类专利审查中存在的问题提出了指导性的意见。
4 美国商业方法专利发展历程的综述
事实证明,专利制度与国家利益紧密相联。一个国家
制定和实施怎样的专利制度,对什么样的发明予以专利保
护归根结底取决于一个国家的经济利益和科技发展水平。
美国对商业方法从不给予专利保护到给予专利保护,从根
本上说同样体现了其现代科技的发展水平及对国家利益
的追求。而且,经过近几年的判例实践和立法发展的不断
磨合和改善,商业方法的专利申请,在美国也从最初简单
而宽松地审查逐渐向成熟和更加合理迈进,并因此对包括
中国、日本和欧洲在内的世界其它国家或地区的专利制度
产生深远的影响。
参考文献:
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(责任编辑:汪智勇)
收稿日期:2006-03-13
作者简介:陈群胜(1960-),男,浙江宁波人,副研究员,上海大学博士生,研究方向为循环经济、管理科学与工程研究。
循环经济:产业循环式组合稳定性分析
陈 群 胜1,2
(1.上海大学,上海 200072;2.河南省科学院应用物理研究所,河南 郑州 450008)
摘 要:产业循环式组合是循环经济的技术实现,改善整个工业系统内的物质与能源利用效率,重新确定
“废物”价值,促进物质能量在整个工业系统内循环流动的实现。这种产业或企业间相互利用资源的互补共
生现象,可基于生物学中描述种群有限环境中的逻辑斯谛增长(Logistic)模型,建立描述产业或企业间相互
作用关系的数学模型,给出几种产业循环式组合的稳定共生条件和政策意义并实证分析了典型产业循环
式组合,对于我国发展循环经济具有现实指导意义。
关键词:产业循环式组合;稳定性;Logistic模型;循环经济
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1001-7348(2007)03-0019-03
0 前 言
目前,我国产业技术水平低、规模小、浪费大,资源破
坏严重,煤炭、钢材和水泥消耗量,二氧化硫和化学需氧
量,消耗臭氧层物质产生量均居世界第一。在工业化过程
中,管理的技术水平不高,单位产出的能源消耗和资源消
耗水平以及污染负荷均明显高于国际先进水平[1]。
2004年,我国经济增长与资源环境的尖锐矛盾,使
“循环经济”迅速从概念走上前台。而倡导循环经济式[2]、产
业循环式组合是循环经济的技术实现。产业循环式组合是
指通过自然界生态过程中物质循环方式,仿照其运行机制
去规划和建立新的工业生产及消费系统,是对工业模式的
创新。
实现产业循环式组合,企业层面上,在生产过程中要
求物质减量化,削减所产生废物的数量和毒性;对产品,要
求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不
利影响。在产业园区层面,生态工业园是一种新型工业组
织形态,园区内采用废物交换、清洁生产等手段把一个企
第24卷!第3期
2007年3月
科 技 进 步 与 对 策
Science&TechnologyProgressandPolicy
"
2007年2007年2007年2007年科技进步与对策
业产生的副产品或废物作为另一个企业的投入或原材料,
达到物质能量利用最大化和废物排放最小化的目的,最大
限度地高效利用资源和能源。
近几年,国内开展了循环经济的示范和实践,建立以
工业共生为特征的产业循环式组合开发项目,逐步取得了
显著的成效。大量实践表明,产业循环式组合虽然属产业
或企业间的经济关系,但它在稳定性上是相对薄弱的,主
要体现在:①接收副产品单一性。由于产品(或副产品)在
性质上或构成上的差别较大,这就使生产企业同时接收多
种副产品的可能性变小;②刚性有余弹性不足。企业的生
产工艺对原料的成分要求较高,下游企业为了利用上游企
业原料质量和数量上的连续变化缺乏弹性;③物质流与价
值流耦合性差,往往只注重物质流的循环利用,缺乏价值
流的分析,违背客观经济规律;④影响因素复杂性。除产品
创新和改变工业设计流程以外,政府规制和外部环境对产
业循环式组合稳定性都有直接影响。
当前实践中的突出问题是企业忽视产业循环式组合
的这一缺陷,盲目追求产业循环式组合,最终导致企业市
场竞争力受到削弱。从系统稳定性原理看[3],在外界作用下
开放系统具有一定的自我稳定能力,能够在一定范围内自
我调节,从而保持和恢复原来的有序状态、保持和恢复原
有的结构和功能。因此,稳定性是系统的一种重要维生机
制,稳定性越好,系统的维生能力就越强,产业循环式组合
的稳定性是关系到系统自下而上基础的关键。因此,基于
逻辑斯谛(Logistic)增长模型[4]分析不同产业循环式组合的
稳定性条件具有理论指导意义。
1 逻辑斯谛 (Logistic)增长模型
Logistic模型的含义
在生物学中经常用Logistic模型描述种群在有限环境
中的增长规律(其增长曲线为S型)。即其增长速度在环境
约束较小时系统呈指数增长,当增长到某一定值时,一些
短缺性生态因子逐渐发展为限制因子,速度开始放慢,直
到最后减为零,数量饱和即停止增长或称种群密度达到环
境容纳量。有时也用它描述物种种群之间的相互作用关系
(如竞争、互利、偏利、寄生)。基于循环经济的产业循环式
组合在理念上同生态工业相吻合,强调工业体系可以模仿
自然生态系统中生物种群之间的共生关系,在不同产业或
企业间建立物质和能量的关联和互动关系。由此,可以基
于Logistic模型来分析和描述产业循环式组合物性和稳定
性。
模型的假设
设定讨论的产业循环式组合仅有 A、B两家企业有工
业共生耦合关系。设定:
(1)x1(t)和x2(t)分别为t时刻企业A、B的生态效益;
(2)M1和M2分别为企业A、B在独立状态下生态效益
的最大值,而企业生态效益的独立增长服从Logistic的增
长。(假设为有限常数)。这一假设源于这样的事实:企业独
立状态下可以通过自身R&D活动、污染防治等措施不断
实现资源减量投入和减少环境污染,提高企业的竞争力,
但同时又受到技术创新能力、资本和外部市场规模等既定
条件的限制;
(3)常数 r1和 r2分别为企业 A、B所在行业的生态效
益的平均增长率,它与行业本身的固有特性有关;
(4)x1(t)/M1和 x2(t)/M2分别为企业 A、B的生态效益各
自占能够实现的最大值的比例,即自然增长饱和度;
(5)1-x1(t)/M1和 1-x2(t)/M2分别为企业 A、B的生态效
益各自尚未实现部分在最大值中所占比例,反映在既定约
束条件下自然增长饱和度对企业自身生态效益增长的阻
滞作用;
(6)β1和β2分别表示企业A、B各自的自然增长饱和
度分别对企业B、A的生态效益增长的贡献,反映企业间
的相互作用关系。β1>0,β2>0。若β1>1,则表明企业B对企
业A的生态效益的促进作用大于企业A对自身的阻滞作
用(企业身躯阻滞项系数为1)。
数学模型
dx1(t)/dt=r1x1(1-x1(t)/M1) (1)
dx2(t)/dt=r2x2(1-x2(t)/M2) (2)
(1)、(2)式分别表示企业 A、B在各自独立状态下生
态效益的增长规律。而生态效益,是指产品或服务的价值
与环境影响(即原材料、能源的使用和废物的排放)的比值
[5],包括降低原料和能源消耗强度、污染物减量等7项内容
[6]是对企业经济和环境双赢状态的客观描述。因此,在上述
模型中将处于产业循环式组合共生演化过程中企业所经
历的经济、环境绩效的变化简化为生态效益。
2 产业循环式组合稳定性分析
产业循环式组合可模仿自然生态系统中生物种群之
间的互利、偏利、寄生等共生关系,按照产业或企业间互利
关系和依赖程度,产业循环式组合可有不同的模式,本文
仅以相互依托共生型模式为例。
相互依托共生型模式
产业循环式组合中,相互依托共生型模式是指一家或
几家大型企业通过自身比较优势,吸引中小型企业与之建
立互惠共生横向耦合关系(或在集团公司内部构架子企业
间共生耦合关系)。在这种模式中,核心企业具有管理和协
调职能,卫星企业往往受制于核心企业的生产经营状况,
它是一种常见的组织形式。
(1)模型的假设。假设核心企业A可以实现自我发展,
其生态效益水平服从Logistic增长规律,可用方程 (1)表
示。而当卫星企业B加入后,B企业可以吸收A企业的副
产品或为其提供质优价廉的副产品作替代原料,于是可以
在方程 (1)式右端加上 B企业对 A企业的促进作用,则
有:
dx1(t)/dt=r1x1(1-x1(t)/M1+β1x2(t)/M2) (3)
B企业主要是为A企业服务,而且在经营决策上依附
20· ·
于A企业。可以认为,如果没有A企业的存在,则B企业
的生态效益将逐渐减少并趋于零。
于是企业B的生态效益水平可描述为:
dx2(t)/dt=-r2x2
当企业 A实现工业共生时,B企业通过与 A企业交
换资源来降低环境影响,而且 A企业出于自身发展战略,
将给其共生的中小企业提供技术、信息和资金上的支持,
所以应在(3)右端加上A企业对B企业的促进作用。此外
还应考虑企业B的自身阻滞作用则有:
dx2(t)/dt=r2x2(-1-x2(t)/M2+β2x1(t)/M1) (4)
(2)平衡点及其稳定条件求解。由于方程(5):
dx1(t)/dt=r1x1(1-x1(t)/M1+β1x2(t)/M2)
dx2(t)/dt=r2x2(-1-x2(t)/M2+β2x1(t)/M1) (5)
是自治的非线性方程组,可用线性化方法讨论平衡点
的稳定性。设:
f(x1,x2)≡dx1(t)/dt=r1x1(1-x1(t)/M1+β1x2(t)/M2)=0
g(x1,x2)≡dx2(t)/dt=r2x2(-1-x2(t)/M2+β2x1(t)/M1) (6)
代数方程组(6)的解就是方程(5)的平衡点,解得平衡
点为:
P1(M1(1-β1)/1-β1β2),M1(-1+β2)/1-β1β2),P2(0,0)。
分别将方程(3)、(4)在平衡点 P(x01,x02)展开为泰勒级
数,略去二次及二次以上各项,得:
dx1(t)/dt=r1(1-2x1/M1+β1x2/M2)(x1-x
0
1)+r1β1x1/M2(x2-x
0
2)
dx2(t)/dt=r2(-1-2x2/M2+β2x1/M1)(x2-x
0
2)+r2β2x2/M1(x1-x
0
1)
(7)
稳定平衡点及意义分析
根据微分方程稳定性理论,P2(0,0)不是稳定平衡点,
而P1是稳定平衡点的条件是β1<1,β2>1,β1β2<1。也就是说,
无论初始情况如何,当B企业对 A企业生态效益提升的
贡献不大(即 β1<1),而 A企业对 B企业生态效益提升的
贡献较大(即β2<1),若同时满足 β1β2<1(要求 β1很小,而 β2
较大),则两者就能达到双方互利的稳定平衡状态。在稳定
平衡状态时,M1(1-β1)/1-β1β2>M1,说明 A企业的生态效益
大于其独立经营时的生态效益。(限于篇幅其它模式不作
讨论)。
相互依托共生型模式达到平衡稳定状态有几个必要
条件。①单个卫星企业的资源流仅占核心企业总输入量或
者输出量的有限比例,以避免单个卫星企业的垄断行为;
②从核心企业输入或输出的资源流,占卫星企业总流量的
很大比例;③要求核心企业的副产品种类较多,资源流的
流量较大,以保证卫星企业之间的适度竞争。因此,核心企
业应加强卫星企业的产业类型、数目和关联的多样性,进
而提高共生体整体的市场抗衡能力。
3 实证分析
鲁北企业集团成功研发的产业循环式组合是典型的
相互依托共生型模式[7],在我国具有很大的实际意义和示
范作用,也是世界紧凑型生态工业群落的典型。
目标企业现状
鲁北企业集团总公司通过技术自主创新和艰苦创业
开发了拥有自主知识产权的、具有国际领先水平的磷胺副
产磷石膏制硫酸联产水泥技术(PSC),形成了磷胺、硫酸、
水泥联产;海水一水多用;清洁发电与盐、碱同产3条循环
式组合产业链,实现了科技创新、产业发展、资源综合利用
和环境保护的有机统一,走出了一条科技自主创新、发展
循环经济的新路子。实现了经济效益、环境效益和社会效
益的有机统一。
相互依托共生型模式———海水“一水多用”产业链
鲁北企业集团总公司以发展海洋化工为目标,在其北
部的潮涧带上,建成现代化大型盐场,又顺利完成了海水
“一水多用”生态产业链的创建。利用逐级蒸发、净化原理,
使海水资源通过合理分布调节,实施理论组配,实现了“初
级卤水养殖、中级卤水提溴、饱和卤水制盐、高级卤水提取
钾镁、盐田废渣盐石膏制硫联产水泥”的良性循环。
海水“一水多用”产业链由核心企业大型盐场和卫星
企业养殖场、溴素厂、盐场和钾镁盐厂构成,构架了相互依
托共生型模式。养殖场建立在盐场的初级卤区,利用新鲜
的海水进行鱼、虾等海产品的养殖;溴素厂利用中级卤水
为原料,采用先进生产工艺制造溴素;盐场利用饱和卤水
制成原盐,主要用作化工原料,而盐田废渣盐石膏制硫联
产水泥,部分饱和卤水用于氯碱生产;钾镁盐厂以盐场排
出的苦卤为原料,副产的苦盐供制精盐使用,副产的老卤
经蒸发浓缩造粒,制得工业氯化镁产品。
稳定性分析
鲁北创建的相互依托共生型模式系统中的结点企业
(或卫星企业)是在核心企业集团公司统一决策下,将各卫
星企业用副产品为纽带连接起来,实现集团公司整合资源
战略和利益协调。由于企业都属于鲁北企业集团,各企业
在经济核算方式上,采取统一核算的方式,可以承受的价
格变化范围增大,具有更大的价格弹性。因此,这样的模式
更优于卡伦堡工业共生系统(由于加入该系统的企业都是
无权属关系独立的法人企业,也难以有相关的利益协调机
制),保证了系统的可靠性和安全性,系统也更具有灵活、
高效、统一和弹性的特点。
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(责任编辑:焱 焱)
CircularEconomy:AnalysisonStabilityofthe
CombinationofCircularIndustries
Abstract:Combinationofcircularindustriesisthetechnologicalwaytorealizecirculareconomyinordertogetefficiencyonthe
utilityofmaterialandenergyintheindustrialsystem,re-determinethevalueof“wastematerial”andpromotetheflowingof
enterprisessharingcommonresources,wecanestablishamathematicalmodeltodescribetherelationbetweenthisindustriesor
preconditionsforstablesymbiosisevolutionandpolicymeaningaboutcombinationofcircularindustries,andpracticallyanaly-
sesthecombinationofcircularindustriesofsometypicalindustries,allofwhichwillbeverypracticallyusefultoguidethede-
velopmentofcirculareconomyinChina.
KeyWords:combinationofcircularindustries;stability;Logistic-Model;circulareconomy
陈群胜:循环经济:产业循环式组合稳定性分析第3期 21· ·
