制造业的数字化对其全球价值链地位升级的影响——基于广东制造业细分行业的实证分析

李松庆，胡志菊

（广东工业大学管理学院，广东广州 510520）

数字经济的蓬勃发展，给中国制造业转型升级提供了契机。我国《“十四五”数字经济发展规划》提出，大力推进工业数字化转型。制造企业数字化转型将重构世界制造企业的劳动分工和价值体系，是制造企业转型升级的重要引擎和契机，也是促进制造企业高质量发展的重要动力。数字化技术向制造业渗透，为企业挖掘全新价值增长点提供了重要驱动力［1］,有助于提升制造业的全球价值链（global value chain，GVC）地位。广东作为我国制造业大省和世界重要制造业基地，要顺应全球产业数字化转型趋势，通过数字经济赋能而实现其制造业全球价值链地位攀升，进而实现其转型升级和竞争力提升。

1 文献综述

Tapscott［2］于1996年提出“数字经济”一词，认为数字经济是一个广泛应用信息通信技术（information and communications technology，ICT）的经济系统，主要包括基础数字设施、电子商务及运用ICT 技术进行线上交易三部分。王国成［3］认为，数字化就是信息技术的升级换代，数字化使信息可在各实体之间有效快速流通，用户个性化需求也得以实现。企业数字化转型既是数字技术与生产过程深度融合发展的微观转变，也是企业从传统生产方式向数字化生产转型的创新标志［4］。中国信息通信研究院将数字化转型定义为企业与数字技术的全面融合，即利用5G、互联网、大数据等数字技术，促进企业由内到外各个层面的数字化，进而提升企业绩效的过程。制造业的数字化转型就是制造企业将多种数字技术与各项业务流程进行深度融合，对制造业原有的组织结构及管理、决策、创新、经营等模式进行全方位变革，推动制造业从原有垂直化产业结构向扁平化产业结构转变，充分发挥数据要素创造价值的能力，力求制造业转型与升级［5］。蒋景媛［6］认为制造业的数字化简化生产加工流程，降低企业生产成本，改变企业过去生产过程中人机分工局面，企业员工将更加注重企业的技术创新和方案设计。

裘莹等［7］认为数字经济的网络衔接、调整供应链生态结构、降低成本和价值创造四大效应，能重塑企业攀登全球价值链中高端驱动力，并通过发挥网络效应帮助企业在全球价值链治理中获得话语权。李春发等［8］从产业链视角阐述了数字化在延伸拓宽产业链分工边界、倒逼需求、降低企业交易成本、提高企业价值增值能力等方面的影响机理。陈剑等［9］分析了数字化对企业的运营效率赋能。刘亮等［10］从地区智能化基础、智能化技术、智能化结果三个层面构建地区智能化评价指标体系，用熵值法实证测算我国各省市智能化水平，验证了智能化正向影响全球价值链攀升。吕越等［11］以机器人密度（每百万小时工作的机器人数量）的对数来衡量人工智能水平，表明大力发展人工智能有助于中国企业参与全球价值链分工。张艳萍等［12］以我国投入产出表中数字技术相关部门对各制造业细分行业的增加值投入总和来衡量制造业的数字化水平，也得出制造业的数字化可以提升其全球价值链地位的结论，且发现制造业的数字化对我国制造业全球价值链的广度和高度均有明显促进作用。

综上可知，随着数字经济的蓬勃发展，制造业的数字化对其全球价值链地位的影响的相关研究近年才开始出现。制造业的数字化如何影响其全球价值链地位及影响机理是什么，需要更多的理论与实证研究来探讨和验证。

2 制造业的数字化影响其全球价值链地位的理论机制与研究假设

首先，制造业的数字化通过推动产业结构升级，有助于其全球价值链地位提升。我国传统制造业正处于供大于求的尴尬境遇。从供给角度来看，国内缺乏出口必需的原材料、新兴技术等上游投入品，只能依赖国外进口，并且囿于发达国家的技术垄断，国内部分高新技术产业只能拷贝国外技术或以代工的方式进行生产；从需求角度来看，出口产品通常难以契合国内低层次市场需求，国内制造业也就难以发挥产业联动效应，从而被迫锁定在GVC 低端环节［13］。数字经济以其网络平台化、高渗透性、可持续性强、技术创新水平高等特征，通过产业数字化和数字产业化两种方式催动新兴产业形成以及促进传统产业成功转型升级，进而优化产业结构［14］。以云计算、5G 等为代表的新技术、新服务和新产品，加快了传统制造业迈向中高端制造业的步伐，有助于实现产业结构优化升级，促进制造业GVC 升级［15］。

其次，制造业数字化通过提高生产效率，进而有助于提升制造业的全球价值链地位。Jorgenson等［16］研究发现，信息通信技术和计算机的使用对提高国内生产率水平、经济复苏具有重要促进作用。施炳展［17］也发现数字技术的应用能降低信息交流成本，优化配置企业内外资源，从而实现企业生产效率提升。数字技术赋能传统产业生产流程智能化、自动化，重塑生产组织模式，有效优化业务流程，极大提高了要素配置效率和生产效率［18］。另外，数字经济以其所独有的流动性和高渗透性有效缓解信息不对称难题，通过搭建数字化平台整合企业生产经营所需资源，增强与消费者互动，有效改善制造业生产率而加速其转型升级。

为验证以上制造业的数字化影响其全球价值链地位的理论机制，提出如下假设：

假设1：在其它条件不变情况下，制造业的数字化对其全球价值链地位提升具有正向的促进作用。

假设2：制造业的数字化通过推动产业结构升级来提升其全球价值链地位。

假设3：制造业的数字化通过提高生产率来提升其全球价值链地位。

3 计量模型构建、指标和数据说明

3.1 模型构建

分析制造业的数字化如何影响其全球价值链地位升级，可以构建解释变量为制造业的数字化水平、被解释变量为制造业的全球价值链分工地位的计量模型。另外，适当加入了一些控制变量，以保证模型的稳健性。由于广东省制造业各细分行业的发展水平不同，故使用固定效应模型为基准计量方法，构建基准计量模型如下：

式（1）中，i为制造业细分行业，t为年份，gvc 为制造业全球价值链地位；dig 为制造业的数字化水平；X为其它控制变量，具体包括：scale 为制造业规模、staff 为人力资本、export 为制造业出口规模、rd 为研发强度；β0为常数项，β1为核心解释变量的估计参数，若该系数为正，表示制造业数字化有利于促进制造业全球价值链地位提升；βj为各控制变量的估计系数，μi为行业固定效应，εit为随机误差项。

验证假设2 和假设3，采用产业结构升级、制造业生产率为中介变量，构建中介效应模型，以检验制造业的数字化影响全球价值链地位的可能作用途径。完整的中介效应模型由以下方程组构成：

其中，M为中介变量，分别为产业结构升级效应（upg）、制造业生产率（pro）；a0、b0分别为常数项，an、bn分别为估计系数；zi为行业固定效应，其余变量的含义与式（1）相同。根据中介效应检验方法，第一步对式（2）进行回归，检验制造业的数字化系数是否显著为正，若β1显著为正，意味着制造业的数字化转型有助于提升制造业全球价值链地位。第二步对式（3）进行估计，考察制造业数字化与中介变量之间的关系，预期制造业的数字化对产业结构升级和制造业生产率两个中介变量的影响系数显著为正。第三步对式（4）进行估计，验证两种中介效应时，若系数b1和b2均显著为正，且系数值b1小于b2，说明产业结构升级效应和制造业生产率存在部分性质的中介效应。

3.2 指标选取与测度

3.2.1 被解释变量：制造业细分行业全球价值链地位（gvc）

关于全球价值链地位测度方法，归纳起来主要有从出口产品价格、出口产品技术含量、垂直专业化程度、基于贸易附加值计算得到的全球价值链参与指数和地位指数、出口国内增加值率等角度来度量。鉴于这些方法都是从单一角度测度全球价值链地位而有所不足，近年来有学者开始从双重视角测算全球价值链地位。例如，苏庆义［19］同时考虑出口产品的技术属性和增加值属性，以出口技术复杂度与出口国内增加值率二者乘积的双重视角测算我国的国际分工地位。张会清等［20］和耿晔强等［21］认为，采用这两种方法构成的新指标更能准确体现一国在国际分工利益格局中的全球价值链地位 。因此，本文用出口技术复杂度与出口国内增加值率二者乘积来表示广东省制造业的全球价值链地位，具体计算公式如下：

式（5）中，i为制造业细分行业，esi 为制造行业的出口技术复杂度，dvar 为制造行业的出口国内附加值率。其中，出口技术复杂度由Hausmann 等［22］提出，计算公式如下：

式（6）和式（7）中，k为产品，m为省份，prodyk为k产品的出口技术复杂度，esimi为m省i行业的出口技术复杂度，Xmk为m省k产品的出口额，Xm为m省总出口额，gdpm为m省人均地区生产总值（GDP）。

出口国内附加值率的计算需用到垂直专业化率，两者之间的关系是出口国内附加值率与垂直专业化率之和为1［23］。其中，垂直专业化指数由Hummels等［24］提出，其计算公式为：

式（8）中，vss 为垂直专业化指数，Xi为行业出口额，X为地区总出口额，Yi为行业总产出，Mi为进口中间投入品。由于投入产出表中难以区分进口品哪些用于中间投入，哪些用于最终消费，因此借鉴姚洋等［25］做法，将各行业进口额全部作为进口中间投入品。于是，出口国内附加值率的计算公式可表示为：

3.2.2 解释变量：制造业的数字化水平（dig）

关于制造业的数字化水平测度方法，目前没有权威认识，主要有三类。一是指数法，即建立多维度指标体系，采用CRITIC-熵值法与TOPSIS 相结合的评价方法、专家评分法等构建数字化转型指数来测度制造业的数字化水平［26］。二是从数字化投入角度来测度制造业的数字化水平，即将投入产出表中信息通讯产业对制造业各部门的增加值或中间投入量作为衡量制造业的数字化水平的指标，如何文彬［27］和张艳萍等［12］以投入产出表中信息通信和信息服务部门对制造业的中间投入来衡量制造业的数字化水平 ；王晓岗［28］以制造业出口增加值中来源于ICT 产业部分的占比来表征制造业的数字化程度；党琳等［29］利用投入产出数据，计算制造业行业在计算机、电子产品和光学产品制造、通信、IT 与其他信息服务业三个行业的中间投入之和占其总中间投入的比重，作为行业在数字化转型方面的投入程度。三是文本分析法［30］，即根据上市制造企业年报信息，从年报中提取与数字化有关关键词并统计其词频，关键词出现频率越高，说明制造企业数字化水平越高。该方法可以从微观层面测得制造企业数字化水平，但以数字化相关关键词词频衡量制造业的数字化水平有些片面，数字化相关词频可能更多反映的是制造企业高层管理者对数字化的关注程度。

考虑数据可获得性高和方法合理性，采用第二类方法测度制造业的数字化水平，即选择投入产出表中信息传输、软件和信息技术服务业对各个制造业部门的中间投入量表征制造业的数字化水平。数字化投入多，说明制造业的数字化水平高。由于投入产出表只在特定年份更新，选取广东省2010 年、2012 年、2015 年、2017 年投入产出表及延长表数据计算广东制造业的数字化水平。缺失年份数据借鉴北京大学中国经济研究中心课题组［31］和张琳等［32］用相邻年份数据代替缺失数据的方法予以补全。参考张艳萍等［12］研究，各制造行业按要素密集类型分类，分类结果如表1 所示。

表1 我国制造业细分行业要素密集程度分类

3.2.3 控制变量和中介效应变量

制造业全球价值链地位升级是内外诸多因素共同作用的结果。在检验分析时需要控制部分变量，以尽可能规避不可观测因素对计量结果造成的偏误。因此，将制造业规模、人力资本、出口规模、研发投入等变量设为控制变量，将产业结构升级和制造业生产率设为中介效应变量，相应变量测度方式如表2 所示。因统计年鉴中衡量制造业人力资本的R& D 人员数只有地区层面数据，无具体制造业细分行业数据，故借鉴耿晔强等［21］构造行业数据的做法，即以细分行业产值占总产值比例为权重，乘以地区层面数据而得到行业层面数据。

表2 控制变量和中介效应变量说明

3.3 数据来源与处理

考虑到数据的可获得性，本文选取2010—2017年间广东省制造业相关数据为样本数据。其中，制造业的数字化和全球价值链地位指标中出口国内附加值率所需数据来源于广东省2010、2012、2015、2017 年投入产出表及延长表，缺失年份数据借鉴北京大学中国经济研究中心课题组［31］和张琳等［32］采用相邻年份数据代替缺失数据的方法予以补全，即2011 年数据由2010 年数据代替。2013 年数据由2012 年代替。2014 年数据由2015 年数据代替，2016 年数据由2017 年代替。出口技术复杂度所需数据来源于国研网、其余数据来源于国家统计局、EPS平台以及《广东统计年鉴》。为降低变量之间的异方差问题，对变量gvc、dig、scale、rd、upg、pro 取自然对数处理。

变量的描述性统计如表3 所示。由表3 可知，方差膨胀因子（VIF）值均在10 以内，说明不存在严重的多重共线性问题。

表3 样本变量的描述性统计

表3 （续）

4 实证结果分析

4.1 基准回归结果及分析

对变量数据进行混合最小二乘回归（OLS）、固定效应回归（FE）和随机效应回归（RE），回归结果见表4 的（6）（7）（8）列。根据表4 中Huasman 检验结果，选择固定效应模型作为基准计量模型。可以看到，制造业的数字化（lndig）为主要解释变量时，其在混合OLS 模型、FE 模型、RE模型中估计系数在1%水平上均显著为正，表明制造业的数字化能显著促进制造业全球价值链地位升级，初步说明回归结果的稳健性，假设1 得到初步验证。为进一步验证上述估计结果的稳健性，逐项加入控制变量进行回归，回归结果见表4 中（1）至（6）列。从表4 可看出，第（1）列仅有主要解释变量制造业的数字化水平时，其回归系数显著为正；逐步加入其它控制变量后，制造业的数字化估计系数依然显著为正；从第（6）列完整的回归结果可知，广东省制造业的数字化水平增加1%，制造业全球价值链地位将提升0.216 个百分点，再次验证了假设1。可见在数字经济时代，制造业的数字化已是制造业提高其全球价值链地位的必经之路。

表4 样本变量的基准回归结果

从控制变量看，制造业规模在1%水平下显著促进制造业全球价值链地位升级，与预期相符。可能原因是行业规模决定了企业的融资能力、风险承受能力和人力资本结构等优势，有利于行业在全球价值链中保持竞争优势。人力资本对全球价值链地位的影响由显著为正，到回归系数不显著为正，再到回归系数不显著为负，研发投入的估计系数始终为正数却不显著。究其原因，可能是目前我国主要从事加工贸易活动，出口技术含量整体上还不高。因此，增加人力资本和研发投入对现阶段我国制造业全球价值链地位提升的影响较微弱，可能存在一定的滞后效应。出口规模对制造业全球价值链升级的影响在1%水平下显著为正，与预期一致。我国作为世界第一贸易大国，出口种类繁多，有助于中国嵌入到全球贸易各个环节，从而提升全球价值链地位。

4.2 影响机制分析

如前文分析，制造业的数字化通过产业结构升级、制造业生产率提高两个主要渠道影响全球价值链地位提升，回归结果如表5 所示。其中，表5 的（1）～（3）列是中介变量为产业结构升级时的回归结果，表5 的（4）～（6）列是中介变量为制造业生产率时的回归结果。

表5 样本变量的影响机制检验结果

表5 （续）

从表5 的（2）列、（3）列的回归结果可看出，制造业的数字化对产业结构升级的估计系数为0.094，在1%水平上显著为正。进一步，产业结构升级对制造业全球价值链地位的估计系数为0.510，在5%水平上显著为正，且相比表5 第（1）列，表5 第（3）列中lndig 的估计系数有明显下降。这表明制造业的数字化可以通过推动产业结构升级提升制造业的全球价值链地位，假设2成立。从表5中（5）列、（6）列的回归结果可看出，制造业的数字化对制造业生产率的估计系数是0.117，在1%的水平上影响显著为正。进一步，制造业生产率对制造业全球价值链地位的估计系数为0.730，在1%的水平上影响也显著为正，且相比表5 中第（4）列，第（6）列中lndig 的估计系数有明显下降。这表明制造业的数字化可以通过提高制造业生产率促进制造业全球价值链地位升级，假设3 也成立。此外，对比表5 中第（3）列和第（6）列可知，制造业生产率对制造业GVC 地位提升的影响系数0.730，大于产业结构升级对制造业GVC 地位提升的影响系数0.510，说明通过提高制造业生产率对制造业GVC 地位提升的影响效果优于通过促进产业结构升级对制造业GVC地位提升的影响效果。

4.3 考虑行业异质性的回归结果及分析

不同要素密集型制造业的数字化水平不同，对数字化投入的吸收能力和转化能力也存在一定差异，从而对促进其全球价值链地位升级的效果也不同。为了分析制造业的数字化对其全球价值链地位的影响是否存在异质性，制造业依据要素密集特征分为劳动密集型、资本密集型以及技术密集型三类（分类结果见表2），进行分样本检验，回归结果如表6中（2）～（4）列。

由表6 可知，不同要素密集类型制造业的数字化对其全球价值链地位升级的影响存在明显差异。劳动密集型制造业的数字化对其全球价值链地位的正向作用在1%的水平上最显著，资本密集型制造业次之，技术密集型制造业的数字化对其全球价值链地位的估计系数为0.155，虽为正值，但在统计上并不显著。究其原因，可能是劳动密集型或资本密集型制造业更容易受数字经济影响，数字化转型更容易进行，即数字化更能显著推动这类中低端制造业融入全球价值链分工体系中。而发达国家对生产过程、研发、设计等核心技术环节实施严格的知识产权保护和高昂的专利费，再加上技术封锁，发展中国家从发达国家引进高端技术受到严格限制。靠自身研发创新又需要大量人力、财力和物力，短时间内难以取得成效。因此，受发达国家技术垄断和技术封锁影响，加上技术密集型制造业的数字化水平和全球价值链地位与劳动密集型和资本密集型制造业相比都已经处于高位，再提高遭遇瓶颈约束，导致技术密集型制造业的数字化对其全球价值链地位升级的作用不明显，表现为不显著的正向影响。

表6 样本变量的分技术类型回归结果

5 结论和政策建议

研究结论如下：一是从制造业整体看，制造业的数字化发展有助于提升其全球价值链地位；二是从不同要素密集类型制造业看，制造业的数字化影响主要表现在劳动密集型制造业和资本密集型制造业，而技术密集型制造业受发达国家技术垄断和技术封锁以及瓶颈约束等影响，数字化发展对其全球价值链地位提升的作用并不明显；三是制造业的数字化通过促进产业结构升级、提高制造业生产率两种渠道推动其全球价值链地位升级，并且通过提高制造业生产率的影响效果优于通过促进产业结构升级的影响效果。

基于上述结论，广东制造业推进数字化转型、促进其全球价值链地位升级要采取以下措施：

第一，大力提升制造业的数字化发展水平，促进其全球价值链地位提升。长期以来，广东制造业凭借低廉的土地和劳动力成本、政策红利、地理区位等比较优势，以低端嵌入的方式融入全球生产网络，在国际分工体系中主要从事技术含量低、获利少的简单加工贸易活动，在规模不断扩张、结构有所升级的同时，也面临着制造业大而不强、贸易规模和收益严重不对等、全球价值链嵌入深度有限等问题，转型升级刻不容缓。而全球范围内数字经济蓬勃发展，尤其是数字技术与制造企业的融合为推动产业结构优化升级、实现产业技术变革、促进制造业的全球价值链升级提供了契机。广东地区制造业必须加快制造领域全生命周期数字化转型，以此突破全球价值链中低端锁定、被压榨的被动局面，跳出低端分工陷阱，推动“中国制造”向“中国创造”转型，进而提升竞争力和攀升全球价值链中高端。

第二，加快数字化基础设施建设，夯实制造业的数字化转型基础。要以“新基建”为契机，积极开展数字技术的场景化应用，注重促进制造业产业结构升级、提高制造业生产率，进而增强制造业的数字化发展对制造业全球价值链的提升效应。同时，要加强智能化、数字化工厂建设，搭建产业数字化赋能服务平台，增强制造企业各业务流程子系统间的技术交流与互动，提高制造业资源配置效率和创新效率，助力制造业的数字化发展。

第三，针对不同类型制造业的数字化水平不同对制造业全球价值链促进效果不同的情况，要因时制宜、因地制宜，制定相应发展措施，全面推进不同类型制造业顺利实现数字化转型升级。一方面，持续推进新一代信息技术与技术含量低的劳动或资本密集型传统制造业的深度融合，打造制造业产品研发设计、生产加工、销售等环节与物联网、互联网等融合发展全链条，进而推动制造业转型升级。另一方面，通过技术嫁接、技术创新、技术改造、数字技术赋能等方式加大对技术密集型制造业的数字化转型力度，推进我国高技术产业向全球价值链高端环节迈进。最后，要加强各类型制造业之间的合作联动，相互学习，合理配置资源，竞相发展，共同开创多赢局面，推进制造业的数字化协调均衡发展，进而促进制造业整体全球价值链地位升级。

第四，完善相关政策制度，加大企业数字化转型支持力度。一是加大数字化改造优惠贷款、财政贴息、财政补贴、税收返回等资金支持力度，缓解制造业的数字化转型面临的成本上升压力；二是加强数字知识产权、网络安全、工业信息安全保护，健全数字安全保护体系；三是提升制造业中高层管理者的数字化观念和适应能力，提高员工对自动化智能化设备和软件系统的熟练操作能力，提高生产经营过程中设备、作业、流程等的标准化程度，为数字化转型奠定基础。