基于五大空間布局的裝備制造業技術效率評價與測度

童紀新，徐 倩，李 瑩

(1.河海大學商學院，江蘇 南京 211100；2.中南財經政法大學，湖北 武漢 430073)

裝備制造業是工業的核心部分，國民經濟的動力引擎，與國家安全和富強密切相關，目前國內外重新掀起了裝備制造業的發展熱潮。 《中國裝備制造業發展報告(2016)》[1]顯示，2015年中國裝備制造業整體規模趨穩，處于中高速增長期，須抓住 《裝備制造業標準化和質量提升規劃》 《中國制造2025》等發展機遇，爭取實現裝備制造業新跨越。由于地理位置、經濟實力和產業政策等方面不同，裝備制造業區域發展不平衡，呈現新的空間布局。根據裝備制造業產業集聚和五大城市群分布特點的相關研究，典型觀點是中國已初步形成五大裝備制造業 “熱點”區域，主要是東北、環渤海、長三角、珠三角和中西部地區(見表1)[2]；裝備制造業集聚度較高的省份主要集中在長三角地區、珠三角地區、環渤海地區等經濟發達地區[3]。中西部產業集聚程度較低，區域間發展不平衡。明晰裝備制造業發展效率的空間布局，充分發揮區域優勢，對未來中國裝備制造業的梯度轉移和相關政策的制定具有重要參考意義。

表1 代表性裝備制造業五大空間布局

注：括號內數字為2015年五大區域裝備制造業的產值占比。

1 研究現狀

隨著裝備制造業大熱潮的掀起，學者對裝備制造業技術效率的研究與日俱增。本文結合裝備制造業的特點，構建效率評價指標體系，利用DEA模型評價中國裝備制造業的生產效率，并實證分析裝備制造業技術效率的影響因素[4-7]。各行業都具有明顯的集聚特征和差異性，綜合技術效率一致都有先增后降的趨勢[8-11]。

在研究裝備制造業的地域分布方面，大部分學者從典型的東中西三個區域入手。本文對地區裝備制造業生產效率進行實證研究，發現東部沿海地區裝備制造業生產效率水平較高， “東強中西弱”的格局依舊存在[12-13]。牛澤東等[14]運用隨機前沿模型，證實區域裝備制造業的技術創新效率表現為中部>東部>西部。唐曉華等[15]利用 SBM 超效率模型分析裝備制造業全要素生產率的時空分布特征，表明東部全要素生產率遠超過中西部地區，中西部增速明顯加快，東部地區出現下降趨勢。劉靖宇等[16]利用計算變異系數比較分析裝備制造業效率空間差異，指明東西部地區間差距遠大于東中部地區，中西部地區間差距最小，但是均有逐年減小的趨勢。逄紅梅[17]比較分析專用設備制造業發展的空間差異，用綜合技術效率分別與全國均值和地區裝備制造業技術效率做差值，認為東部地區是 “雙低型”，中部地區是 “雙高型”，西部地區發展差異不大。

本文基于不同經濟基礎的省份所形成的五大裝備制造業 “熱點”區域視角，納入新空間因素，利用多年份數據分析裝備制造業技術效率的動態變化，指明不同區域裝備制造業效率發展差異和制約因素，揭示該現狀的深層次成因，以期更好地促進裝備制造業的快速成長。

2 研究方法、數據與指標

2.1 研究方法

本研究采用 Fried[18]、Avkiran[19]提出的三階段DEA模型。

第一階段：傳統的DEA-BCC投入導向模型。使用Deap 2.1軟件解決如下問題：

min[θ-ε(s-+s+)]

(1)

式中，i=1,2,,n;j=1,2,,m;r=1,2,,s;xij(j=1,2,,m)是投入變量，yij(r=1,2,,s)是產出變量，θ為決策單元效率值。最終結果值是綜合技術效率(TE)，具體分解為純技術效率 (PTE)和規模效率(SE)，即TE=SE×PTE。PTE是指由于技術與管理等方面影響效率，SE是指企業運營規模方面影響效率。

第二階段：SFA方法，使用Frontier4.1軟件。構建SFA模型來剔除環境變量和隨機誤差的影響進行回歸分析，模型的構建如下：

sik=fi(zk;βi)+vik+uik

(2)

根據SFA模型的回歸結果調整DMU的投入量，公式如下：

(3)

第三階段：將調整后的投入變量再做DEA測算，得出調整到相同的客觀條件后所有決策單元的裝備制造業技術效率值。

2.2 研究對象與指標選取

本文研究范圍是五大區域18個省份，時間跨度為2011—2015年(2011 年規模以上工業企業口徑由500萬調整為2000萬，為了保持統計口徑一致，選取2011—2015年數據。)；統計對象是包含7個子行業的裝備制造業規模以上工業企業數據加總(依據國民經濟行業的具體分類，裝備制造業主要分為7個行業：金屬制品業；通用設備制造業；專用設備制造業；交通運輸設備制造業；電氣機械和器材制造業；計算機、通信和其他電子設備制造業以及儀器儀表制造業)；數據來源于2011—2015年各省份的統計年鑒。其中有關貨幣計量的指標均折算成2006年不變價，以消除價格帶來的影響。借鑒關于效率評價指標的現有研究，本文測算裝備制造業技術效率使用的指標主要包括投入產出指標和外部環境指標。

(1)投入產出指標。對于產出指標，目前大多數學者用工業總產值或工業增加值作代表。與工業增加值相比，工業總產值能夠全面反映一個行業的規模，并且將中間產品的價值也算入產出內，因此選擇裝備制造業的工業總產值能更好地衡量產出水平；同時主營業務收入和利潤總額可以測算一個行業的生產運營狀況，因此用以上三個產出指標來代表裝備制造業的整體生產水平和盈利能力。對于投入指標來說，資本與勞動投入是產業發展中的基本要素。考慮到數據的可獲得性，用各年份裝備制造業全部從業人員年平均數來代表勞動投入；固定資產和流動資產為資本投入量，兩者可以反映出產業硬件設施和原材料、燃料等中間要素的投入情況[4-7，10-16]。

(2)外部環境指標。楊汝岱[20]指出，制造業生產率增長的主要來源是企業成長，其增長的空間目前在不斷縮小。中國裝備制造業規模經濟性強，在一定程度上規模大小會影響企業人才、資金等要素的配置效率[14]。因此在環境變量的選取上首先偏向企業層面，用各地區裝備制造業的總產值與企業數之比來衡量企業規模。政府支持水平、對外開放程度均對裝備制造業投入有顯著影響，政府的統籌協調與對外合作的相互作用能有效推動裝備制造業的持續快速發展和國際競爭力的提升[12]。借鑒已有研究，用各省大中型工業企業科技活動經費籌集總額中的政府資金占比來衡量政府支持力度。對外開放水平則用各地區進出口總額與總產值的比重來衡量，反映地區間外開放程度的差異。

3 三階段DEA模型實證分析

3.1 第一階段效率測算結果分析

利用Deap2.1軟件計算得到2011—2015年五大區域18個省份的裝備制造業初始運營績效，結果見表2。從區域層面上看，五大區域平均綜合效率為0.810，純技術效率和規模效率均值分別為0.902、0.903；2011—2015年均增長0.492%，整體呈穩定上升趨勢，其中增長最快的地區是中西部，增速達1.446%，主要是純技術效率1.654%的提升。其次是環渤海地區，但純技術效率一直低于規模效率，表明地區高效型裝備制造業在一定程度上是依靠規模的不斷擴大；珠三角地區綜合效率因為純技術效率的拉動整體維持高水平；長三角和東北地區裝備制造業技術效率增速分別受規模效率與純技術效率回落的影響呈負增長，表明不同區域裝備制造業技術效率和內在影響因素都存在差異。總體表明，近年來隨著國家政策紅利的覆蓋和制造業往中西部遷移，沿海地區裝備制造業技術效率小幅下降，而中西部效率上升較快。綜合效率值按照珠三角、環渤海、長三角、東北、中西部的順序依次降低；其中珠三角、環渤海和長三角區域裝備制造業綜合效率高于均值，而東北和中西部區域低于均值，證實裝備制造業的綜合技術效率與地區經濟實力有一定的相關性。

表2 2010—2015年五大區域裝備制造業效率比較

注：括號內數字代表區域效率值排名。

從省際層面來看，18個省份裝備制造業的技術效率有較大差異。2015年有6個省份綜合效率值為1，分別是天津、山東(環渤海)、吉林(東北)、廣東(珠三角)、江西、重慶(中西部)，其他12個省份分別在純技術效率、規模效率上有不同程度的提升空間。2011—2015年僅有吉林和江西5年綜合效率均值達1，其他16個省份均不處于技術前沿面，說明整體裝備制造發展仍有很大潛力。其中技術效率最高的是山東 (0.998)，這與政府扶持和市場環境密切相關。山西 (0.439)和陜西 (0.549)效率最低,規模因素是導致兩省綜合效率偏低的主要原因。在5年考察期間，四川和天津的裝備制造業綜合效率增長最快，達3.98%和3.9%，這是因為湖北省積極實施 “制造強省”戰略；天津得益于優越的地理位置和政府的高度重視。反觀上海市裝備制造業綜合效率下降幅度高達4.94%，其背后原因是整體經濟增速放緩和裝備制造業結構的優化阻礙了裝備制造企業發展空間和速度(見表3)。

表3 2010—2015年18個省份裝備制造業綜合效率 (TE)比較

注：數據由Deap2.1軟件運行結構整理而得。

3.2 第二階段估計結果分析

用第一階段分析結果中3個投入松弛變量作被解釋變量，將企業規模、政府支持力度和對外開放水平作解釋變量進行SFA回歸，結果見表4。

表4 SFA回歸分析結果

根據回歸結果，2011—2015年企業規模對固定資產、流動資產和全部從業人員項投入冗余量均呈負向作用，說明企業規模的擴大有利于減少資金和人員的投入冗余量。從圖1可知，在經濟較發達地區企業規模對裝備制造業技術效率作用明顯，例如珠三角地區裝備制造企業規模最大(3.7%)，裝備制造業技術效率值最高(1.00)。這說明裝備制造業的發展具有一定的規模經濟性，企業規模的擴大，能促進資源整合和降低生產成本；同時企業能進行更優的投資和組織方式，進而促進裝備制造業技術效率的提升，這一結果與牛澤東等的研究結果一致。

圖1 2015年五大區域裝備制造業綜合效率值與外部環境指標情況

政府支持力度對固定資產和全部從業人員負相關，說明政府支持在一定程度上可以促進固定資產和人員得到充分利用。2015年政府政策與財政支持更偏向于中部地區(22.48%)，同時中部裝備制造業技術效率增速高達1.446%。兩者說明政府支持力度對經濟欠發達地區裝備制造業發展影響大，因為該行業企業多數是國有企業，運營活動對國家相關政策較為敏感。但在2012—2015年政府支持力度對流動資產冗余量的影響系數為正，說明在一定程度上政府財政支出對企業內部流動資金存在 “擠出效應”[12]，體現在經濟發達地區通過兩者分別對生產要素的競爭，使資源供過于求，從而間接增加企業流動資金冗余量。

對外開放程度對固定資產顯著負相關，隨著行業對引進國外資金和先進技術能力的提升，企業不斷擴大基礎建設，使企業固定資產冗余減少。這反映在珠三角和長三角地區對外開放程度與技術效率值呈 “雙高”，而東北地區屬 “雙低”。但對外開放程度對2012—2015年流動資產和2013—2014年從業人員冗余量正相關，因為目前中國裝備制造業還不完全屬于人才和技術密集型產業，很多企業的發展主要是依靠勞動力來加工產品，在短期內會導致資源誤置和浪費、抑制企業的運營狀況，因此會使效率有所回落。

綜上所述，不同區域裝備制造業技術效率的外在影響因素存在差異。對于裝備制造業技術效率較高的省份主要集中在長三角地區、珠三角地區、環渤海地區等經濟發達地區，其中企業規模和對外開放程度對效率影響最為顯著；而中西部和東北部地區裝備制造業發展對政府政策最為敏感，這是因為經濟欠發達地區的市場效應還沒達到 “峰值”。

3.3 第三階段效率測度結果分析

將第二階段調整后的投入變量再次進行DEA分析，具體結果如表3所示。較第一階段有如下變化：剔除環境因素影響后，區域裝備制造業平均綜合效率由調整前的0.492%下降到實際年均0.4%的增長，主要是因為規模效率0.24%的下降。在區域方面，東北地區變化最為明顯，效率值被高估，整體波動程度大；其他地區效率值基本不變。5大區域技術效率呈珠三角>環渤海>長三角>中西部>東北的格局。可以發現中西部趕超東北地區，主要原因是東北地區裝備制造業大部分都是傳統產業，對外開放質量不高，因此企業在體制方面未能有效地適應經濟發展方式的轉變。但在2011—2015年，東北地區增速遠高于中西部，成發最快的區域，高達3.5%。是因為政府對振興東北政策的逐步實施，有效改善了地區裝備制造產業的低效率運營狀況，這也說明了政府支持力度對低效率地區裝備制造業作用較大；僅有長三角地區裝備制造業綜合效率呈負增長，主要是長三角制造業正處于重要轉型時期，存在空心化的趨勢，之前依靠規模拉動效率提升的方式急需轉變，都直接制約了區域裝備制造業發展規模和速度。

從具體省份增速看，變化最明顯的是黑龍江省，從0.39%的負增長上升到10.82%，主要體現在規模效率大幅波動上升，說明企業規模和組織方式是黑龍江裝備制造業快速發展的 “瓶頸”；僅有河北、山西和陜西增長率有所提升，大部分省份裝備制造業技術效率的增速受外部環境影響被高估(見表3)。從圖2可以看出，除了單個省份組成的珠三角地區外，環渤海區域內具體省份差距最小，河北省成區域內 “短板”；浙江省低效型裝備制造業制約了長三角區域的綜合水平；東北和中西部省份內差異大，整體效率水平分別受黑龍江和山西省的制約。18個省份中有1/2存在SE>PTE，表明我國裝備制造業 “大而不強”的現象依舊存在；而由純技術拉動效率提升的典型代表主要是山東、上海和江蘇等個別省份；并且區域間規模效率差異明顯大于純技術效率差異，因此縮減規模效率差距有利于中國裝備制造業綜合效率的提升。

圖2 2011—2015年五大區域18個省份裝備制造業PTE和SE效率值對比

4 結論及建議

采用三階段DEA方法綜合考察了中國2011—2015年5大 “熱點”區域18個省份裝備制造業技術效率的區域差異和動態發展，以及外部環境因素對區域裝備制造業技術效率的影響，主要結論如下:①5大區域裝備制造業技術效率值呈現珠三角(0.928)、環渤海(0.895)、長三角(0.791)、東北(0.770)、中西部(0.749)依次下降的格局，在一定程度上證實裝備制造業的發展與區域經濟基礎正相關；②區域間規模效率差異明顯大于純技術效率差異，縮減規模效率差距是提升中國裝備制造業綜合效率的關鍵；③區域內省份差距最小的是環渤海地區，最大的是東北地區。2015年18個省份中僅有天津與山東、吉林、廣東和江西5個省份綜合效率有效，其余省份分別在純技術效率和規模效率上存在提升空間；④企業規模、政府支持力度和對外開放水平是影響區域裝備制造業技術效率的關鍵因素，反映為珠三角、環渤海和長三角地區裝備制造業的企業規模和對外開放程度對技術效率的正向影響最為顯著；而政府支持力度是中西部和東北地區裝備制造業發展的關鍵。通過以上分析，具體可以從以下三方面提出對策與建議。

從企業層面，裝備制造企業具有很強的規模經濟性，因此首先需要擴大企業生產規模，提高規模效率，實現資源的有效配置和交易成本的降低，從而達到規模最大化。具體可以從加強企業間相互合作、實現優勢互補、鼓勵形成產業集群、發揮規模效應等途徑入手[11]。從以上分析得出長三角、東北和珠三角區域整體都呈現純技術效率大于規模效率，尤其是長三角區域近5年裝備制造業效率呈現負增長，規模因素將會成為制約裝備制造業綜合技術效率提升的主要 “瓶頸”，因此首先需要擴大企業規模。

從政府層面，主要是營造良好的市場環境，實現資源在區域內和區域間自由流動，因地制宜實施產業發展戰略，實現區域均衡發展，帶動整體技術效率水平提高[20]。根據上述分析結果，可知東北和中西部地區裝備制造業技術效率是近5年增速最快的地區，很大程度上得益于國家政策紅利。因此各級政府應抓住區域裝備產業空間布局特點，從資源和市場環境等方面入手，為裝備制造業的發展提供強有力支持。

從外部環境層面，提高對外開放的質量，引進技術與知識。各地區要充分發揮區域特色地理位置優勢，大力發展多種形式的進出口貿易和國際投資，從而提高對外開放對裝備制造業技術效率的拉動作用。東北地區自老工業基地振興戰略實施以來，應抓住 “新東北現象”機遇，積極優化裝備制造業出口貿易結構，擴大高附加值產品出口；改善投資環境，增強吸引外商直接投資的能力，為裝備制造業的發展提供廣闊的空間。