技能型人力资本与制造业升级耦合关系的省际差异分析

谢嗣胜， 杨洁菲

（南京航空航天大学经济与管理学院，南京 211106）

制造业是实体经济的主体，以信息技术、人工智能、生物技术等为代表的科学技术与制造业融合发展，推进了制造业生产方式和企业形态根本性变革，支撑制造业向形态更高级、分工更优化、结构更合理的阶段演进. 同时，也对劳动者素质提出更高要求，因此优化制造业升级和提高技能型人力资本配置效率是制造业转型升级的重要方法.

清华大学、复旦大学《中国劳动力市场技能缺口研究》报告（2016）指出，企业普遍存在人才短缺的问题，不同产权类型、不同规模企业在人才竞争上存在差异，导致人才短缺情况的不同；劳动力市场技能型劳动力供求缺口日益增加，带来技能回报不断上升；制造业对人才需求呈现区域聚集效应，且由于不同地区的人才需求存在差异，人才短缺也因此呈现区域异质性；随着制造业升级和产品附加值提升，劳动力市场对现代服务业中专业人才的需求将呈现上升趋势［1］. 现有研究认为，当前技能短缺，但随着科技进步，使得技能型人力资本内生深化成为可能，人力资本深化提高人力使用技术的能力，且通过劳动力要素优化配置，推进生产力发展；与此相应，生产力进步和经济发展所带来的结果也要求不断增加人力投入与之匹配，这种匹配包括劳动力数量和质量投入，当投入不足时，技能型人力资本深化势必成为引致需求.

对于技能型人力资本与制造业升级两者之间互动循环关系，研究主要集中在人力资本与制造业升级互动关系领域：一方面，人力资本对制造业结构的优化升级和调整有驱动作用. 梁树广［2］认为人力资本是产业结构升级的重要影响因素之一并对其作用机理进行了研究；李福柱和刘华清［3］发现人力资本平均水平是对本地区制造业转型升级正向贡献最大的区位因素；章文光和王耀辉［4］通过定性分析研究发现人力资本的投入可以有效推进产业升级的进程；张国强等［5］认为人力资本水平提升及结构优化将会加速我国产业结构转型与升级，对我国及东部地区的产业结构升级有显著促进作用，由于产业异质性特征，人力资本对不同产业的影响存在差异，对工业影响大于农业和服务业；王健和李佳［6］通过构建人力资本影响产业结构升级的三大机制——技术进步、收入增加和城市化，对人力资本推动产业结构升级的作用机制进行明晰，认为人力资本对产业结构升级具有显著的促进作用，并且中等学历人力资本对产业结构升级的影响远大于高等学历人力资本；罗勇和高爽［7］认为异质性人力资本对东部区域产业升级和西部区域产业结构合理化具有促进作用；白婧和冯晓阳［8］通过研究人力资本对产业结构升级的跨国层面和省际层面影响的分析，认为人力资本积累不仅对产业结构高级化发展有直接的促进作用，而且还可以通过提高劳动生产率和提升创新水平间接促进产业结构转型升级，其影响机制对国际和省级面板数据同样成立. 另一方面，产业结构又对人力资本有引致作用. 我国产业结构正在快速升级，对劳动者的人力资本水平提出了更高的需求［9］. 张其春和郗永勤［10］指出，区域人力资本对产业结构调整具有动力作用，产业结构优化对人力资本投资与配置具有反作用，产业结构的优化升级会提高人力资本利用的广度、深度、效率和效益，促进经济增长和居民可支配收入增加，从而提高人力资本投资能力；赵芳和杨晓锋［11］认为产业结构升级会推动人力资本投资强度与结构不断调整，一方面促进人力资本分布结构调整与优化，另一方面长期显著地提升就业能力与平均收入，缩小城乡收入差距；汪秀和田喜洲［12］认为人力资本是产业结构转化的推动力量，产业结构的优化决定了人力资本的数量、结构和类型的需求结构，人力资本和产业结构的协调发展共同推动着经济增长；陈建军和杨飞［13］认为人力资本水平决定了产业结构转换能力，人力资本类型、结构与产业结构的匹配状况决定着产业结构优化的效果；刘菊香和胡瑞文［14］分析了我国制造业人力资源现状及未来十年需求预测，认为政府、企业及学校应该联合行动，加大力度培养技能型人才，促进技能型人力资本的积累.

在人力资本与产业结构匹配程度的测算上，较多学者采用耦合匹配模型来分析. 耦合指的是两个及以上子系统或两种运动形式彼此影响并联合的现象，是一种相互依赖、协调与促进的动态关联关系. 在探究相关社会经济问题上，耦合协调度模型被广泛运用，如张桂文和孙亚南［15］运用耦合度模型，通过计算灰色关联系数，分析人力资本存量与产业结构演进的耦合度和相关度，提高人力资本与产业结构演进的耦合程度，对促进中国产业结构转型升级具有至关重要的作用. 此外，不同学者的研究内容各有侧重，方法也有所不同，如扶涛等［16］运用层次分析法建立匹配度函数，分析人力资本与制造业产业升级匹配度，认为我国人力资本与制造业产业升级匹配度总体并不理想，但匹配效应总体呈提升态势，并呈现出阶段非对称性特征；欧阳峣和刘智勇［17］运用灰色关联分析来建立耦合度模型，验证异质性人力资本和产业结构之间的动态关系，认为它们之间的交互耦合作用较强，异质性人力资本与多元化的产业结构的耦合为产业结构的优化升级提供了有力的支撑，而产业结构优化反过来能够增强人力资本投资的激励，二者之间的良性互动有助于促进经济快速发展；熊虎等［18］利用系统理论和耦合理论，采用我国省际面板数据，分析了人力资本与产业结构匹配度对地区投资效率的影响，并且通过了稳健性检验，认为人力资本与产业结构匹配度的提升能够提高地区投资效率；唐代盛和冯慧超［19］运用耦合度模型，对我国省际数据进行分析，认为人力资本和产业结构的协调发展能够有效地提高劳动力收入，二者的协调发展对我国东部地区劳动力收入影响最大，对中西部地区的影响并不显著，且能够有效地缩小性别、城乡以及技能工资差距，对提高劳动力市场运行效率有持续的推动作用.

综上所述，人力资本与产业结构的互动关系以及匹配度测算等方面研究成果丰富，但少有文献研究技能型人力资本与制造业升级的匹配关系以及对制造业结构合理化、高级化的影响，特别是基于省际的比较研究. 本文采用耦合协调度模型，测度并比较分析省际技能型人力资本与制造业升级的协调关系.

1 耦合测度方法

1.1 模型构建

技能型人力资本体系与制造业升级体系各自由若干部分组成且相互依赖，具有多方面的特征，两个系统间关联互动过程称之为“技能型人力资本-制造业升级”耦合过程. 耦合协调测度可以刻画出系统间的互动关系和演进情况. 某个子系统或者某个要素有可能以破坏或牺牲其他系统或要素为条件来换取自身的发展，单看这个系统或要素的发展是片面的，并不能全面体现整个环境的发展状态，所以用多元、全面的数据来体现整个系统的发展尤为重要. 协调是两个及以上的系统或要素之间的良性关系，两者之间配合得当、共同发展进步是一种良性循环. 发展与协调进行交叉，不允许牺牲任何一个系统或要素，而是要求整体的发展，追求全局的优化，这能更全面体现多个系统和要素之间的关系.

借鉴廖重斌［20］做法，建立技能型人力资本与制造业升级的耦合度模型.

1）建立功效函数.

功效系数xij的计算公式为：

其中：Xij(i=1,2;j=1,2,…,n)为第i子系统的第j指标即序参量，i=1 表示技能型人力资本子系统，i=2 表示制造业升级子系统；αij，βij是序参量的上、下限值，即序参量的最大值和最小值上下浮动10%. 标准化的功效系数xij为序参量Xij对系统的功效贡献值，反映达到目标的满意程度，且xij∈[0,1]，0为最不满意，1为最满意.

2）计算综合序参量.

综合序参量Ui的计算公式为：

3）计算序参量的权重.

确定权重的方法可以分为主观赋权法和客观赋权法两大类. 主观赋权法依赖个体的主观偏好，所构建的权数缺乏稳定性；客观赋权法受主观因素影响较小，包括变异系数法、熵值法、多目标优化法、复相关系数法、主成分分析法、灰色关联度法等. 为了避免主观层面的影响，考虑各个方法的优缺点及本文数据的特点，采用熵值赋权法确定各个序参量的权重，具体计算过程如下.

在每个子系统中，对指标做比重变换：

计算子系统内第j指标的熵值：

计算熵值的信息效用价值：

计算得到子系统内第j指标的熵权：

4）建立协调度函数.

协调度系数C的计算公式为：

系统协调度系数C∈[0,1]，0为不协调，1为完全协调.

由于两个子系统之间的关系是交错动态变化的，仅仅依靠协调度难以全面反映两者之间的协调关系，因此，构造能够衡量人力资本和制造业升级匹配质量的指标，即耦合度指标.

5）构造耦合函数.

耦合度系数D的计算公式为：

其中：T为“技能型人力资本-制造业升级”的综合评价指数，T∈[0,1]；α，β为待定参数，分别表示技能型人力资本和制造业升级两个子系统在整个系统运行中的重要程度，本文把两个子系统视为同等重要，因此取α=β=0.5.

另外，为了更好地衡量制造业转型升级的水平，本文从制造业结构合理化和高度化两个维度对其水平进行测度. 不同经济发展水平的地区，其人才结构与制造业结构应当保持合理的比例，超出这个比例的部分称之为制造业结构偏离度. 用结构偏离度衡量制造业合理化水平，制造业升级偏离度的公式定义为：

根据公式（10），如果偏离度P为0，说明制造业结构与人才结构完全匹配；偏离度为正值，说明产值构成比大于专业人才构成比，即专业人才欠缺；偏离度为负值，说明人才构成比大于产值构成比，专业人才过剩，人力资源浪费. 偏离度的绝对值 ||P越大，说明产值构成比和人才构成比之间的合理性越低，两者越不匹配.

制造业结构高度化反映的是根据经济发展的历史和逻辑序列从低水平状态向高水平状态顺次演进的动态过程［21］. 将制造业结构高度化的内涵界定为：

1.2 耦合度模型指标体系

根据文献研究和各类统计年鉴数据的可获得性，分别构建技能型人力资本与制造业升级两个子系统的评价指标（见表1）. 技能型人力资本系统包括四个一级指标，分别为人口、教育、卫生健康和技能等级水平，制造业升级系统包括两个一级指标，分别为结构指数和效益化指数.

表1 “技能型人力资本-制造业升级”系统评价指标Tab.1 The system evaluation index of skilled human capital and manufacturing upgrading

1.3 制造业升级指标体系

根据指标数据的可获得性以及衡量指标的合理性，用产值构成比和技能型人才构成比来计算制造业结构偏离度，解释制造业结构合理化程度；用R&D 人员数和经费、专利授权数、技术市场成交额以及劳动生产率等指标综合衡量制造业升级高级化程度，各指标详见表2.

表2 制造业升级评价指标Tab.2 The evaluation index of manufacturing upgrading

2 技能型人力资本与制造业升级耦合协调性测度

2.1 数据来源及说明

基于研究目的和已构建的指标体系以及数据的可比性、可得性和完整性原则，选取各省（直辖市）2007—2018年时间序列数据来实证研究技能型人力资本与制造业升级的耦合协调关系. 相关数据来源于历年《中国统计年鉴》《中国工业统计年鉴》《中国卫生健康统计年鉴》《中国劳动统计年鉴》以及各省（直辖市）统计年鉴，少数省份（直辖市）个别数据缺失，采用均值化方法及二次指数平滑法补全缺失数据.

2.2 评价指标权重的确定

根据熵值赋权法的原理，通过公式（3）～（6）的计算，可以分别得到“技能型人力资本-制造业升级”系统各评价指标历年权重如表3所示，制造业结构高度化各评价指标历年权重如表4所示.

表3 “技能型人力资本-制造业升级”系统评价指标历年权重Tab.3 The weight of the system evaluation index of skilled human capital and manufacturing upgrading over the years

表4 制造业结构高度化指标历年权重Tab.4 The weight of the index of the height of the manufacturing structure over the years

2.3 耦合度计算结果

确定每个省（直辖市）各指标权重后，利用公式（2）分别计算出技能型人力资本和制造业升级子系统的综合序参量U1和U2，最后由公式（7）、（8）分别计算得到我国“技能型人力资本-制造业升级”系统的协调度C和耦合度D. 各省份（直辖市）平均耦合指数如表5所示，其中，协调发展等级及其划分标准参考文献［20］.

表5 2007—2018年各省（直辖市）技能型人力资本-制造业升级平均耦合度指数及等级Tab.5 The average coupling level and grade between skilled human capital and manufacturing upgrading of all provinces and municipality from 2007 to 2018

由表5可以看出，2007—2018年我国技能型人力资本与制造业升级平均耦合程度一般，全国的平均耦合指数为0.570 7，处于勉强协调发展水平. 地区间差异较大，东部地区耦合度水平普遍高于西部地区. 其中，江苏的耦合水平最高，处于良好协调发展状态；山东、广东紧随其后，处于中级协调发展状态，耦合度比较低的四个地区分别是山西、青海、海南和西藏，处于失调衰退的状态. 较大一部分省份（直辖市）处于勉强协调状态或者濒临失调状态.

3 技能型人力资本与制造业升级耦合测度的结果分析

3.1 技能型人力资本系统与制造业升级系统的综合评价

根据已计算子系统评价指标历年权重、公式（2）及表3～4，可以得到2007—2018年各省（直辖市）技能型人力资本与制造业升级子系统综合序参量Ui.

对于技能型人力资本系统综合序参量U1，选取曲线比较有代表性的北京、上海、江苏、河南、四川和西藏，将其技能型人力资本综合序参量的曲线绘制在图1中. 就全国各省份（直辖市）曲线而言，北京、上海、天津的综合指标在逐年下降，其中北京下降幅度最大（0.65到0.18），主要由于发展定位等因素的影响，都出现了制造业外迁的情况，工业结构正在由传统的产业向现代服务业和高新技术产业为引擎的产业格局转变，因此技能型人力资本有所减少；江苏的综合指标一直较高且逐年上升（0.49到0.74），这与江苏的制造业大省定位相符合；浙江、广东、四川的综合指标逐年上升且变化幅度较大；山西、青海、海南、西藏等省份（直辖市）变化不大.

图1 技能型人力资本综合序参量Fig.1 The comprehensive parameters of skilled human capital

对于制造业升级系统综合序参量U2，选取曲线比较有代表性的北京、山西、内蒙古、浙江、海南和贵州，将其制造业升级综合序参量的曲线绘制在图2中. 总体来看，综合评价指标虽有波动，但大部分省份（直辖市）的曲线比较平稳，没有太大变化. 其中，北京的综合评价指标一直较高，但是在2013年出现了明显的下跌；海南在2010年到2016年下跌又回升，之后两年比较平稳，变化不大；内蒙古等省份（直辖市）在2008年到2012年间波动明显，之后平稳；贵州等省份（直辖市）长期来看，综合评价指标增幅明显；山西在2011年有突然增加；江苏、浙江、福建、江西、河南、湖北等近一半的省份（直辖市）总体变化平稳，波动并不剧烈.

图2 制造业升级综合序参量Fig.2 The comprehensive parameters of manufacturing upgrading

对于技能型人力资本和制造业升级子系统交叉分析，大部分的省份（直辖市）都是U2＞U1，即在2007年到2018年之间，制造业产业系统综合评价指标优于技能型人力资本综合评价指标；在众多省份（直辖市）之中，只有山西省是U1＞U2，即技能型人力资本综合评价指标优于制造业产业系统综合评价指标；黑龙江省的两个评价指标在2009年和2010年之间出现了交叉，2009年以前是U1＞U2，2009年以后变为U2＞U1；江苏、山东、河南、广东都是从U2＞U1变为U1＞U2，江苏发生交叉的时间为2012年与2013年之间，山东与河南都是在2017年与2018 年之间，广东发生交叉的时间为2008年与2009年之间；浙江与四川的两个系统评价指标曲线相互交错，U2＞U1与U1＞U2交替出现了两次，交叉都出现在2013年及以后的时间内.

3.2 各省份（直辖市）子系统发展类型分析

在耦合度模型关于协调发展的分类体系及其判别标准下，根据技能型人力资本和制造业升级子系统交叉发展状态，还可以得到各省份（直辖市）的子系统发展类型如表6所示，其中，U1、U2交替出现为波动发展型；U2＞U1为技能型人力资本滞后型，且耦合度失调情况下为损益型；U1＞U2为制造业升级滞后型或损益型.

表6 各省份（直辖市）技能型人力资本和制造业升级子系统发展类型判别Tab.6 Classification of development type in each province

对于处于同一耦合度等级的省份（直辖市），波动发展型省份（直辖市）耦合度更高一些，其劳动生产率也更高一些，技能型人力资本与制造业产业体系没有哪一方一直处于劣势，其数据曲线相互交叉增长，带动耦合曲线波动增长，二者的相互协调促进双方共同发展，形成良性互动. 但是并不是所有省份都必须以此衡量发展状况，在对制造业升级方向与路线进行规划时，不应盲目照搬照抄其他产业或者其他省份（直辖市）制造业的升级经验，应该结合总体产业特征，识别价值链的主导环节，将其作为产业转型升级的指导基础.例如山西、海南等省份（直辖市），并不适合大规模的发展与改进制造业，其制造业相对薄弱是情理之中，其发展还是应当以本省（直辖市）特点为基础，选择适合的发展方向与产业，培养本省（直辖市）主导产业所需要的人才，以此来促进经济的整体发展.

3.3 耦合协调度对制造业结构合理化、高度化的效应分析

制造业升级水平测度采用两个指标，即制造业结构合理化和高度化. 制造业结构合理化用制造业-就业结构偏离度来衡量，根据结构偏离度计算公式（10），结构偏离度的绝对值大，说明制造业-就业结构不合理，偏离度的绝对值小，偏离度接近于0，说明制造业-就业结构合理；偏离度为正表示人力资源欠缺，偏离度为负表示人力资源过剩. 制造业结构高度化是由表2中衡量的5个指标，通过熵值赋权法得到各指标历年权重如表4所示，然后通过公式（11）得到各省份（直辖市）历年制造业结构高度化指数，高度化指数越高，说明这个省份（直辖市）的制造业在结构高度化方面表现得越好.

2007—2018年各省（直辖市）制造业结构偏离度见表7. 偏离度始终为正的省份有辽宁、吉林、安徽、江西、山东、河南、湖南、海南、重庆、四川、云南、甘肃，说明这些地区长期处于技能劳动者欠缺状态；偏离度始终为负的省份（直辖市）有北京、上海、江苏、浙江、福建、广东、青海，说明这些地区长期技能劳动者富余；偏离度出现波动，即偏离度的数值出现正负变化的省份（直辖市）有天津、河北、山西、内蒙古、黑龙江、湖北、广西、贵州、西藏、陕西、宁夏、新疆. 结果表明，辽宁、吉林等省份技能劳动者流失严重，山东、湖南、四川等省份在制造业转型升级这一进程中缺少足够数量的技能劳动者，江西、贵州等省份难以吸引技能劳动者到当地，多重因素造成的人力资本缺乏，使得本省技能劳动者资源难以为制造业的转型升级提供充足的动力；江苏、浙江、广东等制造大省技能劳动者资源丰裕，人力资本集聚与劳动者质量提高促进制造业转型升级和经济的快速发展，同时可以发现，青海也是人力资源过剩，这是由于青海的制造业发展不够良好，难以为劳动者提供充足的就业岗位与机会，许多劳动者处于闲置状态或者处于不合适的岗位.

表7 各省份（直辖市）制造业-就业结构偏离度Tab.7 The deviation degree of manufacturing-employment structure in each province and municipality

2008—2018年各省份（直辖市）制造业结构高度化指数如表8所示. 由于统计数据获取问题，在测算制造业结构高度化时剔除了西藏以及全部省份2007年数据. 北京高度化指数一直高居首位，江苏、浙江、广东的增幅较大，贵州、云南、新疆维吾尔自治区等省份（直辖市）高度化指数一直较低且没有太大波动.

表8 各省份（直辖市）制造业结构高度化指数Tab.8 The index of height of the manufacturing structure in each province and municipality

2008—2018年各省份（直辖市）制造业结构偏离度绝对值 |P|的均值与制造业结构高度化指数H的均值如图3所示. 从图3可以看出，北京制造业结构高度化指数的均值最高（0.752 3），其次是上海（0.498 2），接着是天津（0.396 6）、江苏（0.365 9）、浙江（0.317 4）、广东（0.281 5）；制造业结构高度化指数均值最低的是云南（0.026 6），其次是广西（0.027 3）和贵州（0.027 0）；制造业结构偏离度的均值最高是甘肃（0.188 9），接着是贵州（0.188 3）、黑龙江（0.161 6）、北京（0.153 5）、吉林（0.125 9）；制造业结构偏离度最低的是湖北（0.011 5），其次是广西（0.013 4）、江苏（0.018 3）.

图3 2008—2018年各省份（直辖市）制造业平均偏离度与高度化指数Fig.3 The average absolute value of deviation degree and height of manufacturing upgrading in each province and municipality from 2008 to 2018

制造业结构高度化以结构合理化为基础，脱离结构合理化的高度化是脆弱不健康的高度化. 制造业发展趋向合理化的过程中，结构效益不断提升，从而推动制造业结构高度化发展，合理化和高度化是构成制造业结构不断优化和转型升级的两个基点. 北京虽然制造业结构高度化指数较高，但是同时其制造业结构偏离度也较高，结构合理化程度低；天津、上海、江苏、浙江、广东这几个省份（直辖市）制造业结构高度化指数较高，并且制造业结构偏离度较小，制造业升级基础好，说明这几个省份（直辖市）的制造业发展态势很好；但是吉林、黑龙江、贵州、云南、甘肃、青海这几个省份，不仅制造业结构高度化指数较低，而且制造业升级偏离度较大，说明这几个省份制造业发展不尽合理，应当及时调整产业策略和人才政策.

为检验技能型人力资本与制造业升级协调发展的耦合效应，通过相关性分析，对耦合协调度与制造业升级合理化、高度化关系进行了检验，在置信度α=0.01时，耦合协调度D与制造业结构偏离度P、制造业结构高度化指数H的相关系数分别为-0.260、0.375，即耦合度越高，制造业结构偏离度越小，制造业升级越有基础；耦合度越高，制造业结构高度化指数越高，制造业升级态势越好. 如江苏省耦合水平较高，制造业结构高度化指数也较高，同时制造业结构偏离度较低，制造业升级顺畅；又如甘肃省耦合水平较低，制造业结构高度化指数也较低，同时制造业结构偏离度较高，升级基础较弱. 制造业结构与人力资源结构相匹配时，两者相互协调，会共同促进制造业良好发展，从而更快地推动制造业转型升级.

4 结论与建议

4.1 结论

技能型人力资本是制造业优化升级的推动力量，制造业升级决定了技能型人力资本的数量、结构和类型的需求结构，技能型人力资本和制造业升级的耦合协调发展共同推动着经济增长. 本文通过构建耦合度模型，对两个系统之间的协调发展性进行了测度，并且检验耦合协调度对制造业结构合理化、高级化的影响效应. 研究发现：

1）全国的平均耦合水平不高，处于勉强协调发展水平，且地区间差异较大，东部地区耦合度普遍高于西部地区.

2）大部分省（直辖市）份长期处于制造业发展优于技能型人力资本发展状态，部分省份（直辖市）出现波动发展. 总体来看，波动发展型省份的耦合度更高，其劳动生产率也更高，制造业发展更好.

3）从长期来看，制造业结构高度化以合理化为基础，部分省份（直辖市）在趋向合理化的过程中，结构效益不断提升，从而推动制造业结构高度化发展.

4）耦合度与制造业结构偏离度成负相关关系，与制造业结构高度化成正相关关系，耦合度较好的省份（直辖市），制造业升级效果好，产业发展质量高.

4.2 建议

技能型人力资本与制造业升级互动循环发展，需要根据各省份（直辖市）技能型人力资本等要素禀赋制定与其相适应的产业政策，特别是多数省份（直辖市）制造业发展优于人力资本发展状况，需要政府、企业和学校科学分工协作，制定适宜的技能型人力资本投资政策. 完善以企业为主体、职业院校为基础，学校教育与企业培养紧密联系、政府推动与社会支持相结合的高技能人才培养培训体系. 同时就总体而言，技能型人力资本与产业结构的耦合协调程度不高，需要在注重技能型人力资本水平提升与制造业结构升级的同时，更要注重两者的协调发展，避免错配从而制约产业技术创新及劳动生产率的提升. 另外，促进劳动力要素、技术要素等市场流动，优化资源配置，发挥技能型人力资本与制造业升级耦合协调的空间扩散效应，逐步缩小地区间差距.