《Journal of Environmental Management》：Corporate raw materials criticality assessment: A novel tool for car electronics value chains developed with design science research methodology
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本研究针对欧洲汽车行业关键原材料(CRMs)供应风险管理的迫切需求，采用设计科学研究(DSR)方法论，开发了一套专门用于汽车电子领域的关键性评估工具(CAT)。该工具以企业具体供应链为分析单元，创新性地整合了地理指数(GI)、供应商关系指数(RI)等新型指标，并通过九种金属材料的验证案例证明了其在实际应用中的有效性。研究成果为汽车企业应对欧盟《关键原材料法案》(CRMA)要求提供了科学支撑，对保障供应链安全具有重要实践意义。
随着全球汽车产业向电动化、智能化加速转型，车载电子元件在整车中的价值和占比持续攀升。然而，这些精密电子设备高度依赖多种关键原材料(CRMs)，其供应稳定性正成为制约行业发展的核心瓶颈。特别是在地缘政治动荡、贸易政策多变的背景下，汽车企业如何科学评估原材料的供应风险，构建韧性的供应链体系，已成为亟待解决的战略性问题。
传统的关键性评估工具往往存在明显局限：要么过于宏观，无法反映企业个体差异；要么缺乏行业针对性，难以满足汽车电子领域的特殊需求。更关键的是，大多数工具的开发过程缺乏系统方法论指导，其实际应用效果存疑。正因如此，来自意大利米兰理工大学的研究团队独辟蹊径，采用设计科学研究(DSR)这一严谨方法论，开发出专门针对汽车电子价值链的关键原材料评估工具。
这项发表于《Journal of Environmental Management》的研究，通过系统访谈七家涵盖汽车电子价值链不同环节的欧洲企业，精准捕捉行业实际需求。研究人员创新性地将分析焦点置于企业具体供应链，开发出包含供应风险(SR)、价格指数、行业竞争指数(SCI)等多维度的评估体系。其中，地理指数(GI)融合世界银行治理指标(WGI)和改良版Goldstein评分(A-GS)，动态反映产地政治风险；供应商关系指数(RI)和自由现金流指数(FCFI)则从商业合作维度评估供应稳定性。
研究团队选取镓(Ga)、锗(Ge)、钽(Ta)等九种关键金属进行工具验证，首次系统绘制了这些材料全球主要供应商图谱。验证结果显示：钽的采矿环节供应风险最高(SR=8.5)，其次是镓的矿石提取环节(SR=8.43)；而从材料替代性看，除铜可用铝替代外，其他材料均缺乏可行替代方案。这些发现为汽车企业优先管理高风险材料提供了明确方向。
在方法论层面，本研究严格遵循DSR的六个阶段：从问题识别、目标定义，到工具设计与开发、演示验证，最终完成效果评估。通过半结构化访谈获取用户需求，采用主题分析法归纳核心指标，并运用多标准决策分析整合各类参数。特别是针对企业常见的数据缺失问题，研究还制定了详尽的应对指南，确保工具在信息不完善条件下的可用性。
研究结果具体体现在以下几个维度：
供应风险评估结果显示，钽和镓由于供应商集中且主要位于地缘政治敏感地区，风险显著高于其他材料。其中钽采矿环节的SR值达8.5，凸显出原材料获取阶段的高度脆弱性。
价格趋势分析表明，所有评估材料价格均呈上涨态势，钽、铟(In)、锗的年化涨幅分别达9.62%、6.41%和5.91%，反映出这些材料在技术圈(Technosphere)中的稀缺性持续加剧。
行业竞争指数(SCI)分析揭示，铟(50.89)、镓(50.45)和锗(45.03)面临最激烈的跨行业需求竞争，汽车行业需要与电子、国防等其他重要领域争夺有限供应资源。
材料替代性评估发现，除铜存在铝这一可行替代方案外，其他八种材料均未找到兼具技术可行性和经济性的替代品，这进一步加剧了供应链风险。
库存缓冲能力评估显示，假设案例企业的原材料库存均为零，这意味着企业面对供应中断时缺乏应急缓冲能力。
通过与传统工具的对比，本研究开发的CAT展现出三大创新优势：首先，以企业实际供应链为分析单元，确保评估结果与个体情况高度契合；其次，引入赫芬达尔-赫希曼指数(HHI)量化供应集中度，使风险测量更加精确；最后，整合Regulatory & Trade-Policy Shock Exposure (RTP)和Secondary-Supply Resilience (SSR)理论框架，增强了工具的理论深度。
研究结论强调，该工具不仅填补了汽车电子领域专用评估工具的空白，更为企业应对欧盟《关键原材料法案》的合规要求提供了技术支撑。工具开发过程中创制的A-GS、FCFI等新型指数，为关键原材料管理研究提供了新的方法论借鉴。然而，研究也指出工具在数据需求量大、实施成本较高方面的局限，建议未来通过IT系统集成优化用户体验。
这项研究的现实意义在于，它为汽车行业提供了一套科学化、可落地的供应链风险管理工具。随着欧盟对关键原材料供应链透明度要求的不断提高，此类基于严谨方法论开发的评估框架，将助力企业在复杂的全球贸易环境中构建更具韧性的供应体系。未来研究可探索将该工具扩展至其他汽车零部件领域，并进一步验证其在真实企业环境中的适用性。
