工业机器人与企业创新

       一、引言

       创新与自动化生产对一国经济增长至关重要。创新关系着一国或地区的经济增长和技术水平演进(Romer，1990)，自动化则影响一国或地区的劳动力需求结构、收入差异等(Acemoglu and Restrepo，2018)。创新与自动化生产对中国经济转型，向制造业强国转变尤为重要。《中国制造2025》战略规划明确提出：“坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置……推进制造过程智能化”。在政策支持和劳动力成本上升等现实背景下，中国制造业企业的工业机器人使用规模大幅增长，并于2016年首次超越日本，成为全球工业机器人存量规模最大的国家。①

       智能制造能否推动一国制造业企业创新?文献对此缺乏讨论。一个潜在原因是缺乏企业层面的工业机器人数据(Seamans and Raj，2018)。中国海关数据库对此给予了补充，提供了中国企业在HS8位码上的机器人进口数据。基于进口机器人数据来衡量中国企业的机器人使用情况，其合理性源自：其一，2010年之前，中国企业使用的机器人主要来自进口(Fan et al.，2021；李磊等，2021)；其二，全球机器人生产具有高度垄断性(Bonfiglioli et al.，2020)，集中于国外六大生产商②；其三，中国自产机器人具有明确应用行业，集中于橡胶、塑料制造业、电子设备等行业(IFR，2014)。

       根据中国工业企业数据、海关数据和专利数据库的匹配数据，机器人使用与企业创新具有强烈的正相关性。表1A显示，2000-2013年间，机器人进口企业(以下简称“机器人企业”)在研发投入、创新产出和企业销售规模上，都比未进口机器人的企业(简称“无机器人企业”)具有显著优势，且在研发、创新上的优势更为突出。表1B进一步汇报了机器人企业各项指标在全体企业中的占比。其中，机器人企业的数量占比仅为0.493％，但其R&D投入、专利申请数量、销售额占比却分别高达11.74％、6.21％和6.05％。

       文献指出，创新特别依赖于企业的预期回报(Melitz and Redding，2021)。那么，机器人企业在研发创新上的突出表现，是否表明智能制造提高了企业研发创新的预期回报，因而鼓励企业投入创新活动中?为理解机器人使用如何影响企业创新决策，本文首先建立一个带有如下特征的局部均衡模型：其一，创新能够提升企业生产率。其二，将机器人作为生产要素，引入任务型企业生产过程中。生产流水线上，机器人与低技能劳动者相互竞争，但使用机器人的可变成本低于低技能劳动者(Acemoglu and Restrepo，2018)。其三，给定要素市场价格和行业总需求，机器人相对于低技能劳动者的成本节约优势，能降低企业边际生产成本，允许企业以更低的产品价格获得更高的市场销售额，从而增加创新边际收益，激励企业创新动机。其四，高技能劳动者和其他资本品与机器人之间存在“机器人—高技能劳动者”协同效应(“人机协同”)、以及“机器人—其他资本品”协同效应(“资机协同”)，形成机器人使用对企业创新的异质性影响。

      

       之后，本文利用2000-2013年的中国制造业企业数据，识别机器人使用对企业创新的促进作用。工具变量回归结果显示，企业机器人进口存量每增加1％，其专利产出将增加0.1％-1％。在控制国产机器人的主要应用行业、以研发支出(R&D)衡量企业创新表现后，这一发现依然稳健。机制分析显示，高技能劳动者、其它他资本品、生产率水平等对机器人激励创新具有协同效应，为理论模型中的“人机协同”“资机协同”等机制提供证据。

       本研究贡献如下。③首先，通过探究机器人使用对企业创新的激励作用，拓展工业机器人经济影响的相关文献。现有研究主要关注工业机器人在部分工种(如喷漆、焊接、组装等)中对产业工人的替代(Acemoglu antl Restrepo，2018、2020)，对企业生产率的提升，降低行业(企业)产品价格(Graetz and Michaels，2018)，促进劳动力需求的增加(李磊等，2021)，通过工艺创新提高企业产品质量(程虹和袁璐雯，2020)。关于机器人使用对企业创新的影响，与本文最为相似的是诸竹君等(2022)。但本文与该文存在以下四个方面的区别：第一，本文构造理论模型，明确机器人使用激励企业创新的工作机制。第二，本文经验分析部分重点识别机器人使用与企业创新之间的因果关系。为此，利用中国加入WTO之后的机器人进口关税变动、美国同行业的机器人应用程度等构建工具变量，充分剔除机器人使用与创新之间可能存在的内生性问题。基于工具变量回归结果，本文发现机器人使用更利于高生产率企业增加创新，诸竹君等(2022)则发现头部企业与小企业无差异。第三，本文基于细分专利类别的属性差异对理论推论进行延展，发现机器人对企业创新的激励作用主要表现于对现有产品的升级，而非全新产品的发明。第四，本文进一步研究发现国内机器人制造企业并没有通过进口学习效应提升自身创新实力。其次，对进口投入要素影响企业创新的机制给予补充。本文强调进口投入品通过成本节约效应，放大企业创新收益，激励企业创新，文献则主要关注进口投入品(特别是进口资本品)的种类效应、质量效应、学习效应等机制(Damijan and Kostevc，2015)。与本文机制最为相似的是 et al.(2015)，但该文强调投入品进口价格下降(如关税降低)带来的成本节约，本文则关注机器人相对低技能劳动者的成本优势。最后，本文指出工业机器人与高技能劳动者、其他资本品之间形成协同效应，进而鼓励企业创新。这对有关资本—技能或技术—技能互补的文献提供了补充(Bresnahan et al.，2002；Autor et al.，2003)。