数字技术对制造业升级的影响研究

严北战 翁平平

（浙江财经大学经济学院 浙江杭州 310018）

引言

在全球金融危机后，制造业成为了各国经济发展的焦点。虽然我国制造业的产出一直稳居全球第一，但依然处在全球价值链底端。为了实现高质量的经济发展模式，加快制造业升级是当前我国经济发展的重要环节。随着新一代数字技术的兴起，物联网、大数据等数字技术开始广泛运用到实体经济中，逐渐成为经济高增长发展的新动力。中国是世界第二大数字经济体，政府在制定数字技术和制造业的发展纲要中多次指出，中国制造业未来发展方向是整体提升、重心转移，目标是实现制造业数字与智能化进程。数字技术正在驱动传统领域发生重大变革，深度融合制造业，引发制造业系统性、革命性群体变革，推动了边缘计算等新技术、智能机器人等新劳动力的诞生。本文梳理了近年来的相关数据，通过构建数字技术发展指数，论证数字技术是否能够促进制造业升级。

文献综述

关于数字技术驱动传统制造业升级的相关研究。对于数字技术赋能促进传统制造业升级的效果存在异议。有学者认为数字技术还未能推动传统制造业的升级，如马文君等（2020）采集了上万家企业样本，从微观层面分析数字技术是否能够通过“赋能机制”为我国经济向数字化提供支撑，通过实证分析得出我国目前处于在数字经济发展的初期，由数字技术产生的新兴产业对经济具有明显的推动作用，主要依靠数字技术的相关新兴产业通过规模效应成为经济中的主导产业，但是赋能机制尚未发挥作用，数字技术不能够推动传统产业升级的结论。而有些学者认为数字技术能够推动传统制造业的升级，王梦菲等（2020）从理论层面分析了数字技术在目前的生产过程中的变革，数字技术的赋能效应极强，能够迅速扩散到各个产业，能够消除进入产业的壁垒，提高产业内劳动生产率。丁志帆（2020）进一步深化理论分析从微观、中观、宏观层面全面分析了数字技术对传统制造业的影响指出，在微观层面，数字技术能够降低企业的成本，带动传统产业优化效率配置，实现规模经济；在中观层面，数字技术有助产业升级的路径主要通过产业的技术赋能；在宏观层面，数字技术不仅带来数据这一新的生产要素，给传统生产要素带来活力，还能通过技术创新驱动劳动生产率的提升，促使经济向更高层次发展。

关于数字技术驱动高技术制造业升级的相关研究。唐光海（2018）通过对我国2006-2015年的互联网普及率、网站数、域名数这三方面与高新技术企业的销售收入的实证检验得出互联网的发展对高新技术产业的发展有积极作用，但是技术扩散对高新技术制造业的创新具有时滞性。唐晓华等（2020）从“互联网+”这一数字技术的视角分析数字技术，认为其对我国高新技术制造业技术研发效率和技术转化阶段都产生了积极的促进作用，同时也说明了我国部分省份的高新技术制造业的技术创新效率低下，主要是因为企业未能充分利用数字技术，应该加大完善与数字技术有关的设施，发挥数字技术的优势。

目前理论界重点研究数字技术对传统制造业的影响，关于数字技术对高新制造业的影响的现有文献比较少。目前的数字技术是否能够促进制造业升级存在着异议，需要进一步深化数字技术对制造业升级相关性的实证分析。

研究设计

（一）变量选取及数据处理

1.数字技术发展指数。将数字技术发展指数（dig）分解为数字基础设施、生活数字化和产业数字化三个维度，选用了12个测度指标。由于西藏、新疆、青海和宁夏及港澳台地区数据缺失，上述测度指标的基础数据予以剔除。本文研究数据均来自2010-2016年的《中国科技统计年鉴》《中国电子信息产业年鉴》《中国电子商务发展指数报告》和《中国第三产业统计年鉴》，指标体系如表1所示。

表1 数字技术发展指数评价指标体系

首先将各指标标准化处理，其次考虑到主观赋值的不确定性会导致模型结果和实际结果产生偏离，利用熵值法对各指标进行客观赋值，最终根据权重得出各省各年的数字技术发展水平，计算结果见表2。

表2 各省份数字技术发展指数

2.制造业升级指数。在当前全要素生产率为负、各类成本上升的情况下，制造业产值仍能逐年上升，产业结构的优化在一定程度上是技术变革推动制造业劳动生产率提高带来的。本文根据数字技术驱动制造业升级的机制分析，又参考了陈元刚等学者对制造业升级指数的研究，采用制造业劳动生产率（制造业产值/从业人数）来衡量制造业升级水平，用isu代表，此外用tm代表传统制造业的制造业升级指数，用hte代表高技术制造业的制造业升级指数。数据来源主要是《中国工业统计年鉴》和《中国高技术产业统计年鉴》。

3.控制变量。本文选取人力资本、能源强度、城镇化和外商直接投资作为控制变量：

人力资本（edu）：人力资本的上升能够改进制造业的劳动生产率，驱动制造业升级。本文采用接受教育的年限来测算，公式为：（X1*6+X2*9+X3*12+X4*16）/6岁以上的人口数，X1代表接受初等教育的人数，X2和X3分别代表接受初中与高中的中等教育的人数，X4接受高等教育的人数。

能源强度（ene）：制造业在升级的过程中，发展方式不断地向绿色化转变。结合刘军等的观点，我们认为能源消耗能够影响制造业的发展方式。计算公式：能源强度=各省的能源消费量/国内生产总值。

城镇化（urban）：有学者认为我国的城镇化是土地偏向，不利于制造业升级，特别是传统制造业。因此，本文利用城镇化来观测它对制造业的影响程度。

外商直接投资（fdi）：另有学者认为外商直接投资能够影响国内的市场环境、研发能力，进而驱动制造业升级。计算公式:fdi=外商直接投资/当年的GDP，其中外商直接投资用人民币对美元的当年期末的即期汇率折算。

（二）研究假设与模型建立

对于制造业来说，数字技术的快速发展给制造业带来的技术创新，主要体现在以数据为要素的新生产要素、以供应链平台为主的销售模式、以数字化管理的新组织方式的诞生，能够极大地改善现有的成本和生产效率，最终引起劳动生产率的提升，推动制造业升级。因此本文提出了假设一：数字技术能够驱动制造业升级。

回归模型如（1）所示。

其中isu代表被解释变量制造业升级指数，dig代表解释变量数字技术发展指数，edu、ene、urban、fdi分别代表控制变量人力资本、能源强度、城镇化、外商直接投资，i代表了各省，t代表时间（t=2010～2016），μit为随机误差项。

为了进一步细化数字技术对制造业升级的影响，本文将制造业细化为传统制造业和高技术制造业。相对于传统制造业以初级生产要素为主，高技术制造业是以知识密集型为主的制造业，需要通过大量的研发投入来保持产业整体的优势，因此高技术制造业在数字技术的应用和吸收与传统制造业具有十分大的差异。高技术制造业更加注重通过吸收现有的数字技术进行技术创新，因此高技术制造业往往处于技术创新的引领地位，知识密集型的特征更为显著。而传统制造业往往在技术创新上处于被动地位，通常表现出追随或学习等特征。因此，数字技术给高技术制造业带来的创新效率要高于传统制造业。本文提出了假设二：数字技术能够驱动传统制造业和高技术制造业升级，且对高技术制造业升级的效果优于对传统制造业升级的效果。

回归模型如（2）（3）所示：

其中，tm代表传统制造业，hte代表高技术制造业。

（三）描述性统计

本文进行了描述性统计。由表3可知，在2010-2016年期间，各省的制造业升级指数的平均值为106.88，最大的升级指数为181.35，最小的升级指数为52.38，标准差为28.64，表明各省之间的制造业升级存在着差异性。数字技术发展指数的平均数为30.50，最大的发展指数为60.44，最小的发展指数为13.34，标准差为9.87，表明区域之间数字技术发展不平衡。控制变量中城镇化和能源强度的波动的程度比其他变量要小。

表3 描述性统计

实证分析

（一）模型检验

在进行面板数据回归前，首先进行了多重共线性检验，确保实证检验结果的有效性。结果如表4所示。

表4 多重共线性检验

表4的结果显示VIF=3.95<10。因此，不存在多重共线性。

为确保当前数据是平稳的，本文需要单位根检验，采用了LLC检验。结果如表5所示。

表5 单位根检验

表5的P值说明了当前不存在单位根，可以进行下一步的实证检验。

（二）回归结果分析

1.制造业全行业回归结果分析。本文使用Stata 15.0对2010-2016年各省数据进行豪斯曼检验，结果显示在5%的水平下统计量显著，表明固定效应模型比随机效应模型更加适合当前模型，因此当前模型使用固定效应模型。回归结果见表6。

表6 固定效应模型回归结果

从上述模型中可以得出数字技术发展指数的系数为0.342，且在1%的水平下显著，这意味着在其他因素未发生变化的情况下，数字技术发展水平每提升1%，制造业升级指数就会上升0.342%，验证了假设一，且从计量结果可知数字技术能够正面促进制造业升级。引起该现象的原因在于：

数字技术给制造业带来了技术创新，通过平台化推动制造业成本降低，效率提升，最终推动制造业劳动生产率的上升。核心企业通过数字技术建立平台，形成新的组织方式，将上下游制造业组织在平台内部，极大地发挥平台效应，形成规模经济，降低成本。同时，数字技术能够引起制造业的管理技术的创新，有效地发挥制造业的专业化效应，将闲置生产能力得到发挥，资源能够有效地配置。因此，数字技术能够正面促进制造业升级。

在数字技术扩散的过程中，能够将制造业聚集在一起，赋能制造业，推动产业内的技术创新，最终推动制造业劳动生产率的上升。对技术要求高的制造业往往会聚集在数字技术水平高的地区，产业内部的研发人员的自由流动驱动了制造业的技术创新。数字技术不断地赋能制造业的各个环节，促使低效率的制造业被淘汰和高效率的制造业的壮大。整个制造业的结构得到优化。因此，数字技术能够正面促进制造业升级。

2.制造业分行业回归结果分析。通过表7的计量检验，我们可知数字技术能够有效地推动整个制造业升级，接下来将制造业分类为传统制造业和高技术制造业这两类，并分组进行回归，影响的回归计量结果如表7所示。

表7 数字技术对不同制造业升级影响的回归结果

根据表7的回归结果可知，数字技术对传统制造业和高技术制造业的影响程度不一致。数字技术对传统制造业影响的回归系数为0.358，低于数字技术对高技术制造业影响的回归系数0.397，表明数字技术推动高技术制造业升级的效果更佳，与假设二一致。引起上述现象的原因在于：

相关系数的计算必须要作显著性检验，因为是取的小样本数据，样本数据计算出来的相关系数能否推广到总体，即如果总体数据作相关性计算，结果是否还是一样的.此时只能用样本数据估计总体数据，估计就有犯错误的风险，于是用犯错误的概率来描述，这个过程就是显著性检验.

高新技术制造业的研发投入和创新效率明显大于传统制造业的研发投入和创新效率，因此，高技术制造业的技术创新能力要比传统制造业强。这促使高新技术制造业积极地利用数字技术进行技术创新推动产业内部的平台效应、专业化效应得到极大发挥，而传统制造业主要依赖高新技术制造业的技术溢出或者技术引进促使产业内部的升级，平台效应的发挥也需要依赖核心制造业的平台建立与维护。同时，从赋能效应来看，数字技术对高技术制造业来说是一种生产要素，能够直接转化为产品，但是对于传统制造业来说，需要通过数字技术来改变传统制造业的生产方式、市场结构、交易方式等，是间接影响制造业的升级，具有一定的滞后性。

相对于传统制造业，数字技术对高技术制造业升级着重反映在“聚集效应”。高技术制造业聚集在数字基础设施完善、研发水平较高的地区，高技术制造业利用当地的人才优势和最新的数字技术提升研发效率，改进生产流程。而传统制造业的发展对数字技术的需求也不如高技术制造业迫切，主要考虑到劳动力、资源等初级生产要素的成本，聚集在资源丰富的地区以降低生产成本。城镇化变量在一定程度上反映了“聚集效应”，当城镇化提升1%时能够促使高技术制造业升级4.165%，并且是显著的。而城镇化对传统制造业虽然未显著，但呈现负值，这说明在城镇化的推进过程中，劳动力、房租等成本的上升迫使传统制造业搬离城市的中心，而城镇化过程中，科技人才聚集在城市化水平高的地区，促进了高技术制造业的快速发展，因此数字技术水平的提升对高技术制造业升级的促进效应更加显著。

（三）稳健性检验

为了进一步确保数字技术能够驱动制造业升级这一结论的稳健性，本文用高新技术制造业总产值在整个制造业总产值的比重来替换被解释变量。稳健性检验结果见表8。

表8 稳健性检验结果

根据表8的稳健性检验结果可知：数字技术的回归系数为正并且在1%的水平下显著，这表明数字技术发展指数每提升1%，制造业升级指数能够提升0.308%，与之前的结论一致，说明了数字技术能够驱动制造业升级。因此，稳健性检验的结果表明了本文的结论具有稳健性。

结论和政策建议

（一）研究结论

本文选取2010-2016年我国各省的制造业劳动生产率为研究样本，构建数字技术发展指数评价体系，估算各省的数字技术发展水平，通过能源强度、人力资本、城镇化、外商直接投资，实证分析数字技术对制造业升级的影响作用，验证了数字技术对传统制造业和高技术制造业的异质性以及数字技术对各区域的制造业升级的影响，得出以下结论：

二是数字技术对高技术制造业升级的驱动作用大于对传统制造业的驱动作用。数字技术带来的技术创新能够有效推动高技术制造业的生产向高附加值、高效益、高增长的方向发展，同时，数字技术作为一种通用技术，具有网络化和渗透性的特性使得传统制造业开始向线上线下一体化发展，通过建立平台生态系统，大幅度提升产业内部的效率。此外，数字技术能够改善传统制造业的业务流程，改善企业的管理水平，促使传统制造业的驱动方式由要素转型为创新，从而促进制造业升级。

三是数字技术对东部制造业升级的影响大于对中西部制造业升级的影响。由于东部地区的数字技术发展水平高于其他地区，数字技术对东部地区制造业升级的贡献力度高于其他地区。

（二）政策建议

为了充分发挥数字技术的作用，从而驱动制造业升级。根据研究结论，提出以下建议：

一是政府应该加快新型数字基础设施建设进程，推动数字技术水平的提升。本文研究结果表明数字技术能够促进制造业升级，而数字基础设施是数字技术发展的基石。同时，在数字变革时代，价值化的数据成为了关键生产要素，为我国制造业的新旧动能转换提供了支撑。数据的储存安全、流通效率、利用效果以及访问频率都依赖数字基础设施的建设和完善。我国实现制造业数字化、智能化的过程中，需要完善数字基础设施扩展数据的流通范围以及提升数据流通的效率。新的数字基础设施对新一代的数字技术起了支撑作用，它们对工业、农业等传统产业进行产业升级起了推动作用，积极驱动我国经济向智能化发展。新基建需要依托全球尖端数字技术，同时立足于此建立数字技术系统。与传统基建相比，新基建迭代了传统基建发展模式，促进了全新业务形态的诞生，为商业、相关产业发展提供了不竭动力。积极发展新型数字基础设施，特别是数字技术低水平发展区域的数字基础设施，不仅能够有效地缩短与数字技术高水平发展区域的制造业生产能力和创新能力的差异，而且能够有效地缩短与发达国家在产业数字化方面的差距，为我国制造业发展培育技术优势。

二是根据高技术制造业和传统制造业的异质性，实行差异化的发展战略，加快制造业数字化的进程。本文研究结果表明：数字技术水平越高，高技术制造业的升级越显著，而相对于数字技术对传统制造业的影响相对弱一些。当前制造业面临信息不对称、产能过剩和内部结构失衡等一系列问题，对于高技术制造业来说，可以通过建立高技术制造业的产业园区，增强高技术制造业的聚集效应，在现有的数字技术上自主创新，提升高技术制造业的技术创新能力，放大数字化对制造业升级的促进作用。对于引进的数字技术，高技术制造业要通过提升技术吸收能力，突破核心技术或关键技术，进一步推动整体制造业升级。而传统制造业应加强技术引进和人才引进，或者通过加大对技术人才的培育，优化制造业在设计、生产、销售环节，从而引起整个产业的产业效率提升。