动力学与控制学报
主办单位:教育部
国际刊号:1672-6553
国内刊号:43-1409/O2
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行业产能发展的系统思考与动力学仿真

  论文导读::本文构建了系统动力学模型模拟这一过程。正需要有长远的视界与仿真支持手段。产能过剩。建设周期越长。再通过折旧进入企业的营业成本。

  论文关键词:系统动力学,仿真,产能过剩,建设周期,折旧

  一 引言

  制造业的高速发展给中国带来了巨大的财富,也使中国政府、企业面临一个严重的问题,产能过剩。在2000年已有学者统计,制造业各行业生产能力普遍过剩为60%-70%。伴随着需求紧缩和价格的下降,制造业成本又呈现出刚性,出现了投入品成本上升而产出品价格持续大幅度下跌的不对称格局,这必将导致制造业的全面崩溃[1]。产能过剩主要是由于产业资本追逐利益的天性以及固定资产投资在成生产能力的过程中存在时间延迟造成的。本文构建了系统动力学模型模拟这一过程,并对政府、企业采取的一些措施进行灵敏度分析,确定各措施的有效程度。

  二 系统动力学可行性分析

  系统动力学(System Dynamics,SD)始创于1956年,在20世纪50年代末成为一门独立完整的学科,其创始者为美国麻省理工学院的Forrester教授,20世纪70年代末系统动力学引入我国,其建模方法与其他建模方法相比,第一,适用于处理需通过较长的历史阶段来观察的问题,对于产能发展的建模与分析,正需要有长远的视界与仿真支持手段;第二建设周期,适用于强因果关系的问题,通过分析可发现产能发展过程中各影响间因果关系较为明晰,可利用系统动力学加以表述和建模;第三,适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题一般来讲,产能发展模型可以为企业和政府提供了一个生产能力发展趋势,价格波动趋势,收益波动趋势,以满足其决策要求;第四,强调有条件预测,系统动力学方法强调条件和结果的对应性,可在仿真环境中的不同试验条件下对系统进行分析[3-5]。本文构建的产能发展模型,可以根据实际情况对外生变量选取不同的数值,对模型进行应用分析。

  三 模型构建

  本模型主要包括三个子系统,投资子系统,库存子系统,和价格变动子系统,主要的外生变量产品需求曲线、单位变动成本、市场收益率(产业平均报酬率),标准单价(可视为替代产品价格)、建设周期、调价幅度(反映政府对价格变动的管制程度)、库存阀值(企业决定降价倾销的重要因素)等,其余均为内生变量。

  (一) 子系统说明

  1 投资子系统 现实中,企业主要根据收益率高低来做出投资决策,此外还受到国家政策,行业准入门槛的限制,本文只考虑收益率对企业投资行为的影响。根据马克思政治经济学,资本有产业资本和借贷资本等形态,产业资本对应产业资本的平均报酬率论文开题报告范例。根据资本的逐利原则,一个行业的投资报酬率(体现为净利润率)越高,新进入产业资金越多。本文假设新进入投资比例与超额收益(行业报酬率与产业平均报酬率之差)存在指数关系来体现上述理论。资金投入后形成在建工程,经过一定的时间延迟即建设周期后进入固定资产形成生产能力,再通过折旧进入企业的营业成本。

  2 库存子系统 企业根据期望生产速率和生产能力来确定生产速率,如果生产能力大于期望生产速率,则生产速率等于期望生产速率,否则就等于生产能力。期望生产速率受到库存计划和客户订单速率的影响,同时又与企业安全储备期和订单处理时间有关,流图体现了这些关系。发货速率受到库存的限制,还取决于客户订单速率。

  3 价格子系统 价格主要受供求关系影响,订单速率大于企业期望发货速率则表示产品短缺建设周期,存在价格上涨动力,小于则有价格下降压力,分别对应涨价速率和跌价速率。此外库存积压过多,厂家降价倾销是另外一个价格变动因素。

  (二)系统模型

  图1是在分析企业行为的基础上建立的产能扩张系统流图。系统流图支持定量分析,由流位变量、流率变量和信息三类元素组成。在矩形框中的变量是流位,流位是随时间而变化的积累量,是物质、能量与信息的贮存环节,如企业中的产品库存量或者是生态系统中的资源总数等。在蝴蝶结下方的是流率,如物流等。没有矩形框的是辅助变量或常数,云状的图示表示的是系统的边界。系统流图可以定量表示系统中的反馈关系,其中各个变量之间关系用数学公式定义[6]。

  建设周期建设周期

  图1产能扩张系统动力学模型

  四 仿真实验及过程分析

  本案例动力学仿真实验选用vensim5.7为实验平台,对模型初始设置如表1。

  表1

  变量名

  建设周期

  折旧年限

  标准价格

  库存阀值

  调价幅度

  生产时间

  单位变动成本

  变量值

  3

  10

  10

  50

  0.1

  0.02

  10

  单位

  年

  年

  元

  百万个

  无量纲

  年

  元

  模型主要假设:(1)需求=50-5*相对价格,则可预期最大需求不超过50;

  (2)生产能力=固定资产/10,假设企业主要是中小型企业,进入门槛较低,生产能力与固定资产存量成正比例关系;

  (3)新投资比例=if then else(超额收益﹥0,EXP(超额收益)-1,0)

  根据以上假设可以预期产业最佳资本投入(在建工程与固定资产之和)小于500百万元。运行模型,关于在建工程、固定资产、资本存量得出结果如图2、图3。

  建设周期

  图2 在建工程、固定资产、资本存量、新进入投资趋势图

  图3 销售价格和税后经营利润趋势图

  如图2、图3模拟结果显示,在第六年资本投入(在建工程与固定资产之和)已经达到了500百万元的行业饱和值,由于存在的建设延迟,在第六年能形成生产能力的固定资产只有不到250百万元,不能满足市场需求,表现为供不应求,价格上涨,从而推动税后利润上涨(图3),新进入资本进一步增加,形成在建工程;在随后的第七年直到第十年,价格由于供给不足继续上涨,价格上涨带来需求的减少,全行业的投入资本增加以及固定资产折旧增加导致的营业成本上升,使税后利润出现降低,超额收益减少,出现了新进入投资的降低;在第十年到第十五年,固定资产超过了500百万元的饱和值,产品供给大于需求建设周期,价格开始下降,需求量增加,由于销量的增加导致了企业税后利润达到第二个峰值,对应的在此期间也出现了第二个新进入投资峰值,在建工程在这个期间继续增加,此时行业生产能力已经超过饱和值的两倍;在第十六年,企业库存积压越来越大,生产能力已经远远超过需求,企业开始大幅降价倾销商品,利润出现大幅度下降,价格下降到变动成本以下,行业全面亏损。

  在这个过程中,最高的资本投入达到了行业饱和值的近四倍,固定资产峰值差不多是饱和值三倍。如果企业投资者仅仅根据公司的税后利润以及超额收益做出投资决策,在第十五年还有新资本进入行业,而此时行业的资本投入已经达到饱和值的近四倍。

  五 参数灵敏性分析

  灵敏性分析是通过改变模型中的参数、结构,运行模型并比较运行输出,从而确定参数对系统的影响程度论文开题报告范例。灵敏性分析主要有结构灵敏性分析和参数灵敏性分析两种,结构灵敏性分析主要研究模型中的因果关系的变化对模型行为的影响,参数灵敏性分析则主要研究模型行为对参数在合理变化范围内的灵敏性,检验模型行为是否因为某些参数的微小变动而改变[5]。本文主要针对建设周期、库存积压阀值、调价幅度、折旧年限对固定资产进行灵敏度分析,以反映这些参数的变动对产能过剩问题的影响。

  根据对建设周期、库存积压阀值、调价幅度、折旧年限等参数的灵敏性分析,可以得出以下结论:

  (1)建设周期的长短与产业扩张周期具有很强的关联度,建设周期越长,产能扩张周期越大,固定资产峰值超出饱和资本存量也越多。建设周期从三年降为半年时,固定资产峰值出现时间从十六年降为六年,固定资产峰值从1468百万元降为1010百万元。

  (2)折旧年限的减少会大幅度降低固定资产峰值,但会小幅增加扩张周期,折旧时间从十年缩短为五年,固定资产峰值从1468百万元降为789百万元,可以看出有很明显的减少过剩产能的效果。

  (3)企业库存积压阀值设置越小,固定资产峰值降低,扩张周期同时也小幅下降。

  (4)调价幅度越大,固定资产峰值越低,调价幅度从0.1增加到0.7建设周期,固定资产峰值从1468百万元降低到1176百万元,同时产业扩展周期越短。

  综合(2)、(3)、(4),在既定的建设周期条件下,库存积压阀值、调价幅度、折旧年限对于固定资产峰值具有良好的相关性,与扩张周期关联性相对于建设周期则小很多。

  六 结果讨论

  通过模型的仿真实验,可以看到产业扩张周期主要是由建设延迟时间决定的,难以避免。同时库存在短时间内吸收一部分过剩生产能力,价格滞后调整,使行业扩张过度,库存积压过高,当危机来临之时,企业只能采用倾销的手段回收资金,从而导致行业的崩溃。

  根据灵敏性分析,企业和政府可以从下述方面入手减少行业产能波动给企业和社会带来的负面影响:

  第一,企业方面应尽量按订单生产,合理安排库存,降低由过多库存导致的行业过剩产能。

  第二,政府可以通过税务机关适当减少企业固定资产的折旧年限,使行业固定资产存量保持在一个相对较低的水平,降低过剩产能。同时政府在合理范围内应尽量减少对价格进行干预,使价格能尽可能的反映供需关系,

  参考文献:

  [1]刘志彪,王建优。制造业的产能过剩与产业升级战略[J].经济学家。2000(01):15-18

  [2]李艳。国家发改委“全面围剿”产能过剩。国际金融报[N].2009.10.19

  [3]李旭。社会系统动力学——政策研究的原理、方法和应用[M].上海:复旦大学出版社,2008:66-70

  [4]谢英亮,谢林海,袁红萍等。系统动力学在财务管理中的应用[M].北京:冶金工业出版社,2008:6-10

  [5]徐大丰,李清,谭旭等。再生产业宏观战略规划的系统动力学建模与分析[J]. 计算机集成制造系统,2009,Vol.15(7):1307-1316

  [6]张力菠,方志耕。降价决策的系统思考及动力学仿真[J].2009,Vol.18(3),261-267

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