基于系统动力学的煤炭企业产业协同效应研究
发布时间：2022-04-11
摘 要：现今煤炭市场供大于求，行业经济效益持续下滑，煤炭企业为了度过难关，正在大力开展产业协同的实践，急需在理论上回答企业多元化的产业协同效应问题。本文基于系统建模的思想，构建了煤炭集团的多元化产业协同效应的系统动力学模型，通过分析各产业板块内部及产业板块之间的因果反馈关系，构建各产业板块利润子系统以及集团总体利润系统的系统动力学模型，并以神华集团为例，通过调节各产业之间的内部交易量对所建立的系统动力学模型进行了仿真模拟分析。结果显示，加大集团内部各产业间的协同程度，集团的整体绩效都会显著地增加，其中，煤炭与铁路的协同效应最为明显、煤炭与电力间次之，后续依次为煤炭与港口、煤炭与航运、电力与煤炭。据此建议煤炭企业集团以市场为导向，加强企业内部的市场建设，利用资源优势进行产业链延伸。
关键词：煤炭行业;多元化;产业协同;系统动力学;神华集团
1 引言
2002-2012 年的“黄金十年”期间，煤炭企业得到了较大发展，不仅在煤炭主业上实现了规模化，而且在产品结构上实现了多元化。2013 年，煤炭 100强企业共实现营业收入总额37 778亿元，其中，煤炭板块为 17 155 亿元，非煤板块为 20 623 亿元，非煤板块所占比重首次突破了60%[1] 。煤炭企业的这种多元化发展模式为其实现长期可持续发展提供了支撑。
近年来，煤炭市场需求增速下滑，煤炭价格下跌，企业利润下降，煤炭企业面临着严峻的生存考验，而克服当前困境的重要途径之一是充分利用煤炭企业多元化发展模式的优势，加大不同板块之间的产业协同，通过内部市场培育和产业要素间的协调配合，实现“1+1>2”的协同效应。如神华集团充分利用其“煤电路港航”的一体化协同模式，通过产业间的有机配合，最大程度地减少企业内部交易成本，扩大企业内部市场份额，从而提升企业的竞争能力和抗风险能力，在煤炭不景气的市场环境中，仍然保持着较好的市场业绩。通过加大产业协同来克服当前的困难局面已经成为国内各大煤炭企业的通行做法。
长期以来，理论界对产业协同的研究是从区域间的产业协同开始的[2] ，如产业协同带动效应[3] 、产业集群协同[4] 、技术产业协同[5] 、产业转移对产业协同发展影响[6] 等;针对多元化企业内部的产业协同主要集中于产业协同效应[7] 的评价上，特别是 Robert S.Kaplan等运用平衡计分卡方法得到了大批具有理论和实践价值的研究成果[8] ，也成为企业产业协同研究的主要方向;还有一些研究关注于多元化与企业绩效之间的关系，但结论并不一致，有正相关[9~12] 、负相关[13，14] 、倒U型[15] 、不相关[16，17] 等多种结果。还有少量文献对煤炭企业产业协同进行了研究，如孙喜民等以煤炭集团为例对企业产业协同与企业绩效关系的研究结果显示正相关关系[18] 。
综上，还没有文献对多元化企业产业协同的模式和路径展开过系统化的研究，而这正是当前制约煤炭企业产业协同发展的关键所在;同时，多元化与企业绩效之间研究结果的不一致也困扰了煤炭企业实现产业协同发展的信心。为此，本文立足于煤炭企业多元化发展的实际，综合考虑产业内部系统关系、产业间业务往来等因素及其对协同效益的影响，构建了产业协同的系统动力学模型，并以神华集团为例进行了数据演算，对以上问题给予了回答。这种针对具体行业的研究结果也更具实践指导价值。
2 煤炭企业产业协同系统分析
2.1 煤炭企业系统及系统边界
多元化的煤炭集团类似于一个复杂的大系统，而内部各产业板块则是其子系统，且它们之间既相互独立，又有机关联。如煤炭子系统本身就是集生产、销售、价格、成本、物流、财务、信息和人力资源等众多要素集合的大系统;同时，集团内部各子系统之间又相互协同，基于燃料、原料、物流、资金和信息等要素发生着复杂的内部业务往来关系，如此相互交叉形成一个复杂的煤炭企业产业协同系统。
考察这一大系统的边界时，科斯定理指出：企业边界定位于内部交易成本等于外部交易成本时，即当企业内部交易成本低于外部交易成本时，通过企业内部合作更具经济性，企业规模将进一步扩大，而当企业内部交易成本高于外部交易成本时，企业内部合作的成本增加，外部采购更具经济性，企业规模不再扩张。根据这一定理，本文定义煤炭企业系统的边界为：企业内部交易价格等于外部采购价格时。相关模型边界变量如表1所示。
2.2 煤炭企业产业系统因果关系图
进一步，根据各产业板块间的交易关系，构建煤炭企业因果关系模式如图1所示。通过增加内部交易量会降低采购成本和增加板块利润，从而为下一轮规模扩大化提供基础，而规模扩大后所产生的规模经济和范围经济又会使企业平均成本进一步降低，各板块利润由此增加，如此反复形成图1a所示的正反馈回路;当产量和产品种类超过一定范围时，随着规模不经济效用发挥作用，各产业板块成本开始增加，企业利润下降，而规模扩大使得内部需求增加，由此形成如图1b所示的正反馈和负反馈回路。
以煤炭和电力版块为例，当内部交易成本低于外部交易成本时，它们之间的因果关系如图 2a 所示;当外部交易成本高于内部交易成本时，它们之间的因果关系如图2b所示。主要反馈回路为(+为增加，-为减少)：
(1)煤 炭 对 电 力 交 易 量 + —— 煤 炭 内 部 收入+ ——煤炭板块收入+ ——煤炭板块利润+ —— 煤炭板块规模+ ——煤炭对电力交易量+ ，该回路是一个正反馈回路;
(2)煤炭板块利润+ ——煤炭板块规模+ —— 煤炭板块成本-(+)——煤炭板块利润-，该回路是一个正(负)反馈回路;
(3)煤炭板块利润+ ——煤炭板块规模+——电力对煤炭交易量+ ——煤炭板块成本- ——煤炭板块利润- ，该回路是一个正反馈回路;
(4)电力板块利润+ ——电力板块规模+ —— 电力板块成本-(+)——电力板块利润+ ，该回路是一个正(负)反馈回路;
(5)电 力 对 煤 炭 交 易 量 + —— 电 力 板 块 收入+ ——电力板块利润+ ——电力板块规模+ —— 电力对煤炭交易量+ ，该回路是一个正反馈回路。
3 煤炭企业产业协同的系统动力学模型
3.1 煤矿企业产业协同系统模型流图
煤炭板块是煤矿企业的主业和利润的主要来源，且在过去的“黄金十年”中，企业多元化发展的资金支撑也主要源于煤炭板块，相应的多元化产业也大都与煤炭相关，构建了以煤为基的多元化发展模式。如煤炭板块和电力板块间，后者的动力燃料来自于前者，而前者的生产中也离不开电力，因此，煤炭板块的煤炭销售面向外部市场和内部市场，电力市场亦然。因此，产业板块之间的业务往来是煤炭企业产业协同的主要体现形式，据此用内部销售系数这一指标来体现煤矿企业各产业板块之间的协同程度。本系统设置初始时间为2008，结束时间为2013，时间步长为1，时间单位为年，建立的煤矿企业产业协同系统的流图如图3所示。
3.2 基本方程式构建
根据图3所示的变量之间的关系，最终建立各基本方程式如表2。
4 产业协同系统的仿真分析
以神华集团为例，对其2008-2013年间的产业协同情况运用VENSIM软件展开仿真分析。神华集团成立于 1995 年，已经发展成为集煤矿、铁路、港口、航运及电力于一体的多元化特大型能源企业，并开创了煤电路港航的一体化产业协同模式，因此最具有代表性。
4.1 参数的确定
模型中的参数有常数值、初始值、表函数等，为了简化流图参数，将那些随时间变化不明显的参数取常数值。相关参数值主要来源于神华集团 2008-2013年的《集团年度报告》以及历年的《中国煤炭工业年鉴》，而对于模型中物质转化比率和固定参数的设置，主要根据相关产业的专业分析报告以及目前该产业的市场环境，运用算术平均法计算得到。一些参数如煤炭价格、电力价格、运输单位价格则主要来源于神华集团的年度报告。具体参数取值如表3所示。
4.2 模型检验
系统动力学模型的检验原则是：一个正确模型的运行结果应该在任何情境下都与现实相吻合，否则，模型自身就需要进一步改进。将煤炭企业产业协同模型中的煤炭内部销售系数设置为内部销售系数(煤炭)=IF THEN ELSE(time ? 2 009.5，0.167， 0.5)，即如果模型符合现实，其新的运行结果就会和初始值0.167有所不同。测试结果如图4a所示，模型运行1年半后，内部销售系数突然增加，市场需求量随之增加，煤炭销售收入增加，集团总体利润也随之增加，显示出测试结果比原来的初始值要大。同样地，如果将铁路内部销售系数设置为内部销售系数(铁路)=IF THEN ELSE(time ? 2 009.5，0.891， 0.5)，测试结果如图 4b 所示，发现模型运行 1 年半后，铁路的内部销售系数增加，得到了类似以上的仿真结果。模型通过了多个现实性测试，可以进一步进行模拟分析。
4.3 仿真模拟分析
通过调节各产业间的内部销售系数，来模拟整个集团的利润构成变化，进而分析不同产业间的协同程度是如何影响集团绩效的。为了方便比较，让不同产业的内部销售系数分别增长10%，此时控制变量的情境参数如表4所示。
模拟仿真的结果如表5所示。
总体看来，增加不同产业板块之间的协同程度后，煤炭企业的总利润均有所增加，表明多元化的煤炭企业实施产业协同战略后的确有助于改善公司绩效。但就不同的板块协同而言，对利润增长的贡献程度并不相同：煤炭和铁路的协同贡献最大，表明作为我国煤炭销售的关键制约性因素，改善铁路运输能力对煤炭企业绩效发挥着重要影响，囿于铁路的“国有化”性质，业界通常认为神华的煤铁协同模式有着特殊性，不可复制;煤电协同的贡献居第二位，但最为稳定，验证了行业内长期奉行的煤电一体化战略的正确性，二者的天然关联使得煤炭企业将发展电力产业作为多元化的首选;煤港和煤航的协同贡献分列第三和第四位，二者都是煤炭销售物流的重要组成部分，有效协同后将会有效地促进产品销售，从而带来较好的绩效;排在最后的是电煤之间的协同，即电厂向煤企送电所引发的协同效应最不显著，表明电力虽然是煤炭企业生产的一种必要因素，但在煤炭企业的生产成本中所占比例并不大，因此通过二者之间的协同所带来的成本节约也相对较小。
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此外，研究还发现对神华集团而言，不同版块间产业协同的结果是使企业规模继续增大，这就意味着系统内部的反馈关系以正反馈为主，内部交易成本小于外部交易成本，企业通过产业协同获取了更多的利润，表明集团还有进一步规模化发展的空间。发展的方向应依据各版块内部销售系数提升对其它版块的贡献度进行判断，具体说来，应充分利用铁路版块对煤炭版块的支撑来增加煤炭货运量，同时利用煤炭版块对电力版块的支撑来增加发电量，如此循环形成一个最具价值的产业链体系，而其余的版块内部交易系数对其它版块的贡献并不明显。究其原因，航运市场和港口资源高度外部市场化，完全可以经由价格机制和优化组合从外部构建成本最低的物流体系，而将其内部化以后反而因行政管理费用的增加使得内部交易成本高于外部交易成本。因此，建议神华集团下一步重点通过发展煤炭、电力和铁路来扩大规模，而对港口和航运版块持谨慎的保守战略。
同时需要指出的是，作为一个百亿吨的大型国有企业，通过内部产业协同来稳定市场、降低成本和增加利润都是一种必要的精益化管理手段，但尚不足以抵御系统化的市场风险带来的冲击。从表4 中可以看出，虽然增加内部销售系数 10%以后，集团和各版块的利润都有所上升，但上涨的幅度似乎并不大，2008-2013年，因内部市场交易增加带来的平均利润增加额分别为 19、26、30、39、45 和 48 亿元，增长率为2%左右，它显然对如此规模的大型央企的发展而言贡献甚微。因此，在当前煤炭市场的困难情况下，除了通过产业协同来节省成本，更应该通过积极的外部市场拓展来获取更大的发展，这也为当前众多煤炭企业指明未来的发展方向。
5 结论和不足
5.1 结论
通过对煤炭企业的系统动力学仿真分析，当不同产业板块之间的内部销售份额增长时，煤炭企业的经营绩效都比现实值有所提高，这为当前煤炭企业的产业协同实现提供了理论依据，进一步增强了煤炭企业通过产业协同来面对当前市场不景气的困难局面，提高了其可持续发展的能力。
就不同模块的协同效应而言，煤炭与铁路、港口和航运等运输产业的协同效应较好。当前，国家正鼓励社会资本参与国家基础设施建设，煤炭企业应该抓住这一有利时机，积极以各种形式的资金投入来获取企业在物流产业的发言权，进而为通过产业协同获取持续稳定的竞争优势打下基础。
煤电产业协同展现出较好的公司绩效，且较为稳定，但这主要体现在煤炭作为原料向电厂的协同方式上，而电厂所发电力向煤炭生产端的协同效益似乎并不大。这提醒着煤电一体化企业的工作重点是如何通过优化煤种配置和运输线路，使得电厂用煤的内部市场得以扩大和稳定，而非相反。
5.2 不足及改进的方向
囿于研究样本限制，本文仅以神华集团为例，对煤电路港航的协同模式进行了研究。实践中，煤炭、煤化工、建材等产业版块之间的协同也广泛地存在着，同样是煤炭企业加强内部竞争能力的重要方面，值得进一步深入研究。——论文作者：孙喜民1 ，刘 客2 ，刘晓君1
参考文献(References)：
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