大数据产业对制造业转型升级的影响分析——以天津市为例

程晶蓉，王倩倩

（天津商业大学经济学院，天津300134）

制造业是国民经济之主体，是立国之本。制造业的发展直接体现了一国生产力水平，大力推动制造业发展是各国在当前经济发展方面的一个重要决策部署。目前，我国制造业正处在由低级向高级发展的过渡阶段。伴随着我国经济发展进入新常态以及绿色、协调发展理念的提出，天津市的制造业要想迅速发展壮大起来，当务之急是天津市的制造业能够快速完成转型升级。

大数据产业快速发展的同时，为其他产业提供了新的生产方式和经营模式，也为我国制造业的转型升级提供了新思路、为各地区的制造业转型升级提供了新路径。大数据产业的不断发展正驱动着传统制造业生产方式和经营模式的变革，推动制造业向“智造”方向发展。近些年在数字经济的推动下，我国的大数据产业与制造业融合呈现出一种良好的态势，但从整体上看，目前我国大数据产业与制造业的融合发展还处于初期。在信息互联网高速发展的今天，大数据技术是天津市制造业实现转型升级的一个重要手段，天津市制造业应顺势发展，因地制宜，牢牢抓住当前的机会，加快实现转型升级。因此，本文运用实证研究的方法分析大数据产业对天津市制造业转型升级的影响。

1 国内相关研究

目前，国内很多学者探讨制造业转型升级问题，主要集中在制造业转型升级的影响因素、路径以及对其政策展望等方面。关于制造业转型升级的影响因素，孔伟杰认为，企业能否实现转型升级的关键因素在于企业是否具有良好的创新能力，在企业转型升级过程中，企业规模对其具有明显的优化促进作用[1]；蒙丹指出，企业素质结构、规模结构、所有制结构、产业结构及制度供给均对制造业转型升级有显著影响[2]。对于制造业企业转型升级的路径，戴勇发现从委托代工（OEM）到自有品牌生产（OBM）仍是企业普遍的升级路径[3]；冯晓莉等提出三方面转型升级路径，分别是加强技术创新、重塑自身品牌和培育智能制造[4]；杨蕙馨等认为，制造业服务化成为制造业转型升级的路径之一[5]。对我国制造业转型升级未来政策的展望，赵玉林等指出，促进制造业转型升级，既要激励技术创新，又要促进产业融合，更要强化技术创新与产业融合的相互作用[6]。

在全球数字化经济时代背景下，大数据技术的应用对制造业转型升级的作用引起很多学者的关注。辛璐等认为应从数据治理、知识产权保护、创新绩效评价和人才管理四个方面构建综合治理机制，推动数据共享、流动和融合，从而促进制造业企业的创新发展[7]。林琳等基于酷特智能和海尔的案例探讨数字化转型对制造业企业管理变革的影响[8]。吕明元等将制造业产业结构的高级化和合理化以一种新的视角测算出来，并由此认为大数据产业不仅能够优化中国制造业产业结构，还能通过合理的引导与规划来缩小地区之间的发展差距、统筹区域协调发展[9]。

综合当前的文献可知，虽然目前国内对制造业转型升级的探讨已经很多，但是大数据产业对制造业转型升级影响的研究主要集中在理论分析和描述性分析方面，实证研究很少。因此，本文以天津市大数据产业对制造业转型升级的影响为切入点，运用回归模型及相关数据，对大数据产业对天津市制造业转型升级的影响进行实证分析。

2 大数据产业对制造业转型升级的影响机制

大数据是由巨型数据集组成，这些数据集大到人类无法在合理的时间内运用传统的数据处理软件来对数据进行收集、利用、管理和处理。大数据通过作用于制造业的设计、研发、生产、管理、售后等过程，为制造业转型升级提供新路径与新模式。大数据技术广泛应用的意义在于它不仅能够存储庞大的数据信息，而且能够对这些海量的数据信息进行处理，并且从中获取有利于自身发展的有效信息。

2.1 利用大数据产业创新制造业研发设计模式，提高生产效率

传统制造业企业在生产经营过程中，很难通过传统的方法收集到准确的数据来观察并分析市场对产品的需求以及销售的各种状况，从而对产品的产量难以把握，使得供需不匹配，进而导致相对产能过剩。应用大数据技术可以高效精确地收集数据，从而使企业一定程度上解决供需不匹配的问题。从一个角度来看，应用大数据技术收集到的交易数据可以使企业较为合理地分析消费者的个人偏好和消费习惯等。从另一个角度来看，在产品的研发设计过程中运用大数据，利用搜集到的数据，将分析交易数据得到的信息代入产品的研发设计过程中，推动产品研发设计的创新。再应用大数据模拟仿真技术对设计研发方案进行模拟测评并加以改进，从而提高制造业企业的生产效率。

2.2 大数据产业有益于制造业的智能化发展

制造业生产的智能化以大数据技术为中心、以自动化技术为基础。在互联网发达的时代，制造业企业利用网络等智能技术，推动制造业管理的信息化，将制造业的设计、研发、生产、销售等过程集合起来，形成信息化的制造业管理系统，大大提高制造业企业的生产效率。制造业企业在生产经营过程中会产生海量数据信息，而这些包含着许多有价值的数据信息，只有运用大数据技术才能将其高效储存并进行合理分析，从而得到有利于制造业转型升级的有效信息。制造业企业通过对产品生产全过程的数字化改造，应用大数据技术监控生产全过程，推动生产流程的自动化、精准化，从而形成智能化的先进生产体系，为制造业转型升级创造良好的基础环境。

2.3 借助大数据技术优化制造业产业链分工

大数据技术的迅速发展以及广泛应用可以打破制造业生产过程中的诸多限制，如技术、地域等方面的限制，因此，众多中小型制造业企业可以实现资源的有效配置，产学研各环节得以有效整合，生产要素可以在制造业各领域进行有效配置，从而形成一个高效的产业链，使生产出的产品能够产生更大的价值。大数据技术的应用使企业能够更准确更及时地对客户需求进行调整，使其能够在生产与销售过程中选择更有利于企业自身发展的方式，从而使制造业生产与销售更好地融合发展，进而推动制造业转型升级。

2.4 借助大数据技术实现高效管理

目前，制造业竞争激烈，虽然许多制造业企业的管理比较科学、全面，且在一定程度上提高了企业的生产经营效率，但从整个产业链来看，仅采用传统方法很难使制造业企业实现快速转型升级和高质量发展，而大数据技术的应用可以帮助制造业企业高效、精确了解行业状况，根据市场需求合理生产，实现资源有效配置，促进专业化分工协作，使制造业产业链中的企业管理模式更加优化，减少不必要的损失和浪费，从而促进制造业快速实现转型升级[10]。

3 大数据产业对天津市制造业转型升级影响的实证分析

3.1 天津市大数据产业发展水平评估

（1）评价方法：熵值法

采取熵值法对天津市大数据产业发展水平进行评估，用客观的方法确定各影响因素的权重，从而避免主观赋值在某种程度上存在的缺陷。

1）指标说明：指标个数为m，年份跨度为n，Xij表示天津市第 i 年第 j 个指标，Xjmax、Xjmin表示天津市所有年份第j 个指标的最大值、最小值。

2）对指标进行标准化处理。

3）确定指标熵值。

4）确定指标信息效用值：Gj= 1 - Hj，其中，Gj越大，指标越重要。

5）确定指标权重。

6）确定综合评价计算指数，计算天津市大数据产业发展水平指数。

（2）数据选取

根据中国电子信息产业研究院发布的大数据发展评估体系，本文从大数据产业发展、大数据产业发展环境以及大数据技术应用这三方面，利用上述熵值法来综合评价天津市大数据产业发展水平。其中，大数据产业发展环境用互联网普及率表征；大数据产业发展用计算机、通信和其他电子设备制造业收入占工业总营业收入比重来表征；大数据技术应用用电子信息制造业工业产值来表征。选取《中国统计年鉴》《天津统计年鉴》《天津市互联网发展状况报告》《2019 年天津市国民经济和社会发展统计公报》《中国工业统计年鉴》及国家统计局网站数据，利用熵值法对天津市大数据产业发展水平进行评估。

（3）天津市大数据产业发展指数计算结果

利用上述数据与方法，计算天津市大数据产业发展指数，见表1。

表1 天津市大数据产业发展指数计算结果 %

理论上来说，大数据产业发展指数反映大数据产业的发展水平，其数据越大，说明大数据产业发展水平越高。从上述计算结果来看，天津市大数据产业发展水平整体而言呈上升态势，特别是2019年比2018 年增长了16.521 78%，这与天津市大数据产业发展环境不断完善有着密不可分的关系。

3.2 大数据产业对天津市制造业转型升级影响分析

3.2.1 变量说明

（1）被解释变量

制造业产业结构转型升级水平UIS（Upgrading of Industrial Structure）。考虑到数据的可得性以及可比性，本文基于林秀梅等的研究采用工业增加值增速（%）来表征制造业转型升级水平[11]。

（2）解释变量

1）核心解释变量是大数据产业发展程度BDI[12]。如前所述，以互联网普及率、计算机和通信及其他电子设备制造业收入占工业总营业收入以及电子信息制造业工业产值为基数，利用熵值法计算天津市大数据产业发展指数（%）。

2）控制变量

A.经济发展水平ED。一个地区的经济发展水平高可以促进该地区产业的转型升级，人均GDP体现一个地区的经济发展水平，采用人均GDP 表征天津市经济发展水平。

B.研发强度RD。研发经费投入很大程度上可以促进行业技术进步，选用天津市研发经费占GDP比重（%）来表征天津市研发强度。

C.外商投资水平FDI。外资的引进一定程度上可以促进行业的发展，从而提升行业技术水平，采用当年实际使用外资金额占工业总产值比重（%）来表征外商投资水平。

D.环境规制程度ER。林秀梅等的研究表明，通过严厉的环境规制淘汰落后产能，可以倒逼企业进行技术创新，进而带动整个制造业升级[11]。本文选取工业环境污染治理总额占工业总产值的比重（%）来表征环境规制程度。

所得到的变量指标的描述性统计结果，见表2。

通过表2 可以看出，制造业转型升级水平的最大值为20.90%，最小值为2.30%，且标准差为6.41，这从侧面表明天津市在不同年份制造业的结构变化差异较大，且从天津市人均GDP 的标准差可以看出，天津市经济发展水平差异也较为明显。

表2 变量指标的描述性统计结果

3.2.2 模型建立

根据大数据产业发展指数这个重要因素探讨大数据产业对制造业转型升级的影响，构建如下计量模型：

其中，t 表示年份（t=2010，2011，……，2019），α、β为待估计参数，ε 为残差。为了消除模型中潜在异方差的影响，对各回归变量取对数，得到如下回归模型：

（1）本文选取的数据为时间序列数据，首先对数据进行平稳性检验以避免模型中可能出现的伪回归，采用最常用的单位根检验法（即ADF 检验）进行平稳性检验，检验结果见表3。结果表明，本文选取的变量在经过取对数处理后分别在1%、5%、10%的水平下达到平稳，通过了平稳性检验，满足建立模型的前提条件。

表3 变量平稳性检验结果

（2）回归分析。对模型中变量进行初步回归时发现模型整体结果显著，但单个变量检验结果有的不显著，所以模型中可能出现多重共线性问题。为消除模型中的共线性，对模型进行逐步回归，从而得到2010—2019 年天津市制造业转型升级模型的最优回归结果，见表4。

由表4 得出的2010—2019 年天津市制造业转型升级模型最优回归结果可知：

表4 2010—2019 年天津市制造业转型升级模型最优回归结果

第一，大数据产业发展水平的回归系数为0.223 835，且通过了1%的显著性水平，说明制造业转型升级水平与大数据产业发展水平成正相关关系，这表明在其他变量不变的情况下，天津市大数据产业发展水平增加1%，制造业转型升级水平就增加0.223 835%。制造业转型升级的部分原因是大数据产业的快速发展及大数据技术的广泛应用。大数据技术成为推动制造业转型升级的重要助力，且大数据产业的发展将传统的生产链优化成数字化、智能化的生产链，能够促进数据信息的传输，推动制造业生产方式和销售模式的发展。

第二，根据回归模型所得到的经济发展水平系数为负数，这表明天津市经济发展水平并没有对制造业转型升级产生促进作用，出现这样的结果可能是因为制造业能够升级优化的主要原因在于生产要素的自由流动以及相对完全的市场竞争，而经济发展水平提高与天津市制造业转型升级并没有直接关系。

第三，由回归分析结果可知，研发强度系数为正，这说明研发强度的增强对制造业转型升级产生促进作用，表明增加天津市研发经费投入可以有效促进天津市制造业转型升级。研发强度一定程度上反映该地区科研方面的发展程度，研究与开发（R&D）是以开辟新的应用为目的，为地区科研发展提供新材料、新产品和装置、新工艺、新系统和新服务，同时也能够对上述项目进行实质性的改进。

4 结论与建议

4.1 结 论

如上所述，本文的回归分析结果表明天津市大数据产业发展对制造业转型升级具有显著的正向促进作用。在数字化时代，大数据技术的不断创新与广泛应用使大数据产业发展迅速，而大数据产业的快速发展使不同产业之间衔接更融洽，为制造业转型升级提供坚实的基础。分析结果表明RD 与UIS 显著正相关，即研发强度的增强可以促进制造业的转型升级，一旦一个地区的研发强度增强，大数据产业的相关技术得以优化，会更好地促进制造业转型升级。研发强度增强对大数据产业发展具有一定影响，加大研发投入，促进对大数据相关技术研究，推动制造业转型升级。

4.2 建 议

（1）大力推动大数据产业发展，可以从大数据发展环境、大数据应用和大数据技术创新三个方面入手[13]。如上所述，大数据产业发展对天津市制造业转型升级具有十分重要的作用。天津市制造业转型升级要促进数字技术与制造技术更好地融合，加强研发制造业生产过程中的一系列智能机器设备，并推动这些智能机器设备在制造业中的广泛应用。同时，借助数字化赋能平台，加快传统行业的数字化转型，使传统制造业发展更趋向于智能化。

首先，从大数据产业发展环境来看，大数据产业发展以通信基础设施为主导，因此，要把通信基础设施提升至与电力、水力、交通同等重要的地位，高度重视并持续进行通信基础设施建设，优化天津市大数据基础设施，积极进行宽带网络投入，加大互联网普及率，从而提高信息化、数字化发展水平；其次，积极探索以大数据技术为基础的产业发展模式，加快大数据技术与天津市制造业深度融合。以大数据技术应用为战略引领，推进天津市制造业数字化，实现生产过程智能化，优化制造业生产和经营方式，从而能够形成一条高效率的产业链。不断促进信息化和工业化及两化融合以提升大数据产业发展速度，从而促进天津市制造业产业结构的转型升级。建立以政府为主导、以制造业企业为主体的数据中心，把大数据技术广泛应用于制造业，使制造业能够更好更快地实现转型升级；再次，政府要重视大数据技术的研发与创新，鼓励并推动大数据产业的发展，加大投资力度，加快科技创新平台建设，突破先进的关键技术，创新大数据技术，解决制造业转型过程中的关键性问题，实现经济系统的良性循环。随着大数据技术的广泛应用，在推进数字经济高质量发展的同时，应该加强对数字安全的保障，保护好数据要素的安全性，这要求大数据技术能够不断突破，建立大数据安全保障机制。

（2）利用大数据技术对天津市制造业进行技术改进，促进制造业转型升级。首先，以创新驱动有效供给，带动新需求。在当前大数据技术应用迅速发展的背景下，应通过创新驱动供给侧动力结构优化，以新增优势产能挤出新增过剩产能，优化存量产能结构。其次，利用创新消化结构性过剩产能。当前，天津市经济存在供给和需求不匹配的结构性矛盾，应通过技术创新，不断提升产业链各环节的附加值，从而替代高端进口产品、消化部分过剩产能；注重创新带动产业生产环节的优化，推动天津市制造业转型升级。从天津市政府政策角度出发，可以设立专项基金对天津市制造业转型升级中运用大数据技术的企业进行奖励，从而鼓励制造业企业利用大数据技术进行“智造”，促进制造业转型升级。

（3）依据自身区位优势，适时调整相关政策，加强科研方面的建设，建立完善的产业人才体系。京津地区高校及科研院所较为集中，且京津地区为中国大数据资源和产业显著聚集地区，天津市应该充分利用其人才资源和科学技术优势，深化产学研协调创新发展。政府应加大大数据技术研发投资力度，培养或引进相关计算机人才以改进或创新大数据产业技术。根据实证研究结果，政府应加大研发经费投入，积极培养科研人才，抓住5G 通信技术发展给天津市制造业和大数据产业发展带来的新机遇。