系统视角下的中国装备制造业升级途径研究

基金项目：国家自然科学基金项目“知识异质性与地方特色产业演化机理研究”（41361028）；2017年度中共广西壮族自治区委党校（院）级课题青年项目“异质性视角下的中国区域装备制造业发展升级研究”（2017QN01）

【摘 要】本文基于系统视角，从要素投入、产业结构、产业功能和产业环境四个维度来解释产业系统升级的内在机理与实践途径，构建中国装备制造业升级模型，并对产业发展升级现状进行描述性统计分析，提出我国装备制造业升级的途径，为促进我国装备制造业健康发展，实施制造强国战略提供更具有针对性的理论指导和实用工具。

【关键词】装备制造业；产业系统；升级途径

一、引言

装备制造业是工业化演进升级的核心和基础，决定我国在国际先进装备制造业价值链上的分工地位。国务院颁布的《中国制造2025》和《“十三五”规划》均强调培育和壮大先进装备制造业，推动工业化向中高端水平迈进。与国外先进制造业相比，我国装备制造业大而不强，在自主创新能力、产业结构水平、质量效益等方面差距明显。传统要素优势逐步丧失，环境污染严重，东中西部区域发展不平衡，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。因此，推进我国装备制造业发展升级、提质增效，是我国实体经济质量提升需要迫切解决的问题。

现阶段有关产业升级的研究主要集中在要素配置、产业结构和外部环境。（1）要素配置效率与产业升级。产业长期利润和持久竞争力的动力来源是企业资源配置的效率差异和核心能力（Barney，1991）。学者用中国微观企业数据证实了非要素型配置效率低给制造业技术复杂度深化带来的“损害”大于要素型配置效率；资本积累和技术复杂度演进的“沉没成本”会提升制造业的技术复杂度（陈晓华，2014）。资本配置效率的改善比劳动配置效率的改善更能促进全要素生产率提高，推动产业演化升级（龚关，2013。（2）产业结构异质性与产业升级。大多学者用要素密集度的差异表示产业结构的异质性，认为我国的资源密集型产业和资本密集型产业的规模不经济制约了节能技术效率，但R&D投资有效推动了产业TFP增长（孙晓华等，2014）。制造业的知识密集型行业生产效率提升显著，其出口对增加值的拉动规模最大（幸炜、李长英，2016）。（3）外部环境与产业升级。市场扭曲是区域产业系统升级的阻力。东部和中部的机械制造业市场扭曲严重，造成规模不经济，是产业演化升级的阻碍力量（杨慧敏等，2015）。制造业的空间集聚程度与其技术密集度成正相关，空间集聚是高技术密集型产业的演化动力（覃成林，2016）。产业系统升级还会受到自然环境的制约。Grossman和Krueger（1991）认为在经济起飞阶段，技术基础薄弱，严厉的资源环境约束制约了要素资源投入，会降低规模效率。靳亚阁等（2016）利用Malmquist-Luenberger指数测算了2003-2013年我国280个地级及以上城市的工业全要素生产率，结果表明资源环境约束强度对全要素生产率有负向影响。匡远凤等（2012）运用广义Malmquist-Luenberger指数与随机前沿函数模型分析中国省域经济的环境TFP变化与CO2排放趋势，得出“波特假说”在我国初步发生作用的结论。

既有文献研大多仅关注一种或两种动力（要素配置/结构/环境）对产业系统的作用，研究角度相对单一，没有从系统、互动、进化的角度分析產业升级。忽视了从多维度（微观、中观、宏观）考虑主要动力与次要动力之间的因果关系与作用机理，不能系统地阐释产业发展升级的全过程。Scott Stern等（2000）认为，产业系统演化是多个异质主体与环境相互作用的过程，产业创新能力不仅与创新要素投入有关，还受到与创新环境相关的其他因素的影响。张林（2015）认为，产业系统是一个复杂多层次，包含因果循环和反馈机制的系统。这个系统由生产要素构成，要素相互作用形成一定的结构，要素构成的整体与外部环境存在相互作用。

有鉴于此，笔者认为，应从系统视角研究产业升级的途径。在区域产业系统中，产业功能是产业系统升级的核心，是产业内部自主创新能力的外在表现。产业系统的要素及其结构是产业功能与外部环境物质、能量和信息交换的作用载体，而外部环境会推动或制约产业系统功能的实现。由此，产业功能是产业系统升级的核心。要素、结构、环境是影响产业功能的因子。知识、资本、劳动力等异质要素投入与流向形成了产业结构，异质要素和结构影响着系统功能，同时，产业系统的发展会受到外部环境的影响或者制约。所以，基于系统理论，本文首先构建了中国装备制造业升级模型。其次，基于对统计数据分析，提出我国装备制造业升级的途径。

二、中国装备制造业升级模型构建

贝塔朗菲（1987）认为，系统是要素的综合体，要素是系统最基本的组成因子。产业系统中的要素主要包括知识、资源、资本、劳动力等，是产业系统升级的基础。要素在系统中自由流动，按照一定的规则、比例和作用联系组合成一定的结构，产业结构反映产业系统内部的比例关系。系统内部结构与外部环境相互作用。系统外部环境包括自然环境、市场环境和制度环境，影响系统内部各要素交换和系统结构的表现形式。

张道民（1994）认为，系统功能表现为系统向环境释放能量以及系统发挥的有利作用。李红刚（1994）认为，系统功能是指系统与外部环境相互作用时表现出的性质、特征。系统功能不仅表现为系统内部各要素之间相互作用产生的效用，还表现在系统内部各要素联系、结构与外部环境物质、能量和信息交换所显示出的能力和功效。就产业系统而言，功能是产业发展升级的核心，是产业竞争力的外在表现。首先，产业系统的功能表现为效率功能，效率功能强劲，意味着产业的生产效率提高，发展动能大，能够吸引更高级化要素投入与环境优化，反之亦然。因此产业效率功能强劲是产业系统升级的内在基础。其次，产业系统的功能表现为创新功能，熊彼特（1912）认为，“发展”的推动力来源于经济系统各种不同要素的新组合，可通过5种途径实现创新，概括就是技术创新和制度创新。创新功能能够创造新的生产力，是产业系统升级的必要条件。第三，产业系统的功能还表现在某一主导产业对其他产业的带动辐射作用，比如熊彼特II型，通过主导产业对其他产业的技术“链接”，实现“一大带多小”空间集聚布局。这种带动作用既可以体现在技术带动，也可以表现在社会关联，对产业系统的发展升级产生重要影响。第四，产业系统的功能表现为环境保护功能，即产业系统的发展升级离不开对资源禀赋的利用，因此产业升级需要与自然环境保护协调发展，以实现产业升级的可持续。endprint

产业升级正在朝系统演化的方向发展，是多维空间（微观、中观、宏观）多重动力相互作用的过程。应从要素投入、产业结构、产业功能和产业环境四个维度来解释产业系统升级的内在机理与实践途径。具体表现为：一是产业系统是一个具有多维嵌套的结构特征，每一个尺度上都涉及到要素、结构、环境与系统功能。二是系统的功能不仅表现在生产规模和生产效率，而且还应该表现在产业与创新、产业与环境之间功能状况的联系。三是任何一个尺度上，系统内部各要素相互作用形成一定的结构特征，这种特征會影响协同演化的效果与最终的群体演化效果。四是产业主体的演化轨迹与环境作用是一个复杂的、非线性的，不确定而且不唯一的过程（如图1）。

三、功能是产业系统升级的核心

1.效率功能是产业系统升级的主动力

产业系统升级的动力来源于效率功能，效率决定产业演化的方向与速度。产业系统由多个企业构成，从微观个体看，产业群体的效率功能具体表现为企业个体的效率功能。古典经济学者Hopenhayn（1992）将生产效率看作是外生冲击，认为企业只能被动地接收有关自身效率的信息，而演化经济学者Ericson（1995）将生产率变化看作内生变量，即企业能够通过投资来提高自身的效率。企业效率功能的异质性决定了企业进入、在位或退出市场。平均生产效率高的企业，效率功能显著，更具有竞争优势，会选择留在市场继续生产，平均生产效率最低的企业在竞争中处于劣势，效率功能削弱，会选择退出市场，而介于两者平均生产效率之间的企业则选择进入市场（许昌平，2014）。演化经济学中效率功能涉及三个内容：一是判断在不同现实情况下，企业的生产方式和数量；二是企业投资决策；三是新技术的搜寻与学习（蒋德鹏，盛昭瀚，2000）。这就意味着要素配置、经济决策和技术进步都是影响效率功能因素。

我们采用Malmquist指数描绘1980-2014年我国装备制造业全要素生产率（TFP）演化轨迹（如图2）。TFP演化轨迹大致经历了先下降后上升的趋势。值得注意的是，2014年我国装备制造业的TFP大幅提升，突破了2，并有向上走的趋势，说明我国近年来出台的《中国制造2025》等对装备制造业实施的扶持政策取得了明显成效，促进了产业的科技创新，迎来生产率的上升阶段，向装备制造业发展升级的目标又迈进一步。

因此，基于以上分析，效率是产业升级的内在动力。提升效率功能是中国装备制造业升级的途径之一。具体可通过要素资源配置优化、技术进步和制度创新提升生产效率，将效率功能转化为产业系统升级的内生动能。

2.创新功能是产业系统升级的必要条件

创新功能可以为产业系统升级持续提供新的创造力，是产业竞争力的核心来源。可通过异质资源要素重新组合实现创新（熊彼特，1912），其中，最主要的是异质知识的优化配置。企业知识的异质性意味着特殊能力（吸收能力、技术能力等）的存在，也意味着即使企业做相同的事情，他们也知道如何按照不同的方法来完成。企业内部是由众多异质知识组成的，企业惯例与制度塑造不仅影响着企业内知识生产，也影响着知识整合，企业管理创新是决定企业创新功能的关键因素。创新功能不仅体现在企业的管理创新，还表现技术创新。行为的异质性和技术的多样化是竞争中生存和推动生产率增长的重要因素。一种技术产生的利润可以投资于另一种技术，这就产生了技术之间的竞争，高于平均利润率的技术再投资的资本份额会上升，并会掠取较劣技术的利润，有竞争力的技术在总资本的份额中不断上升，说明这种技术在扩散。当制造业集群企业的生产效率趋同时，在知识容易溢出的情况下，政府可通过补贴保持企业间竞争研发状态，在知识难以溢出的情况下，企业可建立研发联合体进行技术创新。在不确定性、多种技术并存的情况下，企业会挑选或决策最好的技术/产品/市场来发展自己，因此企业技术的创新与扩散路径不同（AijaLeiponen等，2007 ）。

笔者用专利申请数和R&D项目数指标来表现2005-2015年我国装备制造业的创新现状（如图3、图4）。总体来看，我国装备制造业的创新水平在不断提高。特别是在2010年以后，两项创新指标都有了显著提升。说明在我国大力扶持制造业的政策红利的推动下，装备制造业正朝着创新驱动方向发展。

创新是各种异质资源的重新组合，知识是高级化要素。高质量知识资源有利于提升创新功能，低质量的要素资源则会削弱创新功能。可通过以下途径增强创新功能：（1）优化产品结构，生产新产品或增加原有产品新功能。（2）采用一种新的生产方法，提升价值链。（3）开辟一个新的市场，寻找新商机。（4）从供给侧推进创新，掠取或控制原材料或半制成品的一种新的供应来源。（5）实现任何一种工业的新组织，比如形成垄断地位或打破垄断地位。通过增强创新功能，不断创造新的生产力，实现产业的发展升级。

3.带动功能是产业系统升级的外在表现

某一产业对其他产业的带动功能表现在两个方面：一是通过技术或知识“链接”带动其他产业共同发展，调整产业的空间布局结构。“链接”的方式主要有：共同生产，边干边学；项目委托，联合创新；标准模块，内外兼容；直接购买，二次创新等。这种熊彼特II型的“一大带多小”组织方式更容易形成产业集聚的空间结构。我国装备制造业在不同区域的空间收益分布、效率演化存在差异。目前，我国的行业生产率与集聚活动呈现空间错配的特征，随着产业集聚度由弱变强，行业生产率呈现先提高后降低的演化轨迹（沈能等，2014）。生产效率低的企业易受到政府干预和政策刺激的影响而集聚发展。东部地区的集聚效率随规模增长而下滑，中部地区集聚效率与集聚规模呈正U型曲线并位于拐点右侧且崛起势头良好，西部地区集聚规模不足，集聚效率有待提升（朱江丽，2015）。在制造业发展水平较低的区域，资本产出远高于劳动产出，布局资本密集型产业更适合，在制造业发展水平较高的区域，高级人力产出高，布局知识密集型产业更有利于本地经济发展（刘明，2016）。二是从微观层面看，产业的带动功能会影响产品结构的重构。产品结构是企业竞争力的外在表现，与企业竞争力直接相关。带动功能会通过产业关联或社会关联对产品结构的重构产生重要影响，进而影响产业生产效率。Kugler和Verhoogen（2012）认为，产品结构与企业生产效率同等重要。产品质量越好的企业拥有更多的贸易关系伙伴，其出口贸易水平也越高。出口异质结构产品的企业拥有较强的市场竞争力，而以同质化产品为主的出口企业市场竞争力较弱（Javorcik，2010）。企业塑造有竞争力的产品结构有三条路径：一是通过产品创新及工艺创新，扩大产品差异化并缩减产品生产成本，优化产品结构，获得竞争优势（毕克新等，2012）；二是通过提升产品质量、延伸产品线（Baldwin；Harrigan，2011）的途径扩大市场占有率，提高销售利润；三是缺乏自主创新的企业利用产品“链接”，跟随主导企业技术创新，改进生产技术，获得异质结构产品的竞争力，提升产业种群的生产效率和创新效益。因此，我国装备制造业可通过调整产品结构，优化产业空间布局结构，提升产业的带动能力，实现装备制造业的转型升级。endprint

4.环境保护功能是产业系统升级可持续的充分条件

产业系统的升级是否可持续，关键要看自然环境的资源约束与环保规制的强度。中国制造业的能耗排放存在“双高代价”“不对称性”，我国工业环境规制对技术创新能力的影响表现出显著的行业异质性、阶段异质性和长短期效应异质性特征（李阳等，2014），急需提高产业系统升级的环境保护功能。我们将资源环境约束（能源消耗、CO2排放）引入全要素生产率（TFP）模型，采用Malmquist指数动态研究1980-2014年环境资源约束对我国装备制造业生产效率的影响。如图5所示，我们将全要素生产率（TFP）分解。结果表明，在考虑了环境制约（能源、CO2排放）之后，1980-2014年我国装备制造业TFP的增长动力是技术进步，制约因素为规模效率恶化。最明显的是2014年，虽然技术进步明显，但规模效率下降迅速，导致绿色TFP增长幅度有限。

我们进一步的将我国装备制造业分行业来进行分析。1980-2014年我国装备制造各子行业绿色TFP的演化轨迹基本在0.5-2区间上下波动，对环境重度污染的金属制品行业，受资源环境和环境规制政策的双重制约，其绿色TFP是全行业中最低的，通过技术创新实现转型升级的任务依然艰巨。对环境污染较轻的交通设备制造业，在2001年以后，其绿色TFP出现大幅度提升，技术优势进一步凸显（如图6）。

因此，在資源约束与环保规制的双重制约下，环境保护功能的提高需要在技术创新与制度创新上下功夫。在技术创新上减少污染严重（例如金属制品业）行业的废弃物排放量，以最少的能源消耗生产最大产量的工业品，提高生产效率。在制度创新上，加大环境保护规制政策的出台与有效落实，激励企业技术创新，推动“波特假说”在中国的实践，提升环境保护功能，实现其与产业升级协同演进。

四、产业系统功能提升的影响因素

1.系统内部异质要素投入与配置效率

产业投入的要素包括劳动力、资本、资源等，而要素差异影响产业功能。

在劳动力质量的异质性方面，异质劳动力对企业TFP提升有着显著的正向作用，不管哪种要素禀赋的产业，高端熟练劳动力的供给数量总是会为有效提升产业功能奠定基础。“就业难”“用工荒”和“技工荒”等劳动力市场就业问题的根源是劳动力供给数量和质量的异质性与市场不匹配。在资本层面，异质研发资本投入对生产效率呈倒U型关系，当需求规模超过一定门槛值时，研发资本投入增加才会促进生产率增长（任曙明、孙飞，2014）。资本的配置效率是投入资本时应重点关注的问题。另外资本的不同来源渠道，其对生产效率的影响也不一样。杨振、李陈华（2013）认为以合资形式进入的外资对国有企业生产率影响最大，而合作形式的外资对私营企业生产率影响最大。

无论是劳动力、资本、资源，投入要素的配置是否合理是影响产业系统功能提升的关键。企业资产、从业人数、主营业务收入等企业内部资源的异质性程度与产业创新功能的提升成正比（孙晓华、周玲玲，2010）。刘克寅、汤临佳（2016）研究发现异质性资源匹配、异质性能力兼容、异质性行为契合能够减少创新合作中的信息不对称，约束投机性行为，提高创新合作中的协同效应和合作绩效，提高产业效率功能。

我们用Eviews7.0软件，将2000-2015年R&D全时当量、R&D资本投入与全要素生产率（TFP）依次做线性回归，得出R&D人员全时当量与效率、R&D资本投入与效率的相关系数（如表1）。

如表1所示，高质量劳动力与研发资本对生产效率均有显著的正向作用，研发资本的投入比高质量劳动力更能促进产业的生产效率提升。因此，在提升产业功能时，可加大对产业创新的研发资本和智力投资。

2.系统外部环境优化

产业功能不仅与系统内部异质要素的投入有关，还受产业的外部环境影响。装备制造业不同的区域环境类型会影响产业的功能。系统外部环境主要有制度环境、市场需求环境和自然生态环境等。区域内外市场环境通过直接提供消费机会以及间接通过促进要素投入、结构调整进而影响产业功能（张林，高安钢，2013）。外部需求环境与新技术的演化深刻影响着企业行为，企业会基于不同需求的消费者与企业内部资源禀赋选择自身合适的创新路径（Ron Adner， Daniel Levinthal，2001）。开放的市场中，企业关系研究尤为重要。在正外部性条件下，竞争性创新厂商的技术转化产出会随着技术转化率升高而上升；在负外部性条件下，厂商产出存在先下降后上升的变化趋势（卢凌霄等，2015）。自然环境通过自然资源禀赋与天然地理区位优势来影响产业功能，资源禀赋丰裕、质量高的环境水平，有助于提高产业功能。

制度环境的优化是核心。制度与技术、偏好的共同演化是演化经济学的基本问题之一（黄凯南，2011）。熊彼特的五种创新模式包含了围绕着知识生产本身展开的制度创新。制度环境是中国特色社会主义经济发展不可忽视的关键因素。产业系统的制度环境主要是指政府对产业系统升级的扶持力度，如对产业的科技经费投入、财税优惠等。制度环境主要通过对经济主体行为的规制进而影响市场交易成本、异质主体相互作用情况来影响产业功能，良好的产业经济制度有利于激发经济主体的创新积极性与活力，增强产业竞争力。不同制度环境中的企业具有不同的生产效率。相比国有企业，私营企业因其管理机制更灵活和较强的盈利性质，可能对技术创新环境、市场交易效率、自身规模经济环境的敏感度更强（李颖，2014）。生产管理及制度设计不合理会削弱产业的环境保护功能，节能减排效果差（孙晓华等，2014）。endprint

我们整理近年来国家对装备制造业系统升级的扶持政策，用TFP表示效率功能，加入环境约束的绿色TFP代表环境保护功能，创新功能用专利申请数、R&D经费支出、R&D全时当量、R&D项目数来表示。分析制度环境对产业系统功能的影响（如表2）。鉴于数据资料的可获得性，指标只计算至2015年。由表2看出，制度政策的出台要经过4-5年，其利好效应才会显现。扶持政策的实施细则更容易推进产业功能提升。

五、主要结论与展望

1.主要结论

本文通过上述研究，得出以下结论：

（1）产业功能是推动中国装备制造业升级的源动力。产业系统在持续的异质要素投入（资源、技术、知识、劳动力、资本）和结构转化过程中形成内部的自组织功能，并受市场环境、制度环境、自然环境的影响和制约。系统内部各要素与系统外部环境相互作用，影响产业功能，系统内部各要素投入、产业结构与外部环境两两因素相互作用，互为因果，推动地区产业演化升级。

（2）通过数据对比，发现近年来我国装备制造业创新水平不断提高，全要素生产率虽上升较快，但与环境协同能力较弱。技术进步是全要素生产率的主要动力，规模无效率拉低了全要素生产率。对环境重度污染的金属制品行业，其绿色TFP是全行业中最低的，说明产业转型升级的任务依然艰巨。对环境污染较轻的交通设备制造业，其绿色TFP出现大幅度提升，技术优势进一步凸显。高质量劳动力和研发资本投入与效率提升成正比，扶持政策的实施细则更容易推进产业功能提升。

（3）我国装备制造业的发展升级，关键是产业系统功能的升级，产业功能主要表现为效率功能、创新功能、带动功能和环境保护功能。四种功能对应产业升级的四种途径。提升效率功能可通过优化资源配置、技术创新和制度创新来实现；创新功能主要通过生产新产品、创新生产方法、开辟新市场、创新要素供给源和生成新产业组织来提升；调整产品结构、优化产业空间布局结构，是提升产业带动能力的主要途径；环境保护功能的提高需要在技术创新与制度创新上下功夫，实现环境保护功能与产业升级的协同演进。

2.研究展望

未来的研究可以在模型构建方面，深入探讨产业四个功能之间的相关性，从功能协同的角度研究产业系统升级问题。在实证分析方面，可进一步将我国细分东中西部地区，比较各区域装备制造业要素投入差异、产业结构差异、产业功能差异、环境差异对产业发展升级的作用途径，由此探寻东中西部地区装备制造业发展的共同点与差距、协同发展路径及影响因素。

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作者简介：

孟祥宁（1987—），女，安徽滁州人，广西行政学院经济学教研部讲师，广西大学商学院博士研究生。endprint