前言 城市产业规划是引领城市经济发展的导向标，很多城市力图采用一定的产业产能政策引导城市产业按照一定的步骤来部署和发展。例如，纽约市2015年发布了《一个纽约——规划一个强大而公正的城市》，对纽约市2015—2040年的产业发展提出了纲领性规划，而上海也在同年出台了《上海——迈向卓越的全球城市》纲要，对上海未来20年的产业经济发展和各产业产能策略做出了指引。城市产业规划确定了未来一段时间内城市经济发展的方向和发展规模，具有重要的引领作用。正是由于产业规划的前瞻性和经济系统的复杂性，把握未来一段时间内的产业发展趋势、分析最优的产能政策才是制定有效产业规划的前提，而对产业产能把握不慎可能在未来导致严重的产能过剩等现象。例如，最近两年以来广州、深圳、上海、重庆、天津、南京、沈阳等环渤海、长三角及珠三角城市纷纷提出了机器人产业（包含智能制造）的2016—2020年产业规划，多数城市设定的机器人产值高达千亿元以上，产值总和高达9 000亿元以上。根据中国机器人产业联盟的统计，各个城市出台了77项以上的机器人产业扶持政策，推动成立了40余个机器人产业园区。 表1列示了我国部分城市机器人产业规划。 表1我国部分城市机器人产业规划 2020年目标产值/亿元 政策措施 南京 1 000 《加快推进南京市工业机器人产业发展的工作意见》 东莞 700 《关于加快推动工业机器人智能装备产业发展的实施意见》《东莞市推进企业“机器换人”行动计划（2014—2016年）》《东莞市“机器换人”专项资金管理办法》续表 2020年目标产值/亿元 政策措施 深圳 3 615 《深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展规划（2014—2020年）》《深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展政策》 广州 1 000 《关于推动工业机器人及智能装备产业发展的实施意见》《广州制造2025年战略规划》 沈阳 500 《沈阳市智慧产业发展规划（2016—2020年）》 天津 120 《天津市建设全国先进制造研发基地实施方案（2015—2020年）》 重庆 1 000 《重庆市人民政府关于推进机器人产业发展的指导意见》 上海 600~800 《关于上海加快发展和应用机器人促进产业转型提质增效的实施意见》 然而，根据国家制造强国建设战略咨询委员会等多个权威部门的预测，到“十三五”末，我国全国机器人的总有效产值只有大约1 000亿元，远远低于现在多数城市的规划。由于机器人产业目前仍处于探索的阶段，因此，各城市对有效产能的预估不当完全可能导致不完备的产能规划和政策措施，从而最终导致产业整体性产能过剩。由于产业发展规划事关未来一段时间内城市经济发展大局，科学地预估最优的产能是制订产业发展规划的重要依据，因此，急需对城市最优产能进行科学的评价和分析。基于此，本书从企业的角度构建企业利益最大化时的产能策略工具，其理论体系用以分析城市高科技产业的最优产能并为城市各行各业的产业产能规划提供决策支持。 高科技产品与传统产品相比有很多自身的特征，确定产业的最优产能面临很大的挑战。例如，高科技产品具有较短的生命周期（一般是一年或两年），具有很快的贬值速度，如很多半导体产品在上市半年内将损失它整个生命周期60%以上的价值。由于激烈动态变化的市场需求、较长的制造提前期、昂贵的生产准备成本、技术不断的快速革新，使高科技产业比其他传统产业面临更大的市场风险和决策难度。因此，有效的产能和销售决策能够减少资金的浪费，提升企业利润并降低投资失败的风险。从宏观上而言，在城市产业规划过程中识别高科技产业最佳的产能设置，对于科学地提出相应的产能规划策略，从而减少重复投资、降低产能过剩具有重要的价值。同时，针对高科技产品的产能决策理论分析，可以推而广之应用到其他产业的产能策略分析中。在本书具体的研究中，针对高科技产品生产不确定性、销售可替代性、需求不确定性等特征，提取这些特征并在产品的不同生产方式（备货型生产、批量型生产等）下构建了企业的产能决策模型，试图通过微观的模型分析来研究企业产能管理的基本理论。 因此，本书是以半导体制造产业为代表的高科技产业为背景进行研究的。由于企业的产能取决于销售状况，因此，本书在微观研究阶段将产能决策与销售策略进行集成研究。具体而言，本书首先聚焦于多销售周期、多产品的高科技产品随机产销系统的产能管理和销售策略联合决策问题，分别针对备货型和批量型生产方式以及考虑客户生命周期价值的情况展开研究，提出最优的决策方案。为了分析问题，验证模型和理论成果的正确性，本书在研究中进行了仿真试验与分析。本书采用的微观技术研究内容主要包括以下几点。 （1） 在备货型生产方式下的产能规划策略。在备货型生产方式下，企业生产和销售不同步进行，企业按照市场预测组织生产并在销售季节开始前完成生产计划，产成品在销售季集中销售。针对此备货型生产方式，本书研究了单周期生产、多周期销售的情况，设定在每个销售周期每种产品的需求是独立的。因此，本问题的决策包括两点：最优产能计划和每个销售周期内各等级产品需求的满足量。该问题可构建为一个多参数的随机动态规划模型，其研究目标是使随机产销系统在整个产销阶段的总利润最大化。通过数理分析找到了在销售阶段的最优替代销售策略，然而由于模型的动态复杂性，求解最优的产能决策模型面临巨大的工作量。因此，在比较几个相似的销售策略基础上，求得对决策模型进行简化求解的算法。算例研究表明，得到的算法能够有效地降低求解的复杂度。 （2） 在批量型生产方式下的产能规划策略。在批量型生产方式下，企业按照一定的节拍生产，产成品出产后即可用于销售，企业根据每个生产节拍的产品预测制订生产计划。在批量型生产方式下，本书将研究多周期生产、多周期销售的产能决策问题，即企业按照一定的节拍生产，当第一批次产品出产后，产品销售阶段开始。按照生产节拍长度将销售阶段划分为相同的销售周期，由于客户需求是连续的，在每个销售周期对产品销售进行实时库存控制面临极大困难，因此采用ATP（availabletopromise）控制策略对产品分销进行实时决策。首先对两产品的销售问题展开研究，得到了基于ATP的产品销售方法。在此基础上，研究在多产品、多销售周期的情况下基于ATP的最优产能决策和产品替代销售策略，并通过算例验证了所提替代销售策略的有效性。 （3） 基于客户生命周期价值的产能决策研究。通过深入分析客户生命周期价值理论，将客户生命周期价值植入系统动力学系统模型中，证明了客户生命周期价值与企业产能决策的内在关联。此后，分析了原材料供应商控制的产业链产能控制问题，并以系统利润最大化为优化目标进行建模和求解。研究了将客户生命周期价值作为优化目标，证明了企业应该更加关注长期利润。 由于高科技产业生产制造的复杂性、随机性、动态性和销售时产品的替代性，进行多产品、多周期的产销决策建模和求解都面临困难，本书在研究中得到了一些优化方法和关键技术。与现有的相关文献相比，主要的技术创新点在于以下几点。 （1） 针对现有研究多将生产和销售阶段单独研究的现状，将随机产销系统的生产和销售两阶段相结合进行集成研究，并且针对采用备货型和批量型等不同生产方式的高科技产业企业，找到了不同的替代销售策略。 （2） 在备货型生产方式的企业产能决策研究中，针对随机动态规划模型求解的复杂性设计了精简算法，与传统算法相比，本书设计的算法能大幅降低求解运算量。 （3） 将系统动力学仿真应用于产能决策中，研究了生产产能与高科技产业企业利润的关系，并发现其利润水平在半导体新产品上市后不久就快速下滑的现象。与传统研究方法相比，基于系统动力学的仿真能够对难以建模优化的复杂系统问题进行直观显现的仿真和分析。 （4） 在批量型生产组织方式下的产能决策研究中，针对市场需求的连续性特征，提出了基于ATP理论的销售替代策略。通过与在理想情况下的生产效益对比，证明了本书所提出的基于ATP理论的销售控制策略具有较好的有效性。 本书的研究从微观上针对不同产品的特征和决策环境时生产与销售的决策规律，并在此基础上给出了不同场景下的高科技企业最优产能规划。在把握产业企业产能决策规律的基础上，城市产业规划者能够快速地评估产业潜能并提出相应的产能规划方案和引导策略。因此，本书的理论研究为城市高科技产业产能规划与政策调控提供了决策工具。 韩广华 上海交通大学国际与公共事务学院 上海交通大学中国城市治理研究院

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