林 松, 劉小弟, 朱建軍, 張世濤, 饒成龍, 于 亮

(1.南京航空航天大學 經(jīng)濟與管理學院,江蘇 南京 211106; 2.安徽工業(yè)大學 數(shù)理科學與工程學院，安徽 馬鞍山 243002; 3中國運載火箭技術(shù)研究院，北京 豐臺區(qū) 100076)

0 引言

進入新世紀以來，世界各國加大航天領域扶持力度，從而使得航天技術(shù)迅速發(fā)展。以重復性運載、低成本、高效比為代表的運載火箭及其衍生產(chǎn)品成為當前國際商業(yè)發(fā)射服務市場追尋的目標。作為服務國家重大戰(zhàn)略需求的航天商業(yè)發(fā)射產(chǎn)品與內(nèi)容，代表了一個國家的綜合科技實力。目前，國際商業(yè)發(fā)射服務市場競爭激烈。中國作為國際上少數(shù)幾個掌握航天核心技術(shù)的國家，在運載火箭技術(shù)領域取得了許多重大突破，從而具有參加國際商業(yè)發(fā)射服務的實力。面對競爭激烈的國際商業(yè)發(fā)射服務市場，須研究國際航天商業(yè)發(fā)射服務流程、對手技術(shù)優(yōu)勢及市場狀況，同時，也要認清當前我國航天發(fā)射的成本與技術(shù)現(xiàn)狀。分析航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價的影響因素對拓展和維護國家戰(zhàn)略利益、滿足國際化航天商業(yè)發(fā)射競爭需求，具有顯著的現(xiàn)實意義。

由于市場環(huán)境復雜，影響航天商業(yè)發(fā)射服務競價的因素眾多，因而制定出合適的價格是一項復雜的任務[1]。對于具體行業(yè)的定價影響因素探討已引起了國內(nèi)外學者的關(guān)注[2～4]。文獻[5]研究了PPP項目定價影響因素。文獻[6]研究了物流與運輸行業(yè)定價影響因素。文獻[7]研究了咨詢服務行業(yè)定價影響因素。目前對于航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價的影響因素研究較少。與其它行業(yè)相比，航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價的影響因素既有共性也有其特性。共性表現(xiàn)在競價影響因素相互關(guān)聯(lián)，既有內(nèi)部影響因素，也有外部影響因素；其特性在于航天工業(yè)涉及到國家安全與利益。由于航天商業(yè)發(fā)射服務競價的影響因素復雜多樣、相互關(guān)聯(lián)，其規(guī)劃與確定屬于復雜的決策范疇。作為一種圖模型，模糊認知圖在解決復雜因素內(nèi)在因果關(guān)聯(lián)關(guān)系、模擬復雜系統(tǒng)、表達人類思維、整合專家知識及輔助決策等方面具有較強的知識表示與推理能力[8]，與傳統(tǒng)推理方法如貝葉斯網(wǎng)絡等相比，模糊認知圖可以克服因素、屬性等要求獨立這樣的限制[9]，且能表示Markov、樹結(jié)構(gòu)等難以表示的動態(tài)反饋因果系統(tǒng)[10]，因而在實際中得到了廣泛應用。目前，模糊認知圖已經(jīng)被應用于環(huán)境評價[11]、化工檢測[12]、醫(yī)療規(guī)劃[13]、住房市場預測[14]、企業(yè)安全文化評估[15]等領域。本文運用模糊認知圖對航天商業(yè)發(fā)射服務競價的影響因素進行推理分析。首先，根據(jù)航天商業(yè)發(fā)射服務市場特點、影響因素劃分原則等，構(gòu)建競價影響因素體系。其次，利用模糊認知圖構(gòu)建航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素分析模型。最后，根據(jù)各影響因素與競價的灰關(guān)聯(lián)度，判斷影響競價的關(guān)鍵因素，并通過與DEMATEL方法進行對比，說明本文方法的優(yōu)越性。

1 基于灰色關(guān)聯(lián)度與模糊認知圖的競價影響因素分析方法

1.1 模糊認知圖

作為認知圖[16]的一種拓展形式，模糊認知圖引入模糊集理論，將概念節(jié)點間的值-1、1、0拓展到區(qū)間[-1,1]中，從而比認知圖更能模擬現(xiàn)實世界的模糊性[17]。模糊認知圖利用節(jié)點與有向弧表示概念間的因果推理關(guān)系，用以反映現(xiàn)實事物間的相互關(guān)系。由于其推理方式簡潔明了、易于操作，在社會經(jīng)濟、管理、軍事等各個方面得到了廣泛的應用。

模糊認知圖可以用一個四元組(C,W,X,f)表示，其中C={C1,C2,…,Cn}表示構(gòu)成模糊認知圖的概念節(jié)點集。W為模糊認知圖的鄰接矩陣，W:(Ci,Cj)→wij，wij∈[-1,1]反映了節(jié)點Ci與Cj間的因果關(guān)系強度。wij>0則節(jié)點Ci與Cj間存在正因果影響關(guān)系，即Ci的變化引起Ci同向變化；wij<0,則節(jié)點Ci與Cj間存在負因果影響關(guān)系；wij=0,則節(jié)點Ci與Cj間不存在相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。X:Ci→xi表示節(jié)點Ci在k時刻的狀態(tài)：X(k)=[x1(k),x2(k),…,xn(k)]。f:R→[-1,1]為閾值函數(shù)，以保證節(jié)點迭代值在允許范圍內(nèi)。

模糊認知圖通過以下方式實現(xiàn)推理、預測：

(1)

其中wij表示概念節(jié)點間因果關(guān)系強度，X(k-1)=[x1(k-1),x2(k-1),…,xn(k-1)]為模糊認知圖在第k-1時刻的狀態(tài)，f(x)為sigmoid 函數(shù)[18]:

(2)

模糊認知圖的狀態(tài)空間事先由初始條件確定，通過函數(shù)f(x)的轉(zhuǎn)換，最終系統(tǒng)達到穩(wěn)定或循環(huán)狀態(tài)，甚至出現(xiàn)混沌狀態(tài)[9]。

1.2 灰色關(guān)聯(lián)度

為分析航天商業(yè)發(fā)射服務競價影響因素間的關(guān)系，同時考慮到灰關(guān)聯(lián)在刻畫事物相似性等方面的優(yōu)越性，本文將灰色關(guān)聯(lián)方法融入模糊認知圖之中進行集成分析?；疑P(guān)聯(lián)分析方法由我國學者鄧聚龍教授提出，通過與特征序列間的相關(guān)程度，測算系統(tǒng)中因素間的關(guān)聯(lián)程度。其思想是利用曲線之間的幾何形狀判斷因素或序列間的相關(guān)度[10]。該分析方法無需樣本滿足特殊分布，并且對于樣本量較少的情形也同樣適用，因而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域得到了廣泛的應用。

設系統(tǒng)的行為序列與特征序列分別為Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(n))(i=1,2,…,m)與X0=(x0(1),x0(2),…,x0(n))，則

(3)

其中

r(x0(k),xi(k))

(4)

稱為序列Xi與X0的灰色關(guān)聯(lián)度。ρ∈[0,1]，一般取ρ=0.5[19]。

對于航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素間的相互關(guān)系采用專家打分，按照[-1,1]之間的值確定各影響因素間的影響強度。正、負值分別表示因素間存在正、負因果影響關(guān)系，絕對值越大說明影響強度越大。為了得到較為全面、可靠的影響度值，邀請不同領域的專家進行評分，假設各專家權(quán)重相同，根據(jù)

(5)

(6)

1.3 決策步驟

本文提出了基于灰色關(guān)聯(lián)度的模糊認知圖分析方法，拓展了現(xiàn)有的分析方法，具有易于理解和推廣應用的特點?；谀：J知圖與灰色關(guān)聯(lián)度，下面給出航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素測算的具體步驟。

Step1通過專家問詢、資料查詢等方法確定航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素，并確定各影響因素初始狀態(tài)。

Step2根據(jù)各影響因素特征，確定因素間的影響強度及各因素間的模糊認知圖，并通過專家調(diào)研獲得影響因素間的影響強度矩陣。

Step3根據(jù)式(1)、(2)，計算穩(wěn)定值，確定系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。

Step4根據(jù)式(3)、(4)，計算航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價與各影響因素間的灰色關(guān)聯(lián)度， 確定影響競價的關(guān)鍵因素。

2 案例分析

2.1 航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素

隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展，我國逐漸進入國際商業(yè)發(fā)射市場，作為重要的發(fā)射服務商提供對外商業(yè)發(fā)射服務。據(jù)相關(guān)機構(gòu)預測，2015～2021年全球非地球同步軌道預計(NGSO)商業(yè)衛(wèi)星需求接近200顆，近地軌道通信衛(wèi)星約占38.5%；科學技術(shù)驗證衛(wèi)星占 26.7%；軌道運輸(包括載貨和載人)占 27.8%。隨著運載火箭研制單位國際市場化程度的深入，運載火箭價格體系正逐步從計劃價格管理向市場化價格管理轉(zhuǎn)型，現(xiàn)有的價格體系難以適應市場化戰(zhàn)略的實施，特別是難以適應國際化市場的競爭。面對國際化的商業(yè)發(fā)射市場，一方面要充分研究我國運載火箭的成本優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢；另一方面也要研究國際發(fā)射市場的市場營銷、市場運作的方式和過程，按照國際商業(yè)發(fā)射服務的流程參與到國際發(fā)射服務的競爭中。為滿足市場化、國際化的競爭需求，亟需設計適應國際發(fā)射服務市場的競價因素和策略體系。作者梳理了與航空商業(yè)發(fā)射服務定價影響因素有關(guān)的參考文獻，并整理出影響發(fā)射市場競價的相關(guān)因素，見表1。

表1 航空商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素及參考文獻

影響航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素眾多。構(gòu)建合理、完善的航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素體系是進行航天發(fā)射服務競價的基礎與前提。競價影響因素的設計應能反映航天商業(yè)發(fā)射服務市場的現(xiàn)狀，需綜合考慮環(huán)境、成本、需求等各種要素。對航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價因素的劃分要遵循如下原則：

(1)系統(tǒng)、合理性：航天商業(yè)發(fā)射競價影響因素體系作為整體，應能反映航天商業(yè)發(fā)射服務市場特征，且有層次性結(jié)構(gòu)。同時，能結(jié)合航天商業(yè)特點，選擇合理、有代表性的影響因素。

(2)科學、簡明性：航天商業(yè)發(fā)射競價影響因素體系應能客觀反映航天商業(yè)發(fā)射服務現(xiàn)狀。影響因素應簡潔明了，數(shù)量不宜過多，致使因素間重疊性過大；同時，數(shù)量又不宜太少，致使重要信息丟失，難以對航天商業(yè)發(fā)射服務市場進行客觀評價。

(3)易于操作性：航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素體系應結(jié)合航天商業(yè)效益，即成本、社會需求、品牌、環(huán)境等特點，因素具有可度量性，以便資料的收集和選擇合理有效的量化處理方法。

(4)動態(tài)靈活性：發(fā)射競價影響因素體系能動態(tài)反映航天商業(yè)發(fā)射服務市場特征，隨著形勢的發(fā)展變化，影響因素體系可靈活調(diào)整與擴充，以反映航天商業(yè)發(fā)射服務市場現(xiàn)狀。

影響航天商業(yè)發(fā)射服務競價因素眾多，需弄清與競價相關(guān)的因素，并根據(jù)因素間因果關(guān)聯(lián)關(guān)系進一步分析導致競價成敗的關(guān)鍵因素，從而為實際發(fā)射服務競價作指導。通過與航天發(fā)射服務方面的專家問詢及資料分析，并根據(jù)航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素劃分原則，我們設計出競價影響因素體系，見表2。

表2 航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價P影響因素體系

航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價P影響因素可劃分為宏觀環(huán)境影響因素C1、成本C2、市場需求C3、競爭需求C4、品牌因素C5等。其中宏觀環(huán)境C1反映了航天商業(yè)發(fā)射服務市場所處的市場現(xiàn)狀；成本C2是影響競價的重要因素；市場需求C3反映了對航天商業(yè)發(fā)射服務的需求程度；競爭需求C4體現(xiàn)了航天商業(yè)發(fā)射服務市場競爭應具備的條件；品牌因素C5是航天商業(yè)發(fā)射服務市場競爭力的一個重要體現(xiàn)，反映了社會對航天商業(yè)發(fā)射服務的認可程度。各影響因素間并不完全獨立，如良好的宏觀環(huán)境C1會降低航天商業(yè)運營成本C2，而成本C2的降低在一定程度上會增強市場需求量C3；競爭需求C4的增強會相應提高產(chǎn)品的品牌C5效應。另外，各因素內(nèi)子因素間也存在一定程度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如宏觀環(huán)境C1中，若政治環(huán)境C11良好，則經(jīng)濟C12、技術(shù)C13與社會環(huán)境C14也必然不差。成本C2中，研發(fā)C21與生產(chǎn)成本C22的增加必然會影響到運行C23與發(fā)射成本C24，見圖1。其中的“+”、“-”分別表示影響因素間存在的正、負因果影響關(guān)系，如成本C2的增加，將引起市場需求C3的減少。

圖1 航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價影響因素模糊認知圖

2.2 基于模糊認知圖的航天商業(yè)發(fā)射服務競價影響因素分析

對航天商業(yè)發(fā)射服務競價的影響因素進行分析，主要是為指導航天競價提供參考。通過競價因素分析建立影響因素預測模型，在辨識關(guān)鍵影響因素的前提下，提前應對，提高競標成功率。模糊認知圖基于不同概念的因果關(guān)聯(lián)關(guān)系，并依據(jù)專家的先驗知識進行分析、推理，以實現(xiàn)對航天商業(yè)發(fā)射服務競價影響因素的識別?；谀：J知圖分析航天商業(yè)發(fā)射服務競價的影響因素，具體過程如下：

Step1確定航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價影響因素及各影響因素初始狀態(tài)。假設變量初始狀態(tài)僅有啟動與未啟動之分，分別以1與0表示。競價開始時P=0，宏觀環(huán)境良好C1=1，成本較高C2=1、市場需求量大C3=1，競爭需求大C4=1，良好的品牌效應C5=1，則初始向量可表示為：

[C1,C2,C3,C4,C5,P]=[1,1,1,1,1,0]

(7)

Step2確定關(guān)聯(lián)矩陣。根據(jù)航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價中影響因素模糊認知圖，邀請五位來自不同領域的專家進行調(diào)研并通過式(5)獲得因素間的影響強度矩陣W。

(8)

其中wij表示影響因素Ci(i=1,2,3,4,5)及競價P間的影響程度。如w12=-0.1，表示宏觀環(huán)境C1對成本C2具有負因果影響關(guān)系，即宏觀環(huán)境C1的提升，必然會使成本C2有所降低。如技術(shù)環(huán)境C13的提高，可使得研發(fā)C21、發(fā)射C24等成本降低，而良好的政治C11、經(jīng)濟C12環(huán)境又在一定程度上使得生產(chǎn)成本C22有所減少，綜合各專家意見，最終得到w12的值，其余wij類似討論得到。

Step3計算穩(wěn)定值，確定穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)式(1)、(2)，考慮到計算的簡便與各狀態(tài)收斂的速度，取λ=1[15]，通過不斷迭代得到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)，見表2。

表2 航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價P影響因素狀態(tài)

由表2可以看出，通過五次迭代，系統(tǒng)各因素達到穩(wěn)定狀態(tài)。其中成本C2的狀態(tài)值降速最快，由第一次的0.6457減少到0.5859；其次是競爭需求C4，由0.5744減少到0.5393，并最終達到穩(wěn)定。說明在航天商業(yè)發(fā)射服務競價的影響因素中，成本C2與競爭需求C4是影響競價的最為關(guān)鍵的因素，而品牌因素C5的狀態(tài)值在迭代中未有變化，其對競價的影響較小，說明大家不為“虛名”所動，更加關(guān)注航天服務的內(nèi)在品質(zhì)，這也與航天競價實際相符。

Step4計算影響因素與競價的關(guān)聯(lián)度值。由表2可以看出迭代到第五次達到穩(wěn)定狀態(tài)：[C1,C2,C3,C4,C5,P]=[0.5250,0.5803,0.5057,0.5379,0.5,0.7458],若記：P(k)=[0.8808,0.7589,0.7463,0.7458,0.7458]T，作為特征序列。各影響因素序列作為行為序列，根據(jù)式(3)、(4)可得各影響因素Ci(i=1,2,3,4,5)與競價P的關(guān)聯(lián)度值分別為:R(P,C1)=0.8234,R(P,C2)=0.9624,R(P,C3)=0.7845,R(P,C4)=0.8525,R(P,C5)=0.7724,因此，R(P,C2)>R(P,C4)>R(P,C1)>R(P,C3)>R(P,C5)，即在航天商業(yè)發(fā)射服務市場中，影響競價P的最主要的因素是成本C2，其次是競爭需求C4，見圖2。

圖2 航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價影響因素狀態(tài)值

成本成為影響航天商業(yè)發(fā)射競價成功與否的關(guān)鍵因素之一。隨著國際航天商業(yè)發(fā)射服務市場日益激烈的競爭變化，低成本成為航天發(fā)射服務市場競價成功的重要指標。目前，國際上不同軌道發(fā)射單價逐步降低，如GTO軌道，其單位載荷發(fā)射價約為1～3萬美元，而LEO軌道約為0.5～3萬美元。美國EELV計劃下的德爾它4與宇宙神5系列運載火箭，由于發(fā)射價格較高，在國際航天商業(yè)發(fā)射服務市場上沒有價格優(yōu)勢。而歐洲的阿里安5火箭單位載荷發(fā)射價格約為2萬美元，價格適中且發(fā)射成功率較高，因而在商業(yè)競價中具有較大優(yōu)勢。俄羅斯的質(zhì)子M火箭雖然發(fā)射價格較低，但頻發(fā)的質(zhì)量故障使其在發(fā)射服務市場中所占份額越來越小。可見，成本C2與發(fā)射成功率即競爭需求C4是影響航天商業(yè)發(fā)射服務市場競價的關(guān)鍵因素，這一結(jié)論與當前國際航天商業(yè)發(fā)射服務競價現(xiàn)實相符。

對于成本C2，采用同樣方法討論其中的關(guān)鍵影響因素。假設變量初始狀態(tài)為：

[C21,C22,C23,C24,C2]=[1 1 1 1 1]

(9)

通過專家調(diào)研及式(5)獲得因素間的影響強度矩陣:

(10)

根據(jù)式(1)、(2)，并取λ=1[18]，通過不斷迭代得到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)，見表3。

表3 成本各影響因素狀態(tài)

根據(jù)式(3)、(4)可得C2中各影響因素與成本C2的關(guān)聯(lián)度值分別為：

R(C2,C21)=0.6672,R(C2,C22)=0.6672,
R(C2,C23)=0.7368,R(C2,C24)=0.9630

因此，R(C2,C24)>R(C2,C23)>R(C2,C22)=R(C2,C21)，即對于成本C2，最為關(guān)鍵的是發(fā)射成本C24與運行成本C23，見圖3。

圖3 成本中影響因素狀態(tài)值

圖4 競爭需求中影響因素狀態(tài)值

對于競爭需求C4，采用同樣方法可以發(fā)現(xiàn)(限于篇幅，計算過程略)：企業(yè)所處的行業(yè)的位置C41與市場供求環(huán)境C43在競爭需求中最為重要，見圖4。其次，宏觀環(huán)境C1也是影響競價不可忽視的因素，尤其應注意加強技術(shù)環(huán)境C13、社會環(huán)境C14等的建設，這有助于發(fā)射C24、運行C23等成本的降低，從而有助于競價成功。

2.3 方法比較

DEMATEL方法是基于矩陣理論與圖論進行系統(tǒng)中因素關(guān)系分析的方法[32]。與模糊認知圖一樣，可以充分利用專家的經(jīng)驗與知識處理系統(tǒng)中因素間關(guān)系不確定的問題。為說明本文方法的優(yōu)越性，本節(jié)利用DEMATEL方法分析影響航空商業(yè)發(fā)射市場服務競價的關(guān)鍵因素。具體步驟如下：

表4 系統(tǒng)因素的影響度、被影響度、中心度與原因度

由表4可見，各因素的中心度依次為，市場需求(C3)、成本(C2)、競爭需求(C4)、品牌因素(C5)、宏觀環(huán)境(C1)，即市場需求(C3)在所有影響因素中所起作用最大。而通過各影響因素原因度的對比，可以發(fā)現(xiàn)影響航天商業(yè)發(fā)射服務競價的原因要素主要有品牌因素(C5)、宏觀環(huán)境(C1)、競爭需求(C4)。而由本文所提方法，我們得到在航天商業(yè)發(fā)射服務市場中，影響競價的最主要的因素是成本(C2)與競爭需求(C4)，這一結(jié)果也與當前航天商業(yè)發(fā)射服務現(xiàn)實更相符。與DEMATEL方法相比，模糊認知圖能同時體現(xiàn)因素間的正、負因果影響關(guān)系。通過因素間的正、負影響強度值，可以直觀反映因素間的正、反向作用，比DEMATEL方法中單純的正影響強度值更能模擬系統(tǒng)因素間的不確定關(guān)系，因而知識表示和系統(tǒng)推理能力更強。其次，模糊認知圖能模擬復雜動態(tài)系統(tǒng)，同時兼具預測功能。通過系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，可以發(fā)現(xiàn)各因素的發(fā)展態(tài)勢，為下一步的風險管控提供決策依據(jù)。因此，模糊認知圖在分析系統(tǒng)影響因素時更加可行、有效。

3 結(jié)論

航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價關(guān)系到航天事業(yè)市場化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，本文利用模糊認知圖與灰關(guān)聯(lián)方法分析航天商業(yè)發(fā)射市場服務競價的影響因素，得出成本與競爭需求是影響競價的兩個重要指標。尤其目前低成本發(fā)射在競價市場成為主流。同時，為了保證發(fā)射任務成功施行，發(fā)射成功率也成為航天市場競價關(guān)注的另一個重要指標。因此，為了能夠在航天市場競價中取得成功，應在提高商業(yè)運載火箭發(fā)射服務行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的同時，重點關(guān)注如何降低發(fā)射成本、提高競爭需求，以及加強宏觀環(huán)境等的建設。