杨志波：中国装备制造业技术效率影响因素及提升策略

摘 要:中国装备制造业技术效率具有典型的空间差异特征,这主要取决于区位生产要素禀赋、区域科技水平、所有制结构、市场结构、信息化水平和对外开放度等因素的不同。采用2005—2016年的省级面板数据,研究装备制造业的技术效率及其影响因素。结果发现:(1)技术效率正在呈现逐步上升趋势,区域之间的差异正在逐步缩小,中部和西部之间的差异大于东部和中部之间的差异。(2)各个细分行业的技术效率存在较大差异。(3)区域科技水平、市场结构、信息化水平和对外开放度对技术效率提升具有显著的正作用,所有制结构则对技术效率提升具有显著的负作用。

关键词:装备制造业;技术效率;异质性随机前沿模型

中图分类号:F426 文献标识码:A  文章编号:2095-5766(2018)03-0042-08 收稿日期:2018-03-04

*基金项目:国家社会科学基金项目“制造业服务化驱动机制、组织及流程设计研究”(13CGL010);2018年度河南省社会科学院基本科研费项目“河南新能源汽车产业发展路径与对策研究”(18E06);河南省人民政府决策研究招标课题“河南省智能装备制造业发展现状及其对策”(2017B094)。

作者简介:杨志波,男,河南省社会科学院工业经济研究所助理研究员(郑州 450002);上海交通大学安泰经济与管理学院博士后(上海 200030)。

一、引言

装备制造业是国民经济的支柱产业,是建设制造强国的重中之重,是供给侧结构性改革和科技创新的主战场,是抢占未来经济发展制高点的战略选择,是推动工业转型升级和转变经济发展方式的重要引擎。中国政府早在1998年中央经济工作会议上就提出“要大力发展装备制造业”,2010年颁布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将“高端装备制造业”列为中国7大战略性新兴产业之一。《中国制造2025》规划又明确提出要大力培育和发展高端装备制造业,要在高端装备领域取得突破性发展。经过60多年的建设和发展,中国已经成为装备制造大国,在高铁、电力装备、水泥成套装备等领域取得了显著成果,如以“复兴号”为代表的先进轨道交通装备、C919为代表的航空装备、“华龙一号”为代表的第三代核电技术等装备已经达到国际领先水平,并在国际市场上占有一席之地。但是,中国装备制造大而不强的问题仍旧非常突出,具体表现为:一是尽管产业规模不断扩大,但是在国民经济中的地位仍有待继续提升;二是仍旧处在国际装备制造价值链低端,附加值比较低;三是企业研发投入强度低,高端产品研发能力薄弱;四是核心基础零部件、先进基础工艺、先进基础材料和产业技术基础等能力薄弱,发展瓶颈有待破解,薄弱环节有待加强。中国要想抓住新一轮工业革命的契机,实现制造强国的建设目标,就必须提倡自主创新,提升产业技术效率。但是中国装备制造业的技术效率究竟处于什么水平?什么因素影响了技术效率的提升?如何提升?这些问题都急切需要从理论上进行研究探讨。研究中国装备制造业产业技术效率在时间、空间上的变化规律和影响因素,不仅能为装备制造业产业效率提高提供有益的思路,对制造强国建设也具有重要的现实意义和理论意义。本文尝试基于生产函数理论,构建技术时变的异质性随机前沿模型和超越对数生产函数模型,对中国装备制造业的技术效率及其影响因素进行实证研究。

自从1957年技术效率的概念提出后,对于技术效率的研究,一直是学者和实业界关心的热点问题。目前,关于技术效率的研究主要集中在产业技术效率测度及其影响因素两个方面,且研究成果已经相当丰富。如Katharine利用C-D生产函数对英国制造业的生产率进行了分析,研究表明,研发强度能够较大地提升制造业企业的生产率。Kim和Shafi等使用随机前沿分析方法,利用面板数据对马来西亚制造业技术效率进行了测度研究。Hashimoto A和Haneda S运用数据包络分析方法研究了日本全国制药业研发效率的高低随时间的变化情况。通过对文献分析发现,国外对产业技术效率的研究主要集中在农业、公用事业、银行、工业等领域,对装备制造业的研究很少,更缺少对其技术效率影响因素的实证研究。近年来,国内对装备制造业的研究逐渐活跃,如王贤梅等基于交通运输装备制造业2005—2013年期间的数据,借助Malmquist-DEA模型对交通运输装备制造业技术效率的影响因素进行了研究,指出产业未来的主要提升之路在于技术进步和技术效率改善。陈伟等对中国东北地区大中型工业企业的技术创新效率及其变化情况进行了测度,认为东北三省大中型工业企业技术创新资源的投入尽管较大,但是并没有将这些技术充分吸收和利用,创新资源的配置也没有达到最优状态。葛鹏飞和黄秀路对中国各省装备制造业子行业的技术效率研究表明:中国通用装备业和电气机械业的技术效率有较大的提升,但是其他装备制造业技术效率提升不明显。其他的研究还有:王艳等对新疆装备制造业技术效率及其影响因素的研究,王青和李想对沈阳装备制造业技术效率评估和创新驱动路径的研究等。然而,现有研究大致存在以下方面的局限性:首先,国内已有研究大都以某一个省份或地区作为研究对象,缺乏空间维度的分析或者没有考虑区域技术异质性问题,估计的技术效率很有可能是有偏的。其次,在随机前沿分析方法中,已有研究大都认定生产函数模型的技术中性和产出弹性固定,容易导致生产函数误设所产生的估计偏差。最后,数据包络分析方法由于牺牲了对生产函数的估计,难以检验结果的显著性。

基于现有研究基础和问题,本文将区域技术异质性纳入随机前沿模型中,进一步深化对中国装备制造业技术效率的研究,首先,本文考虑技术时变特征,构建了基于超越对数生产函数的时变异质性随机前沿模型;其次,利用此模型本文分析了外生变量对装备制造业产出缺口的影响;最后,本文不仅考虑了区域技术差异,还考察了装备制造产业的规模、所有制形式等对技术效率的影响,以使研究结果更全面、可靠。

二、模型与数据

1.模型

传统随机前沿模型认为:如果属于同一技术集合的企业面对相同的生产前沿,那么技术效率则可以用企业的实际产出与生产前沿产出的径向距离比值来衡量。但是在实际中,不同类型的厂商面对不同的生产任务,会采用不同的生产投入组合,即使是相同类型的厂商,也会采取不同的生产技术,也就是说,实际中即使是属于同一技术集合的厂商也具有不同的生产前沿。因此,由于衡量基准不同,基于径向距离的技术效率指标将没有可比性。具体到装备制造企业,由于各个省份和地区的生产要素禀赋、经营环境、产业政策等不同,不同地区的企业也会采用不同的生产技术,因此,如果忽略了现实中装备制造业生存的环境因素,将会导致技术效率的估计不准确,传统的随机前沿模型也将不再适用。因此,为了解决以上现实问题,本文借鉴Kolari和Zardkoohi的研究方法,结合中国装备制造业的地理分布特点,将中国装备制造产业按照空间发展特点分为3个组别,分别表示东部、中部和西部,对每个群组分别使用异质性随机前沿函数进行分析,最后对各个群组装备制造业的技术效率进行评价。

在技术完全有效的情况下,各地区装备制造业的最优产出水平Y*it可以表示为:Y*it=F(X*it,β)+vit,其中,X*it表示i地区t时期装备制造业的生产要素投入向量,装备制造业受到的其他一些随机因素的影响归到误差项vit中,且vit服从标准正态分布。由于管理无效率的存在,实际产出往往与潜在产出存在一定的差距,将该径向距离定义为效率损失G(Zit)=Y*it-Y*it=uit,则实际生产函数又可表示为:Yit=Y*it-uit=βX′it+vit-uit,其中uit和vit的协方差为零,uit~N+([∽][ωit],σ2it ),其中[∽][ωit]反映了环境因素使装备制造业偏离生产前沿的幅度,σ2it 反映了该偏离的波动性。借鉴钟廷勇和安烨的研究方法,本文引入外生变量:[∽][ωit]=exp(b0+Z′itδ),σ2it =exp(b1+Z′itγ),其中Zit表示影响装备制造产业技术效率的环境变量,在控制随机冲击因素影响后,样本i地区在t时期的技术效率则可表示为[TEit=][=exp(-uit)] [exp(βX′it-uit)][ exp(βX′it)]。当uit>0时,TEit<1,表明存在技术无效率;当uit=0时,TEit=1,表明生产技术有效。

对于设定的随机前沿生产模型,需要确定合适的生产函数形式,已有研究大部分是使用对数形式的C-D生产函数,但是由于其技术中性和产出弹性固定的前提限制并不符合中国装备制造业生产活动的现实,因此,本文采取放宽这些限制条件的超越对数生产函数,以避免由于生产函数误设所导致的估计偏差。鉴于数据的可获得性和完整性,我们使用工业增加值作为中国装备制造业生产活动的产出变量(Yit),使用投入到中国装备制造业生产活动中的资本存量(K)和劳动(L)作为投入变量Xit。由此,得到中国装备制造产业随机前沿生产模型具体形式如下式所示:

lnYit=β0+βKlnKit+β1lnLit+βtt+[1] [2

]βttt2+[1] [2]βk1lnLit·

lnKit+βkk(lnKit)2+βII(lnlit)2+βktt·lnKit+β1t·lnLit+vit-uit

式中的时间趋势t有两个作用,一是作为技术进步的代理变量来解释希克斯中性技术变化,二是作为技术效率变化的标志。进一步,我们对上式中的技术无效率项uit进行建模,以检验相关因素对中国装备制造产业技术效率的影响。借鉴项本武和齐峰与钟廷勇和安烨的相关研究成果,本文认为影响中国装备制造业技术效率的外部因素主要有区域创新能力、产业市场结构、所有权结构和对外开放度等因素。因此,本文的异质性设定如下:

ln[∽][ωit] = b0 + δ1TECit + δ2STRit + δ3OWNit + δ4INit+

δ5OPit + δ6t

lnσ2it = b1 + γ1TECit + γ2STRit + γ3OWNit + γ4INit+

γ5OPit + γ6t

2.数据

按照国民经济行业分类(GB/T 4754—2017),装备制造业包括专用设备制造业,通用设备制造业,金属制品业,汽车制造业、计算机、通信和其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,铁路船舶航空航天和其他运输设备制造业,仪器仪表制造业等行业。考虑到数据的完整性和可得性,我们将数据样本限制在2004—2016年。有关变量的数据均源自历年《中国统计年鉴》《中国工业经济年鉴》《中国机械工业年鉴》《中国装备制造业发展报告》及各省统计年鉴。由于部分省份和地区部分数据缺失,本文数据不包括西藏、青海、宁夏和内蒙古。对于工业增加值,本文使用每个行业对应于2017年版《国民经济行业分类》两位码行业的生产者价值指数,将工业增加值平减为2003年不变价格的实际值;对于资本存量(K),借鉴王艳和项本武的研究方法,采用永续盘存法计算;关于劳动投入(L),使用当年行业从业人员数量衡量。对于外部影响因素,本文使用各地区专利申请数与科技人员数量的比值衡量科技水平(TECit);用行业平均企业规模衡量市场结构(STRit);用国有产权比重度量所有权结构(OWNit);用信息化发展指数表示信息化水平(INit);使用外商投资占比测度对外开放度(OPit)。

三、实证分析

1.生产模型设定的合理性检验

为了排除极值的影响,先对样本中存在的极值进行了处理。随机前沿模型的形式设定是否合理,直接会对中国装备制造业技术效率度量的准确性产生影响。因此,在生产模型的设定过程中,我们必须就生产函数的形式进行似然比检验(LR检验),检验结构表明,本文应采用超越对数生产函数形式,且时间因素对技术无效率项有影响,技术无效率具有时间趋势。此外,通过对东、中、西部的投入产出进行K-S均值比较检验,结果表明,三个区域存在显著差异。因此,本文采用异质性随机前沿模型。

2.异质性随机前沿模型估计

使用Frontier4.1软件,对中国装备制造业的技术效率进行计算,结果如表1所示。从表1可以得知,总体上来看,中国装备制造业子行业技术效率均小于1,这说明在控制外部影响因素后,中国装备制造业各个行业没有达到潜在最大产出水平,存在技术无效率现象。从计算结果来看,中国装备制造业技术效率均值为0.72。表明样本期间中国装备制造业生产活动的实际产出仅仅达到了潜在产出的72%,实际产出水平与潜在产出水平差距高达28%。尽管所有装备制造细分行业都呈现了技术效率逐年上升的趋势,但是仍存在很大的提升空间。分产业来看,在中国8大装备制造产业中,专用装备,计算机、通信和其他电子设备,仪器仪表制造业技术效率均值超过装备制造业整个产业的技术效率均值,其中计算机、通行和其他电子设备制造业的效率值为0.90,效率值最高;金属制品、通用装备等其他几个装备制造产业技术效率低于整个装备制造业产业技术效率均值,其中金属制品产业的效率值为0.61,效率值最低,技术效率仅为最高值的67.78%。从中可以看出,中国装备制造业各个产业的技术效率存在很大差异。

从装备制造业区域差异的角度来看,由于各地区资源禀赋、地理位置和经济社会发展环境的不同,装备制造业的技术效率也存在差异,但是随着中国改革的逐步深化和市场经济体制的完善,区域之间生产要素、商品和信息等之间的差异正在呈现逐步缩小趋势。图1给出了全国及西部、中部和东部地区的平均技术效率水平趋势图。从图中可以看出,中国、西部、中部和东部地区装备制造业的技术效率正在呈现逐步上升趋势,并且之间的差异正在逐步缩小,但是中部和西部之间的差异大于东部和中部之间的差异。

采用极大似然估计法,模型1假设无效率方程的均值和方差均为外生变量的函数,即本文的异质性随机前沿模型;模型2假定均值为外生变量的函数,方差是常数;模型3假定均值为0,方差为外生变量的函数;模型4假定均值为0,方差为常数;模型5均值和方差全部为0。从表2的模型估计结果来看,根据对数似然值、似然比和相关信息准则判断,模型1的效果最好,因此本文选择模型1作为中国装备制造业技术效率的测度模型。模型6、7、8分别为中国西部、中部和东部装备制造业随机前沿模型。模型估计结果如表2所示。

生产投入配置情况分析。模型1的结果表明,用来捕捉技术进步特征的时间变量系数为正,表明存在技术进步。劳动产出和资本产出的弹性都显著为正,并且劳动的产出弹性大于资本的产出弹性,这意味着劳动的边际产量高于资本的边际产量。因此,劳动者素质在中国装备制造业的发展过程中具有重要作用。这与项本武和齐峰的研究结果基本一致。从区域层次来看,模型6、7和8的结果表明,劳动产出弹性最高的是东部,中部和东部的劳动产弹性要高于全国水平,但是西部资本的产出弹性最高,显示西部装备制造产业资本投入不足。

装备制造产业技术效率影响因素分析。从模型估计结果来看,外部影响因素系数全部通过了显著性检验,其中市场结构(STR)系数在10%的显著性水平上通过检验,所有权结构(OWN)和对外开放度(OP)系数在5%的显著性水平上通过检验,信息化水平(IN)和科技水平(TEC)系数在1%的显著性水平上通过检验。

第一,科技水平对中国装备制造业技术效率产生显著的正影响。模型6(西部)和模型8(东部)中的科技水平系数在10%的显著性水平上通过检验,模型7(中部)在5%的显著性水平上通过检验,变量系数全部为负表明随着行业科技水平的提升技术,效率呈现增加趋势。

第二,市场结构对中国装备制造业技术效率产生显著的正影响。从表2的估计结果来看,市场结构系数均在10%的显著性水平上通过检验,且系数全部为负。

第三,所有权结构对中国装备制造业技术效率产生显著的负影响。从结果来看,所有权结构系数均在10%的显著性水平上通过检验,变量系数全部为正表明随着国有产权比重与技术效率呈现负相关关系。

第四,信息化水平对中国装备制造业技术效率产生显著的正影响。除模型6(西部)的系数没有通过显著性水平检验外,其余模型的系数均通过了10%的显著性水平检测,且系数全部为负,表明两化融合促进了中国装备制造业技术效率的提升。

第五,对外开放度对中国装备制造业技术效率产生显著的正影响,模型7(中部)和模型8(东部)的系数在10%的显著性水平上通过检验,模型6(西部)和模型1的系数都在5%的显著性水平上通过检验,且系数全部为负。表明随着对外开放程度的提高,中国装备制造产业技术效率得到了提升。

四、主要结论

基于2005—2016年中国的省级面板数据,本文使用异质性随机前沿模型对中国装备制造业的空间技术效率差异及影响中国装备制造业技术效率的因素进行了分析。得出的主要结论有:

第一,中国装备制造业技术效率正在呈现逐步上升趋势。这主要是由于装备制造业具有较强的产业关联性和带动性,装备制造业的发展受到中国政府及各地政府的政策支持,在国家层面,国家陆续出台了《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《装备制造业标准化和质量提升规划》和《中国制造2025》等政策文件。地方层面,除出台与中央政府相关配套文件外,各地政府还根据地方产业发展情况,制定了促进装备制造业发展的相关政策。在政策、资金和智力的大力推动下,中国装备制造业技术效率正在呈现逐步上升趋势。从实证结果还可以看出,中国装备制造业技术效率区域之间的差异正在逐步缩小,中部和西部之间的差异大于东部和中部之间的差异,表明中国中西部装备制造业技术效率水平呈现出向东部沿海地区逐步追赶的趋势,技术效率呈现趋同性和收敛性的特征。

第二,中国装备制造业各个细分行业的技术效率存在较大差异。从行业层面来看,其中计算机、通信和其他电子设备技术效率最高,这主要是由于和其他装备制造业一样,信息技术产业也受到了国家政策、资金和人力的大量投入,同时,信息技术产业对其他产业具有的渗透融合作用,也能促进其他装备制造业的发展,因此在信息技术产业的发展上,受到了比其他装备制造业更多的资源支撑。由于信息技术产品迭代较快,这个内在特征迫切要求企业始终保持较高的技术效率,生产更多竞争力比较强的产品抢占市场范围。

第三,区域科技水平对技术效率具有正影响。科技水平的提升,不仅对装备制造业产品创新、技术创新和工艺创新等产生积极影响,带来效率提升和成本的降低;数字化、网络化和智能化等技术还能对装备制造业的商业模式带来新的创新机会,颠覆装备制造业传统盈利模式。市场结构优化对技术效率具有正影响,中国装备制造业技术效率随着企业平均规模的增大而提升,即中国装备制造业目前并没有达到最优市场结构,现实中存在的重复建设、恶性竞争和产能过剩也证实了这个结果。可见,中国装备制造业还处在市场结构的优化重组阶段,加快大企业对中小企业的兼并重组,做到优势互补,实现规模效应和范围效应,有利于提升中国装备制造业的技术水平、资源利用率和管理水平,提升中国装备制造业的整体技术效率。信息化水平对技术效率具有正影响,本文认为信息化水平的提升是提升中国装备制造业创新能力的关键环节,是促进企业创新的新动力,信息技术强大的渗透性和创新性可以打通企业内部和企业间的“信息孤岛”,使企业在业务层面能够与供应链上下游更好地协同发展,降低企业的交易、搜寻和生产成本。对外开放度对技术效率具有正影响。对外开放一方面可以解决中国的资本短缺问题,另一方面还可以吸收国外先进的管理经验和技术水平、借用国际采购和销售渠道及平台扩大市场、借鉴国外装备制造业品牌和技术创新路径,为中国装备制造本土企业带来技术溢出和竞争效应,从而带动中国装备制造产业技术效率的提升。所有权结构对技术效率具有负影响,本文认为由于国有企业约束机制、监督、激励等问题的存在,使得国企创新缺乏动力,存在运行效率不高、投入与产出不匹配、盲目投资和扩大企业规模等现象,国企自身没有实现资源利用效率的最大化。因此,应积极引入具有技术能力、营销能力和创新能力的力量,推进国企混合所有制改革,坚持有所为有所不为,提高企业运行效率,从而提升装备制造业技术效率。

五、政策建议

本文的研究结论对提升中国装备制造业技术效率具有重要启示,基于本文的分析,提出以下政策建议。

第一,针对中国装备制造产业技术效率行业和区域分布不均衡的特点,应采取差异性政策组合。一方面应重点发展技术效率比较高的行业,加大政策支持力度;另一方面,应鼓励技术效率比较低的中西部地区,积极采用先进技术,特别是新一代信息技术,利用信息技术的渗透性和融合性进行技术创新、管理创新和商业模式创新,推动工业互联网、共享工厂和共享设备等先进生产模式的发展,大幅度降低资源浪费,以提升企业和行业管理水平,提高行业资源利用率,带动整个产业技术效率的提升。

第二,中国政府应加大区域创新生态体系建设,提升区域科技水平。实证表明,区域科技水平对装备制造技术效率的提升产生显著正影响。应围绕装备制造业培育基于专利许可、协作研发、技术标准合作的开放式合作网络和创新体系。一方面加强企业技术中心、产业技术创新平台等创新载体建设,同时完善面向中小企业的技术创新服务体系,提升技术产业化率,加快技术转化速度;另一方面,要加大资源投入,创新装备制造业投融资模式,制定完善的人才集聚政策,集聚高端要素,促进装备制造业科技水平的提升。

第三,要重视国有企业改革和市场结构优化的推动作用。首先,中国政府应坚定不移地推动国有企业改革,提高国有企业的经营管理水平,不断增强国有企业活力和竞争力。推动国有资产监管从管资产为主向管资本为主转变,发展混合所有制经济,发挥各方面积极性,实现国有企业和民营企业的共生共赢。其次,鼓励装备制造业企业以市场需求和产业政策为导向,通过兼并、优化和重组扩大规模,实现规模经济和范围经济,推动产业布局和结构的优化与调整,不断提升行业竞争力。最后,要扎实推进“三去一降一补”供给侧结构性改革,积极淘汰落后的装备制造业产能,破除要素市场配置障碍,降低制度性交易成本。

第四,要重视信息化水平提升的带动作用。一是要引导企业积极利用新一代信息技术加快技术改造和淘汰落后产能,促进信息技术在装备制造业研发设计、采购销售、生产制造、售后服务等方面的广泛应用,推动产业技术与信息技术的深度融合。二是要积极利用现代信息技术优化价值链和价值网络,形成全球化制造网络,推动装备制造业向高端化、智能化、生态化和服务化转型,如可以利用信息技术加快产品的智能化水平升级,利用现代通信技术开展实时监测和远程运维等业务,提升装备制造业的资源利用效率和市场响应速度,从而大幅度提升企业的运营效率。三是要制定和完善系统性的扶持政策,设立两化融合基金,加快引进、培育和储备一批信息技术人才,为信息技术向装备制造业的渗透和融合提供政策、资金与人才保障。

第五,要重视开放水平提升对技术效率的促进作用。一是要继续深化改革开放,创新和丰富利用外资方式,不断加强对外贸易和国外企业的交流合作,积极鼓励外资企业科技创新,促进技术的转移和扩散。通过“干中学”和进口商品的外溢和竞争效应实现更高的技术水平。二是要加大中西部地区的基础设施投入力度,提升公共产品服务能力,为中西部地区对外开放水平提升营造良好的硬件环境,鼓励外资加大向中西部地区的投资力度,通过外资流入带动中西部地区装备制造业技术效率的提升,进一步缩小中西部地区与东部地区的技术效率差距。三是要简化政府对涉外资本的项目审批程序,完善信息和金融服务体系,鼓励技术需求导向型的企业通过在海外建立工厂和研发中心,学习国外先进技术。

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Analysis on Technology Efficiency of China