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    城市經濟的增長既取決于資源稟賦和發展條件，也取決于產業規劃和配套引導政策。城市產業規劃是在研究城市未來發展趨勢的基礎上，對城市的經濟結構、功能定位及空間布局提出未來一段時間內的藍圖，并以此制定和執行相應的產業政策來引導產業經濟發展。在實踐上，無論是國際化城市如紐約市、東京市，還是我國的邊陲小城，都不約而同地對城市各產業發展提前規劃。城市通過產業規劃，使所在經濟系統擺脫市場失靈的風險、實現產業結構的調整和戰略性產業的騰飛。因此，科學地制定和執行城市產業規劃對實現城市功能定位與發展目標起到了至關重要的引領作用。在過去幾十年，特別是近20年來，我國城市工業按照城市產業規劃不斷發展和升級，城市產業基礎得以夯實和提高，然而由于產能的快速擴充，產能過剩問題已經逐漸成為核心工業城市經濟發展的桎梏因素。
由于經濟系統的復雜性以及城市發展中的新環境和新問題，城市產能規劃是一項非常具有前瞻性和挑戰性的工作，多于市場需求的產能規劃自然會導致產能過剩現象。由于不同產業在地理區域分布和發展的不均衡性，產能過剩具有鮮明的城市區域特征。例如，產能過剩較為嚴重的光伏產業，蘇州、無錫、常州等長三角城市在光伏電池和組件生產方面產能過剩，而高科技半導體晶硅產能過剩集中在中部地區的江西新余、湖北隨州等城市。因此，產能過剩已經成為城市下一步發展和產業結構調整過程中較為棘手、必須解決的問題。究其原因，產能過剩固然與市場需求和波動有關，當然也與產業無序重復建設密不可分。因此，在城市產業規劃過程中如何科學地預判市場狀況并通過政策措施引導產能的設置，是降低城市不同產業產能過剩風險的關鍵途徑。本書從微觀的視角入手，研究企業產能規劃制定的基本規律和基本技術，以便城市根據產業市場狀況評估其最優的產能規模，從而為城市各產業的產能管理、政策和規劃提供科學的判斷依據和理論工具。
本書適用于城市研究、產業產能研究的學者，城市規劃有關的政府部門和企事業單位，以及對城市產能規劃感興趣的讀者。

    城市經濟的增長既取決于資源稟賦和發展條件，也取決于產業規劃和配套引導政策。城市產業規劃是在研究城市未來發展趨勢的基礎上，對城市的經濟結構、功能定位及空間布局提出未來一段時間內的藍圖，并以此制定和執行相應的產業政策來引導產業經濟發展。在實踐上，無論是國際化城市如紐約市、東京市，還是我國的邊陲小城，都不約而同地對城市各產業發展提前規劃。城市通過產業規劃，使所在經濟系統擺脫市場失靈的風險、實現產業結構的調整和戰略性產業的騰飛。因此，科學地制定和執行城市產業規劃對實現城市功能定位與發展目標起到了至關重要的*作用。在過去幾十年，特別是近20年來，我國城市工業按照城市產業規劃不斷發展和升級，城市產業基礎得以夯實和提高，然而由于產能的快速擴充，產能過剩問題已經逐漸成為核心工業城市經濟發展的桎梏因素。
    由于經濟系統的復雜性以及城市發展中的新環境和新問題，城市產能規劃是一項非常具有前瞻性和挑戰性的工作，多于市場需求的產能規劃自然會導致產能過剩現象。由于不同產業在地理區域分布和發展的不均衡性，產能過剩具有鮮明的城市區域特征。例如，產能過剩較為嚴重的光伏產業，蘇州、無錫、常州等長三角城市在光伏電池和組件生產方面產能過剩，而高科技半導體晶硅產能過剩集中在中部地區的江西新余、湖北隨州等城市。因此，產能過剩已經成為城市下一步發展和產業結構調整過程中較為棘手、必須解決的問題。究其原因，產能過剩固然與市場需求和波動有關，當然也與產業無序重復建設密不可分。因此，在城市產業規劃過程中如何科學地預判市場狀況并通過政策措施引導產能的設置，是降低城市不同產業產能過剩風險的關鍵途徑。本書從微觀的視角入手，研究企業產能規劃制定的基本規律和基本技術，以便城市根據產業市場狀況評估其*優的產能規模，從而為城市各產業的產能管理、政策和規劃提供科學的判斷依據和理論工具。


    本書適用于城市研究、產業產能研究的學者，城市規劃有關的政府部門和企事業單位，以及對城市產能規劃感興趣的讀者。

    城市產業規劃是引領城市經濟發展的導向標，很多城市力圖采用一定的產業產能政策引導城市產業按照一定的步驟來部署和發展。例如，紐約市2015年發布了《一個紐約——規劃一個強大而公正的城市》，對紐約市2015—2040年的產業發展提出了綱領性規劃，而上海也在同年出臺了《上海——邁向卓越的全球城市》綱要，對上海未來20年的產業經濟發展和各產業產能策略做出了指引。城市產業規劃確定了未來一段時間內城市經濟發展的方向和發展規模，具有重要的引領作用。正是由于產業規劃的前瞻性和經濟系統的復雜性，把握未來一段時間內的產業發展趨勢、分析最優的產能政策才是制定有效產業規劃的前提，而對產業產能把握不慎可能在未來導致嚴重的產能過剩等現象。例如，最近兩年以來廣州、深圳、上海、重慶、天津、南京、沈陽等環渤海、長三角及珠三角城市紛紛提出了機器人產業（包含智能制造）的2016—2020年產業規劃，多數城市設定的機器人產值高達千億元以上，產值總和高達9 000億元以上。根據中國機器人產業聯盟的統計，各個城市出臺了77項以上的機器人產業扶持政策，推動成立了40余個機器人產業園區。 
表1列示了我國部分城市機器人產業規劃。 
表1我國部分城市機器人產業規劃 








2020年目標產值/億元 
政策措施 


南京 
1 000 
《加快推進南京市工業機器人產業發展的工作意見》 
東莞 
700 
《關于加快推動工業機器人智能裝備產業發展的實施意見》《東莞市推進企業“機器換人”行動計劃（2014—2016年）》《東莞市“機器換人”專項資金管理辦法》續表 




2020年目標產值/億元 
政策措施 


深圳 
3 615 
《深圳市機器人、可穿戴設備和智能裝備產業發展規劃（2014—2020年）》《深圳市機器人、可穿戴設備和智能裝備產業發展政策》 
廣州 
1 000 
《關于推動工業機器人及智能裝備產業發展的實施意見》《廣州制造2025年戰略規劃》 
沈陽 
500 
《沈陽市智慧產業發展規劃（2016—2020年）》 
天津 
120 
《天津市建設全國先進制造研發基地實施方案（2015—2020年）》 
重慶 
1 000 
《重慶市人民政府關于推進機器人產業發展的指導意見》 
上海 
600~800 
《關于上海加快發展和應用機器人促進產業轉型提質增效的實施意見》 
然而，根據國家制造強國建設戰略咨詢委員會等多個權威部門的預測，到“十三五”末，我國全國機器人的總有效產值只有大約1 000億元，遠遠低于現在多數城市的規劃。由于機器人產業目前仍處于探索的階段，因此，各城市對有效產能的預估不當完全可能導致不完備的產能規劃和政策措施，從而最終導致產業整體性產能過剩。由于產業發展規劃事關未來一段時間內城市經濟發展大局，科學地預估最優的產能是制訂產業發展規劃的重要依據，因此，急需對城市最優產能進行科學的評價和分析。基于此，本書從企業的角度構建企業利益最大化時的產能策略工具，其理論體系用以分析城市高科技產業的最優產能并為城市各行各業的產業產能規劃提供決策支持。 
高科技產品與傳統產品相比有很多自身的特征，確定產業的最優產能面臨很大的挑戰。例如，高科技產品具有較短的生命周期（一般是一年或兩年），具有很快的貶值速度，如很多半導體產品在上市半年內將損失它整個生命周期60%以上的價值。由于激烈動態變化的市場需求、較長的制造提前期、昂貴的生產準備成本、技術不斷的快速革新，使高科技產業比其他傳統產業面臨更大的市場風險和決策難度。因此，有效的產能和銷售決策能夠減少資金的浪費，提升企業利潤并降低投資失敗的風險。從宏觀上而言，在城市產業規劃過程中識別高科技產業最佳的產能設置，對于科學地提出相應的產能規劃策略，從而減少重復投資、降低產能過剩具有重要的價值。同時，針對高科技產品的產能決策理論分析，可以推而廣之應用到其他產業的產能策略分析中。在本書具體的研究中，針對高科技產品生產不確定性、銷售可替代性、需求不確定性等特征，提取這些特征并在產品的不同生產方式（備貨型生產、批量型生產等）下構建了企業的產能決策模型，試圖通過微觀的模型分析來研究企業產能管理的基本理論。 
因此，本書是以半導體制造產業為代表的高科技產業為背景進行研究的。由于企業的產能取決于銷售狀況，因此，本書在微觀研究階段將產能決策與銷售策略進行集成研究。具體而言，本書首先聚焦于多銷售周期、多產品的高科技產品隨機產銷系統的產能管理和銷售策略聯合決策問題，分別針對備貨型和批量型生產方式以及考慮客戶生命周期價值的情況展開研究，提出最優的決策方案。為了分析問題，驗證模型和理論成果的正確性，本書在研究中進行了仿真試驗與分析。本書采用的微觀技術研究內容主要包括以下幾點。 
（1） 在備貨型生產方式下的產能規劃策略。在備貨型生產方式下，企業生產和銷售不同步進行，企業按照市場預測組織生產并在銷售季節開始前完成生產計劃，產成品在銷售季集中銷售。針對此備貨型生產方式，本書研究了單周期生產、多周期銷售的情況，設定在每個銷售周期每種產品的需求是獨立的。因此，本問題的決策包括兩點：最優產能計劃和每個銷售周期內各等級產品需求的滿足量。該問題可構建為一個多參數的隨機動態規劃模型，其研究目標是使隨機產銷系統在整個產銷階段的總利潤最大化。通過數理分析找到了在銷售階段的最優替代銷售策略，然而由于模型的動態復雜性，求解最優的產能決策模型面臨巨大的工作量。因此，在比較幾個相似的銷售策略基礎上，求得對決策模型進行簡化求解的算法。算例研究表明，得到的算法能夠有效地降低求解的復雜度。 
（2） 在批量型生產方式下的產能規劃策略。在批量型生產方式下，企業按照一定的節拍生產，產成品出產后即可用于銷售，企業根據每個生產節拍的產品預測制訂生產計劃。在批量型生產方式下，本書將研究多周期生產、多周期銷售的產能決策問題，即企業按照一定的節拍生產，當第一批次產品出產后，產品銷售階段開始。按照生產節拍長度將銷售階段劃分為相同的銷售周期，由于客戶需求是連續的，在每個銷售周期對產品銷售進行實時庫存控制面臨極大困難，因此采用ATP（availabletopromise）控制策略對產品分銷進行實時決策。首先對兩產品的銷售問題展開研究，得到了基于ATP的產品銷售方法。在此基礎上，研究在多產品、多銷售周期的情況下基于ATP的最優產能決策和產品替代銷售策略，并通過算例驗證了所提替代銷售策略的有效性。 
（3） 基于客戶生命周期價值的產能決策研究。通過深入分析客戶生命周期價值理論，將客戶生命周期價值植入系統動力學系統模型中，證明了客戶生命周期價值與企業產能決策的內在關聯。此后，分析了原材料供應商控制的產業鏈產能控制問題，并以系統利潤最大化為優化目標進行建模和求解。研究了將客戶生命周期價值作為優化目標，證明了企業應該更加關注長期利潤。 
由于高科技產業生產制造的復雜性、隨機性、動態性和銷售時產品的替代性，進行多產品、多周期的產銷決策建模和求解都面臨困難，本書在研究中得到了一些優化方法和關鍵技術。與現有的相關文獻相比，主要的技術創新點在于以下幾點。 
（1） 針對現有研究多將生產和銷售階段單獨研究的現狀，將隨機產銷系統的生產和銷售兩階段相結合進行集成研究，并且針對采用備貨型和批量型等不同生產方式的高科技產業企業，找到了不同的替代銷售策略。 
（2） 在備貨型生產方式的企業產能決策研究中，針對隨機動態規劃模型求解的復雜性設計了精簡算法，與傳統算法相比，本書設計的算法能大幅降低求解運算量。 
（3） 將系統動力學仿真應用于產能決策中，研究了生產產能與高科技產業企業利潤的關系，并發現其利潤水平在半導體新產品上市后不久就快速下滑的現象。與傳統研究方法相比，基于系統動力學的仿真能夠對難以建模優化的復雜系統問題進行直觀顯現的仿真和分析。 
（4） 在批量型生產組織方式下的產能決策研究中，針對市場需求的連續性特征，提出了基于ATP理論的銷售替代策略。通過與在理想情況下的生產效益對比，證明了本書所提出的基于ATP理論的銷售控制策略具有較好的有效性。 
本書的研究從微觀上針對不同產品的特征和決策環境時生產與銷售的決策規律，并在此基礎上給出了不同場景下的高科技企業最優產能規劃。在把握產業企業產能決策規律的基礎上，城市產業規劃者能夠快速地評估產業潛能并提出相應的產能規劃方案和引導策略。因此，本書的理論研究為城市高科技產業產能規劃與政策調控提供了決策工具。 
韓廣華 
上海交通大學國際與公共事務學院 
上海交通大學中國城市治理研究院 

第1章緒論 
11研究背景、目的和意義 
111研究背景 
112研究目的和意義 
12研究內容和組織結構 
121研究內容 
122組織結構 
13研究方法和技術路線 
131研究方法 
132技術路線 
14本章小結 


第2章相關研究動態 
21產品替代問題研究 
22產品購銷決策問題研究 
221在單銷售周期情況下基于需求替代的產品購銷決策 
222在多周期情況下基于需求替代的產品購銷決策 
23產品產銷聯合決策問題研究 
24現有研究的評述 
25本章小結 


第3章在備貨型生產方式下的產能決策問題 
31概述 
32產能決策基礎模型 
321模型 
322產品分銷策略 
323模型求解 
33貶值性產品的產能決策 
331模型 
332分銷策略 
333模型求解 
34算例分析 
35本章小結 


第4章在批量型生產方式下的產能決策問題 
41概述 
42基于ATP理論的分銷模型 
421模型 
422模型求解 
43基于ATP理論的產能決策 
431目標函數 
432分銷策略 
44算例分析 
45本章小結 


第5章基于客戶生命周期價值的產能決策問題 
51概述 
52客戶生命周期價值與產能的關系 
521產能決策影響因素 
522系統動力學模型 
523仿真分析 
53基于客戶生命周期價值的產能決策 
531模型 
532分銷策略 
533模型求解 
54算例分析 
55本章小結 


第6章城市高科技產業產能規劃的啟示 
61微觀研究的結論 
62城市高科技產業產能規劃的啟示 


參考文獻 

11研究背景、目的和意義 
111研究背景 
高科技產業是美國國家科學院在1971年出版的《技術與國家貿易》一書中正式提出的概念，此后英國女首相撒切爾夫人執政期間（1979—1990年）將高科技產業（HighTech Industries）正式列入英國的國家發展綱要中，在世界范圍內第一次將高科技正式作為一項產業列入國家發展計劃。與此同時，1982年日本的新聞周刊發表了《日本的高技術》、商業周刊發表了《高技術專集》兩篇文章，兩文的刊出標志著高科技產業的概念正式在亞洲得到推廣。世界范圍內對高新技術產業的普遍認識是：高科技產業是研究和開發高技術密集型的產業。根據我國的國民經濟產業分類代碼，我國的高科技產業包括醫藥制造業，航空、航天器及設備制造業，計算機及辦公設備制造業，醫療儀器設備及儀器儀表制造業，信息化學品制造業六大產業。 
1高科技產業先進國家和地區 
因為世界經濟發展的不均衡性，高科技產業在不同國家的出現和蓬勃發展具有不同的時代背景和特征，但都快速帶動了相關產業鏈條的發展和整個國家經濟的進步，如美國、日本、歐洲等。 
1） 美國的高科技發展 
“二戰”以后日本經濟逐漸恢復元氣并在國際市場競爭中越來越強勁，到20世紀70年代末，美國的鋼鐵、汽車制造、紡織品等傳統制造領域開始全面落后于日本，正是在這種背景下美國開始以高科技為中心進行大規模的產業結構調整，形成了大批的高科技產業。在此過程中，信息基礎在整個產業結構調整和升級中發揮了巨大的作用，美國傳統的工業隨之被現代電子信息技術所代替。美國高科技產業的發展體現了很多鮮明的特征，如高效益、高投入、高競爭、高潛能和高風險。在整個高科技產業浪潮中，常規的工業部門之間的界限變得更加模糊，體現出了不同產業、部門之間的交叉融合性。摩爾定律不斷得以應驗，高新技術轉化為產品以及產品的更新換代周期逐年縮短。在短短十余年間，傳統的產業發展觀念和決策方式得到顛覆性的改進，推動了系統化的方法和智能化產品的產生。由于高新技術產業的產業附加值較高，比制造業平均水平高出7個百分點以上，因此美國高新技術產業占美國GDP的比重不斷提升，在較短時間內迅速突破了40%。在高科技產業中的微電子技術、能源、生物工程及納米技術等方面，美國公司掌握了核心技術、極具全球范圍內的競爭實力，從而帶動了美國經濟的發展。 
2） 日本的高科技產業發展 
日本在20世紀80年代推行“自主研究和創造型”科技戰略，例如在原創性的尖端科技研發和應用方面取得較大的突破。短短十余年間，日本高科技產業企業在生命學、納米工程、通信系統、環境工程等高科技產業領域取得革命性進展，在規模、水平和覆蓋工業領域方面已經全面地超過了西歐。 
日本高科技產業的發展是與日本政府的規劃與調控政策密不可分的，其很多高科技產業是在政府主導下引進國外成果基礎上逐漸發展的。當1970年IBM進入日本市場后，日本計算機市場60%的份額為外國公司所有，其中IBM占有40%的市場份額。日本通產省認為集成電路對微電子技術的發展十分關鍵，是制約日本電子信息等高科技產業的核心要素之一。因此，在其主導下成立了以富士通、日立、東芝、三菱和日本電氣等五大高科技公司，以及日本工業技術研究院等研發機構為班底的超大規模集成電路研發聯合體（VLSI）。在日本通產省主導下，該項目運行了10年，取得了超過1 000項技術專利并形成了一系列具有世界競爭力的實體產品。例如，1986年日本半導體產品超過美國，在世界市場的占有率高達455%，而存儲芯片在1989年占據世界市場的53%，遠遠高于美國37%的市場份額。除了VLSI計劃外，日本政府也主導了其他多項高科技產業發展計劃，如半導體“飛鳥計劃”“SOC基礎技術開發計劃”以及“未來計劃”等產業計劃，電腦、工作站、主機、機器人、靈活制造系統、通信設備、納米材料等高科技產業鏈世界領先。 
3） 歐洲的高科技產業 
歐洲具有高度市場化的產品市場，企業經營管理和技術手段世界領先，同時具有全球化運營管理的信息網絡和渠道，因此歐盟孕育了大批高科技跨國公司。例如，德國是世界主要工業發達國家之一，在激光技術、電子技術、納米材料、生物科技以及信息通訊等科技領域均處于世界一流水平，是僅次于美國的全球第二大技術出口國。很多歐洲小國也憑借高科技產業的發展彌補了在資源稟賦和工業基礎上面的劣勢，以科技導向性產業實現產業結構的高端化，提升經濟效益。例如，芬蘭在政府主導下，集中優勢將資源集中在推動國民經濟快速增長的關鍵領域，將全國研發經費的一半應用于信息產業。在20世紀90年代，芬蘭經濟萎靡不振，失業率從3%迅速增加到17%，短短3年內GDP下滑了將近10%。在這種背景下，芬蘭調整產業戰略，加大了對電子通信產業的扶植和傾斜力度，10年之后芬蘭一躍成為世界信息科技產業最發達的國家之一。其中，諾基亞公司一家高科技產品企業占國民生產總值的比重將近4%，貢獻芬蘭全國產品出口總量的20%以上。芬蘭政府將高科技產業作為最優先發展的地位，在信息科學、能源科學、新材料、環境工程與海洋工程、空間科學以及生命科學等領域都在世界占有一席之地。 
從這些高科技產業發達和發展迅速的國家來看，各級政府在經濟結構轉型過程中對高科技產業發展期于眾望，從規劃、扶植和引導等方面傾注了大量資源，隨之帶來的是高科技產業的迅速發展并帶動了產業結構調整和經濟快速發展。在技術更新換代日益增快的今天，具有高技術、高附加值特征的高科技產業是各國經濟發展的首選產業。