中国机床工业的高速增长：技术进步及其贡献分析，本文主要内容关键词为：中国论文,技术进步论文,机床论文,贡献论文,工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
机床设备是用于切割或加工金属产品的动力驱动设备，包括金属切削机床和金属成形机床（我国过去称锻压机械或锻压设备）两大类。从产出规模看，机床行业是一个小行业，但其应用领域极为广泛。由于机床在许多金属加工行业的生产过程中起着核心作用，机床性能对金属加工质量和加工效率的提高至关重要，因而机床工业的发展和创新行为，对一个国家制造业竞争力的提高有着战略性意义。与世界机床市场的停滞不前相比，中国机床工业自1999年走出低谷以来一路高速增长，增长速度超过国内机械工业和工业的整体水平。以销售收入衡量，机床工业占机械工业的比重，1998年为0.91％，2004年上升到1.08％；以工业增加值衡量，机床工业占全国工业的比重，1998年为0.2217％，2004年上升到0.2302％。①
关于产业增长源泉的既往研究已属汗牛充栋，如果对影响因素采用列举法的话则可能是见仁见智，无法穷尽的。例如，一些学者通过对某些特定产业的研究，分别强调了关键产品要素急剧降价、创新、产业外部环境、产业政策等对产业增长的突出作用（罗伯托·马佐莱尼，2001；克利斯·弗里曼，罗克·苏特，2004）。而另一方面，20世纪50年代以来，经济增长理论框架的出现和对增长的核算技术的发展，也同时为产业增长源泉的研究提供了基于统计分析基础上的方法，即将产业增长分解为投入要素的贡献和广义技术进步的贡献，通过对全要素生产率（TFP ）的测算来衡量广义的技术进步，以推算要素投入之外的其他因素对产业增长的贡献。本文在分析中拟将上述两种方法结合起来，首先测算中国机床工业的TFP 增长情况和对产业增长的贡献，再进一步分析技术进步的主要影响因素，通过探究中国机床工业既往的增长之源，进一步考察该行业沿现有路径增长的可持续性，为中国机床工业的长期可持续发展提供一个政策选择的理论支持。
二、中国机床工业TFP贡献率的估算
1.分析方法
本文利用可获得的机床行业统计数据，通过估计生产函数的参数来计算TFP。由于考察对象是1998年以来的中国机床工业，对于时间序列而言，一个更合理的假设是，随着TFP的提高，技术进步使得生产函数也发生了改变（张军等，2003）。因此，在“希克斯”中性技术进步的假设下，我们选择考虑了技术进步的柯布一道格拉斯生产函数：
（1）
其中，Y[,it]、L[,it]、K[,it]分别为机床行业中的第i个行业t年的产出、劳动投入和资本投入；α[,oi]为i行业的个体影响，α[,L]、α[,K]分别为劳动和资本的产出弹性，而α[,t]则反映了广义技术进步随时间的变化。对（1）式两边取对数可得：
（2）
由于可获得的1998年以来的时间序列数据只有7个（1998—2004年），因此，这里除了选择2个整机制造业，即金属切削机床制造业（行业代码3521）、 金属成形机床制造业（行业代码3522）外，又加上了机床附件制造业（行业代码3524），i＝（1，3），以形成兼含时间和行业截面的面板数据来提高回归方程的自由度。
（2）式为面板数据的变截距模型，即隐含了这样的假设：对于i＝1，3的3个行业来说，模型的参数中，仅反映行业个体影响因素的α[,0i]是各不相同的，而α[,t]、α[,L]、α[,K]则是共同的。同时，由于本研究仅以样本自身效应为条件进行推论，因此在参数的估计中使用确定效应模型。
利用面板数据对（2）式做回归，得到α[,L]、α[,K]的估计值，可以进一步得出TFP的增长率，如公式（3）。其中，T
P、
、
、
分别为TFP、Y、L、K的增长率。
（3）
2.数据选择和处理
（1）时间范围。本研究的时间范围为1998—2004年。选择1998 年为起点有两个原因：一是1998年是中国机床工业产出的谷底，也是此轮增长的起点；二是从统计数据的可比性来看，1998年是国家统计局新统计口径开始启用的第一年。
（2）指标的选择和价格调整。在利用生产函数进行回归分析的研究中， 指标的选择和价格调整对于回归参数估计起着重要甚至决定性的影响。
本研究中产出指标选择工业增加值，利用各年度的工业总产值当年价和工业总产值不变价格的比值作为价格平减指数，将工业增加值调整为1998年不变价格。
劳动投入指标选择行业工资总额。在国内外的多数研究中，都选择了劳动者人数作为劳动投入，这是因为它能简明直接地体现劳动投入量的规模，不存在价格调整问题，统计数据也容易获得。但是，与中国大多数制造业行业相同，机床工业的这3个子行业中，从业人数总体上看是持续下降的， 如果以从业人数作为劳动投入指标进入回归方程，将得到劳动投入贡献为负值的结论，这显然是与实事不符的。为综合体现劳动质量和劳动数量的贡献，使用劳动者报酬应该是一个较为理想的选择（何锦义等，2006）。本文将从业平均人数和制造业平均工资的乘积作为劳动投入量，同时利用居民消费价格指数作为价格平减指数，将劳动投入量调整为1998年不变价格。
资本投入指标选择固定资产原值的年平均值和流动资产年均余额之和。在大多数研究中都选择固定资产原值或固定资产净值作为资本投入指标。本研究曾尝试使用固定资产原值，但回归参数的显著性检验不能令人满意，且D－W值也不能确认回归的误差项不存在自相关。通过检索机床工业的这3个子行业的固定资产原值和固定资产净值的原始数据发现，其年度间的增长很小，在1998—2002年间的增长量更是微乎其微，个别年份甚至出现了绝对额的下降。因此，考虑再加上流动资产额作为资本投入。统计数据中的固定资产原值是由不同时间的不同价格水平的投资品的价值简单加总得到的，必须对这些数据作出必要的矫正和价格平减。对于固定资产原值KFO，通过公式KFO[,t]＝KFO[,0]＋
I[,t]／δ[,t]平减为可比价格，I[,t]为t年的新增固定资产投资，δ[,t]为以1998年为基期的固定资产投资价格指数。② 对于流动资产年均余额，以工业品出厂价格指数为价格平减指数调整为可比价格。
（3）数据来源和缺失数据的补充。1998—2003年数据来自历年《工业统计年报》，2004年数据来自《中国机械工业年鉴》（2005），并分别对缺失的2004年固定资产原值和流动资产年均余额数据进行了推算。
3.回归结果及TFP贡献率的分析
采用EViews3.1统计分析软件，使用广义最小二乘法（GLS），得到的回归结果如表1所示。为在保证样本数量满足回归分析的前提下，同时反映TFP随时间变化的情况，分别选择了2个时间段1998—2004年和1998—2002年进行回归分析。结果显示，方程的拟合效果很好，方程整体的显著性水平很好，D－W检验也表明不存在误差项的自相关。但1998—2002年的回归方程中，LnL系数的t检验值不能令人满意，为此去掉LnL变量，重新回归的结果显示，去掉LnL变量对方程的拟合效果以及对保留下的另外2个自变量的系数和显著性水平影响不大。
表1回归方程的结果
注：***为α＝0.01的水平下显著；**为在α＝0.05的水平下显著。
通过对原始数据的加工分别得到投入要素L、K和产出Y的增长率，根据公式（2）得到TFP增长率，计算TFP增长率占Y增长率的比重，即得到TFP贡献率。如表2所示，1998—2002年，机床工业TFP的平均贡献率为75.04％；1998—2004年， 机床工业TFP的平均贡献率为72.68％。这显然是很高的TFP增长率和贡献率，在大致相同的时间段，OECD国家的TFP贡献率大多在30％—40％左右，而国内学者对我国改革开放以来的TFP贡献率的测算也多数并未超过40％（何锦义等，2006）。那么，真的是中国机床工业的技术进步贡献程度达到了如此高的水平，以致于支撑了绝大部分的产出增长？
表2 产出与投入的增长率及TFP贡献率的估算单位：％
Y增长率 L增长率 K增长率 固定资产原值增长率 TFP增长率 TFP贡献率
1998—200217.03
0.89 4.25 0.72 12.78 75.04
1998—200420.07
3.70 6.30 2.71 14.59 72.68
结合式（3）可以看出，中国机床工业的高TFP增长率源于产出增长率和要素投入增长率之间的巨大差距。尤其是在考察期的前期，1998—2002年，按可比价格计算的劳动投入和固定资产原值的年增长率仅仅为0.89％和0.72％，以至于其为自变量甚至无法得到满意的回归结果。而在考察期的后期，要素投入的增长率有较大提高，提高速度超过了产出，则导致了TFP增长率提高情况下的TFP贡献率的下降。下面，分别从产出增长机理和要素投入增长机理两方面做进一步分析。一方面，市场需求是拉动产业增长最根本的因素。机床市场呈现明显的景气周期循环规律。1999年以来，中国机床工业的高速增长与国内市场机床需求的高速增长基本上是同步的，而国内机床需求表现出与社会固定资产投资有着直接和紧密的联系。因而从长期来看，中国机床工业的产出增长在相当程度上取决于全社会固定资产投资这个外生变量，尤其是在国内产品自给率较高的中低端产品市场。另一方面，要素投入是企业基于对市场需求的反应而采取的主动行为。特别需要区分的是，企业真正进入生产过程的要素投入量与要素存量是不同的概念，要素存量（体现为账面资产和工资总额）不可能全部进入生产过程，新增要素（体现为增加的资产投资和增加的职工工资总额）受到要素存量及要素利用率的影响。当一个景气周期刚刚开始的时候，大量的闲置要素逐步被启用，表现为开工率的提高和流动资产周转率的提高，经过一段时期以后才会出现新增要素的较大增长。因此，产出和要素投入两方面不同的增长机理共同作用，就表现为在景气周期的早期，要素存量的增长要滞后于产出的增长，并导致以此为基础估算的TFP增长率的高企。国内的一些实证研究也为此提供了佐证。朱钟棣等（2005）对中国34个制造业行业TFP贡献率的估算结果就显示，1998—2002年，TFP贡献率较高的几个行业，几乎都是在前一时期的1994—1997年TFP贡献率为负值的行业。
为挤出估算的TFP贡献率中的“水分”，根本方法就是用真正进入生产过程的要素投入量取代根据财务报表中的资产和从业人员工资总额计算的要素存量。但这是无法做到的。退而求其次，为估计“真正”的TFP贡献率，下面我们借鉴前沿生产理论的提法，将TFP增长分解为技术进步率和要素利用率的变化两方面，技术进步率指根据真正进入生产过程的要素投入量计算出的TFP贡献率；要素利用率指企业投入生产的要素量占全部在册资产以及工资总额的比重，其值小于1。即：
△TFP＝技术进步率的变化＋要素利用率的变化
在本研究考察期的前期，机床工业的固定资产原值、工资总额的增长极其缓慢，2002年以后才开始有大幅提高，具有明显的景气上升期的要素使用特征。表明在本研究的整个考察期内，机床工业要素利用率是持续提高的，因此，TFP的增长中包含了较多的要素利用率提高的贡献。但从时间趋势来看，随着已有的可用要素的逐步启用，从后期开始（2002年左右），新增投资和新增劳动力迅速上升，表明要素利用率的增速趋缓，而此时TFP的贡献率也下降了。这是否意味着对于目前的中国机床工业而言，要素利用率的变化与TFP的变化是同方向的，而真正的“技术进步”则是接近于常数的或者增长更为缓慢的变量？下面将从影响中国机床工业技术进步的主要因素入手，考察中国机床工业的技术进步状况。
三、中国机床工业技术进步的影响因素分析
根据Kumbhakar（2000）的总结，TFP的增长（即本文的“技术进步”）可以分解为前沿技术进步、相对前沿技术效率的变化、配置效率变化和规模经济变化4 部分（傅晓霞等，2006）。其中，前沿技术进步即生产函数的变化，来源于技术创新；相对前沿技术效率的变化即实际生产曲线对生产可能性边界的逼近情况，来源于技术扩散；要素配置效率变化则反映了市场化程度的影响。为此，本文通过考察中国机床工业的技术创新、企业制度、规模经济、企业网络和产业外部支持系统等方面的情况，来分析中国机床工业的技术进步状况，这是一个从企业到行业再到行业外部支持系统的尽可能全面的考察范围。
1.技术创新状况
我国机床企业在技术水平和技术能力上与世界领先企业尚存在很大差距，如果有创新战略的话，也基本上属于仿制型和依赖型，相应地引进技术在技术来源中占有重要地位。中国机床企业大多走过一条从“照葫芦画瓢”到引进技术的路子，在逐步走出低谷以后，一些机床行业的骨干企业开始整合利用国内外资源，构建自己的研发创新体系，同时为技术引进之后的消化吸收提供相适应的研发能力。
企业的技术创新方式，一方面通过重组生产系统、引进先进设备，以工艺流程创新提高生产效率；另一方面，通过引进新产品或改进已有产品，使新产品产值比重不断提升。但从总体来看，目前自主创新质量还不高，开发创新主要集中在对现有技术的改进上，技术研发起点较低。中国数控机床的专利情况反映了机床行业目前的技术创新情况。根据国家专利局网站提供的数据，1985—2004年检出的数控机床全部中国专利为2624件，其中改进型专利比较多，代表创新水平的发明专利比例偏低，特别是真正在国内外有较大影响的原创性发明创造更少。发明、实用新型、外观设计三类专利中实用新型占了70％以上，与日、德、美三国以发明为主的在华专利申请情况形成很大反差。
由于技术创新没有发挥应有的对产业发展的支撑作用，导致我国机床产业在许多核心技术方面仍然依赖国外进口。数控机床的核心技术在于数控系统，在经济型、普及型和高级型三类数控机床中，国产数控系统的使用基本上限于经济型机床，而国产普及型、高级型机床则使用日本法那克和德国西门子的数控系统。我国机床行业因为核心技术的缺失而付出了高昂的专利费，占到数控机床价格的40％。
技术创新资金投入太少是制约我国机床工业自主研发的一个主要因素。美国已经不是世界上机床工业最为发达的国家之一，但其机床企业的研发投入强度仍然远高于我国企业。据一项2000年进行的对美国制造技术协会（AMT）284家机床企业进行的调查，回应的103家企业中有81家有产品出口， 这些企业研发费用占总销售额的比重平均为6％，有10家企业达到15％以上，最高为25％（Kalafsky，2000）。研发资金投入受企业创新战略和利润水平的影响和制约，我国机床企业由于经济效益普遍较低，研发经费占销售收入的比重一般为1％—3％（梁训瑄，2005）。大型骨干企业研发投入强度相对较高，据媒体报道，沈阳机床“十五”期间平均达到3.8％，上海机床超过4％，在我国已经是很高的水平。
2.企业制度状况及其影响
与中国大部分竞争性行业的情况不同，1998年以来，机床工业国有经济的比重并没有出现明显的下降，“三资”经济的比重虽然有一定幅度的增加，但在整个机床行业中所占的比重仍然较低。到2003年，金切机床行业销售收入中，国有经济比重仍然高达57.83％，“三资”比重为15.78％，与当年机械工业整体的所有制结构形成很大反差（见表3）。
表3 1998—2003年国有企业与“三资”企业的收入比重 单位：％
注：统计口径为规模以上企业。
资料来源：国家统计局．《工业统计年报》（1998—2003）。
机床行业的这种所有制状况源于两方面原因。一是历史形成的国内机床行业大型国有企业占有重要地位，这些企业不太可能整体转为民营企业或外资企业，而且近年国内机床市场需求回升以后，这些大型国有企业抓住机遇获得了很快发展；二是国际机床市场需求不足，除中国以外的机床生产大国都需要依靠出口消化生产能力，而且数控机床属于高资金投入、高技术积累、投资周期长、见效慢的行业，国外投资都比较谨慎。
下面通过分析不同企业所有制对产业增长的作用来考察企业制度对技术创新的影响。根据1998—2003年金切机床行业和成形机床行业的国有企业比重、“三资”企业比重，以及销售收入和收入利润率数据，对机床行业所有制结构和两类增长指标（规模、效益）进行相关分析，样本数为12（见表4）。分析结果表明， 国有企业比重与两类增长指标或存在较低的负相关性或近于不相关，而“三资”企业比重与两类增长指标都存在高度的正相关。也就是说，从整体来看，国有经济比重的增长不能带来产业规模增长和经济效益提升；而“三资”企业在行业产值的份额越高，则产业规模越大、经济效益越好。这一结果与统计数据所体现的“三资”企业具有比国有企业高得多的生产效率和经济效益是一致的，并且显示现有的中国机床工业所有制结构对技术进步的支持不足。两方面结合在一起，意味着企业制度对技术进步的影响，实际上是那些与企业制度相关的影响生产效率和经济效益的因素所带来的，而其中既包含机制的原因也有历史形成的。
表4 1998—2003年机床行业所有制结构（收入比重）与产业增长的相关分析
国有企业比重 “三资”企业比重
与产业规模的相关系数 -0.3768** 0.9588***
与产业效益的相关系数
0.0550*** 0.9386***
注：***为在α＝0.01的水平下显著；**为在α＝0.05的水平下显著。
3.规模经济状况及其影响
2001—2004年，金切机床行业销售收入前10位企业占整个行业的比重从2001年的21.25％上升到2004年的39.66％，表明行业中大企业的增长要比中小企业的增长快得多，产业集中度是趋向增强的。机床行业的大企业不仅规模增长快，而且以产值数控化率体现的产品结构的提升也快于其他中小企业。这也证明了，国产机床中技术水平较高的产品主要产自规模较大的企业，因为机床产品如果达不到一定的批量，其质量和稳定性都无法保证。
下面通过分析产业集中度变化对产业增长的作用来考察规模经济对技术创新的影响。结果显示，生产集中对于产业增长的作用，如果采用不同的产业增长衡量指标，其结果将会大相径庭。计算可得，2001—2004年中国金切机床行业的市场集中程度（CR10）与产业规模增长（销售收入）正相关，相关系数为0.7887（t检验值＝0.0102，显著性水平小于0.05）；但与产业经济效益指标（销售收入利润率）的相关性很低，相关系数仅为－0.0833。即表明，金切机床行业规模经济的增强仅与产出规模增长呈现较强的正相关性，而与经济效益指标的变化无关。对此可能的解释是，即使在中高端产品市场，规模经济对技术进步的促进作用仍然不足，仅带来产业规模的增长而没有与此同步的效益提升。
4.企业网络状况及其影响
机床产业纵向专业化分工的深化，使依靠企业网络（由产业内的其他企业和上下游企业之间联结而成）成为单个企业弥补内部能力不足、促进产业技术创新和技术扩散的必需。机床产业的企业网络应该是以主机企业为中心的，涉及功能部件企业、工具企业，以及机床用户的一种近于制度化的稳定的企业协作关系。随着技术进步和专业分工的深化，作为机床产业链的主导者和企业网络的中心，主机企业的业务领域向主要战略环节收缩，一般只涉足产品设计、装配和少数关键零部件的加工制造，再有就是产品营销，为用户提供“全面解决方案”（Total Solution）。一方面，典型资本品的需求特点决定了，越是技术含量高附加值大的产品越需要定制生产，因此机床产品的设计、营销必须密切贴近客户，与客户保持密切的合作关系；另一方面，纵向专业化分工的深化，使功能部件、工具的研发和生产成为技术含量不断提升的专业化工作，在其专业领域，配套厂具有主机厂所不具备的专门能力，再加上定制生产带来的个性化需求，这就要求主机厂必须与配套企业也同样保持密切的合作关系。
以“小巨人”式（职工少、产值大）的主机企业带动的专业化协作生产模式和为用户提供“全面解决方案”已经是日本和欧美机床发达国家的普遍做法。中国传统的机床企业都是典型的“大而全”的企业，虽然产品各有侧重，但工艺装备趋同，各厂几乎都有铸造、热处理、机加工、装配能力。近年来，虽然配套件企业逐渐独立于主机厂，但大多数企业仍然是产品覆盖面广、专业化程度低、装备水平不高、质量不稳定。目前功能部件、工具对于数控机床已经形成发展的瓶颈。此外，目前只有少数企业能提供“全面解决方案”，绝大多数企业仍然是简单的卖机床，营销理念并没有实现向满足用户个性化需求方向的转变。因此，主机厂无法对用户需求做出快速反映；进一步带动配套企业创新更无从谈起。
5.外部研发和人才支持系统的作用
随着中国科技体制改革的进行，目前产业技术研发的主体已经转变为企业。机床工业的大型骨干企业正成为自主研发的主体，围绕本企业面临的技术研发难题，与科研院所和大学进行技术创新合作。但在科研院所转制的情况下，机床工业共性技术研发体系出现了供应缺失的问题。
在高技能劳动力的培养方面，目前学校培养和企业培养占了同样重要的地位。2002年，华中科技大学数控系统工程技术研究中心的调研报告提供了一个侧面的佐证。该报告对包括机床企业在内的机床用户企业的数控技术应用人才情况进行了调研。调研数据表明，企业现有数控技术人才中，依靠企业自身力量培养提高的占36.26％，直接从学校招收的学生占48.30％。刚走出校门的学生在校期间难以积累工艺经验，实际动手能力差，说明职业院校学历教育培养的数控人才还很难完全满足企业的需要。这与大卫.C.莫厄里等人得出的“在美国机床业， 国内高技能劳动力的培养依靠的是机床产业本身的发展，而不是产业外的其他支持性研究机构”的研究结论是相似的。
四、结论及政策含义
中国机床工业目前的技术创新、企业制度、规模经济、企业网络和产业外部支持系统等方面的状况，尚无法形成对产业技术进步的足够支持。1998年以来，根据可得数据估算的TFP的高贡献率，在相当程度上是源于要素利用率的提高而非技术进步。今后一段时期，即使由全社会固定资产投资决定的市场需求继续保持现有增长水平，随着要素利用率的上升和增速趋缓，为保证与需求相应的产出增长，必然要大幅加大要素投入，届时即使是产出增速保持不变，估算的TFP贡献率也会大幅下降。要提高挤出“水分”后的TFP贡献率，实现产业技术进步，只能依靠各方面的技术创新和制度创新。① 推进企业转制，建立健全有利于技术创新的企业机制。一方面，加快国有企业的改组改制，尤其是国有大型企业的股份制改造，深化企业内部各项制度改革；另一方面，推动民营企业建立现代企业制度，完善企业治理结构和运行机制。特别需要注意的是，在企业制度改革中，要改变以实现所有制转变为改革最终目标的做法。与所有制改革相比，建立和完善企业内部机制才是根本目标，前者只是实现后者的途径之一。② 鼓励引导企业加大技术创新的投入，在市场形势较好的时期，将增加的收益投入到设备更新改造、研究开发和技术人员培养等方面。设备是固化的技术，只有先进的设备才能生产先进的产品，提高生产效率，实现工艺流程的升级；而缺乏资金将导致自主研发和引进技术的消化吸收难以实现，无法实现产品升级。③ 促进产业组织的合理化，形成专业化协作的制度基础。一是在推进企业转制的过程中，鼓励各类机床企业（包括生产主机、功能部件、工具的各类企业）分离非核心业务；二是鼓励上下游企业之间建立稳定的分工协作关系，促进企业之间的联合创新；三是支持行业骨干企业的发展，强化其在关键技术开发和系统集成方面的能力，带动配套及零部件生产的中小企业向“小而专”的方向发展，形成社会化的产业配套协作体系。④ 构建竞争前技术的研发平台。一是发挥行业协会的组织协调功能；二是以企业为会员，建立非营利性的科研开发联合体。竞争前技术的研发资金可以采用受益企业集资加国家资助的“合作科研”的方法。⑤ 促进公共资源对机床工业技术创新的支持。对于研究型大学、研究机构，其对机床企业技术创新的支持不应局限于承担企业或科研开发联合体的课题委托，还应当通过一定的制度设计，激励研究型大学、研究机构使其拥有的各类研究资源实现全社会共享，并进一步将这些资源组织起来，成为面向全社会的公共技术创新资源。对于职业技术培训机构，一方面，要大力支持职业技术培训机构的发展；另一方面，也要促进职业技能的培训更加贴近企业需求，不断提高学生的实际操作技能。
注释：
① 这里机床工业的统计口径包括金属切削机床和金属成形机床两个整机制造行业，机械工业为金属制品、通用设备、专用设备、交通运输设备、电气机械及器材、仪器仪表及文化办公用机械6个行业合计。
② 由于这种平减方法隐含了1998年以前没有投资品价格变动的假设，实际上是低估了基期的固定资产原值，会导致对TFP贡献率的低估。