專利食品工業(yè)兩化融合發(fā)展實證分析

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摘要:信息技術在傳統(tǒng)產業(yè)中的應用促進了這些產業(yè)的轉型升級，但不同產業(yè)兩化融合之路各異。本文圍繞食品工業(yè)，從信息技術在食品工業(yè)中的應用出發(fā)，參照《工業(yè)企業(yè)“信息化和工業(yè)化融合”評估規(guī)范（試行）》提出的兩化融合評價框架，基于相關專利，從兩化融合基礎設施投入、融合度、經濟效益和社會效應等方面，運用Granger因果關系模型和VAR脈沖信號響應模型，分析食品工業(yè)兩化融合的經濟效益和社會效益，提出推進食品工業(yè)兩化深度融合，加速食品工業(yè)轉型升級的見解與思路。

關鍵詞：食品工業(yè)；兩化融合；實證分析

1引言

工業(yè)化應用提升了食品工業(yè)的生產自動化水平，提高勞動生產效率，進一步滿足人們對食品日趨多樣性的需求。然而，對食品安全的考慮使得傳統(tǒng)工藝與現代技術的沖突無時不刻地縈繞于食品工業(yè)。進入信息化時代，信息技術與工業(yè)技術的融合發(fā)展孕育著新型的食品工業(yè)生產方式。工業(yè)4.0概念的提出以及工業(yè)化和信息化“兩化融合”的積極推進，為有效解決食品工業(yè)對產業(yè)發(fā)展的需求與社會對食品安全的訴求之間的矛盾提供了新思路、新途徑和新方法。信息化是工業(yè)化之后的一個新階段[1]。信息技術作為一種新型生產力，與傳統(tǒng)工業(yè)融合發(fā)展，通過技術擴散促進傳統(tǒng)工業(yè)的技術進步，進而提高傳統(tǒng)產業(yè)的社會生產力，實現對傳統(tǒng)產業(yè)的升級改造。近年來，我國進入產業(yè)結構調整時期，運用信息技術，提高勞動生產率和資源利用效率，促進科技創(chuàng)新能力，增強產業(yè)的市場競爭力是當前各個行業(yè)所面臨的重大挑戰(zhàn)。在推進信息化與工業(yè)化深度融合的過程中，由于傳統(tǒng)產業(yè)對信息技術的價值意識和運用能力有待提高，而信息技術部門對各個傳統(tǒng)產業(yè)的具體特征也缺乏認識，導致了目前兩者之間所達到的融合水平尚無法產生可推動傳統(tǒng)產業(yè)有效升級的新思維、新動力。而作為傳統(tǒng)產業(yè)之一，食品工業(yè)也同樣面臨這一現象。本文即圍繞我國食品工業(yè)兩化融合現狀，基于我國食品工業(yè)相關專利，計算跨產業(yè)技術融合度；進而采用皮爾遜相關系數模型、格蘭杰因果關系模型和VAR脈沖信號響應模型，對食品工業(yè)兩化融合所產生的經濟效益和社會效益進行實證分析。

2我國食品工業(yè)兩化融合現狀分析

2.1食品工業(yè)應用信息技術現狀

運用中獻專利軟件，檢索并逐條標引與食品工業(yè)信息技術應用的相關專利，共獲得有效專利1182條（截至2013年底）。其中，最早的相關專利申請于1989年。從專利數量時間序列來看，基本符合專利成長曲線特征。將食品產業(yè)按供應鏈可劃分為原料生產、食品加工、物流與服務、裝備制造、質量安全五個環(huán)節(jié)[2]，在原料生產環(huán)節(jié)，信息技術主要應用于農副產品信息管理、農副產品種植與養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控、農副產品品質鑒定等方面。運用于食品原料生產的各種信息技術，是實現食品價值增值的新型保障力量。在食品加工環(huán)節(jié)，信息技術的應用不僅可以提高生產效率，更重要的是，通過加工現場的封閉式設計，可以有效避免食品在加工過程中與外界的接觸，保障食品品質。目前，信息技術在食品加工環(huán)節(jié)主要應用于產品缺陷和異物檢測、加工過程控制、加工配料控制等。食品加工環(huán)節(jié)的信息化，是實現食品產品價值增值的物質保障，是創(chuàng)造新型生產力的源泉。在物流與服務環(huán)節(jié)，信息技術運用于包裝倉儲、物流配送、批發(fā)零售等過程，涉及傳感器技術、識別技術、無線通信技術、過程跟蹤與監(jiān)控技術、智能決策技術等。信息技術是組成食品物流過程信息化管理不可或缺的要素，對實現現代化科學管理和先進的服務方式起到了關鍵的作用。各種信息技術在食品物流和服務過程中各司其職。信息技術應用于倉儲和物流配送，可有效控制品質劣變與物流損耗、信息化監(jiān)控物流過程；通過部署實施配送與銷售管理的智能化系統(tǒng)、實現對物流產品的動態(tài)質量追溯，從而以最低的成本、最優(yōu)質的服務、最快速的反應、最具創(chuàng)新的服務模式，提高邊際收益。在食品裝備制造環(huán)節(jié)，自動控制技術、機電一體化技術、光電技術是食品機械制造領域的前沿技術，這些技術是食品產業(yè)實現創(chuàng)新的根本保證。比如，計算機視覺技術應用于自動在線檢測中；自動控制技術、不規(guī)則固體自動計量技術、電子計量技術等應用于食品包裝裝備制造中等等。伴隨光、機、電技術在食品裝備領域的深入應用，信息技術得到了更大的施展空間，成為推動食品裝備技術創(chuàng)新的嶄新力量。在質量安全環(huán)節(jié)，信息技術主要應用于安全檢測、檢測與預警、可追溯等領域，具體體現在快速檢測技術、可追溯系統(tǒng)等等應用之中。在技術發(fā)展和實際應用過程中，信息技術已經成為“確保食品質量與安全”這條生命線暢通的中堅力量。通過信息技術可進一步實現上述5個環(huán)節(jié)相互之間的協(xié)同創(chuàng)新和發(fā)展。其中，信息技術構建的產供銷集成實現了按訂單生產、按訂單自動排產并自動形成物流供應計劃；進行優(yōu)化排產、動態(tài)調度；覆蓋供應鏈各個業(yè)務環(huán)節(jié)的信息處理與綜合控制；對用戶訂單進行全程跟蹤，實現產品質量全程可追溯。相關技術包括ERP、BI、DW等經營管理平臺技術與系統(tǒng)；MRO、CALS等服務保障平臺技術與系統(tǒng)。具體到食品工業(yè)，則主要表現在供應鏈管理（SCM）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）系統(tǒng)、食品安全可追溯系統(tǒng)（FTS）的應用。

2.2食品工業(yè)兩化融合水平實證分析

2011年，工信部了我國首部“兩化融合”評估規(guī)范《工業(yè)企業(yè)“信息化和工業(yè)化融合評估規(guī)范（試行）》，提出的評估框架如圖3所示。這里，我們參照評估規(guī)范選擇適合行業(yè)分析的指標，分析食品工業(yè)兩化融合水平及其在經濟和社會效益方面的表現。

2.2.1食品工業(yè)信息化基礎建設投入情況分析

2002年，我國食品工業(yè)用于信息技術的投入為72.3億元，2005年上升至123.1億元，但是2007年又下降至94.7億元，2010年又回升至144.9億元。分部門來看，食品工業(yè)企業(yè)對信息技術的投入金額中八成以上用于信息傳輸、計算機服務和軟件等領域，而通信設備、計算機及其他電子設備的投入比重相對較低。但是，從投入金額變化趨勢來看，通信設備、計算機及其他電子設備的投入持續(xù)穩(wěn)定增長，投入金額由2002年的10.1億元穩(wěn)步增長至2010年的24.9億元，復合年均增長率為8.5%；而信息傳輸、計算機服務和軟件方面的投入金額則出現較大的波動，投入金額從2002年的62.6億元增加至2005年的108.2億元后，到2007年卻大幅減少至74.7億元，之后又回升至2010年的120億元。比較食品工業(yè)部門與其他工業(yè)部門對信息產業(yè)投入產出直接消耗系數和完全消耗系數發(fā)現：首先，食品工業(yè)對信息產業(yè)的直接投入水平遠低于工業(yè)部門的整體水平，其中對通信設備、計算機及其他電子設備的直接投入差距更大。其次，食品工業(yè)部門對信息技術服務投資的變化趨勢與其他工業(yè)部門一致，而對信息設備投資的變化趨勢則與其他工業(yè)部門相反，呈持續(xù)下降趨勢。第三，食品工業(yè)部門對通信設備、計算機及其他電子設備與其他投入產品的融合應用水平遠高于其他工業(yè)部門，與其他部門投入品的關聯(lián)度很大。

2.2.2食品工業(yè)兩化融合程度計量分析

Fai、Tunzelmann等學者運用專利數據來衡量產業(yè)的技術融合程度，該方法所獲得的數據能夠較為有效的描述具體行業(yè)與其他行業(yè)的融合程度[3]。因此，本文采用該方法反映食品工業(yè)中信息產業(yè)的融合程度，即使用專利產業(yè)融合度S為衡量依據。其中：PIT表示食品工業(yè)中關鍵領域歷年的專利數；PALL表示食品工業(yè)各關鍵領域中信息技術應用的專利數。該指標介于0~1之間，數值為0時表示食品工業(yè)與信息技術完全沒有融合；數值為1時表示信息技術與食品工業(yè)完全融合。運用公式1計算食品工業(yè)兩化融合度。將相關專利按食品產業(yè)鏈環(huán)節(jié)劃分為原料生產、食品加工、裝備制造、物流服務和質量與安全5個環(huán)節(jié)，分析各個環(huán)節(jié)的信息技術融合程度。

2.2.3食品工業(yè)兩化融合促進經濟效益實證分析

計算兩化融合度（S）與食品工業(yè)產值（Y）之間的皮爾遜相關系數為0.9353，表明兩者之間存在緊密的相關性，并且隨著兩化融合程度的提高，食品工業(yè)產值也相應的有所提高。進而，對兩個變量進行格蘭杰因果關系檢驗。驗證結果顯示（表2），假設條件1在滯后1、2期的F—統(tǒng)計量分別為4.4062、7.6338，表明在95%的概率條件下，拒絕了“產業(yè)融合不是產業(yè)經濟增長的原因”的原假設；假設條件2在滯后3期的F—統(tǒng)計量達到26.2341，表明在90%的概率條件下拒絕了“產業(yè)經濟增長不是產業(yè)融合的原因”原假設。因此，信息技術融合與食品產業(yè)經濟增長之間互為因果關系。其中，產業(yè)技術融合促進了產業(yè)經濟的增長；并在一段時間后，產業(yè)經濟的增長開始反作用于產業(yè)技術的融合。使用VAR模型對兩者進行脈沖響應函數模型檢驗。結果顯示（圖6），食品工業(yè)產值受到信息技術融合度變化后產生的反應。在信息技術融合度發(fā)生變化后的第2年食品工業(yè)產值開始受到影響，并在第3年達到最大值，之后進入漫長的影響衰減期，直到第27年這種影響才完全消失。實證研究結果有力地支持了信息技術融合度的提升能夠有效促進食品工業(yè)的經濟增長的假設，并且這種促進作用是顯著的。根據格蘭杰因果關系和脈沖響應函數模型的檢驗結果，雖然信息技術融合對食品工業(yè)經濟增長的作用要小于資本積累的作用，但是這種影響依然具有持續(xù)性。

2.2.4食品工業(yè)兩化融合促進社會效益實證分析

分別計算兩化融合度（S）與食品企業(yè)平均規(guī)模（A）和兩化融合度（S）與食品工業(yè)單位產值能源消費量（uCEC）之間的相關系數。計算結果表明（見表3），兩化融合度（S）與食品企業(yè)平均規(guī)模（A）之間的相關系數達到0.74，該數值為正，且大于0.7，表明兩個系數之間具有一定的相關性。兩化融合（S）與食品工業(yè)單位產值能源消費量（uCEC）之間的相關系數為-0.97，該數值為負值，且接近于-1，表明S與uCEC之間存在非常強烈的負相關性，即兩化融合程度的提升將有效減少食品工業(yè)單位產值能源消費量。格蘭杰因果驗證結果表明，兩化融合度與企業(yè)平均規(guī)模之間沒有明確的、直接的關系；而兩化融合度（S）與單位產值能源消費量（uCEC）則存在顯著的因果關系（表4）。信息技術融合與食品工業(yè)單位產值能源消費量之間存在顯著的因果關系。其中，食品工業(yè)單位產值能源消費量減少是信息技術融合發(fā)展的一個長期因素；信息技術融合達到一定程度（3年）后，它將成為食品工業(yè)單位產值能源消費量減少的原因之一。

3主要結論

上述計量分析結果表明：

（1）相對于其他工業(yè)部門，食品工業(yè)對信息技術的投入水平不高。食品工業(yè)對信息技術的直接投入金額占整個食品工業(yè)投入品金額的比重波動較大，并呈現出下降的趨勢。與其他工業(yè)部門相比，該行業(yè)信息技術投入水平具有相當大的差距。

（2）食品工業(yè)的兩化融合水平持續(xù)提升，但是各環(huán)節(jié)融合水平差異較大。食品產業(yè)鏈的5個主要環(huán)節(jié)中，物流服務、質量與安全和裝備制造3個環(huán)節(jié)的信息化程度相對較高，而原料生產、食品加工2個環(huán)節(jié)的信息化程度相對較低。2011年，原料生產環(huán)節(jié)的兩化融合度僅為0.002，為食品工業(yè)兩化融合度的約五分之一；而物流服務的兩化融合度達到0.0289，遠高于整體融合度，是原料生產環(huán)節(jié)融合度的13.6倍。

（3）兩化融合對提高食品產業(yè)經濟效益并非立竿見影，需要持續(xù)投入。信息技術對食品工業(yè)經濟的影響并非短期的，一項信息技術的應用及其與食品工業(yè)其他技術的融合將影響今后數十年的部門經濟發(fā)展。

（4）兩化融合對食品產業(yè)資源優(yōu)化的作用不顯著。驗證發(fā)現，兩化融合度與企業(yè)平均規(guī)模之間沒有明確的、直接的關系。由此推斷，信息技術可能通過復雜的中間環(huán)節(jié)，間接地促進了企業(yè)規(guī)模的優(yōu)化發(fā)展。基于上述結論，筆者認為，食品工業(yè)兩化融合發(fā)展研究有必要聚焦兩化融合的經濟效益與社會效益轉化問題，從中觀乃至微觀層面，進一步深入剖析食品工業(yè)自身發(fā)展特點，研究信息化與工業(yè)化融合的發(fā)展路徑和內在機理，形成一系列具有實用性、可操作性的研究成果。根據相關研究，工業(yè)4.0時代的產品生產不再是各個廠商各自為政的碎片化生產模式，而是通過互聯(lián)網技術、通信技術和傳感器技術等下一代信息技術將工廠與社會、工廠與工廠緊密鏈接，構成完整的、有機的體系化生產結構，生產過程日益透明化[4]。從消費者到廠商、直至上下游供應商，各個環(huán)節(jié)上發(fā)生的信息將迅即傳輸至執(zhí)行機構。這一構想對于食品工業(yè)的未來發(fā)展方向具有一定的借鑒意義。通過信息技術與食品工業(yè)的深入融合，使食品生產更具有柔性化，更為透明，逐步形成面向社會化的食品工業(yè)生產道路。因此，當前應著力推進食品產業(yè)集群建設，提高食品企業(yè)規(guī)模，促進食品工業(yè)規(guī)?；a，實現食品產業(yè)間協(xié)同創(chuàng)新，為食品工業(yè)的社會化生產奠定基礎。

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作者：耿昊裔 單位：上海市輕工業(yè)科技情報研究所