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區(qū)域制造業(yè)集群的辨識--以北京市制造業(yè)為例
產(chǎn)業(yè)集群定義為相互關聯(lián)的1群產(chǎn)業(yè)在特定地理空間的集中[1]。理論上，相關產(chǎn)業(yè)的空間集聚是1種內(nèi)在要求，因為集群中的企業(yè)通過與其他相關企業(yè)的分工協(xié)作獲得成本優(yōu)勢[2]。企業(yè)內(nèi)部規(guī)模經(jīng)濟和外部經(jīng)濟是產(chǎn)業(yè)集群的驅(qū)動力，產(chǎn)業(yè)的技術與市場聯(lián)系是產(chǎn)業(yè)集群形成的必要條件。產(chǎn)業(yè)集群與產(chǎn)業(yè)競爭力直接關聯(lián)，提供了1種介于企業(yè)與區(qū)域之間的組織形式，并可以將基礎與非基礎部門納入?yún)^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，為決策者所青睞[3]。許多區(qū)域的經(jīng)濟政策也逐漸從扶持個別產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向培育產(chǎn)業(yè)集群。
近幾年，國內(nèi)發(fā)表了大量有關產(chǎn)業(yè)或企業(yè)集群理論的綜述[4，5]；1些研究將產(chǎn)業(yè)集群定位為1種區(qū)域發(fā)展理論，因為產(chǎn)業(yè)集群強調(diào)區(qū)域分工的重要性，也突出了發(fā)揮區(qū)域內(nèi)各種資源整合能力的作用，尤其是技術進步與創(chuàng)新的作用[6～8]；也有1些案例研究，如計算機相關產(chǎn)業(yè)集群的研究[6，9～11]，河南虞城縣鋼卷尺企業(yè)集群的研究[12]，這些案例研究將產(chǎn)業(yè)集群定義為1個產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)在1定區(qū)域內(nèi)的集聚，對區(qū)域產(chǎn)業(yè)之間的功能聯(lián)系重視不夠。區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群辨識方法研究還處在探討階段，主要以定性研究為主。在實際操作中，辨別產(chǎn)業(yè)集群最常用的方法是“產(chǎn)業(yè)認知法(Industry Perception Method)”[13]，第1步是計算區(qū)域內(nèi)各產(chǎn)業(yè)的區(qū)位商，并根據(jù)其大小對產(chǎn)業(yè)進行排序。然后基于研究者的產(chǎn)業(yè)知識及其對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構的了解將產(chǎn)業(yè)初步歸類為集群。最后通過對產(chǎn)業(yè)內(nèi)主要公司進行訪談確認產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系，從而認定對集群判斷的正確性。IPM過分依賴專家的經(jīng)驗和知識，容易被區(qū)域內(nèi)占主導地位的企業(yè)所誤導，這種主觀判斷的產(chǎn)業(yè)集群給區(qū)域間的比較帶來困難，因此在產(chǎn)業(yè)集群的辨別上非常有必要引入科學的定量方法。
產(chǎn)業(yè)間功能聯(lián)系構成產(chǎn)業(yè)集群的必要條件，許多辨別集群的定量方法都源于投入產(chǎn)出表，如圖譜分析法和多因素聚類分析等。Campbell[14] 和Slater[15] 利用圖譜方法分析區(qū)域產(chǎn)業(yè)之間的關聯(lián)并將聯(lián)系程度超過1定門檻的每對產(chǎn)業(yè)用箭頭連接，在此基礎上辨別區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群。多因素聚類分析是比較成熟的方法，但在產(chǎn)業(yè)集群辯識研究中用得不多，主要原因是這種方法將不同產(chǎn)業(yè)歸納到不同的集群，這與現(xiàn)實不吻合，因為許多產(chǎn)業(yè)可能屬于多個集群。1些研究采用主成分分析法來辨識產(chǎn)業(yè)集群[16～20]。主成分分析可以將顯著關聯(lián)的變量聚集到1個因子上，減少信息的重疊。投入產(chǎn)出表中產(chǎn)業(yè)間價值流信息存在顯著的重復，根據(jù)投入產(chǎn)出表可構建反映某個產(chǎn)業(yè)的中間投入或中間銷售的行業(yè)結(jié)構，因此可采用主成分分析將具有相似經(jīng)濟技術聯(lián)系的產(chǎn)業(yè)組合成因子，每個因子反映產(chǎn)業(yè)間價值流的行業(yè)結(jié)構，提取出來的因子成為構造產(chǎn)業(yè)集群的基礎，每個產(chǎn)業(yè)集群中存在若干個聯(lián)系強度各異的產(chǎn)業(yè)鏈。
1 產(chǎn)業(yè)集群辨識方法——主成分分析及其發(fā)展
產(chǎn)業(yè)間功能聯(lián)系是產(chǎn)業(yè)集群的必要條件，1個區(qū)域的投入產(chǎn)出表反映產(chǎn)業(yè)之間的技術與市場聯(lián)系，因此可依據(jù)區(qū)域投入產(chǎn)出表來辨識區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群。區(qū)域投入產(chǎn)出關系表述為如下兩個等式：基于產(chǎn)出的關系式：
附圖
基于投入的關系式：
附圖
式中，X[，i]為產(chǎn)業(yè)i的總產(chǎn)出額，X[，j]為產(chǎn)業(yè)j的總投入額；x[，ij]為產(chǎn)業(yè)i到產(chǎn)業(yè)j的銷售額，亦x[，ij]為產(chǎn)業(yè)j從產(chǎn)業(yè)i購買的投入額；y[，ik]為最終部門k對產(chǎn)業(yè)i的最終需求額，E[，i]為產(chǎn)業(yè)i的區(qū)域外銷售額；V[，j]為產(chǎn)業(yè)j的增加值，M[，j]為產(chǎn)業(yè)j從區(qū)域外進口額。
首先，基于投入產(chǎn)出表構造反映產(chǎn)業(yè)間功能聯(lián)系的矩陣。1997年北京市投入產(chǎn)出表中總共有124個部門，這里僅其中的74個制造業(yè)部門。產(chǎn)業(yè)的總中間投入和中間銷售以p和s表示，產(chǎn)業(yè)i和j間的功能聯(lián)系可表示為如下2個系數(shù)：
附圖
式中，，a[，ij]表示產(chǎn)業(yè)j從i購買的中間投入占產(chǎn)業(yè)j的總中間投入的比重，a[，ij]系數(shù)較大說明產(chǎn)業(yè)j強烈依賴產(chǎn)業(yè)i提供中間投入；b[，ij]表示產(chǎn)業(yè)i向產(chǎn)業(yè)j的中間銷售額占產(chǎn)業(yè)i的總中間銷售額的比重，b[，ij]系數(shù)較大表明產(chǎn)業(yè)j是產(chǎn)業(yè)i主要市場。a[，ij]構成1個74×74的中間投入矩陣A，b[，ij]構成1個74×74的中間銷售矩陣B[，B]，將矩陣B[，B]轉(zhuǎn)置成矩陣B。矩陣A中每1列表示1個產(chǎn)業(yè)的中間投入行業(yè)結(jié)構，矩陣B中每1列代表1個產(chǎn)業(yè)的中間銷售行業(yè)結(jié)構。矩陣A和B反應北京市制造業(yè)之間的功能聯(lián)系。為了能夠運用主成分分析的方法辨識基于產(chǎn)業(yè)聯(lián)系的集群，需要構造反映產(chǎn)業(yè)功能聯(lián)系的相關矩陣。根據(jù)矩陣A和B，可計算4個相關系數(shù)來全面衡量產(chǎn)業(yè)m和n的投入產(chǎn)出結(jié)構的相似性：R(a[，m]，a[，n])衡量兩產(chǎn)業(yè)中間投入行業(yè)結(jié)構的相似程度；R(b[，m]，b[，n])測量兩個產(chǎn)業(yè)的中間銷售行業(yè)結(jié)構的相似程度；R(a[，m]，b[，n])表示產(chǎn)業(yè)m中間投入的行業(yè)結(jié)構與產(chǎn)業(yè)n中間銷售行業(yè)結(jié)構的相似程度；R(b[，m]，a[，n])衡量產(chǎn)業(yè)m中間銷售的行業(yè)結(jié)構與產(chǎn)業(yè)n的中間投入的行業(yè)結(jié)構的相似程度。對74個產(chǎn)業(yè)中每1對產(chǎn)業(yè)計算上述4個相關系數(shù)，然后取其數(shù)值最大者構成1個新的74×74對稱矩陣C，這個矩陣類似于主成分分析中的原變量的相關矩陣，矩陣中每1個相關系數(shù)反映產(chǎn)業(yè)之間的經(jīng)濟技術聯(lián)系的行業(yè)結(jié)構相似性。C[，mn]表示如下：
C[，mn]=C[，nm]=max[R(a[，m]，a[，n])，R(b[，m]，b[，n])，R(a[，m]，b[，n])，R(b[，m]，a[，n])] (4)
然后將矩陣C分解以求得其特征向量和特征值，并采用主成分分析方法提取因子。主成分分析中的因子反映各產(chǎn)業(yè)間價值流的行業(yè)結(jié)構。由于各個特征值都不相同，且特征值λ[，i]可以按嚴格大小順序排列，因此根據(jù)矩陣C的標準正交化特征向量P可將其分解為：C=PΛP＇，其中，
附圖
λ[，i]為矩陣C的第i個特征值，且有λ[，1]≥λ[，2]≥…≥λ[，74]成立。根據(jù)特征值和特征向量，可以得到因子荷載矩陣：Θ=P(，荷載矩陣表示因子與矩陣C中列的相關程度。為了達到辨識產(chǎn)業(yè)集群的目的，選擇特征值大于1作為因子提取的決策標準，被提取出來的因子成為辨識產(chǎn)業(yè)集群的基礎。為確定每1個集群中的產(chǎn)業(yè)，通常采用方差極大法進行正交旋轉(zhuǎn)將因子荷載差異最大化，根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的荷載矩陣，可以確定各個集群中的產(chǎn)業(yè)。是否將特定產(chǎn)業(yè)歸入1個集群，取決于特定產(chǎn)業(yè)的荷載值，本文將每個因子中荷載值超過0.40的產(chǎn)業(yè)歸入因子。然后根據(jù)產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出關系，構造產(chǎn)業(yè)鏈，最終辨識產(chǎn)業(yè)集群，每個產(chǎn)業(yè)集群中存在若干產(chǎn)業(yè)鏈。
$False$
各產(chǎn)業(yè)在集群內(nèi)中間投入貢獻率和中間銷售貢獻率反應促成該產(chǎn)業(yè)集群形成的核心產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)業(yè)中間投入和中間銷售貢獻率定義如下：
附圖
式中，k為產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的產(chǎn)業(yè)個數(shù)，其它同上。
最后，設計下列指標來衡量集群內(nèi)產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系強度：產(chǎn)業(yè)i在集群內(nèi)的中間銷售比重(L[，si])和中間投入比重(L[，pi])以及集群前向聯(lián)系系數(shù)(L[，F(xiàn)])和后向聯(lián)系系數(shù)(L[，B])。較高的指標值說明集群內(nèi)在功能聯(lián)系緊密。
附圖
2 北京市制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群
基于北京市1997投入產(chǎn)出表中74個制造業(yè)間價值流信息，采用主成分分析方法，根據(jù)特征值大于1的標準，提取14個因子，采用方差極大化方法旋轉(zhuǎn)后的主成分分析結(jié)果見表1。
表1 方差極大方法正交旋轉(zhuǎn)后的主成分結(jié)果
Table 1 Results of factor analysis with Varimax rotation 因子 特征值 解釋方差(％) 累計(％) L[，F(xiàn)] L[，B] 核心投入產(chǎn)業(yè)(％) 核心銷售產(chǎn)業(yè)(％)
1 20.18 27.28 27.28 43.97 54.16 鋼壓延加工(32) 鋼壓延加工(30)
2 8.08 10.93 38.20 32.79 46.59 有機化學產(chǎn)品(38) 有機化學產(chǎn)品(23)
3 7.80 10.54 48.74 47.11 51.27 電子元器件(59) 其它電子通信設備(23)
4 5.73 7.75 56.49 71.77 47.59 棉毛紡織業(yè)(76) 服裝(53)
5 3.35 4.52 61.02 12.27 23.19 造紙及紙制品(70) 造紙及紙制品(38)
6 3.15 4.26 65.27 42.66 28.17 毛紡織業(yè)(64) 毛紡織業(yè)(57)
7 3.09 4.17 69.45 28.19 35.16 金見屬制品業(yè)(44) 金屬制品業(yè)(52)
8 2.89 3.90 73.35 44.82 33.88 汽車制造業(yè)(76) 汽車制造業(yè)(72)
9 2.58 3.49 76.83 78.26 50.13 糧油飼料加工(83) 糧油飼料加工(74)
10 2.28 3.08 79.92 15.95 29.96 耐火材料與水泥(56) 水泥制品(59)
11 1.53 2.06 81.98 33.15 20.31 肉類蛋類加工(92) 肉類蛋類加工(90)
12 1.50 2.03 84.01 57.38 67.65 電子計算機制造(75) 電子計算機制造(89)
13 1.44 1.94 85.95 69.56 43.13 毛紡織業(yè)(67) 毛紡織業(yè)(69)
14 1.41 1.90 87.85 6.79 9.28 石油加工(75) 石油加工(56)
14個因子累計解釋87.85％的總方差，根據(jù)荷載大于0.40的標準將不同產(chǎn)業(yè)歸入集群，每個集群中有2～30個產(chǎn)業(yè)不等。根據(jù)產(chǎn)業(yè)的集群內(nèi)中間投入貢獻率，每個集群都有明顯的核心產(chǎn)業(yè)，這個核心產(chǎn)業(yè)對集群的中間投入貢獻率從32％到92％，中間銷售貢獻率從23％到90％，足以說明產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)核心產(chǎn)業(yè)的凝聚力。從集群前向和后向聯(lián)系系數(shù)來看，絕大多數(shù)產(chǎn)業(yè)集群的群內(nèi)采購或銷售比重超過其總中間投入或銷售的3分之1，有些甚至超過70％，如以棉毛紡織業(yè)為核心產(chǎn)業(yè)的集群在群內(nèi)的中間銷售占其總中間銷售的72％，而集群內(nèi)的中間投入也達48％(表2)。
表2 北京3個代表性制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群及其產(chǎn)業(yè)構成(1997)
Table2 Three selected industrial clusters and their sector compositions in Beijing(1997) 鋼壓延加工集群1 荷載 L[，s] L[，p] 鋼壓延加工集群1 荷載 L[，s] L[，p]
煤炭采選 0.83 40.35 20.52 鍋爐及原動機制造 0.92 90.11 70.39
[1]
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