“一带一路”工业机器人贸易网络特征及演化机制.pdf
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1、43工业机器人贸易网络特征及演化机制带一路科技与产业“一带一路”工业机器人贸易网络特征及演化机制贺胜兵2,许宸昊,周华蓉1.2(1.湖南科技大学商学院,湖南湘潭411201;2.湖南省战略性新兴产业研究基地,湖南湘潭411201)摘要:基于2 0 0 2 一2 0 19 年双边贸易数据,分析“一带一路”工业机器人贸易网络特征及演化机制。研究发现:贸易网络存在区域异质性,呈现典型的“核心一边缘”空间结构。网络节点地位演化稳中有变,亚洲成为“一带一路”工业机器人贸易网络的核心,并形成以中国为枢纽的多极化格局。内生机制检验表明,互惠结构效应驱动节点对积极展开互惠贸易;负向扩张结构效应促使出度明星节点
2、抑制依附节点数量的增加;传递闭合结构效应推动网络产生传递闭合三角,形成贸易集群;时间结构效应既保持贸易关系相对稳定,又促进新关系的形成。经济体量、工业就业占比、制造业技术水平和人力资本水平产生发送(接收)者效应,地理、语言和贸易组织邻近有利于促进贸易合作。“一带一路”倡议实施后,内生结构效应和节点趋同效应出现明显变化。关键词:“一带一路”倡议;工业机器人;贸易网络结构;演化机制;TERGM中图分类号:F062.9;F061.5文献标识码:A文章编号:10 0 5-0 56 6(2 0 2 3)0 6-0 0 43-13Research on characteristics and evolut
3、ion mechanism of industrialrobots trade network among the Belt and Road countriesHE Shengbing-2,XU Chenhao,ZHOU Huarong1,2(1.School of Business,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201,China;2.Strategic Emerging Industries Research Base of Hunan Province,Xiangtan 411201,China)Abstr
4、act:Based on the bilateral trade data from 2002 to 2019,this paper investigates the characteristics and evolutionmechanism of the industrial robots trade network of the Belt and Road.The study finds that there exists regionalheterogeneity in the trade network,showing a typical core-periphery structu
5、re.The node status of the network is evolvingsteadily while changing.Asia has developed into the“core of the industrial robots trade network,and forms a multi-polarization pattern with China as the hub.The endogenous mechanism test shows that the reciprocity structure effectdrives node pairs to acti
6、vely engage in reciprocal trade;the negative expansion structure effect drives outdegree starnodes to inhibit the increase of dependent nodes;the transitive closure structure effect drives the network to producetransitive closure triangle,promoting the formation of trade clusters;the time dependence
7、 effect not only maintains therelative stability of trade relations,but also promotes the formation of new relations.The economy volume,industrialemployment proportion,manufacturing technology level and human capital level have the sender(receiver)effect,Geographical,linguistic and trade organizatio
8、n proximity promote trade cooperation.Since the implementation of the Belt收稿日期:2 0 2 2-10-13修回日期:2 0 2 3-0 4-2 8基金项目:国家社会科学基金重大招标项目“共生理论视角下中国与一带一路国家间产业转移模式与路径研究”(17 ZDA046);国家自然科学基金面上项目“中美贸易摩擦背景下一带一路 区域生产网络的演变机理、动态模拟及调控政策研究”(7 19 7 30 41)。作者简介:贺胜兵(19 7 7 一),男,湖北枝江人,博士,湖南科技大学商学院教授,研究方向为区域经济、产业经济。44中国
9、软科学2 0 2 3年第6 期and Road Initiative,the endogenous structure effect and convergence effect of nodes have changed significantly.Key words:the belt and road initiative;industrial robots;trade network structure;evolution mechanism;TERGM工业机器人是智能制造的基础装备,是各国推动实体经济高质量发展的重要支撑。发达国家实施“再工业化”战略,把工业机器人作为推进制造业复兴和维
10、持高科技产业断地位的重要抓手。对发展中国家而言,工业机器人是在产业升级的窗口期内实现制造业从人力密集型生产向自动化、智能化生产转型的关键装备。据国际机器人联合会(IFR)统计,2 0 2 1年全球工业机器人密度达到每万名工人141台,新安装数量同比增长31%,达到51.7 3万台。近年来,“一带一路”沿线国家逐步深化工业机器人贸易合作,数据显示2013一2 0 2 0 年沿线国家工业机器人贸易额超过670亿美元。其中,中国对其他国家贸易额超过280亿美元,年均增长率达10.3%。在当前中国加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局背景下,发展“一带一路”贸易合作对于打造更高
11、质量、更有韧性、更加安全的外循环十分关键。“一带一路”工业机器人贸易网络具有怎样的特征?贸易网络演变的原因是什么?“一带一路”倡议对工业机器人贸易网络演进产生了怎样的影响?科学回答这些问题,对于促进“一带一路”工业机器人贸易,加强跨国产业链供应链合作具有十分重要的现实意义。国内外学者围绕使用工业机器人所带来的提高生产效率 1-2 、改进产品质量 3-4、降低生产成本 2.5、替代人力劳动 6-7 等效应展开了大量研究。有学者考察了工业机器人进出口贸易问题 8-9 。近年来,社会网络分析法被广泛运用于贸易网络研究。一类是从静态视角出发,描述网络拓扑结构特征,使用二次指派程序(QAP)分析网络演化
12、的外生影响因素,以及使用指数随机图模型(ERGM)考察网络内生结构,研究不同区域、不同行业的贸易网络结构特征及其影响因素10-1。李丫等 11使用19 9 8 2 0 17 年世界工业机器人贸易数据,运用QAP方法研究贸易网络。但是,这些静态分析方法忽视了网络间的相关性,难以准确分析网络的动态演化机制。另一类是从动态视角构建模型。其中,TERGM将多期网络视为整体,考虑不同时期的网络相关性,克服了静态方法的局限性,提升了模型的解释能力,能够更好地揭示贸易网络的形成和演化机制 16-18 。工业机器人产业是发展势头强劲、规模迅速扩大的成长性产业,现有文献主要基于静态视角考察工业机器人贸易网络,具
13、有明显的局限性。相比于已有研究,本文可能的边际贡献在于:一是运用社会网络分析法把加权度、聚类系数等整体网络统计指标与Pagerank指数等网络节点统计指标相结合,准确刻画“一带一路”工业机器人贸易网络的结构特征。二是将内生结构效应、节点属性和协变量网络置于同一分析框架,采用TERGM分析贸易网络演化的内生机制和影响因素,弥补了传统计量分析法忽视关系变量和静态ERGM忽视不同时期网络相关性的不足。在此基础上,提出促进一带一路”工业机器人贸易合作的政策建议。一、研究设计(一)“一带一路”工业机器人贸易概况2002一2 0 2 0 年,一带一路”国家间工业机器人贸易规模大幅增长。2 0 0 2 年,
14、区域工业机器人贸易总额仅为11.42 亿美元,至2 0 2 0 年已经增长到16 0.36 亿美元。其中,2 0 0 2 2 0 0 8 年的工业机器人贸易总额年均增长率达35.46%。受全球金融危机影响,2 0 0 9 年贸易总额大幅下滑,出现了-19.10%的负增长,在经过短暂调整后自2 0 10 年起恢复整体上升趋势。2 0 132 0 2 0 年,工业机器人贸易总额的年均增长率为8.48%。从贸易进口数据来看,中国是“一带一路”最大的工业机器人进口国,2 0 132 0 2 0 年进口贸易额从12.3亿美元增长到2 5.57 亿美元,连续8 年位居首位,韩国紧随其后。越南、新加坡、泰国
15、、马数据来源于CEPII数据库,http:/www.cepi.fr/。作者根据CEPI-BACI数据对150 个共建“一带一路”国家的贸易数据进行整理分析。45带一路”工业机器人贸易网络特征及演化机制科技与产业来西亚、印度尼西亚等东南亚国家和意大利、俄罗斯、奥地利等欧洲国家常年位居“一带一路”工业机器人进口贸易额前10 位。在贸易出口额方面,韩国是“一带一路”最大的工业机器人出口国,年均出口额超过16 亿美元,其次是中国,年均出口额达到15.36 亿美元,新加坡的年均出口额为10.55亿美元,位列第三。意大利、奥地利、波兰、卢森堡、捷克等欧洲国家也是“一带一路”区域重要的出口来源地,平均每年的
16、出口总额超过区域出口总额的2 0%。中国一贯高度重视发展机器人产业,中国制造2 0 2 5明确将机器人作为重点发展领域。工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电器行业等领域。近年来,在需求牵引、技术突破、政策引导的共同作用下,中国机器人产业发展取得了长足进步。一方面,发那科、ABB、安川、库卡等国际机器人龙头企业加强部署中国本地化研发和生产,更加深度地融人中国市场;另一方面,埃夫特、埃斯顿、极智嘉、新松等国产机器人企业快速发展并积极进行全球化布局,减速器、伺服电机等核心零部件企业成功进入国际龙头企业供应链体系。在贸易进口方面,2013一2 0 2 0 年,韩国、新加坡
17、和意大利是中国在“一带一路区域内排名前三位的工业机器人进口来源地。近年来,由于产业链成本优势叠加工程师红利的驱动,中国机器人产业已逐渐从国产替代阶段发展到海外拓展阶段。在贸易出口方面,越南、韩国、新加坡、泰国、俄罗斯、马来西亚、印度尼西亚是同期中国工业机器人出口额较大的国家。根据应用场景的不同,可将工业机器人划分为3类 15】:面向生产的工业机器人(HS编码8 42 48 9、851521、8 51531、8 48 6 40、8 5158 0),服务生产的工业机器人(8 42 8 9 0)和其他多功能机器人(8 47 9 50)。总的来看,中国在服务生产的机器人和其他多功能机器人贸易方面保持着
18、较大的进出口优势,但是在面向生产的工业机器人市场表现较弱,存在较大贸易逆差。2 0 2 0 年,“一带一路”服务生产的机器人贸易总额达15.37 亿美元,中国的出口额为4.27亿美元,接近韩国和意大利的总额,此类工业机器人的前5位进口国分别是俄罗斯、中国、泰国、印度尼西亚、波兰;其他多功能机器人贸易总额为6.7亿美元,中国(1.6 2 亿美元)、意大利(1.0 7 亿美元)、越南(1亿美元)、韩国(0.8 7 亿美元)是主要出口国;面向生产的工业机器人贸易总额58.12亿美元,其中中国的区域内进口额为2 2.18 亿美元,出口额为13.44亿美元,出口额低于韩国(15.6 8 亿美元)和新加坡
19、(14.9 亿美元)。(二)贸易网络构建由于部分国家工业机器人贸易数据缺失,为确保数据的完备性、连续性、一致性,这里提取20022019年贸易总额在2 0 0 0 万美元以上的8 4个国家的双边贸易数据,其贸易额超过150 个共建“一带一路”国家贸易总额的9 5%,具有较好的代表性。工业机器人贸易网络是由8 4个节点国家及其贸易关系所构成,用G=(V,A,E,W)表示。G表示有向加权的复杂网络。V=ui,U2,unl(n=l,2,,8 4)是每个时期的节点集合,表示参与工业机器人贸易的国家。A=aijl(i=1,2,8 4;j=1,2,8 4)是每个时期的邻接矩阵,表示两国间的贸易关系存在与否
20、。为了排除过于细小的、不重要的贸易关系干扰,更准确地抓住工业机器人贸易的主要特征,对贸易矩阵设置阈值,仅保留每一年各国大于5万美元贸易额的贸易关系。因此,当i国对j国的出口额大于5万美元时,;,=1;反之;j=0。E是每个时期国家的边集合,表示存在的贸易关系,发出连边的国家为“出口国”,被指向8 4个“一带一路”国家分别是:安哥拉,科特迪瓦,喀麦隆,刚果布,阿尔及利亚,埃及,埃塞俄比亚,加纳,肯尼亚,利比亚,摩洛哥,莫桑比克,纳米比亚,尼日利亚,塞内加尔,突尼斯,坦桑尼亚,乌干达,南非,赞比亚,津巴布韦,阿尔巴尼亚,奥地利,保加利亚,塞普洛斯,捷克,爱沙尼亚,希腊,克罗地亚,匈牙利,意大利,立
21、陶宛,卢森堡,拉脱维亚,摩尔多瓦,马耳他,波兰,葡萄牙,罗马尼亚,俄罗斯,斯洛伐克,斯洛文尼亚,乌克兰,阿联酋,亚美尼亚,孟加拉国,巴林,文莱,中国,印度尼西亚,伊朗,哈萨克斯坦,吉尔吉斯斯坦,柬埔寨,韩国,科威特,老挝,斯里兰卡,缅甸,蒙古,马来西亚,巴基斯坦,菲律宾,卡塔尔,沙特阿拉伯,新加坡,叙利亚,泰国,土耳其,越南,也门,哥斯达黎加,古巴,巴拿马,萨尔瓦多,阿根廷,玻利维亚,智利,厄瓜多尔,秘鲁,乌拉圭,委内瑞拉,新西兰,巴布亚新几内亚。46中国软科学2 0 2 3年第6 期的国家为“进口国”。W=wij(i=1,2,8 4;j=1,2,,8 4)是每个时期的边权重矩阵,用i国和i国
22、之间的进出口贸易额表示。(三)贸易网络分析框架1.整体网络指标为了更好地诠释整体网络结构的演化情况,本文选取的指标包括:密度、节点平均度、平均加权度、全局聚类系数、平均路径和网络直径。其中,密度是网络中实际存在的边数与可能容纳的边数上限的比值,节点平均度是各节点的度数平均值,二者均表示节点关系的疏密程度。平均加权度是各节点的加权度总和与两倍节点数的比值,表示网络中的节点联系强度。平均路径是各节点间最短路径之和的平均值,表示某节点“抵达”其他节点的平均距离。全局聚类系数是网络中闭合三元组数量和所有连通三元组数量的比值,表示网络节点的集聚程度。网络直径是任意两个节点间所有连通路径中距离最长的一条,
23、当直径不超过6 时,表示网络具有“小世界”特征 19 ,各节点较容易产生联系。2.网络节点指标在分析网络节点地位演化方面,选取的指标包括:Pagerank指数、中介中心度、接近中心度。Pagerank指数在计算节点地位时纳人边权重,因此一国的贸易地位不仅体现出贸易伙伴国的数量,也包括伙伴国自身的网络地位和往来的贸易规模,相比传统的度数中心度可以进行更客观全面的分析。Pagerank指数越大表明该节点在网络中越重要。中介中心度表示节点能够在多大程度上控制其他节点之间的联系,体现节点的“中介”和“桥梁”作用。接近中心度衡量某一节点与其他节点产生“直接联系”的程度,用一个节点到所有其他节点的最短路径
24、累加后的倒数表示。(四)TERGM模型ERGM可用马尔可夫链蒙特卡洛极大似然估计法(MCMCMLE)估计模型参数,并通过诊断、仿真、拟合检验等步骤不断对模型进行修正,使得模拟网络无限趋近于观测网络。ERGM的一般形式可以用概率分布函数表示:exp(Z e,h,(n)P(N=nI 0)(1)C假设存在一个复杂网络,其代表网络中所有节点关系的邻接矩阵集合为N,n=n;表示集合中的任一邻接矩阵,P(N=nI)表示在条件下,n在集合N中出现的概率;C是标准化常数,以确保网络构局的形成符合概率分布特征;9 表示影响网络关系形成的相关结构效应和属性;h,(n)是用以表示q的代理变量,包括内生结构变量、节点
25、属性、外生网络协变量等;0,则是各项变量所对应的估计参数。TERGM在式(1)的基础上加人时间依赖性,综合考虑第t期的观测网络n、滞后1期到k期的观测网络n-1.nk,得到基于离散时间的k阶马尔可夫相关的模型,即网络构局在第t期形成的概率:P(N=nI Nt-.Nt-1,0)=exp,h,(n.n)1(2)C(0,nt-kn式(2)表明第t期的网络构局是在前k期的网络演化基础上形成的。通过计算联合概率,可以确定k阶马尔可夫相关的网络时间序列的概率分布:TP(.I.N,)I(NI.=k+1Nt-1,0)(3)二、工业机器人贸易网络结构特征及其演变情况(一)贸易网络可视化图1是基于Gephi软件的
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