基于系統耦合模型的制造業與服務業協調關系分析

魏作磊 唐林

摘要：運用耦合協調度模型從產業和區域視角測度我國283個城市2004—2016年服務業與制造業綜合發展水平與耦合協調度水平。研究結果發現：服務業、服務業內部產業以及制造業綜合發展水平低下，具體表現為制造業綜合發展水平優于服務業發展水平，服務業內部表現為：公共服務業優于生活服務業，生活服務業優于生產性服務業;制造業與三大產業耦合協調度也呈現一致的特征。從區域視角來看，制造業與三大產業服務業耦合協調度呈現“梯度化”趨勢，呈現由東向西遞減趨勢、由內陸向沿海逐漸隆起的特點。

關鍵詞：制造業;服務業;耦合協調度

中圖分類號：F426.4? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1007-2101（2020）02-0065-08

一、引言

中國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，深入貫徹落實“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念是實現經濟高質量發展的根本保障，其中促進制造業與服務業協調發展是新發展理念的重要內容。一方面，制造業服務化（或服務型制造）是制造業走向強大的必由之路，這離不開現代服務業尤其是各類知識、技術、信息密集型生產服務業的有力支撐;另一方面，發達的服務經濟體系是現代經濟體系的基本特征，而服務經濟發展又依賴于制造業提供的物質技術條件以及制造發展產生的生產服務需求。制造業與服務業的相互協同、融合共生，構成了現代經濟高質量發展的內在驅動力。

二、文獻綜述

制造業與服務業產業間互動關系引起很多學者的關注（Sehark、Kenneth，1989[1];陳憲、黃劍鋒，2004[2];呂政等，2006[3];顧乃華等，2006[4]）。從表現形式來看，制造業與服務業協同關系可以從需求、供給、互動、融合等四個方面來認識。首先，從需求角度來看，有學者認為制造業發展是服務業發展的前提（Paolo、Valentina，2005[5];魏作磊、鄺彬，2009[6]）。黃莉芳、黃良文、郭瑋（2011）[7]通過投入產出模型發現生產性服務業對制造業的感應度系數大于影響力系數，側面驗證了服務業仍處于需求從屬地位，指出其發展依賴于制造業的發展水平。其次，從供給角度看，有學者認為服務業發展是制造業效率提高的基礎（Mukesh、Ashok，2002[8];Magnus，2014[9];Fiona、Anthony、2018[10];汪德華等，2010[11]）。孔婷等（2010）[12]從理論機制上分析了生產性服務業對于制造業效率關系，認為生產性服務業通過技術創新、經濟發展水平兩個調節效應間接促進制造業效率提升。喻美辭（2011）[13]、宣燁（2012）[14]從行業細分視角研究了生產性服務業對制造業效率提升的關系，認為生產性服務業會顯著提升制造業效率。再次，有學者認為服務業與制造業之間不僅存在單向聯系，而且存在相互依賴、相互聯系、相互影響的協同互動關系（劉書瀚等，2010[15];殷鳳，2011[16]）。胡曉鵬、李慶科（2009）[17]從生態群落共生理論視角研究了生產性服務業與制造業互動共生關系，認為其互動共生關系存在地區差異性。高覺民、李曉慧（2011）[18]從產業視角對資本與勞動的分解與重構中探究生產性服務業與制造業間的互動關系，認為生產性服務業與制造業間存在顯著雙向拉動關系。喻春嬌、鄭光鳳（2010）[19]、高星、彭頻（2016）[20]用地區數據分析服務業與制造業的關系，認為地區內服務業和制造業存在低水平的相互依賴關系。最后，還有學者認為信息技術發展使得服務業與制造業呈現邊界模糊促使產業不斷融合。植草益（2001）[21]率先以信息通訊業為例分析產業融合趨勢。劉鵬、劉宇翔（2008）[22]、楊仁發、劉純彬（2011）[23]、李美云（2011）[24]從價值鏈、知識鏈視角研究制造業與服務業融合趨勢的理論基礎。

從實證分析方法來看，學術界普遍采用計量工具和投入產出分析法。Arnold、Javorcik（2011）[25]，Hoekman、Shepherd（2017）[26]采用公司層面面板數據進行計量分析，其結果表明服務業顯著提高制造業生產率。馮泰文（2009）[27]、周念利等（2017）[28]分別采用行業與企業面板數據研究了生產性服務業與制造業生產率的關系，進一步肯定了生產性服務業對制造業生產率的促進作用。杜運蘇、彭冬冬（2018）[29]、夏杰長、姚戰琪（2019）[30]分別采用投入產出分析法研究生產性服務業與制造業升級的關系，表明生產性服務業能促進制造業轉型與升級。

縱觀已有文獻，雖然國內外學者關于服務業與制造業互動關系表現形式和實證方法的研究成果為本文提供了有益參考，但上述文獻多是采用傳統的計量與投入產出分析法。此種方法可以從某一側面定量反映產業間互動關系，但服務業內部包含門類繁多，制造業與服務業之間的關系錯綜復雜，二者之間更多地表現為融合共生的生態系統，要全面把握兩者之間的關系應采用系統論進行分析。而耦合分析方法正是以系統論為基礎分析各子系統間相互依賴、相互協調、相互促進的動態關聯。從邏輯上來看，這一方法同樣可以研究制造業與服務業之間的產業關系。基于此，筆者從產業融合共生視角出發，借助耦合分析方法探索制造業與服務業互動關系的演變過程與特征。

三、制造業與服務業耦合模型設計

（一）模型說明

系統耦合最初是一個物理學概念，是指兩個或兩個以上的系統或運動方式之間通過相互作用而彼此影響以至聯合起來的現象（黃瑞芬，2011）[31]。耦合度描述系統內部各子系統間的相互影響程度;耦合協調度則體現整體系統如何走向良性循環與互動的趨勢（劉耀彬等，2005[32];高楠等，2013[33]）。服務業和制造業作為國民經濟的兩大主要組成部分，可分別視為經濟有機整體的一個系統。同時，服務業與制造業二者之間還存在相互作用、相互依賴的關系，進而形成“服務業—制造業”大系統。因此，筆者將服務業與制造業兩個子系統內部要素產生相互作用、相互依賴的程度定義為“服務業—制造業”耦合，將服務業與制造業兩子系統間的和諧良性循環關系定義為“服務業—制造業”耦合協調度，以此來定量分析服務業與制造業相互作用關系的演化趨勢。

（二）模型構建

耦合度模型的建立首先要確定功效函數（張勇等，2013[34]）。設Xij（i=1，2;j=1，2，…，n）為第i子系統的第j項指標的序參量，Mij、mij表示第i系統第j項序參量的上下限，序參量分為效益型序參量與成本型序參量，效益型序參量即原始指標為正指標時，數值越大，系統有序度越高，反之越低;成本型序參量即原始指標為負指標時，數值越小，系統有序度越高，反之越低。標準化的功效系數xij則為變量Xij對系統的功效貢獻值，反映指標達到目標的滿意程度，標準化處理公式（1）如下：

xij=（Xij-mij）/（Mij-mij），當Xij為正指標時（Mij-Xij）/（Mij-mij），當Xij為負指標時（1）

為避免xij出現0值，筆者在標準化處理公式后均加入0.01。最后本文采用的處理公式（2）為：

xij=（Xij-mij）/（Mij-mij）+0.01，當Xij為正指標時（Mij-Xij）/（Mij-mij）+0.01，當Xij為負指標時（2）

為此，筆者借鑒此模型來測度制造業與服務業系統間的耦合度C，且C∈[0，1]。其中Um、Us分別表示制造業與服務業的綜合發展水平，其函數表達式（3）為：

Ui=∑nj=1εijxij（i=m，s;j=1，2，…，n），∑nj=1εij=1

C=2/（Um+Us）（3）

此時，如果僅靠耦合度的結果，就可能出現當兩個系統的發展水平相近時，造成產業間耦合度很高，從而出現“偽協調”的結果。為了精準地確定產業間的互動關系，筆者引入耦合協調度模型，其計算公式為：

D=T=aUm+bUs（4）

在式（4）中，D為協調度，C為耦合度，T為“制造業—服務業”的綜合協調指數，反映二者整體發展水平對協調度的貢獻;其中a、b為待定系數，分別表示制造業與服務業的貢獻指數。為避免人為賦值所帶來的主觀因素影響，故本文采用熵值賦權法分別確定不同產業的權重系數①。其計算過程為：在樣本區間為m個年度，n項評價指標，首先進行指標的比重變換Pij=（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）;然后計算第j項指標的熵值hj=-k∑mi=1PijlnPij，（i=1，2，…m），一般取k=;在此基礎上計算第j項指標的差異系數gj=1-hj;最后得到第j項指標的熵權：εij=，（j=1，2，…，n）。

（三）指標選取

筆者以2004—2016年283個城市制造業與服務業數據為樣本（剔除個別缺失數據的城市），構建制造業與服務業協調發展模型的子系統。借鑒張虎、韓愛華（2019）[35]的做法，綜合考慮指標含義和數據可得性，分別從產業規模、經濟效益、成長潛力三方面建立評價指標，數據來自《中國城市統計年鑒》，具體指標測度見表1。

（四）制造業與服務業耦合協調類型劃分

參照唐曉華等（2018）[36]、張勇等（2013）[34]、俞彤暉（2018）[37]的分類標準，筆者將耦合協調度主要分為拮抗區間、磨合區間和協調區間三個區間，這三個區間動態反映了制造業與服務業耦合協調度的變化過程，并在各個子區間內進行詳細劃分，具體結果如表2所示。

四、制造業與服務業耦合協調實證研究

（一）制造業與服務業耦合協調度分析

筆者分別計算了制造業與服務業的耦合協調度以及制造業與服務業內部不同行業間的耦合協調度②。如表3所示，制造業與服務業耦合協調水平在考察的13年間由0.292 3增加至0.573 9，呈現穩定增長態勢，凈增加值達到0.281 6，耦合類型由中度失調衰退型轉變為勉強協調發展區間。在總體上，制造業與服務業不斷實現產業間相互影響、相互提升。進一步對服務業內部各行業進行分析，筆者發現三大類型服務業與制造業耦合協調度水平在13年間均呈現增長趨勢。公共服務業與制造業耦合協調度水平呈現穩定增長態勢，相對于生產性服務業與生活服務業協調度水平，其耦合協調度水平率先在2010年跨入磨合區間，2013年跨入勉強協調發展型，年增長為5%左右。生產性服務業協調度水平則呈現波動增長趨勢，其協調度水平在2011年進入磨合區間，2013年進入勉強協調發展型。生活服務業協調度水平波動幅度較大，雖跨入磨合區間，但仍處于瀕臨失調衰退區間，這主要是由于生活服務業整體綜合發展水平嚴重滯后于制造業發展水平，產業間綜合發展水平不均衡影響產業耦合協調水平。從總體上來看，公共服務業耦合協調水平優于生產性服務業協調水平，生產性服務業耦合協調水平優于生活服務業協調度水平。但三大部門服務業耦合協調度仍處于磨合區間，這表明不同服務業與制造業產業相互間緊密聯系程度雖高，但未充分發揮產業間相互促進、相互協調的發展潛力。總的來說，這是由于部門產業發展戰略和進程的差異性影響部門服務業綜合發展水平，約束其與制造業耦合協調度的發展。首先，隨著人民生活的改善和經濟水平的不斷提高，公共服務業深度（質量）與廣度（數量和種類）得到充分發展，促進公共服務業綜合發展水平提升，縮小公共服務業與制造業發展水平差距，提高公共服務業與制造業耦合協調水平。其次，生產性服務業與制造業耦合協調度水平不高的原因在于：一方面是生產性服務業未起到“引擎”作用，制造業綜合發展水平高于生產性服務業發展水平;另一方面是制造業與生產性服務業內部各細分行業的互動關系存在差異性（孔令夷、邢寧寧，2019）[38]，即制造業與傳統服務業互動關系明顯優于其與技術密集型服務業的協調關系，這一失衡進一步降低了制造業與生產性服務業的耦合協調度水平。

（二）基于區域視角下制造業與服務業耦合協調度水平分析

經濟區域的劃分應滿足兩個基本目標：其一，區域內的相似性;其二，區域間的差異性。但采用常見的東、中、西經濟帶的劃分方式，使得每個區域內部涵蓋省份較多，在一定程度上違背了區域內的相似性原則。因此，筆者在借鑒國際經驗以及結合中國國情的基礎上，參考李善同、侯永志（2003）[39]提出的劃分方式，將中國31個省份（未包括中國香港、澳門和臺灣）劃分為八大經濟區域③。

1. 制造業與服務業耦合協調水平分地區分析（見表4）。首先是以東北、北部沿海和東部沿海綜合經濟區為第一梯隊的沿海經濟區域服務業與制造業耦合協調度分別于2008年、2010年先后步入磨合區間，在2014年穩定在勉強協調發展型區間內，其產業互動協調優勢逐漸顯露。其次是以黃河中游、長江中游和南部沿海綜合經濟區為主的第二梯隊則在2010年邁入磨合區間，且在2013年進入勉強協調發展型區間內，2016年三大區域的耦合協調度數值分別達到0.573、0.595和0.589，呈現出極強的產業互動協調優勢。最后是大西南和大西北綜合經濟區分別于2010年、2013年進入磨合區間與勉強協調發展型，雖然這兩大綜合經濟區與第二梯隊同時進入磨合區間和達到勉強協調發展型，但相對于第二梯隊的發展水平而言，大西南與大西北綜合經濟區的耦合協調發展水平數值相對較小，這主要是由于這兩大綜合經濟區在地理位置方面的劣勢所引起的。

2. 公共服務業與制造業耦合協調水平分地區分析。公共服務業與制造業耦合協調發展水平呈現沿海向內陸削弱的趨勢（見表5）。首先，以北部沿海和東部沿海綜合經濟區為首的綜合經濟區域公共服務業與制造業耦合協調度水平呈現起點高、持續穩定增長的趨勢，兩大綜合經濟區域分別在2009年、2010年邁入磨合區間，且先后在2年內完成由瀕臨失調衰退型向勉強協調發展型轉變，實現產業間耦合協調的高水平發展。其次，長江中游、南部沿海和大西南綜合經濟區緊跟沿海地區產業耦合高水平發展的步伐，在2010年同時跨入磨合區間，且長江中游綜合經濟區率先在2011年達到勉強協調發展型，其產業耦合協調度水平數值在2016年更是進一步攀升至0.592的高水平狀態;除此以外，南部沿海和大西南綜合經濟區在2013年前后達到勉強協調發展水平，南部沿海產業耦合協調發展水平在2016年更是進一步達到了0.594，直逼協調發展區間，表現出良好發展態勢。

究其原因在于沿海地區城市化水平較高，對公共基礎建設的“質”與“量”要求高，推動其產業間相互促進、彼此協調發展作用明顯優于內陸地區各綜合經濟區域。對于此，筆者給出以下詳細解釋：一方面，從制度因素分析，1994年提出的分稅制改革加強中央政府財政能力，削減地方財政資金，進一步引起經濟發展相對落后區域財政資金不足，相反經濟發達地區資金來源呈現多元化趨勢，即使中央政府通過轉移支付平衡區域間財力差距，但根據稅收返還機制，也會引起經濟發達區域獲利增多。另一方面，行政考核體制引起政府更加關注經濟數字的增長，忽視對于民生等基礎設施的投入。從市場結構因素分析，沿海地區地理位置優越，開放程度以及進度優于內陸地區，市場機制相對完善，實現服務資金多元化與投資主體的多元化，城鎮化水平較高地區擁有較高的地方財政支出，使得公共服務業綜合發展水平得以提升。

3. 生產性服務業與制造業耦合協調分地區分析。制造業與生產性服務業耦合協調度水平在八大綜合經濟區內均呈現穩定持續上升態勢（見表6）。其中南部沿海和長江中游綜合經濟區在2011—2016年均處于磨合區間，且該區域在2013年同時步入勉強協調發展型，其2016年產業間耦合協調發展水平數值更是分別攀升至0.577、0.572，逐漸逼近初級協調發展型的門檻值，呈現出良好的耦合協調發展前景。反觀東部沿海綜合經濟區，其產業耦合協調水平起點值高，13年內數值跨度較小，基本穩定在磨合區間內，產業耦合協調水平總體表現出逐漸穩步增長趨勢。而處于內陸地區的大西北綜合經濟區產業間耦合協調水平雖呈現逐步優化的態勢，但整體數值較小，這也反映出其產業間相互依賴、相互影響的作用力不強。

4. 生活服務業與制造業分地區耦合協調分析。八大經濟區域內生活性服務業與制造業耦合協調水平均呈現波動性增長態勢。其中北部沿海、南部沿海和長江中游綜合經濟區表現出良好的發展趨勢，三大區域在2008年同時邁入磨合區間，北部沿海經濟區更是直接達到勉強協調發展水平，其后在磨合區間內部表現為波動增長趨勢（見表7）。而相對于北部沿海區域，南部沿海經濟區耦合協調波動幅度較小，增長態勢步步攀升，并于2016年達到勉強協調發展型。東部沿海和東北綜合經濟區發展也呈現穩定增長趨勢，其年均值均位于八大區域前列，表現出良好的經濟發展趨勢。

五、結論與啟示

筆者利用2004—2016年我國283個城市數據，建立了制造業—服務業兩系統耦合協調的指標體系，并基于耦合協調度模型從產業和區域視角對制造業與不同部門服務業耦合協調度水平進行分析。研究結果表明：（1）2004—2016年各產業綜合發展水平表現為公共服務業優于生活服務業，生活服務業優于生產性服務業，年均值分別為0.153 6、0.149 6、0.147 8。其絕對值較小，表明各產業綜合發展水平程度低。各產業與制造業耦合協調類型由拮抗區間轉變為磨合區間，公共服務業、生產性服務業與制造業耦合協調類型于2013年均跨入勉強協調發展類型，但生活服務業與制造業耦合協調類型仍處于磨合區間中的瀕臨失調衰退型，總體上耦合協調度為公共服務業優于生活服務業，生活服務業優于生產性服務業，年均值分別為0.277 3、0.271 8、0.250 8。（2）八大經濟綜合發展區內三大產業與制造業耦合協調水平均呈現“梯度化”特征，具體表現為由西向東逐漸增強，由沿海向內陸逐漸塌陷的趨勢。

基于上述結論，本文提出以下政策建議：（1）做好產業發展戰略規劃，促進制造業與服務業區域協調發展。這不僅要求各地區政府要大力發展優勢產業，同時也應重視知識、技術密集型等服務業的發展，通過戰略規劃為地區產業發展提供一個良性互動發展的平臺，縮小區域產業發展差距。（2）大力推進供給側結構性改革。通過資源合理、高效配置，鼓勵制造業企業內部服務業剝離，促進外部專業化服務業發展。同時，以制造業產業園區為重點，投資建設配套的服務業園區，促進制造業與服務業的集群互動。（3）積極利用互聯網、云計算、大數據等技術，加快制造業企業轉型與升級，促進制造業與服務業融合發展。

注釋：

①筆者在計算服務業與制造業權重時，在參考文獻的基礎上，賦值服務業權重為0.5，制造業權重為0.5;計算服務業內部不同行業，采用熵值賦權法確定權重。

②本研究所涉及的公共服務業包括：（N）水利、環境與公共設施管理業;（P）教育;（Q）衛生和社會工作;（S）公共管理、社會保障和社會組織。生產性服務業包括：（G）交通運輸、倉儲和郵政業;（I）信息傳輸、軟件和信息技術服務業;（F）批發與零售業;（J）金融業;（M）科學研究與技術服務業;（L）租賃和商務服務業。生活服務業包括：（H）住宿與餐飲業;（K）房地產業;（O）居民服務、修理和其他服務業;（R）文化、體育和娛樂業。

③八大區域劃分為：東北綜合經濟區（遼寧、吉林和黑龍江）;北部沿海綜合經濟區（北京、天津、河北和山東）;南部沿海綜合經濟區（廣東、福建和海南）;東部沿海綜合經濟區（上海、江蘇和浙江）;黃河中游綜合經濟區（內蒙古、陜西、山西和河南）;長江中游綜合經濟區（湖北、湖南、江西和安徽）;大西南綜合經濟區（重慶、四川、貴州、云南和廣西）;大西北綜合經濟區（甘肅、寧夏、青海、新疆和西藏）。

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責任編輯：李金霞

Analysis on Coordination Relationship between Manufacturing Industry and Service

Industry based on System Coupling Model

Wei Zuolei， Tang Lin

（School of Economy and Trade， Guangdong University of Foreign Studies， Guangdong Guangzhou 510006， China）

Abstract： The coupled coordination degree model is used to measure the comprehensive development level and coupling coordination level of service industry and manufacturing industry of 283 cities in China from 2004 to 2016. The research results show that the comprehensive development level of service industry， internal service industry and manufacturing industry is low， which is reflected that the comprehensive development level of manufacturing industry is better than the service industry development level. The comprehensive development level of internal service industry showed that public service industry is better than life service industry， the life service industry is superior to the production service industry; and the coupling coordination degree between manufacturing industry and the three industries also appear the same feature of development level. From the regional perspective， the coupling degree between the manufacturing industry and the three major industrial service industries shows the"gradient" trend and characterized by a downward trend from east to west and a gradual rise from inland to coastal.

Key words： manufacturing industry， service industry， coupling coordination degree