中国装备制造业价值链升级与技术创新的协调发展研究

李 焱(副教授) 原毅军(教授)

中国装备制造业价值链升级与技术创新的协调发展研究

李 焱(副教授)①原毅军(教授)②

全球价值链(GVCs)分工的深化，推动了国际贸易和全球GDP的快速增长。中国装备制造业的外贸出口、对外投资发展迅速，国际产能合作方兴未艾,部分产品(如发电设备、造船、汽车)产量已位居世界前列。但是，由于中国装备制造企业创新路径主要依赖技术引进，自主创新能力较弱，使得装备制造业大而不强的问题日益突出，主要差距表现在：自主创新能力不强、具有资源密集型倾向的企业多，对生产性服务依赖的企业少，使得中国装备制造业被锁定在价值链低端，转型升级的任务紧迫而艰巨。

一、价值链升级与技术创新相互作用机制

(一)技术创新对价值链升级的作用机制

技术创新能力的高低直接决定了价值链升级的方向和力度，技术创新对价值链升级的促进机制通过三种效应表现出来(见图1)。

1.技术创新对价值链升级的推动效应

技术创新对价值链升级的作用途径主要通过技术创新投入与成果的应用，促进装备制造业技术水平的提升，优化要素的配置比例，提高生产的转换率，进而促进产业创造附加值能力的提升，增强竞争能力，实现价值链升级。持续的技术创新能够推动产业由价值链的低端不断向高端延伸，实现由劳动密集型产业向资本密集型和技术密集型产业的转变，进而提高产业创造附加值的能力。

2.技术创新对价值链升级的贸易效应

信息、技术及新知识既可通过国际货物贸易得以传播和扩散，进而提升技术落后国家的出口能力；也可以通过国际技术贸易直接促进本国的技术进步，进而促进价值链升级。

技术创新对对外贸易的改善主要在于，一方面技术创新能力的提高，能够促进产业整体技术水平的提升，进而能够提高企业的技术引进消化能力，实现技术再创新，推动产业不断向高技术水平发展；另一方面，新技术创新成果的应用，可以创造出新的高附加值产品，从而改变进出口产品的科技含量，改变国际市场产品竞争和进出口贸易结构。技术创新是提升一个国家科技实力和国际竞争力的根本途径，拥有先进技术、雄厚资金积累的发达国家能够把低端产业转向发展中国家，集中资源用于经营和生产具有高附加值的产品和环节，从而提高自身的国际竞争力。

3.技术创新对价值链升级的选择效应

技术创新成果往往具有较高的技术水平和较强的竞争力，使其获得的市场份额不断扩大，迫使绩效差和技术水平低的企业逐步退出市场，这就是选择效应。

技术创新能够通过引进新的生产要素组合，引起新兴产业的形成，同时也会通过成果的运用促使新兴产业的规模化发展，降低企业的生产成本，提高企业的生产效率，进而提高产业的市场竞争力，促进产业规模的不断扩大。新兴产业往往是采用新技术创新成果和技术发明的部门和行业，因此新兴产业的发展将会带动相关产业向高技术水平方向发展，提升技术水平，实现价值链升级。

(二)价值链升级对技术创新的作用机制

价值链升级对技术进步的方向、速度和规模产生很大影响，内生地决定着技术创新。价值链升级对技术创新的作用机制通过三种效应表现出来(见图2)。

1.价值链升级对技术创新的集成效应

价值链升级有利于提高技术创新效益，并引起新一轮的技术创新。集成效应体现在三个方面：一是能够提高技术创新效率；二是能发挥创新集群优势；三是能够更有效地吸纳技术创新成果。价值链升级具有自调节机制，当市场状况发生变化时，产业结构的调整首先发生在市场需求弹性较大的行业和 R&D 活动密集的行业，调整过程又会引发新的创新、模仿和扩散，推动经济更快增长。

2.价值链升级对技术创新的诱发效应

价值链升级的某些特征诱发技术创新。如改革开放以来，中国原材料工业生产发展较快，诱发该产业技术创新活跃。当前中国市场上技术含量高、附加值高的自主产权产品短缺，反映了该产业新技术具有较大发展空间。

价值链升级对技术创新诱发效应的路径可以描述为：价值链升级的某些特征诱发技术创新—技术创新促进价值链升级—升级产生集成效应—进一步提高效益并诱发新一轮技术创新。

3.价值链升级对技术创新的吸附效应

价值链升级能明确和检验技术创新的方向，从而推动技术进步。在价值链升级条件下，同一产业内部以及不同产业之间技术水平逐步趋向一致，技术创新所产生的扩散效应将增强，技术转移能力会提高。随着价值链升级的进行，产业价值链中会嵌入大量的高级生产者服务，其在知识溢出、获得专业生产者服务的成本优势、附加值增长方面会优于其他价值链，会源源不断地吸附技术创新、人力资本与资本密集度等高级要素进一步整合到该价值链中，产生吸附效应。

同时，通过外包方式强化吸附效应。当价值链内专业的生产者服务商提供的服务更加专业和优良，成本更低，会促使制造环节更多地外包，以把资源集中于其更有优势的环节。这就使得设备生产过程的分工深化，有利于产业技术水平的提高。

图1 技术创新对价值链升级的促进机制

图2 价值链升级对技术创新的促进机制

(三)技术创新与价值链升级协调发展机制

技术创新通过流程优化和产品创新，培育其内生优势，促进企业成果转化、建立自有品牌、提升核心技术、提高中间品比率、开展跨区域合作，实现价值链升级。同样地，价值链升级通过信息反馈、资源流动、平台建设反作用于技术创新。技术创新与价值链升级之间相互作用，形成协调发展关系，在技术创新与价值链升级之间存在着大量信息流、资金流和人才流(见图3)。

技术创新与价值链升级协调发展机制具有三个基本特性：

第一，内生性。价值链升级与技术创新的协调发展，是由价值链升级与技术创新两个子系统的各个变量相互作用、相互推动实现的。两个系统之间的协调可以自发形成，不存在人为的刻意创造。任何强制性的制度、非合理性的机制，需要根据协调过程中机制的要求不断修正和完善，形成一种发自市场力量的推动。政府可以围绕协调机制制定符合市场规律的政策，以推进二者协调度的提升，如政府制定关于价值链升级和技术创新的激励政策。

第二，关联性。在产业体系中，任何一个产业部门都以它们的产品供给社会，又需要从其他部门获取原材料、能源等。产业关联通过前向关联和后向关联两种方式表现出来。而决定产业之间相互依存关系的，是产业之间的技术联系。行业间关联效应加强，有利于技术扩散和传播，形成技术成果的规模化效应。产业之间的这种投入产出联系使得上下游产品和上下游产业之间形成互为产品创新和过程创新的关系。这样，一个产业的技术创新依次向其前向联系产业或后向联系产业传递、扩散，促使其发生新的技术创新，进而导致价值链升级。在特定时期，各产业部门的技术发展是不平衡的，有些部门发展得快，有些部门发展得慢。在若干关联密切的生产部门中，如果某一部门的技术创新提高了该部门的劳动生产率，就可能诱导其他关联部门的技术创新。

第三，自组织性。“自组织”强调，在一个系统内在机制的驱动下，系统自行从简单向复杂、从低级走向高级方向发展，不断地提高自身的复杂度和精细度。技术创新与价值链升级的协调机制具有自组织性。即自下而上的机制决定体制、再到体制影响制度的方向发展，优于自上而下的“他组织”发展系统。“自组织”系统会从简单到复杂，从小范围到大范围演进，主要表现两个方面：一是技术复杂度提升，先进技术不断应用，产品技术含量高；二是升级所依赖的要素更加复杂，不仅需要基础要素，更需要高级要素。在协调发展过程中，也受到“他组织”的影响，但是，“自组织”处于主导地位，“他组织”处于从属地位；“他组织”的发展处于“自组织”的框架内，最终实现“他组织”的“自组织化”。

二、中国装备制造业价值链升级与技术创新的现状

技术创新是新技术与生产系统以及市场相结合，并促进经济发展进入到良性循环发展的过程。价值链升级是升级从低附加值活动向具有更高附加值的生产阶段演进过程。装备制造业的技术创新与价值链升级相互影响、相互制约。长期以来，在中国装备制造业内部，价值链升级与技术创新两个子系统并没有实现协调发展，因此，建立起技术创新与价值链升级协调发展机制，有利于丰富技术创新体系，扩大技术市场空间，进而优化价值链结构，实现价值链升级。

图3 技术创新与价值链升级的协调发展机制模型

1.装备制造业在国民经济中占据重要地位

中国装备制造业综合实力已经位居世界前列。2009年，中国装备制造业产值超过美国，成为世界第一装备制造业大国。2015 年，中国装备制造业产值规模达到20.90万亿元，整体规模趋稳，总体运行情况良好。

中国装备制造业进出口贸易也持续发展，在2004年首次实现贸易顺差后，2015年中国装备制造业的贸易进口额为8489.34亿美元，其中出口额4961.30亿美元，进口额3528.04亿美元，实现贸易顺差1433.26亿美元，在推进国际产能和装备制造对外合作方面发展迅速，全年对外直接投资70.4亿美元，同比增长154.2%。

2.技术创新是中国装备制造业价值链升级的瓶颈

虽然中国装备制造业目前产值、贸易出口额和对外投资均显著增加，但从中国装备制造业在全球价值链的地位看，只处于全球价值链低技术含量的生产环节，在全球价值链的地位总体偏低、国际话语权不强，缺乏核心技术和关键零部件，中国主导制定的国际标准占比不到0.5%，而且缺乏世界知名品牌。飞机控制系统、精密高档轴承、高速列车车系统等至今仍基本被国外垄断，光纤制造设备、集成电路制造设备80%以上需要进口，高档数控机床的数控系统70%采用日本、德国产品。过分依赖技术引进，导致装备制造业的技术锁定，落入技术创新陷阱，使中国装备制造业陷入“引进—落后—再引进—再落后”的恶性循环。因此，为了进一步提升中国装备制造业的竞争力，完善行业发展环境，必须增强装备制造企业的创新能力，通过自主创新和协同创新的相结合手段推动装备制造业发展。

3.价值链升级是中国装备制造业高端化的路径依赖

价值链升级能确保装备制造业工艺流程升级和产品升级的利益，提高企业对价值链的组织和控制能力，确保拥有工艺流程升级和产品升级所创造出来的价值增值，保障处于生产环节产业的正当利益。通过价值链升级，企业能提高自主创新水平，全面提升企业核心能力。只有实现了价值链升级，企业才可能具备建立新产业价值链的完整能力，进入新价值链的高附加值环节。

三、中国装备制造业技术创新与价值链升级协调发展水平测度与分析

本文以有效发明专利、开发新产品经费、新产品销售收入、研发经费作为装备制造业技术创新子系统的构成要素；以全球价值链长度、装备制造业GVC前向参与率、GVC地位指数、三资企业总资产贡献率作为装备制造业价值链升级子系统的构成要素。利用协调发展指标反映技术创新子系统与价值链升级子系统的发展状况。协调发展水平反映变量之间的协调发展状况，取值范围介于0和1之间，划分为10个等级，数值越大协调发展效果越好(见表1)。

通过以上计算结果，可以得出以下结论。

第一，中国装备制造业技术创新与价值链升级的协调度不高。二者的协调度处在0.1-0.4范围之间，按照协调度等级标准，处于失调状态。尽管技术创新会促进装备企业价值链整体向上平移作用，但是由于技术创新和价值链升级机制的复杂性，技术创新影响可能存在的时滞，以及技术创新受到诸多客观因素的限制，使得技术创新对于中国价值链升级的影响并没有充分显示出来。同时，中国装备制造业的价值链升级对技术创新的作用机制也没有充分发挥作用。

本文原始数据来源于世界投入产出数据库(WIOD)2016年11月最新公布的世界投入产出表(2000—2014年)数据，通过计算得出不同年份中国装备制造业技术创新和价值链升级的协调发展水平(见表2)。

第二，中国装备制造业技术创新与价值链升级的发展趋势良好。二者的协调度数值大致呈逐年上升趋势，反映失调程度不断改善，已经从2000年的严重失调，发展到2008年前后的中度失调，再发展到近年来的轻度失调。

表1 协调发展水平等级划分标准

资料来源：张琰飞、朱海英.西南地区文化产业与旅游产业耦合协调度实证研究[J].地域与开发研究，2013(2)：16-21

表2 装备制造业及其细分行业协调发展水平(2000—2014年)

第三，从装备制造业总体来看，其协调度从2000年的0.224上升到2014年的0.329，上升速度较快。从细分行业来看，电子、电气与光学仪器产业的协调度最低，机械设备和交通运输行业协调度较高。

四、提高中国装备制造业价值链升级与技术创新协调发展水平的建议

(一)提高技术创新与价值链升级子系统的发展水平

第一，提高自主创新能力。一是按照《中国制造2025》部署和要求，加快组织实施国家制造业创新中心建设工程、高端装备创新工程、工业强基工程、绿色制造工程等，以现有的创新优势资源为基础，选择重点区域启动建设一批装备制造业国家创新中心、开展行业前沿和共性关键技术研发、技术转移扩散和首次商业化应用、国际交流与合作等工作。二是继续组织实施装备领域科技重大专项及科研或产业化专项，论证启动机器人、3D打印等一批新兴成长性产业扶持专项工程，引导企业加大研发投入，突破技术瓶颈。三是加快首套重大技术装备保险补偿机制等创新应用政策的制定和推进，鼓励装备制造企业与使用部门共同开展研发，促进研发成果应用。

第二，发展壮大中场产业，提升智能制造水平。一是加快推进智能装备制造试点示范，推动智能制造在生产工艺过程、企业管理和服务、能源管理、物流等方面的广泛应用，加快开发一批智能装备和产品，推动价值链升级。二是加快组织实施智能装备制造工程，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化，建设重点领域智能工厂/数字化车间，建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。三是结合“互联网+”计划，加快开展工业云、互联网等新一代信息技术与装备制造融合的集成创新和工程应用，搭建合作平台，加速装备向智能化、服务化转型。

第三，完善支持体系。一是不断改善中国财政科技投入管理体制，增加政府对装备制造业研究投入，特别是增加对关键技术研发的支持，建立完善重大装备国产化的奖励机制。二是充分利用政府、行业协会、商会的力量，搭建信息共享平台，为企业合作提供全面的信息服务。三是设立装备制造业发展专项基金，加大各级政府对装备制造业研发资金的投入，鼓励技术创新；支持装备制造企业积极采用高新技术和先进实用技术改造传统产业，不断提升装备制造工程成套能力。

(二)提高技术创新与价值链升级复合系统的协调发展水平

第一，建立产学研合作机制。一是要努力吸引更多的大学、科研院所参与装备制造业的科研中，通过一定的方式使得企业同大学、科研机构、相关的实验室建立定向联系。二是逐步形成以企业为主体，科研机构和高等院校积极参与的产学研联合机制，着力构建企业之间以及企业与科研机构间长期合作机制。

第二，提高国际化发展水平。一是推进开放创新，加强对国际装备制造业前沿技术，国际科技合作项目的跟踪，鼓励装备制造业创新中心试点对境外创新资源的并购，与国际同行开展实质性研发与创新合作。二是加强国家装备制造业创新中心与国外企业、科研机构、国际组织在装备制造标准制定、知识产权等方面广泛开展国际技术交流与经济合作。三是支持引导国内优势装备企业以“一带一路”沿线国家和地区为重点，在轨道交通装备、电力装备、石化冶金设备、汽车、工程机械、农业机械、航空装备、船舶和海洋工程装备等领域开展项目合作，加强境外研发中心建设，以推动装备制造业“走出去”。

第三，加强人才培养与引进。一是加强对科技人员的培养，以提高其综合素质和技术水平。二是加强对科技人员人才的引进，积极发挥国家级重点实验室、工程中心、留学人员创业园等对高层次人才的吸纳效应，加大海外高层次人才引进的力度，进一步充实完善和壮大中国留学人员创业园，形成人才集聚效应。

[本文是教育部人文社科基金项目“中国装备制造业在全球价值链中分工地位测度及转型升级路径研究”(16YJC790051)和中央高校基本业务费项目“中国与‘一带一路’沿线国家装备制造业价值链融合发展机制研究”(3132017084)的成果之一。]

①大连理工大学管理与经济学部、大连海事大学管理学院，②大连理工大学管理与经济学部;责任编辑：贾佳)