中國工業機器人在全球價值鏈的地位及變化趨勢

董桂才

(安徽財經大學國際經濟貿易學院，安徽　蚌埠　233030)

?

中國工業機器人在全球價值鏈的地位及變化趨勢

董桂才

(安徽財經大學國際經濟貿易學院，安徽蚌埠233030)

摘要：以低要素成本嵌入全球價值鏈，是中國許多產業快速擴張的成功經驗，但同時也帶來低端鎖定的風險。本文采用Kaplinsky升級指數和出口技術復雜度指數等方法，對中國工業機器人產業在全球價值鏈當中的真實地位及其變化趨勢進行研究，測算結果顯示：盡管中國工業機器人出口產品在不斷升級，出口技術復雜度指數也在不斷上升，但與發達國家相比，仍處于全球價值鏈的低端位置。本文的研究結果認為，中國工業機器人產業應借鑒韓國的成功經驗，在以低要素成本優勢為依托成功嵌入全球價值鏈體系之后，及時轉向以規模經濟優勢為依托，進行重點研發和突破，最終實現向全球價值鏈高端爬升的目標。

關鍵詞：工業機器人；全球價值鏈；Kaplinsky升級指數；出口技術復雜度

1引言

在產業快速發展的關鍵時期，業內人士卻對國內機器人產業能否抓住未來10年的機會窗口產生普遍質疑。這種質疑的主要理由就是：中國工業機器人產業在以勞動力成本優勢成功嵌入全球價值鏈體系之后，在獲得快速發展的同時，也面臨著產品質量和關鍵零部件的進口制約，進而削弱了國產機器人的競爭力[1]。從全球價值鏈來說，整個機器人價值鏈主要分為上游關鍵零部件、中游設備制造廠和下游行業應用三大塊，目前國內企業的現狀是：主要集中為下游系統集成商，而價值鏈上游無核心零部件制造商支撐，關鍵零部件方面仍遠遠落后于外企，因此長期受制于人[2]。正由于此，在本土生產的工業機器人原材料成本構成中，進口的減速機占據40%，伺服電機占據30%，控制器占據15%，其他占據15%，大部分利潤都被掌握核心技術的國外企業拿去。從技術力量來說，中國每年申請機器人技術相關專利、發表機器人技術相關學術論文居世界首位，但核心技術研究卻大幅落后[3]。以RV減速器為例，中國申請人申請的專利僅26件，且有效專利僅有13件，發明專利只有2件；而國外申請人在華申請了專利47件，其中有效的26件全部是發明專利。正是由于關鍵零部件難以自主，內資品牌利潤被擠壓，加劇競爭更多只會帶來價格戰，尤其是在中小企業之間的火拼，目前，內資、外資企業生產能力、市場競爭力差距甚遠，外資機器人品牌占中國70%的市場份額[4]。

機器人產業是制造業數字化革命的代表性產業，是第三次工業革命典型的主導產業，也是中國列入未來重點發展搶占全球價值鏈制高點的戰略性新興產業。因此從全球價值鏈的角度研究中國機器人產業在國際價值鏈中的地位及其變化趨勢，可以揭示中國機器人產業發展面臨的主要挑戰，對促進中國機器人產業健康發展，力爭使中國成為站在機器人肩膀上的國家，具有重要的理論和現實意義。

2研究方法與數據

2.1全球價值鏈中產品升級或降級的Kaplinsky指數

在全球化時代企業的競爭可以用“追、趕、跑、跳、碰”五個字來形容。有競爭力的企業不斷往上追，準備隨時趕上領先企業，其追趕的“有力武器”就是不斷升級的新產品，業績表現為市場份額的上升。領先企業不斷往前跑，以保持領先距離，碰到障礙或技術瓶頸就要想方設法跳躍過去，其保持市場領先的“殺手锏”通常也是不斷升級的新產品。當領先企業暫時無法克服產品升級道路上的技術障礙時，整個行業的最新產品升級也就隨之暫時停滯，此時領先企業為了保持或體現其競爭優勢，會轉過身來與后進企業展開硬碰硬的價格競爭以爭奪市場份額，直至有企業取得技術突破研發出新產品，然后開展新一輪的產品升級競賽。正是從這一邏輯出發，Kaplinsky和Readman認為，要準確判斷某一產品是否升級，需要從兩個維度進行評價：一是產品相對價格；二是產品市場份額[5]。兩個維度交叉評價的結果見表1。

表1　Kaplinsky和Readman對產品升級或降級的判斷方法

(1)

(2)

(2)單一產品出口價格及其變化。判斷產品是否升級的另一個維度是出口產品價格。在國際市場存在多種差異產品的情況下，準確衡量某一產品在全球價值鏈中所處地位的指標，首選應該是相對價格，即相對于世界該類產品的平均價格的價格，而不應該是絕對價格。本文定義i國k產品國際市場的相對價格為：

(3)

在定義i國k產品出口相對價格的基礎上，很容易得出該產品相對價格的變化率：

(4)

(3)多產品情況下產品升級的Kaplinsky指數。如果某產業總共有K種相似的差異產品，那么該產業出口的Kaplinsky升級指數的表達形式為：

(5)

同理，i國K種產品從t期到t+n期的Kaplinsky降級指數的表達形式為：

(6)

式中，Kaplinsky降級指數的實質是i國某種產業K種產品中出口份額和出口價格同時下降產品的出口額占該產業出口總額的比重，其變化范圍也是[0,1]。

2.2全球價值鏈地位指數

全球價值鏈地位指數(Global Value Chain,GVC)是用來衡量一國企業參與全球價值鏈地位高低程度的測度指標。目前測度全球價值鏈地位指數的方法有多種，但計算相對簡單采用較多的方法主要有如下兩種：一是用一國出口產品的技術復雜度來衡量[6]；二是通過考察中間品出口單價的高低來判斷一國在全球價值鏈中的地位[7-8]。為了全面客觀地分析中國工業機器人在全球價值鏈中的地位，本文分別用這兩種方法進行測定。

(1)出口產品技術復雜度指數(ESI)。使用出口產品技術復雜度指數測定一國去全球價值鏈中的地位，需要首先計算單一產品的技術含量，產品技術含量的計算公式為：

(7)

在式(7)的基礎上，就可以進一步測定一國某產業的出口技術復雜度指數，即：

(8)

式(8)假定一國某產業共有K種相似產品，那么以每一種產品的出口份額為權數對其技術含量進行加權平均，即為該產業出口產品技術復雜度指數。

(2)中間品出口單價指數。用中間品出口單價指數來衡量一國某產業在全球價值鏈中的地位，其計算公式為：

(9)

2.3產品分類與數據來源

在HS2002編碼體系中，工業機器人主要分布在如下7類六位數編碼的商品中：842489(噴涂機器人)，842890(搬運機器人)，847950(多功能機器人和機器人末端操縱裝置)，848640(IC工廠專用自動搬運機器人)，851521(汽車生產線電阻機器人和其他電阻焊接機器人)，851531(電弧包括等離子弧焊接機器人)，851580(汽車生產線激光焊接機器人和其他焊接機器人)。

計算工業機器人Kaplinsky指數的數據與全球價值鏈地位指數數據都來自聯合國商品貿易統計數據庫。具體來說，計算過程中如果需要用到單一產品的出口額或出口數量時，采用HS2002六位數編碼體系在聯合國商品貿易統計數據庫中查詢，該查詢結果既包括出口金額也包括出口數量，因此可以估計出口平均價格；計算過程中需要用到工業機器人整個產業的相關數據時，則把上述7大類六位數編碼的產品數據進行匯總。

3中國工業機器人產品升級與GVC地位測算結果

3.1中國工業機器人產品升級測算結果

使用Kaplinsky指數計算的中國工業機器人升級和降級情況列于表2。為了進行國際比較，表中還列出了世界主要機器人生產強國的升級指數。考慮到本文只收集了2004—2013年共9年的數據，所以把它們平均分成三個時間段來分別進行分析，即以2004年、2007年和2010年為基期，分別分析2007年、2010年和2013年中國工業機器人出口產品升級狀況。這種時間段劃分的一個優點是回避了2008年國際金融危機對工業機器人生產和貿易的暫時沖擊，進而導致的數據可比性問題。國際機器人聯合會(IFR，2015)的統計數據顯示，2007年世界工業機器人安裝量達到11.9萬臺，而由于受金融危機的影響，2008年和2009年分別下降到11.8萬臺和0.6萬臺；2010年又恢復到12萬臺。如果以2008年或者以2009年為基期進行分析，有可能會高估或低估中國工業機器人在全球價值鏈中的地位，所以為了回避國際金融危機導致的數據可比性問題，本文作了上述時間段的劃分。

從表2中可以看出，2004—2013年的三個時間段內中國工業機器人的升級比重不斷上升，分別為5%、8%和13%。而其他四個國家的產品升級比重一般都高于10%，其中德國和韓國在某些年份的產品升級比重則高達20%左右。因此，從總體上看中國工業機器人產品升級形勢不容樂觀。但是值得欣慰的是2010—2013年期間中國工業機器人迎來了黃金時期，產品升級比重達到13%；與其他四國在產品升級比重上的差距已經不大，其原因可能是中國用工成本的上升刺激了工業機器人的推廣應用和研發，進而推動產品升級。

表2　2004—2013年中國與世界主要國家工業

資料來源：根據聯合國商品貿易統計數據庫數據計算，升降級比重根據公式(5)和(6)計算。

進一步的分析顯示，2010—2013年中國工業機器人升級產品主要是多功能機器人(HS847950)和汽車生產線電阻焊接機器人以及其他電阻焊接機器人(HS851521)，兩者的出口份額分別為7%和6%。同一時期出現降級的產品是噴涂機器人(HS842489)，出口份額為3%。

中國工業機器人產品降級比重在這五個國家當中并不算高，2010—2013年工業機器人產品降級比重為3%，僅高于日本的2%，低于其他三個國家的降級比重。其原因在于中國工業機器人出口價格(代表產品價值和質量)雖然沒有上升甚至還有所下降，但是出口數量和國際市場占有率上升很快。根據Kaplinsky指數對產品升級的定義，這種情況既不能確定是產品升級也不能確定為產品降級。

3.2中國工業機器人GVC地位測算結果

使用出口產品技術復雜度指數測算的中國工業機器人GVC地位結果列于表3。從中可以看出，2004—2013年中國工業機器人出口技術復雜度在不斷提高，只在2008年國際金融危機期間有小幅下滑，說明中國工業機器人出口技術內涵在不斷優化。當然，僅從出口技術復雜度本身的變化還不足以說明中國工業機器人在全球價值鏈中的地位，這是因為，一方面根據公式(7)和公式(8)的計算方法，即使出口結構沒有變化，僅僅因為人均GDP的提高就會提高中國工業機器人出口技術復雜度指數；另一方面，在中國工業機器人出口技術復雜度提高的同時，其他國家的技術復雜度或許也在提高，而全球價值鏈的地位本質上是與對象國的比較。因此，本文同時計算了美國、德國、日本和韓國工業機器人出口技術復雜度指數，以便于在國際比較中更全面地認識中國工業機器人在全球價值鏈中地位，計算結果也列于表3。在國際比較中，可以清晰地看出，盡管中國工業機器人出口技術復雜度指數在不斷上升，但是與其他四個主要機器人出口強國相比，中國工業機器人在國際價值鏈中的地位還存在相當差距，特別是與德國和日本的差距相當大，當然中國在逐漸接近韓國的地位。

使用出口中間品單價指數測算的中國工業機器人GVC地位結果列于表4。總體上，由于中國參與全球垂直專業化分工的方式是出口低價中間品，進口高價中間品，因此中國工業機器人與發達國家相比，仍處于價值鏈的低端位置。另外，表4的數據顯示德國和日本占據工業機器人價值鏈的高端，其次是美國和韓國。從發展趨勢上看，中國工業機器人參與全球價值鏈的地位在不斷提高，但仍然與發達國家有巨大差距。

表3　2004—2013年中國與世界主要國家工業機器人出口技術復雜度指數

資料來源：利用聯合國商品貿易統計數據庫數據運用公式(7)和公式(8)進行計算的結果。

表4　2004—2013年中國與世界主要國家工業機器人中間品出口單價指數

資料來源：利用聯合國商品貿易統計數據庫數據使用公式(9)進行計算的結果。

聯合國商品貿易統計數據庫數據顯示2013年日本和德國工業機器人及其零部件出口額分別為20.56和20.41億美元，國際市場占有率分別為21.53%和21.37%。而美國工業機器人及其零部件出口額與國際市場占有率僅為6.59億美元和6.9%。但是表4的數據表明，美國工業機器人中間品出口單價指數卻高于日本和德國，說明美國在工業機器人全球價值鏈中占據頂端位置。

表4的工業機器人中間品出口單價指數是一種綜合分析，這種綜合指數可能掩蓋了內部結構問題。為了進一步分析中國7大類工業機器人中間品在全球價值鏈上的地位，本文又計算了每一類中間品的出口相對價格(出口單價除以世界平均價格)。圖1和圖2分別是2004年和2013年中國、美國、德國、日本和韓國7大類工業機器人中間品出口相對價格，橫軸是7大類工業機器人的HS2002六位數編碼，縱軸是它們的相對價格。

圖1的信息顯示，2004年中國7大類工業機器人中間產品，只有847950類產品(多功能機器人和機器人末端操縱裝置)的出口相對價格指數達到1.03，即勉強高于世界平均價格；另有851531類產品和851580類產品出口價格接近世界平均出口價格，即出口相對價格指數接近于1。其他4大類產品出口價格都低于世界平均出口價格；尤其以851521類產品出口相對價格指數最低，與世界平均出口價格差距最大。

圖2的信息顯示，2013年中國847950類產品出口單價剛剛超過世界平均出口價格，而842489類產品、842890類產品、851531類產品和851580類產品的出口價格都接近世界平均出口價格；只有848640類產品和851521類產品出口價格與世界平均出口價格還存在相當差距。也就是說，從出口相對價格指數的角度看，中國工業機器人中間產品已經接近世界平均價格，即處于全球價值鏈的平均水平。

綜合圖1和圖2的信息，可以發現中國在847950類產品和851531類產品的出口價格上，已經接近某些發達國家的水平，比如2013年中國847950類產品出口價格接近韓國、日本和美國的出口價格；在851531類產品上，中國出口價格已接近美國和德國的水平。但是不管是2004年(見圖1)還是2013年(見圖2)，中國在851521類產品的出口上，與發達國家的差距都是最大的。

比較而言美國在851580類產品上表現突出，2004年其出口價格是世界同類產品平均價格的4倍，2013年更是達到10倍。德國的842489類產品和842890類產品處于全球價值鏈的頂端，在851521類產品在全球價值鏈中的地位也較高。整體而言，日本在848640類產品和851531類產品的生產上處于全球價值鏈的頂端，但領先幅度并不大，但日本另5大類工業機器人中間品在全球價值鏈中的地位，與美國、德國和韓國相比，都處于中上位置，說明日本工業機器人整體實力較強，無愧于其世界第二大工業機器人出口國的地位。

值得注意的是，韓國851521類產品在全球價值鏈中的地位獨領風騷，其出口價格是世界同類產品出口平均價格的4～5倍，說明韓國憑借其國內汽車工業的發展，在汽車生產線電阻機器人和其他電阻焊接機器人生產方面，成功突破了發達國家的技術壟斷，占據了全球價值鏈的高端位置。這一點尤其值得中國學習和借鑒。

圖1　2004年各國工業機器人中間品出口相對價格

4結論與建議

本文采用Kaplinsky升級指數分析了中國工業機器人產業的升級和降級情況，并使用出口技術復雜度指數和中間品出口單價指數測算了中國工業機器人在全球價值鏈中的地位。研究結果顯示：第一，2010—2013年中國工業機器人有13%的出口產品實現了產品升級，而只有3%的產品出現產品降級，與其他工業機器人生產強國相比，成績比上不足比下有余。第二，出口產品技術復雜度指數的測算結果顯示，中國工業機器人出口產品技術復雜度仍低于美國、德國、日本和韓國，說明中國工業機器人仍處于全球價值鏈的低端位置。第三，中間品出口單價指數的測算結果表明，中國工業機器人中間品出口價格低于世界平均出口價格，與發達國家相比還有很大差距。第四，中國7大類工業機器人產品在全球價值鏈中的地位并不完全相同，相對而言中國多功能機器人和機器人末端操縱裝置、電弧包括等離子弧焊接機器人、汽車生產線激光焊接機器人和其他焊接機器人等3大類產品與世界平均價格水平差距相對較小。第

五，韓國工業機器人尤其是汽車生產線電阻機器人和其他電阻焊接機器人在全球價值鏈中的地位表現突出。

參與全球垂直分工體系是改革開放以來中國制造業迅速發展的成功經驗，然而以低要素成優勢嵌入工業機器人全球價值鏈之中，面臨低端鎖定的風險。因此，如何在成功嵌入全球價值鏈之后不斷從低端向高端升級，是中國工業機器人產業必須解決的重要問題。這方面韓國的成功經驗對中國具有重要的借鑒作用。在20世紀70年代韓國以勞動力成本優勢融入國際分工體系之后，又憑借戰略性貿易政策成功實現從勞動密集型產業到資本密集型產業的升級，進入21世紀之后韓國以國內資本密集型工業特別是汽車工業對工業機器人的巨大市場需求為依托，重點發展汽車生產線電阻機器人，本文的研究顯示2004年和2013年韓國汽車生產線電阻機器人出口價格是世界平均價格的4～5倍，處于全球價值鏈的頂端位置。因此，中國工業機器人在以低要素成本優勢為依托成功嵌入全球價值鏈體系之后，應充分利用中國剛剛成為全球最大的工業機器人市場的歷史機遇，及時轉向以規模經濟優勢為依托，選擇國內市場規模較大前景較好的工業機器人，進行重點研發和突破，最終實現向全球價值鏈高端爬升的目標。

參考文獻：

[1]賈根良.迎接第三次工業革命的關鍵在于發展模式的革命[J].經濟理論與經濟管理，2013(5)：13-22.

[2]姚之駒,陳丹，趙軍平.我國工業機器人須完善產業鏈體系[J].中國戰略新興產業，2014(11)：52-53.

[3]李宇劍,巢明.我國工業機器人產業現狀與發展戰略探討[J].制造業自動化，2010(15)：106-108.

[4]陳愛珍.2008.日本工業機器人的發展歷史及現狀[J].機械工程師，2008(7)：8-10.

[5]KAPLINSKY R，README J.Globalization and upgrading：what can be learnt from international trade statistics in the wood furniture sector[J].Industrial and Corporate Change,2005,14(4).

[6]HAUSMANN R,HUANG Y,RODRIK D.What you export matters[j].Journal of economic growth，2005，12(1).

[7]GREEAWAY D，HINE R,MILNER C.Vertical and horizontal intra-industry trade：a cross industry analysis for the UK[J].The Economic Journal,2005,105(3).

[8]胡昭玲，宋佳.基于出口價格的中國國際分工地位研究[J].國際貿易問題,2013(3):15-25.

(責任編輯劉傳忠)

The Position and Trend of China’s Robot in Global Value Chain

Dong Guicai

(School of International Economics and Trade,Anhui University of Finance and Economics,Bengbu 233030,China)

Abstract：In this paper,Kaplinsky Upgrade Index and the Export Technical Complexity Index are calculated to demonstrate the upgrading trend and the current position of China’s robot in the global value chain.Firstly,there were 13% of China’s exported robot upgraded,and the other 3% of products degraded from 2010 to 2013.Secondly,although China’s Export Technical Complexity Index of robots is on the rise, it is still lower than the indexes of the United States and South Korea,indicating that China’s robots are still at the low-end of the global value chain.Thirdly,in terms of the export price index,the intermediate goods of China’s robots are still remained at the relative low-end compared with the developed countries.Fourthly,the positions in the global value chain of the 7 categories of China’s robots are different,and 3 categories including multifunction robots are higher than the others.Fifthly,the South Korea’s robots are outstanding in the global value chain,especially the electrical resistor robot for auto line.China’s robots industry should learn from the successful experience of South Korea,after successfully embedding the global value chain system relying on the low-cost advantages,timely shifting to advantage of scale economy,and ultimately climbing to the high end value chain.

Key words:Industrial robot;The global value chain;The Kaplinsky upgrade index;The export technical complexity index

中圖分類號:F752.62

文獻標識碼:A

作者簡介：董桂才(1972-)，男，安徽臨泉人，安徽財經大學國際經濟貿易學院副教授；研究方向：國際貿易理論與政策。

收稿日期：2015-07-08

基金項目：安徽省哲學社會科學規劃項目“基于地區差異的擴大安徽出口貿易發展的對策研究”(AHSK11-12D14)。