复杂网络视角下京津冀地区现代制造业竞争状态分析

杜 峰

(北京工业大学 经济与管理学院,北京100124)

摘 要:社会经济系统内部结构的大尺度、多维度、多层次等特性构成了其宏观层面的复杂性,通过对系统内部结构信息的挖掘可以反映整个系统的功能特征或运行机理。通过京津冀2012年的中间产品投入产出表,应用耦合方法,提取它们之间对于生产资源的竞争关系,引入3种网络特征指标,从3个不同角度揭示了产业部门的竞争状态。

关键词:京津冀协同发展;复杂网络理论;投入产出表;竞争状态

0 引言

我国经济发展新常态提出了消除区域经济发展不平衡的命题。利用复杂网络结构复杂、动态演化、链接多样的系统特点,可以更好地反映产业结构各层次及各部分之间的依存和制约关系,同时,可以确定产业结构的优化和控制节点。然而,目前针对区域产业系统的加权有向稠密网络研究较少,且缺乏系统整合,与实践脱节。

投入产出表描述了国民经济体系中错综复杂的经济联系,这种联系蕴含了产业部门间的供给和需求信息。本文通过构建基于耦合方法的产业复杂网络,从产品和服务供给角度分析京津冀地区产业系统的资源分配规律,进而对现代制造业结构升级的合理性和科学性作出新的分析与解释。

1 文献综述

近年来,许多学者将复杂网络研究范式应用于产业经济学研究,极大丰富了产业经济学研究内容,同时,这也表明从复杂性和系统论角度对经济系统进行研究已经成为一个新趋势。IO(投入产出)数据的矩阵式结构可以直接或者修改后作为IO网络模型的邻接矩阵,它详细描述了经济系统中所有价值链上价值流的流动情况与交互关系,进而分析产业经济中观层面(国家或地区的IO表)和宏观层面(全球的ICIO表)的产业关联性,具体包括产业结构[1]、产业关联[2,3]、产业地位[4]、产业集群[5,6,7]、产业波及效应[8,9]等问题。IO网络的构建和应用在国内尚处于研究起步阶段,特别是大量复杂网络模型以及分析技术还没有充分应用于社会经济系统研究,同时,许多相关算法还需要结合社会经济系统的现实意义,对研究思路和方法进行改进,才适用于挖掘这类稠密的加权有向网络蕴含的经济学含义。

2 模型与方法

耦合和共引是指两篇文献通过另外一篇或者多篇文献建立联系,可以反映文献间的联系程度和结构关系。受到引文耦合方法的启发,本文将IO数据中隐含的竞争关系进行提取,以此作为实证分析基础。

2.1 复杂网络中广义的耦合方法

耦合方法已经被广泛应用于学者合作方面的研究。除此之外,作为一种建模思路,该方法还具有很大的应用潜力。然而,在将其应用于其它网络研究之前,有几个重要问题需要解决。

首先,如果建立耦合网络是可行的,那么广义上两个耦合对象的关系可以进一步得到定量分析。

其次,如果网络中存在一条从一个节点出发到达另外两个节点的边,那么广义的耦合关系就已经在这两个节点间产生。

最后,考虑到实用性,提出适用于带有自环的无权有向网络的广义耦合方法。根据有向网络邻接矩阵的定义,如果节点k有两条出边指向节点i和节点j,那么akiakj=1,否则akiakj=0。其中,aij为引文网络A={aij}邻接矩阵中第i行第j列的元素。因此,节点i和节点j的耦合强度为:

(1)

其中,cij为耦合网络C={cij}邻接矩阵的第i行第j列元素。耦合网络的对角线元素为:

(2)

其中,cii等于引文网络中节点i的度,即与节点i连接的节点数目。以矩阵形式表示,则有:

C=ATA

(3)

一般来说,耦合网络中边上并没有权重。然而,近年在关于双模式网络的实证研究中,单模式网络的赋权方式是通过将权重定义为共现的次数,即两个个体共同参与事件的次数,或者两个作者合作论文的篇数。Newman[10]在研究科学合作网络时将这个过程进行了扩展;Padrón[11]等人认为这种网络建模方法可以逼真地预测群体中潜在的竞争关系和互利交互作用。

2.2 IO网络中耦合方法的应用

当产业部门拥有相同的供应者时,竞争就发生了,这是因为从上游部门输出给下游部门的产品和服务有限。因此,根据耦合方法对IO数据进行分析,可以挖掘产业部门对产业资源的竞争程度。

产业部门对生产资源的竞争有3种情况,如图2所示。图中,A,B和C分别代表了不同产业部门,ab和ac代表了它们之间的IO值。特别是aa,它是A的自身消耗,即A的自环权重。

图1 采用耦合方法进行转换的3种情况

首先,如果A向B和C供给有限的生产资源,它们之间的IO值反映了供给的定量程度,如图2(a)所示,此时B和C之间产生了竞争关系。B和C同时具有的上游供应者越多,它们之间的竞争越激烈。单次竞争强度在这里定义为ab×ac的平方根,当B和C共同拥有多个“A”时,那么多重竞争强度等于单次竞争强度的加和;其次,如果A向B和自身供给,如图2(b)所示,那么它们之间的单次竞争强度等于ab×aa的平方根,但是A和B之间不存在多重竞争;最后,如果A只向自身供给,如图2(c)所示,单次竞争强度直接等于aa,也就是自身的消耗。

3 建模过程

3.1 数据来源和部门界定

本文选取北京、天津和河北3个地区2012年42部门的IO表作为建立产业复杂网络模型的基础数据。根据北京市统计局发布的《现代制造业行业目录及结构分类表》,现代制造业涵盖生物医药、汽车制造、光机电一体化和微电子四大产业类别,它们大致对应《国民经济行业分类》(2011年第三次修订)中的4个产业部门,如表1所示。

表1 现代制造业在IO表中对应的产业部门

现代制造业产业部门生物医药产业化学产品(其中的“医药制造业”分支)汽车制造产业交通运输设备光机电一体化产业电气机械和器材微电子产业通信设备、计算机和其它电子设备

虽然我国区域投入产出数据中的产业部门分类一般为42个,在此基础上构建的网络模型并不能直接反映现代制造业与其它产业部门的发展状况,但是通过分析相关性较高的产业部门,可以间接判断现代制造业的发展趋势,从而有的放矢地提出促进京津冀地区现代制造业协同发展的建议。

3.2 产业信息传递网络模型

在建立产业复杂网络的过程中,首先将区域内的产业部门视为节点,产业间的投入产出关系视为边,边上的权重代表了经济技术联系的强弱程度,由此构成图G=(V,E,W)。考虑到网络节点的属性必须一致,暂时忽略产品部门的总产出和总投入情况(比如最终使用和增加值),而只考虑中间投入反映出来的技术经济关系,因此ISTN网络实际上是一个开放的系统。权重集W由货物或服务的价值量xij直接构成,即将投入产出基本流量表的第I象限作为网络邻接矩阵。综上所述,构建的产业复杂网络也可称之为产业信息传递网络模型(ISTN)。根据2012年北京、天津和河北的IO表,建立3个ISTN模型,依次为ISTN-BJ-2012模型、ISTN-TJ-2012模型和ISTN-HB-2012模型,见图3。

图2 ISTN模型

实现京津冀协同发展战略的关键在于突破旧有障碍,实现三地资源的优化配置与产业协同发展。但是,京津冀产业调整目前还没有跳出行政区划界线,受体制、利益、绩效考核等因素影响,三地的地区封锁和市场分割现象严重,区域合作还没有上升到产业融合的高度和层次。基于这种情况,研究中不仅需要掌握京津冀三地各自的产业结构特征,而且需要从协同发展的角度将京津冀视为一个整体,从宏观产业布局上分析京津冀产业结构演化趋势。因此,本文将以上3个ISTN模型合并为ISTN-J3-2012模型,如图2(d)所示。

3.3 产业间最强关联网络模型

实际中,产业研究更关注最强或最显著的影响路径,通过这些路径可以高效地分析出上下游产业的技术经济联系。根据改进的Floyd算法[12],构建了产业间最强关联网络(ISRN),如图3所示。

图3 ISRN模型

ISRN-J3-2012模型比其它任何ISRN模型都要稠密,网络的拓扑结构也发生了变化。因此,京津冀协同发展相比三地各自发展来说,更有利于产业资源的优化配置。

3.4 产业资源竞争网络模型

虽然ISRN模型刻画了京津冀地区重要产业的关联性,但是产业部门之间隐藏的竞争关系还有待进一步揭示。因此,在界定三类生产资源竞争情况的基础上,建立产业资源竞争网络模型(IRCN),其邻接矩阵的生成算法如下所示:

(4)

其中为IRCN模型邻接矩阵的第i行第j列元素,衡量的是节点i和节点j之间竞争累积的量化程度。由于产业部门间的竞争关系是从客观角度来界定的,因此竞争程度对两边来说是相等的,也就是说为对称阵。京津冀三地以及整体的IRCN模型拓扑结构如图4所示,其中,边的宽窄正比于其权重大小。

对比前两个产业网络模型,IRCN模型的最大特点为:①是加权无向网络,这是因为产业部门间的竞争是相互的,不再需要用边的方向来表示谁是发起方或谁是接受方;②网络节点还具备自环,体现出在经济系统内产业部门不仅要与其它部门展开竞争,而且还要消耗自身生产出来的产品或提供的服务,也就是说,相对于产业系统中的其它部门,产业部门也是自身的竞争者。

IRCN网络中自环的存在使得选取的网络指标反映的意义有所不同,主要体现在产品部门自身产品和服务的消耗对于与其它部门竞争关系的影响。为了便于理解,可以将存在自环的节点拆分成两个节点来观察,如图5所示。

在IRCN网络中,如果节点A具有自环,如图5(a)所示,那么可以假设存在它的一个影子节点A′,两者之间用一条虚拟的边eAA′来替代自环,如图5(b)所示。此时,节点A与节点B的竞争关系可以用一个新的个体网表示。在删除节点自环的同时,网络增加一个影子节点以及两条虚拟的边。如果将这种基本结构的变化扩展到整体网络层面,那么可以采用适用于节点无自环且边无方向的指标算法来衡量节点在网络中的作用和地位。

4 实证研究

为了在IRCN模型的理论框架下分析京津冀地区产业部门间的竞争状态,横向对比京津冀三地以及整体生产网络的结构特征,本文引入三类网络特征指标来揭示产业部门如何从它们共同的上游供应者竞争有限的生产资源,分别为单位权、边权差异性和加权集聚系数,从竞争能力、竞争幅度和竞争密度3个角度分析京津冀三地现代制造业的发展状态,并有针对性地提出促进京津冀协同发展建议与措施。

图4 IRCN模型

图5 节点自环的另一种表示方式

4.1 单位权与竞争能力

单位权记为Z(i),是对点权平均水平的描述,在社会网络分析中常常用来衡量研究对象的社会惯性[13]。单位权的定义为节点的点权与其度的比例,与统计学中的期望值含义类似。计算公式如下:

Z(i)==

(5)

从产业经济学角度来看,较高的Z(i)意味着部门i在区域产业系统中具有很强的竞争力,即节点的单位权和产业部门的竞争力存在正相关性。具有较高Z(i)值的产业部门同时在产业价值链上的许多分支上展开对生产资源的竞争,因此它们在产业结构内具有较为坚实的发展基础。表2显示了京津冀三地以及整体IRCN模型的Z(i)值。

Z(i)值反映的产业部门竞争力来看,河北生物医药产业的竞争力最强,超过了北京和天津之和,反映了相对较好的产业发展基础;天津生物医药产业的排名比较靠前,说明该产业在产业系统中发展基础较好,未来发展潜力巨大;北京生物医药产业的竞争力和在产业系统中的地位均不如天津和河北,其根本原因在于诸多生产环节受限和空间资源紧张。而且,从京津冀整体来看,生物医药产业的竞争力小于三地总和,说明生物医药产业的协同发展不尽人意,需要整合各区域的优势资源,进行研发合作与金融合作。

京津冀三地中河北的汽车制造业具有较高的Z(i)值,即竞争力最强,北京和天津则在产业结构上体现出该产业的重要性。但是,将京津冀三地的产业系统整合后,汽车制造产业的竞争力反而下降,说明该产业还是在割裂的产业价值链上各自发展,缺乏顶层设计与统筹分工。

光机电一体化产业在京津冀三地的产业系统中都具有中等偏上的Z(i)值,发展态势较均衡,而且京津冀地区整体的竞争力也基本上等于三地竞争力之和。“十二五”时期,京津冀地区光机电一体化产业发展迅猛,以高等院校、科研院所和重点企业为主体形成的技术研究、开发和生产一体化促进了该产业的高速发展。

北京和天津的微电子产业无论是竞争力还是相对地位都要高于河北,实际上京津冀三地在该产业价值链上发挥的作用与产业定位并不相同。北京的雷达及配套设备制造、广播电视设备制造、电子计算机制造及其它电子设备制造部门的优势比较明显。同时,北京是知识技术、人才等要素资源的创新集聚区,处于创新引领、技术产业化阶段;天津在电子元器件制造、通信设备制造、电子器件制造等方面具有优势,处于提升技术、扩大规模阶段;河北的液晶材料、彩壳产量居于全国前列,安防电子、医疗电子等优势产业已成为其经济增长的重要支撑,并且全国地位逐步提升,消防报警和楼宇自控等电子产品已成为全国主要生产基地,处于新兴产业发展的起步阶段。

表2 IRCN模型中现代制造业部门的Z(i)值统计(单位1E+06)

序号产业部门北京天津河北京津冀1农林牧渔产品和服务0.9440.7083.5575.9382煤炭采选产品1.4951.4062.0664.1973石油和天然气开采产品0.0680.7920.9802.2494金属矿采选产品0.6910.6475.4666.3655非金属矿和其它矿采选产品0.5010.7520.7151.2396食品和烟草1.2511.4324.2235.8787纺织品0.2630.3263.2103.3788纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品0.3810.4264.4353.1599木材加工品和家具0.3510.3471.0082.05410造纸印刷和文教体育用品1.0240.9291.6313.25311石油、炼焦产品和核燃料加工品0.8631.4162.6665.86012化学产品1.6572.2914.4389.12213非金属矿物制品1.3270.5562.4134.50414金属冶炼和压延加工品1.4664.2848.84116.80715金属制品1.1622.1257.10811.42116通用设备1.4311.6495.01010.67217专用设备1.2771.4103.7666.44418交通运输设备3.0392.4405.0488.58519电气机械和器材1.8072.0853.6458.06220通信设备、计算机和其它电子设备2.8632.2611.6226.63721仪器仪表1.1430.5000.6742.25422其它制造产品0.3080.4270.4371.07723废品废料0.1280.6000.8831.56324金属制品、机械和设备修理服务0.2050.0911.4341.97225电力、热力的生产和供应3.0281.1704.1848.11326燃气生产和供应0.4340.5880.6782.01527水的生产和供应0.2370.1800.2650.75128建筑3.0072.3304.88110.37929批发和零售2.7531.3101.4625.70030交通运输、仓储和邮政2.5022.3203.4329.51831住宿和餐饮1.0320.8171.3462.86132信息传输、软件和信息技术服务2.4840.6590.8994.48433金融2.5880.9691.3784.39234房地产1.8020.8741.1763.79035租赁和商务服务1.9781.1731.2175.04936科学研究和技术服务2.5431.0100.6715.22237水利、环境和公共设施管理0.4920.3620.2001.29638居民服务、修理和其他服务0.6310.6781.1321.86739教育0.9050.5680.8882.32640卫生和社会工作1.4290.8461.5533.45641文化、体育和娱乐1.1950.2710.3572.58842公共管理、社会保障和社会组织1.6800.5100.7403.288

4.2 边权差异性与竞争幅度

边权差异性记为Y(i),描述了与节点i相连边上权重的差异性[14]。引入该指标的目的是衡量产业系统内部竞争状态的不均衡性,主要针对各产业部门,而不是网络整体,因此形式上与统计学中的方差有所不同。其计算公式如下:

(6)

较高的Y(i)值意味着部门i获取产业资源的渠道较狭窄,仅仅从少数上游产业获取大量产品或服务,而与其它部门之间的产业关联较弱。本文将产业部门获取产业资源的范围定义为竞争幅度,那么节点的边权差异性与产业部门的竞争幅度之间存在负相关性。从产业价值链的角度来看,产业部门的竞争幅度越窄(Y(i)值越大),说明区域经济系统内中间投入的冗余越少,该产业发展环境的稳定性越差。因此,针对重点发展的产业部门,政府可通过政策调控的方式提升其上游产业数量和质量,即增加产业价值链上的冗余,进而完善产业部门发展环境。表3显示了京津冀三地以及整体IRCN模型的Y(i)值。

表3 IRCN模型中现代制造业部门的Y(i)值统计(单位1E+00)

序号产业部门北京天津河北京津冀1农林牧渔产品和服务0.2580.1100.1050.1032煤炭采选产品0.2240.0700.1000.0993石油和天然气开采产品0.1380.1110.1260.1044金属矿采选产品0.1250.1630.1260.1045非金属矿和其它矿采选产品0.1000.0680.1420.1246食品和烟草0.0580.0630.1260.0657纺织品0.0910.1570.0820.1008纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品0.0640.0570.2230.1619木材加工品和家具0.0900.1510.0750.07410造纸印刷和文教体育用品0.0680.0610.0800.05511石油、炼焦产品和核燃料加工品0.0900.0740.0880.06612化学产品0.0660.0490.0560.05413非金属矿物制品0.0810.1160.0850.10314金属冶炼和压延加工品0.1040.0850.0640.06615金属制品0.1480.1470.1390.15016通用设备0.0840.0900.1350.14817专用设备0.0780.1110.1420.12418交通运输设备0.0670.0730.1360.07319电气机械和器材0.0720.1200.1240.08320通信设备、计算机和其它电子设备0.0880.0710.1060.08721仪器仪表0.1540.2490.1280.21822其它制造产品0.2410.0740.1200.07623废品废料0.1020.1340.1100.13724金属制品、机械和设备修理服务0.1630.1350.1350.14825电力、热力的生产和供应0.1950.0800.0910.09426燃气生产和供应0.1200.3770.2350.46027水的生产和供应0.3040.1240.1290.16828建筑0.0510.0740.1150.07729批发和零售0.0580.0800.0860.06530交通运输、仓储和邮政0.0630.0630.0760.06231住宿和餐饮0.0630.3450.4720.46332信息传输、软件和信息技术服务0.1340.1140.1400.11833金融0.0920.0760.0750.07334房地产0.1050.1030.1120.13435租赁和商务服务0.0770.0520.1340.08336科学研究和技术服务0.0490.0710.1710.05137水利、环境和公共设施管理0.0630.0680.1300.20838居民服务、修理和其他服务0.2630.0550.1260.11039教育0.0810.0920.0860.08740卫生和社会工作0.0780.0860.1650.10241文化、体育和娱乐0.0820.0820.3300.10242公共管理、社会保障和社会组织0.0950.0850.2020.086

生物医药产业在北京产业价值链上的竞争幅度较大(Y(i)值排名第34位),在天津和河北的竞争幅度较小(Y(i)值排名均为第42位),说明北京生物医药产业的发展环境弱于天津和河北,亟需更多上游产业在中间产品投入方面予以支持。如果将京津冀地区整体视为一个产业系统,该产业的竞争幅度处于一个较低水平(Y(i)值排名第41位),也就是说,京津冀生物医药产业的健康发展有赖于三地之间的协调与合作。在产业协同发展过程中,天津和河北医药企业可以寻求与北京科研院所的合作,北京企业则可以将生产环节疏散到河北,建立共建、共享、共管的管理模式。例如新近建立的北京·沧州渤海新区生物医药产业园,其入园企业在产业扶持资金及药品监管等方面享受北京生物医药企业的同等待遇,同时,北京市相关部门对转入园区北京企业实施跨区监管。这一新模式不仅吸引了京津冀一大批生物医药企业的纷纷入驻,而且超越了简单的产品生产转移概念,是生物医药产业的一次转型升级。

根据Y(i)值统计结果及其代表的经济含义,北京和天津汽车制造产业的发展环境优于河北。目前,北京仍是京津冀地区汽车制造产业的核心,无论是整车、改装汽车还是零配件,其在京津冀地区都占有非常大的市场份额。从产业政策角度来看,一方面,北京在京津冀汽车制造业分工布局中扮演的这种“大而全”角色与“专而精”的政策要求相背离。另一方面,河北汽车制造业的竞争力虽然最强,但是其竞争幅度较大,产业发展瓶颈问题较突出。具体来说,在汽车制造业布局方面,河北环绕京津的地理优势并未得到充分发挥,经济发展缓慢,产业结构单一,亟需转型升级。总体而言,目前京津冀地区汽车制造业的专业化分工状况不尽合理。因此,推动京津冀地区汽车制造业合理分工,将有助于疏解北京的压力,优化京津冀产业结构。

在京津冀三地中,天津光机电一体化的Y(i)值在产业系统中排名靠前(第11位)。在政府的大力扶持下,天津形成了以集成电路设计、制造、封装测试为核心,以原材料及系统应用产业为支撑,由近百家企业组成、上下游衔接紧密的完整集成电路产业链。但是,这种密闭的产业生态系统抵御外来风险的能力较弱,特别是天津的外向型经济发展模式容易受到国际市场波动的影响。此外,近年京津冀地区光机电一体化产业的发展主要得益于北京的政策优势、天津的物流优势和河北的资源优势,但是与发达国家和国内先进地区相比还有很大差距,主要表现为技术创新投入不足,导致装备水平落后、单位能耗和排放落后于行业平均水平、产业发展同质化严重。因此,光机电一体化产业必须通过供给侧结构性改革来协调产业链上下游的投入产出关系,通过技术扩散和产业转移的带动,进一步促进京津冀地区的整体协同发展。

京津冀三地微电子产业的Y(i)值在各产业系统排名中属中等偏后,说明该产业发展环境较为稳定。微电子产业发展的根本动力是建立在供给与需求机制上的跨国公司与当地国有企业之间产业价值链的融合。然而,京津冀地区该产业龙头企业主要以跨国公司为主,本土企业多处于代工、配套的环节或阶段,还未形成与跨国公司竞争的市场势力。同时,外资企业在全国建立研发中心、生产基地,形成了较强的在位市场势力,不断挤占内资企业的生产空间。以天津微电子产业为例,虽然是国际重要的通信、片式元件和集成电路生产基地,但是产业价值链上的龙头企业主要是松下、三星电机、三和电机、飞思卡尔等跨国公司,而本土企业主要集中在信息设备制造、封装环节,处于劳动力密集、产品技术含量较低、附加值较少的环节,位于该产业垂直专业化分工体系的低层。因此,这种由跨国公司主导的产业模式直接制约了京津冀三地微电子产业合作的质量与范围。

4.3 加权集聚系数与竞争密度

加权集聚系数CW(i)从产业集群角度反映产业价值链上部门i参与竞争的情况,是基于集聚系数C(i)提出的。

首先,采用全局集聚系数作为改进C(i)的基础[17]。这是因为IRCN模型作为产业复杂网络,其规模不是很大,更为重要的是产业部门竞争发生在整个产业价值链层面。全局集聚系数的基础是节点三角形,简单来说就是所有三角形中密闭三角形(由3个相互连接的节点构成)的比例。因此,进行矩阵转换时只需考虑如何将布尔邻接矩阵替换为边权矩阵,其中一种方法如下所示[18]

CW(i)=

(7)

根据公式(7),具有较高CW(i)值的产业部门处于许多紧密且封闭的竞争环境中,也就是说,竞争不仅存在于它与对手之间,而且它的对手们也在相互竞争。由于CW(i)是从竞争角度衡量产业集群程度,所以将其定义为竞争密度。从产业经济学视角,竞争密度是产业集群发展状态的一种表征,竞争密度高(CW(i)值越大)说明该产业部门同时与其它许多产业共同争夺有限的产业资源。实际上,一定程度的有序竞争能够提高产业系统运行效率,具有高竞争密度的产业部门能高效引领产业集群内部的经济发展。也就是说,在市场经济环境下产业部门通过市场需求和产业政策的引导,不断优胜劣汰,因此产业系统中现代制造业部门的竞争密度间接反映了与其相关产业资源优化配置的程度。表4统计了京津冀三地以及整体IRCN模型的CW(i)值。

CW(i)值的统计结果来看,河北生物医药产业的竞争密度要高于天津和北京的,显示出河北在该领域的雄厚实力。从产业系统中的相对地位来看,天津(排名第9位)要高于河北(排名第13位)和北京(排名第19位),但是京津冀地区整体作为一个产业系统时,整体竞争密度大于三地之和,说明协同发展是京津冀地区生物医药产业实现资源优化配置的必然选择。京津冀地区在生物医药产业领域具有很强的互补性和广阔的合作空间,三地可以在众多领域展开产业分工合作,例如北京集中力量进行医药技术的创新和研发,天津凭借其精密仪器方面的优势拓宽国际市场,河北可在医药生产环节充分发挥化学原材料和劳动力资源的配置优势。

京津冀三地的汽车制造业不仅CW(i)值较高,而且在各自产业系统中都排名靠前,说明围绕它们的相关产业的资源优化配置程度较高,已经形成内部结构较为完备的产业集群。但是上升到京津冀地区整体层面,竞争密度仅与河北的情况大致相当,说明该产业的协同发展还任重道远。京津冀三地在汽车制造产业链上分别具有不同优势,存在两种协同发展的可能性:第一种为空间转移,即可以将北京的整车生产企业转移到河北境内;第二种为产业对接,即北京的汽车企业、研发单位在天津或者河北投资建立生产基地与研发基地。目前,阻碍京津冀地区汽车制造业转移的因素主要是人,即高端的技术和管理人才是否愿意留在与北京和天津有较大人文环境差距的河北。因此,为了推进汽车制造业在京津冀地区的产业转移,实现三地产业资源的深度优化配置,北京和天津要促进汽车制造业相关企业向河北转移和对接,河北也应当进一步改善产业承接的软硬环境。

表4 IRCN模型中现代制造业部门的CW(i)值统计(单位1E+06)

序号产业部门北京天津河北京津冀1农林牧渔产品和服务0.9210.5821.8853.9532煤炭采选产品1.2921.0441.4752.9443石油和天然气开采产品0.1780.6311.2092.2244金属矿采选产品0.9080.8402.7173.9015非金属矿和其它矿采选产品0.6630.7530.9751.6996食品和烟草0.8390.7592.7363.4097纺织品0.4360.4362.1742.8008纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品0.5490.3766.2933.1399木材加工品和家具0.5660.4241.0202.25810造纸印刷和文教体育用品0.9180.7001.4112.41011石油、炼焦产品和核燃料加工品0.7590.8021.6683.47212化学产品0.9951.0551.9334.61113非金属矿物制品0.9200.6021.9274.04814金属冶炼和压延加工品1.3461.7972.7236.99015金属制品0.8841.4265.4518.84416通用设备1.0521.1374.33610.91117专用设备0.9171.3202.9365.04118交通运输设备1.5731.2634.0154.70719电气机械和器材1.0741.6542.1554.65820通信设备、计算机和其它电子设备1.4611.1521.6414.05021仪器仪表1.4250.6091.0273.83222其它制造产品0.4870.4670.7471.56023废品废料0.2980.6631.3882.36524金属制品、机械和设备修理服务0.3970.2351.8622.89425电力、热力的生产和供应1.5140.9042.7964.86126燃气生产和供应0.4440.8650.9452.43627水的生产和供应0.2950.3660.4901.60428建筑1.2451.0172.4354.54729批发和零售1.4661.0191.2104.15030交通运输、仓储和邮政1.2351.1291.4854.68831住宿和餐饮0.6360.4971.1842.34632信息传输、软件和信息技术服务1.6100.6970.8993.96033金融1.7330.7750.9842.84234房地产1.4220.8591.2974.73535租赁和商务服务1.2580.7741.3924.00036科学研究和技术服务1.1460.7540.5732.88737水利、环境和公共设施管理0.4870.3090.5521.96638居民服务、修理和其他服务0.7310.4951.5432.60939教育0.8570.6150.9292.58640卫生和社会工作1.0320.7481.5622.86141文化、体育和娱乐0.9180.3730.5673.11742公共管理、社会保障和社会组织1.1780.4910.8012.979

在京津冀三地中,天津的光机电一体化产业在其产业系统中具有最高的CW(i)值,凸显了该产业价值链上的集聚效应。河北和北京的光机电一体化产业分别具有最高和最低的竞争密度,而京津冀地区整体的竞争密度基本上等同于三地之和,说明该产业在三地的专业化分工较明确,产业布局合理,初步呈现协同发展态势。近年来,京津冀三地在数控机床、医疗设备、仪器仪表、印刷机械等行业都有所发展。其中,北京和天津在医疗设备和仪器仪表行业略占优势,河北在印刷机械和数控机床行业较具优势。但是,低档产品产能过剩及高效节能产品供给不足的问题仍然严重,京津冀地区整体层面的产业资源优化配置还留有很大空间。

京津冀三地微电子产业的CW(i)值在各产业系统中的排名差异较大,分别为第3名、第6名和第18名,反映了该产业在三地产业结构中地位不同。根据产业协同发展理论,京津冀三地应基于自身资源禀赋和比较优势,有选择地针对微电子产业的某个环节和链条进行重点发展。然而,从三地的“十二五”发展规划来看,涉及微电子产业的重点发展领域相差不大。尽管三地依据自身资源禀赋与微电子产业发展基础,提出提高产业科技含量并向产业价值链中上游靠拢,但发展重点同时涵盖了《电子信息产业调整和振兴规划》中的所有重点领域,而集成电路、软件、通信设备、信息技术应用更成为三地发展的重点方向,这必然导致三地未来产业发展定位的趋同性,不仅不利于区域产业资源优势互补,无法在国际市场形成整体竞争优势,而且不可避免导致重复投资与重复建设,造成产业资源的巨大浪费。

4.4 京津冀地区现代制造业产业竞争状态

根据《京津冀协同规划纲要》,一方面,北京作为京津冀地区的科技创新中心,在技术密集度较高的汽车制造业、光机电一体化和微电子产业上具有较高的竞争力与稳定的发展环境,资源优化配置程度高,但由于空间资源的限制,生物医药产业的竞争力较弱;天津侧重于先进制造业研发,现代制造业具有较强竞争力及稳定的发展环境,竞争密度较高,说明天津现代制造业的资源配置优化程度高;河北在生物医药产业方面相比京津地区具有较高的竞争力,且发展环境稳定,资源优化配置程度高,在汽车制造业和光机电一体化方面的竞争力较强,但发展环境不稳定,资源优化配置程度不高,同时,微电子产业的竞争能力在三地中最弱,资源优化配置程度低,产业需进一步转型升级。

另一方面,京津冀地区整体的光机电一体化和微电子产业的竞争力高于三地之和,资源优化配置程度高,产业布局合理,但汽车制造业和生物医药产业的竞争力低于三地之和,说明京津冀的汽车制造业和生物医药产业的融合度较低,产业缺乏统筹分工,协同发展的提升空间较大。

5 结语

本文通过耦合方法提取京津冀地区现代制造业产业之间对生产资源的竞争关系,引入三类网络特征指标,从3个角度揭示现代制造业产业部门在京津冀地区产业价值链上的竞争状态。通过对京津冀三地及整体现代制造业产业竞争状态的比较得出,协同发展对提升现代制造业产业竞争能力有很大的促进作用,但现阶段京津冀现代制造业产业融合度较低,产业分工和资源配置仍有较大提升空间。

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(责任编辑:胡俊健)

Research on Competitive State of Beijing-Tianjin-Hebei Modern Manufacturing Industry Based on Complex Network Perspective

Du Feng

(School of Economics and Management, Beijing University of Technology, Beijing 100124,China)

Abstract:The large-scale, multi-dimensional and multi-level characteristics of the internal structure of socio-economic system constitute the complexity of its macro-level, which can reflect the function of the entire system features or operating mechanism by mining the internal structure of the system information. The complex network theory can describe the structural characteristics of the internal structure of the research object by measuring the structural indicators of the social and economic system, as a theory and method of measuring the complex system structure, and reveal the complex relationship between the inner hierarchy and the external economic function. This paper focuses on the competitive state of Beijing-Tianjin-Hebei modern manufacturing industry using input-output tables based on co-citation approach. Three indicators well suited to reveal the competitive state of the industry sector from three different angles.

Key Words:Beijing-Tianjin-Hebei Region; Complex Network; Input-Output Table; Competitive State

DOI:10.6049/kjjbydc.2016120020

中图分类号:F127.1

文献标识码:A

文章编号:1001-7348(2017)18-0026-10

收稿日期:2017-03-06

基金项目:北京市自然科学基金面上项目(9172002);北京市自然科学基金青年项目(9174626)

作者简介:杜峰(1974-),男,河北定州人,北京工业大学信息学部党委书记,经济与管理学院博士研究生,研究方向为复杂科学与数据挖掘。