第三节 产业网络概念及分析原理

一 产业网络概念的提出

产业网络概念的提出主要源于以下三点。

一是投入产出方法的局限与启示。关联研究的主流范式和基本框架是投入产出方法，这类方法下的研究成果包括静态里昂惕夫模型和关联效应强度系数模型。在信息处理方面，静态里昂惕夫模型信息过于分散而关联效应强度系数模型信息过于集中。对此，定性投入产出模型QIOA/MFA则以信息熵最大为目标进行信息过滤，但这种方法对直接关联关系和间接关联关系采用相同临界值，虽然操作性强并有效简化了模型，但在间接关联关系信息上的损失较大。关联研究的深化需要超越经典投入产出方法，而QIOA/MFA采用临界值进行信息过滤的原则是产业网络基础建模的重要启示。

二是产业关联是一个定义到产业部门集合上的二元关系，而图或网络是描述二元关系的有效工具，建立产业关联图或网络是关联研究的可行且有效方法。根据集合论，任一序偶的集合确定了一个二元关系R, R中任一序偶＜x, y＞记作＜x, y＞∈R或xRy（不在R中的任一序偶＜x, y＞可记作＜x, y＞∉R或xRy）。由＜x, y＞∈R的所有x组成的集合domR称为R的前域（domR ＝ ｛x｜（∃y）（＜x, y＞∈R）｝），所有y组成的集合ranR称作R的值域（ranR＝ ｛y｜（∃x）（＜x, y＞∈R）｝），R的前域和值域称作R的域FLDR（FLDR＝domR∪ranR）。当X＝Y时（前域domR与值域ranR相同），关系R是笛卡尔积（直积）X×X的子集，R为X上的二元关系。网络（图）可以由点集合V（G）、边集合E（G）和边集合到节点有序偶（或无序偶）注3集合的函数φG构成的三元组表示，即＜ V（G），E（G），φG＞（左孝凌、李为鑑、刘永才，1982:100～128）。基于二元关系→序偶→图或网络的关系链，二元关系可由序偶描述，而图或网络的边实质又是定义在节点集合上的序偶。若X为产业部门集合，笛卡尔积X ×X表明了产业间所具有的全部关系，而产业关联关系为其子集（R⊂X ×X）。因此，用网络（图）来描述产业关联关系在技术方法上可行。

注3二元边ei与节点有序偶＜vj, vk＞相关联，则该边为有向边；与无序偶＜vj, vk＞相关联，则该边为无向边。

三是复杂性社会网络拓扑理论对产业关联网络结构分析的思想启示。关联研究的一个明显重点的方向就是在关联结构分析中引入社会网络和复杂网络方法，虽尚不完善，但表明产业关联系统结构的研究可以转化为产业关联网络的分析，而当应用恰当的网络方法和指标时，产业关联网络能够有力解析经济产业系统的社会性与复杂性。这是产业网络概念提出和建模研究的重要思想借鉴。

总之，本书认为重要性关联关系区分的必要性、网络（图）描述关联二元关系的优越性以及社会网络与复杂网络思想的启示性是产业网络构建与结构分析提出的客观基础。

二 产业网络的概念及特征

基础静态投入产出模型具有关联性质不能有效区分的局限性，因为产业之间并非只要具有非零的投入产出流量、物料消耗系数及产品分配系数就是重要性关联关系，而这种关系的度量数值需要达到一定程度，超过某一临界数值或者过滤值后才能成为重要性产业关联关系。Schnabl（1994）采用最小流分析（MFA）方法搜索实现关联关系二分的临界值，周传世、刘永清等（1997）首先提出等级关联的概念，而王茂军、杨雪春（2011）等也认为阈值之上的关联为有效性关联。产业强关联关系是产业网络关系和网络结构特征分析的基础性关系。将产业或者产品看成点，产业节点间依据一定方式确立的强关联关系进行连边将形成描述产业系统的产业网络。由于不同类别和性质的产业在产业系统中地位和作用迥异，同时因产业衰退与成长而发生的产业力量对比的此消彼长，产业间关联关系在技术、经济、社会等因素的影响下不断发生着深刻而复杂的变化，从而由产业强关联形成的网络具有复杂性特征，本书将这种网络称为产业（复杂）网络（Industry Complex Network, ICN/IN）。产业（复杂）网络中的强关联关系描述的是一个区域内部的产业部门之间的关联关系，如产业结构一般研究的是地区或国家内部三次产业的比重及演化趋势或规律。产业（复杂）网络也是具有区域性特征的概念，而不同区域产业关联的分析可界定为产业网络间的关系问题，即“网络的网络”。识别强关系同时区分出弱关系，二者共同构成了重要性关联关系。产业网络的基本表现形式是网络图，其中顶点（或节点）表示产业，（有向）边表示产业之间的关联关系。设GI表示产业网络，则GI＝（VI, LI, WVI, WLI）。其中，VI为产业网络节点集合，LI为产业网络边集合，WVI为产业网络节点权重集合，WLI为产业网络边权重集合。

产业网络具有复杂性特征，是产业复杂网络，其特征体现如下。

一是技术性。其技术性特征来源于产品多样性和生产技术的特定要求，是产业网络最基本的特征，也是其他特征的基础。

二是经济性。其经济性是指产品和服务的价值性，企业对产业链建构有成本和收益的综合权衡，而整个网络又体现着区域产业经济的综合竞争力。产业关联的基础是技术与经济联系。

三是社会性。产业间经济联系的背后是人与人的关系，体现着人与人、企业与企业、企业与消费者及区域、国家间的竞争和合作关系。企业构建产业链是人的战略决策的过程，而产业的出现、发展及构成必然受到人类的需要、社会目标与价值取向和政府依据综合经济社会发展目标制定的政策措施的影响，其背后具有深刻的社会和文化背景因素。

四是动态性。产业本身不是静止的，而是有自己的萌芽、发展和消亡的生命周期过程，相互联系和制约的产业的构成比例不断发生变化，如经济产业发展的总趋势是农业比重不断降低、服务业比重不断提高。而产业间的关系也不是静止不变的，随着生产力的发展，主导产业会有农业→轻纺工业→基础工业→低加工度工业→高加工度工业→现代服务业→信息产业这样的基本演化过程，使得从前产业间的强关系会变为弱关系，弱关系也可能会变为强关系。

五是随机性。在产业关联的动态变化中有一些偶然性因素，其遵循着一定统计规律发展，如新产业在网络中的出现位置问题。由于技术、成本、产业政策等综合原因，与其他产业节点具有更复杂关联关系的节点可能更容易连接上新的产业节点，如具有大度数的产业网络点的度数倾向于变得更大。

总之，这五大特征相互联系和影响共同导致了这种复杂性的出现。产业网络是一类描述产业关联并具有技术经济、社会人文和动态随机等特征的复杂性网络。

三 产业网络分析内涵与原理

（1）产业网络分析内涵

产业网络分析（Industry Network Analysis, INA）是针对基于产业间关联的相关现实问题的分析解决，根据系统科学、数学﹑统计学、图论和网络等技术或者方法发展起来的，通过产业网络构造，对产业网络的关系结构及其属性加以分析，以实现经济系统绩效（产业关联效应）研究的一套规范和定量的分析方法。产业网络分析的核心包括产业网络构造方法和产业网络结构分析方法。

从微观企业管理到宏观区域经济发展等一系列问题本质上都是一种网络的构造与分析。如经济联盟及一体化战略的本质是产业链的搜索和优化，企业在产业网络中基于降低成本、风险或者提高收益和供应链稳定性的目标而寻找竞争优势和打造产业链的战略行为实际上是网络的最优路径选择问题；区域竞争优势的识别，产业聚集、产业集群和循环经济等方面的分析可归结为产业网络的子网提取问题。这些都是产业网络分析中的基本问题，而产业升级、结构优化等则是目标产业网络的设计和实现问题，是基本问题的逆问题和扩展问题。因此，产业网络构造与分析方法本质就是用网络数据描写问题，并通过网络来解决问题。因此，基于产业网络，关联结构和关联效应的分析能够多维度全面展开，可以成为经济管理决策的有力工具，这就是产业网络分析的内涵、作用和意义。

（2）产业网络分析原理

产业网络分析本质是一种基于系统科学思想的经济产业系统科学分析方法，主要特点如下。

第一，基于产业关联关系（系统要素）→产业关联结构（系统结构）→产业关联效应（系统功能）的系统分析框架。系统的功能往往取决于其构成要素及其相互之间的关系。产业网络的研究对象是经济产业关联系统，它的功能从某种意义上说是复杂多层次的产业关联效应。一定条件下这种效应的存在性和效力强弱决定于产业关联系统的结构特征。产业关联关系是产业关联系统的基本构成要素，产业关联结构是产业关联关系的结构，是“产业间关联关系的关系”，产业关联结构特征则是与关联效应相联系的产业关联结构的特定性质、相对状态和变化趋势等。从关系分析到结构分析再到功能分析，产业网络的建模方法及结构分析方法研究遵照这一基本的系统分析框架进行。首先是深入描述和梳理产业关联关系，其次是在其基础上描述产业关联网络结构，最后是达到最终关联效应（经济绩效）分析的目的。

第二，基于产业网络构造分析→产业网络结构分析→产业网络分析应用的思路与步骤。产业网络是产业关联系统的本质抽象，产业关联关系、结构和效应的分析就转化为产业网络的研究分析。产业网络构造分析是描述关联关系、提取关联结构特征并实现关联效应分析的基本途径。产业网络构造分析的核心是提取强关联关系和区分不同类别的关联关系，以为进一步的产业网络结构分析提供基础。产业网络结构分析则是对关联结构特征的挖掘和刻画。产业网络结构特征的各种优化分析是产业网络构造分析的延伸分析，也是解决基本现实问题的理论应用。在产业网络结构特征分析的基础上的产业网络指标分析是产业网络构造分析的另一延伸分析和理论应用。而关联效应（如产业结构进化效应、产业间技术扩散效应等）综合分析则是围绕经济管理问题对产业网络基本构造分析和理论延伸分析的重要现实应用。

第三，基于“描述关联关系”和“描述关联结构”两个层次的产业关联基本问题解决的逻辑与路径。产业关联的特定关系和关系结构特征的描述是当前产业经济理论研究和实践中存在的中心性问题。只有把握特定产业关联关系的性质和分布，才能勾勒出产业关联结构的基本轮廓。由于关联强关系构成关联系统的基础骨架，强关联的区分和提取就成为产业网络分析第一个研究的问题。当以产业网络来刻画产业关联系统时，这个问题被转化为产业网络的构造分析来解决，可以借助数学和统计学工具实现。经济管理实践关注于产业关联效应的性质和变化趋势，产业关联结构特征是在一定条件下决定特定关联效应产生和发生效果的关联结构的形态和变化趋势。基于产业关联关系→产业关联结构→产业关联效应的系统分析框架，描述这种不同层面上的产业关联结构特征是产业网络分析待解决的第二个问题。这个问题可分解为两个方面的子问题：一是存在哪些特征以及如何识别出这些特征的状态，即关联网络结构特征的类别及分析方法的研究问题；二是这种特征如何有效进行表达以支持关联效应的评价分析，即关联网络结构特征的刻画问题。针对此问题，一是通过产业网络结构优化分析对关联结构特征进行分析来解决，这种优化方法是数学、统计学与网络技术（包括经典图论和社会及复杂网络分析等）方法的综合运用；二是以产业网络构造分析的纵向理论延伸性分析来解决，即通过产业网络指标分析对结构特征进行分析来解决。这些构成指标可以是定量、定性指标，可以有代数数值、集合和矩阵等不同的数据形式。

产业网络分析的基本原理及要素如图2-4所示。

四 产业网络分析的方法论基础

产业网络分析的方法论基础主要有系统科学方法、统计学方法和图或网络方法。

（1）系统科学（System Science, SS）

系统科学方法在产业网络分析中具体提供以下四个方面的支持。第一，产业关联系统基本特征分析。产业关联系统具有集合性、目的性、环境适应性、开放性和整体性等系统基本特征。第二，产业关联系统结构与功能分析。系统的结构是系统内部各组成要素之间在空间和时间方面的相互联系与相互作用的方式或顺序；系统的功能为系统与外部环境之间相互联系和作用过程的秩序和能力。对于产业关联系统，系统结构同样决定系统功能。第三，产业关联系统建模。建立产业网络模型刻画经济产业关联系统，应采用集合、矩阵、图等模型形式进行表达。第四，产业关联系统优化与分析。在产业关联系统模型（产业网络）基础上能以图和网络的方法描述产业关联结构和分析产业关联系统功能效应。

（2）概率论与统计学（Probability Theory, PT）

本书从投入产出系数矩阵分析出发，设定强关联关系可能的概率分布函数（根据强关联关系特点，采用平均分布模型），进而根据实际样本拟合出概率模型，根据误差平方和最小原理，选定最优的概率分布函数，从而确定产业关联强关系（以及产业技术流强关系）的临界数值（威弗组合指数就是这一方法在地理计量学中的特殊应用），建立产业网络模型。概率统计理论是产业网络建模技术的主要方法基础。

（3）网络理论（Network Theory, NT）

网络理论方法包括经典图论方法和现代网络分析方法。①经典图论（Graph Theory）是数学的一个分支，它以图为研究对象。图论中的图是由若干个给定的顶点及若干条连接两个顶点的边构成的图形，通常用来描述某些事物之间的某种特定关系，用顶点（Vertex）代表事物，用连接两个顶点的边（Edge）表示相应两个事物间具有这种关系。图提供了一种很自然的数据结构，可以对管理科学中许多领域的问题进行恰当的描述或建模。②复杂网络则是关于图的集合或关于图的随机过程和图的延伸（郑小京、徐绪松，2010），匈牙利数学家Erdös和Rényi的随机图理论开创了复杂网络理论的系统性研究（汪小帆、李翔、陈关荣，2006:4）。③社会科学中以对社会行动者之间的互动研究为基础的结构性方法被称作社会网络分析，现代社会网络分析研究范式包含结构性思想、经验数据基础、关系图形绘制和数学或计算模型的依赖四点特性（弗里曼，2008:1～3）。

网络是一种特殊的图，而本书中网络、图、网络图通指同一事物，即以点和与点相联系的线构成的数据结构，其中的点指节点（Node）或顶点，线（Line）也可称作边。网络或图分析是一种不同于因果性分析的另类研究方法，它提供了“交互”的视角，倡导的是一种双向交互作用，有助于构建微观和宏观相互沟通的桥梁。图论中的经典优化方法如网络流分析、路径分析、最小生成树、连通性以及核与核度等都为产业网络的结构特征研究提供了强有力的方法支持。产业网络也具有随机性、社会性和复杂性，复杂网络的拓扑指标与社会网络分析思想和方法也是产业网络分析的重要思想方法借鉴。