数字经济驱动装备制造产业结构升级研究——基于浙江省的实证分析
时间：2023-04-24 14:20:05 来源：千叶帆 本文已影响人
瞿鸣歆，周 懿
（中共温岭市委党校，浙江 温岭 317500）
装备制造业被称为工业行业“母机”，是制造业中最核心的组成部分，对国民经济乃至全球经济的影响都不可忽视。我国当前正处于新发展阶段，面临着日益复杂的国际环境、暗流涌动的逆全球化浪潮和仍然严峻的疫情，这些新变化、新发展态势都对我国装备制造业提出了更新、更高的标准和要求。但现实情况表明，目前我国装备制造业的竞争优势总体上仍然不强，《科技日报》曾总结中国35项卡脖子关键技术，其中有18项技术都涉及装备制造工业，可见装备制造业加快转型升级的任务迫在眉睫。随着经济社会的不断发展，移动互联网和数字技术应运而生，全球数字经济规模也在不断扩大。作为一种新经济形态，数字经济正逐步改变着传统行业的生产模式以及商业模式，其与传统产业的深度融合正引发新的产业变革。可以说，数字经济与装备制造业的融合是我国装备制造业产业结构升级的重要抓手，也是我国制造业“弯道超车”的重要机遇。
浙江作为数字经济的先发地，数字经济综合应用作为“152”工作体系的重要内容之一，将以工业领域为突破口，以“产业大脑+未来工厂”为核心场景，推动产业信息数据汇集共享，优化资源要素配置。2020年浙江装备制造业企业数量达20617家，规模以上装备制造业工业总产值达31802亿元，工业增加值占全年GDP的比重为44.2%，工业增长贡献率达到了88.48%。
而目前对于我国数字赋能装备制造业发展的研究文献纷杂繁多，还未形成科学完备的经验体系。因此，本文将通过对浙江省数据的实证分析，对数字经济驱动装备制造产业结构升级的机理、效果开展深入研讨，对数字经济背景下做大做强我国装备制造产业具有重要现实意义。
1.1 关于产业结构升级的研究
Ernst最早提出“产业升级”的概念，他认为产业升级是产业由低附加价值向高附加价值转变的过程[1]。Humphrey从价值链的角度提出，产业升级是通过流程、产品、功能和链际四个阶段的升级而实现的[2]。我国学者对产业转型升级特点及其影响因素开展了丰富的理论和实证研究，其中不少研究通过构建指标模型等方式来测算产业结构升级的程度。如，伦蕊构造了相对完整的工业产业结构高度化水平测度指标，主要从产业间结构高度、产业链结构高度、产业结构升级转换能力三方面进行考量[3]。其中，也有部分学者针对装备制造产业结构升级开展了定量评价。如，王福君分别从技术结构、资产结构、劳动力结构及产出结构四大维度构建了装备制造业内部结构升级的评价指标体系[4]。李慧通过层次分析法对产业结构合理化和高度化两个方面的11个指标进行权重赋值，从而测算出我国装备制造业产业结构的水平[5]。
1.2 关于数字经济对产业结构升级的影响的研究
1996年，美国经济学家Don Tapscott首次提出“数字经济”概念，并在其著作《The Digital Economy:Promise and Peril in the Age of Networked Intelligence》中系统阐释了“数字经济”新型经济模式的结构。学术界近年来也越来越重视对数字经济的研究，现有成果中对数字经济的内涵、范围，以及数字经济影响制造业发展等方面已初有成效，但对数字经济驱动传统产业结构升级的研究目前依旧处在初级探索阶段。
国外对数字经济与产业升级的总体研究较少，更多研究的是信息技术与产业融合的影响和效果，国内学者的关注点也多在于互联网、“互联网+”、信息技术等数字技术对产业结构升级的影响，研究普遍认为数字技术的发展与应用催生大量的技术创新，能够有效促进产业结构升级。如，刘军通过实证研究发现“互联网+”能促进制造业产生集聚，可以有效降成本，提升制造业协作质量，有助于产业价值链的提升[6]。刘平峰基于1990—2018年我国制造业的细分行业面板数据进行研究，结果表明数字技术是全要素生产率增长的主要驱动力，能够加速生产要素体系的优化重构，推动产业结构升级[7]。肖静华通过美的集团案例的研究指出，发展中国家的企业实现转型升级的重要途径在于信息技术驱动[8]。
近年来，随着“数字经济”概念被强调，从数字经济视角开展的研究也逐渐被丰富，但围绕数字经济与产业结构升级的研究仍在少数。如郑季良[9]，王瑞荣[10]在测算数字经济水平的基础上，分别发现数字经济能够显著地正面影响装备制造业的全要素生产率和制造业高质量发展。吴勇毅指出数字基础设施的普及能促进资源合理分配，提升配置效率，同时数字技术的提升能够夯实产业基础，进而推动产业结构升级[11]。王德辉[12]、高京平[13]、王令[14]均从理论层面分析指出，数字经济可以通过技术创新、商业模式创新、重塑需求侧等方面为产业结构升级提供支持。沈运红依托浙江省数据，探索数字经济水平的三个细分因素（数字基础建设水平、数字化产业发展水平、数字技术创新科研水平）对传统制造业产业结构升级的具体影响，实证检验结果显示，三类因素均对制造业产业结构优化起正向作用，其中数字技术创新科研水平的作用最大[15]。
国内外学者从多角度对数字赋能产业结构升级开展了大量研究，为本研究提供了有益借鉴，但也注意到，现有研究围绕制造业大类的讨论较多，具体至装备制造业的相对较少，并且既有研究大多支持“数字技术对产业结构升级具有重要作用”这一结论，而从“数字经济”这一整体角度探讨对产业结构升级的影响而形成的成果并不丰富，且多从理论层面分析其内在机理及路径，缺乏一定的实证检验。
2.1 数字经济发展水平指标体系构建（见表1）
表1 数字经济评价指标体系
作为一种新兴的经济形态，对数字经济的评价标准尚未形成共识。本文基于已有研究对数字经济的理论分析，并结合数据的可获得性，从数字基础设施建设水平和数字化产业发展水平、企业数字化水平三个方面构建评价指标，综合测算数字经济水平。其中，选取光缆长度、互联网宽带接入端口数、域名数等五项二级指标来体现数字基础设施建设水平；
选取信息传输、软件和信息技术服务业（下简称信息服务业）的生产总值、就业人数以及软件业务收入作为数字化产业发展水平的二级评价指标；
选取企业使用计算机数、网站数以及有电子商务交易活动比重来体现企业信息化水平。
2.2 浙江省数字经济综合水平测度
基于以上数字经济评价指标体系的构建，本文采用熵值法作为数字经济发展水平的赋权方法，选取浙江省2011—2020年的数据，数据来源于EPS数据平台。运用SPSSAU可得出本文数字经济水平评价的各指标权重如表2所示，其中对基础数据均预先做了无量纲化处理。继而可得到2011—2020年浙江省数字经济水平测算结果如表3所示。
表2 数字经济评价指标权重
表3 2011—2020年浙江省数字经济水平测算结果
2.3 装备制造业产业结构升级评价指标体系构建（见下页表4）
表4 装备制造产业结构升级评价指标体系
根据产业结构升级的相关概念和有关研究，产业结构升级主要表现为产业结构的合理化和高度化。合理化发展一方面表现为市场上该产业的产品供给与市场需求是否实现平衡，可以通过市场需求适应度来反映，另一方面表现为相关产业间的结构比例是否协调，可以通过泰尔指数来反映。在产业结构高度化水平指标选择上，借鉴李慧[5]等人的研究基础，通过技术、劳动力和产出三个维度来体现。其中，技术结构升级是产业结构升级的主要动力，技术结构高度化表示产业的高技术组成层次，一般来说技术水平越高，产业越具有竞争力。高素质劳动力也是影响产业结构升级的重要因素，本文选取高技术装备制造企业研发人员比重和装备制造业劳动生产率来体现劳动力结构高度化水平。产出结构高度化反映了装备制造业产品加工程度的高低，表现为新产品开发程度以及产业内由初加工、组装向深加工、成套演进的程度。
2.4 浙江省装备制造产业结构升级的测算与评价
本文采用层次分析法（AHP法）对各指标进行赋权，通过5位专家对装备制造业产业结构升级指标体系打分，并利用SPSSAU软件进行分析。
对于目标层A进行判断矩阵分析，计算得出λmax（A）=2，相应的特征向量为WA＝［0.667，1.333］T，CI值为0.000，通过一致性检验。同样地，对于一级指标层B1、B2，二级指标层C3、C4、C5进行判断矩阵分析，λmax（B1）=2，λmax（B2）=3.054，λmax（C3）=2，λmax（C4）=2，λmax（C5）=2；
WB1＝［0.5，1.5］T，WB2＝［1.5，0.75，0.75］T，WC3＝［1.2，0.8］T，WC4＝［1，1］T，WC5＝［1，1］T，且均通过一致性检验。分别对得出的特征向量进行归一化处理，即可得到各指标的权重赋值如表5所示。
表5 装备制造产业结构升级评价指标权重
以上数据来源于EPS数据平台，需要说明的是，由于各类统计资料中并未设置专门的装备制造业统计口径，对装备制造业总产值、主营业务收入、新产品产值、用工人数等变量的取值用装备制造业的七个子行业的数值总和替代。由于2011年国民经济行业分类有过调整，为便于统计，对此后的“汽车制造业”和“铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业”，总计为“交通运输设备制造业”，与2011年统计口径保持一致。其中，市场需求适应度计算为：
式中：Ht表示装备制造业第t年的市场需求适应度；
Hit表示第i子行业第t年的市场需求适应度；
Mit表示第i子行业第t年的总产值；
Nit表示第i子行业第t年的主营业务收入。
泰尔系数计算为：
式中：TLt为装备制造业第t年的泰尔系数；
Yit表示第i子行业第t年的工业总产值；
Li表示第i子行业第t年的平均用工人数；
Yt表示第t年七大子行业总的工业产值；
Lt表示第t年七大子行业总的平均用工人数。
在赋值权重计算的基础上即可得出浙江省装备制造产业结构升级水平如下页表6所示。结果表明，浙江省装备制造产业结构升级水平在2011—2020年期间呈现稳步上升趋势，其中，产业结构合理化水平略有上升，但幅度较小，其水平值基本在0.25上下波动，产业结构高度化水平则表现为不断提升，且较为明显。从二级指标来看，市场需求适应度均在0.9以上，表明浙江省装备制造产业的市场需求适应度较为良好，尽管在2011年至2016年期间有过下滑，但随后持续上升并维持在0.97以上。泰尔系数接近零，表明浙江装备制造业的子行业间有着相对较好的产业协调度，具体来说，从2013年的0.0034上升到2016年的0.0162，此后逐渐下降并趋于稳定，说明浙江省装备制造业的产业协调度近年逐渐趋于合理化。从产业结构高度化的三个二级指标来看，技术结构、劳动力结构、产出结构在2011—2022年期间总体均呈现稳定向上走势，表明浙江省装备制造产业的产业结构高度化水平越来越优。
表6 2011—2020年浙江省装备制造产业结构升级水平测算结果
3.1 理论分析与研究假设
产业结构升级是产业结构从低级向高级，从低端向中高端迈进，通过提高现有资源和生产要素的使用效率，来提升产业协同度的过程，就是要通过促进产业结构合理设置来提高产业的产出效率。而数字经济具有规模经济的特征，能极大程度地改变传统市场模式。以互联网平台为主导的数字产业组织形式可以改变传统的市场结构，打破行业、企业间的交流壁垒，扩大高端化、个性化的市场需求。以大数据、人工智能为代表的新一代数字技术可以转变传统资源配置方式，降低经济运行成本，对装备制造业全产品生命周期进行赋能，提升产业链上各个环节的附加价值，进而实现装备制造业价值链的优化提升。而这些也是产业结构升级的主要着力点，因此，本文提出研究假设如下：
H1：数字经济对装备制造产业结构升级水平起促进作用。
H2：数字经济对装备制造产业结构合理化水平起促进作用。
H3：数字经济对装备制造产业结构高度化水平起促进作用。
3.2 变量选择与模型构建
本文主要分析浙江省数字经济发展水平对浙江省装备制造产业结构升级水平，包括产业结构合理化和产业结构高度化的影响，因此分别把浙江省装备制造产业结构升级水平（SJ），产业结构合理化水平（HL）和产业结构高度化水平（GD）作为被解释变量，把浙江省数字经济发展水平（DE）作为核心解释变量，并考虑相关控制变量如下：
3.2.1 外商投资水平FIL
有研究指出外资企业的进入会带来先进的技术、设备以及管理模式，并通过知识溢出效应来提升企业的资源配置效率和生产效率，认为外商直接投资对产业结构升级有正面作用。本文参考以往研究，选取外商直接投资额表示外商投资水平，并纳入作为控制变量之一。
3.2.2 政府参与程度GI
本文采取地方财政一般预算内支出占GDP的比值表示政府参与程度。
受教育程度ED。人才是影响产业结构升级的重要因素，受教育程度与产业结构升级往往是同方向变化的。而在一定程度上，人力资本存量可以代表受教育程度的高低，因此本文采取高等学校在校学生人数表示受教育程度的水平。
本文以2011—2020年浙江省数据作为样本，其中装备制造产业结构升级水平、产业结构合理化和高度化水平数据来自2.4节测算所得，数字经济水平数据来自2.2节测算得出，其余变量数据均来自《浙江统计年鉴》，构建模型如下：
式中，SJt、HLt、GDt分别表示浙江省第t年装备制造产业结构升级水平、产业结构合理化水平和高度化水平，δ、ε、τ为常数项；
α、β、γ分别为各解释变量的回归系数；
ξ、ψ、ζ为随机误差项。
3.3 实证结果分析
回归结果如下页表7所示，三个模型的R方值分别为0.985、0.984和0.836，说明模型具有很好的拟合效果。由结果可知，核心变量数字经济水平（DE）对装备制造产业结构升级水平（SJ）、产业结构合理化水平（HL）以及产业结构高度化水平（GD）均具有显著的正向影响效果，其中对产业结构合理化水平的正面作用相较更为明显，数字经济发展水平每提升1%，可以带来产业结构合理化13.4%和产业结构高度化6.5%的提升。该结果验证了本文3.1节提出的研究假设，证实了数字经济的发展与产业结构升级的着力点是相契合的，换言之，数字经济能够助力装备制造产业结构升级过程。而在各个控制变量中，外商投资水平（FIL）对产业结构升级总水平和产业结构合理化水平同样表现为明显的正相关，但影响程度低于数字经济水平要素，其余控制变量则并不显著影响装备制造产业结构升级水平。
表7 回归结果
4.1 主要结论
1）本文借鉴有关文献建立了数字经济水平评价指标体系，运用熵值法对各指标进行赋权，并对浙江省2011—2020年的数字经济水平进行了测算，结果显示，浙江省数字经济水平在这十年间呈现高速发展状态。
2）根据产业结构升级的相关概念，本文从产业结构高度化和产业结构合理化两方面，构建了包括5个二级指标和8个三级指标在内的装备制造产业结构升级程度评价指标体系，并采用层次分析法对指标进行赋权，从而对浙江省装备制造产业结构升级程度进行测算。结果显示，浙江省装备制造产业结构升级水平在2011—2020年期间呈现稳步上升趋势，其中，产业结构合理化水平波动较小，产业结构高度化水平提升较为明显。
3）本文基于理论分析，提出了数字经济对装备制造产业结构升级起促进作用等三个研究假设，并以浙江省2011—2020年数据为样本开展了实证分析。实证结果表明，数字经济水平对装备制造产业结构升级，包括产业结构合理化和高度化均具有显著的优化作用。此外，外商投资水平对产业结构升级总水平和产业结构合理化水平也呈现明显的正相关。
4.2 对策建议
1）扎实推进数字基础设施建设。数字基础设施是数字经济发展的硬件基础，可以有效减少企业的信息获取成本，能够助力企业在短时间内掌握当前先进技术，同时更多企业在其正外部性效应下也可以实现快速转型升级。因此要持续强化互联网、物联网、工业宽带网络等数字基础设施的建设，提高基础的软硬件设施水平，加快信息化基础能力的提升。
2）加快数字化产业未来布局。数字化产业的技术、资本、人才等要素与制造业不断融合，可以促进产业链各环节相互联结，是装备制造产业结构升级的重要动力。因此要准确识别数字产业未来发展趋势，加速统筹规划与布局，形成先发优势。要以装备制造产业发展未来方向为基础，预测产业发展人才需求，加大产业所需数字化人才的引育力度，强化产业发展的人才要素保障。
3）推动装备制造产业数字化转型。要促进数字技术与传统制造深度融合，推动以产业大脑、智能工厂为代表的新型数字化产业的快速发展。要依托产业大脑等数字化平台，以数字化信息资源为基础，强化产业链上下游各环节的互动联系，形成开放合作的数字化生态体系。要以数字技术为核心，突破装备制造产业转型升级过程中企业存在的关键共性问题，实现技术结构层次的提升。
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