魏嘉輝 顧乃華 韋東明

內(nèi)容提要：本文考察了“機(jī)器換人”背景下工業(yè)機(jī)器人對中國制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響。研究結(jié)果表明：由于工業(yè)機(jī)器人與低技能勞動的替代關(guān)系，其應(yīng)用對地區(qū)勞動力比較優(yōu)勢帶來一定的沖擊，促進(jìn)了非技術(shù)密集制造業(yè)的分散化發(fā)展，因而對非技術(shù)密集行業(yè)存在后發(fā)優(yōu)勢；但由于工業(yè)機(jī)器人與高技能勞動的互補(bǔ)關(guān)系，其應(yīng)用鞏固了先發(fā)地區(qū)的技術(shù)、人才優(yōu)勢，促進(jìn)了技術(shù)密集制造業(yè)的集聚發(fā)展，因而對技術(shù)密集行業(yè)存在先發(fā)優(yōu)勢。通過異質(zhì)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)的分散作用更多存在于華東和西北地區(qū)，而對技術(shù)密集制造業(yè)的集聚作用更多集中在華北、中南和西北地區(qū)；在機(jī)器人的作用下，非技術(shù)密集制造業(yè)的分散趨勢主要由其行業(yè)自東向中、西部轉(zhuǎn)移所致，而技術(shù)密集制造業(yè)的集聚趨勢主要與其行業(yè)重心向東部地區(qū)收縮有關(guān)。

一、問題提出

后發(fā)優(yōu)勢理論認(rèn)為，由于后發(fā)國家能夠在科技、技術(shù)上參考和借鑒先發(fā)國家，可能跨越先發(fā)國家一些必經(jīng)發(fā)展階段，而實(shí)現(xiàn)對后者的追趕[1]。有較多文獻(xiàn)從計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)等角度論證技術(shù)對于落后國家和地區(qū)存在后發(fā)優(yōu)勢的可能。例如，從國家層面上看，烏和阿松古(Vu & Asongu，2020)發(fā)現(xiàn)發(fā)展中國家平均從互聯(lián)網(wǎng)獲得的增長收益要比發(fā)達(dá)國家大很多[2]；從家庭微觀層面來看，阿博爾等(Abor et al.,2018)研究發(fā)現(xiàn)移動電話的普及有助于家庭擺脫貧困，并減少收入差距[3]。如果國家之間存在較大的技術(shù)壁壘，在技術(shù)模仿和應(yīng)用上可能存在一定的困難，那么技術(shù)對一國內(nèi)部各地區(qū)的后發(fā)優(yōu)勢應(yīng)該更為明顯。自改革開放以來，中國計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展和普及，按照后發(fā)優(yōu)勢理論，這將有利于落后地區(qū)發(fā)展并縮小地區(qū)間經(jīng)濟(jì)差距，然而，現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)并沒有明顯地支持這一觀點(diǎn)。圖1以各地區(qū)關(guān)于國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、工業(yè)產(chǎn)值的赫芬達(dá)爾指數(shù)為縱軸，以年份為橫軸，反映了自1990年計算機(jī)普及以來中國地區(qū)間發(fā)展差異的動態(tài)演化過程。整體看來，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距和工業(yè)發(fā)展差距有著同樣的趨勢，表現(xiàn)為1999—2006年的擴(kuò)大階段、2007—2012年的縮小階段和2014年以后再擴(kuò)大的階段，盡管略有起伏，但總體上依然表現(xiàn)出差距擴(kuò)大的趨勢。

圖1 中國地區(qū)發(fā)展差距動態(tài)演化趨勢

21世紀(jì)以來，人工智能技術(shù)不斷演化和發(fā)展，為人類的生產(chǎn)活動帶來了重大變革。人工智能一個重要的體現(xiàn)是機(jī)器人的應(yīng)用。機(jī)器人作為通過計算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的一種技術(shù)，是制造業(yè)智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)[4]。國際機(jī)器人聯(lián)合會(international federation of robotics，IFR)數(shù)據(jù)顯示，過去十幾年來，中國各制造行業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人保有量快速增加，從2006年的3 400臺增長至2017年的38萬臺，從2014年起，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的保有量超過了10萬臺，使其成為制造業(yè)生產(chǎn)的重要投入要素。另外，自2014年以來，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展正式上升到國家的戰(zhàn)略高度，并頻繁出現(xiàn)在戰(zhàn)略性文件和國家領(lǐng)導(dǎo)人重要講話中。2014年9月，習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十七次院士大會上強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人技術(shù)對中國發(fā)展的重要性；2015年國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》，把工業(yè)機(jī)器人技術(shù)列入中國十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域；2016年工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、財政部聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，進(jìn)一步明確了機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃。結(jié)合圖1來看，2014年作為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用和政策的關(guān)鍵時點(diǎn)，伴隨著機(jī)器人技術(shù)發(fā)展和關(guān)注度的提高卻迎來了地區(qū)經(jīng)濟(jì)差距的新一輪擴(kuò)大趨勢。與后發(fā)優(yōu)勢相對應(yīng)，技術(shù)進(jìn)步在存在區(qū)域壁壘的前提下更能鞏固先發(fā)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，進(jìn)一步擴(kuò)大其與后發(fā)地區(qū)的發(fā)展差距，使技術(shù)更多表現(xiàn)為先發(fā)優(yōu)勢。

在這樣的背景下，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用是遵循后發(fā)優(yōu)勢理論，幫助制造業(yè)后發(fā)地區(qū)實(shí)現(xiàn)對先發(fā)地區(qū)的追趕，以縮小制造業(yè)發(fā)展差距？還是鞏固了先發(fā)地區(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)一步擴(kuò)大制造業(yè)地區(qū)發(fā)展的不平衡？帶著這一問題，本文以工業(yè)機(jī)器人和制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距為對象展開實(shí)證檢驗(yàn)。

既有相關(guān)文獻(xiàn)大都從創(chuàng)新技術(shù)視角[5-6]、人力資本角度[7-9]、政府與市場角度[10-12]、金融發(fā)展角度[13-15]等方面探討中國地區(qū)發(fā)展差距的演化趨勢，但幾乎沒有從機(jī)器人技術(shù)沖擊的視角展開研究。本文研究工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用對中國制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響，在未來智能技術(shù)發(fā)展趨勢下具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

本文實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人對不同的制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距存在明顯的異質(zhì)性作用，既有利于縮小中國非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距，也擴(kuò)大了技術(shù)密集制造業(yè)在地區(qū)間的不平衡，使得對整體制造業(yè)的影響不顯著。通過進(jìn)一步機(jī)制檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：工業(yè)機(jī)器人彌補(bǔ)了后發(fā)地區(qū)勞動力資源短缺問題，進(jìn)而使非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)差距縮小，而工業(yè)機(jī)器人與高技能勞動的互補(bǔ)關(guān)系鞏固了技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)優(yōu)勢，進(jìn)而使地區(qū)差距擴(kuò)大。通過異質(zhì)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在機(jī)器人作用下，非技術(shù)密集制造業(yè)發(fā)展差距在中國東部、中部和西部地區(qū)都有明顯的收縮趨勢，而技術(shù)密集制造業(yè)發(fā)展差距在東部和中部地區(qū)有著顯著的擴(kuò)大趨勢。

二、文獻(xiàn)綜述與理論分析

已有不少文獻(xiàn)討論過關(guān)于技術(shù)對地區(qū)發(fā)展差距的影響。阿博爾等(2018)、烏和阿松古(2020)分別論證了互聯(lián)網(wǎng)和移動電話對地區(qū)發(fā)展差距可能存在后發(fā)優(yōu)勢，認(rèn)為由于后發(fā)地區(qū)對技術(shù)的借鑒和參考的成本遠(yuǎn)低于自己研發(fā)的成本，因而存在追趕發(fā)達(dá)地區(qū)的可能[2-3]。相應(yīng)地，也有相當(dāng)一部分文獻(xiàn)認(rèn)為，由于地區(qū)和國家間的技術(shù)存在壁壘，而技術(shù)的引進(jìn)需要相應(yīng)地支付成本，因而技術(shù)進(jìn)步可能使地區(qū)發(fā)展差距進(jìn)一步擴(kuò)大，使技術(shù)應(yīng)用存在先發(fā)優(yōu)勢。例如，周紹杰等(2016)研究發(fā)現(xiàn)，1990—2011年電力系統(tǒng)的發(fā)展加劇了地區(qū)發(fā)展差異[5]；卡爾多納等(Cardona et al.，2013)、戈登和賽義德(Gordon & Sayed，2020)基于增長核算的角度，發(fā)現(xiàn)信息與通信技術(shù)(information and communications technology，ICT)產(chǎn)業(yè)對美國勞動生產(chǎn)率的促進(jìn)作用遠(yuǎn)大于歐洲國家[16-17]。由此看來，過去關(guān)于技術(shù)影響地區(qū)發(fā)展差距的研究并沒有較為統(tǒng)一的觀點(diǎn)，部分研究發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用幫助了落后地區(qū)的發(fā)展，因而降低了地區(qū)發(fā)展差距，另一部分研究卻認(rèn)為技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步鞏固了發(fā)達(dá)地區(qū)的優(yōu)勢，進(jìn)一步擴(kuò)大了地區(qū)發(fā)展差距。實(shí)際上，考慮到不同技術(shù)的固有特征，調(diào)和以上矛盾的關(guān)鍵可能在于新技術(shù)的引進(jìn)與原有優(yōu)勢生產(chǎn)要素的關(guān)系，這使不同技術(shù)對地區(qū)發(fā)展差異的影響存在較大的異質(zhì)性。如果技術(shù)與原有優(yōu)勢生產(chǎn)要素表現(xiàn)為替代關(guān)系，技術(shù)引進(jìn)將減弱原來先發(fā)地區(qū)的比較優(yōu)勢，使后發(fā)地區(qū)在技術(shù)的幫助下縮小與先發(fā)地區(qū)的差距，此時技術(shù)引進(jìn)表現(xiàn)為后發(fā)優(yōu)勢；如果新技術(shù)與原有優(yōu)勢生產(chǎn)要素為互相補(bǔ)充的關(guān)系，技術(shù)的進(jìn)入將鞏固先發(fā)地區(qū)的比較優(yōu)勢，進(jìn)而擴(kuò)大地區(qū)間發(fā)展差距，使技術(shù)引進(jìn)存在先發(fā)優(yōu)勢。

與其他技術(shù)相比，替代人類完成生產(chǎn)任務(wù)是工業(yè)機(jī)器人的固有屬性。在相關(guān)研究上，弗雷和奧斯本(Frey & Osborne，2017)基于職業(yè)匹配的研究角度，認(rèn)為美國接近一半的工作崗位容易被機(jī)器替代[18]；閆雪凌等(2020)研究發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用對中國制造業(yè)勞動力存在擠出影響[19]；趙春明等(2020)基于IFR數(shù)據(jù)和勞動力調(diào)查數(shù)據(jù)實(shí)證發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人的投入顯著降低了中國制造業(yè)工人的工作時長[20]。從“機(jī)器換人”的角度看來，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更有助于勞動力資源缺乏的國家或地區(qū)發(fā)展[21]。因此，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用可能降低中國東部地區(qū)的勞動力比較優(yōu)勢，而幫助勞動力資源相對缺乏的中西部地區(qū)建設(shè)，進(jìn)而縮小制造業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距。工業(yè)機(jī)器人這種幫助后發(fā)地區(qū)追趕先發(fā)地區(qū)的作用可以被總結(jié)為“替代效應(yīng)”。由于“替代效應(yīng)”的關(guān)鍵在于對地區(qū)勞動力比較優(yōu)勢的沖擊，因而生產(chǎn)活動與勞動力相關(guān)聯(lián)的勞動密集的非技術(shù)密集制造業(yè)可能最容易受到影響。據(jù)此，可以得到本文的第一個推論：

推論1：工業(yè)機(jī)器人的“替代效應(yīng)”有利于降低地區(qū)的勞動力比較優(yōu)勢，縮小中國非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距。

此外，相當(dāng)部分文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人技術(shù)與不同勞動力可能存在異質(zhì)關(guān)系，因?yàn)樵跈C(jī)器人應(yīng)用的過程中，失業(yè)率并沒有出現(xiàn)明顯上漲的趨勢[22-23]。從就業(yè)崗位視角看來，阿西莫格魯和雷斯特雷波(Acemoglu & Restrepo，2018)通過構(gòu)建任務(wù)模型框架，認(rèn)為機(jī)器替代低端任務(wù)的同時也會創(chuàng)造出新的高端任務(wù)，使機(jī)器技術(shù)與高低技能勞動存在替代關(guān)系的同時，與高技能勞動存在互補(bǔ)作用[24]；王小霞和李磊(2020)探討了工業(yè)機(jī)器人與異質(zhì)勞動力就業(yè)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)技術(shù)要求越低的行業(yè)越容易受到?jīng)_擊[25]。工資收入視角方面，埃穆斯和奧爾森(Hémous & Olsen，2014)、王林輝等(2020)從工資收入視角構(gòu)建增長模型，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人、智能技術(shù)會擠出低級勞動力工資，但有利于促進(jìn)高級勞動力的收入[26-27]；余玲錚等(2021)基于廣東省企業(yè)工人調(diào)查數(shù)據(jù)展開實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人和非常規(guī)任務(wù)的交互作用有助于促進(jìn)工資增長[28]。人力資本視角方面，周文斌和王才(2021)、胡晟明等(2021)分別基于勞動力調(diào)查數(shù)據(jù)和中國家庭追蹤調(diào)查(CFPS)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人有助于推動企業(yè)員工自我學(xué)習(xí)和促進(jìn)社會整體人力資本水平的提高[29-30]?？梢哉f，從工業(yè)機(jī)器人與高技能勞動互相補(bǔ)充的關(guān)系看來，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用可能鞏固了中國東部地區(qū)的人才優(yōu)勢，使制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距呈擴(kuò)大的趨勢。工業(yè)機(jī)器人這種鞏固先發(fā)地區(qū)優(yōu)勢的作用可以被總結(jié)為“互補(bǔ)效應(yīng)”。由于“互補(bǔ)效應(yīng)”的關(guān)鍵在于與高技能勞動的互相補(bǔ)充關(guān)系，一些技術(shù)密集制造業(yè)可能更容易受到影響。據(jù)此，可以得到本文的第二個推論：

推論2：工業(yè)機(jī)器人的“互補(bǔ)效應(yīng)”有利于鞏固地區(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)而擴(kuò)大中國技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距。

三、實(shí)證檢驗(yàn)

以上通過文獻(xiàn)回顧和理論推導(dǎo)考察了工業(yè)機(jī)器人對中國制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響。下面基于IFR工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)對以上推論展開實(shí)證檢驗(yàn)。

(一)數(shù)據(jù)匹配與實(shí)證策略

IFR的工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)為行業(yè)面板數(shù)據(jù)，可以將制造業(yè)區(qū)分為13個類別，包括：食品加工、紡織及服裝制品、木制品及家具、造紙及印刷制品、化學(xué)制品、橡膠和塑料制品、非金屬礦物制品、金屬加工冶煉、金屬制品、通用及專用設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備制造、電子和電器設(shè)備制造與其他制造業(yè)分支。本文以IFR行業(yè)分類為基礎(chǔ)，將國家統(tǒng)計局公布的兩位數(shù)國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類代碼與其進(jìn)行匹配。而根據(jù)推論1和推論2的猜想，工業(yè)機(jī)器人對不同分類的制造業(yè)存在較大的異質(zhì)作用。本文在張其仔和李蕾(2017)[31]研究的基礎(chǔ)上，將食品加工制造業(yè)、紡織及服裝制品業(yè)、木制品及家具制造業(yè)、造紙及印刷制品業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、金屬加工冶煉業(yè)列為非技術(shù)密集制造業(yè)；將化學(xué)制品業(yè)、通用及專用設(shè)備制造業(yè)、運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電子和電氣設(shè)備制造業(yè)和其他制造業(yè)分支列為技術(shù)密集制造業(yè)，具體如表1所示。

表1 行業(yè)分類匹配

為了考察工業(yè)機(jī)器人的投入對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響，本文提出以下基準(zhǔn)實(shí)證模型：

lnHHIit=α0+α1lnRobotit+α2Xit+μi+λt+εit

(1)

式(1)中，下標(biāo)i和t分別表示不同行業(yè)和時間，Robot表示工業(yè)機(jī)器人保有量，X為行業(yè)層面的控制變量。λ和μ分別代表時間控制效應(yīng)和行業(yè)控制效應(yīng)，ε為估計誤差，α為回歸系數(shù)。HHI為地區(qū)發(fā)展差距，本文以各行業(yè)銷售產(chǎn)值的赫芬達(dá)爾指數(shù)予以衡量，具體地：

(2)

式(2)中，Opijt表示i行業(yè)、j地區(qū)、t時期的銷售產(chǎn)值，Opit表示i行業(yè)在t時期的總銷售產(chǎn)值。該指數(shù)越大，則說明行業(yè)地區(qū)發(fā)展差距越大，反之越小。因此，如果式(1)回歸系數(shù)α1顯著為正，說明工業(yè)機(jī)器人的投入擴(kuò)大了制造業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距，使其存在先發(fā)優(yōu)勢；反之則說明其縮小了地區(qū)發(fā)展差距，存在后發(fā)優(yōu)勢。

在不同行業(yè)類型的異質(zhì)性檢驗(yàn)方面，由于IFR機(jī)器人數(shù)據(jù)樣本較少，除了分組回歸以外，本文將結(jié)合設(shè)置虛擬變量與工業(yè)機(jī)器人保有量交乘的方法檢驗(yàn)其行業(yè)異質(zhì)性，具體模型如下：

lnHHIit=β0+β1Deni×lnRobotit+β2Deni+β3lnRobotit+β4Xit+μi+λt+εit

(3)

式(3)中，Den表示行業(yè)性質(zhì)的虛擬變量，分別代表技術(shù)密集、非技術(shù)密集制造業(yè)。回歸系數(shù)β1的方向?qū)⒅该鞴I(yè)機(jī)器人對于不同類型行業(yè)的異質(zhì)性影響。

機(jī)制檢驗(yàn)方面，由于工業(yè)機(jī)器人的“替代效應(yīng)”和“互補(bǔ)效應(yīng)”源自其與勞動力的異質(zhì)關(guān)系，本文的機(jī)制檢驗(yàn)主要由以下兩種方式展開：

第一種，以機(jī)器替代人類完成生產(chǎn)活動改變行業(yè)的要素投入結(jié)構(gòu)，本文以行業(yè)資本勞動比衡量“替代效應(yīng)”作用大小，并參考溫忠麟等(2004)[32]構(gòu)建以下中介效應(yīng)模型考察其中的機(jī)制：

lnCpcit=γ0+γ1lnRobotit+γ2Xit+μi+λt+εit

(4)

lnHHIit=θ0+θ1lnRobotit+θ2lnCpcit+θ3Xit+μi+λt+εit

(5)

式(4)、式(5)中Cpcit表示行業(yè)資本勞動比，γ和θ為各自的回歸系數(shù)。按照理論分析的推斷，對于非技術(shù)密集制造業(yè)而言：若式(1)系數(shù)α1顯著為負(fù)，則說明工業(yè)機(jī)器人降低了行業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距；若γ1顯著為正，則說明工業(yè)機(jī)器人的引進(jìn)顯著降低了資本勞動比例，即存在“機(jī)器換人”現(xiàn)象；若系數(shù)θ2顯著為負(fù)，且系數(shù)θ1的絕對值小于α1，則說明“機(jī)器換人”沖擊了地區(qū)勞動力比較優(yōu)勢，使制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距縮小，即機(jī)器人影響制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的“替代效應(yīng)”顯著存在。

第二種，通過加入行業(yè)研發(fā)(R&D)人員全時當(dāng)量與工業(yè)機(jī)器人的交互項構(gòu)建調(diào)節(jié)效應(yīng)模型，以考察機(jī)器人影響制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的“互補(bǔ)效應(yīng)”，具體地：

lnHHIit=η0+η1lnRobotit×lnRlabit+η2lnRobotit+η3lnRlabit+η4Xit+μi+λt+εit

(6)

式(6)中，Rlab表示行業(yè)R&D人員全時當(dāng)量，η為回歸系數(shù)。對于技術(shù)密集制造業(yè)而言，如果系數(shù)η1顯著為正，則說明行業(yè)高技能勞動數(shù)量越多，機(jī)器人擴(kuò)大行業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的作用越大，即“互補(bǔ)效應(yīng)”顯著存在。

控制變量方面，本文選取以下指標(biāo)予以衡量：(1)行業(yè)規(guī)模，行業(yè)的地理分布可能與行業(yè)規(guī)模有關(guān)，行業(yè)整體規(guī)模越小，企業(yè)地理分布可能越集中，本文以行業(yè)總資產(chǎn)的對數(shù)值衡量；(2)行業(yè)研發(fā)支出的對數(shù)值，政府可能會通過選擇性產(chǎn)業(yè)政策對行業(yè)研發(fā)活動進(jìn)行干預(yù)，使企業(yè)“用腳投票”而影響產(chǎn)業(yè)的地區(qū)分布；(3)行業(yè)資產(chǎn)負(fù)債率，行業(yè)資產(chǎn)負(fù)債率越高，可能越偏向集聚在金融發(fā)達(dá)地區(qū)，本文以行業(yè)總負(fù)債的對數(shù)值衡量；(4)行業(yè)資產(chǎn)利潤率，行業(yè)資產(chǎn)利潤率越低，企業(yè)進(jìn)入退出越頻繁，可能會對行業(yè)的地區(qū)分布產(chǎn)生影響；(5)企業(yè)數(shù)量，行業(yè)企業(yè)數(shù)量的多少反映了行業(yè)所處生命周期的不同階段，對于企業(yè)更替速度、地區(qū)布局趨勢可能存在不同程度的影響。此外，為了控制不隨時間變化的行業(yè)差別，以及僅隨時間變化的外部環(huán)境因素對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響，本文的全部回歸方程都控制了行業(yè)固定效應(yīng)和時間固定效應(yīng)。

(二)數(shù)據(jù)來源與描述性統(tǒng)計

本文研究的數(shù)據(jù)來自2006—2017年國家層面的行業(yè)面板數(shù)據(jù)。沒有采用中國工業(yè)企業(yè)微觀數(shù)據(jù)和上市公司微觀數(shù)據(jù)，主要出于以下考慮：第一，IFR中國分行業(yè)數(shù)據(jù)自2006年起才有統(tǒng)計，中國工業(yè)企業(yè)微觀數(shù)據(jù)難以滿足時效性和可匹配性的要求；第二，本文研究主題為地區(qū)發(fā)展差距，以上市公司為基礎(chǔ)的微觀數(shù)據(jù)難以反映地區(qū)整體差距；第三，2018年以后地區(qū)工業(yè)宏觀數(shù)據(jù)統(tǒng)計缺失嚴(yán)重，而2006—2017年的樣本區(qū)間更為完整。本文2006—2016年制造業(yè)分行業(yè)、地區(qū)層面的銷售產(chǎn)值、固定資產(chǎn)與行業(yè)層面財務(wù)數(shù)據(jù)來自《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》；2017年數(shù)據(jù)來自2018年的《中國經(jīng)濟(jì)普查年鑒》和各地區(qū)2018年統(tǒng)計年鑒，部分非連續(xù)年份缺失值通過時間插值的方法補(bǔ)充；行業(yè)R&D人員全時當(dāng)量數(shù)據(jù)來自《中國科技統(tǒng)計年鑒》；工業(yè)機(jī)器人保有量數(shù)據(jù)來自IFR國際機(jī)器人協(xié)會。本文實(shí)證研究的整體樣本區(qū)間為2006—2017年，在匹配IFR行業(yè)后樣本容量為4 464個，其中木制品及家具制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)分地區(qū)分行業(yè)數(shù)據(jù)在2006—2011年連續(xù)缺失；通過分地區(qū)數(shù)據(jù)構(gòu)建赫芬達(dá)爾指數(shù)后樣本容量為144個。各變量的描述性統(tǒng)計如表2所示。

表2 描述性統(tǒng)計

(三)回歸結(jié)果與分析

基于式(1)和式(3)，可以得到基準(zhǔn)回歸結(jié)果，見表3。

表3 基準(zhǔn)回歸：工業(yè)機(jī)器人與制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距

表3(續(xù))

表3中列(1)為全樣本回歸結(jié)果，工業(yè)機(jī)器人投入整體上對中國制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響不顯著，主要原因在于工業(yè)機(jī)器人對不同制造業(yè)行業(yè)存在異質(zhì)影響。列(2)和列(3)分別為非技術(shù)密集、技術(shù)密集制造業(yè)的分組回歸結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距存在顯著的負(fù)向關(guān)系，由此縮小了行業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距，而對技術(shù)密集制造業(yè)存在顯著的正向作用，擴(kuò)大了技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距，與推論1和推論2的猜想一致。列(4)為加入非技術(shù)密集制造業(yè)分組變量與機(jī)器人保有量交互項的回歸結(jié)果，結(jié)果看來，工業(yè)機(jī)器人對低制造業(yè)集聚的影響較弱，而對技術(shù)密集制造業(yè)的影響較強(qiáng)，一定程度上提高了以上結(jié)論的穩(wěn)健性。羅勇和曹麗莉(2005)基于增長核算的方法，分析了中國地區(qū)差距的動態(tài)演化過程，發(fā)現(xiàn)中國行業(yè)集聚趨勢的順序排列依次為知識密集制造業(yè)、資本密集制造業(yè)和勞動密集制造業(yè)[33]。而本文研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人技術(shù)的投入使技術(shù)密集制造業(yè)更加集聚的同時，也使非技術(shù)密集制造業(yè)更加分散，一定程度上解釋了中國制造業(yè)“知識密集-資本密集-勞動密集”動態(tài)集聚趨勢的原因。

表3結(jié)合分組回歸和交互回歸的方法檢驗(yàn)了工業(yè)機(jī)器人對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的異質(zhì)性影響。對于非技術(shù)密集制造業(yè)而言，工業(yè)機(jī)器人的引入存在后發(fā)優(yōu)勢，顯著縮小了行業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距，與已有關(guān)于技術(shù)帶來后發(fā)優(yōu)勢的文獻(xiàn)結(jié)論相符[2-3]；對于技術(shù)密集制造業(yè)而言，工業(yè)機(jī)器人的引入存在先發(fā)優(yōu)勢，顯著擴(kuò)大了行業(yè)地區(qū)發(fā)展差距。由此看來，機(jī)器人技術(shù)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。

改革開放以來，中國憑借廉價勞動力優(yōu)勢充當(dāng)著世界工廠的角色，給經(jīng)濟(jì)帶來了一定的促進(jìn)作用，但隨著人口紅利的進(jìn)一步消退和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，過去依靠大量勞動力的發(fā)展方式難以為繼，過去依靠勞動力比較優(yōu)勢獲得發(fā)展機(jī)遇的地區(qū)可能會受到較大的沖擊。因此，在《中國制造2025》機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的背景下，一些東部地區(qū)需要加快人力資本積累，充分利用高技能勞動與機(jī)器人技術(shù)的互補(bǔ)作用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，而一些中西部地區(qū)可能因機(jī)器人的引進(jìn)而獲得發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)而有利于緩解中國地域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡問題。

(四)穩(wěn)健性檢驗(yàn)

本文的穩(wěn)健性檢驗(yàn)主要通過以下兩種方式展開：(1)以上研究主要通過構(gòu)建銷售產(chǎn)值的赫芬達(dá)爾指數(shù)衡量制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距，考慮到工業(yè)機(jī)器人作為生產(chǎn)設(shè)備，大規(guī)模應(yīng)用時會增加行業(yè)的固定資產(chǎn)存量，因而制造業(yè)的固定資產(chǎn)地區(qū)差距一定程度上也能反映機(jī)器人應(yīng)用帶來的影響。因此，本文基于式(2)構(gòu)建關(guān)于固定資產(chǎn)的赫芬達(dá)爾指數(shù)，對原模型的結(jié)論進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。(2)過去以產(chǎn)業(yè)空間分布為主題的文獻(xiàn)中，有相當(dāng)一部分研究以克魯格曼(Krugman，1992)[34]空間基尼系數(shù)為衡量指標(biāo)展開分析。相較之下，克魯格曼的空間基尼系數(shù)指標(biāo)除了行業(yè)內(nèi)部地區(qū)發(fā)展差異外，還加入考慮行業(yè)之間的發(fā)展差距。本文擬通過空間基尼系數(shù)指標(biāo)替換原被解釋變量，重新考察工業(yè)機(jī)器人對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差異的影響，以展開穩(wěn)健性檢驗(yàn)。

為此，本文構(gòu)建如下行業(yè)地區(qū)差距指標(biāo)：

(7)

式(7)中，Giniit表示i行業(yè)在t時期的空間基尼系數(shù)，Opijt表示i行業(yè)、j地區(qū)在t時期的銷售產(chǎn)值。穩(wěn)健性檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4可知，在同樣控制變量下，替換被解釋變量為固定資產(chǎn)赫芬達(dá)爾指數(shù)、空間基尼系數(shù)的回歸結(jié)論與原模型一致：工業(yè)機(jī)器人對整體制造業(yè)地區(qū)差距的影響不顯著，在縮小非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)差距的同時也擴(kuò)大了技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)差距，由此提高了結(jié)論的穩(wěn)健性。

表4 穩(wěn)健性檢驗(yàn)：工業(yè)機(jī)器人與制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距

(五)機(jī)制檢驗(yàn)

工業(yè)機(jī)器人與不同制造業(yè)地區(qū)差距的異質(zhì)作用依賴于工業(yè)機(jī)器人與勞動力的異質(zhì)關(guān)系。為了驗(yàn)證其中的機(jī)制，本文分別以式(4)、式(5)的中介效應(yīng)模型和式(6)的調(diào)節(jié)效應(yīng)模型驗(yàn)證工業(yè)機(jī)器人的“替代效應(yīng)”和“互補(bǔ)效應(yīng)”，得到回歸結(jié)果(表5)。

表5 機(jī)制檢驗(yàn)：工業(yè)機(jī)器人的“替代效應(yīng)”與“互補(bǔ)效應(yīng)”

表5(續(xù))

表5中，列(1)—列(4)分行業(yè)考察了工業(yè)機(jī)器人是否存在勞動力“替代效應(yīng)”。從列(1)和列(3)的回歸結(jié)果看來，隨著工業(yè)機(jī)器人的投入，技術(shù)密集、非技術(shù)密集制造業(yè)的資本勞動比都顯著提高，一定程度上說明“機(jī)器換人”現(xiàn)象存在，并且通過對比系數(shù)大小發(fā)現(xiàn)，“機(jī)器換人”作用在非技術(shù)密集制造業(yè)中更為明顯。列(2)在非技術(shù)密集制造業(yè)基準(zhǔn)回歸模型基礎(chǔ)上加入了中介變量資本勞動比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非技術(shù)密集制造業(yè)的資本勞動比顯著縮小了地區(qū)發(fā)展差距，且在加入中介變量后，工業(yè)機(jī)器人的影響系數(shù)從基準(zhǔn)回歸的-0.024變化至-0.021，有一定的下降趨勢，說明資本勞動比的中介效應(yīng)顯著存在，由此驗(yàn)證了工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)的“替代效應(yīng)”。由此看來，工業(yè)機(jī)器人普及和應(yīng)用對地區(qū)原有勞動力比較優(yōu)勢帶來了一定的沖擊，使非技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)分布變得更加平均。表5列(3)和列(4)以同樣的方法考察了技術(shù)密集制造業(yè)的“替代效應(yīng)”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用有利于提高技術(shù)密集制造業(yè)的資本勞動比，但對地區(qū)發(fā)展差距不存在明顯的中介作用。原因在于技術(shù)密集制造業(yè)的生產(chǎn)活動并不依賴于低技能勞動的投入，“機(jī)器換人”的作用無法抹平地區(qū)技術(shù)比較優(yōu)勢，因而難以對技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距產(chǎn)生影響，這一定程度上也提高了非技術(shù)密集制造業(yè)“替代效應(yīng)”的穩(wěn)健性?？傮w看來，工業(yè)機(jī)器人對地區(qū)發(fā)展差距的“替代效應(yīng)”僅顯著存在于非技術(shù)密集制造業(yè)中，對技術(shù)密集制造業(yè)影響不大。

表5列(5)和列(6)考察了工業(yè)機(jī)器人的“互補(bǔ)效應(yīng)”。由于先發(fā)地區(qū)往往具有技術(shù)和高技能勞動上的優(yōu)勢，而機(jī)器人與高技能勞動存在互補(bǔ)關(guān)系，其應(yīng)用有助于鞏固先發(fā)地區(qū)在技術(shù)和人才上的比較優(yōu)勢，進(jìn)而擴(kuò)大技術(shù)密集行業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距。因此，行業(yè)高技能勞動越多，工業(yè)機(jī)器人對地區(qū)發(fā)展差距的正向“互補(bǔ)效應(yīng)”應(yīng)該越顯著。從回歸結(jié)果看來，行業(yè)R&D人員全時當(dāng)量與工業(yè)機(jī)器人保有量的交互項顯著擴(kuò)大了技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)差距，由此驗(yàn)證了工業(yè)機(jī)器人的“互補(bǔ)效應(yīng)”。另外，由于非技術(shù)密集制造業(yè)的生產(chǎn)活動更多依賴于勞動力數(shù)量，因而高技能勞動與機(jī)器人的互補(bǔ)作用對其地區(qū)發(fā)展差距影響不明顯，也側(cè)面提高了技術(shù)密集制造業(yè)“互補(bǔ)效應(yīng)”的穩(wěn)健性。

總體看來，工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)的“替代效應(yīng)”沖擊了地區(qū)原有勞動力比較優(yōu)勢，使行業(yè)地區(qū)差距趨向于平均；工業(yè)機(jī)器人對技術(shù)密集制造業(yè)的“互補(bǔ)效應(yīng)”鞏固了地區(qū)原有技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)一步擴(kuò)大了地區(qū)發(fā)展差距。

(六)異質(zhì)性檢驗(yàn)

由于中國地區(qū)間經(jīng)濟(jì)差距較大，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平和進(jìn)口數(shù)量可能存在一定的區(qū)域異質(zhì)性，為了進(jìn)一步考察工業(yè)機(jī)器人對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響，本文將中國31個省份(限于數(shù)據(jù)可得性，不含港澳臺地區(qū))分為華北、東北、華東、中南、西南、西北六大區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)部按照式(2)構(gòu)建各自的赫芬達(dá)爾指數(shù)，在控制了行業(yè)、時間和控制變量后可以得到以下回歸結(jié)果，見表6。

表6 區(qū)域異質(zhì)性：工業(yè)機(jī)器人與制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距

從表6可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)分散作用顯著存在于華東地區(qū)和西北地區(qū)中，對其他地區(qū)的影響不明顯。原因可能在于：華東地區(qū)有較多的沿海貿(mào)易城市，區(qū)域內(nèi)部工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用數(shù)量和發(fā)展水平較高，因而對非技術(shù)密集制造業(yè)的分散作用更為明顯；而西北地區(qū)地廣人稀，內(nèi)部地區(qū)經(jīng)濟(jì)差距較大，機(jī)器人的引入有利于幫助勞動力稀缺地區(qū)發(fā)展，使機(jī)器人技術(shù)的后發(fā)優(yōu)勢更加突出。而工業(yè)機(jī)器人對技術(shù)密集制造業(yè)的集聚作用顯著存在于華北、中南和西北地區(qū)。由于中國鐵路、船舶和航空制造業(yè)較多分布在華北地區(qū)，而電子設(shè)備、電氣設(shè)備制造業(yè)較多分布在中南地區(qū)，華北和中南地區(qū)屬于技術(shù)密集制造業(yè)先發(fā)地區(qū)，因而具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢。按照本文研究的推論，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用有助于鞏固地區(qū)技術(shù)優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，從而使技術(shù)密集制造業(yè)在這兩大區(qū)域內(nèi)部差距顯著擴(kuò)大。而對于西北地區(qū)，由于區(qū)域內(nèi)部發(fā)展差距較大，技術(shù)和人才相較于其他區(qū)域更加集中，機(jī)器人對技術(shù)密集制造業(yè)的集中作用可能更強(qiáng)。

以上研究圍繞制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距展開，但赫芬達(dá)爾指數(shù)只能用于研究區(qū)域內(nèi)部發(fā)展差距的趨勢，而無法具體考察機(jī)器人應(yīng)用背景下的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移情況。接下來將樣本省份劃分為東部、中部和西部地區(qū)，以各地區(qū)各制造業(yè)銷售產(chǎn)值占全部地區(qū)的比值為被解釋變量，考察機(jī)器人應(yīng)用對制造業(yè)區(qū)域發(fā)展重心轉(zhuǎn)移的影響，結(jié)果見表7。

表7 區(qū)域異質(zhì)性：工業(yè)機(jī)器人與地區(qū)制造業(yè)產(chǎn)值占比

表7(續(xù))

表7列示了工業(yè)機(jī)器人對東部、中部和西部地區(qū)各制造行業(yè)地區(qū)產(chǎn)值占比的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)機(jī)器人沖擊下，東部地區(qū)非技術(shù)密集制造業(yè)占比明顯下降，而中部地區(qū)非技術(shù)密集制造業(yè)占比明顯提高。結(jié)合前文基準(zhǔn)研究來看，中國非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)趨于平衡的發(fā)展趨勢與其生產(chǎn)重心自東向中、西部地區(qū)的轉(zhuǎn)移有關(guān)。盡管實(shí)證發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)移還未顯著影響到西部地區(qū)產(chǎn)值占比，但往中部地區(qū)演化的趨勢依然有利于中國地區(qū)的平衡發(fā)展。另外，在工業(yè)機(jī)器人的沖擊下，東部地區(qū)技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)占比明顯提高，而中、西部地區(qū)所占比例顯著下降，說明工業(yè)機(jī)器人擴(kuò)大技術(shù)密集制造業(yè)發(fā)展差距的作用主要來源于其行業(yè)重心往東部地區(qū)集中。技術(shù)密集制造業(yè)發(fā)展重心的收縮一定程度有利于產(chǎn)生技術(shù)和人才的規(guī)模效應(yīng)，對于中國制造價值鏈的攀升具有重要作用。

四、結(jié)論與政策建議

本文基于中國地區(qū)工業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)和IFR工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)，探討了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用對制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的影響。研究發(fā)現(xiàn)，由于工業(yè)機(jī)器人與勞動力存在異質(zhì)關(guān)系，其應(yīng)用對于不同行業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距存在較大的異質(zhì)作用。工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮先發(fā)優(yōu)勢還是后發(fā)優(yōu)勢與不同的制造行業(yè)有關(guān)：由于工業(yè)機(jī)器人與低技能勞動存在替代關(guān)系，其應(yīng)用沖擊了地區(qū)勞動力比較優(yōu)勢，幫助后發(fā)地區(qū)追趕先發(fā)地區(qū)，使非技術(shù)制造業(yè)整體地區(qū)差距縮小；而由于工業(yè)機(jī)器人與高技能勞動的互補(bǔ)關(guān)系，其應(yīng)用鞏固的地區(qū)技術(shù)和人才優(yōu)勢，使技術(shù)密集制造業(yè)的地區(qū)發(fā)展差距擴(kuò)大。本文做進(jìn)一步異質(zhì)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：工業(yè)機(jī)器人平衡非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)發(fā)展差距的作用更多存在于華東和西北地區(qū)，而促進(jìn)技術(shù)密集制造業(yè)重心收縮的作用更多存在于華北、中南和西北地區(qū)；工業(yè)機(jī)器人對非技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)差距的縮小作用主要是由行業(yè)重心自東向中、西部地區(qū)轉(zhuǎn)移所致，而對技術(shù)密集制造業(yè)地區(qū)差距的擴(kuò)大作用則主要是由行業(yè)發(fā)展重心向東部地區(qū)收縮所致?；谝陨辖Y(jié)論，本文提出以下政策建議：

首先，在機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的背景下，一些勞動力稀缺的中西部地區(qū)可能因機(jī)器人的引進(jìn)而獲得發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)而有利于緩解中國地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡問題。為此，本文建議政府設(shè)立相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，更多地鼓勵中、西部地區(qū)制造業(yè)引進(jìn)機(jī)器人技術(shù)，加速中、西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，縮小中國地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距和貧富差距。其次，過去很長一段時間，中國憑借著勞動力比較優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，但隨著人口老齡化程度加劇和機(jī)器人等智能技術(shù)的發(fā)展，中國人口紅利正逐漸消退。在機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用和快速發(fā)展的背景下，東部地區(qū)需要加快勞動力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，積極培養(yǎng)相關(guān)人才，促進(jìn)“產(chǎn)業(yè)智能化”與“人才智能化”的雙通道發(fā)展，充分利用高技能勞動與機(jī)器人技術(shù)的互補(bǔ)作用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，以緩解機(jī)器人對勞動力優(yōu)勢沖擊帶來的不利影響。