基于产业协同的福州都市圈智能制造发展分析.pdf

IM主题策划 Theme Plan46 2024年第1期基于产业协同的福州都市圈智能制造 发展分析蔡鸣1，陈燕武1，潘郡2，尤芳怡1（1.华侨大学，福建 厦门 361021；2.闽南理工学院，福建 泉州 362700）摘要：发展智能制造是建设产业协同的现代产业体系的必然要求，需要市场规模、产业基础及数字经济协同推进。本文聚焦福州都市圈，基于智能制造视角构建产业协同水平评价指标体系，运用有序度及协同度模型测算分析 2016-2021 年福州都市圈产业协同发展水平。可以发现：2016-2021 年都市圈 4 地产业子系统有序度整体呈现上升趋势，福州子系统有序度水平最高，协同发展能力最强，智能制造水平达成显著成效，其余三地协同发展能力相对较弱；都市圈 4 地产业复合系统协同度虽处于低水平协同，但呈现不断上升的趋势，其中福莆复合系统协同度最高，福莆南宁次之，最后分别是福宁和福南。基于此，提出福州都市圈智能制造引领产业协同发展的提升路径。关键词：智能制造；产业协同；福州都市圈；复合系统协同度中图分类号：T-9文献标志码：A1引言制造业是实体经济的主要支柱，高端制造则是推动经济高质量发展的重要组成部分。现阶段，伴随着新一轮产业变革与信息革命的进一步推进，数字技术日趋成熟完善，制造业正迅速朝着智能化方向转型，成为推动经济发展的重要力量。2021 年，福建省发布“十四五”期间制造业高质量发展的专项规划，规划旨在重点推进制造业与新一代信息技术的融合，推动制造业数字化、智能化发展。智能制造水平的提高作为制造业强国基本建设的主攻方向，能显著加快现代生产性服务业的发展、巩固实体经济的发展基础，对增强中国未来制造业的全球影响力起着至关重要的作用。当前，我国仍处于转换发展方式、变化增长引擎、优化经济结构的关键时期，面临着市场需求适应能力低、产业链的生产不平稳、资源环境要素约束大等诸多问题，提高自主创新能力是实现突破障碍、营造新产业优势的关键所在。因此，加速制造业数字化转型、智能化变革是必然趋势和时代重任。福州都市圈作为中央第二个批复的“国家级”都市圈，基金项目：福建省创新战略研究项目（2023R0111）；福州市社会科学研究项目（2023FZC37）；华侨大学通识教育选修课“金课”（教务 20216 号）；华侨大学“多师协同培养智能制造专业人才”虚拟教研室（教务 202246 号）投稿网站：Theme Plan 主题策划IM 2024年第1期 47始终站在引领科技创新的前列，在推动福建省制造业高质量发展和转型升级方面发挥重要示范作用。福州都市圈综合发展实力雄厚，2021 年经济总量达到 1.9 万亿元，占福建省经济总量的比重达到 39.9%，人均 GDP 达到 1.6万美元，达到高收入国家水平；此外，福州都市圈作为全省核心制造业基地，在新能源汽车、大数据、智能制造等新兴产业领域发展迅猛，第二产业占比高达 42.6%，远远高于全国二次产业占比。但是目前，福建第二产业中低技术产业比重仍然较大，高端制造业增加值在规模以上的工业生产总值仅占比 12.8%，智能制造总体水平不高，远落后于国内其他发达城市，严重阻碍了福建省制造业质量效率的提高。但福州都市圈协同发展基础良好，福州、莆田、宁德等闽东北地区产业协作已历经 30 余年，在社会、经济等诸多领域达成显著成效，多年来区域全面合作日趋深入，形成了全方位、多层次的产业协同发展局面1。因此，通过对都市圈子系统有序度、复合系统协同度情况进行测度，探究福州都市圈的产业协同发展水平，以寻求都市圈智能制造水平的提升路径，对推动智能制造发展，促进产业转型升级具有重要意义。目前对福建省智能制造的研究，多数是从定性的角度分析福建省智能制造的发展现状及提升路径，缺乏定量研究，仅有陈燕武等（2023）从投入产出表出发，利用社会网络分析法定量研究福建省智能制造产业在产业关联网络中的位置和重要性2。协同理论由德国学者哈肯于 1976年首次提出3，已有研究中鲜有从产业协同视角侧面探讨智能制造发展，且国内针对福州都市圈产业协同发展展开的研究目前也较少。因此，本文以智能制造中的产业协同为切入点，聚焦福州都市圈，基于智能制造视角构建产业协同水平评价指标体系，利用复合系统协同度模型测算分析 2016-2021 年福州都市圈产业协同发展水平，为福州都市圈产业协同和智能制造发展提供参考建议。2理论分析近年来，福建省把高端化、智能化、绿色化发展作为高质量发展的主攻方向，始终将智能制造作为建设强省的重中之重。发展智能制造是建设产业协同的现代产业体系的必然要求，产业协同在智能制造中则是一个关键环节，即以先进的信息技术为核心，通过组织间的协作与集成，实现不同企业之间协同配合、共同创新、提高生产效率和降低成本，以及产业链的优化重构，促进产业的协同发展。智能制造是指通过引入先进的信息化技术，如人工智能、互联网、物联网、大数据和 5G 等，对传统制造过程进行智能化升级，从而提高生产效率、降低成本、提升产品质量。而产业协同则是指不同产业之间通过信息共享、资源整合、合作共赢等方式，实现产业链的优化和重构，促进产业的协同发展。产业协同旨在促进产业链内上下游企业之间的分工合作，推动传统与新兴产业、三次产业间的互动发展，撮合区域产业行为主体的交流协作，优化产业间协作在地理空间上的布局。为此，福州都市圈内各城市、各产业间的协同发展水平测度越高，越能促进生产要素在都市圈区域内高效流通，越能形成产业链深度融合、产业间相互支撑、产业空间优化重组、产业结构不断升级，进而为福州都市圈打造出产业协同发展的现代化产业体系助力加码。发展智能制造是建设产业协同的现代产业体系的必然要求，能够助推新兴产业培育壮大和传统产业改造升级：一方面，智能制造作为新的经济增长点，可以推动大数据、无人驾驶汽车等新兴产业发展，带来全新的发展动能；另一方面，智能制造可以融进千行百业，通过优化重构产业链，提高传统产业的生产效率，有力助推产业转型升级。当前，新兴技术深度融入先进制造业和现代服务业各领域各环节，通过智能制造可以系统实现产业间业务关联、链条延伸、技术渗透和要素整合，促进产业链各环节之间的高度协同发展，提升整体价值链的效益。智能制造和产业协同之间存在密切的关联，二者相互促进，共同发展。智能制造技术的应用将推动产业链的优化重构、促进产业链的协同发展、促进装备制造业形成产业协同效应；而产业协同也将为智能制造提供更好的发展环境和条件，推动智能制造技术的进一步普及和应用。3实证分析本文实证部分主要参考温清（2022）的方法，基于区位熵立足于四个产业子系统，利用有序度模型和复合系统协同度模型对 2016-2021 年福州都市圈产业协同发展水平进行测算分析4。序参量的权重参照鲁继通（2015）的做法，利用熵值法确定各序参量的熵权5。其中，划分系统借鉴曹玉鑫（2022）的做法，将福州都市圈产业系统看作复合系统，按照城市划分为 4 个子系统，分别是福州市产业子系统、莆田市产业子系统、南平市产业子IM主题策划 Theme Plan48 2024年第1期系统和宁德市产业子系统；将产业复合系统划分为福莆、福南、福宁及福莆南宁 4 个复合系统；并参考其复合系统协同度的评价标准6。3.1指标体系构建产业协同系统序参量（评价指标）是准确测量协同度的关键参数，序参量的选择要能够充分反映智能制造和产业协同发展的程度，还要尽量避免信息冗余。市场规模是指市场上需求和供给的总体规模和规模大小。产业协同需要有足够的市场规模支撑，以实现资源的合理配置和协同效应的发挥，较大的市场规模意味着更多的机会和潜在需求，可以促进不同产业之间的合作共赢。产业基础是指支撑产业发展的基础设施、技术、人力资源等要素。完备、高效的基础设施和技术支持可以提供更好的服务和支持，为产业协同提供必要的条件和保障，使得不同企业之间的协同合作更加顺畅。数字经济是指以数字技术为基础的经济活动和产业形态。智能制造是实体经济和数字技术深度融合后的产物，数字经济指标充分反映了智能制造的发展水平，数字经济推动智能制造的生产效率和定制化能力，发展智能制造需要市场规模、产业基础及数字经济协同推进，因此鉴于本文探究的是智能制造引领产业协同发展的机制，故有必要引入数字经济作为产业协同水平的评价指标。此外，福州数字经济发展领跑全省，数字福州积极探索开展区域数据合作，协同并进，向福州都市圈兄弟城市提供数字能力，向全省推广数字经验，在数字福建建设中走前列、作示范。数字技术的应用可以加强不同企业之间的信息共享、资源整合和协同创新，提高产业协同的效率和 效果。综上，产业协同发展和市场规模、产业基础及数字经济密切相关，市场规模的扩大、健全的产业基础和数字经济的发展，都对智能制造和产业协同发展起到促进支持作用，共同推动产业发展和竞争力的提升。基于数据的可获取性，可从这三个维度选取 10 个序参量，基于智能制造视角构建的产业协同水平评价指标体系见表 1。3.2子系统有序度分析（1）序参量权重测定 本文选用 2016-2021 福州都市圈 4 地市的指标相关数据，数据来源于 福建统计年鉴北京大学数字普惠金融指数等，个别数据缺失问题可以采用均值法进行填补。参照鲁继通（2015）的做法，利用熵值法确定各序参量的熵权5，结果见表 2。表 1产业协同水平评价指标体系一级指标二级指标（序参量）单位指标属性符号市场规模地区生产总值亿元正X1社会消费品零售总额万元正X2在岗职工平均工资元正X3城镇年末从业人数人正X4产业基础规模以上企业主营业务收入万元正X5规模以上工业企业利润总额万元正X6规模以上工业企业利税总额万元正X7数字经济覆盖广度正X8使用深度正X9智能化程度正X10表 2福州都市圈产业系统序参量权重位次序参量权重（%）1城镇年末从业人数 X419.692地区生产总值 X117.073社会消费品零售总额 X216.824规模以上企业主营业务收入 X511.725规模以上工业企业利税总额 X78.006规模以上工业企业利润总额 X67.757在岗职工平均工资 X36.708覆盖广度 X84.769使用深度 X94.0910智能化程度 X103.41根据各序参量权重结果从总体上看，一级指标权重由高到低的影响权重排序依次为市场规模、产业基础、数字经济。其中，市场规模排在首位，这说明以城镇就业水平、区域经济总量、居民的消费水平为核心的推进产业协同发展进程的能力，突出决定了福州都市圈产业协同的水平和进程。另外，超过权重平均水平 10%的序参量有 4 个，其中反映市场规模的有城镇年末从业人数、地区生产总值和社会消费品零售总额，反映产业基础的有规模以上企业主营业务收入，容易得出市场规模和产业基础在 2016-2021 年期间在福州都市圈产业协同中的重要地位。此外，以数字经济为核心的序参量排在末位，投稿网站：Theme Plan 主题策划IM 2024年第1期 49再次印证了福州都市圈智能制造总体水平不高，中低端产业仍占较大比例，智能制造引领产业协同发展仍处于初级阶段。从单个序参量权重来看，最高的是城镇年末从业人数，占比达到 19.69%，城镇就业水平的提高意味着更多的人力资源供给、各行业专业化程度的提高、更大的潜在市场规模及更多的人才和创业者，这些都会直接明显地促进区域产业协同的效果和进程。其次是地区生产总值和社会消费品零售额，较高的地区生产总值意味着经济活力强、产业发展较好，这为产业协同提供了更广阔的空间和机会；消费品零售总额的增加代表着消费需求的扩大，这将刺激各个产业的发展及不同产业之间的合作和协同发展。最后是以数字经济为核心的序参量，从高到低依次是覆盖广度、使用深度、智能化程度，这说明智能制造在产业协同发展中覆盖范围较广，实际运用水平一般，便利实惠化程度较弱，引领产业协同发展仍处于起步阶段。（2）子系统有序度的计算 福州都市圈产业系统看作复合系统 S=S1，S2，S3，S4，其中 S1为福州市产业系统，S2为莆田市产业系统，S3为南平市产业系统，S4为宁德市产业系统。记福州市产业子系统有序度为 1（e），莆田市产业子系统有序度为 2（e），南平市产业子系统有序度为 3（e），宁德市产业子系统有序度为 4（e）。计算结果见表 3。表 3福州都市圈产业子系统有序度年份1（e）2（e）3（e）4（e）20160.576 10.120 50.021 00.071 120170.675 50.164 30.072 40.115 120180.785 40.214 50.107 40.182 920190.821 40.260 10.135 40.227 220200.855 20.254 50.125 40.249 220211.000 00.278 40.162 80.421 4根据表 3 中的福州都市圈四地的产业子系统有序度计算结果，可以绘制出四地产业子系统的有序度变化趋势图，如图 1 所示。从图 1 发现，2016-2021 年福州都市圈四地产业子系统有序度整体呈现上升趋势，说明四地产业子系统的有序水平良好。其中，福州市产业子系统的有序度六年来均位于最高水平，且上升幅度也是最大，从 0.576 1 上升到 1.000 0，表明产业发展整体最为有序，其强大的数字能力引领产业协同高度发展，这说明福州充分利用自身领先的智能制造水平，使得产业协同发展能力得到大幅提高。福州市作为都市圈核心城市，其市场规模、产业基础和数字经济都处于强势领先的状态，在东南地区属于领头地位，对周边城市有较强的辐射能力。2020-2021 年莆田和南平的有序度提升较慢，表明莆田和南平在疫情之后产业发展水平未能很好恢复至原先水平，有序化进程受阻，相较于其他地市产业协同水平不平稳，需要找到两市智能制造引领产业协同发展较差的根源，以促进有序化为导向，提高产业协同发展水平7。图 12016-2021 年福州都市圈 4 地产业子系统有序度根据福州都市圈四市产业子系统有序度的变动趋势及差异状况，可按照产业协同发展能力将福州都市圈分为二类：一类是福州，产业协同发展能力较强；另一类是莆田、南平和宁德，产业协同发展能力相对较差，表明智能制造在助推产业协同的进程中还有很大的进步空间，可能是由于三地紧邻中心城市福州市，但经济实力和产业体量较小，且在发展的过程中受福州市的极核虹吸效应影响较大，严重制约本地的产业发展。同时，在考察期内福州都市圈产业协同系统也呈现出三个不同阶段，2016-2019 年间处于协同状态，2019-2020 年间受疫情影响则开始出现不协同状态，2020 年后又处于协同状态。3.3复合系统协同度分析根据福州都市圈的有序度数据及协同度模型，经过计算得出福州都市圈的复合系统协同度，记福莆协同度为 1，福南协同度为 2，福宁协同度为 3，福莆南宁协同度为 4，见表 4。IM主题策划 Theme Plan50 2024年第1期表 42017-2021 年福州都市圈 4 地产业复合系统协同度年份123420170.066 00.047 50.047 60.056 020180.140 30.090 10.098 30.117 420190.185 00.126 40.133 70.157 320200.193 40.118 30.136 30.162 420210.258 70.149 60.222 90.240 1两地产业的协同度 的取值介于-1 和 1 之间，值越高，两地产业的协同程度越强，反之越弱。协同等级及发展阶段可以参考复合系统协同度的评价标准进行判断，见表 5。表 5福州都市圈 4 地产业复合系统协同度评价标准协同度等级发展阶段-1，0）不协同初始阶段0，0.3）低级协同成长阶段0.3，0.5）中级协同协作阶段0.5，0.8）协同创新阶段0.8，1高度协同成熟阶段依据表 4 中的福州都市圈产业复合系统协同度计算结果，绘制出其演变趋势，如图 2 所示。图 2福州都市圈 4 地产业复合系统协同度演变趋势福州都市圈 4 地产业复合系统协同度取值范围为0.047 5，0.258 7，虽然整体上协同状态在六年间处于低水平协同，位于协同的成长阶段，但各产业间复合协同度呈现不断上升的趋势。其中福州都市圈的福莆复合系统协同度最高，福莆南宁复合系统协同度次之，最后分别是福宁和福南复合系统协同度。福州都市圈整体上协同水平较低，主要是由于各地区经济科技发展水平、智能制造水平、创新体系建设不平衡，核心问题是 4 地产业子系统的有序度存在较大差异。从福州都市圈整体的协同水平看，可将整体协同情况划分为三个阶段。第一阶段为 2017-2019 年的平稳上升阶段，整个福州都市圈复合系统协同度从 0.056 0 上升到 0.157 3；第二阶段为 2019-2020 年的停滞、缓慢上升阶段，整个福州都市圈复合系统协同度从 0.157 3 上升到0.162 4，疫情对产业供给侧造成较为强烈的冲击，尤其是供给侧产业链整合发展困难重重，短期内延迟复工、产能闲置、交通物流受阻、需求下降和原材料价格多变等严重影响了四地产业协同水平的提升，疫情爆发对产业的影响，率先影响到的是住宿、餐饮、旅游等相关服务业，随即波及制造业及其他产业，其中制造业受到的冲击最为严重，故4地产业复合系统协同度停滞甚至下降；第三阶段为 2020-2021 年的快速上升阶段，整个福州都市圈复合系统协同度从 0.162 4 上升到 0.240 1，虽然整体协同水平偏低，仍处于协同发展的成长阶段，但其平稳的增长趋势和较大的上升幅度表明福州都市圈产业协同已经扭转不良的发展模式，走向了新的阶段。在疫情得到持续控制的情况下，疫情加速了企业产业转型，推动制造业智能化、数字化转型升级，为智能制造引领产业协同发展创造了一定的契机，为产业数字化发展提供了大量的潜在空间，在一定程度上助推国内企业产业链由低端向高端转型迈进，企业复工复产，各产业加速恢复正增长，故 4 地产业复合系统协同度恢复迅猛。并且随着 2021 年福州都市圈发展规划的出台和落实，预计到 2030 年，在智能制造引领下，福州都市圈产业协同发展能力将大幅提升，达到中级协同状态，进入协同发展的协作阶段，城市功能更加协调、产业生态圈更加完善、要素交流更加通畅、公共服务更加便捷，城市圈能级实现新的跃升。4结论与建议4.1研究结论本文基于智能制造视角构建产业协同水平评价指标体系，运用有序度及协同度模型测算分析 2016-2021 年福州都市圈产业协同发展水平。研究结果表明：1）市场规模在 2016-2021 年期间对福州都市圈产业协同发展水平的影响程度最大，以城镇就业水平、区域经济总量、居民的消费水平为核心的推进产业协同发展进程的能力，突出决定了福州都市圈产业协同的水平和投稿网站：Theme Plan 主题策划IM 2024年第1期 51进程；福州都市圈数字经济覆盖范围较广，实际运用水平一般，便利实惠化程度较弱，智能制造引领产业协同发展仍处于初级阶段。2）2016-2021 年福州都市圈 4 地产业子系统有序度整体呈现稳步上升趋势，福州子系统有序度水平最高，产业协同发展能力最强，智能制造引领产业协同发展较为成功；相比之下，其余三地有序度水平较低，产业协同发展能力较弱，智能制造在助推产业协同的进程中还有很大的进步空间；都市圈区域各子系统产业协同发展水平差异较大；整个都市圈区域产业协同系统经历了先协同、后不协同、再协同的过程。反映出福州都市圈区域产业协同关系并不稳定，区域产业协同发展能力依然较低，协同效应不明显。3）福州都市圈 4 地产业复合系统协同度 6 年间虽处于低水平协同，位于协同的成长阶段，但呈现出不断上升的趋势，其中福莆复合系统协同度最高，福莆南宁次之，最后分别是福宁和福南；由于 4 地产业子系统的有序度差异较大，最终造成都市圈整体复合系统协同度较低；福州都市圈整体的协同水平在考察期内可划分为三个阶段：平稳上升阶段-停滞、缓慢上升阶段-快速上升阶段。4.2福州都市圈智能制造引领产业协同发展的提升路径发展智能制造需要基础设施、数字科技、产业技术协同推进，而市场规模的扩大、健全的产业基础和数字经济的发展都对产业协同起到促进支持作用。智能制造在一定程度上引领产业协同发展，而产业协同创新又助推制造业智能化转型，两者相互促进、共同发展。基于福州都市圈各子系统产业协同水平差异较大及整体协同度低的现状，进一步，提出福州都市圈智能制造引领产业协同发展的提升路径：1）积极探索福州都市圈智能制造业与其他产业融合路径，提高产业关联程度。将传统制造技术与智能制造技术相结合，鼓励传统制造企业开发和引入智能制造装备，提高社会生产效率，促进智能制造业产业链优化升级，推动产业链协同发展。2）创建都市圈内福州与其余三个产业协同发展能力相对较弱地级市的智能制造产业合作联盟，如建设福莆“两市双园”，促进资源共享、合作研发和市场拓展。通过联盟合作，实现产业链、供应链的延伸，推动智能制造业跨区域协同发展。在福州和莆田两市互设园区，旨在促成两市优势资源互补、产业互联、设施互通及政策互惠，逐步缩小两市产业协同发展水平差异，提高区域产业协同发展能力。3）鼓励福州都市圈各地市建设智能制造产业集聚区，促进各行各业与先进装备制造产业为主的企业集中发展并形成产业间协同效应。培育四地科技创新研究联盟，加强四地产业园区、科技园区的合作，鼓励核心技术与智能制造业的联合攻关，提高产业协同发展的配置能力。同时加强都市圈劳动、资本与技术密集型制造业之间的产业协同集聚程度，凭借要素集聚的优势驱动智能制造产业升级。4）基于前序文章的区位熵指数，分析福州都市圈 4个地市的优势产业可得：南平的农林牧渔业、宁德的工业、莆田的房地产业优势显著，福州的第二、三产业都具有明显竞争力，优势明显。因此应促进这些具有不同优势产业的地市互补合作共同发展，加快产业集聚，壮大产业集群，提高各产业生产效率和水平，进而推动福州都市圈产业协同发展。参考文献1 福建省人民政府福建省人民政府关于印发福州都市圈发展规划的通知：闽政202111 号 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