制造业信息化基本问题及信息化效用的实证分析1.doc

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1、精品论文大集合制造业信息化基本问题及信息化效用的实证分析1董乡萍 东南大学经济管理学院,南京(211189) E-mail: 摘要:本文系统回顾和总结了制造业信息化的基本问题,阐述了制造业信息化、新型制造 业、新型工业化的内在机理,提出了在区分信息化两种不同属性的基础上把制造业信息化研究纳入新型制造业分析框架的构想,并基于“成果倒逼”理念,借助新型制造业评价指标体系, 结合产业关联理论,首次对我国省际制造业信息化效用进行了实证分析。基于新型制造业评价指标体系的我国省际制造业信息化效用实证结果表明,制造业信息化效用排名靠前的省市 均为东部沿海省份。关键词:制造业信息化,新型制造业,主成分分析 中

2、图分类号:F7201. 引言十六大报告提出走新型工业化道路,强调“信息化带动工业化”的发展方针,这是我国首 次正式从国家层面阐述信息化和工业化的关系。十七大报告又进一步提出“信息化和工业化 融合发展”的方针。据清华大学教授肖田园 1的观点,中国“863 计划”中 CIMS(Computer Integrated Manufacturing System 的缩写,即计算机集成制造系统)项目的启动标志着中国制 造业信息化的开端。“九五”、“十五”制造业信息化建设的初级阶段,信息化基础软件工具、 硬件设施以及网络建设初步得到普及。2008 年 3 月,“中华人民共和国工业和信息化部”组建,这一举措将

3、从体制上帮助推动 中国制造业信息化快速发展。科技部则指出,我国“十一五”制造业信息化科技工程已经在31 个省、市、区全面启动,计划总经费 50 亿元,其中国家每年投入 2.5 亿元,地方每年计 划投入 7.5 亿元以上。通过这一工程,我国将出现 10 家以上数字化综合集成应用示范集团 企业、300 家设计制造数字化和经营管理信息化集成应用企业,并带动 1000 家企业开展设 计制造数字化和经营管理信息化工作。可见,政策上,制造业信息化得到了各个层面决策者的高度重视,对其扶持和鼓励的政 策力度前所未有;实践上,制造业信息化各项工作在各区域和各行业扎实而有效地推进。然 而在学术界,制造业信息化的研

4、究却没有受到应有的重视,目前已公开发表的诸多成果多集 中在理工科类期刊,经济类和管理类对制造业信息化的研究还乏善可陈。本文就是对制造业 信息化的基本问题进行界定和分析,并将制造业信息化效用的研究纳入“新型制造业”分析。2. 制造业信息化相关理论研究“信息化”和“制造业信息化”是两个并不被国际上普遍接受的概念。信息化一词最初来源 于日语的“Johokao”,英语中没有很精确的单词与之对应。因此,对于制造业信息化的研究 很难找到精准的国外研究成果进行综述和分析。1 本课题得到国家自然科学基金“基于资源约束与自主创新的中国制造业发展研究”(70573045)和清华 大学人文社会科学重点研究基地“清华

5、大学技术创新研究中心”资助。- 1 -2.1 概念的界定对某一研究对象从各自角度给出不同的定义在学术界是司空见惯的现象,开展研究时罗 列所有的定义既无必要也无可能。考虑到研究目的和影响力,本文选取最具有代表性的定义 进行综述。“信息”。“信息”究竟是什么?不同的学者给出的定义莫衷一是。在比较有影响力的定义 中,美国科学家申农2认为“信息是关于环境事实的可以通讯的知识,是人们对外界事务的 某种了解和知识”;OECD3在以知识为基础的经济中认为“信息是一般知识的 know-how 和 know-why 的范畴”。国内较早对此开展研究的中国人民大学的陈禹4教授认为“信息就是 传递中的知识差(degr

6、ee of knowledge)”。“信息化”。学术界5普遍认为,最权威的“信息化”定义是 1963 年 1 月由日本社会学家梅 棹忠夫在其发表的信息产业论中首次提出的。其实,最先注意到信息化现象的是西方理 论界,并对其展开了全面研究,比如马克卢普“知识产业”概念的提出,为信息化的研究提供 了必要的理论营养。国内对“信息化”研究取得卓越成果的李京文6院士提出,“信息化是通 信现代化、计算机化和行为合理化的总称,同时还是使信息增加值在国民生产总值中的比重 逐步上升直至占主导地位的过程。”“制造业信息化”。“制造业信息化”是一个具有国情特色的术语,因为首先“信息化”本身 还不是一个国际上普遍接受的

7、概念,其次它是一个结合了具体行业的术语。而在已经公开发表的文献中,大体可以总结出如下四类定义。第一类来自官方文件和讲话,从政府推动的角度认为“制造业信息化以制造业信息化工程为载体,组织实施以数字化设计、数字化加工、 数字化管理、数字化装备和数字化企业为主要内容的制造业信息化工程”7;第二类是一些 从事信息化具体技术攻关的科学家从制造业流程的角度给出的定义,可以表述为“制造业信 息化是各制造业企业通过信息手段实现设计、生产和营销的集成和协同”1;第三类是一些 理论学者给出的定义,具有代表性的是“制造业信息化是制造业企业从经营、生产、管理和 产品开发的实际需求出发、量力而行实现信息化进而达到整个制

8、造业实现信息化的过程,其 最终目标是提升制造业的竞争能力”8;第四类是一些企业经营者从企业运营的角度给出的 一些朴素的认识,大致可以表述为“信息化就是企业实现 ERP 管理的过程”。显然,对于“制造业信息化”究竟是什么的问题上,“官”、“产”、“学”、“研”四个主体的 认识不一致。造成这种现象的主要原因是多方面的。首先实践上,我国正处于工业化中期阶 段,却面临信息化的挑战,以“信息化带动工业化”没有先例可循;其次理论上,学术界对于 制造业信息化的理论研究远远跟不上实践的需要,引言中已提及,政策层面、操作层面对于 制造业信息化已经逐渐到位,而相关的理论研究却滞后,制造业信息化问题很多机理亟待研

9、究;最后,发达国家是在工业化的基础上实现信息化的,目前已经在朝智能化的方向发展, 而在我国,信息化的起步较国外而言比较晚,理论和实践的双重滞后,是导致意见难统一的 重要原因。我们认为,“信息化”与“制造业信息化”属两个不同层级的概念。“信息化”的题中之义, 应包括两个部分,一是以信息化带动通讯和计算机技术、航天技术、生物制药技术等为代表 的高新技术行业的发展,从而实现“信息产业”本身的巨大发展,即强调“信息产业自身的发 展”;二是推动“信息化”技术充分运用到其他行业,帮助其他行业提升设计、管理和经营的 效率,即强调“信息化技术的应用”。我们定义“制造业信息化”时,显然更应侧重第二个角度, 即“

10、应用”的角度。所以本文认为,“制造业信息化”是以市场和客户需求为导向,通过信息化- 10 -技术的运用实现企业内外资源优化配置,实现企业、行业、区域的信息流、物流、资金流、价值流的有机集成和协同,形成新的技术创新动力,从而加快实现新型工业化的过程。2.2 制造业信息化研究现状截至 2008 年 9 月 29 日,笔者在中国期刊网上以“制造业信息化”为篇名关键词模糊搜索 的结果显示有 1043 篇文献(如果在分类中设定按“核心期刊”,而不是“全部期刊”进行搜索, 则结果显示只有 279 篇文献)。这 1043 篇文献中,中国制造业信息化杂志占 155 篇、微型机与应用占 53 篇。 这些文献中,

11、具有较强学术性的研究成果少之又少,大多是领导讲话、行业会议信息、描述信息化的战略意义以及一般性的缺乏数据支撑和实证的介绍性文章。其次,90%的这些 文献发表于工程类、技术类、机械类杂志期刊,文献的讨论重点在于一些技术和工程的应用 问题;传统意义上的经济类、管理类、社会类的期刊中绝少有“制造业信息化”的学术成果, 而这些为数不多的学术成果则集中在制造业信息化对于发展制造业的重要意义、阐述制造业 信息化和新型工业化的交互作用、制造业信息化的测评及指数的计算、制造业信息化软件的 应用研究四个方面。我国硕博学位论文的选题也能看出“制造业信息化”问题的基础性研究没有得到应有的 重视。从中国期刊网的博士论

12、文数据库里只搜索到 3 篇相关的主题论文,其中 2 篇分别侧重 分析某一具体产业和信息化技术;在万方学位论文数据库中,有 26 篇“制造业信息化”主题 的学位论文,其中有 8 篇研究区域信息化规划问题、12 篇研究的重点在信息化工程技术、3 篇集中研究产业信息化,只有 3 篇是阐述制造业信息化的机理,他们分别研究了制造业信息 化的演变模式、与市场的交互机制,以及评价指标体系及指数的计算等。2.3 制造业信息化、新型工业化、新型制造业的机理分析我们在 11 节中对制造业信息化进行了新的定义。可以看到,“应用信息技术”、“实现 集成和协同”、“加快新型工业化”是定义的三个关键词。制造业信息化基本问

13、题的研究显然 需要弄清楚两个问题:一是新型制造业与新型工业化的交互作用,二是制造业信息化和新型 制造业的交互作用。众所周知,中国制造业技术创新能力薄弱,对外技术依存度高,缺乏核心技术自主知识 产权,原创性重大产品极少,制造业多数领域的产品和技术与国外先进国家有相当大的差距。 鉴于此,“新型工业化”概念在十六大报告中首次正式提出。其思路是以信息化带动工业化, 以工业化促进信息化,基本要求是走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染 少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。随后学术界“新型制造业”的概念应运而 生。李廉水教授9首先提出的“新型制造业”就是指依靠科技创新、降低能源消耗、

14、减少环境 污染、增加就业、提高经济效益、提升竞争力、能够实现可持续发展的制造业。对于制造业 产值占整个国民经济产值 70%左右的中国来说,怎么强调制造业在国民经济中的作用都不 过分。所以虽然制造业并不是我国工业的全部,但是这个意义上来说,新型制造业的实现就 意味着新型工业化的实现。制造业信息化则是新型工业化的突破口10,更是新型制造业的灵魂11。制造业信息化 由于集成了电子信息、自动控制、现代管理与生产制造等多项先进技术,能够同时调控物流、 资金流、信息流,促进产品设计的创新、企业管理模式的创新和企业间协作关系的创新,减 少了资源消耗和环境污染,提高了产品质量和劳动生产率;此外,在推进信息化的

15、进程中,信息产业必定得到优先发展,这样才可能实现“信息化带动工业化”的目标,而信息化过程中信息技术的应用,不但可以更好地装备其他行业,同时还可以创造新的行业,比如信息化咨 询行业等,这就有利于发挥我国人力资源的优势。信息化就是通过自身产业的壮大和信息技 术的推广应用得以实现大幅增强制造业的竞争力。可见,制造业信息化的作用机理完满地契 合了新型制造业的发展要求,体现了新型制造业“以人为本、自主创新、环境友好、面向未 来”的发展理念9。ISO/TC184 技术委员会 2002 年提出的制造业信息化三维立体模型有助于 帮助我们更好地理解制造业信息化与新型制造业的交互作用。图 1 制造业信息化三维模型

16、图3. 制造业信息化效用实证分析对于信息化的测评,国际上先后有 8 种较为成熟的测评技术12,包括马克卢普法、波 拉特法、信息化指数法、国际电联指标体系法、国际数据公司法、综合信息产业力度法、信 息化综合指数法、企业信息化评价法等。2001 年,信息产业部、国家信息化推进工作办公 室、中国电子商务协会主持会议并由信息产业部正式公布了国家信息化指标构成方案。 国家信息化测评中心(NIEC)2004 年推出了第一个中国企业信息化评价指数体系,突出“建 设有效益的信息化”。国内学者齐二石13开展了制造业信息化实施能力测评方法的研究与应用,并计算了天 津的制造业信息化指数;王瑛、柴华奇14开创了制造业

17、信息化的多层次熵值综合评级法。 相对于企业信息化、社会信息化和国家信息化等“信息化”的测度已取得的成果,制造业信息 化的测评和实证分析就少得多。归纳上述研究可以发现,设计指标体系、嵌入统计数据、运用技术经济方法进行指数的 计算是主流的、被普遍接受的信息化测评技术。此外,已有的各种测评信息化和计算信息化指数的指标体系,总体上都是“投入型”的,即考察“有”和“无”的区别及程度。而本文借助新型制造业的分析框架,其指标属于“产出型”的,其考察“有”和“优”的区别及程度。借助“产 出型”指标体系进行省际“信息化”效用的实证分析,具有较大的创新意义。3.1 指标体系的设计1.3 节中论述了制造业信息化、新

18、型制造业和新型工业化的内在关系,提出把“制造业信 息化”纳入“新型制造业”的分析框架的构想。这里进一步进行解释。张培刚15先生关于“工业化是一系列基要生产函数连续发生变化的过程”的著名论断,很 好地揭示了在信息化条件下,发展中国家特别是中国这样一个发展中的大国,如何从工业化 走向信息化的实际问题。从表面上看,信息化要带动工业化,把对信息化的实证分析纳入新 型制造业的分析框架,似乎有本末倒置的嫌疑。然而前文述及,本文的制造业信息化定义把 “信息化”区分成了两种不同属性,强调的是其“应用”属性,因此逻辑上可以成立。此外,本文基于“成果倒逼”思维,把制造业信息化的测评指标与新型制造业评价指标有 机统

19、一起来,在新型制造业评价指标思想内核的基础上,根据制造业信息化的个性化要求有 所创新。“成果倒逼”是本文考虑到制造业信息化的基本要求与新型制造业的基本要求一致的前提下提出的。即,制造业信息化与新型制造业的内在基本要求十分类似,提出要减少资源 消耗和环境污染(环境维度)、提高制造业增加值提高劳动生产率(经济维度)、集成运用先进制造技术增强创新能力(科技维度),从而加快实现新型工业化。因此可以认为,这三 个维度作为一种“产出型”的指标,主要反映制造业信息化对制造业产生的经济、科技、环境 效果,最后从所取得的效果上反推各个省份的信息化状况。这一点与已经公布的企业信息化、社会信息化、国家信息化等成果采

20、用的投入型指标反映信息化的进展状况有很大不同,前者 是从已经取得的效果反推信息化的发展,后者则是从信息化投入反映信息化进展。3.2 评价指标选取和解释新型制造业的评价指标体系由李廉水教授首倡,并获得了学术界的普遍认可。根据中国 制造业“新型化”发展导向,在初选 51 个指标的基础上,采用专家调查和数据分析的方法, 构建了一套基于“新型制造业”理念的、由三个主指标、20 个子指标构成的评价制造业发展 程度的指标体系16。本文具体指标的选取参考了中国制造业发展研究报告 200717,所 有数据均来自 2007 年相关年鉴,各个指标的涵义具体可以参考文献 17。表 1 信息化效用的评价指标主指标序号

21、子指标A1制造业工业增加值A2制造业工业增加值占地方 GDP 比重A3制造业效益指数经济创造A4制造业在岗职工劳动生产率A5制造业就业占地方在岗人数比重A6制造业产品销售率B1制造业研发经费支出B2制造业研发经费投入指数B3制造业人均专利申请量科技创新B4研发人员占制造业就业人数比重B5制造业新产品产值率B6制造业引进产品消化吸收指数B7固定资产软化率C1制造业废水排放指数C2单位产值废水排放指数C3制造业废气排放指数环境资源C4单位产值废气排放指数C5制造业固体废物排放指数C6单位产值固体废物排放指数C7单位产值能源消耗指数3.3 实证分析结果借用新型制造业指标体系并代入相关数据计算的结果,

22、很大意义上还只是新型制造业的“新型化”状况,而非制造业信息化的“信息化”效用,所以还需要对数据进行预处理。 处理的办法如下。由于产生问题的根源在于虽然新型制造业与制造业信息化的内在要求基本一致(即基于成果倒逼的基本评价指标体系可以有机统一),但是制造业信息化(信息 产业的发展、信息技术的应用)并不是制造业“新型化”的全部原因,制造业“新型化”还受到 诸如劳动力市场、资本市场和其他技术市场的显著影响。所以,只要考察“信息化”对于制造 业工业的带动系数,然后借此数据对原始数据进行系数化处理,就可以近似地认为评价结果 较为准确地反应了制造业信息化带来的经济、科技、环境效用。产业关联理论揭示了“产业关

23、联的实质是各产业间的供给与需求关系”18。据此,为了测 度信息技术及其产业对制造业工业带动作用的影响系数,本文运用柯布道格拉斯生产函Y = AK L数,并对其加以一定的修改进行回归分析。在柯布道格拉斯生产函数()中,技术进步因子是一个常数(A),它仅能表示在考察期内技术进步的平均作用,而事实上, 随着技术进步的作用不断提高,它在经济增长和结构变动中的作用是不同的。因此可以把它0分解为两个部分,即A = A I ,I 表示社会的信息化水平, 表示信息化水平的产出弹性,A0 表示除去信息化水平以外的其他技术进步因素,这里仍然假设为一个常数19。浙江大学 的余冬筠对这个问题进行了深入的研究并取得了较

24、可信的成果20,该成果表明,经过检验, 各变量对工业产出的解释能力都通过在 1%置信区间的 T 检验,拟合优度达到了 0.9996。具 体来看,信息产业能力(信息化产业产值)指数 I 对工业产出的影响最大,其对数每增加一 个单位引起工业产出提高 0.7029 个单位,相对而言,信息产业渗透(信息化技术应用)的 影响最小,其对数每增加一个单位引起工业产出的提高仅为 0.1133 个单位。本文根据这个 结论对原始数据进行系数化处理。根据多元统计分析方法,通过三大指标集,借助主成分分析方法进行综合评价。运用 SPSS12.0,对系数化处理后的中国各省、自治区、直辖市的 2006 年相关原始数据计算结

25、果 的置信度达到 100%,三大指标集前 4 个主成分的累计方差贡献率分别达到 95.38%、96.28%、97.38%,处理精度能满足要求。西藏和青海由于数据不全未参加排名。表 2 各地区信息化效用主指标综合测评地区经济地区科技地区环境上海1.99上海1上海0.95广东1.23广东0.88广东0.87江苏1.13江苏0.83江苏0.83天津0.97天津0.82天津0.62浙江0.7浙江0.75浙江0.37山东0.62山东0.73山东0.36福建0.6福建0.37福建0.33河南0.42河南0.22河南0.32辽宁0.4辽宁0.06辽宁0.31安徽-0.01安徽0.01安徽0.31河北-0.0

26、6河北-0.06河北0.19湖南-0.1湖南-0.11湖南0.08内蒙古-0.13内蒙古-0.11内蒙古0.08北京-0.14北京-0.11北京0.06云南-0.16云南-0.19云南0.02四川-0.2四川-0.19四川-0.01江西-0.21江西-0.21江西-0.03吉林-0.26吉林-0.21吉林-0.09湖北-0.34湖北-0.23湖北-0.13海南-0.35海南-0.23海南-0.29山西-0.37山西-0.29山西-0.3广西-0.38广西-0.31广西-0.34重庆-0.38重庆-0.37重庆-0.37宁夏-0.44宁夏-0.37宁夏-0.4贵州-0.45贵州-0.41贵州-0

27、.61甘肃-0.5甘肃-0.44甘肃-0.64陕西-0.51陕西-0.55陕西-0.69黑龙江-0.92黑龙江-0.64黑龙江-0.89新疆-1.12新疆1新疆-1.28从省际制造业信息化的经济创造效用总体状况看,呈现“东部强中西部弱”的格局,梯度差异明显,处于前十名中除河南、安徽外均为东部沿海地区。上海、广东、江苏仍保持了相 对较好的发展势头分居三甲,天津延续了快速发展的形式,上升到了第四位,这与滨海新区 的快速发展有很大关系。从省际制造业信息化的科技创新效用看,海南的科技创新综合能力位居第二,主要因为 海南用于消化吸收的经费远高于引进国外技术经费。吉林排名第 9 位,这与它致力于新产品 生

28、产有很大关系。总体而言,实证结果与现状比较吻合。从省际制造业信息化的环境能源保护效用看,东部沿海制造业发展较好的地区,其环境 资源保护能力呈上升态势,特别是北京仍然居首位,这和北京积极保护环境迎接奥运会有极 大的关系。为了便于分析和作图,我们将所有数据指数化,采用 0 到 1 的坐标空间。具体转化的表yi达式如下:=xi min(xi )max(xi ) min(xi ) ,其中 xi 是需要指数化的数据,min( xi )是数列中的最小值,max( xi )是数列中的最大值, yi 是指数化后数据。指数化后结果见下表。表 3 各地区信息化效用指数表地区经济创造科技创新环境资源北 京0.320

29、.891天 津0.670.830.96河 北0.340.060.42山 西0.240.260.3内蒙古0.320.140.29辽 宁0.490.260.57吉 林0.280.430.72黑龙江0.070.280.73上海110.94江苏0.730.530.61浙江0.590.620.74安徽0.360.250.58福建0.560.360.71江西0.290.170.41山东0.560.40.66河南0.50.250.52湖北0.250.170.61湖南0.330.220.44广东0.760.890.72广西0.240.130海南0.250.930.85重庆0.240.850.39四川0.30.

30、330.44贵州0.220.270.17云南0.310.010.53陕西0.20.330.56甘肃0.20.320.6宁夏0.220.20.26新疆000.71通过对各地区制造业信息化效用进行评价,我们可以清晰地把握全国各地区制造业信息化效用水平和发展潜力。最后,综合全部 20 个指标进行主成分处理,结果显示 20 个指标的 相关性完全通过检验,前 8 个主成分变量的累计贡献率达到 89.89%,说明以这 8 个综合变 量反映 20 个指标的信息量达近 90%,各指标的权重比较均衡,置信度检验为 100%,其精 度能满足要求,评价结果本文直接用柱状图直观地表示出来。广西 新疆 云南 宁夏 内蒙

31、古 江西山西甘肃 黑龙江 湖北 陕西河北 湖南 安徽 四川 吉林 海南福建重庆 辽宁 河南山东 北京 浙江 天津 江苏 广东上海-1-0.500.511.5图 2 各地制造业信息化效用柱状图分析发现,排名前 7 的分别是上海、广东、江苏、天津、浙江、北京、山东,都是东部 沿海发达地区,排名后 7 的都是中西部地区,中国区域制造业信息化效用总的基本格局呈东 部信息化效用程度高,中西部信息化效用程度较低的梯度分布格局。可以料见,随着中国制 造业信息化的发展,对于科技创新的倚重与资源环境的保护将越来越显著,暂时落后的省市 要在新型工业化道路上赶超,显然需要在制造业信息化过程中,重点做好科技引领和环境

32、保 护工作。4. 结论本文系统回顾并归纳了制造业信息化的基本问题,阐述了制造业信息化、新型制造业、 新型工业化的内在机理,提出区分信息化两种不同属性的基础上把制造业信息化研究纳入新 型制造业框架的构想,并基于“成果倒逼”理念,借助新型制造业评价指标体系,结合产业关 联系数的研究成果,首次对我国省际制造业“信息化”效用进行了实证分析。研究结果表明, 制造业信息化的研究没有受到学术界应有的重视,制造业信息化的生动实践必然要求学术界及时给出理论支撑。基于新型制造业评价指标体系的我国省际制造业信息化效用实证结果表明,制造业信息化效用排名靠前的省市均位于东部沿海,这与现实情况是一致的。 最后,制造业信息

33、化的大力推进,必将有助于加快实现新型制造业的步伐。在制造业信息化过程中,政府、企业、学者、技术人员需要统筹兼顾,协同发力,共同发挥各自的作用。5. 致谢本文感谢国家自然基金项目“基于资源约束与自主创新的中国制造业发展路径研究”(70573045)和清华大学人文社会科学重点研究基地“清华大学技术创新研究中心”资助。参考文献1 朱超中国制造业信息化之路J航空精密制造技术,2008,1:442 (美)申农通信的数学理论(中译本)M上海:上海译文出版社,1979 3 OECD/GDThe Knowledge-Based Economy, (96) 102, Paris, 1996:224 陈禹信息经济

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37、ews and sums up the fundamental issues of manufacturing industryinformatization as well as the internal mechanism of manufacturing industry informatization, new-concept manufacturing industry, and new industrialization. By sorting informatization into two properties, it brings infornatization into t

38、he analytical framework of new-concept manufacturing industry. With the idea of “outcome in advance”, this paper makes an empirical efficacy of manufacturing industry informatization based on the inter-provincial datas, and the eastern coastal provinces are top in the calculation.Keywords: manufacturing industry informatization; new-concept manufacturing industry; principal component analysis作者简介:董乡萍,男,1985 年生,硕士研究生,主要研究方向是产业技术经济、技术创 新管理。

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