數字經濟驅動下裝備制造業轉型升級的作用機理及其實證檢驗

陳阿興，陳星如

安徽財經大學國際經濟貿易學院，安徽蚌埠,233030

1 問題提出與相關研究

以大數據、物聯網、云計算為代表的信息技術蓬勃發展，成為疫情下支撐經濟發展的新動能。習近平總書記在2000年到2022年期間，多次提出了發展數字技術，壯大數字經濟的建議。十四五規劃明確指出了2025年數字經濟發展目標，不僅對數字規模提出要求，同時也要求注重數字經濟健康發展和競爭力穩步提升。隨著新一輪科技革命不斷推進，數字經濟爆發式增長儼然已經成為供給側改革和產業結構轉型升級的強大動力[1]，其作為一種技術經濟范式，必然同蒸汽機、電力一樣重塑經濟社會發展形態[2]。作為數字經濟發展的主戰場——制造業，正面臨著以數字技術為基礎的數字經濟發展所帶來的機遇[3]。在理論層面上，制造業數字化能夠暢通要素流動，減少中間交易成本，提高企業的運營效率，生產效率和服務效率；在實踐層面上，制造業數字化能夠優化生產流程，精準對接消費者需求，提高企業的市場競爭力，目前已經出現了許多企業通過數字化轉型實現了高效高質量的增長。例如：安徽海螺集團建成水泥全流程智能制造工廠，有效減少了資源消耗和對環境的破壞，提高了生產效率，為企業帶來頗豐的綜合收益；服裝品牌企業韓都衣舍通過打造創新和領先的數字化體驗，滿足了消費者個性化需求，增加了企業的營業收入。由此可以看出，無論是從理論層面還是實踐層面，產業數字化轉型在經濟發展中都有著不可替代的作用，對于其研究具有重要的現實意義。

國內外學者從不同角度對數字經濟進行了研究。從已有文獻來看，對于數字經濟的研究主要集中在兩個方面，一是對于數字經濟的概念界定和本質探討。高振娟等[4]認為數字經濟從廣義概念上來說是將數字技術應用到生產流通等一系列活動過程中的總和。張鵬[5]指出數字經濟的本質是基于技術對資源進行配置優化的過程。學者們不僅對數字經濟的內涵本質進行了深入的研究，還進一步探討了對數字經濟理論體系的構建。陳曉紅等[6]從經濟增長理論、產業組織理論、消費者理論、廠商理論、交易成本理論、現代產權理論和創新管理理論構建了數字經濟理論的具體內容，同時還提出了研究數字經濟的方法體系。二是對數字經濟發展水平的測度研究。王軍等[7]從我國省際面板數據出發構建數字經濟評價體系，運用泰爾指數、自然間斷點法等方法實證分析了我國數字經濟時空演變特征。國外學者從信息技術資本、信息技術勞動力、信息技術基礎設施、企業組織轉型來測度數字經濟，分析研究其對企業績效的影響[8]。

對于數字經濟本身的研究已經日漸走向成熟，而關于數字經濟對經濟社會各方面發展的影響研究也正在進行。其中關于數字經濟對制造業的影響，就已經成為學術界熱點話題。從現有文獻來看，不少學者通過綜合指標法、問卷調查法、全要素生產率方法等對制造業發展情況進行了深入的探討。學者潘秋晨[9]從綠色發展、創新發展、開放發展、協調發展和共享發展五個方面構建了裝備制造業升級的評價指標體系，實證檢驗了全球價值鏈嵌入對裝備制造業升級的推動作用，并進一步證明該推動作用最終呈現出倒“U”型特征；鄭瓊潔等[10]通過分析企業調查問卷結果得出江蘇企業數字化轉型的基本情況，通過實證分析研究得出江蘇企業數字化轉型處于起步階段，并且地區之間發展差異較大。王瑞榮等[11]采用綠色全要素生產率衡量制造業高質量發展，實證檢驗了數字經濟對浙江省制造業高質量發展具有顯著的正向促進作用。此外，還有學者從產業融合[12]、區域經濟一體化[13]、創新環境[14]等方面來研究對制造業轉型升級的影響。

通過梳理相關文獻發現，現有文獻對于數字經濟與制造業發展之間的關系進行了大量的探索，不僅有大量的理論機制的分析，實證研究也不在少數，但是對于制造業細分行業的研究較少。鑒于此，文本從省際面板數據出發，采用個體時間雙固定效應模型和中介效應模型相結合的方法全面探討數字經濟與裝備制造業轉型升級的機制關系，并用動態模型和區域異質性檢驗來估計模型是否穩健。

2 理論分析與研究假設

2.1 數字經濟對裝備制造業轉型升級的直接效應

產業轉型升級中的“轉型”其核心要點是經濟增長方式的轉型，具體來說，是擺脫過去以消耗資源，犧牲環境為代價賺取經濟增長的方式，轉為節省資源、提高效率、智能環保的創新驅動發展方式；而產業升級則是指從生產低附加值產品向生產高附加值產品的轉變。在數字經濟背景下，通過對數據要素的收集、整合、分析與再造從而形成新的要素組合，這些新的要素組合投入到裝備制造業研發生產的各個環節，為裝備制造業研發端提供源源不斷的創新動力；此外，數據要素通過優化企業生產組織、提高資源配置效率、提高企業供給水平和供給能力，從而使企業生產向智能化生產方向轉變。生產智能化利用自身技術優勢、信息優勢、成本優勢等不僅能夠提高企業的生產效率，還能提高生產產品的質量，從而擴大有效供給，滿足了裝備制造業生產端高效、高質量生產的要求；同時，以數字技術為基礎而搭建的數字平臺實現了廠商和消費者的跨時空聯系，通過對消費需求數據的充分分析，能夠最大限度地挖掘內需，在銷售環節為裝備制造業提供了精準的消費市場,從而通過需求導向促使裝備制造業企業升級產品和服務。由此提出假設。

H1：數字經濟對裝備制造業轉型升級發揮著正向促進作用。

2.2 數字經濟對裝備制造業轉型升級的間接效應

根據熊彼特創新理論，創新包括以下五種情況：創造新產品、采用新技術、開辟新的市場、獲取原材料新的供應來源以及實現企業新的組織。首先，隨著裝備制造業數字化程度的加深，數據要素植入到裝備制造業研發、生產和銷售的各個環節，這些海量數據在生產體系中與其他傳統要素相結合形成新的要素組合，推動裝備制造業企業進行產品創新和技術創新[15]，比較典型的應用就是實體工廠與虛擬工廠相結合的 “數字孿生”技術，在一定程度上能夠提高裝備制造業生產效率和產品的質量。此外，產品創新能夠開辟新的市場，符合熊彼特創新理論中創造新產品、采用新技術、開辟新的市場的創新標準；其次，借助數字共享平臺可以使產業之間聯系更加密切，尤其是在裝備制造業數字化趨勢不斷加深的情況下，數字化產業和裝備制造業不斷融合發展，使產業之間關聯效應加強。產業融合能夠形成企業組織之間新的聯系，其中就蘊含著企業新的組織的實現，符合熊彼特創新理論中實現企業新組織的創新標準。由此提出假設：

H2：數字經濟通過創新效率推動裝備制造業轉型升級。

3 研究設計

3.1 模型設計

根據上述理論分析，為驗證假設H1，構建如下基準回歸模型：

Manuit=α0+α1Digit+α2∑Controlit+μt+λi+εit

(1)

其中，i為省份，t為年份；Manu表示裝備制造業轉型升級指數；Dig表示數字經濟發展指數；∑Control表示控制變量，用于控制其他變量對裝備制造業轉型升級的影響；μt和λi分別表示時間效應和個體效應；εit表示隨機干擾項。

為了判斷創新效率在數字經濟促進裝備制造業轉型升級中的中介效應是否存在，參考溫忠麟[16]的方法，構建如下具體模型：

lnInnoit=β0+β1Digit+β2∑Controlit+μt+λi+εit

(2)

Manuit=γ0+γ1Digit+γ2lnInnoit

+γ3∑Controlit+μt+λi+εit

(3)

其中，lnInno作為創新效率的代理變量，式(2)和式(3)用于判斷創新效率的中介效應。

3.2 變量測度與說明

3.2.1 被解釋變量

文本被解釋變量為裝備制造業轉型升級指數Manu。文章借鑒干春暉等[17]的做法，首先用合理化和高級化兩個指標來衡量裝備制造業轉型升級指數。裝備制造業合理化是指通過對生產要素的合理配置，實現裝備制造業內部的協調發展。借鑒于斌斌[18]的做法，采用泰爾指數的倒數來衡量裝備制造業合理化水平：

(4)

其中，Rea表示裝備制造業合理化指數；TL表示泰爾指數；Y表示裝備制造業細分行業的總產值；L表示裝備制造業細分行業的總就業人數；n和i分別表示裝備制造業部門數和行業類型。根據泰爾指數的性質來判斷Rea的變動方向可知，當Rea的值越大，裝備制造業結構越合理。

根據上述分析，裝備制造業升級是指由生產低附加值產品向生產高附加值產品轉變，故文本高級化指標采用高端裝備制造業產值與中低端裝備制造業產值之比表示，比值越大，說明高級化程度越高。再根據合理化和高級化兩個指標的測算結果，采用熵值法進行客觀賦權(數據來源見3.3節)，賦權結果分別為：合理化權重為0.664 4，高級化權重為0.335 6。最后通過加權求和得到裝備制造業轉型升級的最終指數。

3.2.2 核心解釋變量

文本的核心解釋變量為數字經濟發展水平。由于數字經濟是繼農業經濟、工業經濟之后的一種新經濟形態，目前學術界對于數字經濟的測度尚未形成統一的標準。參考王軍[7]、劉鑫鑫[19]的做法，在數據可獲得的情況下(數據來源見3.3節)，從數字基礎設施、數字產業發展、數字技術應用三個維度測量數字經濟發展指標，并運用熵值法對各三級指標賦權，最終計算各指標綜合得分作為數字經濟發展水平指數。具體評價指標與相應權重見表1。

表1 數字經濟發展水平評價指標及權重

3.2.3 控制變量

為避免模型由于遺漏重要的解釋變量造成回歸結果誤差，選擇如下控制變量體系(表2)。

表2 控制變量選取

(1)城鎮化進程(Urb)。裝備制造業發展受到資源集聚的影響。在城鎮化進程中，會有大量的人口涌向城市，為裝備制造業提供源源不斷的勞動力，對裝備制造業發展有利。參考許釗等[13]的做法，采用城鎮人口占總人口比重來衡量。

(2)外商直接投資(lnFdi)。外商直接投資對裝備制造業的影響主要通過資本供給和技術外溢促使其轉型升級。因此，文本采用外商直接投資總額來衡量這一指標。

(3)人力資本(Tal)。人力資本通過影響勞動成本、收入水平等促使低技術裝備制造業進行升級改造；通過技術進步推動中高技術裝備制造業快速發展。因此，將人力資本納入到控制變量體系中。

3.2.4 中介變量

創新效率。本文使用DEA模型測算創新效率值。投入指標選擇規模以上工業企業R&D經費支出來表示，產出指標選擇規模以上工業企業專利申請數來表示。R&D是指運用科學領域知識進行系統的創造性的活動，最能代表一個企業創新投入大小；專利申請數可以作為一個企業創新產出的代表。

3.3 數據來源和描述性統計

以2013—2020年30個省份(西藏和港澳臺除外)數據為樣本。原始數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國科技統計年鑒》和各地方統計年鑒，對于個別缺失數據利用插值法進行補齊，統計結果見表3。

表3 變量描述性統計 n=240

4 實證檢驗

4.1 實證結果分析

在進行基準回歸之前，對面板數據組間異方差、組內自相關和組間同期相關進行了檢驗，檢驗結果顯示：樣本數據存在組間異方差和組內自相關問題；組間同期相關的P值為0.100 4，說明接受無組間同期相關的原假設。為避免上述組間異方差和組內自相關問題所造成的估計誤差，對固定效應模型采用全面FGLS估計。具體結果如表4。

表4 全面FGLS估計結果 n=240

在模型(1)中，數字經濟發展水平對裝備制造業影響結果顯著為正，說明數字經濟發展對裝備制造業轉型升級具有正向促進作用，與上述理論分析一致，驗證了假說1的有效性。在逐漸加入控制變量以后，其結果依然顯著。從控制變量來看，城鎮化進程對裝備制造業轉型升級具有顯著促進作用，這可能是因為城鎮化的不斷發展為工業提供了基礎，隨著城鎮化水平的提高，會出現資金、勞動和技術的聚集現象，為工業發展提供各種所需生產要素。

4.2 中介效應分析

通過對中介效應模型進行回歸，得到表5的回歸結果。通過觀察模型(2)可以發現，數字經濟在1%的水平上顯著，證明式(2)是成立的。在模型(3)中，加入了創新效率這一中介變量，結果顯示數字經濟和創新效率兩個變量結果均顯著，并且通過Sobel檢驗，p值為0.031，中介效應比例達到0.347，說明中介效應存在，表明創新效率有助于促進數字經濟對裝備制造業轉型升級的影響，也就是說存在“數字經濟→創新效率→裝備制造業轉型升級”的傳導機制。產生這一作用的原因可能在于：數字基礎設施，數字技術和數字人才等廣泛運用于工業生產領域，促使工業企業創新速度加快，這種創新不僅是產品的創新，同樣包括生產技術，生產工藝的創新，從而更高效的驅動裝備制造業轉型升級，驗證了假設H2的有效性。

表5 創新效率對裝備制造業轉型升級的中介效應結果 n=240

4.3 動態模型擴展

考慮到解釋變量和被解釋變量之間存在內生性問題,需要對原模型進行修正，構建動態模型以檢驗實證結果的穩健性。具體做法是引入被解釋變量滯后一期作為解釋變量，模型如下：

Manuit=ρ0+ρ1Manuit-1+ρ2Digit+ρ3

×∑Controlit+μt+λi+εit

(5)

對動態面板模型估計通常使用廣義矩估計法(GMM)。從表6的結果中來看，AR(2)和Hansen檢驗的結果均大于0.1，說明在被解釋變量滯后二階后接受“擾動項無自相關”的假設，以及不存在工具變量過度識別的問題，工具變量是有效的。

表6 動態模型GMM估計結果

結果顯示無論是SYS-GMM還是DIFF-GMM，核心解釋變量都能夠通過10%的顯著性水平，且系數值分別為3.491和3.111，說明數字經濟發展指數變化1個單位，裝備制造業轉型升級指數將平均增加3.491和3.111個單位。從裝備制造業轉型升級指數滯后項來看，均能通過1%的顯著性水平，符合經濟運行的實際情況。產生這種作用的可能原因在于：裝備制造業加速發展，會帶來更多的要素投入，要素投入又會促進下一期的發展，如此形成“發展→投入→再發展”的良性循環。從控制變量來看，人力資本變量顯著為負，不利于裝備制造業轉型升級，這可能是因為當前數字技術人才的緊缺以及勞動力資源配置不當，造成與裝備制造業所需人才不匹配，從而導致其發展減緩。

4.4 區域異質性分析

根據我國地區經濟發展特征，區域發展具有明顯的“東中西”梯度差異。為了檢驗數字經濟發展與裝備制造業轉型升級的區域異質性，將觀測樣本按照東、中、西部進行劃分，采用全面FGLS估計，得到結果如表7。

表7 區域異質性估計結果

從表7中結果可以看出，解釋變量數字經濟對東中西部的影響具有明顯差異。具體來看，對東部地區裝備制造業轉型升級的影響最為顯著，這可能是因為東部地區作為經濟發展“領頭羊”，數字經濟發展水平最高，對裝備制造業轉型升級的影響也就越強。雖然中部地區影響顯著性次之，但是數字經濟系數值達14.128，說明數字經濟對中部地區裝備制造業轉型升級的影響具有非常大的上升空間。在未來，中部地區抓住數字化發展機遇，對于地區經濟發展具有重要的意義。從西部地區來看，數字經濟發展水平每提升1個單位，將引起裝備制造業轉型升級指數平均增加4.433個單位。對于地區經濟發展相對落后的西部地區來說，加大對數字經濟的投入，是其實現經濟發展的重要舉措。

5 結論與對策建議

文本基于2013—2020年30個省份面板數據的分析，得到如下結果：第一、無論是從理論分析還是實證分析，數字經濟發展都能顯著驅動裝備制造業轉型升級，且在靜態模型和動態模型中的作用均顯著；第二、由于數字經濟發展水平的梯度差異特征，決定了數字經濟對東中西部的影響各不相同，從實證結果來看，對東部地區裝備制造業轉型升級影響最為顯著，中西部次之；第三、“數字經濟發展→創新效率→裝備制造業轉型升級”的傳導機制成立。

根據上述結論，提出以下幾點建議：首先，為更好發揮數字經濟對推動裝備制造業轉型升級的作用，應當加快裝備制造業數字化進程。與傳統生產要素相比，數字要素具有創新性、高滲透性、可持續性等特征。通過對互聯網、大數據等數字技術在裝備制造業全產業鏈中的充分應用，能夠實現裝備制造業高效研發、智能生產、精準銷售，從而促進裝備制造業轉型升級。例如，可以在裝備制造業生產鏈中引入流程工業智能優化制造模式[20]，這種制造模式是指將數字化融入產品的生命周期，不僅能夠優化生產流程，還能實現工業制造的高端化、智能化和綠色化；其次，由實證結論可知，數字經濟可以顯著提升創新效率，從而更高效推動裝備制造業轉型升級。因此，從數字經濟角度出發，第一，應優化數字基礎設施建設，加快推進5G網絡部署，通過建立國家一體化數字平臺中心，提升數據質量和數據流通效率，釋放數字要素對于推動經濟發展的倍增效應；第二，將研發投入有針對性地向數字前瞻性領域傾斜，增強關鍵領域的創新能力，破解核心技術受制于人的困難局面；再次，針對數字經濟發展的地區梯度差異特征，要實施數字產業差異化發展戰略，逐步縮小區域間 “數字鴻溝”。東部地區作為創新活力最強、投資力度最大、基礎設施最完善的地區，應發揮地區優勢，重點加強對數字核心技術的突破，例如將研發投入瞄準大數據、人工智能、量子信息、區塊鏈等重要領域，實現核心技術自主可控的目標。對于中西部地區來說，大力發展新基建，加快推動5G網絡基站建設和工業互聯網平臺建設，提高地區智能制造的水平，促進區域經濟發展方式的轉變。同時，要加強數字技術人才的引進和培養，為地區數字產業發展提供必要的條件。最后，無論是發展數字產業還是引導產業進行數字化轉型，都需要規范數字經濟發展，加強市場監管的同時也要不斷促進數字經濟治理能力的提升，例如監管部門可通過對大數據、云計算、區塊鏈等技術在監管領域的應用，從而提高監管效率，維護市場公平競爭。