數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級機(jī)理與路徑探索

張舒逸　史琳　姜丹　楊婧

［摘 要］隨著數(shù)字化技術(shù)人工智能技術(shù)高速發(fā)展，在日趨復(fù)雜的國際形勢和新發(fā)展格局下，數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級是實(shí)現(xiàn)我國制造業(yè)由大變強(qiáng)的根本路徑。本文從三方面分析數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級機(jī)理，并基于我國制造業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型升級的過程中面臨的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、應(yīng)用能力欠佳、支持力度不足等障礙，提出持續(xù)深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略、數(shù)智賦能傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和系統(tǒng)優(yōu)化制造業(yè)智能化建設(shè)相關(guān)政策等制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級路徑。

［關(guān)鍵詞］數(shù)智賦能；制造業(yè)；轉(zhuǎn)型升級；機(jī)理；路徑

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.21.023

［中圖分類號］F424 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）21-0075-04

0? ? ?引 言

制造業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、穩(wěn)定就業(yè)、保障民生方面有舉足輕重的作用。在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息化技術(shù)高速發(fā)展的時代背景下，人們已意識到數(shù)字經(jīng)濟(jì)助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級成為提高中國制造業(yè)國際競爭力，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)而提升綜合國力的關(guān)鍵。但目前，我國制造業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型升級的過程中仍面臨關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、應(yīng)用能力欠佳、支持力度不足等障礙，因此探索數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級路徑具有較為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? ? ?數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級機(jī)理分析

1.1? ?數(shù)智化發(fā)展促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈升級

在數(shù)字信息技術(shù)的不斷發(fā)展下，生產(chǎn)要素不再受地理空間的限制，產(chǎn)業(yè)鏈作為連接企業(yè)與市場的中間組織，其組織結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)的線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)［1］，其高度連接及協(xié)同特性使得產(chǎn)業(yè)鏈中的分工主體能夠更高效地進(jìn)行信息搜集、傳遞，使制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分工邊界實(shí)現(xiàn)有效延伸。另外，隨著數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)不斷深入融合，制造業(yè)的空間鏈逐漸演變?yōu)閿?shù)字空間鏈與物理空間鏈并存的狀態(tài)，在數(shù)字空間鏈中，企業(yè)能夠更便捷地進(jìn)行信息傳遞、技術(shù)交流，資源共享更加快捷，其集聚效果遠(yuǎn)超過單一物理空間鏈的集聚效果［2］。“微笑曲線”理論認(rèn)為，在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中利潤最豐厚的往往是處于價值鏈兩端的“研發(fā)”與“銷售”，而處于價值鏈中間的“裝配制造”是附加值最低的環(huán)節(jié)。但由于數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)等技術(shù)的融入，給“裝配制造”環(huán)節(jié)帶來了較大幅度的價值增長，比“研發(fā)”和“銷售”環(huán)節(jié)的價值增長更大，使產(chǎn)業(yè)價值鏈上的價值分配從微笑曲線兩端向中間轉(zhuǎn)移。同時數(shù)字化發(fā)展背景下的產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)更加智能化，產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)間也會產(chǎn)生競爭與合作并存的關(guān)系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈升級，進(jìn)而促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

1.2? ?數(shù)智化發(fā)展引導(dǎo)消費(fèi)需求改變

消費(fèi)是人類社會持續(xù)發(fā)展進(jìn)步的基本動能，也是驅(qū)動國內(nèi)大循環(huán)暢通運(yùn)轉(zhuǎn)的重要引擎。隨著信息化技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用逐步融入各行各業(yè)，人民群眾的消費(fèi)方式隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化服務(wù)平臺的不斷升級而發(fā)生了根本性的改變，尤其在經(jīng)歷新冠疫情后，更多消費(fèi)者傾向于選擇能夠減少人員密集接觸的“網(wǎng)上消費(fèi)”，這讓更多之前不了解“網(wǎng)購”的消費(fèi)者開始接觸并逐漸熟悉這種打破地域限制的消費(fèi)方式。同時，隨著社會不斷發(fā)展進(jìn)步，人民群眾對物質(zhì)消費(fèi)和精神消費(fèi)的需求逐漸表現(xiàn)出更加個性化、細(xì)分化及多元化的特點(diǎn)，同時也帶來了消費(fèi)升級，開始更加注重產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)保性能。隨著消費(fèi)需求的改變和消費(fèi)升級，各行各業(yè)會以需求為導(dǎo)向進(jìn)行創(chuàng)新，從產(chǎn)品的安全性、功能性、智能化、個性化等多方面考量來提升自己的競爭力，實(shí)現(xiàn)自我革新。因此，消費(fèi)需求的改變和消費(fèi)觀念的升級使消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，驅(qū)使傳統(tǒng)制造業(yè)不斷利用新技術(shù)、新設(shè)備提升產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)產(chǎn)品新功能及研發(fā)新產(chǎn)品，從而促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

1.3? ?數(shù)智化賦能制造業(yè)企業(yè)柔性生產(chǎn)

傳統(tǒng)制造業(yè)在追求較高生產(chǎn)效率以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)的前提下，通常會選擇統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的流水線生產(chǎn)，但消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變升級對制造業(yè)產(chǎn)品的多樣化、個性化提出了更高的要求。在此背景下，制造業(yè)傳統(tǒng)的流水線生產(chǎn)方式已不能滿足現(xiàn)階段消費(fèi)者的個性化需求，其適應(yīng)市場靈活性差、易導(dǎo)致企業(yè)庫存過量等弊端逐漸凸顯，企業(yè)需要在產(chǎn)品生產(chǎn)、人員分配、市場營銷等多方面作出相應(yīng)的改變以應(yīng)對問題的出現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)和智能化技術(shù)可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，在全面掌握消費(fèi)者需求信息的同時，使生產(chǎn)系統(tǒng)具備根據(jù)市場需求、材料、生產(chǎn)量等外部環(huán)境變化而快速作出相應(yīng)改變的能力，利用信息控制及自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備在不停機(jī)的情況下滿足生產(chǎn)多樣化產(chǎn)品，可根據(jù)需求信息生產(chǎn)不同質(zhì)量的產(chǎn)品，可根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行增減生產(chǎn)系統(tǒng)模塊，從而改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等［3］。因此，數(shù)智化通過賦能制造業(yè)企業(yè)柔性生產(chǎn)促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

2? ? ?制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的障礙與瓶頸

目前，“中國制造”正在向“中國智造”轉(zhuǎn)型升級，5G、無人機(jī)、航天航空、高鐵等領(lǐng)域的高新技術(shù)已處于國際領(lǐng)先行列，但從制造業(yè)智能化整體水平來看，中國制造業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)、應(yīng)用能力、支持力度等方面有很大提升空間。

2.1? ?制造業(yè)智能化關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)薄弱

智能技術(shù)是制造業(yè)智能化的核心要素，而大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等智能技術(shù)的關(guān)鍵要素是芯片，其作為數(shù)據(jù)信息的載體，在信息存儲的安全性等方面起著至關(guān)重要的作用，高端芯片更是被視為國家戰(zhàn)略資源和核心技術(shù)。但目前我國高端芯片還不能夠?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā)及規(guī)模生產(chǎn)。高端芯片制造不僅需要先進(jìn)的技術(shù)和成熟的工藝，還需要大量的研發(fā)投入和長期積累，我國在高端芯片方面還主要依賴進(jìn)口和技術(shù)引進(jìn)，關(guān)鍵技術(shù)受制于人，很大程度上影響了我國制造業(yè)智能化發(fā)展的進(jìn)程。在以PLC、DCS、SCADA等為代表的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)軟硬件水平方面，我國自主技術(shù)掌握不足，市場占有率極為有限，較先進(jìn)經(jīng)濟(jì)體還存在較大差距。另外，在高端裝備方面，雖然我國企業(yè)通過自主研發(fā)已取得了一些從無到有的突破，但大部分高端智能裝備需要依賴進(jìn)口。可見我國制造業(yè)數(shù)字化基礎(chǔ)較為薄弱，企業(yè)對引進(jìn)技術(shù)的消化、再創(chuàng)新能力欠佳，也是制約我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的障礙。

2.2? ?制造業(yè)智能應(yīng)用能力欠佳

新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、人工智能技術(shù)以及自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在制造業(yè)的融合應(yīng)用能夠改變制造業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織方式，對于提升制造業(yè)智能化水平、促進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，是通信技術(shù)與制造業(yè)深度融合的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)。但目前，我國制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)剛經(jīng)歷起步探索階段，各行業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn)不盡相同，數(shù)據(jù)共享還存在障礙，因此達(dá)到領(lǐng)域內(nèi)零件與設(shè)備的聯(lián)動以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和服務(wù)資源跨地區(qū)、跨系統(tǒng)設(shè)備的高效配置還具有較大難度。機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與故障診斷環(huán)節(jié)在制造業(yè)自動化生產(chǎn)中至關(guān)重要，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)、檢測技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的集成化、規(guī)模化、高效化生產(chǎn)，能夠大幅度降低生產(chǎn)成本和運(yùn)營事故發(fā)生率。但在此領(lǐng)域的全球50強(qiáng)企業(yè)中，有74%來自歐美國家［4］。隨著“制造”向“智造”的轉(zhuǎn)變，制造企業(yè)對掌握操作技術(shù)（OT）與信息技術(shù)（IT）的復(fù)合型人才的需求越來越大，有數(shù)據(jù)顯示，2019年至2021年三年間我國制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才需求翻了三番，但目前我國智能制造領(lǐng)域人才的數(shù)量、質(zhì)量及培養(yǎng)力度還不能滿足日益增長的智能制造市場需求。

2.3? ?制造業(yè)智能化支持力度不足

從國際視角考察制造業(yè)智能化，自2012年開始

“第四次工業(yè)革命”至今，制造業(yè)經(jīng)歷了數(shù)字化發(fā)展階段、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段后，已經(jīng)步入智能化發(fā)展階段。但從中國視角考察制造業(yè)智能化總體進(jìn)程，可以發(fā)現(xiàn)我國大部分企業(yè)處于2.0～3.0的階段，大約50%以上企業(yè)還沒有完成基礎(chǔ)設(shè)備的數(shù)字化改造，無法完成工業(yè)互聯(lián)互通。因此，我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級面臨著多個階段的多重挑戰(zhàn)，需要從整體視角出發(fā)，從政策、人才、環(huán)境、經(jīng)費(fèi)等多方面考慮，科學(xué)合理地制定相關(guān)支持政策。目前，我國已頒布了一系列政策對制造業(yè)智能化進(jìn)行指導(dǎo)與激勵，但比較傾向于達(dá)到規(guī)模目標(biāo)或多以資金補(bǔ)貼及政策優(yōu)惠的方式激勵企業(yè)進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)型。我國制造業(yè)體量大、門類多，制造業(yè)智能化涉及主體十分廣泛，各行業(yè)企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型需求也不盡相同，尤其是對核心技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用等需求更加迫切，所以政策激勵的針對性有待加強(qiáng)。另外，智能化設(shè)備和系統(tǒng)的使用會涉及相關(guān)利益方的權(quán)益問題，相關(guān)保障體系也應(yīng)該隨著制造業(yè)智能化發(fā)展而逐步完善升級。

3? ? ?數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑探索

3.1? ?持續(xù)深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略

我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級需要緊跟國家戰(zhàn)略規(guī)劃，以目標(biāo)為導(dǎo)向，持續(xù)深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，鼓勵龍頭企業(yè)、高校及科研機(jī)構(gòu)等組建產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟；在推進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈融合發(fā)展的過程中，發(fā)揮我國體制優(yōu)勢，整合資源重點(diǎn)攻關(guān)核心技術(shù)、核心軟硬件、核心零部件等，鼓勵金融服務(wù)支持創(chuàng)新性較強(qiáng)的制造企業(yè)，推動新技術(shù)、新產(chǎn)品的產(chǎn)生；同時充分利用中國超大規(guī)模市場的巨大增長潛力、供需多元化等優(yōu)勢，鼓勵創(chuàng)新技術(shù)與創(chuàng)新產(chǎn)品的市場推廣與商業(yè)應(yīng)用，爭取實(shí)現(xiàn)“技術(shù)創(chuàng)新—市場應(yīng)用—需求升級”的良性循環(huán)；另外，在國內(nèi)國際雙循環(huán)的背景下，也要繼續(xù)加強(qiáng)高水平開放創(chuàng)新，在保證國家和供應(yīng)鏈安全的前提下，吸收整合全球創(chuàng)新資源與要素，提升創(chuàng)新效率和質(zhì)量。

3.2? ?數(shù)智賦能傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

據(jù)工業(yè)和信息化部公布的數(shù)據(jù)，截至2022年，我國制造業(yè)規(guī)模連續(xù)13年位居世界第一，而傳統(tǒng)制造業(yè)在制造業(yè)中占比約80%，要想實(shí)現(xiàn)“中國智造”，不能單純依靠發(fā)展高端制造產(chǎn)業(yè)，還需重視傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。政府應(yīng)鼓勵傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵金融機(jī)構(gòu)向有意向進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化轉(zhuǎn)型，但資金不足的中小型企業(yè)提供資金支持，讓更多傳統(tǒng)制造企業(yè)引進(jìn)并應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)和支持運(yùn)行設(shè)施。還應(yīng)考慮將數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，如在采購環(huán)節(jié)通過采購共享平臺擴(kuò)大企業(yè)尋源范圍，提高采購效率，降低采購成本；通過制造資源計(jì)劃管理系統(tǒng)、制造企業(yè)生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)與供應(yīng)商的高效協(xié)同，提高企業(yè)運(yùn)營管理效率；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以通過工業(yè)機(jī)器人、智能制造裝備、智能制造車間等提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可實(shí)現(xiàn)滿足消費(fèi)者個性化需求的特殊生產(chǎn)；在運(yùn)輸配送環(huán)節(jié)，可通過物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)等實(shí)現(xiàn)自動分揀、傳送，提高運(yùn)輸效率的同時降低運(yùn)輸成本；在銷售環(huán)節(jié)，可通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造數(shù)據(jù)分析技術(shù)等對消費(fèi)者需求及購買行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，洞察最新需求動向，保證產(chǎn)品升級的精準(zhǔn)度和接受度，不斷提高企業(yè)競爭力。數(shù)智賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，能夠整體提升制造業(yè)智能化發(fā)展水平，促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

3.3? ?系統(tǒng)優(yōu)化制造業(yè)智能化建設(shè)相關(guān)政策

我國制造業(yè)門類眾多，各行業(yè)企業(yè)都有各自的發(fā)展需求和特點(diǎn)，而制造業(yè)智能化涉及范圍很廣，這也意味著在促進(jìn)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的道路上會遇到各式各樣的問題，這就需要從系統(tǒng)視角優(yōu)化相關(guān)政策制度以有效發(fā)揮其保障作用。通過政策指引、激勵機(jī)制設(shè)置、經(jīng)費(fèi)支持等發(fā)揮政策的引導(dǎo)與激勵功能，有效激發(fā)制造業(yè)企業(yè)自主創(chuàng)新及智能化推廣應(yīng)用的積極性，同時也要對制造業(yè)智能化與綠色化協(xié)同發(fā)展進(jìn)行考量，強(qiáng)化監(jiān)督檢查，充分利用制度優(yōu)勢持續(xù)推進(jìn)制造業(yè)智能化與綠色化發(fā)展。從法律法規(guī)角度為制造業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型中涉及的數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)開放獲取、隱私保護(hù)、相關(guān)權(quán)益保護(hù)等提供有力支撐與約束，根據(jù)制造業(yè)智能化進(jìn)程中遇到的實(shí)際問題及其他經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷修訂和完善相關(guān)法律法規(guī)，使得數(shù)智賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級更加規(guī)范化。優(yōu)化相關(guān)政策制度，鼓勵以多元化形式組建智能制造創(chuàng)新合作組織、人才培育基地等，通過多方合作、資源整合等方式促進(jìn)共性技術(shù)的研發(fā)突破、服務(wù)平臺的建設(shè)、復(fù)合型人才培養(yǎng)等，使制造企業(yè)利用優(yōu)勢互補(bǔ)和合作共贏提高企業(yè)競爭力，帶動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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