纪玉俊,张彦彦

(中国海洋大学经济学院，山东 青岛 266100)

互联网+背景下的制造业升级：机理及测度

纪玉俊,张彦彦

(中国海洋大学经济学院，山东 青岛 266100)

在对互联网+背景下制造业升级相关机理阐释的基础上，利用中国省际面板数据，分析了互联网+对制造业升级的影响，结果表明，总体而言互联网+对制造业升级具有显著的正向促进作用。同时，由于区域发展的差异性，分区域的实证结果表明互联网+对东部地区制造业升级具有显著的促进作用，对中西部地区的促进作用效果则没有体现出来。基于此，在推进互联网+与制造业融合的基础上，在不同地区可实施差异性政策，从而更好地实现制造业升级。

互联网+；制造业升级；机理；测度

1 引言

制造业是国民经济的重要组成部分，也是中国经济增长的推动力之一。目前中国制造业虽已形成了比较完善的产业体系，但与德国、美国、日本等制造业强国相比，依然存在着较大差距[1]。《中国制造2025》提到，要推动新一代信息技术与制造业的融合，深化互联网在制造领域的应用；“十三五”规划中指出要实施《中国制造2025》，引导制造业朝着分工细化、协作紧密方向发展，促进信息技术与制造业各环节的融合，推动生产方式向柔性、智能、精细转变；2016年《政府工作报告》指出要深入推进“中国制造+互联网”，建设国家级制造业创新新平台，促进制造业升级，这都凸显了互联网+背景下制造业升级的重要性。当前互联网与制造业的创新融合成为制造业升级的引擎，如上汽阿里互联网汽车产品设计创意众包平台、海尔的“互联网工厂”、沈阳机床集团的i5数控系统等。如何以新一代信息技术与制造业深度融合为契机，抓住机遇促进制造业升级，实现制造业强国战略，成为政府、企业和学术界普遍关注的问题。

中国经济发展进入新常态的背景下，制造业的发展受要素成本上升以及资源、环境的制约而面临新的挑战，因此如何实现制造业升级成为亟待解决的问题。招工难成为制造业普遍遭遇的困难[2]，随着劳动力成本的上升，制造业的“人口红利”逐渐消减[3]。为应对人口红利消减，推动制造业转型，“机器换人”成为互联网+制造业升级的重要力量。浙江、江苏地区首先提出“机器换人”的构想，近几年，“机器换人”的构想正逐步落实，如浙江省的“555机器人”计划、广东省“机器换人”奖补措施等。截至2015年7月中国网民数量达6.68亿，网民规模世界第一，按照麦特卡尔夫定律，网络价值同网络用户数量的平方成正比，互联网等现代信息技术的发展使中国庞大的人口、生产制造能力以及创造力紧密联系起来，促进制造业供给侧结构性改革，提升制造业发展质量和效益。

基于上述分析，对互联网+背景下的制造业升级的机理及其测度进行研究显得尤为重要。通过相关文献的梳理也发现，直接研究互联网+与制造业升级关系的研究还不是很多，一部分文献主要集中在理论方面[4-6]；也有些学者研究信息产业与传统制造业融合如何影响产业升级[7-8]。上述成果为本文的研究提供了很好的基点；本文以互联网+背景下制造业面临升级的现实性为基础，通过构建理论模型深入探究互联网+与制造业升级的关联机理，并实证分析互联网+对制造业升级的影响作用，以期为制造业升级提供相关建议。

2 互联网+影响制造业升级的机理

互联网+背景下的制造业升级，是以信息产业发展为基础，通过互联网+与制造业的融合可降低生产成本，提高生产效率，进而促进制造业升级。基于此，本文采用江静等的理论模型[9]，并结合研究目的将互联网+看作除劳动力和资本之外的另一种生产要素，并用信息产业对劳动力这一生产要素的影响来具体衡量互联网+的作用。

本文运用迪克西特—斯蒂格利茨(D-S)的垄断竞争框架[10]，分析互联网+背景下为制造业升级提供信息产品的信息产业。假设信息产业提供的信息产品为x0和x=(x1,x2,x3…)，即互联网+背景下制造业升级所采用的各种与信息相关的中间投入。效用函数为：

u=U[x0,V(x1,x2,x3…)]

(1)

其中V为对称函数，所有商品都具有相同的固定成本和边际成本。

效用函数为：

(2)

其中ρ代表制造业升级所用信息产品之间的替代弹性，0<ρ<1。

预算约束为：

(3)

其中pi为商品价格，I为收入。

将信息产品的数量和价格指数定义为：

(4)

其中γ=(1-ρ)/ρ。

考虑对称情况下，所有的i都是从1到n，都有xi=x，pi=p，则：

Y=xn1/ρ,P=pn-(1-ρ)/ρ

(5)

垄断竞争下，信息产业中各厂商利润最大化条件为边际成本等于边际收益，每个厂商的需求弹性为(1+γ)/γ，即pi[1-γ/(1+γ)]=MC，其中MC为边际成本。均衡价格为：

(6)

假设生产过程中仅消耗劳动力这一生产要素，每单位产品的成本为a+f，其中a为可变成本，f是以劳动力为衡量的信息产业生产的固定成本，生产x单位产品的成本为ax+f，其中w为劳动力工资，MC=aw，利润函数为：

(7)

如果市场进出自由则π=0，即：

(8)

设制造业生产函数为柯布—道格拉斯函数：

F(L,Y,K)=A(LβY1-β)αK1-α

(9)

其中A代表技术，L为劳动力，K为资本投入，Y为作为中间投入的信息产品。

根据生产函数，制造业产出中劳动力份额占α，从事最终产品生产的劳动份额为αβ，即wL=αβF(L,Y,K)，除劳动以外的份额为1-α。假设生产过程中总劳动投入为N，wN=αF(L,Y,K)，则L=βN，从事信息产业的劳动力为(1-β)N，即：

(10)

将式(8)代入式(10)得：

(11)

由式(11)可知，信息产业的劳动投入越多，信息产业专业化程度越高，规模越大。

本文利用R表示信息产业的劳动生产率，即：

(12)

(13)

为了考察互联网+对制造业升级的影响，我们首先分析单位制造业产品的成本变化，单位成本下降可提高制造业生产效率，促进制造业升级。假定制造业生产过程中，除劳动力以外的生产要素是外生给定的，仅考虑劳动力和作为中间投入且与互联网+相关的信息产品两种投入。则可建立以下函数关系，即：

(14)

其中w为劳动者工资，P为信息产品价格。

根据式(14)，若F(L,Y)=LβY1-β=1，则生产单位产品的成本函数为：

(15)

(16)

将式(16)代入式(15)中，得成本函数为：

(17)

(18)

3 互联网+影响制造业升级的测度

基于互联网+影响制造业升级机理的探讨，并结合中国制造业升级的现实，本文以省际面板数据为样本，实证分析互联网+对制造业升级的影响作用。

3.1 计量模型构建及变量选择

(1)计量模型构建。为研究互联网+对制造业升级的影响，本文运用相关变量构造计量模型来测度互联网+背景下的制造业升级。具体计量模型如下：

cyit=β0+β1lnznit+β2ryit+β3fdiit+β4r&dit+ξit其中，cyit表示t时刻省份i的产业升级，znit为t时刻省份i的智能化投资，控制变量包括劳动力(ry)、对外直接投资(fdi)、技术创新(r&d)，i、t分别代表地区和时间维度，ξit为随机误差项。

(2)变量选择。

①被解释变量：制造业升级(cy)。不同学者测度制造业升级的指标存在差异，如Schmitz认为升级即为附加值的增加[11]，有的学者使用工业增加值代表制造业升级[12]，盛丰用工业利润率测度制造业升级[13]，韩庆潇等将行业利润率定义为制造业升级[14]等。本文在借鉴盛丰测度制造业升级指标的基础上，根据数据的可获得性计算制造业利润率。之所以采用制造业利润率主要是制造业利润率指标是一个相对量的变动，能较好地反映制造业的升级。一般来说，高端制造业的利润率高于中、低端制造业的利润率，若一个地区的制造业利润率较高，则说明该地区的产业层次也较高，相对于低利润率地区呈现出产业升级状态。

②核心解释变量：体现互联网+的智能化投资(zn)。制造业部门使用电子信息产业产品时，可以提高生产技术，使制造业增加值显著提高，从而促进了产业升级[7]。中国制造业可以凭借产业关联及扩散效应吸纳系统内部的各种核心技术，从而带动制造业产业链的整体升级[15]。电子信息产业是实现互联网+制造业的推动力，制造业可利用电子信息产业的相关技术，实现制造业升级。本文采用电子信息产业的产值作为衡量智能化投资的指标，来衡量互联网+对制造业的影响作用，并以信息化指数(xx)[16]作为另一项指标进行稳健性检验。

③控制变量，除了智能化投资(zn)，其他因素也会影响制造业升级。基于此，本文选取劳动力、FDI、技术创新作为控制变量。

劳动力(ry)。李中建等提出匹配的劳动力是缓解制造业转型升级压力的关键[17]；目前制造业面临劳动力成本上升的问题，韩民春等认为劳动力成本上升促使制造业进行创新，从而促进制造业高端化[18]；加之现阶段制造业存在“用工荒”问题，使劳动力成为研究制造业升级不可忽略的因素。根据实际数据的可获得性，本文借鉴雷鹏的做法用全部从业人员平均人数来衡量劳动力在制造业升级中的作用[19]。

对外直接投资(fdi)。FDI可以为中国产业发展提供资金支持，增加与外国企业学习、合作的机会，通过技术溢出提高中国产业技术水平，促进产业升级。本文借鉴洪联英等的做法，选取港澳台资本和外商资本之和作为对外直接投资量[20]。

技术创新(r&d)。中国制造业由全球价值链的低端走向高端，主要依赖产业的自主研发能力，学习创新能力可成为推动制造业升级的重要力量[15]。本文借鉴蒋伏心等的做法，用r&d经费内部支出作为技术创新的衡量指标[21]。

本文所有数据均来源于《中国统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》《中国信息年鉴》《中国科技统计年鉴》以及各省份统计年鉴。鉴于西藏地区数据的缺失，予以剔除，最终采用2004—2013年30个省份的面板数据来进行分析。表1为各个指标的描述性统计量。

表1 变量的描述性统计

3.2 单位根及协整检验

为避免伪回归，在进行回归之前，需先进行平稳性检验。本文将同时采用LLC检验、IPS检验、ADF-F检验和PP-F检验四种方法进行单位根检验，以确定各变量的平稳性，表2为单位根检验结果。

表2 面板单位根检验结果

注：***、**和*分别代表1%、5%和10%水平上的统计显著性，△表示该变量的一阶差分。

由表2可以看出，被解释变量序列的水平值是平稳的，核心解释变量和控制变量的水平值基本不平稳，但各变量经过一阶差分后均为平稳序列，说明序列间可能存在协整关系。

本文运用协整检验分析各变量间是否存在协整关系，结果见表3。

考虑到数据的小样本性质，Panel ADF和Group ADF统计量均在1%的显著水平上拒绝不存在协整关系的原假设。因此，可以认为30个省的互联网+与制造业升级之间存在显著的协整关系，不存在伪回归。

表3 变量的协整检验结果

注：***代表1%水平上的统计的显著性。

3.3 回归结果分析

本文使用STATA12.0得到互联网+制造业升级的模型，根据豪尔斯检验可知计量模型为固定效应模型。具体结果见表4。

注：***、**分别代表1%和5%水平上的统计的显著性。

由表4可以看出，核心解释变量智能化投资的系数为正，且通过10%的显著性检验，即互联网+对制造业升级具有显著的正向影响。具体表现为：智能化投资每增加10%，利润率增加0.01706%，智能化投资可提高制造业的利润率。这进一步说明了电子信息产业的产品投入，可为制造业提供先进生产技术，提高生产效率，实现互联网+制造业的融合，即互联网+可以促进制造业升级。

信息产业是互联网+背景下制造业升级的基础。肖新艳提出反映互联网+生产组织模式下附加值变化的“彩虹曲线”[22](见图1)。

“彩虹曲线”的中间为附加值高的“云端”的智能服务、共享服务提供商和“高端”的技术研发环节，两端为附加值低的生产制造环节。互联网+对制造业升级产生正向促进作用的原因主要表现在以下几个方面：

图1 “彩虹曲线”示意图

生产过程中，信息技术与制造业的融合，可应对制造业“人口红利”的消减，逐步实现“机器换人”，降低生产成本，提高生产效率，并通过电子信息技术获得增长动力，摆脱效率低下的问题，实现高产出、低投入、高效率的智能化制造，提高工艺水平和产品质量，推进智能化制造、绿色制造，生产高端产品，实现制造业升级。

供给方面，产能过剩是制造业普遍面临的问题。制造商可通过互联网平台与消费者直接对话，以需求决定生产；作为供给侧的制造业可运用互联网等技术，升级自身工艺、流程、供应链模式，以满足消费端的变化，推动制造业由规模化、同质化向个性化、差异化方向发展，解决产能过剩的问题，提高生产、供给效率，推动供给侧改革，从而促进制造业升级。

成本方面，信息技术作为新的生产要素，可降低制造、管理和交易成本，减少资源能耗，具有显著的边际成本递减和边际效益递增效应[23]；创新方面，产品研发过程中，制造商无需批量生产，可通过互联网等技术由消费者体验消费进行试错，这大大缩短了创新和消费之间的距离，减少中间环节，提高创新转化为价值的成功率，推动制造业向“彩虹曲线”的中间发展，从而促进制造业升级。

此外信息化系统可以协调制造业各部门的分工与协作，降低交易成本，促进技术与知识交流，提高产、供、销的效率，开辟“线上—线下”的营销模式，打通电商大数据、ERP、MES系统，实现纵向一体化，利用新技术、新设备改造传统制造业的发展模式，实现技术集约化和供应链协同，降低生产成本，提高生产效率，促进制造业升级，命题得到实证支持。

控制变量，劳动力的系数为正，且通过显著性检验。这表明劳动力对制造业具有显著的正向促进作用，原因在于劳动力成本的上升虽会促进互联网+与制造业的融合，在一定程度上缓解制造业存在的“用工荒”问题，以机器代替人工，但现阶段制造业的技术远未发展到脱离劳动力而存在的阶段，互联网+背景下的制造业升级仍需要较多劳动力的参与；对外直接投资的结果为负且未通过显著性检验，表明外资促进制造业升级的效果并不明显，出现这种情况的可能原因是受相关行业技术水平和技术差距的限制，使得外商直接投资带来的技术溢出效应较低，这与盛丰的结论相同；技术创新的结果为负且未通过显著性检验，即技术创新促进制造业升级的效果不明显，这是因为制造业需要进行技术革新，以实现“互联网+”背景下的制造业升级，而现阶段制造业的技术创新尚不能适应“互联网+”的要求，也可能是存在马淑琴等提出的技术研发的滞后效应，使得作用效果并不明显[24]。

3.4 互联网+对东、中、西部制造业升级影响的区域分异

中国是一个区域差异比较大的国家，因此需要在区域层面做更深入分析，进而探索不同区域互联网+背景下的制造业升级。本文对不同省份按照东、中、西部地区分类，表5显示了东、中、西部地区互联网+与制造业升级的关系。

由表5可得，东部地区的智能化投资的系数为0.4592，且通过5%的显著性检验，即互联网技术对东部地区制造业升级具有正向的促进作用；中部和西部地区智能化投资的显著性不明显，但互联网+与中部地区制造业升级仍表现为正相关，与西部地区制造业升级负相关，产生这样的原因是中国区域发展存在较大的差异，东部地区的技术等因素较中西部地区先进，虽受资源、成本制约，但蔡昉提出各地区制造业劳动生产率的提高速度高于工资的上涨，可弥补劳动力成本的上涨，使得互联网+对东部地区制造业升级产生促进作用[25]；中西部地区受资源、技术等因素的制约，使得互联网+对中西部地区制造业升级的作用效果并不明显，制造业发展的现阶段，中部地区虽具有劳动力成本优势，但技术比较落后，随着互联网+与中部地区制造业的融合，可带动中部地区制造业升级，但受技术与劳动力素质的制约，现阶段高成本技术与中部地区制造业的融合存在一定的障碍，使互联网+对中部地区制造业升级作用效果不明显；受物质和人力资本的制约，西部地区不具备大规模发展资本密集型和技术密集型产业的能力，仅靠发展高科技产业不能满足西部地区农村人口就业的需要[26]，西部地区制造业的发展与劳动力素质并不能满足互联网+背景下制造业升级的需要，从而会使得互联网+与制造业升级不能实现较好的匹配，反而会因为采用互联网+而使得原有的制造业体系受到一定程度的冲击，也就会造成互联网+对西部制造业升级起到一定的阻碍作用。

表5 东、中、西部地区制造业升级效应结果

注：***、**和*分别代表1%、5%和10%水平上的统计的显著性。

3.5 稳健性检验

为了进一步验证回归结果的可靠性，本文利用信息化指数进行稳健性检验，表6显示了信息化指数作为核心解释变量的回归结果，将此回归结果与表4的回归结果进行比较，变量技术创新由不显著变为显著性，原因在于中国目前处于互联网+背景下制造业升级的初期，技术创新具有一定程度的不确定性，使其显著性发生变化；其他变量与前文的估计结果基本一致，只有具体数值发生轻微变化，这表明前文的实证结果是稳健的。

表6 稳健性检验

注：***代表1%水平上的统计的显著性。

4 结论及启示

从全国数据来看，互联网+对制造业升级具有显著的正向促进作用；而从东、中、西部地区的结果来看，由于地区间的差异性，东部地区互联网+会显著促进制造业升级，而中部地区这一促进作用则不显著，在西部地区则表现为并不显著的阻碍作用。

本文的启示在于，提高制造业生产过程中信息技术的投入，对互联网+制造业升级具有重要意义。可通过信息技术的引进、融合和扩散，实现与传统制造业的融合，逐步建立互联网创新平台，在降低生产成本的同时，以技术创新为契机发展中高端制造业，实现由要素驱动向创新驱动的转变，从而促进制造业升级；信息产业是互联网+背景下制造业升级的基础，要大力发展信息产业，为制造业发展提供先进的信息技术；不同区域的产业要进行合理分工，以保证产业的梯度转移，实现区域产业优势互补、协调发展；为避免产业转移带来的产业空心化问题，发达地区应加大中高端制造业中互联网技术的引入，提高劳动生产率加大中高端制造业的投入，促进本地区制造业升级；构建以企业为中心的产学研相结合的科技创新体系，培养高技术人才，填补制造业的“技工荒”。

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(责任编辑 沈蓉)

The Mechanism and Measure of Manufacturing Upgrading in the Context of Internet Plus

Ji Yujun，Zhang Yanyan

(School of Economics，Ocean University of China，Qingdao 266100，China)

Based on interpreting mechanism of manufacturing upgrading in the context of Internet Plus，this paper uses Chinese provincial panel data to analyze the influence of Internet Plus on manufacturing upgrading.In general，the results show that Internet Plus has significant and positive effect on manufacturing upgrading.And because of the difference of regional development in China，the facilitating effect of Internet Plus on manufacturing upgrading in the east region is significant，while the promoting effect is not evident in the central and western areas.Therefore，in order to achieve manufacturing upgrading in the context of Internet Plus，the government should encourage the convergence between Internet Plus and manufacturing，and implement differential policy in different regions.

Internet Plus；Manufacturing upgrading；Mechanism；Measure

山东省人文社会课题“服务业集聚、对外开放水平与地区经济增长”(15-ZX-LT-09)。

2016-05-23

纪玉俊(1975-)，男，山东青岛人，博士，中国海洋大学经济学院副教授；研究方向：产业经济。

F204

A