基于鉆石模型的智能裝備制造產業競爭力分析

邢軍偉

[摘? 要]全面提高優勢產業的產業競爭力，是新時期促進產業轉型升級的重要途徑。借助于鉆石模型對遼寧智能裝備制造產業競爭力進行的實證研究發現，2012年以前遼寧智能裝備制造產業在國內具有競爭優勢，2012年以后則處于相對弱勢。研發創新投入、相關產業支持和市場需求上升會提高遼寧智能裝備制造產業競爭力，而國際競爭和國內市場（政府政策）競爭會降低遼寧智能裝備制造產業競爭力。而后者影響力強于前者是導致遼寧智能裝備制造產業競爭力最終下降的主要原因。

[關鍵詞]智能裝備制造;競爭力;鉆石模型

[中圖分類號]F427? [文獻標識碼]A? [文章編號]1672-2426（2019）10-0053-08

智能制造是第四次產業革命的代表，也是中國制造業未來的發展方向。與此同時，智能制造也是我國占領制造技術制高點的重點領域。當前世界主要發達國家先后提出了先進制造業戰略，如美國制定了“先進制造伙伴計劃”和“先進制造業國家戰略計劃”，德國實施了以智能制造為主體的“工業4.0”戰略，日本提出了先進制造國際合作研究項目，加快發展協同式機器人、無人化工廠。黨的十九大報告中指出，要加快建設制造強國，加快發展先進制造業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端，培育若干世界級先進制造業集群。

與國內其他地區相比，東北地區具備較好的發展裝備制造業的基礎設施條件，具有一定技術創新基礎的同時也儲備了一批發展先進裝備制造業的人力資源。遼寧曾被譽為中國“國民經濟發展的裝備部”，裝備制造業也是遼寧工業經濟的支柱產業，因此遼寧裝備制造業的創新與發展將對東北老工業基地的振興產生巨大的推動作用。盡管近幾年遼寧裝備產業已朝高端化方向快速發展，但智能化、創新化還非常落后，智能裝備產業對外依存度高、產品附加值低，遼寧無法稱為“智能裝備產業制造基地”，甚至與國內其他城市相比競爭優勢在不斷弱化。因此，加快發展具有國際競爭力的智能裝備制造業，不僅能創造更先進的生產方式和提高生產效率，同時也是提升遼寧和東北地區制造業競爭力的重要途徑。

一、相關文獻綜述

國外關于競爭力的研究起步較早，Winter（1984）分析指出創新能力的不同使得各國企業在國際貿易中的競爭力不同，而創新解釋了所有競爭優勢的來源，因此提高技術創新能力是制造業競爭力提高的主要手段。[1]Ajami（1992）認為如果一國貿易中出口額占世界的份額大小高于他國，則說明該國具備國際競爭力。[2]Markusen（1992）認為在自由貿易環節中，如果一個國家更具有競爭力，那么這個國家通過貿易得到的收入增長速度高于其他國家。[3]Richard et al.（2006）基于產業的角度，分析發現技術創新能顯著提升產業競爭力。[4]Theodorou（2006）研究發現在新興國家制造業不斷崛起的背景下，美國制造業技術創新能力增速相對緩慢，使得美國制造品在國際市場的份額不斷受到侵蝕。[5]Lall（2004）通過國際市場占有率等指標對中國外貿競爭力及其對東亞鄰國造成的威脅和影響進行了分析。[6]

國內學者關于競爭力的研究主要采用貿易指標法，在對象上，部分學者分析了智能裝備制造產業的國際競爭力，還有部分學者分析了高端裝備產業的國際競爭力。在智能裝備制造方面，張媛媛（2016）運用因子分析法，利用三級17個指標體系，建立了上海市智能裝備制造中智能儀表產業競爭力評價指標。[7]李松（2017）利用貿易競爭力指標衡量我國智能制造業競爭力，得出現階段我國對國外智能制造產品的依賴較大，進口大于出口，我國智能制造產業目前的國際競爭力還沒有足夠優勢。[8]更多的國內學者分析高端裝備產業的競爭力，呂佳（2011）研究發現長三角地區高端裝備制造業國際競爭力雖逐年增強，但總體上國際競爭力還較弱，不具有強比較優勢。[9]李朝暉（2013）分析了我國與世界主要國家的高端裝備貿易競爭力，得出我國高端裝備貿易競爭力明顯低于其他國家，我國高端裝備制造業的貿易競爭優勢主要集中于船舶及海洋工程裝備制造業。[10]姜永勝（2014）分析得出我國高端裝備制造業經過幾年的發展已經取得了較好較快的成長，但知識吸收與創新能力仍與發達國家有較大的差距，企業自主創新能力欠缺問題比較突出。[11]王晶（2016）分析得到在2001-2014年期間我國軌道交通裝備制造業的國際競爭力逐漸提升，要素密集度、國內外市場需求、機電產業國際競爭力、第二產業勞動生產率、企業管理效果和技術創新等都將顯著影響產業競爭力。[12]孫少勤和邱璐（2018）利用出口技術復雜度測度了我國裝備制造業國際競爭力，分析發現我國裝備制造業整體出口的技術復雜度呈上升趨勢，但在全球價值鏈分工中與德國、英國和日本等發達國家存在較大差距。[13]

在遼寧裝備制造業競爭力研究方面，郭長義（2009）分析得出與國內其他裝備制造業大省相比，遼寧裝備制造業的基礎競爭力、發展競爭力還有人力資本投資競爭力還比較低。[14]萬志華等（2010）則得出遼寧裝備制造業綜合競爭力較強，8個子行業中有4個在全國處于比較優勢地位，另外4個競爭力也較強，但各行業的結構與效率指標在全國無明顯優勢。[15]常麗（2011）采用區位熵系數法、比較分析法分析得出遼寧裝備制造業存在市場拓展能力和利潤水平偏低、高端裝備制造業發展滯后、核心企業不夠強大、產業鏈短等問題。[16]梁啟東和劉晉莉（2013）分析發現從全國來看，遼寧屬于裝備制造業基礎較好、發展較快的省份，但近年來卻被許多后起省份趕超，其發展規模大，但獲利能力和競爭力并不強。[17]唐曉華和張欣鈺（2017）從效率視角對遼寧7項裝備制造子行業競爭力進行評價，結果表明僅有通用裝備制造業表現出良好的資源集約利用率。[18]苗穎（2017）同樣得到遼寧裝備制造業中通用設備和專用設備制造業競爭力在全國排名最前，裝備制造業強省名副其實，而其他裝備制造業行業競爭力稍弱。[19]目前還未有學者針對遼寧智能裝備制造產業的發展進行實證分析，僅有少量學者進行了討論，如呂盈霄和王洪軍（2015）分析了遼寧智能裝備產業集群發展過程中存在的瓶頸，包括產業集聚不夠，產業鏈不完善、技術創新能力不強，對外依存度高、政策支持不夠，產業發展動力不足。[20]賈宇等（2015）研究指出遼寧要想成為具有國際競爭力的智能裝備制造基地，必須要利用集群的知識溢出效應、內生增長機制，利用產、學、研技術聯盟大力進行科技創新發展。[21]武永娜（2016）以新松機器人為例來分析遼寧智能裝備制造技術研發投入和效益情況，發現研發投入及時形成能夠給企業帶來價值增值的技術資本，而技術資本能持續增加企業利潤。[22]

從以上文獻可以看出，目前國內外學者針對高端制造業、智能制造方面的競爭力量化進行了初步探索，為本文計量模型提供了參考。但也可以明顯看到，以往研究尚存在一些不足之處，首先主要集中于裝備制造或高端裝備制造產業競爭力的研究，而幾乎沒有智能裝備制造產業競爭力的相關研究;其次，在產業競爭力評價方面，主要采用選取指標，然后通過主成分分析或層次分析法構成綜合指標進行評價的方法，但由于細分指標類別很多，一些指標極端值的存在導致競爭力評價不準確;最后，在中國智能裝備制造產業競爭力方面，主要還是從全國的角度進行考慮，很少針對某個地區的討論。基于此，本文將從實證的角度，在選取衡量遼寧智能裝備制造產業競爭力指標的基礎上，進一步通過鉆石模型，分析遼寧智能裝備制造產業競爭力的影響因素。

二、遼寧智能裝備制造產業競爭力影響因素分析

（一）遼寧智能裝備制造業發展現狀

在遼寧智能裝備制造產業中，工業機器人和數控機床是具備比較優勢的兩個設備產業，本文以這兩個產業作為描述對象，分析智能裝備制造產業的發展現狀。

對于工業機器人，由于我國勞動力成本不斷上升，企業逐漸采取“機器換人”的轉型升級道路，這也促進了工業機器人產業的快速發展。遼寧擁有新松、通用、大族賽特維、維頂、眾拓等一批機器人企業，機器人裝備、產品水平國內居首。據國家統計局統計數據顯示，在2008-2016年期間，工業機器人產量逐年上升，2016年產量為72426臺，比2008年增長了8.19倍，年均增長率32%。同期，遼寧工業機器人產量也快速增長，2016年產量為5146臺，（遼寧省只在其2015、2016年國民經濟統計公報中給出了工業機器人產量，為此本文通過新松機器人的主營業務收入增長率作為逆推，計算出2008-2014年遼寧省工業機器人產量數值。）比2008年增長了4.07倍，年均增長率22.5%，并且可以計算出樣本期內遼寧工業機器人產量約占全國的9.3%。

對于數控機床，近年來隨著制造業升級，數控機床需求也快速增長，中國數控機床在生產技術、種類、質量、產量等方面都快速提升，中國也是全球最大的機床生產和消費國。遼寧擁有沈陽機床、大連機床、瓦特集團等機床生產制造企業。我國數控機床產量以及遼寧數控機床產量均呈現緩慢上漲的態勢，在2009-2016年期間分別年均增長9.8%和9.1%，同時遼寧數控機床產量占全國比例約為22%。但是，我國數控機床由于受到數控技術限制，數控機床在高速、高精和智能化等方面與發達國家有明顯差距。

（二）遼寧智能裝備制造產業競爭力衡量

目前學術上定量分析衡量產業競爭力的指標主要有兩類，一是選擇指標體系，加權構成綜合指標進行衡量，二是選擇貿易指標進行衡量。本文認為運用貿易指標衡量產業競爭力可以抵消綜合指標體系中混入一些非競爭力指標的影響，因此本文用貿易指標進行測度。貿易指標主要包括國際市場占有率、貿易競爭力指數和顯示性比較優勢指數，但是考慮到目前缺乏遼寧智能裝備制造產業進出口貿易數據，因此本文主要考慮遼寧智能裝備制造產業的國內競爭力，用國內市場占有率、顯示性比較優勢指數進行衡量。

國內市場占有率W=S/WS? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

顯示性比較優勢指數CA=（S/TE）/（WS/WTE）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

其中，S表示本地區智能裝備制造產量，TE表示本地區全部工業產值，WS表示全國智能裝備制造產量，WTE表示全國工業產值。

對于國內市場占有率，一般認為數值越高，地區產業競爭力越強，而對于顯示性比較優勢指數，如果該指標值大于1，則表明該地區在智能裝備制造產業上具有一定競爭優勢，值越大，競爭力優勢越明顯，如果小于1，表示缺乏競爭優勢，即處于相對弱勢地位。

表1中列（2）和列（3）分別顯示了遼寧工業機器人與數控機床的國內市場占有率，可見，遼寧工業機器人產量占全國比例從2009年最高的22.1%演變到2016年的7.1%，而數控機床市場占有率則從2008年的27.1%演變到2016年的25.4%，可見相對于工業機器人競爭力的下降，數控機床的競爭力變化不明顯。對于智能裝備制造產業顯示性比較優勢，作者通過中商產業研究院網站獲得了中國智能裝備制造產業的市場規模、同時獲取了中國及遼寧工業產值，但缺乏遼寧智能裝備制造產業市場規模數據。在遼寧智能裝備制造產業中，新松機器人和沈陽機床是兩家上市企業，也是遼寧內智能裝備制造產值規模最大的企業，大約占到遼寧工業機器人產量的80%和數控機床產量的30%（數據信息來源于兩家企業的年報），此外考慮到遼寧還有IC設備、3D打印設備等智能裝備制造，為此本文對于遼寧智能裝備制造市場規模的估算公式為：

智能裝備制造產業規模=（新松機器人營收/80%+沈陽機床中數控機床營收/30%）*1.1

這里，乘以1.1倍是指將除工業機器人與數控機床之外的智能裝備制造產業規模定為10%。由此計算得到的遼寧智能裝備制造產業顯示性比較優勢指數如表1列3。從該數據看到，在2012年前，遼寧智能裝備制造顯示性比較優勢指數大于1，說明在全國范圍內具有競爭優勢，而在2012年后，顯示性比較優勢指數小于1，說明處于競爭弱勢。對此，本文認為2012年以來遼寧智能裝備制造產業競爭力下降有內因和外因兩方面因素，內因在于遼寧整體工業生產效率的下降，如2015-2016年遼寧工業增加值、總產值均出現了大幅度下降，總產值在2015年和2016年分別下降了32%和34%;外因在于我國其他地區如長三角、珠三角的智能裝備制造產業快速發展，這些地區的競爭力快速上升。

（三）模型選擇及變量選取

對于產業競爭力的影響因素，較多學者采用Porter（1990）提出的“鉆石模型”進行考察，該模型認為一國的產業競爭力主要取決于四個內生因素和兩個外生因素，即要素條件、國內需求、相關及支持產業戰略、結構及競爭狀況、政府和機遇。本文同樣選擇該模型對遼寧智能裝備制造產業競爭力的影響因素進行分析，模型建立為：

其中，Wit是第i個智能裝備制造產業t年度的競爭力，FPit是第i個智能裝備制造產業t年度的要素條件，Mit是第i個智能裝備制造產業t年度的市場需求，IHit是第i個智能裝備制造產業t年度的相關及支持產業戰略，EXit是第i個智能裝備制造產業t年度的結構及競爭狀況，GOVit是第i個智能裝備制造產業t年度的政府因素，OPit是第i個智能裝備制造產業t年度的機遇。

對于影響因素，本文的具體指標選擇如下：

1.要素條件。智能裝備制造產業是高技術、高創新的產業，不同于普通裝備制造業，高端技術是該產業的主要特點，這也決定了研發投入資本是該產業發展的主要要素條件。基于此，本文選擇該產業的規模以上企業研發投入比重代表技術投入的要素條件。

2.市場需求。智能裝備制造產業發展的很大動力來自于市場需求，智能裝備制造中工業機器人、數控機床的主要應用領域是汽車制造業、交通設備制造業、機械制造業等，本文選取遼寧汽車制造業和交通設備制造業的規模以上企業的營業收入之和作為市場需求的衡量指標。

3.相關及支持產業戰略。智能裝備制造產業發展同樣需要相關產業的支持，尤其是需要信息技術硬件以及信息服務（軟件）的發展，因為智能化需要信息化的支撐。為此，本文采用遼寧軟件與信息服務業的營業收入水平進行衡量，該產業發展水平越高，表示對智能裝備制造產業的支持越顯著。

4.市場競爭。遼寧智能裝備制造產業不僅來自國內市場的競爭，同時還受到國際市場的競爭。競爭激烈程度對地區產業發展有促進作用，能倒逼本地產業改進與創新，但缺點在于可能會不利于本地產業的擴大，甚至市場份額被完全侵占。考慮到目前無法獲得國外智能裝備制造產業發展規模，本文用日本工業機器人產量做代表，日本工業機器人約占全球66%份額，居世界第一，且大部分出口到中國，因此用該指標代表具有合理性。

5.政府與機遇。任何產業的發展都離不開政府的政策支持，為此本文將鉆石模型中的政府與機遇合為一個因素，主要考慮政府的政策對智能裝備制造產業的影響。我國在2012年先后發布了《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》《智能裝備制造產業“十二五”發展規劃》，在黨的十九大報告中也指出，推動戰略性新興產業、先進制造業健康發展，加快傳統產業轉型升級。因此本文用時期虛擬變量代表該指標，在2012年以后取值1，2012年及以前取值0。

本文搜集了2008-2016年度遼寧及我國的有關數據，因變量主要選擇遼寧工業機器人市場占有率、數控機床市場占有率以及智能裝備制造產業顯示性比較優勢指數三個指標。全部變量數據來源于歷年《遼寧統計年鑒》《中國統計年鑒》、中國產業信息網、中商產業研究院網站。

（四）實證結果及分析

在對模型（1）的估計中，發現變量間具有較高相關性，但回歸后系數均不顯著的情形，對此對模型進行了分析，發現兩個問題：首先盡管VIF檢驗顯示不存在多重共線性，但是部分自變量間相關性很高，其次，時間序列長度太短，導致估計結果不準確。對此情況，采用一元回歸方程更能真實反映變量間的關系，為此，對模型（1）中各自變量分拆，全部建立一元回歸方程進行估計，結果見表2。

從表2看到，當因變量為遼寧工業機器人市場占有率W1時，企業研發投入變量系數在5%概率水平下顯著為正，說明研發投入能促進工業機器人競爭力上升;軟件與信息技術業收入變量系數也在5%概率下顯著大于0，說明相關產業的支撐也能促進工業機器人競爭力;國際競爭力變量系數顯著小于0，說明國際競爭會降低遼寧工業機器人競爭力;市場需求和政府兩個變量則統計不顯著，說明市場需求和政府政策并不影響遼寧工業機器人競爭力。

當因變量為遼寧數控機床市場占有率W2時，只有軟件與信息技術業收入變量系數、市場需求兩個因子分別在10%和5%概率下統計顯著，說明相關產業支持、市場需求增加能提高遼寧數控機床產業競爭力。其余三個因子則統計不顯著。

當因變量為遼寧智能裝備制造產業顯示性比較優勢指數CA時，研發投入和市場需求兩個變量在5%概率下統計顯著為正，說明創新投入增加和市場需求改善能提升智能裝備制造產業的競爭力，同時，國際競爭程度上升和政府政策出臺會降低智能裝備制造產業的競爭力。

表2結果表明不同智能裝備制造產業競爭力受到不同因素的影響，但總體來看，研發創新、相關產業支持、市場需求對遼寧智能裝備制造產業競爭力提高有正向影響，而國際競爭對產業競爭力有負向影響，政府政策的影響不明顯，但傾向于負影響。對此，本文認為對于高技術的智能裝備產業，研發創新投入增多和軟件信息產業的支持度上升，能提高產業新產品生產，減少對國外軟件系統的依賴，從而提高產品和產業競爭力;而市場需求上升也能促進智能裝備制造產業收入上升，間接促進企業增加研發支出和擴張市場;國際競爭程度上升會侵占遼寧工業機器人、數控機床等優勢智能裝備制造的市場份額，產生負向沖擊;而政府政策不僅促進了遼寧智能裝備制造產業發展，同時也將促進其他地區智能制造裝備產業的發展，并且長三角、珠三角等地區發展更快而降低了遼寧智能裝備產業的相對競爭力。

三、結論與建議

遼寧是我國裝備制造業大省，在第四次產業革命到來之際，遼寧應抓住機遇，通過工業機器人、數控機床等優勢產業，提高智能裝備制造產業競爭力，是新時期振興區域經濟、促進遼寧產業轉型升級的重要途徑。實證結果表明，2008-2016年遼寧智能裝備制造產業的國內競爭力在樣本期間有下滑趨勢，2012年以前在國內具有競爭優勢，2012年以后則處于相對弱勢。回歸模型顯示，研發創新投入、相關產業支持和市場需求上升會提高遼寧智能裝備制造產業競爭力，而國際競爭和國內市場（政府政策）競爭會降低遼寧智能裝備制造產業競爭力。而后者影響力強于前者是導致遼寧智能裝備制造產業競爭力最終下降的主要原因。

1.加大硬件與軟件的技術研發創新。由結果看出技術創新和軟件支持能顯著提高遼寧智能裝備制造產業競爭力，因此遼寧的智能裝備生產和制造企業應該加大研發投入和創新投入，這既是企業發展的需要，也是企業提高市場競爭力的要求。在當前的經濟轉型期，企業面臨著強大的外部競爭，尤其是智能裝備制造產業，我國處于競爭劣勢，因此只有不斷提高企業的核心競爭力才能保證市場份額。可以通過產學研模型、積極引進人才、建立創新體系等方面入手，來推動產業創新能力。

2.以新松機器人、沈陽機床作為龍頭企業，帶動其他同行業企業高效發展。目前機器人和機床產業是遼寧智能裝備制造業的優勢產業，但是這兩個產業主要集中于新松機器人、通用機器人、沈陽機床、大連機床這幾家大企業中。這幾家龍頭企業一旦經營不善，將會對遼寧產業經濟產生重要影響，同時也因為占用過多社會資源導致產業不能壯大。為此，應該以這幾家產業龍頭企業為引領，積極帶動其他企業的發展，建立產業發展集群，促進遼寧智能裝備產業整體競爭力的提高。

3.補充針對遼寧智能裝備制造產業發展的政策。2012年以來我國陸續出臺了促進智能裝備制造產業的發展政策，部分地區也補充了針對本地區的發展政策，但是，遼寧在這方面的政策文件卻很少。一個產業的發展離不開政策的支持，遼寧之所以近幾年智能裝備制造產業從競爭優勢轉變為競爭弱勢，其中一個原因即在于缺乏專門針對遼寧智能裝備產業的相關政策，解決企業的發展難題。遼寧政府可以在引進人才、金融支持、財稅補貼、知識產權保護等方面采取有效的舉措。

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責任編輯? 魏亞男