自动化技术应用与企业人力资...构——基于供应链视角的研究_吴一平.pdf
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1、 自动化技术应用与企业人力资本结构自动化技术应用与企业人力资本结构*基于供应链视角的研究吴一平,陈家和,李鹏飞(上海财经大学 公共经济与管理学院,上海 200433)摘要:当前,工业自动化技术在我国正被广泛应用,这会对企业人力资本结构产生深远影响。文章利用 20152019 年上市公司采购自动化产品的数据,从供应链视角研究了自动化技术应用对企业人力资本结构的影响。结果显示,对于采购自动化产品的企业,其人力资本结构显著改善。机制检验表明,这种改善效应的大小取决于企业采购的自动化产品类型,只有采购集成型自动化产品,才能显著改善企业人力资本结构,采购基础型自动化产品的作用效果则不明显。异质性分析表明
2、,这种人力资本结构改善效应在供应商是自动化产品生产商、供应商与下游企业的地理距离较短的情况下,以及高管受教育程度较高或竞争性行业的企业中更加显著。文章还发现,自动化技术应用显著改善了下游上市公司的经营绩效。文章的研究为利用自动化技术帮助企业提质降本增效以及提升我国智能制造水平提供了经验证据。关键词:自动化技术;人力资本结构;供应链中图分类号:F124 文献标识码:A 文章编号:10019952(2023)07000415DOI:10.16538/ki.jfe.20230221.301一、引言当前,全球正迎来第四次工业革命,其主要特征是融合以移动互联网、云技术、大数据、新能源、机器人以及人工智能
3、为代表的各项技术,并日益消除物理世界、数字世界和生物世界之间的界限。机器人技术是第四次工业革命的关键技术之一。根据国际机器人联合会(IFR)发布的数据,2020 年全球工厂中运行的工业机器人达到 270 万台,同比增长了 12%。中国已经成为世界上使用机器人最多的国家,全世界每 3 台新装机器人中就有 1 台在中国。不仅如此,中国也是全球工业机器人第一大供应国。国家统计局数据显示,2019 年工业机器人销量达到 14.05 万台,占全球总销量的 37.67%。2020 年以来,即使经历了突发公共卫生事件,我国工业机器人市场仍然实现了较好的发展,2021 年工业机器人销量达到 24.8 万台,占
4、全球总销量的 52.9%。数量庞大的自动化技术供应商为中国企业提供了智能化转型的机会与途径。2021 年,工信部会同有关部门起草“十四五”智能制造发展规划,旨在推进智能制造、实现企业智能化转型,国内收稿日期:2022-09-21基金项目:国家自然科学基金项目(71673174)作者简介:吴一平(1977),男,安徽合肥人,上海财经大学公共经济与管理学院教授,博士生导师;陈家和(1996)(通讯作者),男,浙江衢州人,上海财经大学公共经济与管理学院博士研究生;李鹏飞(1994),男,山东泰安人,上海财经大学公共经济与管理学院博士研究生。第 49 卷 第 7 期财经研究Vol.49 No.7202
5、3 年 7 月Journal of Finance and EconomicsJul.2023 刘栋:世界经济论坛聚焦“第四次工业革命”,人民日报,2016-01-25,http:/ 自动化产品与技术供应商将扮演重要角色。据此,理论界亟需从供应链视角深入探讨自动化技术的经济影响。现有研究表明,自动化技术的应用有助于实现产业的包容性增长(陈东和秦子洋,2022),扩大企业的产品出口范围(綦建红和张志彤,2022),提升全球价值链的分工位置(周洺竹等,2022),因而需要鼓励更多企业使用自动化技术。而现实中,不少传统企业表示在导入自动化技术后,产品质量、生产成本和生产效率并没有达到预期目标。这是因
6、为每一种自动化产品都有自身的使用方法,技术人员需要充分掌握机器的使用方法和技艺,才能最大限度发挥自动化技术的作用(孙怀义等,2019)。因此,企业内部的人力资本结构成为影响自动化技术应用效果的重要因素。当前,工业自动化技术在我国正被广泛应用,工业自动化市场规模在 2021 年达到2 530 亿元。在此背景下,深入探讨自动化技术与企业人力资本结构的关系,对于充分发挥自动化技术作用、实现企业提质降本增效的目标具有重要意义。本文利用供应商的文本信息识别出自动化产品厂商,探讨了下游企业采购上游自动化产品对自身人力资本结构的影响。本文利用 20152019 年企查查数据库、国泰安数据库和中国自动化网数据
7、,构造了“上市公司年份是否采购自动化产品”的合成数据库。本文将自动化产品供应商名单与上市公司供应商名单进行匹配,如果上市公司当年的供应商中包含自动化产品供应商,则认为上市公司当年应用了自动化技术。研究结果显示,自动化技术应用与企业人力资本结构呈现显著的正相关关系。本文进一步利用自动化供应商详细的产品文本信息,识别了上市公司应用的自动化产品类型。具体地,本文将自动化产品分为基础型和集成型两类,探讨了不同类型的自动化技术对人力资本结构的差异化影响。检验结果显示,自动化技术应用与企业人力资本结构的正相关关系主要集中在采购集成型自动化产品的上市公司中。进一步研究发现,当供应商进入自动化行业的年限较长、
8、供应商是自动化产品生产商以及供应商与下游企业的地理距离较短时,自动化技术改善企业人力资本结构的作用较大。此外,这种人力资本结构改善效应在非国有企业、高管受教育程度较高以及竞争性行业的企业中更大。本文还发现,自动化技术应用显著改善了下游上市公司的经营绩效。本文的主要贡献体现在:首先,补充了自动化技术经济影响的研究文献。自动化技术经济影响的现有研究主要集中在劳动力需求(Acemoglu 和 Restrepo,2018;Aghion 等,2020;孔高文等,2020;王永钦和董雯,2020)、收入分配(Jackson 和 Kanik,2019;郭凯明,2019;王林辉等,2020)和经济增长(陈彦斌
9、等,2019;林晨等,2020;杨光和侯钰,2020)等方面。本文探讨了自动化技术应用对企业人力资本结构的影响,补充了自动化技术应用经济影响的研究文献。其次,本文的研究有助于解决现有文献中关于自动化技术对企业劳动力需求影响的争论。现有文献的研 究 结 论 存 在 分 歧,这 主 要 是 因 为 自 动 化 技 术 既 会 通 过 替 代 效 应 来 减 少 劳 动 力 需 求(Brynjolfsson 和 McAfee,2014;Acemoglu 和 Restrepo,2020),又会通过促进效应来增加劳动力需求(Autor,2015;Acemoglu 和 Restrepo,2018;Case
10、lli 和 Manning,2019;Moll 等,2021),其最终影响取决于两者的合成效应。对于国内研究,王永钦和董雯(2020)发现机器人应用对企业劳动力需求产生了一定的替代效应。李磊等(2021)发现,机器人对就业的影响存在规模效应、生产率效应和替代效应,其中规模效应占主导地位,因此企业的就业水平呈显著上升态势。本文基于自动化技术的本质特征,将自动化技术划分为基础型和集成型产品两大类,在“资本技能”互补假说下关注异质性自动化技术与不同类型劳动力之间的替代互补关系,更加清晰地识别了自动化技术应用对劳动力需求的差异化影响。最后,本文补充了自动化技术识别的研究文献。现吴一平、陈家和、李鹏飞:
11、自动化技术应用与企业人力资本结构 数据来源:华经产业研究院。5 有文献大多利用 IFR 的工业机器人数据或进口机器人数据来识别企业受自动化影响的程度,而工业机器人属于自动化技术中的基础型,无法准确刻画自动化技术的整体影响。本文利用自动化供应商名单和自动化产品信息,将自动化技术的研究范围由工业机器人扩大至一般意义上的自动化技术或产品,准确识别了自动化技术应用的规模与结构。二、理论分析与研究假说(一)自动化技术与人力资本结构。现有研究表明,自动化技术既会通过替代效应来减少企业的劳动力需求,又会通过促进效应来增加企业的劳动力需求。而自动化技术是否影响企业人力资本结构,替代效应发挥着重要作用。假设自动
12、化技术的促进效应在不同类型的劳动力之间不存在显著差异,当自动化技术对不同类型劳动力的替代效应不同时,企业的人力资本结构将发生变化。在基于任务的分析框架下,替代效应的大小取决于自动化技术与劳动力之间的替代弹性。本文借鉴 Krusell 等(2000)、刘啟仁和赵灿(2020)以及余玲铮等(2021)的做法,将自动化技术与异质性劳动力投入纳入双层嵌套的 CES 生产函数中,考察自动化技术与劳动力之间的替代弹性对企业人力资本结构的影响。生产函数如下:Y=KNLu+(1)KA+(1)Ls1(1)其中,Y 为产出,KN、KA、Lu和 Ls分别为非自动化资本、自动化资本、低技能劳动力和高技能劳动力的投入,
13、和 为相应要素的投入比例,和 为替代参数,1,1。自动化资本与低技能劳动力的替代弹性为 1/(1),自动化资本与高技能劳动力的替代弹性为 1/(1)。根据厂商产出最大化条件,本文分别对式(1)中的 Ls和 Lu求偏导数得到:su=(1)(1)(KALs)+(1)(LsLu)1(2)其中,s和 u分别为高技能劳动力和低技能劳动力的工资。将式(2)取对数并做线性化处理,可以得到:ln(su)=ln(1)(1)+(KALs)+(1)ln(LsLu)(3)参照刘啟仁和赵灿(2020)的方法,式(3)可以转化为如下的增长率形式:gsgw=1(1)gw+()(1)(KALs)(gkags)(4)在其他条件
14、不变的情况下,自动化技术应用对企业人力资本结构的影响方向取决于自动化资本投入与不同技能劳动力之间的替代弹性关系()以及资本与技能劳动力的增长率之差(gkags)。与刘啟仁和赵灿(2020)不同的是,本文假设不同技能劳动力的相对工资取决于地区和行业特征,即 ln(ws/wu)f1(Dkt,Zjt),自动化资本投入取决于企业是否采购自动化产品及采购量,其中采购量取决于企业自身特征,即 KAIAutomationitf2(Xit),则企业不同技能劳动力数量的比值由下式决定:ln(Ls,ijktLu,ijkt)=()(1)IAutomationit f2(Xit)+C1 f1(Dkt,Zjt)(5)2
15、023 年第 7 期 不少文献发现,自动化技术的引入对企业内部工资结构没有显著影响。王永钦和董雯(2020)发现,对于机器人渗透率较高的企业,无论是高技能员工还是低技能员工,工资均未发生显著变化。6 由式(5)可知,自动化技术应用对企业人力资本结构的影响取决于自动化资本投入与不同技能劳动力之间的替代弹性。如果自动化资本投入与低技能劳动力的替代弹性大于其与高技能劳动力的替代弹性,即,则企业人力资本结构将得到优化。通常来说,自动化技术对低技能劳动力的替代弹性较大,对高技能劳动力的替代弹性则较小。Dixon 等(2021)认为,机器人可以有效提高生产效率,减少产品间的质量差异,因此专门从事质量检查的
16、员工将面临更高的失业风险,而这些员工通常被认为是中低技能劳动力。BBC 基于剑桥大学学者 Michael Osborne 和 Carl Frey 的数据体系,分析了 365 种职业在未来的“被淘汰概率”,其中需要“大量的重复性劳动”或“由训练即可掌握技能”的职业被机器人取代的概率最高。咨询及量化分析公司牛津经济(Oxford Economics)发布的数据显示,从全球范围来看,当前每个新安装的工业机器人将“消灭”1.6 个制造业工作岗位,其中低技能劳动力密集的地区受机器人普及的影响更大,这类地区的失业率可能是高技能劳动力密集地区的两倍。综上分析,本文提出假说 1:由于自动化技术对低技能劳动力的
17、替代弹性较大,自动化技术的应用将改善下游企业的人力资本结构。(二)异质性自动化技术的作用。不同类型的自动化产品所包含的技术水平相同,与不同技能劳动力之间的替代弹性也不同。因此,企业采购不同类型的自动化产品将对企业人力资本结构产生不同影响。自动化的本质是机器设备、系统或过程(生产和管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断和操纵控制,实现预期目标的过程。Stapleton 和 Webb(2020)认为,自动化技术包括机器人、计算机数控机(CNC)以及柔性制造系统(FMS)。本文参照其做法,将自动化产品分成两类:第一类是以机器人或机械手臂为代表的基础型产
18、品,如机器人、机械手臂和控制仪表等,其广泛应用于喷涂、焊接、搬运、装配和分拣等领域;第二类是以计算机数控机和柔性制造系统为代表的集成型产品,如 PLC、伺服系统、RTU 和工业以太网等,其技术含量较高,可以连接多个基础型产品,并实现智能化或数字化控制,常用于计算机集成制造系统和智能化工厂建设等。基础型自动化产品可以实现基本的“机器换人”需求,但尚未与高技能劳动力形成互补关系。因此,这类产品的使用将减少企业对低技能劳动力的需求。考虑到基础型自动化产品同样可以提升企业生产效率,在获得更多利润的前提下,企业有动力进一步扩大生产规模,增加自动化投入,并雇用更多的低技能劳动力(即促进效应)。因此,基础型
19、自动化产品的应用对下游企业低技能劳动力的影响可能是不确定的。相比而言,集成型自动化产品可以连接多个基础型产品,这可能会减少企业对低技能劳动力的需求,但由于集成型自动化产品的技术含量较高,通常需要企业配备一定技术水平的操作人员,即与高技能劳动力的互补性较强,因此企业对高技能劳动力的需求较大。当前,中国正从“机器换人”向制造过程智能化、数字化转变。智能制造不是简单的“机器换人”过程,而是以自动化、数字化、网络化、智能化等新理念、新技术手段,帮助企业实现更高效、更高质、更低成本的生产与服务。这需要技术操作者既有传统产线的工业制造能力,又了解智能化设备的运用。例如,目前在企业对智能制造配套的人才需求中
20、,排名前两位的岗位分别为产线操作与维护岗位及工艺制订岗位。其中,产线操作与维护岗位需求占比约为35%40%,工艺制订岗位需求占比约为 30%35%。这两个岗位基本上都要求员工具有高技吴一平、陈家和、李鹏飞:自动化技术应用与企业人力资本结构 这类产业链涵盖智能装备(机器人、数控机床、智能传感器和其他自动化装备等)、工业软件(制造执行系统、数据采集与监控系统等)、工业互联网(云技术、大数据、工业以太网、网络安全等)以及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。资料来源:智能制造人才需求到底是怎样的?,英迈工场,2021-06-06。7 能、高学历。企业只有雇用更多与自动化设备相匹配的高技能
21、员工,才能最大程度发挥自动化技术的作用。Dixon 等(2021)研究发现,在雇用更多非管理类员工的同时,企业也更有可能从公司外部聘请职业经理,并开展额外的员工培训,目的是持续提高公司员工的技能水平。综上分析,本文提出假说 2:基础型自动化技术应用改善下游企业人力资本结构的作用不明显,而集成型自动化技术应用有助于改善下游企业的人力资本结构。三、数据来源与模型设定(一)数据来源。为了检验理论假说,本文构建了 20152019 年中国上市公司的一个面板数据集。自动化产品供应商信息主要来源于中国自动化网,该网站收集了 2004 年至今自动化产品供应商的相关信息,包括供应商的名称、入网时间、企业类型和
22、产品类型等。本文使用 Python软件获取了 2021 年 9 月之前入网的所有自动化产品供应商信息,总计 9.6 万余条数据,剔除厂商名称等关键信息缺失的企业之后,共获得 8.8 万家自动化产品供应商的信息。为了识别上市公司应用自动化技术的情况,本文从企查查网站获得上市公司所有供应商的信息,然后将自动化产品供应商名称与上市公司供应商名称进行精准匹配,同时采用人工阅读方法校正误差,最终获得采购自动化产品的上市公司名单。需要指出的是,中国自动化网提供的自动化供应商名录主要为国内厂商,因此本文主要关注来自国内供应商的技术冲击。尽管近些年来国内工业机器人的生产规模不断扩大,但是中国工业机器人行业的进
23、口规模仍然较大,忽略进口自动化技术有可能导致本文高估或者低估国内自动化技术的影响。此外,广义上的人工智能分为三个领域(Agrawal 等,2019),即机器学习或深度学习、超智能机器以及自动化。前两个领域的技术要求相对较高,企业对高学历员工的需求较大。因此,对没有采购自动化产品、但采购其他高技术含量人工智能产品的上市企业而言,其人力资本含量本身处于较高水平。考虑到本文所采用的方法仅能识别出上市公司的供应商中是否有自动化产品供应商,如果将拥有人工智能技术的公司纳入研究样本,则可能会导致估计结果有偏。因此,本文利用企查查网站提供的企业专利数据信息,识别了上市公司及其供应商拥有的人工智能专利数据,将
24、这些企业予以剔除。考虑到公司层面人力资本数据的可得性,本文以 20152019 年中国非金融类 A 股上市公司为研究样本,剔除了样本期内处于异常状况的企业,即 ST 和*ST 企业。此外,本文还剔除了样本期内本身就是自动化产品供应商的上市公司。本文最终获得 2 738 个有效企业样本和 8 562 个“企业年度”观测值。企业层面数据来源于国泰安数据库和万得数据库,城市经济发展信息来源于EPS 城市数据库。(二)模型设定。本文采用以下固定效应模型来考察自动化技术对企业人力资本结构的影响:HCijkt=0+1Automationijkt+2Xit+3Ykt+4Zjt+t+j+k+ijkt(6)20
25、23 年第 7 期 http:/ CSMAR 提供的上市公司前五大供应商数据,而 CSMAR 数据中可准确识别的供应商样本仅占本文供应商样本的 11.84%。同时,在本文的样本中,单一年份内供应商数超过 5 家的样本约占 46.82%。因此,本文所使用的供应商数据更加完整,这能够在最大程度上缓解数据缺失所导致的识别不足问题。一方面,采购国内自动化产品的上市公司也可能采购国外自动化产品,这会高估国内自动化技术应用的影响;另一方面,部分没有采购国内自动化产品的上市公司可能采购了国外自动化产品,而这部分样本在本文中被识别为对照组,这会低估国内自动化技术应用的影响。为此,本文在实证部分提供了相应的稳健
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