绘制国家供应链网络，预警下一次系统性风险

导语

随着新冠疫情的持续，全球央行“大放水”加之俄乌战争等地区热点的干扰，全球经济逐渐暴露出高度相互依赖的企业供应网络的脆弱性，导致疫苗供应、芯片制造、食品生产和汽车制度等领域出现系统性崩坏的风险。那么，如何分析和预测这些风险？如何对这些风险采取措施加以防范？维也纳复杂性科学中心（CSH）的研究人员基于增值税数据，构建了一个粒度空前的全国企业级生产网络，提出了一种计算供应链复杂网络内所有企业经济系统风险（ESR）的新方法，对研究复杂经济学的级联效应具有借鉴意义。

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研究领域：复杂经济学，复杂网络，供应链，风险评估

刘志航 | 作者

邓一雪 | 编辑

论文题目：

Quantifying firm-level economic systemic risk from nation-wide supply networks

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-022-11522-z

经济全球化的一大特征就是提高生产过程和企业供应链的效率，体现在供应链管理、精益生产、及时交货、外包和全球采购等方面。虽然效率的提高可以减少库存缓冲、缩短交货时间以及降低生产成本，但同时也导致了整体经济韧性的降低。企业的供应链以及它们的生产过程是高度相互依赖的，会使生产网络受到冲击时产生级联传播，进而影响经济的发展。

新冠疫情的全球大爆发，使全球面临疫苗、芯片、食品和其次等供应的短缺，暴露出高度相互依赖的企业供应网络的脆弱性以及全球生产网络的复杂性。经济学家已经考虑了企业级供应链的重要性，特别是个别公司失败对整体经济的影响。

供应链和生产管理的文献研究了企业级的供应网络和中断沿供应链的扩散，有各种名称，如供应链韧性、雪球效应和涟漪效应等。但是受限于供应链网络的复杂性和数据的可得性，但迄今为止还没有对整个经济体的公司层面的系统性风险进行可靠和系统的估计。

图1：全球船运网络 | 图片来源：Flowingdata。

1. 重构整个国家的供应链复杂网络

维也纳复杂性科学中心（CSH）的研究人员根据匈牙利中央银行提供的 91000 多家公司的增值税数据，重建了匈牙利错综复杂的生产网络，包括所有的相关公司以及与客户和顾客的所有供应关系。有了对经济如此详细的了解，他们可以计算出其系统性风险。   

图2：重构生产网络。（a）两家公司 i 和 j 之间的供应商-客户交易示意图。供应商 i 生产类型为 p_i 的产品，并向客户 j 交付数量为 W_ij 的产品，买方支付的总款项包括净价 V_ji 和增值税 T_ji。（b）由 11 家企业组成的生产网络，颜色代表企业的行业归属，下方公式为计算可以生产产品 p₇ 的数量 x₇(t+1)。（c）匈牙利生产网络的一部分，有 4,070 个节点和 4,845 个链接。节点大小对应于总强度（代表公司规模）。

增值税原则上是适用于所有商品和服务的一般税种，该团队能够在前所未有的程度上重建生产流程和公司之间的供应关系，并确定每个企业如何受到供应链中断的影响。这是第一次在如此详细、细化的水平上计算一个国家的供应链脆弱性。研究人员发现，这是一个紧密相连的网络，其中有一个强连接的部分，形成了网络的中心，并且包含了所有公司的26%。因此，可能只有少数公司对整体经济构成实质性风险。

2. 量化供应链网络的系统性风险

研究人员提出了一种计算企业经济系统性风险（economic systemic risk, ESR）的新方法。该方法不仅考虑了企业间所有的客户-供应商关系，还考虑了其他因素，如每个企业的生产过程，供应交易的重要性，以及公司在整个经济生产中的价值。

以上系统性风险指数计算公式可以解释为生产网络中总产量的一部分，如果公司 j ′ (暂时)失败，这部分产量可能会受到影响，其中 h_i(T) 为每家公司通过该供应商的可以生产的东西（详细计算过程可查阅论文方法部分）。

通过重构国家供应链网络并计算企业的系统性风险指数，作者发现匈牙利的生产网络存在明显的中心—边缘结构，可以被少数几个由高度关键的供应链关系网络连接的企业所动摇。根据该研究，存在 32 家超级高风险公司，占被分析的匈牙利企业的 0.035%，显示出极高的系统性风险，约为23%。这意味着，在短期内，如果企业不能通过足够快地找到新的供应商和客户来调整其供应关系，大约 23% 的国家生产可能受到不利影响。

此外，几乎 75% 的国家系统性风险只集中在 100 家高风险的公司，这些企业集中在能源、制造业或机械修理等行业部门。大规模的雪球或多米诺骨牌效应很可能是由这 100 家公司中的一家引起的，而其他99%的企业则与系统性风险关系不大。

在目前讨论乌克兰战争导致的一些欧盟国家天然气配给的背景下，研究中的32家超级风险公司中有一些是在化工领域。这些公司的生产严重依赖天然气，如果供应受影响，它们将对整个经济产生潜在的巨大雪球效应。

图3：匈牙利全国供应链网络，其中对存在系统性风险的企业进行着色。

3. 如何降低供应链系统性风险？

研究者发现，大约三分之一的高风险公司处于核心风险公司网络的外围。这些公司规模较小，从核心风险公司继承了系统性风险，因为它们是核心公司的关键供应商。如果它们向其他非风险公司供货，就不会显示出高系统性风险值。这意味着，这些小公司可以通过增加出售给固有风险公司的供应商数量而使风险降低。

在很大程度上，公司的规模（实力）是公司系统性风险的一个难以的预测因素，因为供应网络中的位置比规模更重要。同样，在早期的研究中，在金融系统性风险中也观察到了这一点。因此，增加实体经济中的韧性的一个直接方法是引入供应链冗余，通过改变网络结构来减少风险，从而降低固有的系统性风险公司因缺乏投入而遭受失败的概率。同时，税收数据能够为一个国家提供关于供应链的更全面的预测，这可能导致更深入和更积极的系统性供应链管理，这将通过利用市场机制提高整体经济的弹性。

一个国家或企业对特定供应商的依赖往往会导致其高系统性风险，一旦面临供应短缺或者制裁，其发展的咽喉就会被扼住（如华为，中兴）。但是，供应链的重塑往往不是一个企业所能为之，需要整个国家的动员和国民的积极参与。例如，国家可以规定，固有风险的公司的关键产品至少要有一个备用供应商。与金融部门的法规一样，风险集中可以通过要求任何客户的供应风险不得超过一定程度（例如总风险的 10%）来避免。同时，具有系统性风险的公司引入强制性库存缓冲，以确保在一组关键供应商违约的情况下生产。但更为重要的还是发展本国的技术，将“卡脖子”技术掌握在自己手里，而不受制于人。

但是，这类监管和产业政策措施可能与过去几十年主导的追求效率的做法背道而驰，因为供应商关系是时间和成本密集型的。更多的韧性在短期内不会得到回报。所以，一个有趣的问题是，在多大程度上可以通过不降低经济效率来提高经济的韧性？这在全球风险的时代是个不得不思考和研究的议题。

参考资料：

[1] Complexity Science Hub Vienna，Mapping a country's entire economy to predict—and prepare for—the next supply chain disruption，https://phys.org/news/2022-05-country-entire-economy-predictand-forthe.html.

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