文摘

本文关注的是外部环境容量共同进化系统的制造业和物流行业。本文首先构造了一个动态模型的共同进化系统的外部环境容量利用物流模型,然后模拟两个因素的影响:一个因素是制度环境的随机干扰因素影响政策和其他因素是工业环境影响的随机干扰因素共同进化上的工业经济体系。论述了外部随机干扰因素对系统演化的合作机制,分析了非线性变化的外部环境因素随着时间的推移,并给出了估计方法。最后,我们提供了一个例子来证明我们的发现。

1。介绍

的演变历史过程的社会分工,产业组织的形式提供了一个明显的进化现象。从组织生态学的角度来看,一个组织的形成和演化过程不是决策者的战略选择和适应组织中,但外部环境的选择。一方面,外部环境变化对组织演化的影响将会记录在企业进入或退出人口的数量(1),这将改变人口密度,环境容量,组织的生存模式。另一方面,环境变化产生的工业组织的进化操作通过自组织机制(2,这个进化的行动一定会有或多或少对环境的影响。换句话说,工业运营在一个复杂的环境中进化,其实质与环境有着非常密切的互动关系。

物流微分方程已成为主要的工具建模的物理、工程、经济和生物模型(3,4),因为它提供了更多的能力评估模型的自然行为,同时也提供了更高的自由度(5]。此外,逻辑斯蒂方程涉及记忆和遗传特性,这描述的行为至关重要的生态模式6]。另一方面,物流模型可以证明两个物种之间的相互作用关系以来最早Verhulst[发布的模型71838年)。可能(8)添加了一个线性项人口环境容量的逻辑斯蒂增长方程。这个线性项可以被描述为共生的密度人口环境容量的方程。共生的函数可以被视为一个函数扩大人口环境容量。洛特卡(9]和Vloterra [10)扩展它来模拟两个种群之间的相互作用。这个数学模型称为生态(LV)模型或捕食模型。LV模型可以用来描述一些实际的动力学模型。例如,周和王(11)使用LV模型来计算共生关系和共生协调程度的工业经济和工业生态学在中国30个省。孟et al。12)使用LV模型探讨两种类型的企业的共生稳定人口:中央企业在数字经济人口和卫星数字企业人口生态系统。毛等。13)把捕食者作为网上银行和猎物作为第三方在线支付系统。使用LV模型,定量分析和预测的影响商业银行的网上支付系统发展的第三方在线支付系统。穆罕默德et al。14)使用LV模型来模拟新冠状病毒的动态行为。然而,大多数这些研究外部环境容量是决定性的。该模型没有考虑外部环境容量的两组之间的交互。LV模型显示外部环境的随机性和影响生态系统的多种形式15- - - - - -17]。例如,外部环境被认为是工业发展包括资源和能源供应、环境保护、人口其他功能,经济发展,市场,和政治制度的变化和时间的变化表现出非线性函数关系。现有的研究并没有估计外部随机干扰因素对系统的影响共同进化。

为了解决这个问题,本文运用逻辑斯蒂方程建立外部环境容量模型之间的共同进化制造业和物流,然后是数理统计方法用于估计内部环境容量和外部随机干扰因素。最后,本文验证了模型的可行性和有效性的基础上收集的数据来自陕西省制造业和物流业。

2。方法

2.1。外部环境容量模型的制造和物流之间的共同进化

制造业的工业活动和物流可以比作biopopulation在生态系统的自组织行为。在进化的过程中,各种人群不断交换物质、能量、信息和外部环境,人口已经演变成有序的结构和稳定状态,这显示了伟大的自然的自组织规律。人口密度和环境容量之间的关系可以被描述的逻辑斯蒂增长方程,如下面所示: 在哪里N人口密度的时间吗t。N是指每个群落的个体数量单位空间。这是状态变量描述工业系统的演化过程。r被称为人口的自然增长率,指人口的自然增长比人口总数,也就是说,平均出生率之间的差异和人口的平均死亡率,这表明个体的人口没有抑制的最大增长,反映了物种的固有特性;K是环境的最大容量。它是人口密度的上限。换句话说,它代表了环境资源的最大人口密度。

假设和的人口密度是制造业和物流,分别;和是生产人口的自然增长率和物流人口分别;和和分别是最大的环境容量。两个工业人口的协同作用的进化动力学模型表示如下:

外部环境变化所带来的影响的内部人口系统可以简化为两种情况:一是影响市场资源配置的效率,这样变化的外部环境容量的随机干扰因素影响的工业人口规模的变化,另一个是传输系统中企业的资源分配,改变现有的工业人口的规模从新兴工业人口的新兴工业人口(18]。在此基础上,我们继续考虑制造业和物流之间的协同作用,扩大现有的人口系统的环境容量,促进人口增长率的变化。我们试图分析系统和外部环境之间的共同进化通过扩展物流环境容量参数方程。

假设和分别代表了环境容量的增量值年代₁和年代₂结果从单独制造人口和物流人口之间的协同作用。根据人口增长的逻辑斯蒂方程的制造和物流 在哪里和 ,分别代表人口环境容量的大小有两个系统,也就是说, 和 ; ; 。

所以,我们可以获得环境容量模型系统(2),如下:

制造业和物流之间的演化过程必须由随机干扰因素的影响在外部系统中,在这方面,我们主要考虑两点,一是工业系统和政策的影响由于制导系统的随机干扰因素和政策迫使制造业和物流的快速发展,促进内部组织结构的变化和产业结构的转型升级;另一个是由工业经济随机干扰因素的影响,这是反映在经济的输出值。

在此基础上,我们假设代表系统的外部环境变化和变化将导致外部环境容量K系统的变化。我代表机构系统环境随机干扰因素对系统的外部环境容量系数的影响和 ,分别。E代表机构的经济环境中随机干扰因素对系统的外部环境容量系数的影响和 ,分别。所以,随机干扰因素的影响下的外部环境中,制造业和物流的动力学模型应修改如下: 在哪里 和 ,分别代表了时间函数的工业系统环境和工业经济环境T-时间变化;和代表制造业和物流的人口密度,分别 和 。

从(5),我们可以看到之间的协同作用年代₁和年代₂和影响函数外部随机干扰因素的工业系统环境和工业经济环境,影响通过改变人口的增长率K价值的环境容量。因此,联合行动的内部协同力和外部环境随机干扰因素,外部环境容量的动力学模型应该再次修改

2.2。参数估计的因素

为了更好的参数估计,我们选择任何相邻的两年 人口增长曲线的制造业和物流,随着观测时间间隔,然后间隔长度 在图1。

可以看出,增加人口密度的演化曲线 是 ,平均是 ,还有 。

因此,直线的斜率与两个端点在任意时间间隔 在图1曲线如下: 。

同时,曲线的时间间隔 也是物流的环境容量曲线吗 ,曲线的斜率是制造业人口密度的增长,也就是说, 当 。

作为人口密度的变化的速度不是很大的对数曲线区间 ,物流曲线的斜率可以近似等于斜率区间端点的时间间隔 。

所以,大约有 。

制造业的环境容量的迭代公式人口可以获得最后的安排,如下:

的环境容量生产人口密度大于0,即, ,有 ,也就是说,来满足

因此,给定一个值是 ,我们可以获得一组估计(我= 0,1,2,…,n通过()之间的分区7),也就是说,

用上面的估算值和 ,我们可以获得一组逻辑估计(我= 0、1、2、…n),即:

同样,我们可以获得一组逻辑的估计人口密度和物流环境容量如下:

3所示。例子分析

3.1。数据选择

为了验证上述模型和方法的有效性和可行性,我们选择陕西省为研究对象,研究共同进化的环境容量估算的制造业和物流行业。因为陕西省没有制造业的价值添加统计在国民经济核算体系,同时物流还没有建立一个统一的口径进行增加值统计,为了分析制造业和物流之间的共同进化关系陕西在一个更好的方法,符合数据的可用性原则和统计口径的一致性,我们使用工业附加值(IVA)来衡量制造业创造的生物质生产人口和使用运输、仓储、邮政和附加值来衡量物流创建物流人口的生物质,将调查的环境容量制造业和物流之间的共同进化。数据来源于《中国统计年鉴》,”“中国工业统计年鉴》,”“陕西省统计年鉴,”和“中国第三产业统计年鉴”。

3.2。数值估计

对于一个给定的估计,估计的方差值的生产人口密度在每一个观察如下:

我们使用c++程序语言在无限循环迭代估计对减少方差的方向。当方差不能减少或到达预设阈值,相应的估计这是人口的自然增长率r可以被取代的自然增长率计算到方程(8)方程(11估计价值)每年中相应的环境容量。

根据上述方法,我们可以获得的自然增长率 和 和制造业和物流之间的环境容量估算,如图2。

如图3,随着人口密度的增加环境容量的变化。这两个变量联合进化的趋势。然而,人口的外部环境容量显示不稳定的趋势,表明突变几年节点(如1987、1993和2000年),这表明该节点是受随机干扰的影响。根据工业系统环境的情况和经济环境的生产和物流在陕西,我们发现以下基本事实:(1)在1987年,今年是中国经济发展的新阶段,这是转变为市场化和私有化的方向由前完全公有制和计划。受此影响,陕西先后出现机械、建材、纺织、印染、造纸、和其他制造业和物流的概念开始出现,如运输、仓储、配送、流通加工、信息处理、供应链和其他物流环节,正逐渐被企业接受。(2)1993年,中国共产党“党的十一届三中全会中共第十四届中央委员会”举行这表明中国经济从计划经济向市场经济过渡。各种各样的民营企业开始出现,增加了时间;各种各样的工业园区规划和建设;陕西的制造业市场开始蓬勃发展;外部服务的制造业需求正在增加。因此,我们正在走向一个新的发展时代物流。(3)在2000年,中国政府启动了中国“西部大开发战略。“大大加速陕西经济发展策略。2002年中国加入世贸组织后,中国有更多的机会与世界上发达国家合作,驱动的快速增长重型机械、设备、钢材、模具和其它原材料。因此,汽车、金属冶炼、通用设备、仪表工程机械、计算机、通信、电子设备和其他制造业也在迅速发展。然而,物流的效益和服务质量,巩固他们的外部服务滞后。

此外,在同一时间节点,制造业的突然增加环境容量也带来突然增加环境容量的物流,但物流的人口没有增长,表明该节点被外部随机扰动因素的负面影响,如消除落后企业的经济发展。

3.3。外部环境容量估算

基于上述分析,我们可以预测外部环境容量模型制造业和物流之间的共同进化以下方程:

我们想确保野生的结果,R²,研究意义重大。所以我们用逐步回归和试探性的回归 ,和 ,并得到以下方程: 在哪里 和R²≥0.780 (F≥47.091),这说明采样点上的方程的拟合效果很好。团体。< 0.01表明回归方程预测。

我们讨论人口密度之间的关系和环境容量的制造业和物流,分别如图3和4。

图清晰地显示了这一趋势的外部环境容量的变化和时间的人口,和可以看出,陕西省制造业和物流目前的发展空间是非常大的。在物流的增长阶段曲线,但增长速度是不同的。为了进一步讨论这两个的增长率,一阶导数(14)对t,我们有

不同的环境容量变化之间的生产和物流如下:外部环境变化的能力制造是一个二次函数,在协同性能是一个积极的影响(3.068)从物流、和工业系统环境性能显示为一个短期的积极效果,和有一个最大值。然而,外部环境的变化率的能力物流的特点是一个线性函数,并协同性能(−1.572)是一个负面影响,工业系统环境的性能和制造的协同作用是不明显的。

4所示。结果与讨论

4.1。制造业

生产人口环境容量的变化是受自身企业的资源分配的协同作用,协同物流,工业系统环境。

的K₁方程体现了制造业种群进化的复杂的过程:(1)现有的生产企业的规模和市场份额为制造业的发展提供巨大的环境空间。然而,新兴物流的协同扩展了制造业的环境容量和形成了竞争关系,降低制造业的环境容量。从方程(16),我们可以发现物流人口系统都产生了积极的影响对整个制造环境容量的人口系统从1978年到2011年。(2)工业系统环境的影响因素是提高政策促进制造业的发展和扩大其市场空间。然而,由于技术发展政策的延迟,制造业的扩张市场空间已经被删除了。因此,工业系统环境因素有双重作用。它可以发现,从1978年到2011年,工业体系环境影响因素和制造系统环境人口容量遵循两个二次曲线趋势。换句话说,环境容量的最大极限。

4.2。物流

物流人口环境容量的变化是影响合作的企业的资源配置,协同制造,工业经济环境。(1)的常数项K₂方程代表了原始环境容量的物流。负系数表明,人口环境容量的物流发展最初源自制造业企业资源配置的结果。人口生产系统危害物流人口系统的整体环境容量在1978 - 2011年。(2)负的系数表明制造业物流的协同提升不明显,它源于固有的生产和管理模式生产,不为物流创造一个广阔的市场空间,和许多制约制造业物流项目,这使得物流发展缓慢。

经济环境是一个积极的作用,表明当前经济发展的需求和贡献物流;从方程(16),我们可以发现经济发展的贡献以及1978 - 2011年的环境容量物流是正的。

5。结论

古典逻辑斯蒂方程说明了个人人口随着时间的推移和环境的关系,但产生的非线性函数关系两个种群之间的协同力并不清楚,也没有确切的表达。为了解决这个问题,我们提出一种改进的逻辑斯蒂方程,建立系统动力学模型之间的共同进化制造业和物流的协同机制和研究外部随机干扰因素对共同进化系统的制造和物流。结果表明,政策体系的双重效应时滞影响制造业的变化和经济发展需求外部环境容量和物流生态系统。本研究揭示了这种内部机制。通过外部环境容量的分析,进一步发现,陕西省制造业和物流共生的目前阶段,还没有达到互利共生的理想的成熟阶段。我们的研究扩展LV的非线性环境容量模型及其应用领域。希望本研究可以为后续研究提供启示和帮助。

数据可用性

所有基础数据支持结果可以在“中国统计年鉴,”“中国工业统计年鉴》,”“陕西省统计年鉴,”和“中国第三产业统计年鉴”。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的科学研究支持计划西安财经大学(批准号20 fczd03),教育部人文社会科学基金项目(批准号20 yjazh011),陕西和自然科学基础研究项目(批准号2020年jm - 584)。作者欣然承认Yunxiu赛教授对他的专业支持的“2018国际先进工程技术联合研究会议(2018年JIAET),”他也提供了宝贵的意见。