四川省主要工业行业发展水平的聚类分析※

许 霞 王世峰

(四川烹饪高等专科学校，四川 成都 610100)

工业发展水平是衡量一个地区经济发展规模和状况的重要指标，是标志人类社会需要、社会分工和经济活动发展进入更高层次的关键因素，通过判别归类研究各个工业行业的发展状况，是研究国民经济的重要方法。

在改革开放取得相当成效之后，国家大力实施“西部大开发”战略，对西部地区的工业发展尤其重视。四川作为西部的经济大省，经济总量大，工业种类齐全，很多行业具有不可替代性;但由于四川处于西部地区，一些工业行业尚在发展中，潜力巨大，具有很大的研究价值。本文所用数据均来自《2011四川省统计年鉴》，采用2010年全省按行业、分规模以上工业企业主要指标作为数据，利用SPSS19.0软件，通过聚类分析进行各行业发展水平的分类和探讨。

1 聚类分析方法

聚类分析又叫群分析、点群分析或者簇分析，是直接比较各事物之间的性质，将性质相近的归为一类，将性质差别较大的归入不同的类。聚类分析采用定量数学方法，根据一批样品的多个观测指标，具体找出一些能够度量样品或指标之间的相似程度的统计量，作为划分类型的依据。

聚类分析的基本原则:把相似程度较大的样品聚合为一类，另一些相似程度较大的样品聚合为另一类，关系密切的聚合到一个小的分类单位，关系疏远的聚合到一个大的分类单位，直到把所有样品聚合完毕。

1.1 聚类分析距离或相似系数的测度

为了将案例变量分类，需要研究样品之间的关系，即选用一个指标来刻画样品之间的距离或相似程度［1－2］。本文采用距离系数中的欧氏距离平方作测度进行分析。

距离系数的表达式为:

xik，xjk表示第i，j个样品的第 k个指标的观测值，dij为第i个样品和第j个样品之间的距离。

以上各式均称为明氏距离，其特点为:一是它与各指标的量纲有关;二是它未考虑指标之间的相关性。如在使用欧氏距离时，要求一个向量的n个分量是不相关，且具有同方差，分析效果才好。

1.2 聚类分析的类型及选择使用

从聚类过程的特征来看，聚类分析可分为聚合法、分解法、调优法。从对变量或者样品进行分类的角度，也可以将聚类分析分为Q型(样品)聚类和R型(变量)聚类。

本研究选用目前国内外使用最多的系统聚类法，其基本思想是先将每个样品看成一类，然后选择距离最小的两类合并，不断重复直到所有的样品合为一类。因此本文研究的是不同行业工业发展水平样本的聚类，属于Q型聚类［2］。

2 四川省2010年主要工业行业经济指标

本文分析的数据均来自《2011年四川统计年鉴》表14－02《按行业分规模以上工业企业主要指标(2010年)》，从中选取了各主要行业(工业总产值在200亿元以上)的相关经济指标，如表1所示［3］。

选取的工业行业包括煤炭、天然气、金属冶炼、石油加工等传统重工业，纺织、食品、皮革等传统轻工业，以及医药、计算机、电气设备等科技含量和自动化程度较高的特色产业。选取的经济指标主要有工业总产值(亿元)、年平均从业人数(万人)等6项主要指标，涵盖了企业经营产值、效益、规模等因素，能够充分考量各行业的发展水平。

表1 四川省主要工业行业相关经济指标

以上表为基础数据，利用SPSS19.0软件进行聚类分析，对四川主要工业行业的发展情况进行归类总结。

3 利用SPSS软件进行聚类分析

3.1 聚类分析输出结果分析

将表1数据输入SPSS软件，采用国内外使用最多的系统聚类法，对相关参数进行设置，输出分析结果，下面对主要结果进行分析［1，2，4］:

3.1.1 聚类表

表2是反应聚类过程(组间平均连接法)的聚类表。如表2所示，在第1步时，案例1和案例4合并成一类，距离系数为0.007;合并两项都是第一次出现，故首次出现一栏均为0;合并结果取消的序号，即归为第1类，该步合并结果在第5步出现。以此类推，经过12步后将所有案例合为一类，聚类分析结束，从该表可以清楚地分析出聚类合并的全过程。

表2 聚类表

3.1.2 类成员表

表3是分类结果的类成员表。根据设置要求，分类范围在3～6之间，表中可得到不同划分类别时，每个案例属于某一类别的结果。如医药制造业在划分成3个类时，属于第3类，而划分成4个类时则属于第4类。

表3 群集成员

3.1.3 聚类分析垂直冰柱图

图1 垂直冰柱图

如图1所示，两个案例之间如果是深色条状相连，表示这两个案例在该步骤时已合并成一类，否则还分属于不同的两类。如交通运输制造业和石油天然气开采业在划分成3类之前都还属于不同的类别，在划分成3类时属于同一类别，然后在之后的划分中一直属于同一类别。

图2 聚类分析树状图

3.1.4 聚类分析树状图

根据聚类分析树状图，可以直观地显示案例逐步合并的过程。最终分类结果的确定应综合考虑，结合选择标准来决定。

3.2 最终分类结果确定

根据表3和图2，可以得到划分为不同类的成员归属情况。将表3内容写入数据表格中，如图3所示。

图3 不同分类归属情况

由图3可以看出，当聚类数为3时，分类过粗，不能体现出类成员之间的明显差别。由图2可知，通用设备制造业的经济数据与其他行业差别较大，应该有所区别。综合考虑，最终确定聚类数为5，分类情况总结如表4。

表4 聚类数为5时的成员分类

4 分析结果解读及建议

采用SPSS软件进行系统聚类法分析，并结合判别标准，最终确定的分类情况如表4所示。每一类别的共有特征和经济意义如下［5－6］。

4.1 第一类:包括六大产业

属于第一类产业的有:煤炭开采和洗选业、纺织业、食品制造业、皮革等及其制造业、非金属矿采选业、化学原料及化学制品制造业等。其共有特征是:第一，都是四川省国民经济的传统优势产业，尤其是改革开放以前就形成了一定经济规模的工业，包括煤炭、采矿、化工等老重工业行业和纺织、食品等老轻工业行业。在四川省，这些行业属于老支柱型产业，都至少有30～50年以上的工业传统，也曾都是国有企业占据比重较大的行业。第二，结合表1的经济指标，可以看出这些行业的共同特点是:企业单位数目多，流动资产较少，利润总额与工业总产值的比值均较小。这说明这些行业还带有较多的国有经济和集体经济成分，从侧面反映出国有企业尚处在改革中，未完全和经济市场接轨。第三，四川省作为人口和资源大省，物产丰富，从来就是矿业、纺织、食品的重要产出地之一。在四川建设西部经济高地的过程中，这些行业都是与国计民生关系重大的基础行业，必须继续深化改革，推动市场化运作，充分发挥四川资源大省的优势，强化传统支柱型产业。

4.2 第二类:石油与天然气开采业

这一类别的一个显著特征是国家垄断性高，工业产值高，但企业单位数目很少，仅16个，且均是国有控股大型企业，每个企业平均从业人数为5381，是所有行业中最高的。因石油与天然气开采一直都由政府主导，对于资源型社会来讲是关系到国家经济命脉的关键产业，与别的行业不同，这也说明聚类分析将其单独归类的正确性。

4.3 第三类:包括六个产业

属于第三类的产业有:交通运输设备制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、石油加工、炼焦及核燃料加工业等。其特点是:第一，这些产业或是建国时期就出现，但在改革开放之后才大规模发展;或是最近20年才大规模形成和迅速发展的新产业，其科技附加值高，对于大规模精密制造能力要求高。在四川省尤其是成都市周边，已经形成了汽车、飞机、计算机、电子设备、精密仪器制造、石化、钢铁等集群产业，有力地带动了全省工业经济的发展，很多行业已经逐步代替了传统支柱型产业，成为新的增长点。第二，近几年来，四川省在这个行业上的投入在逐年增加，不断扩大产业规模，提升竞争能力，形成了很多工业园区和产业带，带动当地经济发展;同时针对这些产业的高耗能特点，将环境保护与工业建设并行发展，生态与经济并重的发展模式已经在省内得到了充分体现。

4.4 第四类:医药制造业和化学原料及化学制品制造业

这两个产业是四川省在全国范围内具有不可替代性的行业，与同等产值的第1类或第3类产业相比，具有科技含量高，投入产出比高、市场回报率高(根据表1，医药制造业的利润与产值的比值比其他行业高出了一个数量级)的特点。主要因素有:第一，医药制造业是四川省一项具有不可替代性的重要行业。四川自古以来就是重要中药材产地，近代以来兴起了中药材的加工制造运输和西药的研制生产，因此四川省成为了少数以医药制造业为支柱产业的省份，近年来开展的中西医结合的中成药生产，已成为重要的经济和科技实力增长点。第二，四川作为粮食猪肉的生产大省，是全国最大的化肥制造生产基地之一，庞大的市场需要也带动了化学原料及相关化学制品产业的蓬勃发展，同时该产业也成为四川的重要经济增长点之一。

4.5 第五类:通用设备制造业

根据国标4754－2002分类，通用设备制造业主要指机械制造中的锅炉及原动机、金属加工机械制造、起重运输设备、齿轮轴承、通用零件制造等9个大类;可以看出，其本身跟第1类产业有相似之处，都是建国前后就大规模发展的行业，故聚类分析在分为3类时，也将其归入了第1类。但是四川省的通用设备制造业有其独特之处，这也是与整个历史进程分不开的。

重庆市成为直辖市之后，四川省内留存的通用设备制造业呈现出分散性、小规模性的特点，这从表1中可以看出，企业单位数是13个产业中最多的，达1099家，但从业人数却比相同企业数目的其他行业低得多，说明了该行业大量存在着中小型企业，这与其他大规模行业的集群化特征不相同。针对上述情况，四川省的通用设备制造业还要不断扩大产业规模，形成大型领头企业，调整产业结构，带领整个机械制造业发展。

5 结语

改革开放以来，四川省逐步建立起了较为完善的现代工业体系，成为我国重要的现代制造业基地和西部工业大省，其工业行业具备5类特征，形成5大类别;工业布局结构更趋合理，集聚发展态势明显，产业园区和产业集群建设步伐加快;“7+3”优势产业和潜力产业(电子信息、装备制造、能源电力、油气化工、钒钛钢铁、饮料食品、现代中药等优势产业和航空航天、汽车制造、生物工程以及新材料等潜力产业)快速发展，产业结构持续优化，推动工业整体发展水平提升［7］。在十二五期间，四川要坚持产业链整合、产业集聚、产业创新、产业集约、产业开放发展的总体原则［8］，以建设西部经济发展高地为战略目标，充分发挥优势产业和潜力产业的支撑作用，大力推进新型工业化和新型城镇化联动发展，建设“一枢纽、三中心、四基地”(建设贯通南北、连接东西、通江达海的西部综合交通枢纽;建设西部物流中心、商贸中心和金融中心;建设重要战略资源开发基地、现代加工制造业基地、科技创新产业化基地和农产品深加工基地)，进一步做大做强优势产业，发展和做大潜力产业。

［1］章文波，陈红艳.实用数据统计分析及SPSS12.0应用［M］.北京:人民邮电出版社，2006.

［2］薛薇.统计分析与SPSS的应用［M］.北京:中国人民大学出版社，2001.

［3］四川省统计局.2011年四川统计年鉴［M］.北京:中国统计出版社，2011.

［4］王薇.对我国各省市2008年经济状况的聚类分析［J］.经济师，2010(3):87－89.

［5］朱毓高，万谦.重庆市各区县国民经济主要指标的聚类分析和判别分析［J］.重庆工学院学报，2005，19(6):80－83.

［6］彭红毅，刘宗霖.广东省各县市区域经济发展水平的聚类分析［J］.应用技术，2009(2):48－49.

［7］四川省统计局，四川省经济和信息化委员会.2011四川辉煌十一五暨十二五发展报告［R］.2011.

［8］四川省经济委员会.四川省工业“7+3”产业发展规划(2008—2020年)［R］.2009:3－6.