劉亞凌 （上海理工大學 管理學院，上海200093）

0 引 言

2008年爆發(fā)經(jīng)濟危機之后，全球經(jīng)濟受到重創(chuàng)，各個國家通過制定不同的發(fā)展戰(zhàn)略，積極應對金融危機造成的影響。美國的“再工業(yè)化”、德國的“工業(yè)4.0”，李克強總理提出的“中國制造2025”，這些戰(zhàn)略的本質都是利用信息技術推動產(chǎn)業(yè)的智能化轉型，為實體經(jīng)濟的發(fā)展提供新動力。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術與各行各業(yè)融合過程中產(chǎn)生的新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是我國推動經(jīng)濟由高速發(fā)展向高質量發(fā)展轉型以及產(chǎn)業(yè)結構升級的產(chǎn)物。隨著新興信息技術的廣泛應用，促使企業(yè)內部各部門之間、不同企業(yè)之間、不同行業(yè)之間以及企業(yè)與消費者之間形成了緊密的連接。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以信息技術為支撐，促進產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的資源共享，提高各個組成部分的運作、協(xié)調的效率，增強產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力，為生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結構等方面的變革提供動力，為結構性改革提供新的著手點。

為了滿足消費者日趨復雜和多樣化的消費需求，許多企業(yè)開始向多領域、多行業(yè)跨界發(fā)展，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念促使企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)等技術構建開放共享的信息平臺，從而突破地理位置的限制和行業(yè)壁壘，與其他企業(yè)形成更加密切的合作關系，使得企業(yè)形成信息上的集聚，從而打破了原有鏈狀的產(chǎn)業(yè)結構，最終形成一個完整的網(wǎng)絡化的產(chǎn)業(yè)體系。以騰訊為例，最初通過QQ、微信社交軟件，不斷擴大用戶量，打造開放的社交平臺，2018年以后開始調整業(yè)務布局，跨界到智慧零售、智慧醫(yī)療、智慧金融、智慧政務等不同領域，逐漸從消費互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉型。

供需網(wǎng)是在供應鏈的基礎上，針對企業(yè)之間多種“供需流”交互作用提出的管理理念[1]，供需網(wǎng)的開放性、節(jié)點和供需流的多樣性，為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究提供了獨特的研究平臺。傳統(tǒng)的供應鏈概念是以商品流為紐帶，由原材料供應商、制造商、經(jīng)銷商和消費者組成的鏈狀結構，而供需網(wǎng)則是更加穩(wěn)定的動態(tài)網(wǎng)絡結構，各節(jié)點之間不僅僅是物流的交互，還包括信息、技術、人才、管理等多種供需關系，供需網(wǎng)中的節(jié)點摒棄了“供應鏈內合作、供應鏈之間競爭”的有限范圍內的合作模式，建立起更加開放、更加多樣化的合作。供需網(wǎng)視角下，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質就是由不同主體組成的，通過主體間的交互作用，形成的一種動態(tài)供需網(wǎng)絡。

目前，關于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究，主要觀點有：Nambisan 等的研究認為新一代數(shù)字化技術的使用催生了新的價值創(chuàng)造和價值分配途徑，改變了企業(yè)的商業(yè)模式和組織結構，推動了產(chǎn)品和服務的創(chuàng)新[2]。Mcintyre 等的研究認為互聯(lián)網(wǎng)背景下，平臺的出現(xiàn)為相關企業(yè)和用戶之間網(wǎng)絡的構建提供了媒介，為企業(yè)之間新的合作關系的建立提供了機會[3]。Shaikh 等的研究認為傳統(tǒng)的企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟難以適應當前數(shù)字化背景，企業(yè)開始尋求新的開放式的戰(zhàn)略合作伙伴關系[4]。孫煊卿分析了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)戰(zhàn)略轉型的影響，提出了企業(yè)轉型升級的路徑以及相關建議[5]。柳洲認為“互聯(lián)網(wǎng)+”的目的是推動社會和經(jīng)濟向帕累托最優(yōu)狀態(tài)發(fā)展，是技術、文化、經(jīng)濟、社會的耦合系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合產(chǎn)生了“互聯(lián)網(wǎng)+”型產(chǎn)業(yè)集群[6]。

供需網(wǎng)是由國內徐福緣教授在傳統(tǒng)企業(yè)管理模式的局限性上提出的理論，胡偉等以供需網(wǎng)為研究對象，建立了供需網(wǎng)企業(yè)完全合作和非完全合作決策模型，通過仿真模擬了企業(yè)的不同決策下產(chǎn)品產(chǎn)量和利潤的變化情況[7]。梁瑩用社會網(wǎng)絡理論研究供需網(wǎng)企業(yè)的知識協(xié)同，研究了供需網(wǎng)企業(yè)因知識協(xié)同產(chǎn)生的網(wǎng)絡結構[8]。國外學者則在供應鏈網(wǎng)絡的特性、供應鏈的運行等方面都有比較深入的研究。Marchi 等構建了供應鏈網(wǎng)絡適應性模型，研究表明供應鏈網(wǎng)絡具有自適應性[9]。在供應鏈的演化方面，主要是運用演化博弈理論[10]、仿真建模[11]、復雜網(wǎng)絡等方法研究供應鏈網(wǎng)絡的演化機制。Barabasi 等人發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡的無標度特性并提出了BA 網(wǎng)絡模型之后[12]，復雜網(wǎng)絡理論開始被廣泛的運用到供應鏈網(wǎng)絡中。Li 等認為網(wǎng)絡節(jié)點的擇優(yōu)連接是在一個局域世界而不是在整個網(wǎng)絡中進行的，構建了局域世界演化模型[13]。Pathak 研究了供應鏈網(wǎng)絡生長過程中的影響因素及涌現(xiàn)機制，分析了供應鏈網(wǎng)絡的動態(tài)演化[14]。Thadakamalla 等構建了考慮節(jié)點角色差異的供應鏈網(wǎng)絡演化模型，該模型中將節(jié)點劃分成了不同的種類，相同種類的節(jié)點之間不進行連接[15]。

綜上，目前國內關于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究主要是對產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下企業(yè)轉型的路徑等方面定性的研究，國內外也很少有人從供需網(wǎng)的角度研究產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，因此，為了更好地描述產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，本文從供需網(wǎng)的管理模式出發(fā)，分析了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“智造”供需網(wǎng)的演化動因，以BA 模型為基礎，提出了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)可能的演化規(guī)則，構建了網(wǎng)絡演化模型，并通過仿真實驗驗證了網(wǎng)絡演化模型的有效性。

1 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)結構演化

本文從供需網(wǎng)的視角出發(fā)，將產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內的企業(yè)抽象為網(wǎng)絡的節(jié)點，企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與消費者之間、企業(yè)與環(huán)境之間的信息、技術、產(chǎn)品、人才等多種供需流的交互作用抽象為邊，提出構建產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的網(wǎng)絡結構如圖1 所示。其中“智造”不僅僅指制造過程中生產(chǎn)技術的智能化改造，還包括依托開放共享的信息平臺，在產(chǎn)業(yè)內外各個主體之間建立數(shù)據(jù)連接，利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術對生產(chǎn)、消費各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行快速處理，加快信息在各個環(huán)節(jié)的流通，實現(xiàn)供需匹配、資源配置、生產(chǎn)服務方式的智能化與數(shù)字化，最終達到提升企業(yè)的運轉效率，降低企業(yè)運營成本，增強企業(yè)的競爭力和價值創(chuàng)造能力的目的。本文分析了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化動因，并在BA 模型的增長特性和擇優(yōu)連接機制的基礎上，構建了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型。

圖1 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)智造供需網(wǎng)結構圖

1.1 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化動因

（1）資源的依賴性。任何企業(yè)擁有的資源都是有限的，所以需要不斷地從外界獲取自身發(fā)展所需的資源，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)提供了資源集聚的平臺，能幫助企業(yè)獲取、共享資源或服務，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的資源優(yōu)勢吸引企業(yè)加入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)進入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后會主動尋找自己需要的各種資源，這種個體的自發(fā)行為推動了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

（2）企業(yè)間的合作關系。為了應對同類企業(yè)之間激烈的競爭，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的企業(yè)存在擇優(yōu)選擇合作伙伴的行為，網(wǎng)絡中企業(yè)的合作關系會隨著時間變化，從而引起產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結構的變化。

（3）內外部環(huán)境。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一個開放系統(tǒng)，會不斷與外部環(huán)境、與其他產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間發(fā)生資源、信息的傳遞。當節(jié)點所處的環(huán)境發(fā)生變化時，網(wǎng)絡節(jié)點會根據(jù)環(huán)境的變化調整自己的行為，從而適應環(huán)境的改變。因此，網(wǎng)絡內外的環(huán)境也是影響產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素。

1.2 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化規(guī)則

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的本質是一個動態(tài)開放的復雜系統(tǒng)，外部企業(yè)通過和網(wǎng)絡成員企業(yè)建立合作關系進入網(wǎng)絡，隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，網(wǎng)絡內部企業(yè)之間也會根據(jù)自己的需求建立新的連接，在BA 無標度網(wǎng)絡的基礎上，通過分析產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化動因，提出了以下幾種演化規(guī)則：

1.2.1 增長規(guī)則。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)旨在幫助企業(yè)降低運營成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。網(wǎng)絡發(fā)展初期，網(wǎng)絡內企業(yè)的數(shù)量較少，隨著產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為網(wǎng)絡內企業(yè)資源的整合創(chuàng)造了條件，使企業(yè)之間形成優(yōu)勢互補，因此會不斷有新的企業(yè)為了獲取更多的利益被吸引加入網(wǎng)絡，與網(wǎng)絡中其他企業(yè)建立不同的聯(lián)系，網(wǎng)絡內節(jié)點的數(shù)量呈現(xiàn)增長的趨勢。網(wǎng)絡發(fā)展的不同階段，節(jié)點加入的速度也是不同的，為了符合BA 模型的增長特性，本文只考慮節(jié)點數(shù)量增長的情況，將網(wǎng)絡的演化分為兩個階段，分別是節(jié)點數(shù)量快速增長的快速生長階段和節(jié)點數(shù)量增長減緩的緩慢增長階段。

1.2.2 擇優(yōu)連接規(guī)則。新的企業(yè)在加入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時，遵循擇優(yōu)連接機制，一方面會考慮節(jié)點的度即企業(yè)擁有的合作關系數(shù)量，趨向于和網(wǎng)絡中合作關系較多、規(guī)模較大的企業(yè)建立聯(lián)系，從而快速獲得較多的連接；另一方面會考慮企業(yè)的資源獨特性，資源獨特性是企業(yè)在技術、數(shù)據(jù)資源等方面的優(yōu)勢，即企業(yè)擁有的資源、技術的價值越高或越不容易被其他企業(yè)模仿和替代，該企業(yè)的資源獨特性越高。即使一個企業(yè)暫時擁有的合作關系較少，但如果該企業(yè)擁有較高的資源獨特性，也會吸引新進入網(wǎng)絡的企業(yè)與其建立聯(lián)系。另外，由于企業(yè)資源、技術、能力等方面的限制，任何企業(yè)都不可能無止境的和其他企業(yè)相連，本文設置了節(jié)點度的上限，當節(jié)點度達到這個上限值，就不再和其他節(jié)點相連。

1.2.3 內部合作規(guī)則。隨著產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，成員企業(yè)各種各樣的需求會不斷增加，因此除了新節(jié)點的加入，網(wǎng)絡內的企業(yè)也可能會與之前沒有連接關系的企業(yè)建立合作，網(wǎng)絡內邊的數(shù)量增多。

1.3 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化算法

本文構建了一個節(jié)點具有資源獨特性的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)兩階段演化模型，演化的第一階段只考慮新節(jié)點的加入，演化的第二階段新節(jié)點加入網(wǎng)絡的速度降低，模型的演化過程如下：

（1）假設網(wǎng)絡在初始時刻下有m0個節(jié)點，e0條邊，設定網(wǎng)絡演化第一階段的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)為N1，第二階段的節(jié)點數(shù)為N2；

（2）快速生長階段：每個時間間隔向網(wǎng)絡中加入1 個新節(jié)點，新節(jié)點可以與網(wǎng)絡內的m 個節(jié)點相連(m≤ m0)，網(wǎng)絡內現(xiàn)有節(jié)點i 與新節(jié)點連接的概率如下：

其中：ki是節(jié)點i 的度，kmax是節(jié)點度的上限值，αi是節(jié)點的資源獨特性因子，∑jαjkj是網(wǎng)絡中其他節(jié)點資源獨特性因子與節(jié)點度乘積的總和。

（3）重復執(zhí)行步驟（2）至網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量為N1，第一階段演化結束；

（4）緩慢生長階段：網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量達到N1之后，每個時間間隔，選取以下規(guī)則中的一條進行演化，從而使得網(wǎng)絡節(jié)點的增長速度降低：

（a）點的增加：以概率p1加入新節(jié)點，新節(jié)點加入的規(guī)則與步驟（2）中的相同；

（b）邊的增加：以概率p2在網(wǎng)絡現(xiàn)有節(jié)點之間增加邊，隨機選取網(wǎng)絡中的某個節(jié)點i，再根據(jù)公式（1）的概率擇優(yōu)選取另一個節(jié)點k k≠( i )，在節(jié)點i 和節(jié)點k 之間新增一條邊，其中p2=1-p1；

（5）重復執(zhí)行步驟（4）至網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量增長至(N1+N2)，兩階段的網(wǎng)絡演化結束。

2 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型仿真分析

為了檢驗模型是否有效，研究模型的網(wǎng)絡特征，本文使用Matlab 對模型生成網(wǎng)絡的過程進行了模擬，設定演化模型中參數(shù)的取值如下：

（1）初始時刻產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)節(jié)點數(shù)m0=5，每個時間間隔內新節(jié)點可以與m=3 個節(jié)點相連。

（2）節(jié)點資源獨特性αi是服從(0,1 )正態(tài)分布且取值范圍在[0,1 ]的隨機數(shù)，小部分節(jié)點擁有不容易被模仿和取代的高價值資源，其他大部分節(jié)點的資源價值還有很大的提升空間，節(jié)點度的上限值kmax=100。

（3）第二階段加入新節(jié)點的概率為p1=0.7，網(wǎng)絡內部現(xiàn)有節(jié)點之間連邊的概率為p2=0.3。

（4）第一階段演化結束后網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量N1=1000，第二階段演化結束后總的節(jié)點數(shù)量N1+N2=2000。

2.1 網(wǎng)絡拓撲圖

圖2 是網(wǎng)絡模型隨著時間的推移演化至不同階段的結構拓撲圖，網(wǎng)絡結構從簡單變得復雜。初始時刻網(wǎng)絡是一個完全圖，每對節(jié)點之間都有連邊，5 個節(jié)點代表最初組成產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的企業(yè)。隨著互聯(lián)網(wǎng)等信息技術在資源整合、信息共享、業(yè)務流程優(yōu)化等方面優(yōu)勢的發(fā)揮，促進了網(wǎng)絡內企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，開始吸引其他相關企業(yè)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)開始快速發(fā)展。圖3 為網(wǎng)絡快速生長階段的網(wǎng)絡圖，這個階段下不斷有新節(jié)點通過和網(wǎng)絡中現(xiàn)有節(jié)點建立聯(lián)系加入網(wǎng)絡，網(wǎng)絡規(guī)?？焖僭鲩L。由于資源、市場需求等因素的限制，隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，新企業(yè)進入網(wǎng)絡的速度降低，除了新企業(yè)的加入，網(wǎng)絡內現(xiàn)有企業(yè)會按照自己的需求與其他相關企業(yè)建立新的合作關系，網(wǎng)絡進入緩慢生長階段，在這一階段，網(wǎng)絡的演化除了新節(jié)點的進入，還表現(xiàn)在網(wǎng)絡內企業(yè)之間聯(lián)系的增強。圖4 是網(wǎng)絡在緩慢生長階段的網(wǎng)絡圖，新節(jié)點加入網(wǎng)絡的速度變慢，網(wǎng)絡規(guī)模的擴張速度降低。

圖2 初始狀態(tài)網(wǎng)絡圖

2.2 網(wǎng)絡的度分布圖5 和圖6 分別是網(wǎng)絡演化第一階段和網(wǎng)絡演化結束后的度分布圖，度分布是網(wǎng)絡的重要統(tǒng)計特征，節(jié)點的度是與這個節(jié)點相連的邊的數(shù)量，度分布P(k)是度值為k 的節(jié)點在網(wǎng)絡所有節(jié)點中的比例，由圖可以看出，只有少量節(jié)點擁有較多的連接數(shù)，大部分節(jié)點擁有的連接數(shù)較少，因此產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型生成的網(wǎng)絡具有無標度特性，演化模型是對BA 模型的一種擴展。

2.3 平均集聚系數(shù)

平均集聚系數(shù)反映的是網(wǎng)絡中節(jié)點集聚在一起的程度，集聚系數(shù)指的是與某個節(jié)點相連的節(jié)點之間的連接程度，實際網(wǎng)絡的節(jié)點更傾向于形成緊密的連接，實際網(wǎng)絡往往擁有更高的集聚系數(shù)。集聚系數(shù)越大，說明節(jié)點之間的聯(lián)系越緊密，節(jié)點企業(yè)之間的合作程度更高，因此有利于節(jié)點之間信息的傳遞以及資源的有效整合。對產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型進行仿真，得到模型演化至不同規(guī)模的平均集聚系數(shù)如表1。

圖5 快速生長階段的度分布圖

圖6 網(wǎng)絡演化結束的度分布圖

表1 網(wǎng)絡統(tǒng)計特征

2.4 平均路徑長度

平均路徑長度指的是網(wǎng)絡任意兩節(jié)點之間距離的平均值，模型演化至不同規(guī)模導出的平均路徑長度如表1，本文構建的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型生成的網(wǎng)絡具有較大的集聚系數(shù)和較小的平均路徑長度，具有小世界特性，并且和相同網(wǎng)絡規(guī)模的BA 模型相比，平均集聚系數(shù)比BA 模型大，平均路徑長度比BA 模型小，即本文模型生成的網(wǎng)絡連通性和緊密性更強，有利于節(jié)點之間供需質的流動，因此本文的模型能更好地刻畫產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)。

3 結束語

本文將產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)看作相關企業(yè)和消費者組成的，彼此之間存在物質、技術、信息、人才、服務等多種交互作用的動態(tài)供需網(wǎng)絡，提出構建產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)演化模型。在BA 模型的基礎上，分析了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)“智造”供需網(wǎng)的演化動因，對網(wǎng)絡的增長特性和擇優(yōu)連接機制進行了改進，構建了一種考慮節(jié)點資源獨特性的網(wǎng)絡規(guī)模增長的兩階段網(wǎng)絡演化模型，并利用Matlab 進行仿真，將本文模型和BA 模型的集聚系數(shù)、平均路徑長度進行了對比，仿真結果證明了本文提出的網(wǎng)絡演化模型生成的網(wǎng)絡具有無標度特征和小世界特性，更有利于數(shù)據(jù)、信息、技術及其他資源在網(wǎng)絡中的快速交互，在一定程度上可為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)演化機制的研究提供參考。