中国制造业增长质量的行业差异及收敛性分析

□赵 甜 袁清文

一、引言

制造业是国民经济的支柱，是实现工业化和现代化的基础性产业。中国早已成为世界第一制造大国，在全国500 多种工业产品中，中国有200 多种产品的产量位居世界第一。在新旧动能转换的政策指导下，提高资源生产率和资源效率成为制造业发展的方向。过去几年中，中国的钢铁和有色金属制造业产品普遍减少产量，而新能源汽车、工业机器人等技术含量更高的新产品快速增长，远超前者，3D 打印、数字化工厂为代表的高端制造业成为中国制造屹立于世界的新名片。

近年来，中国出台了《中国制造2025》的战略规划、美国制定了“高端制造业回归计划”，德国提出了工业4.0的概念，许多高新项目纷纷上马。但在2020 年初开始席卷全球的新冠肺炎疫情中，恰恰是没有太多技术含量的口罩、防护服等医疗用品成为制约各国防疫工作的难题。此外，疫情导致了产业链和供应链的破裂。即使是暂时性破裂也容易造成产业转移，对全球制造业格局重新洗牌，由此产生的冲击可能比中美贸易摩擦还要严重。因此，这场疫情令我们反思，高质量发展并不意味建立多少数字化工厂，而是需要打造完整的产业链体系。即使是在推动全球一体化的21 世纪，合理且完善的工业体系也是保证国计民生和国家安全的重要基石。

距离上一次全球经济危机已过去10 余年，中国品类齐全的制造业部门在危机后表现如何，是否逐步恢复元气并真正踏上了高质量发展之路？在“中国制造”和“中国智造”两个概念下，不同发展水平的制造业各行业间差异是扩大了还是缩小了？哪些行业需要政府更多的扶持？学者对上述问题进行了探讨，但由于制造业的特殊性，对其增长质量的考察，还需要重点关注非期望产出，需要从动态视角进一步分析行业间差异的变动趋势。本研究就这些方面进行了深入考察，研究结论有助于明确中国制造业的增长质量现状和演变情况，厘清不同增长质量部门间的差距变动，为政府制定产业政策提供建议参考。

二、文献综述

（一）制造业增长质量的内涵

学界对经济增长质量的相关研究非常丰富，但尚未形成统一标准，可以分为狭义和广义两类，衡量方法也经历了由单一指标向综合评价指标体系的演变。在早期研究中，多从狭义角度进行分析[1-2]，包括全要素生产率[3]和增加值率[4]等。对广义的增长质量常常从多个维度进行衡量，如受教育水平、健康状况、法律和秩序发展的程度[5]、经济增长的效率、稳定性、结构、开放度、绿色发展等[6-7]。还有学者根据“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念为指引，构建起高质量发展综合评价指标体系[8-9]。常用测算方法包括：单指标投入和产出为代表的算数法[10]、因子分析法和聚类分析法为代表的数理统计法[11]、SFA 和DEA 法为代表的前沿分析法[12-13]等。随着制造业增长质量的内涵不断丰富，单指标已无法进行全面衡量。利用多指标进行测算时，DEA 方法由于其不受限于严格的行为假定，且较少受到多重共线性的影响，可以成为测算制造业增长质量的合理方法。

（二）中国制造业发展的行业差异

世界主要国家的制造业发展情况存在极大差异，单就作为制造业大国的中国而言，国内各区域和各行业的制造业发展水平也参差不齐，需要警惕这种差距拉大导致的发展不平衡问题。张菲菲等从静态和动态角度分析了中国29 个制造业细分行业的绿色创新效率，并按照污染程度进行了排序[14]。宋明顺等讨论了制造业细分行业供需结构的差异性，发现存在周期性波动[15]。对制造业行业差异的研究大多从影响因素角度进行分析，阳立高等分析了劳动力成本上升对制造业各细分行业结构升级的影响[16]，严兵等讨论了制造业收入不平等的变动趋势，并对其原因进行了分解[17]，周新苗和钱欢欢从制造业行业层面分析了资源错配如何影响生产效率[18]。总体来看，主要影响因素包括人力资本差异、资本密集度、技术创新、行业特征、贸易开放度等。

（三）中国制造业发展的收敛性

收敛问题来源于数学中对数列极限问题的考察，对经济收敛问题的分析起源于Ramsey 的研究，他发现在一个封闭经济中，不同地区间人均增长率和人均收入或人均产出成反比。若落后地区的偏好和技术与发达地区存在较高的相似性，则其经济增长速度将更快[19]。Baumol 最早根据索洛的新古典增长模型对经济发展趋势的收敛性进行了实证检验[20]。目前常用的衡量经济收敛性的方法主要包括σ 收敛、β 收敛，以及基于β 收敛的俱乐部收敛。

目前对中国制造业发展情况收敛性的分析集中在各类效率测算方面。杨翔等讨论了中国制造业碳生产率的差异，发现26 个制造业行业的碳生产率呈现整体上的增长趋势，技术变动在其中发挥了重要作用[21]。郭春娜对制造业全要素生产率的地区差异及收敛性进行了分析，从整体来看，中国制造业的全要素生产率既不存在β 收敛也不存在σ 收敛，但地区层面上存在俱乐部收敛[22]。还有少数学者针对某些特定行业进行了分析，但对具体行业层面收敛情况的分析尚不够丰富。包括刘忠敏等对中国医药制造业创新效率的分析证实了其在全国范围内存在着条件β 收敛[23]，邢育松等对中国饮料制造业全要素生产率的分析发现了不显著的绝对收敛及显著的条件收敛特征[24]。

综上，学界围绕制造业增长质量及收敛性问题展开的研究主要表现出以下特点：

1.测算方法重视传统投入产出要素。追求高质量发展已成为各国共识，学界对此类问题的衡量指标和测算方法非常丰富，但尚未形成统一框架内的认识，测算结果存在一定差异。特别是针对制造业而言，由于其行业的特殊性，在投入和产出方面必然不同于农业和服务业，而现有研究在指标选取方面较少予以区分。因此，本研究除考虑传统的资本、劳动力等投入外，还针对制造业特点将能源作为要素投入，并考虑了污染这一非期望产出对增长质量的影响。

2.研究样本尚可进一步深化。现有研究已从分省份、分区域等角度考察了中国制造业发展的空间差异，但在新旧动能转换时期，制造业内部各行业的增长质量和潜力各具特点，而目前的专题研究尚不够丰富。因此，本研究在总体分析基础上，选择30 个两位数制造业细分行业进行测算，并据此进行系统聚类，从投入角度分析了高质量部门的差别，有效提高了结论的针对性，对考察当前产业政策效果具有积极意义。

3.对当前制造业增长质量的关注远超对发展趋势的关注。现有研究对经济增长质量进行了细致测算，但对中国制造业长期发展趋势的判断稍显不足。即使有部分学者进行了判断，但更多的也是对趋势的定性分析，较少基于定量方法进行分析。因此，本研究对制造业增长质量进行收敛性分析，对研究期内制造业增长质量的动态演变和长期趋势进行判断，提高了结论的科学性和可靠性。

三、中国制造业增长质量的行业差异测算

（一）变量、数据与方法

根据《国民经济行业分类》（GB/T 4754-2017）标准，将国内制造业分为30 个行业。行业名称及其代码为：13-农副食品加工业，14-食品制造业，15-酒、饮料和精制茶制造业，16-烟草制品业，17-纺织业，18-纺织服装、服饰业，19-皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业，20-木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业，21-家具制造业，22-造纸和纸制品业，23-印刷和记录媒介复制业，24-文教、工美、体育和娱乐用品制造业，25-石油加工、炼焦和核燃料加工业，26-化学原料和化学制品制造业，27-医药制造业，28-化学纤维制造业，29-橡胶塑料制品业，30-非金属矿物制品业，31-黑色金属冶炼和压延加工业，32-有色金属冶炼和压延加工业，33-金属制品业，34-通用设备制造业，35-专用设备制造业，36-交通运输设备制造业，38-电气机械和器材制造业、39-计算机、通信和其他电子设备制造业，40-仪器仪表制造业，41-其他制造业，42-废弃资源综合利用业，43-金属制品、机械和设备修理业。

2008 年金融危机深刻影响了全球制造业的发展和布局，故研究时间段选择2008-2018 年。其中，2008-2011 年数据采用 《国民经济行业分类2002》 标准进行划分，2012-2018 年数据采用 《国民经济行业分类2011》标准进行划分。主要变化包括：2002 标准中的“橡胶制品业”和“塑料制品业”在2011 标准中合并为“橡胶和塑料制品业”；2002 标准中的“交通运输设备制造业”在2011 标准中拆分为“汽车制造业”和“铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业”，故本研究将该行业代码命名为36；2011 标准新增“金属制品、机械和设备修理业”，故表1 中代码43 的2008-2011 年测算结果为空，但这并不会影响下文的聚类结果和收敛性分析。

为有效测算制造业增长质量，选择不依赖特定模型形式的DEA 方法，建立产出导向的规模报酬可变超效率SBM 模型，从多投入多产出的角度进行分析，缓解传统效率测算方法无法处理的投入产出松弛性问题。此外，考虑到制造业发展的特点，将期望和非期望产出指标同时纳入模型。投入项不仅包含柯布-道格拉斯函数中的资本、劳动等传统投入，还包括“污染”这一非期望产出，由于制造业发展需要大量的能源投入做支撑，故加入能源作为投入项。其中，资本（K）选择规模以上制造业企业年度固定资产净值；劳动力（L）选择规模以上制造业企业平均用工人数；能源（E）选择各类能源消费总量，包括煤炭、原油、天然气和电力。前三项数据来源于国家统计局；污染（P）选择制造业排放的污染物总量，包括废水、废气和废物，数据来源于中国环境数据库；期望产出（R）选择主营业务收入，数据来源于中国工业经济数据库。

（二）测算结果

1.总体分析

表1 展示了考虑非期望产出的中国制造业增长质量测算结果，总体而言，中国制造业各行业的增长质量趋势相对平稳又各具特点。在研究期内，全国每年的均值都在0.7 左右徘徊，总体均值约为0.759。这意味着在考虑了传统投入要素和污染这一非期望产出要素后，中国制造业30 个行业的经济产出完成了目标值的75.9%左右，增长质量尚可，还存在较大提升空间。

增长质量位列前茅的行业主要包含石油加工业、交通运输设备制造业、皮革制造业、纺织制造业、计算机通信制造业等。这些行业的增长质量均值在90%以上，常年保持着良好的发展势头。而化纤制造业、烟草制品业、造纸业、金属制品业等，增长质量均值在40%～60%之间，且最近10 年内没有太大提升。

2.分类分析

（1）按行业性质的分类分析

为获得更加直观的认识，将30 个两位数行业按照性质分为6 大门类：电子类（代码39）、机械类（代码34、35、36、38、40）、纺织类（代码17、18、19）、轻工类（代码13、14、15、16、20、21、23、24、29、33）、资源类（代码25、30、31、32、41、42、43）、化工类（代码22、26、27、28）。

表2 展示了中国6 大门类制造业的增长质量。其中，电子、机械、纺织类部门的平均增长质量高于全国均值，轻工、资源、化工类部门的平均增长质量低于全国均值。研究期内，电子类部门遥遥领先，近十年增长质量均达到最优目标水平的90%以上，而化工类部门远远落后。差距最大的年份为2013 年，电子类和化工类的增长质量差距高达0.436。

（2）按聚类结果的分类分析

聚类研究法可以较好地反映研究对象的群体内和群体间特征，属于同一类型的样本往往具有相似的特征，也便于不同类型的样本进行横向对比。因此，本研究根据30 个两位数行业在研究期内的投入均值和增长质量均值，使用组间连接法和欧氏距离对中国制造业增长质量的行业特征进行系统聚类，结果分为四类。第一类的行业代码包括：18、19、20、25、39、40，第二类的行业代码包括：13、21、24、31、32、33、34、35、36、42，第三类的行业代码包括：14、15、17、23、27、28、29、30、38、41，第四类的行业代码包括：16、22、26、43。根据聚类结果计算的四类部门的增长质量测算结果见表3。

表3 中，四种类型的制造业部门增长质量存在明显的层次结构，第一类部门的增长质量表现最佳，研究期内增长质量的均值高达0.911。这表明在考虑了传统投入要素和污染这一非期望产出要素后，其经济产出完成了目标值的91.1%。根据所使用的聚类指标含义，此类制造业部门表现出低投入高质量的特征，最能体现高质量发展的要求。

表1 考虑非期望产出的中国制造业增长质量

表2 中国制造业6 大门类的增长质量对比

第二类制造业部门研究期内的增长质量均值约为0.829，稍逊于第一类。结合其现实特点和经济表现，此类部门具有“高投入高质量”的特征。比如交通运输设备制造业（代码36），从其现实表现来看，以高铁为代表的交通运输设备制造业是“中国制造”的新名片，是高端装备制造业的典型。如果只考虑表1 中的增长质量数据，就很容易将其归入高质量发展部门。但经过聚类分析可以发现，中国交通运输部门的高速发展，可能更多的是由于高投入引致的，要实现真正意义上的高质量发展，任重而道远。

表3 中国制造业增长质量的行业间聚类结果

第三类和第四类部门的增长质量相对较低，研究期内的均值仅为0.673 和0.558。这表明在考虑了传统投入要素和污染这一非期望产出要素后，这两类制造业部门的经济产出仅完成了目标值的67.3%和55.8%，还存在较大的提升空间，应成为政府今后重点关注的对象。

四、中国制造业增长质量的收敛性分析

上述研究将30 个制造业行业进行了分类，并根据均值和部门特征进行了简单直观的描述，对不同类型的行业各自的特点有了一定的认识，但同属制造业的各行业的增长质量之间存在何种联系，尚需进一步论证。接下来，使用σ 收敛和β 收敛的方法对中国制造业部门之间的发展差距变动进行分析。

（一）σ 收敛

衡量数据的离散（或收敛）程度常使用方差、标准差等指标，但它们较容易受到变量均值大小的影响，而且与计量单位存在较大关联，容易导致测算结果的偏差。因此，本研究使用变异系数方法，分析中国制造业各部门增长质量的收敛特征，以消除变量均值和计量单位对数据离散程度的影响。方法见式（1）：

其中，yi表示中国制造业某行业的增长质量。y 表示制造业各部门的增长质量均值，n 为行业个数。σ 越大，说明行业间增长质量差异越大。使用同样的方法，对前文聚类所得四种类型的制造业部门分别进行考察。

图中国制造业增长质量的σ 收敛

上图形象地展示了研究期内中国制造业各部门的增长质量变动趋势。在全国层面，σ 数值缓慢缩小，这表明2008 年至今相对宽松的财政和货币政策，进一步释放了生产力，为制造业注入了新的活力，各行业间的差距逐渐收缩，呈现逐步收敛的态势。值得一提的是，第四类制造业部门（主要包含烟草、造纸及化学制品行业）的收敛幅度最为明显，从0.534 下降到0.227。其部门特点是高投入低质量，虽然增长质量不尽如人意，但从动态的发展趋势来看，内部各行业的差距逐渐缩小。可能的原因在于，2007 年之后，国家出台了一系列节能环保政策，大量关停落后产能，严格控制污染物排放限值，使大量效率落后、污染严重的低质低效企业关停生产并退出市场，而留在市场中的企业可以获得更多的资源，说明国内的产业政策已表现出一定的效果。

（二）β 收敛

根据经济发展理论，如果各行业具有相同的经济基础条件，在资本、劳动力、能源、地理环境等方面的条件都较为接近，则它们的增长质量将收敛于相同的稳态水平，即绝对β 收敛。而在实际经济社会中，制造业发展的自然条件并不会完全相同。因此，不同行业间的增长质量更可能会收敛于各自不同的稳态水平，即条件β 收敛。接下来，对中国制造业30 个行业的β 收敛情况进行考察，绝对β 收敛的公式见式（2），条件β 收敛的公式见式（3）。为进一步分析差距的变化情况，根据式（4）求出收敛速度λ。

其中，yi,t表示第i 个行业在t 期的增长质量，α 为常数项，β 为收敛系数，εi,t为随机误差项。Xi,t表示影响中国制造业增长质量的主要因素，包括研发投入（研发经费占主营业务收入的比重）、贸易开放度、FDI（流量数据）、产业结构（三次产业占GDP 比重）等。根据Hausman 检验结果，选择面板数据固定效应模型进行回归。

若β＜0，则表明存在绝对β 收敛，制造业增长质量较低的行业正在追赶质量较高的行业。若β＞0，则表明不存在绝对β 收敛，原本制造业增长质量较高的行业其发展速度更快，原本制造业增长质量落后的行业其发展速度更慢，二者差距不断拉大。

表4 展示了中国制造业增长质量的β 收敛情况。判断中国制造业各行业的增长质量是否存在绝对的趋同趋势，要观察β 的正负方向。从全国来看，中国制造业30 个行业间呈现出绝对β 收敛态势，但速度较慢。从制造业的四种类型来看，低投入高质量和高投入高质量的行业，其β 值大多为正，表明这两类部门的行业间差异未呈现β 收敛，而出现了发散的态势。其中，纺织业、通用设备制造业、专用设备制造业的β 值最大，说明这几个行业内部的差异在逐年扩大，存在发展不平衡的现象。低投入低质量和高投入低质量的行业，其β 值大多为负，表明这两类部门的行业间差异呈现出β 收敛，即这些行业的增长质量提升速度与初始水平成反比，增长质量较低的行业存在对增长质量较高行业的追赶。其中，酒类饮料制造业、烟草制造业、金属制品业、化学品制造业的收敛速度最为突出。总体而言，高质量的制造业行业间差距在不断扩大，低质量的制造业行业间差距在不断缩小。这说明去库存、去产能，加快新旧动能转换等措施对制造业发展具有积极的现实意义，而且经过多年的实践已经初见政策效果。

在控制了相关影响因素后，中国制造业的30 个行业大多并未呈现条件β 收敛的态势，说明研发投入、外资外贸、产业结构都对中国制造业增长质量产生了较大影响。从四种类型的分类检验来看，仅有饮料、烟草、化学和化纤、非金属制造业等行业呈现一定的条件β 收敛，而它们恰恰是增长质量相对落后的行业。可能的原因在于，在一系列产业政策的作用下，落后产业通过优化产业结构、调整产能，在增长质量方面对先进行业形成了追赶，而大部分制造业行业呈现发散态势。因此，在中国制造业高质量发展阶段需要警惕两极分化和马太效应。

表4 中国制造业增长质量的β 收敛

五、研究结论与对策建议

（一）研究结论

制造业是国民经济的支柱产业，中国的制造业品类全，在高质量发展的要求下，考察其增长质量具有现实意义。本研究以DEA 方法为基础，根据制造业特点考虑非期望产出，建立多投入多产出的SBM 模型，测算了中国制造业增长质量情况。根据测算结果进行系统聚类，并以此为基础对全国、30 个行业和4 大门类的制造业增长质量的收敛情况进行分析。结果表明：

1.中国制造业增长质量尚可，仍存在较大提升空间。在研究期内（2008-2018 年），中国30 个制造业行业增长质量均值约为0.759。这表明，在控制了传统投入要素和污染这一非期望产出后，中国制造业各行业的经济产出完成了目标值的75.9%。但10 余年间，这一数据相对稳定，质量提升不明显。

2.中国制造业增长质量的行业间差异明显。电子设备制造业、电气机械制造业和纺织业的增长质量较高，均高于全国均值水平，聚类结果表明这些行业属于低投入高质量的类型。然而，烟草制造业、造纸业和化学纤维制造业的增长质量较低，均低于全国均值水平，聚类结果表明这些行业属于高投入低质量的类型。

3.中国制造业各行业的增长质量呈现收敛态势。σ 收敛结果表明，全国制造业各行业增长质量呈现缓慢的收敛态势，第四类部门虽然增长质量不高但收敛速度最快，正在努力追赶先进部门。虽然绝对β 收敛的结果显示，全国制造业30 个行业的差异在以缓慢的速度逐渐缩小，高质量部门呈现发散态势，低质量部门呈现收敛态势，但在控制了相关影响因素后，国内制造业大多数部门呈现发散的态势，部门间差异逐渐扩大。

（二）对策建议

1.在寻求制造业高质量发展的过程中，在关注期望产出的同时需重视非期望产出的影响。对待制造业发展问题，不能唯数量论。在考虑产出要素时，应重视污染等非期望产出，寻求利用可再生能源替代传统的石油、煤炭等高能耗投入，实现绿色制造的生产过程，打好污染防治攻坚战。在增长质量基础上关注研究开发和新产能投入等因素的影响，优化制造业生产结构，获得低投入高质量的增长方式才是真正的高质量发展。

2.加快和推进新旧动能转换，助力制造业高质量发展。高质量发展是化解新时期不平衡不充分矛盾的重要手段，没有污染的现代制造业例如高端装备制造、电子、医药等行业将是未来制造业升级的重点领域。企业需要充分认识自己的职责和使命，在竞争中求成长，淘汰落后产能，释放生产要素，打造完善的产业链、创新链、人才链、政策链是获得高质量发展、跻身世界制造业强国第一阵营的基础。

3.在制定产业政策时，应综合考虑行业间合作共赢的路径。对高质量的先进制造业部门和相对落后的制造业部门进行综合统筹，实行差异化政策，不必过分追求收敛性。对存在联系的不同行业之间，应扩大二者合作的可能，以合作促进创新，以先进带动后进，获得“1+1＞2”的效果。协同发展的关键在于发现新的合作契机，拓展合作领域，善于利用数字化、网络化、智能化发展的机遇，在数字经济和人工智能领域寻求行业合作的新模式和新业态，例如，汽车制造业与电子设备制造业的合作、电子商务产业与交通运输业的合作等。