本文是一篇产业经济论文,本文论述了工业机器人应用对制造业出口竞争力的理论机制。对外依存度、生产要素投入结构、自然资源构成了制造业出口竞争力的基石,而工业机器人应用带来的人力资本积累效应、研发激励效应则显著提升了制造业出口竞争力,有助于产业提升出口竞争力。
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
科技水平、劳动力成本、生产率和其他因素正在年复一年地细微地改变着“全球制造业出口竞争力”图谱。新一代科技浪潮和产业革命的关键所在,正是当前以工业机器人为代表的智能制造领域。工业机器人的优点在于高速度、高效率、高质量地完成一系列工作轨迹和工作环节,包括搬运、焊接、装配、喷涂等,并完美替代人从事单调繁重的重复性工作以及在高温、有毒、低温、有害、高热等危险环境的作业。同时,工业机器人进一步可与数控中心、自动搬运小车、自动检测系统等组合成柔性生产系统,实现生产平台的智能化、柔性化和无人化。
自 2008 年金融危机以来,资本主义发达国家为了能夺得最新一代技术创新的先导权,纷纷出台一些重塑传统制造业、发展先进制造业的战略,工业机器人的发展水平成为了这些国家重建国际竞争优势的重要砝码。 在 2011 年,美国为了使用工业机器人来重新振兴其本土制造业,推行了先进制造业伙伴计划(AMP);在 2012 年,欧盟宣布发动了堪称全球最大的民用机器人研发计划“火花计划”(SPARC),计划至 2020 年投入将近 28 个亿用于研制新型民用机器人;德国提出了“工业 4.0”的八个优先计划,包括建立宽带基础设施,提升信息安全,标准化,监管和约束等;日本为了进一步保持机器人工业的领先实力,希望进一步挖掘机器人的潜能以提振日本经济,将机器人产业作为七大重点扶持的新产业之一。在全球各国在工业机器人领域持续发力的大背景下,工业机器人应用对于中国制造业发展,特别是对于企业出口的重要贡献来说极具现实意义。工业机器人应用和推广也成为中国工业化战略发展的题中之义。随着政府对工业机器人的扶持政策不断加大,国产企业研发创新力度的不断增强,中国已经连续六年成为全球最大的机器人消费市场。
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1.2 研究内容和研究方法
1.2.1 研究内容
本文主要研究工业机器人对出口竞争力的影响,对于制造业不同技术密度行业情况下,工业机器人应用对于制造业出口竞争力影响的差异性本文将做进一步分析。本文将运用理论分析和计量分析相结合的方法对所提出的理论和假设进行检验。
文章的章节安排如下:
第一章节主要是阐述本文的选题背景和意义,以及本文的研究内容和创新、不足之处,同时对本文研究过程中使用的研究方法进行相应的列示。
第二章节为文献综述,主要对国内外关于工业机器人应用的内涵和动因、出口竞争力测算以及工业机器人与出口竞争力的相关文献进行回顾与整理并总结其研究方法。
第三章节,在梳理前人文献基础上,结合通用技术的特性理论,分析和论述工业机器人应用对出口竞争力影响的理论机制和传导路径,为实证分析工作的开展奠定理论基础。
第四章节,对全球工业机器的应用情况进行了现状分析,同时对样本国家的出口竞争力现状情况进行一定的阐述。
第五、六章节是实证设计和实证分析,以各经济体的附加值角度的出口显性比较优势作为刻画出口竞争力的被解释变量,各经济体的工业机器人出货量为解释变量,实证检验工业机器人应用对出口竞争力的影响,并验证工业机器人是通过人力资本积累效应和研发激励效应对出口竞争力的作用,同时通过分样本检验等稳健性检验方法检验对出口竞争力的影响。
第七章节为全文的最后结论以及政策建议。在实证分析的基础上对全文进行总结归纳,并提出针对性的政策建议。
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2 国内外文献综述梳理
2.1 工业机器人应用研究综述
2.1.1 工业机器人应用的内涵和动因
按照国际机器人联盟(IFR)的定义,工业机器人是指应用于工业领域,可自动控制和重新编程,且能够适应不同的物理变化应用以实现各种功能的一种机器。工业机器人的类型众多,按机械结构分类,可以为串联型机器人和并联型机器人;按操作极坐标形式分类,可分为圆柱坐标型机器人、球坐标型机器人、多关节型机器人、平面关节型机器人等;按照程序输入方式分类,可分为编程输入型和示教输入型机器人等。现代的工业机器人还可根据人工智能技术制定的原则纲领行动。本文所指的工业机器人是广泛应用于工厂中,可替代人力劳动,具备抵抗恶劣环境、长时间持续高精度作业能力的自动化电子机械装置。
从历史角度来看,工业机器人和历史上的蒸汽机、电力、内燃机等一样,是一种通用性的资源密集型技术,它在很长一段时间都能得到广泛发展,带来产出效率的提升,而且还会促进其他互补式创新技术的发展。另一方面,工业机器人的大规模应用也不可避免地冲击着劳动力市场((Keyns,1930;Graetz & Michaels,2015;吕洁,2017; 韩民春,2020)。
当今世界上许多国家都处在大力发展机器人产业的过程中,各个国家的产业发展阶段各不相同,但动因却多为一致,主要是为了增强国际竞争力、缓解劳动力短缺和产业转型。早在 20 世纪 70 年代,由于经济的低迷、劳动力的短缺等需求,日本设立了机器人协会,运用减税、租赁补贴、支持研发等措施,极快地促进了工业机器人在制造业中的应用和技术产业化及市场化,并快速迎来了日本工业机器人爆发式增长的“黄金二十年”,自此日本成为世界领先的工业机器人制造强国。在同一时期,德国首先在一些高危险、高污染的岗位上实行“劳动条件改善计划”,让机器取代人力,随后为了配合“工业 4.0”战略的推行,工业机器人开始与新兴的物联网和信息技术相融合,打造智能化生产工厂。出于重塑制造业国际竞争力和人口老龄化的考虑,进入 20 世纪 80 年代后,美国开始抓紧时机建立了本土工业机器人制造国家标准,专注于技术的研发与攻关,全球第二代带有视觉、触觉、力觉的工业机器人在美国应运而生,美国逐步发展成为工业机器人的全球第三大市场。
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2.2 制造业出口竞争力研究综述
2.2.1 出口竞争力的涵义
关于出口竞争力的定义,最早要追溯到世界经济论坛 1985 年在发布《全球竞争力报告》时的定义,即从现在到未来,企业相对于竞争对手,能以更低的价格、更好的质量而开展产品设计、生产销售以及售后服务的能力。Aalto(1987)对出口竞争力分为三种:成本竞争力、价格竞争力和非价格竞争力,其中非价格竞争力隐含在第一、二种竞争力之中,是二者不可分离的一部分。随着国际贸易实践的发展,发展中国家的“比较优势陷阱”这一客观实际的出现引起了学者们对国际贸易理论研究重点的变化,关注重点不再仅仅是贸易的绝对数量规模,越来越多的学者更加关注贸易产品中所包含的技术水平。联合国贸易发展会议于 2002 年定义产业出口竞争力为,从单一的提高出口数量到多样地提高产品的出口种类,随着时间的推移,将维持更高的出口率和不断提升出口技术质量,从而提升出口竞争力。同时,在新新贸易理论的基础上,一些学者开始在生产率异质性模型基础上建立了产品质量异质性模型,产品质量已形成一国或地区的出口竞争新优势。廖涵和谢靖(2018)运用 14 年的中国制造业的数据说明目前价格优势不能解释中国竞争力的全部,更需关注产品质量。
值得注意的是,因研究视角和主体的不同,一些学者在研究时将出口竞争力等同于国际竞争力。但陈丽敏(2010)指出国际竞争力是以一个多维度的综合评价体系,包含了环境、生产率、市场占有率、利润率等多个层次的对象,而出口竞争力趋向于一个单维度的衡量标准,其目的主要是为了衡量国家获取国际上的市场份额的能力。本文所指的出口竞争力为产业国际竞争力中的一个细分领域的单维度指标,即一国商品如何发挥优势在国外市场立足的能力。
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3 工业机器人应用影响制造业出口竞争力的理论机制 ..........................14
3.1 工业机器人技术的渗透性和替代性 ................................14
3.2 工业机器人应用渗透性带来的研发激励效应 ............................14
4 现状分析.........................17
4.1 全球工业机器人的发展历程 ............................17
4.2 全球工业机器人应用和贸易状况 ..............................18
5 实证设计.............................22
5.1 模型设定.............................22
5.2 变量选取和测算指标 ..........................22
6 实证分析
6.1 描述性统计
总体样本回归结果见表 6-2,最初的拟合系数为 0.16,在逐步纳入对外依存度(lnft)、要素投入结构(lnratiocl)、自然资源(lnperland)等控制变量后,拟合系数逐步提升至 0.21,因而得到表第(6)列的结果。结果表明,在 1%的显著性水平下,工业机器人应用对制造业出口竞争力具有正向影响,这一结果与前文假说 1 的理论分析相符合。
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7 结论及政策建议
7.1 结论
在梳理和总结相关研究的基础上,本文论述了工业机器人应用对制造业出口竞争力的理论机制。对外依存度、生产要素投入结构、自然资源构成了制造业出口竞争力的基石,而工业机器人应用带来的人力资本积累效应、研发激励效应则显著提升