人工智能產業對區域經濟發展影響測度分析

陳德余，湯勇剛

（1.廣州商學院，廣東廣州 511363；2.云浮市信息科技發展有限公司，廣東云浮 527300）

1 研究背景

人工智能(AI)，從其內涵上來講，是一套具有智能思維所要求的計算機系統，或是一套解決復雜問題需要采取合理決策以達到目標的智能系統［1］。人工智能產業是現代經濟增長的重要源泉，也是促進中國區域經濟持續發展的重要推動力。全世界在人工智能領域中最具代表性的城市有20 個，引領世界人工智能領域創新發展，主要包括3 個層次的城市：第1 個層次是以舊金山、波士頓為代表的綜合樞紐型人工智能城市；第2 個層次是以紐約、北京和上海為代表的應用型人工智能城市；第3 個層次是以多倫多、深圳和阿姆斯特丹為代表的創新引領型人工智能城市［2］。

當前，中國區域經濟正處在產業結構轉型升級，新舊動能轉換，全力振興實體經濟的緊要時期，人工智能產業的發展對中國區域經濟產業轉型升級起著不可替代的重要作用。黨的十九大報告明確指出要大力推動互聯網、大數據、云計算、人工智能與實體經濟深度融合，培育新增長點，形成新動能。國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》也明確提出要進一步推進人工智能與產業合作，不斷催生新產品、新技術，涵蓋“AI+教育”“AI+工業”“AI+5G”“AI+醫療”等應用領域，推動產業結構優化升級。在新常態驅動下，人工智能在“開放、平等、協商、分享”的經濟發展理念下，不僅為中國區域經濟的增長提供新的增長動能，而且能有效降低各產業單位的用工成本，為區域經濟發展提供可持續發展的強大動力［3］。中國生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人需求依然旺盛，工業機器人市場保持向好發展，約占全球市場份額1/3，是全球第一大工業機器人應用市場。據國際機器人聯盟（IFR）統計，中國工業機器人密度在2017年達到97 臺/萬人，已經超過全球平均水平；2019年中國工業機器人市場規模達到57.3 億美元［4］。

人工智能已廣泛運用于工業、農業、自動駕駛、軍事、交通運輸、科學研究、醫療保險和家庭等方面，采用自動化技術可以大大提升勞動生產率，增強人類征服自然和改造自然的能力。例如，在語音識別領域，中國科大訊飛發明的語言識別系統對中文的有效識別率高達98%；在醫療領域，美國新澤西BD公司開發的焦點GS 成像系統用來治療宮頸癌，同人工檢查相比，準確率和診斷速度提高一倍；在銀行智能柜員機，可使中國工商銀行一年在全國減少柜員12 042 人，裁減營業網點128 個［5］；在制造領域，大量自動化智能生產機器人的使用大大降低了人類重復勞動，如富士康公司啟動10 萬臺機器人在生產車間進行流水作業，大大提高了勞動生產率［5］。麥肯錫全球研究院研究數據顯示，全世界可能有超過14%的勞動力需要改變職業崗位，面對新的職業發展，或是以新的方式與智能機器協同工作，大量勞動密集型的重復性工作將從目前在全球經濟中43%的比重降到32%，而資本密集型和技術密集型非重復性工作的比重將從42%增加到53%，而中國將來可能有超過51%的工作實現全自動化［6］。2019 年年末出現的新型冠狀病毒感染肺炎疫情（以下簡稱“新冠疫情”），是新中國成立以來傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的一次重大突發公共衛生事件，為有效抗擊病毒，減少醫護人員感染，在武漢、北京、上海、廣州等醫院，采用智能機器人給病人送餐、遞送病人急需物資等，大大降低醫護人員受感染風險。作為云計算獨角獸的華云數據控股集團有限公司，利用云計算等人工智能技術，在輔助疫情判斷、創新診療模式、提升服務效率等方面發揮了重要作用，為安徽省新型冠狀病毒感染肺炎疫情保駕護航，還捐贈給武漢市紅十字會醫院“安超云”一體機，以安超OS2020 為核心，從芯片到硬件、從軟件到解決方案等各個方面為抗擊疫情提供最全面的信息技術支撐［7］。

由于中國區域經濟發展的非均衡性和差異性，使得各個區域的人工智能產業發展也存在很大的差異性。那么，人工智能產業對區域經濟發展到底有哪些影響，人工智能產業對中國區域經濟發展的影響到底有多大，在不同時期的影響是否相同？圍繞這些問題，本研究選取區域藍皮書《中國區域經濟發展報告（2018～2019）》和《中國區域經濟統計年鑒》數據［8］，以及國家統計局網站、中國人工智能年度發展報告、萬德數據庫等相關數據，從量化角度分析人工智能產業對區域經濟發展水平的影響，以期為各級政府、行業制定人工智能相關政策提供參考。

2 文獻綜述

近年來，關于人工智能產業對區域經濟增長影響的研究成果也大量涌現。例如在金融數據分析中，PPmoney 萬惠集團的人工智能團隊基于深度學習，借助卷積神經網絡以及雙向循環神經網絡等深度學習的算法，對電商文本數據進行深入挖掘，不但可大大提升金融領域的全自動化水平、提升工作效率，而且大大提升了金融機構識別欺詐風險的精準度［9］；人工智能機器一年的工作天數是7 d×24 d×365 d，不需要休息和度假［10］；曹靜等［11］就人工智能的經濟影響進行較為系統的文獻梳理和回顧，著重分析人工智能對生產率和經濟增長的促進作用、人工智能對勞動力就業的影響效果，以及人工智能是否會引發收入不平等的加劇等問題，研究表明人工智能對于經濟增長具有促進效用，有研究發現，到2035年，人工智能可能會使中國經濟的年增長率上升1.6%、勞動生產率提升27%，人工智能的發展將會對中國的經濟和勞動力市場形成巨大沖擊，但中國的相關文獻非常有限；何玉長等［12］認為新一代人工智能是先進的科技生產力，人工智能的開發及利用已上升為國家的發展戰略；童凱汀等［13］認為，人工智能無論是在核心技術上還是在典型應用上，都已在市場呈現爆發式進展，是區域經濟創新的驅動力，同時更是新經濟發展的驅動力，因此，政府要以此為契機打造智慧城市，強化智能制造；Aghion 等［14］運用新古典經濟增長模型估算了機器智能對經濟發展的影響，發現機器智能的使用會提高區域經濟增長率；Autor 等［15］通過對1993—2007 年間部分國家的智能機器使用及經濟運行情況的分析，發現機器人的使用會在一定程度上提高生產率、促進區域經濟的增長，進而提升經濟增長速度；Autor 等［16］認為促進區域經濟增長的技術通常需要具備三大條件，一是大范圍推廣使用，二是不斷更新升級，三是能夠引發與之相配套的創新活動，而人工智能的強大學習能力正好具備這3 個條件；Bessen［17］構建人工智能模型考察人工智能對經濟增長的影響，通過理論模型對人工智能的影響進行定性分析。

綜上國內外相關研究成果表明，盡管國內外學者探討人工智能對經濟增長的影響已有不少研究成果，但對人工智能對區域經濟增長影響到底有多大、人工智能對區域經濟增長的影響進度如何、該采取什么措施使人工智能產業對區域經濟增長的效應達到目標卻鮮有論述，顯然，這些都需要量化分析才能解決，相應的實證分析則更少。對此，本研究嘗試對人工智能對中國區域經濟發展影響進行量化分析，并進行實證檢驗。

3 區域經濟發展模型指標選取

本研究中，中國區域經濟發展以《中國區域經濟發展報告（2018～2019）》中的大類分類，主要包括東部、中部、西部和東北地區四大版塊，包含中國31 個省級行政區（未含港澳臺地區）［8］，設置中國生產總值（GDP）作為區域經濟增長變量（p）；選取人工智能市場容量、就業人口、科研規模和專利申請數量4 個指標進行衡量。數據時間范圍為2018—2019 年。

（1）市場容量（p-capa）。市場容量是指人工智能整體發展規模及其發展水平，包括人工智能企業數量、市場消費水平、消費能力、消費規模等，反映了人工智產業的整體趨勢及其效益。目前，中國人工智能領域有超過4 000 家企業，代表性的企業有百度、騰訊、阿里巴巴集團、華為技術有限公司（以下簡稱“華為”）、聯想集團等［18］。《2020中國人工智能API 經濟白皮書》顯示，2019 年中國人工智能開放平臺市場規模為104 億元，預計2020年市場規模可達222 億元［19］。

（2）就業人口（p-popu）。就業人口是指在人工智能市場中容納的16 周歲及以上的勞動力人數，包括從事智能控制、語言識別、自動程序設計、航天應用、專家系統、遺傳編程等全部就業人口。全球人工智能領域人才大約30 萬人，但市場需求在100 萬人以上，全球高校每年畢業的人工智能領域大學生約2萬人，中國畢業的AI大學生也不到4 000人，遠遠達不到人工智能市場對AI 人才的需求［20］。

（3）科研規模（p-scie）。科研規模是指國家投入人工智能市場的資金及人工智能市場的科研水平。政府和企業在人工智能領域提供的科學研究和試驗支持，包括國家試驗室、高等教育機構和人工智能企業。根據清華大學和中國人工智能學會發布的《2019 人工智能發展報告》，中國大約有30 個大學試驗室從事深度學習、電腦視野和自然語言分析等課題研究；2017 年中國成立了人工智能國家試驗室，中國的互聯網巨頭百度、騰訊和阿里巴巴集團已處于世界人工智能技術發展的前沿［21］。2013—2018 年，全球人工智能領域共產出論文文獻30.5 萬篇，其中中國發表7.4 萬篇，居全球最高［22］。

（4）專利數量（p-pate）。專利數量是衡量企業技術實力甚至是國家創新能力的重要指標，也是評價一個區域經濟社會創新發展的硬性指標。中國專利保護協會公布的《人工智能技術專利深度分析報告》顯示，全球人工智能領域專利申請數量排在前5 位的國家和地區是中國、美國、日本、韓國、歐洲［23］。根據國家工業信息安全發展研究中心發布的《人工智能中國專利技術分析報告》，截至2019 年10 月，中國人工智能專利申請量已經超越美國成為AI 領域專利申請量最高的國家，其中百度以5 712 件專利位列第一，并包攬了深度學習技術、語音識別、自然語言處理、智能駕駛等多個人工智能核心領域第一，以明顯優勢領跑［24］。

為使研究數據更加精確，較好地反映人工智能產業對中國經濟發展影響的整體情況和綜合效益，本研究對指標分析數據的選取進一步明確：市場容量主要研究人工智能企業數量，企業技術和產品的應用領域包括智能機器人、無人機、虛擬現實/增強現實（AR/VR）、智能駕駛、大數據和數據服務以及各類垂直領域的擴大應用，這些企業是推動智能技術進步的關鍵推動力；就業人口主要研究在工業、農業、交通、醫療、生活服務等領域從事自動化控制的就業人口數，包括在智能傳感器、芯片、智能機器人等領域的就業人口數量，因為人工智能對勞動者的專業性、協作性要求更高，對技術技能型人才需求更加迫切；科研規模主要分析人工智能領域發表的科研論文數；專利主要考慮向中國國家專利局申請的專利數量。

4 人工智能對區域經濟發展影響實證分析

4.1 平穩性檢驗

為確保分析數據的平穩性，考慮到本研究主要測度4 個變量對區域經濟增長的影響程度，而這4個變量在實際中變動較大，因此暫不檢驗變量之間的多重共線性。假定方差膨脹系數VIF 為1，對數據進行單位根檢驗（ADF），結果如表1 所示，表明4 個序列數值均為平穩序列。

表1 人工智能產業對中國經濟發展影響測度指標的平穩性檢驗

4.2 計量分析

向量自回歸模型（VAR）常用于計量經濟分析，其一般公式 為：

采用VAR 模型計量時需要綜合考慮各變量的滯后階數，按照以上4 個序列數值均為平穩序列的分析結果，以滯后4 階建立相對應的計量模型，得到特征根不超過單位圓范圍，進一步說明VAR 模型平穩。具體如下：

進一步采用變量方差分解表來分析，從表2 至表6 的結果可以看出，從短期來看，4 個變量的變化相對較小，均控制在10%左右的變化范圍，說明隨著時間的推移，人工智能市場容量、就業人口、科研規模、專利申請數量趨于平穩，對中國經濟發展有沖擊影響但波動貢獻基本控制在20%左右，不會有激烈的變化，但4 個變量在不同時期對促進中國經濟增長作用一直保持上升勢頭。人工智能產業發展對中國經濟發展的影響由23.3%上升到29.2%，說明隨著人工智能產業的快速發展，人工智能產業對中國經濟增長越來越重要，但同時也進一步擴大了國內各地區經濟之間的差距。人工智能產業對中國經濟發展影響最大、影響作用較強以及最關鍵的因素是人工智能技術，人工智能技術通過人工智能專利和人工智能科研規模覆蓋各產業領域，其中人工智能專利申請保持穩定增長態勢，對中國經濟發展影響由最低時期的27.01%增長到最高時期的45.26%。事實也的確如此，近幾年，中國人工智能專利申請覆蓋了技術平臺、產品應用等各個環節，形成了比較完整的產業鏈；長三角、珠三角、京津冀等地的人工智能產業生態格局已初步形成，部分關鍵技術如圖象識別、語音識別等應用技術處于世界領先水平；同時，人工智能市場容量和就業人口也在逐步擴大到各個制造領域，中國人工智能市場投資規模占全球近1/3［21］，各領域的“AI+”新技術、新模式、新業態如雨后春筍般不斷涌現，特別是智慧交通、智慧醫療、智慧農業、智慧零售在各區域經濟中呈現新經濟發展態勢，同時國內各地區經濟發展的差異也進一步擴大。

表2 區域經濟發展變量的方差分解

表3 市場容量變量的方差分解

表4 就業人口變量的方差分解

表5 科研規模變量的方差分解

4.3 協整檢驗

從長期來看，人工智能產業對中國經濟增長的影響是擴大還是縮小，本研究進一步運用協整檢驗，分析p、p-capa、p-popu、p-scie、p-pate 這5 個變量之間的長期穩定性。如果5 個變量之間的穩定性長期向好，那么各變量之間的協整性是完全的，因長期靜態變量有5 個，協整關系的結果可能有多個。為避免檢驗過程中造成兩個以上的協整向量可能無法找到，考慮不采用Engle-Granger 協整檢驗，而是采用Johansen 檢驗法進行協整檢驗。具體形式如下：

結果表明5 個變量存在長期均衡關系，從長時期來看，人工智能產業與中國經濟發展存在正相關，人工智能產業的快速發展進一步推動了中國經濟長期向好。數據顯示，人工智能產業比重每提高1%，則中國經濟增長指數也相應提高1.25%，說明人工智能產業對中國經濟增長的影響是正面的，并且區域經濟增長的比例高于人工智能產業增長的比例，這也進一步說明了人工智能技術是促進區域經濟增長的重要因素之一；另外，當中國經濟增長每降低1%的比例，人工智能產業則降低3.25%的比例，這進一步說明區域經濟增長速度從長期來看直接影響人工智能產業的發展快慢，因此，社會發展越落后的地區其人工智能產業的發展速度就越慢。在新冠疫情影響下，長三角、珠三角和京津冀等區域以數字經濟為代表的新興產業快速崛起，例如線上問診、遠程醫療、智能物流、數字娛樂等，進一步推動這些區域的經濟創新發展，為中國經濟發展帶來新的機遇和發展空間。

5 結論與啟示

通過以上計量分析，研究表明無論是短期分析還是長期分析，人工智能產業的發展對中國經濟的發展均有強大的影響，而城市的發展，特別是超大城市的發展，由于強大的資源聚集和人才聚集效應以及強大的人工智能生產鏈，進一步提升了區域經濟的生產自動化和智能化程度，同時也出現越來越多的資本勞動替代，促進了區域全要素生產率的提升，推動中國經濟向更高質量發展，但同時也進一步擴大了國內各區域經濟發展的差異。基于以上研究結論，為進一步通過推動人工智能產業發展來促進區域經濟發展，提出以下對策建議：

一是促進人工智能融合行業應用，發揮人工智能技術對新型商業模式發展的驅動作用。受新型冠疫情影響，很多企業的正常經營受到影響，但據報道，阿里、京東等電商巨頭甚至出現了共享員工［25］。由疫情催生的新的商業模式快速涌現，主要包括自動化需求強化、網絡與渠道快速下沉、智慧型城市管理快速提升等，共享經濟模式應運而生。這些新的商業模式的出現更加推動人工智能快速發展，政府應進一步加大力度，在遠程辦公、智能醫療、智能金融等行業給予政策支持，引導這些新商業健康持續發展。在人工智能產業發展模式上，可選擇制造與服務并駕齊驅，全力促進金融、零售、教育、醫療、交通等方面的智能化，大力發展智能機器人、無人機、無人駕駛汽車產業，為人工智能發展營造良好創新環境，進而促進區域經濟高質量發展［26］。

二是加強人工智能產業關鍵技術自主創新，支持重點領域智能產品研發。人工智能產業的發展高度依賴高性能計算技術、微處理器和先進半導體技術的發展，然而，中國微晶片長期以來高度依賴海外進口，部分高端半導體國內尚無法生產，這給國內人工智能產業發展帶來極大的隱患［27］。因此，政府要加大相關產業規劃和財政支持力度，并引領社會力量，集中資源和技術人才，加大對人工智能關鍵技術領域的研發和投入，特別是人工智能產業芯片領域，更要集中全國的力量，以新型舉國體制科研模式確保其優先發展。為人工智能技術發展創造良好的發展環境，一方面加大國家自然科學基金對人工智能領域的投入，另一方面鼓勵人工智能領域先進企業與國家自然科學基金合作，加大基礎研究。同時，在人工智能技術成果向商業化、產業化轉化中，引導高校、科研院所與人工智能企業等創新主體之間加強合作，進一步完善風險投資制度，引導風險投資進入人工智能領域，此外，借鑒發達國家在人工智能產業上的發展經驗，健全人工智能產業產學研相結合的創新機制，從海外引進高素質的領域技術人才，以全球化的視野發展人工智能產業［23］。

三是加大人工智能教育投入，培養和壯大人工智能領域人才隊伍。美國已在人工智能領域及其關鍵技術上投入巨資，提前進入技術儲備。中國要在人工智能領域的理論、技術和應用方面達到世界頂尖水平，就必須在人工智能領域加大基礎性投入，有針對性地提前布局。目前中國專注人工智能發展的研究機構數量還太少。為建立人工智能技術創新良好生態鏈，政府應在人工智能基礎教育和職業技能培訓上進一步加大投入，創造寬松的創新環境，支持有條件的重點高校成立人工智能產業學院，支持高校全球招募人才。另外，在基礎教育階段，無論是小學、初中、高中還是大學，應在課程中適當增加“AI+”智能課程，增加學生學習人工智能的興趣。當前，由科技部牽頭，依托百度、阿里云、騰訊、科大訊飛公司等AI 創新引領公司成立的國家新一代人工智能開放創新平臺，為培養中國人工智能人才梯隊做好長遠規劃［27］。

四是優化職業結構性調整，完善社保制度，為人工智能發展營造良好創新環境。人工智能的快速發展不可避免地沖擊知識技能更新慢的勞動者，特別是低技能勞動者，短時期內造成個別行業或工作崗位退出歷史舞臺，引起群體性失業。對此，政府應“兩條腿走路”，一方面進一步完善現有的社會保障制度，對這部分可能的失業人員提供基本的社會保障，保障其基本生活需要，防止人工智能產業的沖擊使社會收入兩極分化加劇；另一方面加大再就業工程，對這部分勞動者進行再教育培訓，使其適應新崗位要求，降低失業率［29］。