气候风险与工业机器人应用

来源:《系统工程理论与实践》 时间:2026-03-12

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图源百度

摘要:全球变暖加剧引致的极端天气事件频发对经济高质量发展构成严峻挑战. 作为智能制造体系的关键技术载体, 工业机器人的兴起为企业应对气候挑战带来了新的机遇. 本文基于动态能力理论, 利用 2016–2023 年中国沪深 A 股制造业上市公司数据, 探讨了气候风险对工业机器人应用的影响. 研究发现: 1) 气候风险能促进工业机器人应用, 且该结论在一系列稳健性检验后依旧成立. 2) 在影响机制方面, 气候风险通过要素替代效应与战略期权效应推动企业应用工业机器人. 3) 异质性分析发现, 气候风险对工业机器人应用的积极影响在民营企业、大规模企业、沿海地区企业、高碳排放强度企业与高竞争行业企业中更加显著. 本文的研究为有效应对气候风险, 推动生产流程的智能化转型提供了微观证据, 也为推进智能制造战略布局、推动经济高质量发展提供了有益启示.

关键词:气候风险;工业机器人应用;要素替代效应;战略期权效应

一、研究背景与意义

工业革命以来,生产力的提高创造了巨大的物质财富,促进了人类文明的进步并为全社会带来了福祉。然而,人类活动产生的大量温室气体也加剧了全球变暖的进程,由此引发的暴雨、高温、干旱等极端气候事件在全球范围内频繁发生,给受灾地区造成了严重的人员伤亡、财产损失和基础设施损坏。如何应对全球气候变化引发的连锁反应成为全球治理的核心议题。中国作为一个负责任的大国积极主张应对全球气候问题。第四次工业革命后,以工业机器人为代表的智能化技术正重塑产业生态。现代化的工业机器人集成嵌入了人工智能、大数据、物联网等多种前沿智能技术,有助于提高工作效率、优化资源配置、创新生产模式,并在企业提质降本增效的过程中发挥着重要作用。基于此,探究工业机器人在气候风险治理中的赋能作用,对加速推进智能制造与绿色发展深度融合,实现“双碳”目标与经济高质量发展协同共进有着重要的现实意义。

动态能力理论认为企业在不确定性环境中需要通过资源重构实现可持续的竞争优势。技术变革加速下,数字技术已经成为企业构建动态能力的重要资源。工业机器人在危险、有毒、有害以及极端恶劣的工作环境中的作业与单一、重复的任务中具有独特优势。在气候风险威胁下,企业有动机部署与应用工业机器人构建动态适应能力。一方面,气候风险威胁着劳动力健康与生产率,显著提升了劳动力要素价格。企业通过部署耐受极端环境的工业机器人,能够将脆弱的劳动力要素转化为稳定的技术资本要素。另一方面,气候风险加剧资产估值波动与融资约束,导致经营不确定性提升,削弱了资源调配效率。此时,作为一种灵活性资产,工业机器人能够大幅提高生产效率和产品质量,使企业保留产能调整的主动权,实现更为高效、稳定的生产运营。

然而,工业机器人的技术适配过程面临着多重摩擦成本的制约。劳动力粘性导致的组织刚性可能会延缓资源重构,引入机器人解雇员工的过程会为企业带来更高的舆论压力和经济成本。此外,高额的沉没成本也考验着企业的风险承受阈值。工业机器人的采购、安装和调试需要高昂的资本投入。企业不仅需要重新调整原有的基础设施,还需要招聘和培训员工以保证有效集成和利用工业机器人技术。此时,出于节约成本考虑,面临气候风险的企业更可能会限制应用工业机器人。目前鲜有文献从技术应用角度考虑气候风险的应对方式,多集中于从经济后果考察气候风险带来的不利影响。在此基础上,本文基于动态能力视角考察气候风险对工业机器人应用的微观机制,既是一个具有研究张力的话题,又为气候风险如何影响企业的决策治理提供新的思路。

二、主要内容

本文以2016至2023年中国沪深A股制造业上市公司为研究样本,结合国际机器人联合协会(IFR)发布的中国工业机器人存量数据以及企业层面的气候风险微观数据,研究了气候风险上升对工业机器人应用的影响、作用机制及其异质性。研究发现:第一,气候风险对工业机器人应用发挥促进作用。第二,气候风险通过要素替代效应和战略期权效应驱动企业应用工业机器人。第三,在民营企业、大规模企业、沿海地区企业、高碳排放强度企业与高竞争行业企业中,气候风险对工业机器人应用的促进作用更为显著。

三、主要结论及政策建议

本文基于2016至2023年中国沪深两市A股制造业上市公司数据,实证检验了气候风险对工业机器人应用的影响。研究结果表明:气候风险促进了工业机器人应用。经过一系列内生性和稳健性检验后,该结论依然成立。机制分析表明,气候风险提高了劳动力要素价格与经营不确定性,通过要素替代效应与战略期权效应倒逼企业应用工业机器人。异质性分析表明,气候风险对工业机器人应用的促进效应在民营企业、大规模企业、沿海地区企业、高碳排放强度企业与高竞争行业企业中更为显著。基于以上研究结论,本文提出以下对策建议:

第一,企业应建立气候适应导向的技术响应体系。气候风险常态化趋势下,企业应立足动态能力理论,将气候因素纳入战略决策框架,强化工业机器人应用的微观动力。首先,企业应构建科学的气候风险评估系统。基于大数据量化测算气候风险指标,评估气候风险对生产流程的潜在影响,在高气候风险暴露环节中优先应用工业机器人,以降低停工损失与人力风险暴露。其次,企业应制定气候冲击下技术响应的中长期目标。应积极响应智能制造政策,持续增加工业机器人投资,通过分阶段技术替代构建全流程自动化网络。此外,企业还应完善技术应用配套体系。通过员工技能转型培训,设立机器人运营维修部门等战略调整,实现人机协同的平稳过渡,加强数实深度融合助推经济高质量发展。

第二,行业协会、产业联盟等社群主体应发挥资源整合功能。各社群主体应贯彻落实链长制产业链协作治理政策,引导产业链上下游协同升级,提升全链条抗风险能力。首先,社群主体应突破传统服务边界,牵头搭建跨区域跨行业的技术协作平台。通过建立气候风险数据库,整合成员企业的灾害损失案例、设备故障记录等数据,开发风险预警共享系统,构建协同创新生态,强化产业链气候韧性。其次,社群主体应推动成员共建工业机器人设计与应用的标准化体系,通过统一技术标准与设备兼容改造,使不同品牌的工业机器人无缝接入现有生产系统,从而有效破解技术协同障碍,提高工业机器人部署的效率与广度。最后,还应持续深化产学研协同创新,推动校企合作,联合高校建立定向人才培养体系,为企业输送复合型技术人才,加快实现工业机器人技术在不同风险场景下的应用。

第三,政府应构建多层次政策支持体系。应通过多维政策激励支持推广工业机器人应用,提升产业气候适应能力。其一,政府应向企业提供气候适应性技术转型补贴,配套绿色信贷优惠与税收抵免政策,根据企业气候风险等级给予差异性补贴,同步激发国有企业技术响应活力与民营企业转型动力。其二,政府应持续引导大型企业发挥示范效应,加大对工业机器人等气候适应性技术的研发投入,推动产业链上下游企业的协同转型,同时为中小企业提供更多的要素支持,提升其应对气候风险的能力。其三,政府应实施差异化规制策略,激发不同行业的技术转型动力。在高竞争行业中,通过政府采购牵引技术升级,激励行业内技术竞赛。在低竞争行业中,通过将研发投入纳入反垄断审查,打破垄断企业的创新惰性。

四、边际贡献与未来拓展

本文边际贡献如下。

第一,已有研究大多关注气候风险对宏观层面的劳动条件与报酬、经济效益等方面的影响。有关气候风险在微观企业层面的影响多集中于企业资本结构、融资、股票定价、企业创新、违规行为等方面。鲜有文献从工业机器人这一智能制造技术讨论气候风险的经济后果。本文基于动态能力理论,为技术进步背景下企业如何应对气候风险的实践提供了新的视角,有助于更全面地理解应用智能化技术对经济可持续发展的重要性。

第二,现有研究主要关注了工业机器人应用的经济后果,探讨了工业机器人应用对劳动资本率、全要素生产率等多方面的经济作用。部分文献也多从“高校扩招”、最低工资标准等宏观政策角度探讨应用工业机器人的影响因素。本文深入探讨了气候风险对工业机器人应用的影响与作用渠道,丰富了工业机器人应用影响因素的研究,为加快推进智能制造并实现经济高质量发展提供了新的理论视角与实证依据。

第三,当前极端气候事件频发,气候风险显著提升,严重威胁了经济与社会的发展。基于加快实现“双碳”目标与推进智能制造的现实背景,本文深入探究气候风险对工业机器人应用的影响与微观机制,为企业防范气候风险、政府制定技术发展政策、推动经济高质量与可持续发展的实践提供了决策依据和政策启示。


本文摘编自《系统工程理论与实践》2025年,第45卷,第12期论文气候风险与工业机器人应用(点击题目链接全文)

作者:田沃1, 博士研究生, 研究方向: 数字经济, 公司财务;解维敏1,2,*(通信作者), 教授, 博士生导师, 研究方向: 公司财务, 企业创新

      1. 东北财经大学 会计学院, 大连 116025

      2. 东北财经大学 数字经济研究院, 大连 116025

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