辽宁装备制造业竞争力评价及影响因素分析——基于产品附加值视角

李卓尔, 陈 娜

(大连交通大学 经济与管理学院, 辽宁 大连 116028)

辽宁省作为“一带一路”倡议规划的18个重要地区之一,处于东北亚的核心地带并且拥有许多改革发展装备制造的便利条件,使其在大型装备上拥有的实力不可小觑。《中共中央国务院关于全面振兴东北地区等老工业基地的若干意见》提出力争到2030年,东北地区可以实现全面振兴,在国家的现代化建设中处于领先地位,将会是我国重要的经济支撑带[1]。但是当前辽宁省大多数装备制造企业专注于劳动密集型产品,忽视装备制造业技术的创新与复杂度的提高。从相关数据中可以看出,辽宁省装备制造业的出口附加值明显低于进口,在国际竞争力中并不占优势。

据《2021年辽宁省国民经济和社会发展统计公报》显示,规模以上附加值较低的通用设备制造业,在辽宁装备制造业的占比有所减少;而规模以上附加值较高行业,特别是电子设备制造业的增加值占比明显升高,高达25.3%。“一带一路”倡议下的国际合作发展,虽然在一定程度上扩展了装备制造业企业潜在的市场空间,但是缺少一定技术创新提供的市场份额支撑,这也使得其与珠三角地带“一带一路”建设地区相比,行业总体附加值水平不高。

从“微笑曲线”可知(图1),价值链中的高附加值环节包括研发、设计、营销等增值环节[2]。产业中的增值产品之所以有附加值,是因为其拥有其他同类产品没有的创新之处。近30年来,辽宁省以低要素成本融入国际产业链,聚焦于劳动密集型与技术附加值较低的加工、制造、装配等环节,使其对外贸易规模快速扩张。然而该发展模式不考虑国内产业间的关联性,很大程度上抑制了高端装备制造业的发展,导致产业结构升级缓慢[3]。

综上所述,辽宁省装备制造业因为技术复杂度的不足,导致上游的研发环节与下游的品牌运作及高端服务环节延伸有限,造成产品附加值低的现状[4-5]。如何提高产业竞争力水平,需要基于短板因素的分析,即针对产品附加值的影响因素做进一步的研究。因此本文通过定性分析,在内生增长理论模型上嵌入成本发现模型,提出影响装备制造业产品附加值的影响因素;同时,根据定性分析结果对辽宁省装备制造业的竞争力进行实证研究。

图1 价值链中的产品附加值

1 文献述评

金碚[6]将产业产品竞争力的衡量标准分为“因”与“果”两类,以要素指数代表其“因”,以“成果指数”代表其“果”,并在此基础上,采用“因果范式”进行研究。于是根据已有研究成果,可知后续众多学者主要从构建产业竞争力的评价体系、分析产业竞争力的影响因素这两个角度来研究。

国内外在产业竞争力能力评价方面,均有丰富的理论研究并且已产生一些著名的分析模型。例如,迈克尔·波特[7]提出的钻石模型(Diamond Model),随后不断有国外学者对该模型进行完善和改进;Chang和Rugman等[8]对其进行改进,最终形成一般双钻石模型;美国佐治亚科技学院(GeoGeorge University of Technology)提出了 TPAC模型[9];穆荣平[10]提出高技术产业国际竞争力评价模型等。在模型的应用领域,Aghion 和Howitt[11]将熊彼特方法与内生增长模型相结合,分析了技术进步所带来的一系列创造性破坏背后的原因,探究技术进步对市场结构产生的影响;近年来Acemoglu[12]通过内生增长模型对上市企业进行分析,研究表明为了获得更高的收益,技术创新倾向于利用相对稀缺的生产要素。

在已构建的分析模型基础上,我国学者对产业竞争力的评价体系构建方面的研究较为广泛。例如,闫世刚[13]、王兴旺[14]从四个方面拟定了评价指标体系,通过多种综合评价法对我国产业竞争力进行了定量分析。此外,部分研究还涉及各地区的装备制造行业。例如,王江和陶磊[15]将市场占有率指数(index of market share,IMS)、显示性优势指数(revealed comparative advantage index,RCA)、贸易竞争优势指数(trade competitive index,TC)、Michaely竞争优势指数(MI)四项指标作为评价中国装备制造业竞争力的依据;王新安和尹纪洋[16]构建了陕西省的工业企业竞争力评价体系,并对其进行对比,得到不同工业企业在全国竞争中的相对位置。

由于所研究领域的地域性问题,国外相关的研究缺乏针对性,也缺乏一定的参考价值;国内相关的理论研究大多以战略性新兴产业为对象,缺乏对特定地区装备制造业竞争力的分析。Hasan和Cisil[17]对工业4.0与竞争力之间的关系进行研究,结果表明在此过程中,工业4.0对劳动力结构和竞争力产生一定的影响,其中包括机构、金融体系等宏观经济变量;Manoj和Harish[18]利用层次分析法研究印度电子制造业竞争力的影响因素;邢军伟[19]以辽宁省为案例,运用波特的“钻石模型”中的六大元素对其进行了综合评价;在此之前孙少勤和邱璐[20]运用出口技术复杂度指数测度了全球价值链分工地位,分析影响我国装备制造业国际竞争力的重要因素。

本文对现有的竞争能力评价模型进行总结与归纳,在此基础上建立竞争能力评价的指标体系,并对各指标的权重进行计算与分析。虽然目前对指标的权重均采取较为客观的评估方式,但是关于指标的评价体系还没有形成一致的、具有普遍意义的模式。综上所述,结合本文研究内容可以推断,装备制造业的技术进步更多地倾向于对稀有资源的使用,可以从附加值角度切入分析影响装备制造业竞争力的因素,进而避免装备制造业竞争力下降的现象出现。

2 理论分析与研究假设

将内生增长理论模型与Hausmann的成本发现模型相结合[21],是将技术的内生性引入模型中,试图在人力资本和技术变化的知识积累的基础上对影响产品附加值的因素进行理论分析。在内生增长理论分解模型的公式中,加入自然资源这一要素,使其变为

X=AKαLβNγ

(1)

式中:K为物资资本;L为人力资本;N为自然资源;α+β+γ=1;A是将上述因素结合起来进行生产的指标参数,分布在[0,h]范围内,具有一致的、均匀的分布。其中,h为产业的技术禀赋,随着技术禀赋的提高,产业的生产力潜力也会随之提高,从而有更大的机会制造出更高附加值的产品。

由内生增长理论模型中技术A的三种进步因素可知,技术禀赋h取决于内部影响因素D(包括研发投入、人力资本积累、创新等)和外部影响因素F(包括市场环境、国际合作等)以及国家政策等管理方面O(包括法律环境、制度、公共服务等),即

h=f(D,F,O)

(2)

提出假设为

(3)

式中:hD+hF+hO>1,表示技术投入是规模报酬递增的;C为可能影响生产率的各种综合因素。

Hausmann等[21]认为,企业家在研发新产品时,要面对大量的不确定因素。这种代价既取决于现有的生产因素,也取决于能否对现有的技术进行有效的转化和应用。假设市场上有m家企业,所有产品的生产率是均匀分布的,市场上产品的最高生产率水平为Amax,则某一企业i的生产率为σAmax(σ为生产率系数,且0<σ<1)。经过推导,可以得到当企业i选择生产自主研发产品时,其产品的技术复杂度期望为

(4)

式中:m为企业数;h为技术复杂度。

假设单位产品的价格为p,那么企业i的期望收益为

(5)

同理可得企业选择作为跟随者生产市场上具有最高生产率产品时,技术复杂度期望为

(6)

期望收益为

(7)

综合考虑以上两种情况,可得期望收益为

(8)

则总的期望技术复杂度为

(9)

将式(9)代入式(1)有,

(10)

将式(3)代入式(10),有

(11)

由式(11)可知,对企业技术复杂度以及该行业产品附加值产生影响的因素,除了人均资本积累、人均自然资源存量,还包括内部知识积累、外部知识获取、国家制度和政策环境等,与之相对应的是创新投入、产业投入、资源转化、人力资本积累、经济扶持政策。

3 研究设计

3.1 评价指标体系

在借鉴齐阳和王英[22]的基础上,结合前文对产品附加值影响因素的理论分析,构建装备制造业的竞争力评价指标体系,如表1所示。

表1 辽宁省装备制造业竞争力评价指标体系

1)创新投入。创新能力是一个行业在市场活动中所表现出的活力,其关键在于技术创新,且R&D投入是一个行业技术创新能力的重要测度,用研发机构数和R&D经费内部支出两个指标来表示创新投入。基于对数据的可获得性考虑,该指标数据的选取以区域内大中型工业企业研发投入量为准。

2)产业投入。产业投入是产业经济发展的基石,同样也是决定产业竞争力的基础要素。对一个产业的投入程度决定了该区域产业发展所具备的基本条件,主要包括引进技术经费支出、购买境内技术经费支出以及企业数三个具体指标,其中的企业均指规模以上工业企业。

3)资源转化能力。资源转化能力是产业竞争力的直观体现,但传统的研究方法难以从统计角度对其进行直接观察,通常仅从一些侧面的指数来反映。Nickell[23]认为,一个企业生产活动中生成的利润率越高,该产业的其他企业进入市场的成本就越高,占领一定市场份额的难度就越大。将利润总额与营业收入的比值看作产业产出在财务上的效益水平,一定程度上也反映了产业的资源转化能力。

4)人力资本。人力资本包含熟练劳动力及研究人员的人力资本对提高装备制造业的竞争力起到了关键作用,在产业链的中上游,如创新、研发等环节拥有较高的资本密度和技术密度。在这些环节中,都需要高质量的人力资本来担负起他们的责任[24-25]。因此选用研发机构人员数与研发机构硕博人数作为人力资本的二级指标。

5)政府支持度。政府支持度,主要指的是政府在经济方面对科技的支持力度。一方面,可以帮助装备制造业减轻自身的资金压力;另一方面,还可以促进对该行业进行更多的研究,使其向高质量发展转型迈进[26]。因此选取政府支持科研经费这一指标来反映政府的支持度。

3.2 模型构建

现有的文献在展开竞争力评价方法时,会先建立一个指标体系,之后再以该指标体系的得分为依据对其进行权重求和,从而获得最后的竞争力得分,其模型可以表示为

Y=w1f1+w2f2+…+wnfn

(12)

式中:fi为所建立的指标体系;wi为各项指标体系在竞争力评价中的权重。

将聚类分析法与另外两种常见的分析方法主成分分析法与因子分析法做比较,可以看出聚类分析中并没有产生新变量,它只是依据变量域之间的相似程度进行逐步归类。分类后,各因素之间的相关系数降低,能更好地体现原来的指数所包含的信息量,因此可将其视为一种隐含指数。它们可以用原始指数的一个线性组合来表达,表达式为

(13)

通过变量的表达形式转换,竞争力评价模型表示为

(14)

综合指标i的权重的获得步骤如下。

第一步:剔除各区域的综合指标i,取其他综合指数的平均数作为各区域的分数xi。

第二步:得到综合指标i所对应的各区域分数xj,计算其与步骤(一)中所得分数xi的相关性系数,公式为

(15)

第三步:得到的相关系数可视为每个综合指标i的权重,对其进行归一化处理从而得到最终的指标权重。

构建多元回归模型实证分析装备制造业竞争力的影响因素,模型方程如下:

yi=α0+βX+εi。

式中:y为装备制造业竞争力评价得分;X为装备制造业竞争力影响因素;α0为截距项;β为估计参数;ε为随机扰动项;i为第i个省份。各变量的相关说明如表6所示。

表6 变量说明

3.3 数据来源与处理

3.3.1 指标数据预收集

二级指标数据大多来自《中国科技统计年鉴(2022)》《中国工业统计年鉴(2022)》,部分数据需要经过进一步的运算获得。由于各指数的计量单位各不相同,所以在分析前,将各指数的数据进行归一化标准化处理。

丝绸之路沿线13个省份,包括新疆、重庆、陕西、甘肃、宁夏、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、广西、云南、西藏;21世纪海上丝绸之路包括5个省份,即上海、福建、广东、浙江、海南。将这18个省份各自作为一个区域来计算。

3.3.2 指标数据预处理

对于已确定的评价指数,采用以聚类分析为基础的隐含指数提取算法,通过层次聚类方法对其进行二次处理,从而将相似度较高的指标进行合并。聚类分析法是将给定的样本按照一定的相似函数划分为若干个类别的算法,类别相同的样本相似性高,反之不同类别的样本相似性低[27]。从常见的相似性函数中选择余弦距离作为样本间的相似度计算函数,计算公式为

(16)

为了可以利用聚类算法来对指数进行分析,首先对原始数据进行转置处理(表2),也就是把各个指数当作一个样本,把各个地区当作一个特征。

得到表3的数据后,采用聚类算法进行指标的划分。若两项指标在各区域中的评价结果得分相近,就可视为二者存在重叠。于是此处将交集程度高的指标进行整合,从而得到一个综合的指标变量,也就是上文提到的隐含指标。选用SPSS Statistics 22统计软件进行聚类分析。首先,通过 EXCEL软件对系统采集到的数据进行了预处理;随后,将处理过的数据导入进SPSS中,按照“分析”“分类”“系统聚类”的顺序进行统计,结果如图2所示。

由图2可知,企业数、研发机构数、利润总额一定程度上反映营业收入的高低,可以将这4个指标进行合并;R&D经费内部支出与政府支持科研经费都是对科研技术投入支持度在资金上的体现,可以合并为一个指标,且用政府支持科研经费来表示。

最终,产业投入指标下可用境内技术经费支出与境内技术经费支出和引进技术经费支出之和的比值作为产业投入程度的新指标;资源转化能力指标下将利润总额与营业收入的比值利润率作为资源转化能力的新指标;人力资本指标下包括研发机构硕博人数和研发机构人员数;政府支持度用政府支持科研经费来表示。

4 实证分析

4.1 竞争力评价结果分析

将18个省份的各指标数据进行归一化处理,得到的评分结果如表4所示。

表2 基础数据

表3 转置后的数据

图2 指标体系聚类分析

将处理后的数据代入式(14)与式(15)得出各省份的竞争力评价,再对其进行排名结果如表5所示。

通过对表5中18个“一带一路”经济发展圈定地区得分的排序,将辽宁与其他17个省份进行横向对比。可以发现近年来,虽然辽宁装备制造业的竞争力评价得分位居前列,但与其他沿海省份相比还是存在较大的差距,在对高技术复杂度装备制造业的创新投入、人力资本、资源转化能力以及政府支持度上还有上升的空间。

4.2 影响因素分析

4.2.1 变量相关性分析

表6为各变量之间的相关性分析结果。其中,产业投入与装备制造业竞争力的相关系数为0.219,政府支持度和人力资本与装备制造业竞争力

表4 数据归一化处理及评分结果

表5 18个省份装备制造业竞争力评价

表6 变量相关性分析

的相关系数较为接近,分别为0.448和0.486,均在10%的水平下显著,表明这三个变量与装备制造业竞争力之间存在显著的正相关;资源转化能力没有通过显著性检验,表明两个变量的相关性并不显著。其余各因素的相关系数小于0.5,各因素间的相关程度较小,各因素的共线性不明显,可以用来进行回归分析。

4.2.2 平稳性检验

在进行回归之前,为了保证数据的平稳,需要对数据进行单位根检验。表7为平稳性结果,所有变量的ADF(augmented Dickey-Fuller)检验都达到了1%的显著性,拒绝存在单位根的原假设,表明所有的变量都是没有单位根的平稳数据[27]。

4.2.3 回归结果

表8是对装备制造业各影响因素进行分析的结果,通过对各变量的F检验及拟合度进行分析,得到F为601.89,其拟合度为0.996,经校正后的拟合系数为0.994,在1%的水平下显著。表明整体上模型回归结果显著,拟合效果良好,回归结果是可信的。

产业投入变量回归系数为0.561,在5%的水平下显著,说明产业投入对我国装备制造业竞争力有明显的提升作用。产业投入水平体现了各省在装备制造业技术研发上的资金投入程度,在技术研发环节可利用资金越充足,高技术复杂度产品输出量越多,产品附加值就越高,进一步对提高装备制造业竞争力有显著影响。

人力资本变量回归系数为2.945,达到了5%的显著性水平,这表明科研院校拥有硕士、博士学位的学生数量对提高我国装备制造业的综合实力具有重要作用。因为装备制造业的生产过程涉及大量的劳动力,且高复杂度的技术研发工作更是需要高学历人才的参与,所以提升硕、博人数与熟练劳动力的占比,将有助于提升装备制造业竞争力水平。

政府支持度的回归系数值为0.920,且在5%的水平下显著,意味着政府支持科研经费会对装备制造业的竞争力产生显著的正向影响关系。政府支持

表7 平稳性检验结果

表8 回归结果

度体现在出台的相关政策、提供的科研经费等,使用科研经费来量化政府对高技术复杂度的装备制造业研发支持程度。由此可见,政府支持科研经费的增加,可以提高装备制造业竞争力水平。

资源转化能力的回归系数值为-0.037,意味着利润率并不会对装备制造业的竞争力水平产生影响关系。出现此结果的原因为可能将利润率作为衡量资源转化能力的唯一指标,而现实中,资源的转化受环境、政策的影响较大,且知识产权、技术影响力无法用指标定量表示,所以会出现资源转化能力对装备制造业的竞争力水平不产生影响的结果。

此外,对模型的多重共线性问题进行检验发现,所有回归方程的VIF都低于5,说明没有多元共线性的问题;并且D-W的数值接近于2,表明该模型不具有自相关性,即不具有与其他样本的关联性。

5 结论与对策

5.1 结论

在定性分析的基础上,提出装备制造业产品附加值的影响因素不仅包括人均资本积累、人均自然资源存量,还包括内部知识积累、外部知识获取及国家制度和政策环境等。其次从产品附加值影响因素出发,采用基于聚类分析法的定量研究方法,得出虽然辽宁装备制造业的竞争力评价得分位居前列,但在与其他沿海省份相比还是存在着较大的差距。

从测算的综合评价指数可以看出,技术创新对装备制造业竞争力的贡献虽在稳步提升,但技术层面的竞争优势尚未形成。通过分析装备制造业竞争力评价体系的4个指标对竞争力的贡献度,得到创新投入、人力资本、政府支持度对辽宁省装备制造业的竞争力具有显著正向影响,资源转化能力在其中作用不显著。

5.2 对策

当前辽宁装备制造业人才吸引力减弱,流失率增加已成为现实。采取积极措施,通过各种渠道对引进人才进行培训,是政府和行业协会都需关注的环节。从所引进的人才来看,优良的科研环境同样具有一定吸引力。可推出相关优惠政策,以高薪资待遇吸引高尖端人才,并对住房、医疗、社保和子女教育提供相应优待。提供有竞争力的报酬,给予创新型人才较高容错成本,让其可以无保留地致力于行业的创新与发展。

装备制造业竞争力的提升关键在于价值链中高附加值环节的创新,创新过程需要政策与资金的支持,这就要求给予一定的科研经费财政投入及相关政策鼓励。可以针对装备制造业各细分行业的发展特点,对现有的优惠政策与激励措施进行相应的调整。从目前的发展要求上看,增加在研究机构和高校的科研经费投入,在校企之间建立起良好的成果转化机制,鼓励科研团队在高端装备制造领域推出更多、更具有竞争力的技术成果,从而提高技术复杂度高的产品所占据的市场份额。

提高品牌附加值,增强辽宁装备制造业竞争力。品牌集中表现为产品的工艺、品质、服务水平,其影响力落后于人们对企业与产品的认知。优秀民族品牌走向国际可以进一步优化装备制造业产业层次,最终破除装备制造业向高技术型转型带来的风险偏见。拥有属于本民族的优秀品牌,其辐射力和扩张力在产业链中的积极影响最终也能使得辽宁装备制造业的竞争力得以提升。

在全球经济结构发生重大改变的情况下,单靠低成本的生产要素,或依靠非可再生资源来推动产业发展的传统粗放式发展模式,在全球市场的竞争中不占据优势。要使辽宁装备制造业在国际范围内的竞争力得到显著提高,就必须通过提高技术贡献率来实现其竞争力影响因素的次序转换。辽宁作为东三省经济发展的“领头羊”,需发挥其先发优势,进一步提升高复杂度、高附加值的技术水平。所以辽宁省更应该客观地评价自身的科技创新能力,以便及时发现存在的问题和不足,把握好经济发展的方向标,打造一批起到作用的先进装备制造业基地。