文献阅读《数字基础设施建设与产业链韧性——基于产业链恢复能力数据的实证分析》【数量经济技术经济研究】
学术
2024-08-23 13:51
江西
大家好！本人是管理学在读博士生。一直想分享读博期间学习和生活的经历和感悟，希望能帮助到更多想要读博和正在读博以及科研工作的朋友们。坚持每天读高水平的论文是博士生的基本要求，也是写好自己论文的基础。 今天分享一篇文章——《数字基础设施建设与产业链韧性——基于产业链恢复能力数据的实证分析》，来自《数量经济技术经济研究》2024年7月。廉园梅（通讯作者），博士研究生，西北大学经济管理学院；数字经济对产业链中不同主体的渗透赋能存在不平衡、不充分问题（洪银兴和任保平，2023），在“木桶效应”的作用下无法提升整体产业链韧性，因此充分发挥数字基础设施这一数字“公共品”的基础支撑作用，促进数字技术、数据要素对产业链进行全链条深度嵌入就显得尤为重要。《2024年国务院政府工作报告》也进一步强调“适度超前建设数字基础设施”在深入推进数字经济创新发展中的基础性地位。韧性的经济学含义出发将产业链韧性理解为产业链上下游相互关联的生产部门在遭受不确定性冲击或风险时避免断链的能力（肖兴志和李少林，2022），从产业组织视角则将理解产业链韧性的关键点聚焦于如何建立、维持和提升供需关系（陶锋等，2023）。张虎等（2023）从高端引领力、链条控制力、盈利能力三个维度建立包含14个基础指标的综合指标体系测算了产业链韧性，少量学者开始选取替代指标表征产业链韧性。李萌等（2022）以PR算法构建产业链分工网络的中心度指标刻画产业链韧性，陶锋等（2023）从优化供需匹配、稳定供需关系、提升供应质量三个层面选用上游企业库存调整幅度等指标刻画产业链供应链韧性。然而产业链分工网络的中心度主要用于衡量节点在网络结构中的影响力，上游企业库存调整幅度等指标则刻画的是供应链企业间的资源传递，均与产业链韧性的理论内涵有所偏差，因此在产业链韧性的度量方面仍存在进一步深化空间。已有文献在产业经济学领域，集中刻画了数字基础设施通过提高制造业资本密集程度与服务业就业比重、提升劳动力技能水平，对产业结构转型升级、产业协同聚集产生的影响（左鹏飞等，2020；郭然和原毅军，2022），尚未直接讨论数字基础设施影响产业链韧性的具体机理。 第一，在理论层面，结合数字基础设施典型属性与产业关联理论，将基本分析框架确定为关联载体和关联方式，提出数字基础设施影响产业链韧性的技术互补机制和协同效率机制，为深层次理解数字基础设施如何影响产业链韧性提供新思路。第二，在实证层面，用产业链上企业的恢复库存与潜在中断库存差值占潜在中断库存的比例，建立产业链恢复能力指标测度产业链韧性；同时在OpenCelliD数据库收集提取4935万余条4G基站地理位置数据，匹配获取中国282个地级市在2014~2021年间的每万人4G基站数，识别检验数字基础设施对产业链韧性的影响及机理路径，为指导提升产业链韧性的具体实践提供经验支持。第三，在政策层面，针对现阶段数字经济在提升产业链韧性中的不平衡、不充分问题，要重点关注数字基础设施这一数字“公共品”的关键作用，通过适度超前布局数字基础设施、深化数字基础设施应用场景、构建数字化生态系统，调整产业链关联载体、优化产业链关联方式提升产业链韧性，同时，政策执行过程中还应考虑特定主体的创新能力差异。由于上下游关联关系的存在，产业链各组织节点间的经济活动具有很强的不可分性。而数字基础设施作为由移动通信设施、人工智能、云计算等新一代信息技术集成演化、叠加迭代所形成的基础设施体系，具有典型的技术属性与公共品属性（钞小静和薛志欣，2023；王海等，2023），能够通过渗透融合、网络互联强化各组织节点间的不可分性，是提升产业链韧性的关键切入点。 关联载体是各组织节点形成关联关系依托的技术经济联系，数字基础设施的技术属性能够促进产业链中各组织节点技术演化，从而影响不同组织节点间的技术经济联系；关联方式是各组织节点实现关联关系的耦合形态，数字基础设施的公共品属性能够在产业链范围内构建新的组织模式，优化不同组织节点间的耦合形态。数字基础设施对关联载体和关联方式的影响能够改善产业链关联关系，提升产业链应对不确定性冲击的内生能力。（一）关联载体维度：数字基础设施影响产业链韧性的技术互补机制产业链上下游组织节点间相互关联，单个节点不可能独立于整个产业链实现超前发展，这就催生产业链中的组织节点形成技术互补。一方面，技术整合能力强的组织节点技术迭代更新速度更快，当数字基础设施渗透后，这部分组织节点的创新资源优先接近或达到充分配置，出于降低成本动机（Goldfarb和Tucker，2019），会向相邻组织节点转移自身非核心技术，实现技术外溢。另一方面，技术整合能力弱的组织节点也能够借助数字基础设施构建的分布式数据库平台，向其他组织节点寻求更专业化地技术支持，在自身技术领域内进行深度技术合作（郑江淮等，2023）。因此，数字基础设施能够在产业链内催生技术互补。数字基础设施催生的技术互补进一步丰富产业链上下游间的技术经济联系，各组织节点之间的关联关系更加多元，构建了产业链上下游间利益共享、风险共担的技术关联模式，提升产业链关联关系的稳定性，降低市场潜在风险和不确定性冲击造成的扰动概率。同时，数字基础设施催生的技术互补能够在产业链范围内聚合知识与技术，形成各组织节点间的集体知识库，提升共同理解程度（Cicerone等，2023），当产业链遭受不确定性冲击导致某组织节点中断时，具有技术邻近性的其他组织节点能够应用集体知识库进行合作，即时弥补产业链缺失功能，维持产业链关联关系稳定，提升产业链韧性。 据此，本文提出假说2：在关联载体维度，数字基础设施能够形成技术互补机制提升产业链韧性。（二）关联方式维度：数字基础设施影响产业链韧性的协同效率机制数字基础设施的公共品属性，具有非排他性、非竞争性、正外部性的特征优势，产业链各组织节点在现代通信网络构建的虚拟空间内形成新的空间组织模，将资源配置范围从单个组织节点内部逐步拓展到网络化的产业链层面，提升产业链中各组织节点间的协同效率。一方面，数字基础设施能够通过传感设备形成以数据、信息等以数字形式存在的虚拟产品，并通过千兆光网、大数据中心建立起数据传输渠道（廉园梅等，2024），改善产业链节点的分离状态，实现数据、信息跨主体的有效传递与共享（Dubey等，2020；Alam等，2020），降低产业链不同组织节点之间的交易成本，提升协同效率。另一方面，数字基础设施通过5G网络、工业互联网等传感设备实现生产设备与生产信息的超低延时互通，克服物理空间和时间约束整合产业链上下游生产资源，以生产资源的泛在连接、弹性供给和高效配置（Angelopoulos等，2020），将零散的产业链组织节点转化为协调统一的有机整体（Tao等，2018），改善产业链的协同效率。产业链协同效率的提升能够促进组织节点突破已有的供需联系，与高上游度的组织节点建立关联关系，实现跨层级的紧密协作与资源共享，提升产业链韧性（陶锋等，2023）。同时协同效率的提升也可以增强各组织节点的风险感知能力（Ivanov和Dolgui，2021；Mahmood和Mubarik，2020），缓解外部冲击产生的波及效应，降低市场潜在风险和不确定性冲击产生的扰动，即时弥补产业链缺失环节，保障产业链正常运行，提升产业链韧性。 据此，本文提出假说3：在关联方式维度，数字基础设施能够形成协同效率机制提升产业链韧性。本文的测算思路是：观察中国60条产业链的数据形态特征，计算产业链上企业个体退出产业链的概率，用以刻画产业链遭受冲击的可能性（Behrens等，2020；Elliot等，2022），引入Kinra等（2020）界定的中断库存与恢复库存概念，计算产业链上企业个体退出产业链造成的潜在中断库存，以及产业链上能够发挥代偿效应的企业个体形成的恢复库存。进一步用恢复库存与潜在中断库存差值占潜在中断库存的比例，刻画产业链依靠恢复库存应对链上企业中断、即时恢复产业链运作的基础能力，衡量产业链韧性。具体步骤如下：第一步，确定产业链中企业的上下游位置。首先，基于Wind数据库，手工整理中国产业链包含的上下游行业类别、上下游产品信息和企业个体。结合国泰安数据库上市公司基本信息年度表的相关内容，确定各产业链中企业个体的经营范围。其次，利用Python的FuzzyWuzzy库计算产业链中企业个体经营范围与上下游产品信息之间的文本相似度。最后，通过人工反复调试阈值，实现相似度高于设定阈值的匹配结果能够相对准确地刻画企业在产业链中的上下游位置，并在此基础上进行人工核对识别提高匹配准确度。第三步，测度链上企业r（r≠i）对企业i发挥代偿效应形成的即时恢复库存。本文进一步计算了60条产业链在2014年和2021年的平均韧性水平，并选取平均韧性水平变动幅度排名前15名的产业链绘制了表1。由表1可知2014~2021年平均韧性水平提升幅度排名前十位的是多元电信服务、通信设备、交通基础设施、房地产开发与管理、媒体、能源与设备、办公电子设备Ⅲ、软件、生命科学工具与服务、家庭用品Ⅲ等产业链。其中较为特殊的是通信设备产业链，2014年其平均韧性水平在中国60条产业链中排名第24位，之后得到了强势发展，2021年平均韧性水平相较2014年增长297.74%，在产业链平均韧性水平总体排名中跃升至第4位。电子设备仪器和元件、软件、电脑与外围设备等包含新兴产业的产业链的平均韧性水平排名均有不同程度的上升，说明数字基础设施的融合渗透对此类产业链韧性的积极影响更为强烈。 ![]()
本文以2014~2021年各地级市每万人4G基站数量表征地级市的数字基础设施建设情况。该数据的获取过程为：首先，从OpenCelliD世界上最大的开放式手机基站数据库中搜集全球4935万余条基站信息，筛选得到移动国家码为460（中国）且宽带蜂窝网络技术标准为LTE（4G）的基站信息，获取中国4G基站的原始数据。其次，为了识别各基站投入使用的时间节点，我们将以UNIX时间格式记录的时间戳转换为北京时间，将各基站观测数据首次添加到该数据库的年份作为基站投入使用年份。再次，利用ArcGIS软件将观测数据的经纬度进行坐标投影，通过空间连接将其与中国地图进行匹配，从而确立各4G基站在中国282个地级市中的具体分布位置，得到2014~2021年地级市层面的4G基站数。最后，除以对应年份各地级市的总人口数得到地级市层面的每万人4G基站数量。 2014~2021年中国4G基站总数和每万人4G基站数的演进趋势如图1所示。被解释变量elaijct为产业链韧性水平。依据前文介绍，构建产业链韧性指标进行衡量。在稳健性检验部分，一方面更改恢复概率与恢复库存的核算范围进行产业链韧性的再测算，另一方面参考陈安平（2022）对城市韧性的刻画思路替换测度方法重新计算产业链韧性。 DIct为数字基础设施建设水平。依据前文介绍，通过在OpenCelliD数据库收集提取4935万余条4G基站的地理位置数据，匹配获取中国282个地级市在 2014~2021年间的4G基站数据，并除以各地级市的总人口数得到每万人4G基站数进行刻画。本文亦在稳健性检验部分采取以“宽带中国”战略为准自然实验的渐进式 DID 模型、以各地级市在数字基础设施方面的政府采购金额替换每万人 4G 基站数量等方法进行再检验。X为企业层面和地级市层面的控制变量矩阵。企业层面的控制变量主要有：企业规模（asset）；资产收益率（roa）；公司性质（nature）；流动比率（cr）；员工密集度（sdensity）。在地级市层面的控制变量主要有：经济发展水平（pgdp）；国外技术依赖程度（techim）。本文在所有回归中加入时间、企业、城市、产业链固定效应，采用多维面板固定效应模型估计数字基础设施对产业链韧性的影响。表3第（1）~（3）列中数字基础设施DI估计系数均显著为正，假说1成立。采用工具变量法处理内生性问题。参考王海等（2023）的做法选用地级市行政中心到“八纵八横”光缆传输骨干网建设节点城市的最近距离，并将其乘以滞后一期的国际互联网用户数赋予时间趋势构建工具变量。具体估计结果如表 4 第（1）、（2）列所示。第二个工具变量是在中国天气网手工收集整理的 2014~2021 年各地级市雷暴天气数，在相关性方面，若地级市的雷暴天气频繁发生，不仅会威胁通信基站安全，加大通信设置的损害概率，也会严重影响数据中心运营，产生对数字基础设施建设的消极影响。同时雷暴天气是各地级市具备的天然属性，对产业链韧性不存在直接影响，满足外生性条件。具体估计结果如表 4 第（3）、（4）列所示。表 4 中第（1）、 （3）列为第一阶段工具变量对核心解释变量的估计结果，工具变量的拟合系数显著，且通过了不可识别检验与弱工具变量检验，第（2）、（4）列是第二阶段的估计结果，核心解释变量的拟合系数均显著为正，说明数字基础设施对产业链韧性的积极影响在排除内生性影响后仍然稳健。本文以2014~2016年确定的三批“宽带中国”示范城市为准自然实验构建渐进式DID模型，并为了补充“宽带中国”战略前的数据集，将本文样本区间向前拓展4年至2010年。使用该方法的拟合结果如表5第（1）列所示，核心解释变量的估计系数仍然显著为正 。 本文尝试使用各地级市在数字基础设施方面的政府采购金额表征数字基础设施建设水平，拟合结果如表 5 第（2）列所示，核心解释变量的估计系数仍然显著为正。放松同产业链这一范围限制，从更为宏观的层面刻画产业链维持关联关系稳定的能力。重新计算了恢复概率与恢复库存，在此基础上依据式（3）计算产业链韧性。具体拟合结果如表 5 第（3）列所示，核心解释变量的估计系数仍然显著为正。参考陈安平（2022）对城市韧性的度量思路，以各上市公司员工人数的绝对变化与其所在产业链就业变化的平均水平相比建立敏感性指标，以此衡量产业链韧性水平。具体拟合结果如表 5 列（4）所示，核心解释变量的拟合结果仍然显著为正，本文的核心结论依然稳健。其中，ELAOijt为更改测算方法得到的 t 时期企业 i 在产业链 j 上的韧性水平，sta为就业人员数。本文依据式（5）以产业链员工人数的绝对变化与全国就业变化的平均水平相比建立敏感性指标，以此衡量产业链整体层面的韧性水平。并将基准模型中地级市层面的每万人 4G 基站数替换为全国层面的每万人 4G 基站数刻画数字基础设施建设情况，同时将企业、地级市层面的控制变量相应替换为产业链、全国层面。具体拟合结果见表 5 列（5）所示，核心解释变量的拟合结果仍然显著为正。 本文以人均公共交通车辆数度量交通基础设施建设水平，通过在基准回归模型中加入各地级市的交通基础设施建设水平来进一步排除传统基础设施的影响，具体估计结果如表 5第（6）列所示。核心解释变量的估计系数仍然显著为正，但是传统基础设施的拟合系数并不显著。对于技术互补机制采用技术重叠度、技术互补指数、技术关联度三个指标从多维度进行刻画。其中，技术重叠度能够反映不同企业发明专利在同一技术类别中的重叠情况，是刻画技术互补机制的负向指标；技术互补指数和技术关联度则分别刻画了企业间的技术差异和不同技术在同一企业内的集聚情况，是刻画技术互补机制的正向指标。具体估计结果如表 6 第（1）~（3）列所示，其中，核心解释变量对技术重叠的拟合系数显著为负，且对技术互补指数、技术关联度的拟合系数均显著为正，说明数字基础设施建设能够催生技术互补，推动产业链各组织节点间从交易关系、竞争关系向技术互补结构的拓展转移，从而实现产业链关联关系稳定，提升产业链韧性。 产业链协同效率的提升主要体现在不同组织节点间的紧密合作与信息传递，因此我们分别采用产业关联指标和牛鞭效应指标进行刻画。其中，产业链关联是从生产分割层面刻画了产业链的纵向一体化程度，是刻画协同效率的正向指标。牛鞭效应则是产业链上下游生产部门间信息扭曲变异并逐级放大的现象，是刻画产业链协同效率的负向指标。具体估计结果如表 6 第（4）~ （5）列所示，核心解释变量对产业链关联的拟合系数显著为正，对牛鞭效应的拟合系数显著为负，说明数字基础设施建设能够形成协同效率机制，提升产业链关联网络结构的运作性能，缩小不确定性冲击对产业链生态的扰动规模，缓解产业链遭受不确定性冲击形成的供给能力与需求规模脱节现象，提升产业链韧性。本文计算各上市公司数字软、硬件投资金额占总资产的比重，并将其按产业链进行汇总，得到产业链数字化程度的刻画指标。进一步按中位数划分为高数字化程度产业链与低数字化程度产业链。 具体拟合结果如表7第（1）、（2）列所示。结果显示，核心解释变量的估计系数仅在高数字化程度产业链显著为正，说明现阶段数字基础设施对产业链 韧性的支撑作用在数字化程度较高的产业链表现得更为强烈。本文在国泰安数据库整理上市公司勒纳指数，并将其按产业链进行汇总，得到产业链垄断程度的刻画指标。进一步按平均数划分为高垄断程度产业链与低垄断程度产业链。具体拟合结果如表 7 第（3）、（4）列所示。核心解释变量的估计系数在垄断产业链样本中显著为正，在非垄断产业链样本中的积极影响尚未完全显现。说明现阶段数字基础设施在支持高垄断产业链提升韧性水平方面具有显著成效。本文依据各省市自治区的重点支持行业名录，将样本划为了重点支持行业和非重点支持行业两组。具体拟合结果如表 8 第（1）、（2）列所示。结果显示，核心解释变量的估计系数在重点支持行业样本中显著为正，说明数字基础设施能够针对性提升各省市自治区重点支持行业所在产业链的韧性水平，为当地重点支持行业的发展提供相对稳定的上下游环境。本文将各上市公司的发明专利数汇总至行业维度，并按均值划分为高技术活跃度行业与低技术活跃度行业。具体拟合结果如表 8 第（3）、（4）列所示，核心解释变量的估计系数在低技术活跃度行业组显著为正，现阶段数字基础设施对高技术活跃度行业的产业链韧性的支撑作用尚显不足。 本文依据工信部公布的 45 个国家先进制造业集群名单，划分出先进制造业集群地区和非先进制造业集群地区。具体拟合结果如表 8 第（5）、（6）列所示。核心解释变量的估计系数在先进制造业集群地区样本中显著为正，在非先进制造业集群样本中的积极影响尚未完全显现。数字基础设施对产业链韧性具有显著提升作用，且该结论通过一系列稳健性检验后依然成立。进一步研究表明，数字基础设施能够形成技术互补机制和协同效率机制，提升产业链韧性。同时，异质性分析结果表明，数字基础设施对产业链韧性的积极影响在高数字化程度产业链、垄断产业链、重点支持行业、低技术活跃度行业、先进制造业集群地区较为显著。第一，适度超前布局数字基础设施，筑牢产业链韧性发展的关键底座。明确 5G 基站、数据中心等关键数字基础设施各阶段建设目标、重点任务，制定具有针对性、可操作性的中长期发展规划，有效发挥政府资金在前期建设中的保障性以及统筹引导性作用，为社会资本提供清晰的投资方向和市场预期。探索市场多元化主体投资模式，实现政府和市场的有效协同，持续加快数字基础设施建设与布局，打造形成新质生产力的基础保障。并在此基础上积极搭建工业互联网平台、大数据平台等各类数字化平台，为产业链主体提供优质的数据存储、分析等数字化服务，并鼓励产业链主体采用数字化技术和解决方案，加强对产业链主体的数 字技能培训和推广，强化数字基础设施向产业链主体的渗透应用，提高产业链主体的数字化意识和应用能力，并借助物联网等数字技术实现对产业链各个环节的实时跟踪和监控，提高产业链的透明度和可视化程度，增强产业链各环节之间的信息共享和协同作业，为产业链主体在生产、服务等领域的深度应用提供前期基础。 第二，深化数字基础设施建设应用场景，促使产业链主体形成更深层次的技术互补关系。鼓励产业链上的不同行业和部门共同参与数字基础设施建设，并制定产业链跨部门合作的政策，由政府机构负责整体规划和协调，为不同领域实现技术互通与信息共享提供政策保障。加强建设数字基础设施开放式平台，提供标准化的开放应用程序接口和开放源代码项目等数字化技术服务，鼓励产业链主体采用通用的技术标准，降低整个产业链的技术壁垒和集成成本，以便借助数字基础设施实现产业链的技术互补。支持产业链主体积极建设数字安全体系，制定数字安全标准和规范，为产业链各主体之间的技术互补提供安全的网络环境，提高其对网络攻击和数据泄露的防范和应对能力，确保产业链主体在进行技术互补时的信息安全性。积极提供产业链主体进行技术合作的财政激励和税收优惠，鼓励形成由龙头企业主导，其他企业参与研发、分享技术成果的新模式，并形成技术互补的创新体系和协同创新合力，为发展新质生产力提供新动能，特别是涉及产业链深度合作领域的关键技术。 第三，构建数字化生态系统，强化产业链主体之间的关联关系。根据产业链的实际需求和业务特点，建立包含数据采集、存储、处理、分析、可视化等多个功能模块的数字化生态系统，加强云计算、大数据、人工智能、物联网等数字技术的深度融合应用，充分发挥彼此之间的协同效应，实现产业链上下游的信息共享、资源协同和价值共创。制定相关政策支持数字化产业链上的企业自发构筑数字化产业链联盟，对数字化联盟项目给予资金、资源和政策支持和奖励，并放宽相关行业准入限制降低行业壁垒，鼓励产业链上不同行业的企业参与数字生态系统建设，在此基础上形成数字产业链联盟成员之间的深度开放合作和智能互联。建立数字化生态系统监测与评估机制，定期评估生态系统的健康状况和产业链各主体的协同程度，并根据评估结果及时调整政策，推动数字化生态系统的可持续发展。
