智能化改造和數字化轉型是推動(dòng)制造業(yè)轉型升級的主要途徑和手段。我國制造業(yè)的數字化轉型面臨“集成陷阱”和“中小企業(yè)陷阱”二大主要的實(shí)施障礙。通過(guò)分析50家中國獲評的“燈塔工廠(chǎng)”數字化轉型的基本情況，以及在“智改數轉”工作中處于全國領(lǐng)先地位的蘇州市制造業(yè)數字化改造的經(jīng)驗，總結了影響我國實(shí)施制造業(yè)數字化改造的決定因素，并在此基礎上提出了加快我國制造業(yè)數字化改造的具體的政策建議。有效回答了當前“企業(yè)家如何開(kāi)展數字化改造”“地方政府如何開(kāi)展‘智改數轉’全產(chǎn)業(yè)鏈培育工作”這兩大關(guān)切問(wèn)題，對于我國雙循環(huán)發(fā)展格局下實(shí)現工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有非常重要的現實(shí)指導意義。
一、問(wèn)題的提出
在全球產(chǎn)業(yè)鏈重組的基本趨勢和背景下，作為實(shí)體經(jīng)濟主體的制造業(yè)的轉型升級一直是全球各國關(guān)注的最重要的話(huà)題之一，探尋制造業(yè)轉型升級之路也是各國工業(yè)政策經(jīng)久不衰的議題。Gereffi提出了全球價(jià)值鏈升級理論，指出“產(chǎn)業(yè)的轉型升級表現為產(chǎn)品升級、經(jīng)濟活動(dòng)升級、部門(mén)內升級和部門(mén)間升級四個(gè)方面”；Humphrey和Schmitz提出了產(chǎn)業(yè)升級的四種方式：“工藝升級、產(chǎn)品升級、功能升級、跨產(chǎn)業(yè)升級，前三種都是產(chǎn)業(yè)內升級,第四種是產(chǎn)業(yè)間升級”。從全球實(shí)踐來(lái)看，1970—90年代，以豐田生產(chǎn)模式為代表的精益生產(chǎn)、摩托羅拉公司首推的六西格瑪質(zhì)量過(guò)程管理、哈默和錢(qián)皮提出的業(yè)務(wù)流程再造等管理變革，推動(dòng)全球制造業(yè)不斷改善和優(yōu)化經(jīng)營(yíng)效益；20世紀末隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的普及應用逐漸折射到制造業(yè)，在此基礎上2013年以德國為代表提出了以大規模定制為特征的工業(yè)4.0概念。在工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造，“其核心是動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式，關(guān)鍵是信息技術(shù)應用，本質(zhì)是基于‘信息物理系統’來(lái)實(shí)現‘智能工廠(chǎng)’”。
從中國實(shí)踐來(lái)看，改革開(kāi)放后大量落戶(hù)我國的外資制造企業(yè)及其本地配套供應商，在上世紀末本世紀初也陸續實(shí)施了一定的運營(yíng)改善活動(dòng)，但是由于當時(shí)我國的制造業(yè)處于“微笑曲線(xiàn)”的低端，這些運營(yíng)改善并沒(méi)有使得我國實(shí)現在GVC上的轉型升級，與世界制造業(yè)的發(fā)達水平依然存在較大的差異?？紤]到我國加入世界貿易組織后可能面臨的外部競爭壓力，國內許多專(zhuān)家在“入世”前后也提出了國內制造業(yè)的轉型升級問(wèn)題，譬如劉志彪指出，“沿著(zhù)‘微笑曲線(xiàn)’從低端的‘生產(chǎn)’到兩端的‘創(chuàng )新’和‘營(yíng)銷(xiāo)’，逐步從OEM推進(jìn)到ODM再到OBM，需要分階段采取不同的轉型升級措施”；金碚指出中國工業(yè)發(fā)展的一個(gè)突出特點(diǎn)是資源環(huán)境約束的壓力越來(lái)越大。
然而，關(guān)于轉型升級的研究持續了近二十年，為什么沒(méi)有在中國制造業(yè)實(shí)踐發(fā)生質(zhì)的變化？我們認為，一方面，由于受制于全球產(chǎn)業(yè)分工和國內資源條件約束，我國的制造業(yè)整體缺乏轉型升級的自主性；另一方面，我國的制造業(yè)整體處于工業(yè)2.0和工業(yè)3.0之間的水平，尚處于追求效率和規模的粗放型增長(cháng)階段。但是這種困境近十年來(lái)逐漸獲得了扭轉：一方面，我國制造業(yè)增加值從2012年的16.98萬(wàn)億元增加到2021年的31.4萬(wàn)億元，占全球比重從22.5%提高到近30%，持續保持世界第一制造大國地位，同時(shí)成為擁有全球產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)最齊全、產(chǎn)業(yè)體系最完整的制造業(yè)強國；另一方面，我國制造業(yè)發(fā)達的東部地區持續多年的“用工荒”不斷推高了制造業(yè)的用工成本，同時(shí)智能化改造和數字化轉型（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“智改數轉”）所需的軟硬件供應商發(fā)展迅猛，像蘇州、深圳這些制造業(yè)強市又陸續推出工廠(chǎng)數字化改造專(zhuān)項補貼，使得企業(yè)“智改數轉”的實(shí)際成本快速下降，這同步的“一升一降”推動(dòng)更多的企業(yè)高管作出“智改數轉”的決策。
Oztemel等認為工業(yè)4.0定義了一種從機器主導制造向數字制造轉型的方法，由網(wǎng)絡(luò )物理系統、云系統、機器對機器通信、智能工廠(chǎng)、增強現實(shí)和模擬、數據挖掘、物聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)資源規劃和商業(yè)智能、虛擬制造等構成。數字化改造通過(guò)生產(chǎn)設備的互聯(lián)開(kāi)發(fā)了設備的潛力提高了效率；通過(guò)生產(chǎn)運營(yíng)數據的積累和挖掘優(yōu)化了生產(chǎn)和業(yè)務(wù)流程；通過(guò)人工替代實(shí)現了效率和質(zhì)量的提升，損耗和浪費的減少；通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的接入從本質(zhì)上突破了企業(yè)的邊界，極大地促進(jìn)了開(kāi)展端到端的創(chuàng )新服務(wù)模式。當前全球包括我國的實(shí)踐表面，制造業(yè)數字化改造已經(jīng)成為制造業(yè)轉型升級最為有效的途徑。
因此，對制造業(yè)數字化改造障礙、決定因素的研究，將極大地豐富制造業(yè)轉型升級理論、促進(jìn)對轉型升級實(shí)施路徑的深入探索，并從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐上實(shí)現我國制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級。
本文的邊際貢獻在于：根據相關(guān)文獻主要聚焦企業(yè)外部的宏觀(guān)層面、較少具體落實(shí)到對制造業(yè)企業(yè)“智改數轉”的分析的不足，本文加強了對企業(yè)執行層面的研究，即強化了對先進(jìn)企業(yè)數字化改造經(jīng)驗的分析和總結，以及對克服數字化改造障礙推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈數字化水平的培育經(jīng)驗進(jìn)行分析和總結?；趯灿嬍I(yè)4.0示范全球“燈塔工廠(chǎng)”中50家上榜中國工廠(chǎng)的特征分析，以及在工業(yè)發(fā)達城市蘇州開(kāi)展的“智改數轉”專(zhuān)題調研，分別從當前急需的橫向企業(yè)和縱向產(chǎn)業(yè)鏈兩個(gè)視角研究我國制造業(yè)數字化改造的障礙和決定因素，并提出對應的政策建議。
二、制造業(yè)數字化改造的障礙
關(guān)于我國制造業(yè)數字化改造的障礙，國內外學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)的研究：
首先，從制造業(yè)數字化改造的宏觀(guān)環(huán)境來(lái)看，錢(qián)藝文指出，“現階段，我國制造業(yè)承受著(zhù)來(lái)自國內外的雙重壓力。一方面，發(fā)達國家制造業(yè)依靠原始積累，率先進(jìn)行數字化轉型升級，生產(chǎn)成本不斷降低，科技含量不斷提高，致使我國制造業(yè)國際競爭力相對較弱，在全球價(jià)值鏈中存在‘低端鎖定’風(fēng)險；另一方面，隨著(zhù)國內勞動(dòng)力和原材料成本優(yōu)勢衰減‘劉易斯拐點(diǎn)’的到來(lái)致使制造業(yè)原有的粗放式發(fā)展模式受到強烈沖擊”。因此“工信部原副部長(cháng)楊學(xué)山認為，要實(shí)現《中國制造2025》提出的目標任務(wù)，僅有一批大企業(yè)是不夠的，需要各個(gè)行業(yè)80%的產(chǎn)能和80%的企業(yè)都能夠達到制造業(yè)的先進(jìn)水平。但麥肯錫報告又指出：國外一般企業(yè)數字化轉型失敗率為80%?！卑Ｉ芘c工信部國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心合作開(kāi)發(fā)的中國企業(yè)數字轉型指數顯示，中國只有7%的企業(yè)突破業(yè)務(wù)轉型困境，成為轉型領(lǐng)軍者。
其次，從數字化改造企業(yè)的異質(zhì)性研究來(lái)看，Moeuf等對涵蓋中小企業(yè)不同工業(yè)4.0問(wèn)題的現有應用研究進(jìn)行了文獻綜述。結果表明，“中小企業(yè)并沒(méi)有利用所有資源來(lái)實(shí)施工業(yè)4.0，而且往往只限于采用云計算和物聯(lián)網(wǎng)。同樣，中小企業(yè)似乎只采用了工業(yè)4.0概念來(lái)監控工業(yè)過(guò)程，而且在生產(chǎn)計劃領(lǐng)域仍然缺乏實(shí)際應用。
第三，從數字化改造產(chǎn)業(yè)層面來(lái)看，國務(wù)院發(fā)展研究中心“我國數字經(jīng)濟發(fā)展與政策研究”課題組指出，“我國制造業(yè)企業(yè)所處發(fā)展階段參差不齊，其數字化轉型既包括處于較低發(fā)展階段的企業(yè)提高信息化水平，也包括處于較高發(fā)展階段的企業(yè)實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化……缺乏權威的數據標準、數據安全問(wèn)題有待解決、數據開(kāi)放與共享水平有待提高、技術(shù)基礎與信息基礎設施相對薄弱、對就業(yè)將產(chǎn)生嚴峻挑戰等問(wèn)題仍存在，阻礙著(zhù)制造業(yè)數字化轉型進(jìn)一步深入”。
綜上所述，對于制造業(yè)數字化改造障礙的認識，國內外學(xué)者和企業(yè)實(shí)踐者基本達成一致：數字化轉型存在兩大基本矛盾，即集成陷阱和中小企業(yè)陷阱。“所謂‘集成陷阱’是指企業(yè)管理信息的全局優(yōu)化需求與碎片化供給的矛盾。具體表現為企業(yè)在工業(yè)化和信息化融合發(fā)展的初期階段，各個(gè)職能部門(mén)各自搞了許多信息系統，卻鮮見(jiàn)信息系統間的連接與集成，最終成為一個(gè)個(gè)‘信息孤島’”。一般認為，數字化改造只有突破了集成陷阱（突破圖1價(jià)值拐點(diǎn)G），企業(yè)才會(huì )進(jìn)入工業(yè)化和信息化兩化深度融合發(fā)展的高級階段，進(jìn)而進(jìn)入實(shí)質(zhì)性受益階段。而“所謂‘中小企業(yè)陷阱’是指對于廣大中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，由于缺資金、缺人才，對數字化轉型大都抱有‘不敢轉、不愿轉、不能轉、不會(huì )轉、不善轉’的態(tài)度；即使有勇于嘗試者，也大都在沒(méi)有超越前期沉沒(méi)成本（圖1中OF段）、尚未突破“集成陷阱”、數字化改造效果尚未顯現前消耗完了所有的資源?！?/span>
圖1 數字化轉型的基本矛盾:集成陷阱和中小企業(yè)陷阱
通過(guò)上述的回顧還可以發(fā)現：盡管現存的文獻從各個(gè)方面對產(chǎn)業(yè)數字化改造的障礙、影響因素進(jìn)行了研究，但是從整體來(lái)看，主要集中在企業(yè)外部宏觀(guān)層面的分析上，具體落實(shí)到制造業(yè)的“智改數轉”領(lǐng)域，則對于先進(jìn)企業(yè)數字化改造經(jīng)驗的分析和總結、對于克服數字化改造障礙推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈數字化水平的培育經(jīng)驗的分析和總結，都顯得非常單薄，且缺少對企業(yè)執行層面的研究。
2020年11月，中央《國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》中明確提出：要充分發(fā)揮海量數據和豐富應用場(chǎng)景優(yōu)勢，促進(jìn)數字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟深度融合，賦能傳統產(chǎn)業(yè)轉型升級。2022年12月，國務(wù)院發(fā)布的《“十四五”數字經(jīng)濟發(fā)展規劃》指出：大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數字化轉型，要加快企業(yè)數字化轉型升級；全面深化重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)數字化轉型，立足不同產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和差異化需求，推動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)全方位、全鏈條數字化轉型，提高全要素生產(chǎn)率。這兩個(gè)文件的發(fā)布，標志著(zhù)我國制造業(yè)數字改造從前期的理論分析、規劃設計階段進(jìn)入實(shí)質(zhì)性運行和快速發(fā)展階段，因此亟需從企業(yè)視角總結數字化改造的決定因素，為其他尚未開(kāi)展數字化改造的企業(yè)提供示范；亟需從產(chǎn)業(yè)鏈視角分析產(chǎn)業(yè)數字化過(guò)程中面臨的障礙，為各地政府開(kāi)展產(chǎn)業(yè)數字化改造培育工作提供指南；此外，《綱要》中還提出：要鍛造產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈長(cháng)板，立足我國產(chǎn)業(yè)規模優(yōu)勢、配套優(yōu)勢和部分領(lǐng)域先發(fā)優(yōu)勢，打造新興產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化。因此，從企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈層面去解決“智改數轉”工作的中障礙，是中國走出施正榮所提“微笑曲線(xiàn)”中低附加值的低端加工制造困局，實(shí)現研究了20多年的產(chǎn)業(yè)轉型升級的主要抓手，還是中國經(jīng)濟提升國際競爭能力、避免在中國式現代化過(guò)程中落入中等收入陷阱的重要舉措，也是我國提高制造業(yè)人均勞動(dòng)生產(chǎn)效率,實(shí)現工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
但從已經(jīng)開(kāi)展“智改數轉”城市的實(shí)踐來(lái)看，許多制造型企業(yè)往往存在因為缺專(zhuān)業(yè)人才“不敢轉”、缺錢(qián)缺技術(shù)“不愿轉”、設備制式數據標準不統一“不能轉”、缺智能化診斷和后續服務(wù)“不會(huì )轉”、頭部企業(yè)示范引領(lǐng)作用不強，中小企業(yè)缺抓手“不善轉”等實(shí)施障礙；而促成制造業(yè)數字化改造成功的主要決定因素尚不明確，特別是缺乏企業(yè)層面和產(chǎn)業(yè)層面的相關(guān)研究。因此，我們認為當前亟需對我國那些突破業(yè)務(wù)轉型困境，成為數字化改造轉型領(lǐng)軍企業(yè)的特性進(jìn)行分析，并結合已經(jīng)開(kāi)展“智改數轉”城市的實(shí)踐經(jīng)驗教訓，從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈層面來(lái)總結數字化改造的決定因素，并針對現有的轉型障礙提出相應的產(chǎn)業(yè)政策建議。
三、制造業(yè)數字化改造的決定因素
（一）橫向企業(yè)視角的分析：基于50家中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”的特征分析
2018年達沃斯世界經(jīng)濟論壇牽頭并聯(lián)合麥肯錫公司啟動(dòng)了“全球燈塔網(wǎng)絡(luò )”倡議，旨在為制造業(yè)的大規模數字化轉型提供全球認可的推廣加速平臺。它們所遴選的數字化制造和全球化4.0示范者“燈塔工廠(chǎng)”，有智能制造“奧斯卡”之稱(chēng)，代表了全球制造業(yè)領(lǐng)域智能制造和數字化最高水平。截至2023年1月，全球共有十批132家“數字化制造全球化4.0”示范的“燈塔工廠(chǎng)”入選，這些全球“燈塔工廠(chǎng)”中57%實(shí)現了產(chǎn)量增加，35%實(shí)現了產(chǎn)量和銷(xiāo)售的雙增加。
中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”50家（其中大陸46家，臺灣地區4家），約占全球獲評數量的4成，成為世界上擁有最多“燈塔工廠(chǎng)”的國家，與中國制造業(yè)在全球的地位基本相稱(chēng)。選擇中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”作為研究對象，可以很好地總結我國先進(jìn)制造企業(yè)的數字化改造經(jīng)驗。因此我們通過(guò)網(wǎng)站、專(zhuān)題新聞報道以及研究報告，收集了這50家中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”的相關(guān)信息，進(jìn)行了橫向企業(yè)層面的統計分析。
1.中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”數字化轉型的總體特征
從產(chǎn)業(yè)分布看，中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”的產(chǎn)品主要服務(wù)于終端用戶(hù)。中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”集中度較高的前五大產(chǎn)業(yè)分別是家用電器，電子產(chǎn)品及設備，消費品，汽車(chē)和汽車(chē)零部件制造，工業(yè)機械、設備、裝備，累積占比達到76%。而前三大傳統產(chǎn)業(yè)的累積占比高達56%。
表1 中國50家獲評“燈塔工廠(chǎng)”的產(chǎn)業(yè)分布
從區域分布看，中國獲評“燈塔工廠(chǎng)”落戶(hù)在16個(gè)省的26個(gè)城市中，主要集中在沿海制造業(yè)發(fā)達地區(數量占比72%)，其中長(cháng)三角地區18家，環(huán)渤海灣10家，珠三角8家；從城市排名看，前三的城市分別是蘇州6家、合肥4家、上海天津青島各3家，其他21個(gè)獲評城市分別擁有1—2家。這種高度的地域集中性，表明制造業(yè)數字化改造與城市制造業(yè)水平、地方政府對“智改數轉”培育工作的重視程度密切相關(guān)。
表2 中國50家獲評“燈塔工廠(chǎng)”的地域分布
從表3企業(yè)性質(zhì)看，中國大陸46家獲評“燈塔工廠(chǎng)”中的外資企業(yè)占65.2%，這其中既有“燈塔工廠(chǎng)”冠名認證的宣傳工作在外資企業(yè)較為普及的原因，但更主要的是外資企業(yè)自從上世紀末以來(lái)大力施行了精益生產(chǎn)、六西格瑪質(zhì)量管理、設備綜合效率、業(yè)務(wù)流程再造等一系列綜合運營(yíng)模式改善，為推行制造業(yè)數字化轉型奠定了基礎。
表3 大陸46家獲評“燈塔工廠(chǎng)”的企業(yè)性質(zhì)分布
從企業(yè)屬性看，46家大陸企業(yè)的平均注冊資金為37億人民幣，基本為所在行業(yè)的大型頭部企業(yè)；46家大陸企業(yè)平均成立年份為16.5年，其中2001年中國“入世”前成立的企業(yè)15家，占比26.1%，1988年成立的中信戴卡股份有限公司（生產(chǎn)鋁合金車(chē)輪）和廣州寶潔有限公司（生產(chǎn)日化產(chǎn)品）經(jīng)營(yíng)時(shí)間最久。這說(shuō)明我國傳統制造業(yè)轉型升級的空間巨大，對此應該有堅定的信心。
從數字化轉型的效果看，大陸的46家“燈塔企業(yè)”在以下五個(gè)維度上都表現優(yōu)異：提高效率（20%-250%）、降低成本（6%-35%）、節能減排（10%-49%）、提高客戶(hù)滿(mǎn)意度（25%-75%）、促進(jìn)銷(xiāo)售（14%-40%）。
