數字化轉型背景下制造業高質量發展水平測度分析

張愛琴，張海超

（中北大學經濟與管理學院科技創新中心，山西太原 030051）

中國經濟已由高速發展轉向高質量發展階段之際，制造業作為國民經濟的主體，其興衰成敗關系到經濟高質量發展的全局。然而，我國制造業總體上依然“大而不強”，在自主創新、資源利用等方面與世界先進水平差距明顯。為推動制造業高質量發展，2018 年中央經濟工作會議與2019 年全國兩會政府工作報告明確提出要加快建設制造強國。2020年政府工作報告提出要大力發展工業互聯網，推動智能制造發展。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》明確提出，要快速推進數字化發展，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合。中央系列文件的出臺均表明，新時代制造業要實現由大變強和高質量發展，智能化、數字化是大勢所趨。

當下數字經濟的發展加速了制造業數字化轉型的步伐。尤其在新冠疫情后經濟恢復過程中，5G、區塊鏈、工業互聯網等新興技術大量涌現，并快速滲透實體經濟。根據《2020 年中國5G 基站建設行業報告》，江蘇、北京、上海等省份已建成開通5G基站數均超過1 萬個，廣東、浙江建成開通數超過3 萬個。新基建的快速建設和數字化技術的快速發展為制造業轉型升級提供了強大的技術支撐，也重塑了制造業高質量發展的內涵：即物聯網、云計算、區塊鏈等多種新興數字技術的集群式創新和制造業的深度融合。“新基建”為制造業從設計研發到銷售服務提供全流程、全鏈條改造。制造業智能化、數字化轉型是制造業升級賦能、高質量發展的重要引領。然而，盡管實踐中制造業數字化水平得到了顯著提升，但相應的理論研究仍處于探索階段，尤其數字化轉型背景下制造業高質量發展水平如何測度和評價？迫切需要進一步研究和探討。

為此，本文擬以我國30 個省市（除港澳臺與西藏）制造業為研究對象，應用CRITIC-熵權法組合權重和TOPSIS 評價相結合的方法，試圖回答以下問題：在數字化轉型背景下，制造業高質量發展內涵有何補充？如何構建既符合“數字化轉型”特征又能順應未來新的發展趨勢的指標體系？數字化轉型背景下如何提升制造業發展水平？

1 文獻綜述

制造業高質量發展概念的提出是基于國際新工業革命大背景下的產物。眾多國家認識到新工業革命帶來的機遇和挑戰，紛紛制定了新的產業發展計劃，如德國的“工業4.0”、美國的“先進制造業領導戰略”以及印度等發展中國家制造業動能轉換計劃［1］。“工業4.0”是指為達到快速高效、定制化的產品供應，利用物聯信息系統將生產中的供應、生產、銷售等信息數據化。應用到制造業，Beier 等［2］、Bueno 等［3］、Bag 等［4］學者提出“工業4.0”旨在將物聯網原理和技術應用于制造業，智能制造是“工業4.0”的核心。《Strategy for American Leadership in Advanced Manufacturing》（先進制造業美國領導戰略）指出先進制造業是美國經濟實力的引擎和國家安全的支柱，并制定了抓住智能制造系統的未來、開發世界領先的制造技術等戰略目標。Bonvillian 等［5］指出先進制造計劃能夠在重組制造業領域發揮作用，擴大創業模式，并開始扭轉制造業衰退導致的嚴重社會混亂。國外學者關于“工業4.0”“先進制造業領導戰略”等的研究，均提出了制造業未來發展的趨勢，即智能化與數字化，與我國當前制造業智能化、數字化轉型的戰略殊途同歸。

國內關于制造業高質量發展的研究，主要集中在制造業高質量發展評價體系構建和影響因素等方面。在評價體系方面，從國際間可比性出發，以《中國制造2025》中提出的制造業指標體系為基礎并衍生出的制造業指標體系，有從規模發展、質量效益、結構優化、持續發展等維度構建［6］，有從發展質量、發展效率和發展動力三維度構建［7］，也有從生產制造環節的生產效率、出口貿易環節的價值獲取能力與技術含量的角度構建［8］。以上指標體系主要基于國際間制造業的可比性進行研究，對國內區域及各省份制造業評價則不適用。

隨著新發展理念與政策的推行，制造業發展評價體系也有了新的探索。一是從質量、效率和動力三個維度進行制造業高質量發展水平測度［9-10］，二是依據新發展理念中創新、協調、綠色、開放、共享等理念構建了工業發展質量體系［11］。此外，高端發展、綠色發展［12］、信息化水平［13-14］、智能化程度［15］、數字化程度在制造業高質量發展指標體系構建中也有所體現［1］。但目前關于數字化轉型背景下制造業高質量發展水平的指標體系仍存在片面化的問題，如只從智能化程度或數字化程度進行評價，未包括經濟效益、創新能力等維度，不能全面反映制造業高質量發展水平。

關于制造業高質量發展的影響因素，科技人才［16］、產業政策［17］、環境規制［10,18］、互聯網［19］、科技進步等均對制造業高質量發展起著不同影響［20］。基于本文研究背景，從數字化對制造業的影響看，數字化信息會成為制造業產業鏈上的標準化流通媒介，產業鏈會隨數字化技術的應用發生解構、重構，從而實現升級轉型［21］。數字化技術促進制造業與生產服務業及其他產業融合，降低成本并提升效率［22-23］。數字經濟促使企業向“大數據化”和“云化”邁進，催生制造業多種新業態［24］。數字經濟及數字化對制造業轉型升級具有顯著促進作用［25-26］。由影響因素來看，學者們越來越重視智能化、數字化在制造業轉型升級與高質量發展過程中發揮的作用。

綜上所述，國外學者大多基于新工業革命的國際背景對制造業展開研究，研究內容與中國制造業高質量發展內容有諸多共通點，但因國情有別，難以直接照搬。國內學者在制造業發展評價體系、影響因素及路徑機制等方面積累了豐富的研究，但在數字化轉型背景下制造業高質量發展內涵及水平測度等方面還有待探索。因此，本文在明晰數字化背景下制造業高質量發展內涵和特征的基礎上，構建數字化轉型背景下制造業高質量發展評價體系，并對各省市（地區）制造業高質量發展水平進行測度比較，這對于各省市（地區）明確制造業高質量發展實際水平以及采取對應政策措施具有實踐意義。

2 內涵、指標體系構建與數據來源

2.1 內涵

制造業高質量發展源于經濟高質量發展。十九大報告提出高質量發展為更高質量、更有效率、更加公平、更可持續的發展，為制造業高質量發展明晰了方向。

關于經濟高質量發展內涵的研究，眾多學者從不同角度進行了有益探索，但尚未形成共識。從社會主要矛盾變化和新發展理念角度，高質量發展旨在滿足人民日益增長的美好生活需要，全面體現出創新、協調、綠色、開發、共享的新發展理念［27-28］；從宏中微觀角度看，宏觀上指國民經濟的整體質量和效率，中觀上主要指產業和區域的發展質量，微觀上主要指產品和服務的質量［29-30］；從供求和投入產出角度看，主要指高質量的供給、投入、配置及產出等［31］；從投入產出角度來看，制造業高質量發展是指在新發展理念指導下，制造業的生產制造銷售全過程實現生產要素投入低、資源配置效率高、品質提升實力強、生態環境質量優、經濟社會效益好的高水平可持續發展［32］。

綜上所述，本文認為制造業高質量內涵為：以新發展理念為指導，以十九大報告中提出的供給側結構性改革、供給體系質量提升、產業體系協同發展、創新能力增強等為發展方向，通過與工業互聯網、區塊鏈、5G 等新一代信息數字技術的深度融合，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平，推動制造業質量變革、效率變革、動力變革，最終實現制造業高質量發展。

2.2 指標體系構建

本文根據制造業高質量發展內涵、國家出臺的制造業發展政策規劃以及前人的研究，基于指標選取的科學性、全面性、可比性等原則以及數據的可獲得性，構建了包括經濟效益、產品質量、創新能力、智能程度、數字水平、綠色發展6 個一級指標和16個二級指標的指標體系。具體指標體系如表1 所示。

表1 制造業高質量發展指標體系

經濟效益改善是制造業高質量發展的基本要求，本文選取工業勞動生產率、規上制造業銷售利潤率和高技術（制造業）占制造業比重來表示制造業的經濟效益［14］。

隨著消費者對產品質量的要求不斷提高，越高質量的產品會越得到消費者的青睞，本文選取產品質量損失率和產品優等品率來表示制造業的產品質量。

創新能力是制造業高質量發展的驅動力量，本文分別選取研究經費投入強度、單位研究經費支出有效發明專利數表示創新投入和產出［12］，另選取規上工業新產品銷售收入來表示制造業新產品產出能力。

制造業智能程度體現為智能基礎、智能應用、智能效益三個方面，企業智能化水平提升主要依賴電子及通信設備制造業生產的智能化產品，本文分別選取企業信息化及電子商務水平、電子及通信設備制造業專利申請數、電子及通信設備制造業利潤分別表示制造業智能基礎、智能應用和智能效益［15］。

數字化的核心在于“數據”，包括數據收集存儲、數據處理及預測等功能，主要依靠軟件和信息服務業與制造業的深度融合來實現，分別選取軟件和信息技術服務業從業人數、軟件業務收入、軟件和信息技術服務業固定資產投資額表示數字化從業人員、數字化軟件應用、數字化設備投入［1］。

綠色發展反映企業清潔生產和資源利用效率水平，選取單位工業增加值能耗和固體廢物處理利用率來衡量［12］。因制造業部分數據難以獲得，借鑒前人研究采用規上工業企業的數據代替。

2.3 數據來源

本文數據來源于《中國電子信息產業統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《中國科技統計年鑒》以及各省市歷年統計年鑒。因2013 年以前無制造業從業人員平均數、電子商務交易活動企業數比重、工業固體廢棄物產生與利用量統計數據，且西藏缺失較多數據，故選取我國30 個省市（除港澳臺與西藏）2013—2018 年數據進行測度分析。

3 研究方法

3.1 CRITIC-熵權組合權重模型

學者們通過研究發現，CRITIC 方法和熵權法結合既能考慮指標的對比強度與沖突性，也綜合了指標間的離散程度，能更加客觀反映指標的權重［13］，所以本文選擇CRITIC-熵權法組合權重模型計算各指標的權重。

設有m個評價對象，n個評價指標，Xij為原始數據，i=1,…,m，j=1,…,n。考慮到指標的正負屬性與單位不同，首先對原始數據中負向指標進行正向化處理，然后對所有數據進行歸一化處理。歸一化：

3.2 TOPSIS 評價模型

TOPSIS 模型是根據有限評價對象與理想化目標的接近程度進行排序的一種評價方法，通過衡量評價對象與最優解、最劣解的距離進行排序。CRITIC-熵權計算權重與TOPSIS 評價相互結合可有效克服傳統TOPSIS 無法反映變量間相關性和重要程度的缺點［13］。

4 研究結果

根據式（1）～（7），計算各指標權重，計算結果如表2 所示。

表2 各年指標權重計算結果

根據表2 可知，制造業數字水平綜合權重最高，為0.261 1，其中數字化從業人員、數字化軟件應用、數字化設備投入綜合權重分別為0.086 4、0.087 5、0.087 2，說明軟件和信息技術服務業等為制造業提供了智能軟件、數字化程序等軟硬件設施，為制造業智能化、數字化轉型發展提供了必備條件。智能程度綜合權重為0.209 55，其中智能效益、有電子商務交易活動的企業數占比綜合權重分別為0.094 5 和0.069 8，而智能專利數綜合權重為0.045 25，說明專利產出水平不高，對制造業智能化轉型的作用比較弱。經濟效益的綜合權重為0.175 25，其中高技術制造業占比的綜合權重只為0.040 9，說明高技術制造業等高端制造業發展尚不充分，水平有待提升。創新能力與綠色發展綜合權重分別為0.138 5 和0.135 3，說明當下制造業注重提升企業的創新能力和綠色化發展，全方位促進制造業轉型升級。產品質量的綜合權重為0.080 35，占比最低，分析各省市歷年產品質量優等品率，普遍出現不同程度下降，說明數字化轉型背景下制造業高質量發展更側重于企業轉型發展，對產品質量的重視程度有所弱化。

根據式（8）～（13），計算各省市制造業高質量發展水平綜合得分并進行排名，結果如表3 所示。

表3 各地區及各省市制造業高質量發展水平得分及排名

表3（續）

由表3 可知，東部地區除河北與海南外，其余8 省制造業高質量發展水平綜合得分排名均在前10名，其中以廣東為首，2018年綜合得分為0.682，江蘇、北京次之，綜合得分分別為0.572、0.467。從平均增長率看，廣東、河北平均增長率均超過了10%，遠高于東部其他省市，江蘇、浙江、山東、福建平均增長率均超過5%。從數據分析，2018 年廣東和江蘇電子及通信設備制造業專利申請數總和、軟件和信息技術服務業固定資產投資分別占到全國比例的60.48%和40.23%。此外，兩省在高技術（制造業）占比、產品優等品率、技術創新投入與產出及新產品銷售方面均位于全國前列。浙江、山東、福建在數字化、智能化水平上也取得了快速發展。如2017年浙江軟件和信息技術服務業固定資產投資額增長136%，福建軟件業務收入增長率穩定在15%左右，增長率與廣東持平。河北與海南制造業高質量發展水平相比東部其他省份比較落后，但河北以高增長率快速發展，而海南有倒退之勢。

中部地區安徽、湖北制造業高質量發展水平較高。2018 年均超過0.3，綜合排名均進入前10 名，平均增長率也分別達到8%和10.2%。具體表現在兩省在智能化、數字化各項指標優于中部其他省份，在產品質量與創新水平指標有了較大提升，如2018年產品優等品率、R&D 經費投入強度及新產品銷售收入均高于全國平均水平，發展勢頭良好。湖南、河南、江西制造業高質量發展水平呈波動上升趨勢，2018 年綜合得分均在0.2～0.3 之間。而山西則有下降趨勢，綜合得分未超過0.2，在R&D 經費投入強度、單位R&D 經費發明專利數、新產品銷售收入及工業固體廢物綜合利用率指標上均低于全國平均水平。

西部地區重慶、四川、貴州和陜西2018 年制造業高質量發展水平均超過0.25，且排名能保持在前50%左右，且能保持較高的平均增長率，發展勢頭良好。其他省市制造業高質量發展水平處于波動狀態，排名比較落后。總體來看，西部地區省份制造業在智能化、數字化指標上普遍低于全國平均水平，發展比較緩慢。

東北三省中遼寧制造業高質量發展水平較高，排名躋身前50%，吉林和黑龍江除產品質量合格率等部分指標高于全國平均水平外，其他指標普遍低于全國平均水平。

綜上所述，制造業高質量發展水平存在顯著的區域異質性。東部地區制造業在智能化、數字化、創新能力及綠色發展等方面均領先于中西部和東北地區；中部地區安徽、湖南等部分省份重視創新水平的不斷提升，在制造業智能化與數字化水平上得到快速發展；西部地區制造業智能化、數字化水平及創新能力普遍低于全國平均水平，但部分省份發展態勢良好，如重慶在產品質量與創新水平上取得較大提升；東北三省制造業高質量發展居于中下游水平。依據2018 年各省市綜合得分，利用聚類分析方法將我國30 個省份分為四個梯級，劃分標準依次為得分0.4 以上、0.3～0.4、0.2～0.3、0.2 以下，具體劃分如表4 所示。

表4 各省市制造業高質量發展水平梯級劃分

由表4 可知，東中西部各省市制造業高質量發展水平處于第二第三階梯居多，第一第四階梯較少，整體呈正態分布。處于較高水平及以上的包括第一、二階梯10 個省市，第一階梯包括廣東、江蘇、北京三省（市），制造業發展起步早、發展快，依托先進信息數字技術與強大的科技能力，不斷探索制造業發展新出路，如廣東積極布局制造業創新中心，東莞強力啟動“工業上樓”模式，揚州打造先進制造業標準信息服務平臺等措施，促進制造業發展水平持續居于領先地位。第二階梯包括東部地區上海、浙江、天津、山東、福建和中部地區安徽、湖北，綜合得分處于0.3～0.4 之間，與第一階梯省市相差較大，有很大提升空間。處于較低水平及以下的包括第三、四階梯20 個省市。第三階梯包括東部地區河北、海南，中部地區湖南、河南、江西，西部地區重慶、四川、貴州、陜西、寧夏、廣西、云南、青海、新疆和東北地區遼寧，說明我國中西部地區大多數省市制造業高質量發展水平較低。第四階梯包括山西、內蒙古、甘肅、吉林和黑龍江，受地理、資源、政策、科技等不同條件的限制，制造業發展較為緩慢，制造業高質量發展水平最低。

5 結論與政策啟示

基于各指標權重和各地區、省市綜合得分及排名分析，得出以下結論:

（1）數字化轉型背景下制造業高質量發展更加注重數字水平與智能程度的提升，先進生產方式的應用有助于提高企業生產效率。

（2）創新能力、綠色發展對于促進制造業高質量發展也具有重要作用，但目前高技術制造業引領作用發揮不足、創新能力偏弱阻礙了制造業高質量發展，對產品質量的重視程度也有待強化。

（3）東中西部省市制造業高質量發展水平具有顯著的區域異質性。東部地區制造業高質量發展水平明顯強于其他地區，且智能程度與數字化水平更高；中西部地區及東北三省制造業高質量發展水平相對較低。

基于上述結論，得出如下政策啟示：

（1）推進“新基建”建設步伐。繼續加快通信網絡基礎設施、新技術基礎設施、算力基礎設施等“新基建”建設步伐，增強信息基礎設施支撐能力。以“新基建”為契機，開展5G、工業互聯網、人工智能的場景化應用，促進制造業產業結構優化升級。

（2）提升自主創新能力。加大對先進裝備制造業、戰略性新興產業、高技術制造業等的引導支持與戰略投資，充分發揮高端制造業在推動制造業高質量發展中的引領作用。引進、培養智能化和數字化的高端人才，加強高校、科研院所與企業研發機構的產學研合作，探索制造業轉型與新興數字信息技術融合新模式并大力推廣。利用先進數字化技術充分整合資源要素，變革制造、管理模式，增強創新能力。同時，要堅持質量為先，嚴把質量關，將數字技術廣泛應用于產品生產、檢測等環節，不斷提高制造業產品質量和品牌附加值。

（3）加快制造業綠色化發展。加大對制造業綠色轉型與綠色改造的鼓勵支持力度，推進先進制造業、戰略性新興產業與綠色發展的深度融合，以綠色工廠、產品、園區、供應鏈等為主要內容，建立高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系，打造綠色標桿示范單位，推廣制造業綠色轉型與改造成熟經驗，從而全面推動制造業高質量發展。

（4）縮小區域發展差距。東部地區要依托京津冀地區、長江經濟帶、珠江三角洲等地數字經濟與高端制造業發展快的優勢，加強區域內各省市合作，打造制造業高質量發展高地，同時輻射帶動周邊省市制造業高質量發展。中西部及東北地區一方面要打造制造業高質量發展示范地區，如中部的安徽、湖北，西部的重慶、四川等，以點及面，將制造業與數字經濟融合的新模式及成熟經驗廣泛推廣。另一方面要加強與東部地區的對接合作，承接東部地區轉移的優質產業，降低開發與建設成本，從整體上提升第二階梯與第三階梯省市制造業高質量水平，縮小中西部及東北地區與東部地區的發展差距。

（5）完善制造業數字轉型治理體系。數字經濟與制造業快速融合，催生了新的商業模式與業態，亟需政府出臺相關政策措施進行引導與規范，構建適應于制造業與數字技術相互融合的治理體系和安全保障體系，加強知識產權保護，加強對制造業的金融支持力度，營造良好的數字化轉型新環境。