基于投入產(chǎn)出表的人工智能產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度研究

梁興輝 張旭冉

摘?要：人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為國(guó)家戰(zhàn)略，測(cè)度人工智能產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)間的關(guān)聯(lián)度，研究其對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的帶動(dòng)作用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合上市公司的人工智能板塊所屬行業(yè)歸類(lèi)和學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中關(guān)于新興產(chǎn)業(yè)的劃分方法，將投入產(chǎn)出表中的軟件及信息技術(shù)服務(wù)等產(chǎn)業(yè)歸為人工智能產(chǎn)業(yè)，基于2012年和2017年投入產(chǎn)出表，測(cè)度人工智能產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度，并提出建議：構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái);充分嵌入其他各產(chǎn)業(yè);實(shí)體經(jīng)濟(jì)主動(dòng)融入人工智能。

關(guān)鍵詞：人工智能產(chǎn)業(yè);產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián);投入產(chǎn)出分析;協(xié)同創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：F223??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Study?on?Correlation?Degree

of?Artificial?Intelligence?Industry?Based?on?InputOutput?Table

Liang?Xinghui?Zhang?Xuran

School?of?Economics?and?Management，Yanshan?University?HebeiQinhuangdao?066000

Abstract：The?development?of?artificial?intelligence?industry?has?become?a?national?strategy?in?China.It?is?of?great?practical?significance?to?measure?the?correlation?degree?between?artificial?intelligence?industry?and?other?industries?and?study?its?driving?effect?on?various?industries?of?national?economy.Combined?with?the?industry?classification?of?the?AI?sector?in?listed?companies?and?the?classification?method?of?emerging?industries?in?academic?literature，the?software?and?information?technology?services?in?the?inputoutput?table?are?classified?as?the?AI?industry，based?on?the?inputoutput?table?in?2012?and?2017，to?measure?the?correlation?of?artificial?intelligence?industry?and?other?industries，and?put?forward?the?suggestion：Build?collaborative?innovation?platform;Fully?embedded?in?other?industries;The?real?economy?actively?integrates?artificial?intelligence.

Keywords：Artificial?intelligence?industry;Industry?associations;Inputoutput?analysis;Collaborative?innovation

一、概述

在治理現(xiàn)代化背景下，人工智能技術(shù)成為現(xiàn)代化治理平臺(tái)的重要支撐。國(guó)家和各地方政府出臺(tái)了多項(xiàng)關(guān)于促進(jìn)人工智能發(fā)展的政策文件，人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速加快。為使人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)揮好戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)功能，應(yīng)重視該產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度。人工智能產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度實(shí)質(zhì)上是該產(chǎn)業(yè)與各產(chǎn)業(yè)部門(mén)間的供求關(guān)系，研究人工智能產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度，有助于該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于人工智能產(chǎn)業(yè)的研究多是專(zhuān)利分析法、圖譜分析法等定性方法。本文則運(yùn)用投入產(chǎn)出法，基于2012年和2017年的投入產(chǎn)出表測(cè)算分析人工智能產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)間的關(guān)聯(lián)度，并提出發(fā)展建議。

二、研究設(shè)計(jì)

投入產(chǎn)出法是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的一種重要模型，一般用來(lái)分析各個(gè)部門(mén)的投入產(chǎn)出關(guān)系。本文的研究思路為：首先，選取國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站2012年和2017年的投入產(chǎn)出表作為數(shù)據(jù)來(lái)源;其次，嘗試解決投入產(chǎn)出表中人工智能產(chǎn)業(yè)部門(mén)的劃分歸類(lèi)問(wèn)題;再次，在引入人工智能產(chǎn)業(yè)分類(lèi)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Excel整理出2012年和2017年的新投入產(chǎn)出表，并經(jīng)MATLAB軟件測(cè)算出人工智能產(chǎn)業(yè)多個(gè)關(guān)聯(lián)度指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;最后，提出相應(yīng)的政策建議。

三、人工智能產(chǎn)業(yè)部門(mén)的劃分

在投入產(chǎn)出表中，人工智能產(chǎn)業(yè)包含哪些國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)？對(duì)此，目前沒(méi)有明確說(shuō)法。本文依據(jù)人工智能板塊在證券市場(chǎng)上涉及行業(yè)所屬?lài)?guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)，再結(jié)合學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中關(guān)于新興產(chǎn)業(yè)的劃分方法，將投入產(chǎn)出表中的一些產(chǎn)業(yè)部門(mén)歸為人工智能產(chǎn)業(yè)。

2012年全國(guó)投入產(chǎn)出表中，共139個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)，其中有13個(gè)可劃分到人工智能產(chǎn)業(yè)：儀器儀表、其他電氣機(jī)械和器材、電子元器件、其他電子設(shè)備、信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)、其他通用設(shè)備（包含機(jī)器人制造業(yè)）、其他專(zhuān)用設(shè)備、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、視聽(tīng)設(shè)備、輸配電及控制設(shè)備、電線(xiàn)、電纜、光纜及電工器材。2017年全國(guó)投入產(chǎn)出表中，共149個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)，可劃歸到人工智能產(chǎn)業(yè)的共16項(xiàng)，在2012年的基礎(chǔ)上增加了廣播電視及衛(wèi)星傳輸服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)服務(wù)3個(gè)部門(mén)。

四、人工智能產(chǎn)業(yè)與前向產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度分析

（一）與前向產(chǎn)業(yè)的直接關(guān)聯(lián)度測(cè)算與比較分析

一般可以用直接分配系數(shù)來(lái)測(cè)算人工智能產(chǎn)業(yè)與前向關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)之間的直接關(guān)聯(lián)度。計(jì)算公式為：

dij=xijXi（i，j=1，2，…，n）（1）

式（1）中，xij是第i部門(mén)投入第j部門(mén)中間使用的產(chǎn)值，Xi是第i部門(mén)的總產(chǎn)出。

經(jīng)計(jì)算人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)各部門(mén)的直接分配系數(shù)知，2012年人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備等8個(gè)行業(yè)的前向關(guān)聯(lián)度較高，較大程度地推動(dòng)了這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與2012年相比，2017年的金融業(yè)直接前向關(guān)聯(lián)程度在排名上明顯提高，說(shuō)明人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)金融業(yè)等產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)作用增強(qiáng)。在2012年，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備業(yè)的直接分配系數(shù)分別是0.0516、0.0282。而在2017年，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備業(yè)的直接分配系數(shù)分別是0.0570、0.0263，這都表明了人工智能產(chǎn)業(yè)會(huì)不同程度地推動(dòng)以上行業(yè)的發(fā)展。

（二）與前向產(chǎn)業(yè)的完全關(guān)聯(lián)度測(cè)算與比較分析

完全分配系數(shù)是在之前計(jì)算出來(lái)的直接分配系數(shù)的基礎(chǔ)上，借助于單位矩陣以及相關(guān)逆矩陣計(jì)算而得。其計(jì)算公式如下：

W=（I-D）-1-I（2）

式（2）中，W為完全分配系數(shù)矩陣，D為直接分配系數(shù)矩陣。

經(jīng)計(jì)算可得，2012年，人工智能產(chǎn)業(yè)前向關(guān)聯(lián)程度較大的前幾個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)是建筑業(yè)、金屬冶煉、壓延和金屬制品業(yè)以及交通運(yùn)輸設(shè)備行業(yè)，完全分配系數(shù)分別為0.1825、01348、0.1118。與2012年相比，2017年人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)建筑業(yè)、科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)業(yè)、公共管理、衛(wèi)生和社會(huì)工作部門(mén)等行業(yè)的前向關(guān)聯(lián)程度增加。

（三）人工智能產(chǎn)業(yè)的感應(yīng)度及感應(yīng)度系數(shù)

感應(yīng)度反映出來(lái)的是人工智能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品作為其他產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中所需的中間產(chǎn)品。其計(jì)算公式為：

Ei=∑nj=1Xij1n∑ni=1∑nj=1Xij（i，j=1，2，…，n）（3）

式（3）中，xij為完全分配系數(shù)矩陣的元素。

感應(yīng)度這個(gè)指標(biāo)一般以1為臨界值。經(jīng)計(jì)算，2012年和2017年的人工智能產(chǎn)業(yè)的感應(yīng)度系數(shù)分別為1.067882、1.085429，都是大于臨界值1的。由此可見(jiàn)，其他產(chǎn)業(yè)對(duì)于人工智能這一產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的需求水平比較高，且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

五、人工智能產(chǎn)業(yè)與后向產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度分析

（一）與后向產(chǎn)業(yè)的直接關(guān)聯(lián)度測(cè)算與比較分析

與后向產(chǎn)業(yè)的直接關(guān)聯(lián)度通常用直接消耗系數(shù)來(lái)衡量，計(jì)算公式如下：

aij=xijXj（i，j=1，2，…，n）（4）

式（4）中，xij是生產(chǎn)第j部門(mén)產(chǎn)品所消耗的第i部門(mén)的產(chǎn)品價(jià)值量;Xj是第j部門(mén)的總產(chǎn)出。

經(jīng)計(jì)算可知：人工智能產(chǎn)業(yè)自身的直接消耗系數(shù)較高，2012年為0.371125，是其直接消耗排第二位的金屬冶煉、壓延和金屬制品行業(yè)的2.7倍;到2017年則增加到43倍。這一方面是因?yàn)橥度氘a(chǎn)出表中人工智能產(chǎn)業(yè)自身包括的行業(yè)部門(mén)較多，另一方面也表明人工智能產(chǎn)業(yè)內(nèi)部需求大大高于外部。另外，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的需求大于虛擬經(jīng)濟(jì)。在2012年和2017年，人工智能產(chǎn)業(yè)除去自身需求，對(duì)金屬冶煉、壓延和制品行業(yè)的需求都是最高的，分別為0.1372和0.091。

（二）與后向產(chǎn)業(yè)的完全關(guān)聯(lián)度測(cè)算與比較分析

完全消耗系數(shù)是對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)間的直接聯(lián)系和間接聯(lián)系進(jìn)行完整衡量的一個(gè)指標(biāo)。其計(jì)算公式如下：

B=（I-A）-1-I（5）

式（5）中，B為完全消耗系數(shù)矩陣，A為直接消耗系數(shù)矩陣，I為與A同階的單位矩陣。

經(jīng)計(jì)算完全消耗系數(shù)，可得出結(jié)論：

（1）人工智能產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部循環(huán)明顯大于外部循環(huán)。人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)自身的完全消耗系數(shù)明顯高于其他產(chǎn)業(yè)，完全分配系數(shù)也高于其他產(chǎn)業(yè)，這表明該產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部循環(huán)大于外部循環(huán)。主要原因是人工智能產(chǎn)業(yè)本身覆蓋了十幾個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)，相對(duì)于其他單一或少數(shù)合并而成的部門(mén)占比更大。

（2）人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的綜合帶動(dòng)作用明顯大于直接帶動(dòng)作用。以金屬冶煉、壓延和制品行業(yè)為例，2012年，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)該產(chǎn)業(yè)的直接消耗系數(shù)是對(duì)自身的直接消耗系數(shù)為36.98%，而完全消耗系數(shù)的這一比例為65.8%。2017年，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)金屬冶煉、壓延和制品行業(yè)的直接消耗系數(shù)是對(duì)自身的直接消耗系數(shù)為2311%，而完全消耗系數(shù)的這一比例則38.34%。

（三）人工智能產(chǎn)業(yè)的影響力及影響力系數(shù)

影響力系數(shù)反映人工智能產(chǎn)業(yè)增加一單位的最終產(chǎn)品時(shí)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門(mén)產(chǎn)生的生產(chǎn)需求波及程度。計(jì)算公式如下：

Fj=∑mi=1b-ij1/m*∑mi=1∑mj=1b-ij（i，j=1，2，…，m）（6）

式（6）中，F(xiàn)j表示產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)，∑mi=1b-ij是里昂惕夫逆矩陣的第j列之和。

經(jīng)計(jì)算，2012年、2017年人工智能產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)分別為1.196126、1.166119。由此可見(jiàn)，人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)其他部門(mén)的影響程度均超過(guò)了社會(huì)平均影響力水平，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用是比較明顯的。該產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)>感應(yīng)度>1，根據(jù)赫希曼判別標(biāo)準(zhǔn)可判斷人工智能產(chǎn)業(yè)為敏感關(guān)聯(lián)型產(chǎn)業(yè)，且該產(chǎn)業(yè)對(duì)其上游產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)作用大于對(duì)其下游產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)作用。

六、人工智能產(chǎn)業(yè)與中間產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度分析

（一）人工智能產(chǎn)業(yè)的中間需求率

中間需求率的計(jì)算公式如下：

Gi=∑nj=1xij∑nj=1xij+Yi（i=1，2，…，n）（7）

式（7）中，Gi是各產(chǎn)業(yè)部門(mén)對(duì)第i產(chǎn)業(yè)部門(mén)產(chǎn)品的中間需求率;∑nj=1xij是各產(chǎn)業(yè)部門(mén)對(duì)第i產(chǎn)業(yè)部門(mén)產(chǎn)品的中間需求和;Yi是第i產(chǎn)業(yè)部門(mén)產(chǎn)品的最終需求部分。

經(jīng)計(jì)算，得出2012年和2017年人工智能產(chǎn)業(yè)的中間需求率分別為0.694972、0.712235，說(shuō)明該產(chǎn)業(yè)的中間需求率較高，中間產(chǎn)品性質(zhì)較為明顯。此外，通常把中間需求率超過(guò)50%的第三產(chǎn)業(yè)歸類(lèi)為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，而2012年和2017年人工智能產(chǎn)業(yè)中間需求率都明顯高于50%，故人工智能產(chǎn)業(yè)初步判斷為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)。

（二）人工智能產(chǎn)業(yè)的中間投入率

中間投入率的計(jì)算公式如下：

Fj=∑ni=1xij∑nj=1+Dj+Nj（j=1，2，…，n）（8）

式（8）中，∑ni=1xij是各產(chǎn)業(yè)部門(mén)對(duì)第j產(chǎn)業(yè)部門(mén)的中間投入總和;Dj是第j產(chǎn)業(yè)部門(mén)一年內(nèi)的折舊費(fèi)總和;Nj是第j產(chǎn)業(yè)部門(mén)創(chuàng)造的價(jià)值。

經(jīng)計(jì)算，得出2012年和2017年的人工智能產(chǎn)業(yè)的中間投入率分別為0.770032、0.726935，說(shuō)明該產(chǎn)業(yè)的中間投入率較高，離不開(kāi)其他產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的支持。

七、發(fā)展建議

（1）人工智能產(chǎn)業(yè)要牢牢把握新發(fā)展理念，同時(shí)注重人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的構(gòu)建。一方面，積極支撐推進(jìn)落實(shí)新基建、響應(yīng)現(xiàn)代化城市治理等政策，與物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計(jì)算等產(chǎn)業(yè)交織協(xié)作，加快形成數(shù)字化技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。另一方面，人工智能產(chǎn)業(yè)處于初級(jí)階段，政府、企業(yè)和高校要積極構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，除鼓勵(lì)人工智能產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的協(xié)同創(chuàng)新外，還要探究人工智能產(chǎn)業(yè)與關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)間的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，以推動(dòng)人工智能產(chǎn)業(yè)更好更快的發(fā)展。

（2）人工智能產(chǎn)業(yè)需充分嵌入其他各產(chǎn)業(yè)。人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)其自身消耗系數(shù)遠(yuǎn)大于對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的消耗系數(shù)，且人工智能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品分配使用在自身生產(chǎn)用途上的比重遠(yuǎn)大于分配到其他產(chǎn)業(yè)的比重。因此，人工智能產(chǎn)業(yè)還需要充分嵌入其他各個(gè)產(chǎn)業(yè)中去，才能充分發(fā)揮其在經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展中的帶動(dòng)作用。

（3）實(shí)體經(jīng)濟(jì)需主動(dòng)融入人工智能，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。穩(wěn)定的實(shí)體經(jīng)濟(jì)可為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有利支撐，而人工智能也會(huì)為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。此外，要注意提升人工智能產(chǎn)業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)，同時(shí)增加上游相關(guān)產(chǎn)品的供給數(shù)量，以擴(kuò)大人工智能產(chǎn)業(yè)的外部需求。

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基金項(xiàng)目：河北省科技計(jì)劃軟科學(xué)研究專(zhuān)項(xiàng)“河北視角下推進(jìn)京津冀協(xié)同創(chuàng)新的體制機(jī)制及重大政策設(shè)計(jì)研究”，項(xiàng)目編號(hào)：20557601D

作者簡(jiǎn)介：梁興輝（1968—?），男，貴州石阡人，博士，副教授，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、區(qū)域經(jīng)濟(jì);張旭冉（1997—?），女，河北深州人，碩士，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)。