云鹰读书会2023第53期（总第180期）
2023-12-262023年11月28日下午，南开大学经济学院云鹰读书会在圆阶305教室“数字经济与贸易科研训练：理论”课堂上顺利进行，本次读书会由2021级本科生 郑烨佟、罗依璠同学展示Daisuke Adachi的论文“Robots and Wage Polarization：The Effects of Robot Capital by Occupations”, 2023，由国际经济贸易系张洁老师跟进指导。
特别鸣谢
本次云鹰读书会由南开大学国际经济贸易系
系友苏武康博士赞助支持
摘 要
本文构建了一个动态一般均衡模型，该模型包含三个国家（美、日、其他国家）和五种职业类型（常规生产、常规运输、常规其他、服务、抽象），基于工业机器人对不同职业替代程度的差异化，探究工业机器人使用对美国职业和福利之间工资不平等的影响。本文将进口机器人价格的独特数据与职业任务信息相匹配，以衡量按职业使用机器人的成本，结果显示机器人使用成本降低10%导致美国生产和运输职业工资降低1.2%，这表明这些职业具有很强的可替代性。此外，本文从结构上估计，发现在生产和运输职业中，机器人和劳动力之间的替代弹性高于一般资本品，这意味着工业机器人的采用显著影响了美国的工资两极分化。
目录
一、引言
二、数据和程式化事实
三、模型
四、估算
五、反事实冲击
六、结论
01｜引言
工业机器人的使用迅速改变了工厂生产。全球机器人市场以每年12%的速率增长(IFR,2021)。机器人的使用对不同职业的工人产生了异质性影响，进而引发对分配效应的担忧。针对机器人化的潜在危害，政策制定者提出了各种对策，比如对机器人征税。在这些观察结果的推动下，新兴文献估计了机器人渗透对就业的影响（如Acemoglu and Restrepo 2020），以及机器人税的潜在影响(如Humlum 2019)，然而机器人的影响还有很多方面未被探索，例如机器人在每种职业对工人的可替代性。
本文使用日本机器人成本的新数据集，研究了机器人使用程度增加对美国职业和福利之间工资不平等的影响，研究表明机器人成本的降低对美国常规职业的工资和就业产生了不利影响，这表明在一个职业中机器人和工人之间是可替代的，而不是像之前的研究那样揭示了职业之间的可替代性。基于这一事实，本文构造了一个一般均衡模型，考虑机器人在每个职业内替代劳动力，并估计机器人和工人之间具有职业异质性的替代弹性（EoS）。基于该估计模型，本文进行了反事实分析来研究1990年以来美国机器人化的分配效应，以及机器人税对福利的影响。
本文的研究主要与三个方面的文献相关。第一，本文与工业机器人的经济影响研究有关，如Acemoglu 和 Restrepo (2020)与Humlum (2019)。Acemoglu 和 Restrepo (2020)证实，1992-2007年，美国机器人普及率较高的地区，工资和就业增长较低。Humlum (2019)利用企业层面的机器人数据，估计一个开放小国的机器人进口商模型和职业之间的EoS，以找到实际工资对平均职业水平的积极影响，且不同职业之间存在显著异质性。本文通过提供一种适用职业水平机器人成本数据来估计职业内机器人和劳动力之间的EoS的方法来补充这些研究，估计结果揭示了美国机器人和工人的异质可替代性。此外，本文还考虑了大型开放国家的机器人贸易，其中考虑机器人税时引入了贸易条件效应。第二，越来越多的研究关注职业，以了解自动化潜在异质影响(J¨ager, Moll, and Lerch 2016; Cheng 2018;Dinlersoz and Wolf 2018)。其中，Jaimovich et al. (2020)构建了一般均衡模型，研究了自动化对稳态下常规和非常规劳动力市场的影响。对于这篇文献，本文提供了一种工业机器人应用与职业匹配的方法，从而得出了机器人成本的职业水平数据。第三，本文还与估计资本和劳动力之间的EoS的大量文献有关，因为机器人是一种资本品(Arrow et al. 1961;Chirinko 2008; Oberfield and Raval 2014)。虽然文献得出了一组很广泛的估计，但范围的上限似乎在1.5左右(Karabarbounis and Neiman 2014; Hubmer 2023)。因此，本文对生产和运输职业的EoS的估计在3左右，明显高于这个上限。从这个意义上来说，它们突出了机器人和其他资本品之间的主要区别之一：职业工人对机器人的脆弱性。
本文的研究贡献为：首先，本文构建了一个跟踪从日本购买机器人的成本冲击的数据集。其次，建立了一个多国多职业的动态一般均衡模型，该模型以机器人贸易和具有调整成本的内生机器人投资为特征，探究了机器人使用对工资的影响。最后，在估计模型时，从数据集中的日本机器人冲击和模型的近似解中构建了一个隐含的模型最优工具变量，以识别机器人和劳动力之间的替代弹性。
02｜数据和程式化事实
2.1 工业机器人的数据来源
2.2 构建数据集
2.3 程式化事实
03｜模型
该模型的基础是多国多要素的阿明顿模型。它具有以下三个特征：(i) 机器人对工人的特定职业替代弹性EoS。(ii).大型开放经济体中的机器人贸易。(iii).有调整成本的机器人内生投资。
3.1 设置
3.2 一阶近似解
04｜估算
利用第2节中描述的日本机器人冲击和第3节中的一般均衡模型，本文使用来自Adao, Arkolakis, and Esposito (2019)的模型隐含最优工具变量（MOIV）的估计方法。4.1节提供了该模型的细节，4.2节定义了MOIV估计法， 4.3节描述了估计结果，4.4节讨论了自动化冲击与模型拟合的作用。
4.1 将模型引入数据
4.2 估算方法
4.3 估计结果
4.4 自动化冲击与模型拟合的作用
05｜反事实冲击
接下来，将研究关于规范机器人采用的反事实政策的含义。由于对自动化的恐惧，政策制定者已经提议使用机器人税来监管工业机器人。该估计模型提供了对机器人购买征税对不同职业的实际工资和总福利损失的短期和长期影响的答案。
5.1 机器人采用的分布效应
为了研究机器人对工资极化的影响，下图展示了机器人的积累对职业工资分布的影响。左图展示了估计的自动化冲击在基准工资十分位数上的分布,我们发现，自动化冲击对中等工资影响要比工资分布的底层和顶部严重。右图显示了由于机器人冲击而导致的稳态预测的每年工资增长。与中层工资分布的机器人存量的高增长率和机器人与劳动力之间的强替代性相一致，研究发现初始中层工资分布的反事实工资增长率比其他工资分布的反事实工资增长率更负。当在定量分析中区分这两种冲击时，自动化冲击由于任务从劳动力重新分配给机器人而减少了劳动力需求，而日本机器人冲击则增加了机器人库存和劳动力边际产量。
5.2 机器人税对不同职业的影响
为了研究引入机器人税的反事实影响，本节考虑两种税收：一般机器人税（对美国机器人税单方面永久性增加6%）和进口机器人税（只对进口机器人征收33.6%的税）。首先，考察一般机器人税对职业不平等的影响。图中展示了实际职业工资稳态变化的两种场景。在第一种情况下，只用自动化冲击来冲击经济；在第二种情况下，用自动化冲击和机器人税来冲击经济。
左图表明，机器人税对不同职业工资影响有异质性，税收减轻了自动化对常规生产工人与运输工人的负面影响，略微减少了其他职业工人的小额收益；右图只显示了机器人税的动态影响，虽然机器人税的稳态效应是异质性的，但由于机器人资本存量积累调整缓慢，所以这种效应大约在10年后实现。
总的来说，由于机器人税减缓了机器人的采用，它降低了自动化的实际工资效应——经历过重大自动化冲击的职业（例如，常规职业群体的生产和运输）的工人受益于税收，而其他职业的工人则收到了税收的负面影响。
5.3 机器人税与总收入
接下来观察这两种机器人税如何影响美国的实际收入。在左图中，实线跟踪了引入税后20年范围内一般机器人税的实际收入效应。首先，影响幅度很小，其次，短期之内为积极效应，长期为消极影响。为了理解税收在短期对收入的积极影响，将国家收入分解成工资收入、非机器人产品生产商利润、退税收入。由于美国是一个大型经济体，可以影响其他国家生产的机器人价格，所以其机器人税存在贸易条件效应。从而，会减少世界市场上的机器人需求，使均衡价格沿着供应曲线下降，压缩机器人投资成本，增加公司利润，提高实际收入。在进口机器人税的情况下，这种积极效应更强，因为较高的税率会导致进口机器人价格更大幅度的下降。
右图解释了长期条件下税收对实际收入产生不同影响的原因。右图中，实线显示了进口机器人税对机器人库存积累的动态影响。与无税情况相比，机器人税显著减缓了机器人库存的积累，并使机器人的稳态库存减少了9.7%。机器人存量小，降低了企业利润，导致实际收入低。虚线显示了对进口机器人价格的动态影响。在短期内，由于美国需求减少，价格下降，当序贯均衡达到新稳态，美国机器人库存减少，机器人的边际价值更高，而这种增加的边际价值在短期内部分抵消了机器人价格的下降。
06｜结论
本文研究了工业机器人使用增加所带来的分布和总体效应，一共有三个贡献。首先，本文构建了一个跟踪从日本购买机器人的成本冲击的数据集。其次，建立了一个一般均衡模型，该模型以大型开放经济中的机器人贸易和具有调整成本的内生机器人积累为特征。最后，在估计模型时，从数据集中的日本机器人冲击和模型的近似解中构建了一个隐含的模型最优工具变量，以识别机器人和劳动力之间的替代弹性。结果显示：首先，本文对职业内机器人和劳动力之间EoS的估计是不同的，在生产和运输职业中高达3,明显高于对资本品和工人间EoS的估计，揭示了这些职业中工人对机器人适应的特殊敏感性；其次，机器人导致了1990年至2007年美国各职业之间的工资两极分化，机器人税可以在短期内增加美国的实际收入，但由于稳态机器人库存的减少，长期来看会导致收入下降。
文稿：郑烨佟 罗依璠
编辑：冯双婷 程一然
审校：张洁
2023年12月26日