基于熵
——生態位模型的我國裝備制造業競爭力評價及提升對策研究

李偉娟 李紅 張朋程

（1.2.中國石油大學勝利學院 文法與經濟管理學院，山東 東營 257061 3.中石化石油工程設計有限公司 工程造價中心，山東 東營 257061）

裝備制造業被譽為我國國民經濟的脊梁，對工業經濟的發展起到助推劑的作用，是衡量國民經濟發展水平的重要指標。2015年國家總理李克強在政府工作報告中提出《中國制造 2025》，指出裝備制造業是實現制造強國戰略的重中之重，要求全面推進中國制造強國目標的實現。按我國國民經濟行業分類 (GBT4754-2002) 的分類，我國的裝備制造業包括金屬制品業、通用裝備制造業、專用設備制造業、交通運輸設備制造業、電氣機械及器材制造業、通信計算機及其他電子設備制造業、儀器儀表及文化辦公用裝備制造業在內的7個大類185個小類。根據《2016全球制造業競爭力指數》報告顯示，2016年我國制造業的競爭力排名第一，美國排名第二，但據預測，到2020年美國很有望超過中國位居世界第一。目前我國裝備工業增加值率26%，低于發達國家平均水平6-8個百分點。發達國家的多年發展經驗表明，強大的裝備制造業是完成一個國家工業化和實現現代化必不可少的部分。尤其受近年來國際油價低位運行的影響，全球石油裝備制造行業的業務量下滑，國內外裝備制造業的競爭日趨激烈，有必要針對我國裝備制造業的競爭力開展研究，分析其整體效益和國際競爭情況以及分行業的發展情況以便提升在國內外市場的競爭力。

一、文獻綜述

由于裝備制造業的概念主要是由我國提出，國外研究主要集中在制造業方面，對于裝備制造業競爭力的研究主要集中在我國。既有文獻可以劃分為兩類：其一，影響我國裝備制造業競爭力的主要因素分析。付保宗提出影響我國裝備制造業核心競爭力的主要因素有市場需求、成本要素、人才和技術環境、關鍵零部件和基礎配套、政府管理機制體制和產業政策等。蒲阿麗,鄒松歧提出技術創新能力對裝備制造業影響國際競爭力。孫少勤,邱璐提出增強外資引進過程中的本土研發投入和改善人力資本狀況是穩步提升出口技術復雜度的重要方面。盛新宇，劉向麗分析了美、德、日、中四國高端裝備制造業的國際市場競爭力情況，得出高級生產要素投入在德國和中國高端裝備制造業發展中起著正向影響，其中高級生產要素投入、高科技產業、制造業的快速增長是主要原因，國外需求的改善以及全球化環境的改善也發揮了重要作用。

第二類是我國裝備制造業競爭力的定性分析和定量分析。馬振華,趙霜定性分析了裝備制造業競爭力綜合性評價指標，包括產業規模、經濟效益、發展動力和技術創新等。朱建民,丁瑩瑩定性分析了知識管理新范式提升裝備制造業競爭力的對策。常麗提出的規模能力、技術能力、生產能力、盈利能力和市場能力五個層面。顏毓潔，吳念提出的規模競爭力、營運能力、償債能力、創新能力和市場競爭力五個層面。王新安,尹紀洋構建由規模競爭力指標、償債營運能力指標、資源轉化能力指標、創新能力指標和競爭環境指標等構成的裝備制造業競爭力指標，利用主成分分析法對29省市裝備制造業進行比較，得出陜西省裝備制造業的發展水平。

根據現有文獻分析，目前對我國裝備制造業競爭力的研究已取得了豐富的成果，主要表現在以下三個方面，一是影響因素；二是競爭力評價指標體系；三是競爭力評價方法。總體來看，目前缺少對我們裝備制造業分行業的競爭力影響因素分析和競爭力評價動態分析的相關研究。

二、中國裝備制造業的經濟效益和國際市場競爭力分析

利潤額是反映企業在報告期內實現的盈虧總額，能夠直觀反映石油裝備制造業的經濟效益；出口交貨值則是衡量工業企業生產的產品進入國際市場的一個重要指標，目前我國將其作為衡量大型工業企業是否順利融入世界經濟的一個主要參數，圖1和圖2分別是2007-2016年近十年我國裝備制造業兩大指標的情況。

圖1 2007年-2016年十年期間我國裝備制造業的利潤總額波動情況 （單位：億元）

圖2 2007-2016年十年期間我國裝備制造業利潤額的增長幅度發展趨勢

根據圖1所示，單純從利潤總額看，我國裝備制造業全行業的利潤額呈現了穩步增長的趨勢，單純從利潤總額的貢獻量上，交通運輸設備制造業的利潤總額遙遙領先其他分行業，2016年的利潤總額8029.47億元，其中我國汽車保有量在2016年年底突破了1.94億輛，成為全球第二，僅次于美國的保有量。另外汽車行業海外擴張加速，鐵路、船舶、航空航天行業投資發展順利；其次是電氣機械及器材制造業和通信設備、計算機及其他電子設備制造業，利潤額均在5000億元以上，利潤額穩步提升；但儀器儀表的利潤總額貢獻最低，僅有820.7億元。

根據圖2所示，從利潤額的增長幅度看，2007-2016年的十年時間，我國裝備制造業全行業利潤總額由2007年的7122.41億元提升到2016年的26922.19億元，上浮278%；7個分行業的利潤總額分別上浮349.3%、171.2%、194.4%、376.5%、317.6%、250.7%、194.5%，其中金屬制品業和交通運輸設備制造業以及電氣機械及器材制造業的利潤總額的提升幅度均超過了300%，尤其是交通運輸設備制造業的利潤增長額達到376.5%的最高值，為我國裝備制造業的經濟效益提升貢獻了很大的力量；通用設備制造業十年來的利潤額增長率最低，僅有171.2%，且后期的增長明顯出現平緩的局面，后期經濟效益提升的動力不強，2015和2016年的利潤增長額分別為-0.2%和1.14%。但這十年期間全行業利潤額增長率的波動很明顯，十年期間前期是高速增長期，在2010年達到利潤額增長幅度最高峰，其中2010年比2009年的利潤額提升54.68%，但后期的動力增長不足，2015年相比2014年僅增長3.23%，2016年有所提升，增長8.77%，相比前幾年的高速發展裝備制造業全行業的利潤額大幅縮小；整個行業競爭激烈，其中電氣機械及器材制造業在2015和2016年的利潤額增長率均排名第一，分別增長8.68%和13.84%；通信設備、計算機及其他電子設備制造業的利潤總額增長保持良好的勢頭，有望進一步提升。

圖3 2007年-2016年裝備制造業出口交貨值 （單位：億元）

根據圖3所示，單從出口交貨值的數值上看，除了儀器儀表制造業出現了32%的下滑，出口交貨值由2007年的1996.98億元降到了2016年的1358.2億元，國際市場競爭力弱，其他6個行業均出現了上升，發展趨勢良好，其中通信設備、計算機及其他電子設備制造業的出口交貨值遠遠高于其他6個行業，2016年的出口交貨值47081.32億元，占整個行業的61.4%，其次是電氣機械及器材制造業，2016年的出口交貨值為10092.24億元，占整個行業的13.2%，表明這兩個分行業在國際市場上的競爭力很大，占據了全行業的2/3以上。

圖4 2007年-2016年十年時間裝備制造業出口交貨值

根據圖4所示，2007-2016年的十年期間，裝備制造業全行業出口交貨值上浮70.6%，前6個分行業的出口交貨值分別上浮30.5%、74.0%、113.4%、74.6%、71.3%、79.3%。其中專用設備制造業的出口交貨值的增長幅度最高，增長幅度113.4%，表明我國專用設備制造業的市場競爭力有著明顯的提升，但其在近兩年的出口交貨值出現較大波動，其中2015年下滑9.22%，2016年上浮3.19%，受國際油價波動的影響太大。儀器儀表制造業的出口交貨值增長幅度十年期間出現了負增長，下滑32%，國際市場競爭力明顯不足。結合最新兩年的數據，交通運輸設備制造業和電氣機械及器材制造業的出口交貨值相對穩定增長，尤其是軌道交通裝備形成了具有自主知識產權的系列產品，并已在土耳其、委內瑞拉、巴西、阿根廷等國家登陸。

三、裝備制造業生態位評價指標體系的設計

（一）研究方法的選擇

結合生態位視角的競爭力測評方法充分考慮了競爭力的動態變化過程，更能反映出分行業的競爭力變化，目前該方法主要應用在旅游業，本文將其與熵值法相結合，構建熵——生態位模型，以更客觀的對我國的裝備制造業競爭力進行評價。

（二）指標體系構建

本文結合前期學者的經驗和波特的競爭力模型，選取生產要素、需求要素、知識與創新要素和外界資本要素四個一級指標，18個二級指標。

1.生產要素

生產要素是裝備制造業形成競爭力的基礎條件，主要由人力資源、基礎資源和規模能力等指標構成。人力資源指標包括就業人員平均數，反映裝備制造業勞動資源情況。基礎資源包括固定資產合計和人均固定資產原值，反映裝備制造業的資產規模和單位資產規模，保證裝備制造業保持經濟效益和市場競爭力。規模能力指標包括企業數、工業銷售產值和資產總計，反映裝備制造業的生產能力和市場潛力。

2.需求要素

需求要素是裝備制造業發展的動力，主要由企業市場能力和企業盈利能力等指標構成。企業市場能力包括出口交貨值和主營業務收入，反映市場對裝備制造業產品的需求總量。企業盈利能力包括利潤總額、成本費用利潤率和銷售利率等，反映市場對裝備制造業產品需求狀況和下游用戶消費能力和消費水平狀況。

3.知識與創新要素

知識與創新要素是裝備制造業持續提升競爭力的重要途徑，主要由固定資產更新率、科技產業和教育產業等指標構成。固定資產更新率包括固資投資新度系數，反映裝備制造業更新擴大再生產能力。科技產業和教育產業指標包括申請專利數、高新技術產業的產值、教育經費支出占財政支出的比例、普通高等學校在校學生數等，反映了裝備制造業的創新能力和人員素質，是裝備制造業競爭力提升最原始，也是最大的動力。

4.外界資本要素

外界資本要素是鉆石模型中的外界環境和政府兩大要素的綜合體現，主要由科技經費投入和實收資本等構成。包括科技活動經費投入和實收資本。裝備制造業屬于技術密集型產業，綜合體現了相關外界環境和政府對裝備制造業的支持力度和產業競爭力提升的力度。

指標權重擬采用客觀性較強的熵值法確定。其中：人均固定資產原值=固定資產原價/從業人員平均數；投資新度系數=固定資產合計/固定資產原值；成本費用利潤率=利潤總額/（主營業務成本+三費）；銷售利潤率=利潤總額/主營業務收入。外界資本主要包括科技活動經費投入和實收資本兩部分。具體指標見表1。

表1 裝備制造業競爭力評價指標體系

四、基于熵——生態位理論的競爭力評價模型

（一）基于熵值法的權重確定

熵值一般用來判斷某影響因素的離散水平值，離散水平值越高，該影響因素對綜合評價結果的影響就越大，熵值法確定某因素權重，可以減少主觀性的影響，確保數據更加客觀、合理。

1.熵值的確定。

采用熵值法計算指標權重時，需要計算指標的熵值ei：

式中：rij為第j個城市的i指標的值，k=1/ln(m)，i=1, 2, …, n。

2.差異化系數的確定。

確定熵值ei之后需確定該指標的差異化系數gi：

（3）指標權重的確定。

第i項指標的權重wi的計算公式：

特別地，當gi=0時，wi=gi=0，即差異化系數為0，指標權重為0。

（二）基于生態位理論的生態位測評方法

生態位是生物單元在特定生態系統中與環境相互作用過程中所形成的相對地位與作用，該模型主要用于反應生物與環境的相互作用，計算公式為：

式中：j=1, 2, …, m，i=1, 2, …, n。Nij為第j個城市的i的生態位，Sij為第j個城市的i的態，Pij為第j個城市的i的勢，A為量綱轉化系數，為1。生態位的寬度就是生態位的態和勢的結合，即生態位的大小。0≤Nij≤1，Nij越大表明第j城市生態位競爭力越強，反之，其競爭力越弱。通過Nij來反映裝備制造業分行業的生態位競爭力情況。

五、實例應用與結果分析

（一）數據來源

為確保數據的客觀公正，模型評價過程中所用數據均來源于《中國工業統計年鑒》（2016-2017年），其中交通運輸設備制造業的數據由汽車裝備和鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造兩部分組成。

（二）生態位測評結果

根據《中國工業統計年鑒》（2016-2017年）的數據，計算出裝備制造業7個分行業的各個維度下生態位及排名（表2-表6）。

表2 生產要素維度下的各個因子變量生態位

表3 需求維度下的各個因子變量生態位

表4 知識與創新維度下的各個因子變量生態位

表5 外界資本要素維度下的各個因子變量生態位

表6 綜合生態位

綜合上述評價數據，得出如下結論：（1）我國裝備制造業7個分行業的綜合排名中，裝備制造業7大分行業的生態位競爭力差異大，其中，電氣機械及器材制造業、通信設備、計算機及其他電子設備制造業和交通運輸設備制造業的綜合生態位明顯高于其他行業，綜合競爭力最強，綜合生態位得分在0.1331-0.1596之間；其次是金屬制品業、專用設備制造業、通用設備制造業生態位競爭力居中，發展良好，綜合生態位得分在0.1005-0.1225之間；儀器儀表制造業的生態位競爭力最弱，綜合生態位得分在0.1以下，國際市場競爭力低。（2）分要素排名中，大部分分行業的分指標排名與綜合指標排名一直，但金屬制品業的排名比較特殊，其中生產要素指標和需求要素指標排名大體與綜合指標的排名一致，但在知識與創新要素以及外界資本要素指標中金屬制品業卻排在第一名，但在綜合排名中金屬制品業僅排在第4名，這說明僅靠外界的資金支持是不夠的，其在生產要素指標和需求要素指標排名中僅排名第6和第5，這說明了基礎資源、規模化和市場營銷拓展及盈利能力的重要性。

六、提升我國裝備制造業競爭力的對策

（一）完善國家的政策支持和落地，確保裝備制造業的快速發展

政府可以通過法律法規以及頒布產業政策等來為產業的發展指明方向，從而推動裝備制造業的快速發展。如德國政府出臺的《制造技術2000框架方案》《德國高技術戰略》《工業4.0戰略》《德國2020高新技術戰略》，日本政府出臺的《振興裝備制造業基礎技術基本法》，以加強本國制造業的信息化程度。近幾年我國關于裝備制造業發展的政策主要如下，一是由國務院2015年印發的《中國制造2025》，提出實施制造強國戰略的10年行動綱領，二是由工信部2016年印發的《信息化和工業化融合發展規劃（2016-2020年）》提出加快制造業的數字化轉型，強化互聯網與制造業的融合，三是在2017年國家總理李克強再次就《中國制造2025》發表的聲明，提出將智能制造作為主攻方向，四是黨的十九大報告再次強調加快發展先進制造業，強化與大數據、人工智能的融合，一系列政策的頒布為確定了裝備制造業的重要地位，也為我國裝備制造業的發展指明了方向。

（二）強化科技成果轉化，打造特色國際品牌，提升海外市場競爭力

以往我國裝備制造業依靠低成本低價格優勢和大規模生產能力構成了國際競爭力，但這一優勢正隨著科技的興起被逐漸弱化。目前我國裝備制造業的發展中仍然存在低端產能過剩、高端產能不足以及產業同質化競爭白熱化的問題，結合前面的數據分析，目前我國在國際市場上競爭力較強的分產業主要是通信設備、計算機及其他電子設備制造業、交通運輸設備制造業和電氣機械及器材制造業，專用設備制造業雖擁有較好的生產基礎和知識與創新，但受國際油價的影響較大，盈利能力和市場能力在國際市場競爭激烈的時候難以適應消費者的需求。只有加強科技成果的轉化，強化產品的科技含量，以科技創新為主，打造國際品牌，通過提高產品的出口交貨值從而實現我國裝備制造業在國際市場上競爭力的提升。從產品分工的價值鏈特征看，發達國家占據著裝備制造業的技術開發、產品設計與關鍵零部件生產，以及品牌和銷售等高附加值價值鏈環節，為企業和國家的發展贏得了大部分的利益，這很大部分原因得益于發達國家對科技的重視，德國每年投入大量的科研經費進行產品的研發，如西門子電子公司和奔馳公司，研發投入在整個歐洲名列前茅，確保了科技研發具有先進的實驗設備。加強資金投入，確保科技成果轉化將有利于提升我國裝備制造業的科技創新，塑造國際特色品牌從而提升我國裝備制造業的市場競爭力。

（三）聯動整合，通過產業集群化發展，實現規模效益最大化

著名學者邁克爾·波特提出，“當產業集群形成時，一個國家的最終產品、生產設備、上流供應及售后服務等方面都會具有很強的國際競爭力”。從全球來看，2016年制造業競爭力排名前15的國家和地區就呈現出“抱團”的現象，其中尤其以北美和亞太地區最為顯著。裝備制造業是典型的供應商驅動型價值鏈，其產品和加工工藝的復雜性高，整機開發周期長，開發成本高，風險也高，多數產品需要多個關聯行業和企業共同配合才能實現其開發過程，尤其是那些技術難度大、界面復雜，含多重子系統的大型成套設備，需要多方的努力，聯動整合可以集多家的特長力量，共同打造高技術含量的產品，如積極參與國內的、區域性的、全球性的產業鏈，利用內部市場或鄰國市場，實現產品設計和銷售方面的功能升級；對于一些難以融入國際市場的分行業產品，區域性合作是拓展國際市場的有利助手。

（四）培養制造業高技能人才，為提高裝備制造業的競爭力提供人才保障

由于裝備制造業自身技術的復雜性和集成性的特點，其產品的創新需要大量的專業性、技術性人才為其發展提供支撐。中國信息化百人會在北京召開“中國制造業競爭力研討會”時指出，人才是制造業競爭力最重要的驅動因素，尤其是資深技術工人的素質與可利用性。我國十九大報告中也明確提出要建設“制造強國”的目標，在助推該目標實現的眾多因素中，制造業的高技能人才必不可少。根據《中國勞動統計年鑒2017》統計數據顯示，目前全國共有技工學校2526個，勞動預備制度定點培訓機構數1298個，其中具有初級職業資格、中級職業資格、高級職業資格以及技師和高級技師資格的人數分別為1661537人、466914人、125034人和9617人，技師以及高技能人才不足。針對這種現象，《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》提出了“2020年前我國高技能人才占技能勞動者的比例達到28%”的戰略目標。國外的高技能人才培養方式典型的如德國、日本和英國，其中德國實行校企聯合培養的“雙元制”職業教育體系，意指學生不僅既在職業學校學習基礎理論與專業知識，又同時在企業接受技術技能培訓；日本則強調“一生專注做一事的工匠精神”，確保企業在激烈的市場競爭中能夠始終保持強勁的競爭力和極高的工作效率；英國則主張高職“工讀交替制”人才培養方式和實行現代學徒制，并建立了相關職業資格的鑒定發證制度。國外的系列技能型人才的培養強調了學校的人才培養模式應結合社會與企業的需求，從根據解決就業矛盾和技能型人才的結構矛盾。