīng)鏈網(wǎng)的契約執(zhí)行力進(jìn)行評價(jià)，而企業(yè)競爭力是契約執(zhí)行力最重要的影響因素。

以契約執(zhí)行度Pni表示企業(yè)i在n個(gè)競爭者中表現(xiàn)出來的契約執(zhí)行力，給出Pni計(jì)算模型如式(6)。

式(6)分母為n個(gè)競爭者的最大競爭能力值，競爭者可以是網(wǎng)內(nèi)企業(yè)，也可以是網(wǎng)外企業(yè)，當(dāng)企業(yè)i具有最大競爭能力時(shí)，Pni= 1。若以Pn表示整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的契約執(zhí)行度，則Pn值取決于各節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的相互關(guān)系。圖5是供應(yīng)鏈網(wǎng)的三種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，包括合作型、競爭型和混合型。

合作型結(jié)構(gòu)Pn計(jì)算如式(7)。

競爭型結(jié)構(gòu)Pn計(jì)算如式(8)。

圖5(c)所示的混合型結(jié)構(gòu)Pn計(jì)算如式(9)。

因?yàn)槠髽I(yè)的競爭性水平隨經(jīng)營環(huán)境或企業(yè)自身狀況發(fā)生變化，有動(dòng)態(tài)屬性，因此供應(yīng)鏈網(wǎng)及節(jié)點(diǎn)企業(yè)的契約執(zhí)行度均具有動(dòng)態(tài)性。

2.4 供應(yīng)鏈網(wǎng)的信息交互能力

信息交互能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈網(wǎng)的企業(yè)之間的信息共享和信息互補(bǔ)，消除信息孤島，加速整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的資金流、物流、知識的傳遞和傳播。同時(shí)良好的信息交互能力，能夠消除供應(yīng)鏈網(wǎng)中的“牛鞭效應(yīng)”，提高網(wǎng)內(nèi)企業(yè)的運(yùn)營績效，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同管理。

圖5 供應(yīng)鏈網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)模型

信息集成對化學(xué)工業(yè)企業(yè)經(jīng)營集約化的意義有大量研究[17-18]。進(jìn)入21世紀(jì)后，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與物理系統(tǒng)深度融合，形成資源、信息、實(shí)體和人相互聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（CPS）[19]。CPS支持系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)要素諸元間自動(dòng)傳遞信息，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)面向供應(yīng)鏈網(wǎng)全生命周期的整合與優(yōu)化，據(jù)預(yù)測，基于CPS的過程融合，可提高生產(chǎn)效率30%[20]。圖6是一種化學(xué)工業(yè)面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的 CPS架構(gòu)，具有自我感知、自我判斷、自我調(diào)節(jié)，以及自我控制功能，是一個(gè)智能化的平臺。該架構(gòu)基于云計(jì)算，將信息集成擴(kuò)大到供應(yīng)鏈網(wǎng)全域，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與物理系統(tǒng)融合以及供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同。

圖6 面向供應(yīng)鏈網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

CPS對供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同性的影響主要通過產(chǎn)業(yè)融合度和契約執(zhí)行力體現(xiàn)。信息交互能力評價(jià)涉及定量和定性兩方面，定量可從信息化投入和業(yè)務(wù)覆蓋面進(jìn)行評價(jià)，定性可采用德爾菲法進(jìn)行專家評判，同時(shí)建立基于專家經(jīng)驗(yàn)和專家評判的模型庫[21]。信息化的投入度In如式(10)。

式中，Ii為企業(yè)i信息化的建立的投入，Ri為營業(yè)收入?？傊?，對供應(yīng)鏈網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同評價(jià)，可以支持更科學(xué)地規(guī)劃和運(yùn)營管理供應(yīng)鏈網(wǎng)。在化學(xué)生態(tài)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃階段就科學(xué)地選擇入園企業(yè)，另外還可以對供應(yīng)鏈網(wǎng)運(yùn)營過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)測評，盡早發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)應(yīng)對。

3 案例應(yīng)用

以圖2煤化工供應(yīng)鏈為例，建立圖7所示的供應(yīng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中石化行業(yè)是競爭對手。對煤化工供應(yīng)鏈網(wǎng)分析如下。

3.1 工業(yè)代謝平衡度分析

計(jì)算特定的煤化工供應(yīng)鏈的工業(yè)代謝平衡度，首先是選定關(guān)鍵元素，然后跟據(jù)網(wǎng)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工業(yè)路線、裝置運(yùn)營狀況等建立模型，并進(jìn)行計(jì)算。本文按公式(1)計(jì)算中日美三國碳元素的工業(yè)代謝平衡，結(jié)果如表1所示。

研究CO2排放可有多個(gè)角度[22]，而碳工業(yè)代謝平衡度是對化石能源在一次消費(fèi)中碳的資源化利用率進(jìn)行評價(jià)。表1中反應(yīng)的是宏觀環(huán)境中整個(gè)國家層面的碳代謝的情況，其中碳的代謝平衡度計(jì)算是以化石能源和二氧化碳中碳元素為核心元素依據(jù)公式(1)計(jì)算得出的?？梢钥闯鲋袊奶脊I(yè)代謝平衡度為0.3左右，低于美日兩國。這是因?yàn)槲覈牡吞技夹g(shù)尚有一定差距，同時(shí)少油多煤的能源結(jié)構(gòu)也是一大原因。

圖7 煤化工供應(yīng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)

表1 碳元素工業(yè)代謝平衡度

提高碳元素工業(yè)代謝平衡度，可從供應(yīng)鏈網(wǎng)入手強(qiáng)化碳的資源化利用。謝和平等[23]將CCU技術(shù)融入供應(yīng)鏈網(wǎng)，以氯化鎂礦化CO2聯(lián)產(chǎn)鹽酸和碳酸鎂，或固廢磷石膏礦化CO2聯(lián)產(chǎn)硫基復(fù)合肥，開拓了一條把CO2廢物代謝與高附加值產(chǎn)品代謝結(jié)合并提升總體經(jīng)濟(jì)效益的途徑。事實(shí)上2009年以來中國的碳工業(yè)代謝平衡度正不斷改善中，如圖8。

3.2 企業(yè)競爭能力評價(jià)

由于篇幅所限，不對模型(3)、(4)進(jìn)行全模型討論，僅從技術(shù)經(jīng)濟(jì)層面進(jìn)行分析。有專家研究認(rèn)為：煤化工與石油煉化行業(yè)在汽柴油、甲醇和烯烴等產(chǎn)品上構(gòu)成競爭型關(guān)系，原油價(jià)格、煤價(jià)同煤化工行業(yè)的競爭力有顯著的關(guān)聯(lián)性[24]。

本文采用遺傳算法加 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GA-BP）對煤化工企業(yè)毛利潤率進(jìn)行測算。選擇原油價(jià)格、煤炭價(jià)格和煤炭產(chǎn)量為輸入層，毛利潤率為輸出層。表2為中煤能源2012年1季度到2015年 1季度的經(jīng)營業(yè)績數(shù)據(jù)及當(dāng)期原油價(jià)、煤價(jià)和煤產(chǎn)量數(shù)據(jù)。前10組數(shù)據(jù)為訓(xùn)練值，后3組為預(yù)測值。

圖8 中國碳元素工業(yè)代謝平衡度

表2 煤化工企業(yè)毛利潤率基于GA-BP預(yù)測

結(jié)果顯示，平均預(yù)測誤差為3.44%，誤差標(biāo)準(zhǔn)差為0.92%。雖然訓(xùn)練數(shù)據(jù)組數(shù)較少，但得到了理想的分析預(yù)測結(jié)果，且預(yù)測精度穩(wěn)定。

對中國神華和兗州煤業(yè)進(jìn)行同樣分析，結(jié)果相近，證明原油價(jià)格、煤價(jià)和煤產(chǎn)量與煤化工企業(yè)盈利能力有強(qiáng)相關(guān)性。圖 9是國內(nèi)三家典型煤化工企業(yè)和兩家石油煉化企業(yè) 2006年以來毛利潤率隨年份的變化圖。由圖可見，煤化工毛利潤率呈逐年下降趨勢，這與煤化工產(chǎn)能過剩有關(guān)。兩家石油煉化企業(yè)的毛利潤則相對穩(wěn)定。

從圖9中，可以看出在煤化工企業(yè)中，中煤和神華的毛利潤率優(yōu)于兗州煤業(yè)，且盈利能力更穩(wěn)定。這是與神華具有更強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力有關(guān)，表 3反映的是神華集團(tuán)和兗州煤業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對比。曹湘洪[24]認(rèn)為發(fā)展煤化工應(yīng)與石油行業(yè)在資本領(lǐng)域深度合作，其本質(zhì)是提升供應(yīng)鏈網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)融合度，從而改善企業(yè)財(cái)務(wù)盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

由分析知：原油和煤價(jià)對煤化工的競爭力影響顯著，據(jù)此以原油和煤價(jià)簡化其競爭能力評價(jià)模型，模型如式(11)，函數(shù)關(guān)系可數(shù)字?jǐn)M合得到。

式中，Pcoal為煤價(jià)，Poil為油價(jià)，Qcoal為原煤產(chǎn)量。

3.3 供應(yīng)鏈網(wǎng)契約執(zhí)行力評價(jià)

圖9 煤化工企業(yè)毛利潤率

表3 中國神華與兗州煤業(yè)產(chǎn)業(yè)對比

分析供應(yīng)鏈網(wǎng)契約執(zhí)行力，需選擇核心節(jié)點(diǎn)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切割，形成獨(dú)立的子網(wǎng)。以汽柴油和烯烴為核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行切割，圖10為簡化圖。

圖10 供應(yīng)鏈網(wǎng)支線切割圖

圖10中的Pc、Pb等分別為煤供應(yīng)、拔頭等節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的契約執(zhí)行力，按公式(6)計(jì)算，圖10(a)、(b)所對應(yīng)供應(yīng)鏈子網(wǎng)的契約執(zhí)行力，如式(12)、式(13)。

整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的契約執(zhí)行力評價(jià)如式(14)。

式中，Pta為子網(wǎng)a的契約執(zhí)行力，Ptb為子網(wǎng)b的契約執(zhí)行力，P為供應(yīng)鏈網(wǎng)的契約執(zhí)行力，n為供應(yīng)鏈網(wǎng)最大的獨(dú)立子網(wǎng)數(shù)。

通過公式(6)計(jì)算，神華集團(tuán)、兗州礦業(yè)、中煤能源的契約執(zhí)行力分別為1、0.53和0.88。說明神華集團(tuán)的供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同作用優(yōu)于兗州礦業(yè)。

3.4 信息交互能力

在信息交互能力的定量計(jì)算中，可以從企業(yè)各自的信息化的投入情況和業(yè)務(wù)信息化的覆蓋面來計(jì)算。通過信息化投入的計(jì)算，神華集團(tuán)在信息化建中的投入度為0.25%，而兗州煤業(yè)和中煤集團(tuán)在在信息化的投入分別為0.16%、0.19%。由于神華集團(tuán)信息的投入度較高，促進(jìn)了集團(tuán)供應(yīng)鏈網(wǎng)內(nèi)企業(yè)之間的信息交互能力，增強(qiáng)了集團(tuán)內(nèi)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性，從而使企業(yè)維持在一個(gè)較高的毛利潤率水平。而對于供應(yīng)鏈網(wǎng)企業(yè)間的定性評價(jià)可以采用5種指標(biāo)體系：信息開放程度、信息的敏捷度、信息共享價(jià)值、信息的準(zhǔn)確度、信息內(nèi)容強(qiáng)度。應(yīng)用德爾菲專家評判對供應(yīng)鏈網(wǎng)的信息交互能力進(jìn)行評價(jià)。

4 結(jié) 論

本文從工業(yè)代謝平衡、企業(yè)競爭力、契約執(zhí)行力和信息交互能力等方面對煤化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同性進(jìn)行了系統(tǒng)的評價(jià)。該模型也適用于煤化工以外的其他化工行業(yè)，如石油化工等。就化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)而言，清潔化、資源利用的高效化儼然已成為煤化工、石油化工和其他化工行業(yè)的嚴(yán)格的約束條件，而工業(yè)代謝正表征了這種供應(yīng)鏈網(wǎng)資源協(xié)同的利用效率。同時(shí)，隨著整個(gè)化工行業(yè)的產(chǎn)能過剩，化工行業(yè)市場競爭不斷的加劇，企業(yè)本身的競爭能力和在供應(yīng)鏈網(wǎng)中的契約執(zhí)行度，成為了衡量化工企業(yè)在供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同性表現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)。在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的技術(shù)背景下，信息交互能促進(jìn)化工企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)之間信息流、資金流、物流，以及基于大數(shù)據(jù)知識挖掘的知識流的快速、高效的傳遞，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈網(wǎng)的協(xié)同。而傳統(tǒng)的化工企業(yè)的信息化投入較少[25]，整體信息交互能力不強(qiáng)，所以無論在煤化工企業(yè)，還是在其他化工行業(yè)，信息化交互能力已成為制約企業(yè)協(xié)同的重要影響因素。

隨著綠色化學(xué)系統(tǒng)邊界的不斷擴(kuò)大，原子經(jīng)濟(jì)性、無副產(chǎn)物和廢物零排放不僅是煤化工行業(yè)，也是整個(gè)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展方向。但如果只是考慮選擇更高轉(zhuǎn)化率的化學(xué)合成途徑，只是實(shí)現(xiàn)工藝過程間或廠級的能量及物料集成，已難以滿足需要。必須著眼于整個(gè)化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，建立從原子水平到系統(tǒng)水平、覆蓋全生命周期的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效應(yīng)的綜合平衡[26]，也就是由熱力學(xué)平衡、過程集成到“供應(yīng)鏈網(wǎng)”整合。而最新的技術(shù)發(fā)展和企業(yè)供應(yīng)鏈整合能力為“供應(yīng)鏈網(wǎng)”整合奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是原單一企業(yè)核心的供應(yīng)鏈模型難以全面評估企業(yè)與供應(yīng)鏈的協(xié)同性，因此，本文基于化學(xué)工業(yè)原子級的平衡特性，以及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性，提出了化學(xué)工業(yè)面向多節(jié)點(diǎn)無核心的供應(yīng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型。進(jìn)而從工業(yè)代謝平衡、企業(yè)競爭力、契約執(zhí)行力和信息交互能力等方面研究了供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同評價(jià)模型體系，定義了工業(yè)代謝平衡度、企業(yè)競爭力指數(shù)、契約執(zhí)行度等指標(biāo)，給出了計(jì)算公式。并討論了合作型、競爭型和混合型三種供應(yīng)鏈網(wǎng)基本構(gòu)型的評價(jià)模型。在案例分析中，分析了整個(gè)國家層面上的碳代謝平衡，可以得知與其他發(fā)達(dá)國家相比，中國的碳有效利用率還有很大的提升空間，這也說明對于中國能源企業(yè)的供應(yīng)鏈網(wǎng)的發(fā)展還需要作進(jìn)一步的優(yōu)化，以提升其協(xié)同能力。最后本文以煤化工行業(yè)為例，建立其供應(yīng)鏈網(wǎng)評價(jià)模型，計(jì)算了中煤、神華與兗州礦業(yè)等企業(yè)的盈利水平，分析了企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，計(jì)算得到企業(yè)契約執(zhí)行力，評估了企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同能力。以此展示面向供應(yīng)鏈網(wǎng)協(xié)同評價(jià)模型的應(yīng)用模式，并證明該評價(jià)模型的可行性。

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第一作者：田得金（1991—），男，工學(xué)碩士。聯(lián)系人：吉旭，副教授。E-mail jxhhpb@163.com。

中圖分類號：TQ 086

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-6613（2016）07-2285-08

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.07.049

收稿日期：2015-10-08；修改稿日期：2016-01-13。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51473102）。

The coordination evaluation models of supply chain network for chemical enterprises

TIAN Dejin，WEI Kecheng，XU Juanjuan，JI Xu
（School of Chemical Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

Abstract：At present，the key study of the coordination of supply chain（SC）is the single-core SC model.However，it is difficult to evaluate the coordination of supply chain by the single-core SC model comprehensively，and the coordination evaluation models about chemical industry are rarely presented.In order to solve the above problems，the supply chain network（SCN）model facing multi-nodes with no-core was proposed.Further，according to the characters of chemical industry，the SCN coordination evaluation models were discussed based on the balance of industrial metabolism，the competitiveness of enterprises，the ability of contract execution and the ability of information interaction.The degree of industrial metabolism balance，the index of enterprise competitiveness and the index of contract execution were defined，and their computational formulas were also offered.Analyzing the SCN structural system，the evaluation models for cooperation SCN type，competition one and cooperation-competition one were studied.Finally，as an example，the SCN models of coal chemical industry were illustrated to show the feasibility of the above models by using the evaluation models.

Key words：supply chain network；coordination evaluation models；coal chemical industry；industrial metabolism balance