制造業數智化與制造業服務化耦合協同的發展機制

［摘 要］ 推動制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展是推進先進制造業與現代服務業深度融合的重要方向。基于復雜系統視角，結合拓展的TOE分析框架，探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的發展機制。在結構上，制造業數智化與制造業服務化子系統間通過耦合協同的作用，形成復雜系統。圍繞技術、要素、組織與環境維度，技術進步與創新、要素滲透與交互、組織協同與升級構成制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內在機制，市場驅動與政府支持兩方面的作用構成制造業數智化與制造業服務化耦合協同的外在機制。而且在內熵、外熵的作用下，技術、要素、組織與環境維度會從系統內外部持續影響制造業數智化與制造業服務化耦合協同的過程。因此，為推進制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展，應系統性推進制造業數智化、服務化轉型的發展，同時實現技術、要素與組織維度的內在變革，強化市場驅動與政府支持兩方面作用。

［關鍵詞］制造業數智化；制造業服務化；耦合協同發展；復雜系統；TOE分析框架

［中圖分類號］ F424［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1673-0461（2025）07-0056-12

一、引言

近年來，大數據、人工智能、互聯網等數智技術蓬勃發展，引發了一系列的新業態、新模式與新產業，并且引領制造行業的深刻變革。我國工業和信息化部在2023年的世界人工智能大會上提出，我國人工智能核心產業規模達到5 000億元，企業數量超過4 300家，算力規模位居全球第二，同時已建成2 500多個數字化車間和智能工廠，經過智能化改造，研發周期縮短約20.7%、生產效率提升約34.8%、不良品率降低約27.4%、碳排放減少約21.2%［1］。隨著信息化與工業化的深度融合，推動制造業數字化、智能化發展的重要性在國家政策層面被提升至新的高度。隨著數智化逐漸成為制造業轉型升級的新動力，發展制造業服務化、促進先進制造業和現代服務業深度融合仍然是我國順應新一輪科技革命和產業變革，增強制造業核心競爭力、培育現代化產業體系從而實現高質量發展的重要途徑。

在數字經濟與實體經濟融合的背景下，融合智能機器人、數字化等新一代信息技術的先進制造業與現代服務業通過技術滲透、產業聯動、鏈條延伸、內部重組等途徑，形成新產業新業態，加速推進制造業向數智化、服務化轉型。作為推進制造業生產方式和企業形態變革的重要趨勢，制造業數智化與制造業服務化的側重點不同，前者強調以數字技術、智能技術為代表的新一輪信息技術對制造業生產過程的融合，后者強調基于生產的產品和基于消費的服務間的融合［2］。制造業數智化與制造業服務化存在密切的聯動發展關系，制造業數智化能夠為制造業服務化的創新發展進行賦能，而制造業服務化能夠在制造業數智化基礎上衍生出更多的發展需求。制造業數智化與制造業服務化的耦合能夠產生數字服務化、智能服務化等服務型制造新模式、新業態，使制造企業通過數智化方式創造、交付與捕獲服務價值［3］。然而，目前我國制造企業數智化仍處于較低水平，而且制造業服務化也與國際先進水平存在較大差距。同時，數智化與服務化之間發展不平衡、不協調的問題也較為突出。一方面，制造業數智化尚未從組織變革層面深度賦能服務化轉型；另一方面，制造業服務化并未充分實現對數智技術的融合應用，兩者的融合發展水平較低，嚴重阻礙我國制造業的轉型升級。

在此背景下，推動制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展成為我國促進先進制造業和現代服務業深度融合、推進現代化產業體系建設的重要方向，因而對兩者耦合協同發展機制的深入研究具有重要的現實意義。而現有文獻大多揭示了制造業數智化與制造業服務化之間存在單一的線性關系，缺少對制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的系統性研究。在新一輪科技革命下，由技術創新帶來的產業變革更加強調系統，而非技術。制造業數智化與制造業服務化本身并非單純是制造業對現代化技術、商業模式的應用，而是由技術、組織、環境等多個方面共同影響下制造業實現創新的系統性過程，而兩者的耦合協同也會進一步形成更大的復雜系統。

因此，為深入理解制造業數智化與制造業服務化耦合協同的發展機制，本文基于復雜系統視角，探討制造業數智化與制造業服務化耦合協同的主體構成、內涵與表現，并從技術、要素、組織三個維度和市場、政府兩方面探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內外機制，進而基于復雜系統模型，探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜性特征與發展機制。

二、文獻綜述

（一）制造業數智化與制造業服務化的影響研究

關于制造業數智化與制造業服務化的影響研究，主要表現為數智賦能與服務需求兩種視角。從數智賦能視角來看，制造業數智化，作為大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術與制造業深度融合形成的新型生產方式，對制造業服務化轉型具有重要的賦能作用。現有研究從工業機器人、數字技術、工業互聯網等制造業數智化轉型的具體技術特征、模式和平臺等不同層面揭示數智化對制造業服務化的影響作用。這些研究認為數智化對制造業服務化具有重要的賦能作用，通過數字化技術、智能制造和互聯網商業模式的應用［4］，制造業數智化能夠整合服務供給能力，實現服務需求的異質性［5-6］，同時能夠為制造業服務化加強技術和服務創新的支撐，是促進制造業服務化創新發展的根本動力［7-8］。

從服務需求視角來看，制造業服務化的發展需求會推進新一代信息技術和制造業的融合發展，從而推動制造業實現數智化升級。信息技術與生產制造融合的過程，實質上是制造企業投入知識、技術型高端服務要素的過程，而企業在生產過程中對高端信息服務的需要會進一步促進信息技術與制造業的深度融合。現有研究從數字化、工業互聯網、智能制造等角度探討過服務化發展對制造企業數智化升級的重要推動作用。研究認為，數字化、網絡化、智能化技術在改變產品服務的同時，會催生制造業新的產業模式和產業形態，實現從“以產品為中心”向“以用戶為中心”的根本性轉變，在服務主導的邏輯下，制造企業不斷提升服務能力的數智化，實現數智化升級［9-10］。

因而，制造業數智化與服務化轉型并不是簡單因果關系，企業對高端信息服務的需求會推進數智化的發展，同時數智化對制造業服務化的創新發展具有賦能作用，兩者在發展過程中都離不開彼此間的互動協同。有部分學者開始從數字化、工業互聯網平臺、商業模式創新、人工智能等不同角度探討制造業數智化與服務化之間存在聯動的關系［11-12］。然而，現有研究多以情境分析的方式，初步揭示了數智化與服務化之間存在協同演化的關系，缺乏從學理層面深入探究制造業數智化與制造業服務化的協同發展機制。

（二）復雜系統理論與TOE理論分析框架

復雜系統理論是研究系統復雜性及非線性關系，以系統的網絡化結構為分析基礎的整體性科學。作為國內最早研究復雜科學問題的學者，錢學森等（1990）［13］指出要運用系統的思想和視角研究各類問題。系統觀念在經濟社會等多個領域的應用場景中發揮重要作用。復雜系統理論認為系統演化的動力本質上來源于系統內部，微觀主體的相互作用生成宏觀的復雜性現象。在實際運用層面，現有研究往往基于復雜系統視角揭示客觀事物構成的原因及其演化的歷程，其中，復雜性思維的特質就在于深入把握事物之間的非線性關系。

技術-組織-環境（Technologyorganizationenvironment，TOE）分析框架由TORNATZKY和FLEISCHER（1990）［14］提出，用于分析微觀組織實施技術創新活動的影響因素與路徑，本質上是包含技術、組織和環境三個層面的系統性分析框架。學者通過不斷應用與發展TOE理論框架，將研究場景從特定微觀組織的創新活動拓展到宏觀經濟系統的創新變革［15］，并且廣泛應用于數字化轉型、綠色轉型、工業數字化等研究領域［16-17］。在具體研究情境下，TOE分析框架揭示了技術、組織和環境三個維度的多重影響因素聯動對系統創新變革的作用機制，其中技術、組織和環境三個維度是系統的基本構成要素，三者的交互作用會影響系統的發展，這充分體現了復雜系統理論中系統內部各組成之間相互關聯并發揮整體性作用的核心思想。

綜上所述，復雜系統理論的思想與TOE分析框架的主要內容和分析范式相互契合。本文認為，將TOE框架作為研究復雜系統視角下制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展問題的分析工具，可以有效應對制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的復雜整體性問題。同時考慮到制造業數智化與制造業服務化過程，數據要素與現代化服務要素在其中的關鍵作用，本文將要素維度創新性地引入TOE分析框架中。基于拓展的TOE分析框架，本文從技術、要素、組織維度揭示制造業數智化與制造業服務化之間內在的結構特征，進一步分析制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的內涵與表現，之后從技術-要素-組織-環境四個維度探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的內外機制，并進一步提出制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜系統模型，進而得出相關重要啟示。

三、制造業數智化與制造業服務化耦合協同的主體構成

制造業數智化與制造業服務化兩者形成結構穩定的子系統是實現制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的必要前提。技術、要素與組織維度涵蓋了系統不同層次的內在結構，而制造業數智化與制造業服務化通過技術、要素與組織維度在結構上的耦合協同，能夠形成更復雜的整體系統，從而實現系統升級。

（一）制造業數智化系統的結構特征

制造業數智化構成結構穩定的系統是制造業數智化與服務化耦合協同發展的必要前提。制造業數智化表現為大數據、人工智能等數字技術對制造生產過程的融合，而在對數字技術引進與應用的基礎上，企業等產業組織構成數智化子系統還需要滿足數字技術實現對其組織本身的變革，使得生產制造過程形成一個各部分能夠協調統一且具有數字化功能的整體。

從系統論的視角，制造業數智化是動態發展的整體結構。技術、要素與組織維度構成數智化系統的內在結構，三個不同層面的構成相互支撐，使系統發揮出整體功能。圍繞技術、要素與組織維度，制造業智能化系統的核心構成部分分別為新一代數字技術、數據要素與智能化組織。在制造業數智化轉型過程中，新一代數字技術、數據要素，以及智能化組織，通過競爭與協同并存的非線性關系，以耦合的方式構成一個有機的整體。這種整體不僅能夠以某種穩定的結構方式，形成使整體內部各部分聯結的組合，從而實現系統的均衡，而且在某種外力與內在驅動力的作用下，整體會發生演變，繼而又以一定結構形式的聯結組合，實現新的系統均衡。

（1）在技術層面，以互聯網、大數據、人工智能、區塊鏈技術為代表的新一代數字化技術的集合構成制造業數智化系統的基礎支撐。以制造系統為載體，新一代數字化技術的引入與應用改變了原有系統的內生結構，通過形成數據流，實現數據賦能，優化資源利用，從而提升系統的整體功能。其中，互聯網和物聯網技術通過連接生產制造的全流程，形成能夠支撐數智化系統結構的數據流；大數據技術通過分析、挖掘數據的商業價值，實現數據驅動業務流程的變革，賦能數智化系統的發展；人工智能算法通過實現生產過程中機理、知識、物理等模型與數據模型的融合，拓展新的應用場景，優化系統的資源利用效率；區塊鏈技術通過構建生產關系的信任機制，實現生產制造流程中不同環節、部門、參與主體間的可信數據交互，提升系統的協同效率。

（2）在要素層面，實現生產要素化的數據資源是制造業數智化發揮系統性功能的微觀基礎。新一代信息技術的應用與發展引起技術-經濟范式的重新構建，使數據要素成為關鍵生產要素，賦能制造業生產變革。而實現生產要素化的數據資源同時也是使制造業數智化形成完整系統的基礎要素。由于數據資源特有的滲透性、非競爭性、及時性等特征，不同于傳統生產要素，數據要素不僅能夠發揮出對制造業生產效率的直接驅動作用，使制造業數智化發揮生產賦能的重要功能，還能夠通過作用于其他生產要素，發揮出協同效應［18］，使得要素之間形成能夠相互聯系和作用的整體結構，進而在數據要素流通的基礎上，推動制造業數智化系統的發展。

（3）在組織層面，智能化組織是實現制造業數智化系統結構穩定性的重要組成部分。組織要素是制造業數智化的重要載體。根據巴納德的系統組織理論，組織本身就是一個協作的系統，組織結構是決定系統穩定發展的先決條件。區別于工業經濟條件下的傳統組織，智能化組織能夠通過大數據和網絡效應實現對組織商業模式的變革，基于自主化的算力和強大的算法，表現出網狀化、平臺化、自驅型、數字驅動型，以及學習型等組織特征，進而隨著技術的更新迭代，協同共生、生態化成為智能化組織進化的方向［19-20］。以智能化組織為載體，伴隨著組織變革，制造業數智化實現系統螺旋式動態演化的過程。傳統組織形態在高成本、低效率的信息傳遞模式下具有封閉式、層級化等特點，而信息技術的發展帶來組織方式的變革，從互聯網、物聯網到智聯網的涌現與應用，使得組織間由單純的競爭或合作關系轉變為系統共生性關系［21］。對于制造業數智化的發展過程，微觀組織間通過非線性的相互作用，得以構成完整的復雜系統，而從自動化制造、數字化制造、網絡化制造發展到智能制造，智能化組織方式的進化使得制造業數智化系統進一步具備從初級到高級、從無序到有序的動態演化能力。

在制造業數智化系統均衡的條件下，新一代數字技術、數據要素與智能化組織間競爭和協同的作用表現為一種均衡的狀態。在這種均衡狀態下，要素間競爭與協同關系并存，新一代數字技術、數據要素與智能化組織相互支撐、相互促進。一方面，新一代數字技術支持數據要素的資源流通，實現智能化組織內外的協同聯結。另一方面，智能化組織由于組織結構本身的技術剛性，會維持新一代數字技術的發展水平，從而實現數據在組織規模內的流通性。圖1表示了新一代數字技術、數據要素與智能化組織等不同層面在系統均衡狀態下的相互作用，是技術、要素與組織維度上制造業數智化系統均衡的特征表現。

（二）制造業服務化系統的結構特征

系統論視角下，制造業服務化表現為一個各部分協調統一且具有服務化功能的整體。其中，制造業服務化的功能表現為投入服務化和產出服務化兩個方面。一方面，投入服務化是指在制造業產品生產過程中投入人力資源管理、研發設計、信息服務等專業服務，從而實現服務增加值嵌入，促進生產活動有序進行，提高生產效率；另一方面，產出服務化是指在制造業產出中增加服務要素的比重，從而實現價值創造的功能，具體表現為制造業企業從單純設備制造商向制造服務綜合提供商的方向轉變［22］。制造業服務化系統的構成包括技術、要素與組織三個層面，這三個層面共同支撐服務化系統，并促進服務化功能的形成與發展。

（1）在技術層面，以產品服務系統為載體，制造業服務化系統是一個包含產品、服務、網絡與支持設施的大系統。作為一個大系統，技術層面構成制造業服務化系統基礎支撐的技術體系，是現代信息技術和服務平臺等一系列相關技術的有機組合和集成。在制造業服務化的趨勢出現之前，信息技術與傳統產業的融合就已經發生，由于信息技術既有服務性又有生產性，使得傳統生產性企業也具有了服務性的特征［23］。之后，借助現代信息技術的創新與應用，人力資本、知識等服務要素能夠嵌入制造業生產活動中，實現價值增值，進而與制造業服務化相關的技術組合不斷融合發展，構成了完整的技術體系結構。

具體來看，制造業服務化系統依賴于現代信息技術和各類服務平臺對制造業生產過程的整合和發展。現代信息技術可分為現代通信技術、高級計算技術、泛在感知技術，以及不同技術間的相互融合［24］。現代信息技術能夠使服務要素擺脫時間和空間的限制，以可儲存、可分析的數據信息形式，進入制造業的物質生產過程中，通過服務的標準化、智能化，實現制造業內生的變革。在現代信息技術的基礎上，制造業服務化系統搭建各類服務平臺，通過人、機、物之間的實時連接和智能交互，從不同方面促進服務化功能、模式的發展。在投入服務化方面，圍繞制造業產品生產過程，系統通過構建分布式協同網絡，連接產品設計、電子商務、生產監控、供應鏈管理等服務平臺，實現生產與服務的交互。在產出服務化方面，以用戶需求為主導，系統使企業內部和企業之間通過以工業互聯網為代表的物聯網平臺進行創新交互，從而提供個性化定制等增值服務，實現價值創造。圖2表現了技術層面的制造業服務化系統構成。

（2）在要素層面，制造與服務的融合可以表現為制造業傳統生產活動所需的低成本要素與以信息科技、人力資本等為代表的現代服務要素通過相互滲透和互動，形成緊密關系，從而實現生產要素間組合方式的優化。而生產要素組織方式的變化會不斷影響產品附加值的構成，從服務要素滲透對產品附加值的不同影響程度，制造業服務化系統表現為以生產為主導、生產與服務結合、以服務為主導的三個不同層次，同時這三個層次也體現了制造業服務化從投入服務化到產出服務化的變化過程。

具體來看，對于以生產為主導的制造業服務化，系統聚焦于生產制造環節，服務要素對生產過程的滲透融合通過“服務外包”的方式實現。制造企業從外部引入現代化服務要素，如物流服務、金融服務、人力服務，以及售后服務等，為制造業橫向分工提供適應性服務功能。此時，服務要素滲透只是作為制造產品生產成本的一部分，對產品附加值的影響較低。而對于生產與服務結合的制造業服務化，系統強調生產與服務子系統間以模塊化的形式實現相互融合，從而形成有形產品和無形服務捆綁在一起的產品服務系統。此時，服務要素滲透成為制造產品差異化競爭的重要手段，是產品價值增值的一部分。對于以服務為主導的制造業服務化，系統聚焦于服務環節，制造與服務的融合通過外在生產嵌入的方式實現。這一層次的制造企業從單一制造商轉變為能夠為生產企業提供全過程的綜合配套、系統集成服務的供應商。此時的服務要素貫穿產品的生產、分配、流通、消費全過程，是產品價值的核心，具有價值創造的功能。

（3）在組織層面，區別于工業經濟條件下完全一體化的企業組織形態，制造業服務化發展的趨勢引發生產組織形式的創新優化，使得企業內部與企業之間的聯系變得更加緊密，企業組織形態也因此表現得更加并行化、動態化、開放化。從組織層面來看，制造業服務化系統具有組織間整合的結構特點，系統以某種契約為基礎，通過特定組織形式，促進企業內部或者企業之間的緊密聯系與互動，進而整合分布式的資源，實現制造業服務化的功能。制造業服務化系統的組織形式可以表現為集團組織、戰略聯盟、動態網絡，以及這幾種形式的相互交叉、融合。

具體來看，集團組織表現為企業內部和企業外部在相互依賴、利益共享，以及目標一致性的基礎上，以個人利益在總體利益上完全滲入的方式，通過聯合形成集團，實現經濟活動內部化。在制造業服務化過程中，制造企業或服務企業會通過集團組織形式，對產業鏈相關企業進行橫縱向的整合，形成以大企業為核心、中小企業協作支撐的多層次組織結構，從而實現了制造企業向服務領域的拓展，或者服務企業向制造領域的滲透。而戰略聯盟是指企業之間為了共同的戰略目標，通過合作協議的方式形成優勢互補、分工協作的聯合組織。制造企業和服務企業也會通過建立戰略聯盟，進行企業各自價值鏈環節之間的合作，從而在價值共創的基礎上實現制造業與服務業的交叉融合和相互滲透。動態網絡則表現為既相互獨立又相互關聯的企業在戰略聯盟的基礎上，不斷以各種復雜多樣的經濟聯結和社會聯結的方式，形成的一種動態發展的合作組織形式［25］。在新一代人工智能、大數據和物聯網平臺等數字技術創新的驅動下，制造業服務化系統逐漸通過多價值主體間的共創共享，形成一種動態演化的生態網絡，其中，各類價值主體之間會圍繞顧客需求，不斷整合各類資源、促進資源彼此交互，從而促進跨域價值網絡的形成，實現跨界融合。

四、制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內涵與表現

（一）制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內涵

耦合從自然科學角度，是指兩個或兩個以上的要素（系統）通過相互作用而彼此影響以至聯合起來的現象。而協同強調要素（系統）之間的相干能力，表現了要素（系統）間屬性相互增強并向同一方向發展的相干性。根據系統論的觀點，耦合協同是指不同系統通過積極的相互作用，向同一方向共同演進而形成一個新系統的過程，表現了系統由無序演化為有序的發展趨勢。在產業經濟系統中，與產業經濟活動相關的各個環節、各個層面、各個領域會通過相互作用以及內在聯系構成一個復合有機系統［26］，而產業發展就是整個復雜系統不斷演進的過程，其中相關環節會通過組合形成重要模塊，構成支撐產業發展的子系統，子系統間會存在相互促進、相互影響的作用關系，推動著整個系統的有序發展。

制造業數智化與服務化的耦合協同就是指制造業數智化與服務化之間通過相互作用，共同發展，從而推動整個制造業發展的過程。從復雜系統的視角來看，制造業數智化與服務化的耦合協同系統是由制造業數智化的子系統和制造業服務化的子系統構成。耦合協同的過程是制造業數智化子系統與制造業服務化子系統之間相互作用而彼此影響的過程，其中制造業數智化與服務化子系統間的相干性是使兩個子系統實現耦合從而形成新系統的重要條件。

（二）制造業數智化與制造業服務化耦合協同的具體表現

產業內不同層面的主體間組織形態變化是制造業數智化與制造業服務化耦合協同的直觀表現。從產業組織演化趨勢來看，制造業數智化與制造業服務化兩者不是孤立發展的，而是相互促進、共同發展的，兩者耦合協同的范圍覆蓋了價值鏈全流程、供應鏈全周期與產業鏈全生態。從價值鏈、供應鏈到產業鏈，制造業數智化與制造業服務化的耦合協同依次表現出從企業個體、企業之間到產業之間的組織形態變化。

（1）價值鏈全流程的耦合協同表現為制造企業個體為實現價值創造與增值，通過價值鏈全流程的整合和交互，推動數智化與服務化形成協同發展的態勢。從價值鏈的角度，制造企業數智化與服務化的耦合協同貫穿了企業從研發、設計、采購、生產、銷售、物流到售后的全流程。制造企業利用數智化對制造業內部生產流程改造的同時，也推動著制造業本身的商業模式轉換，圍繞客戶需求，從提供單一產品轉變為提供“產品+服務”組合，推動服務型制造新模式的發展，從而實現產品和服務的整合，形成產品服務系統，并進一步促使制造企業實現高效、靈活和協同的數智化轉型。

（2）供應鏈全周期的耦合協同表現為企業之間為提高供應鏈組織效率，通過上下游協同配合，實現制造業數智化與制造業服務化的發展。從供應鏈的角度，制造業數智化與制造業服務化耦合協同的范圍涉及從供應商、制造商、分銷商、零售商直至最終用戶的上下游企業之間。圍繞產品制造或服務提供，上下游企業之間通過數據、數字技術、平臺等服務性要素的投入，構建起信息、資源等通暢傳遞、有效轉換的一體化系統，實現高效、可持續的供應鏈運作，提高制造業投入服務化水平的同時，使得供給與需求精準對接，利用物聯網與大數據分析技術，整合消費者個性化需求，實現大規模定制，促進制造業產出服務化的發展，而對供應鏈全周期管理的需求能夠進一步驅動數智化發展。

（3）產業鏈全生態的耦合協同表現為產業鏈不同主體之間為形成價值共同體，通過產業鏈的整合與拓展，實現數智化與服務化的耦合。從產業鏈的角度，制造業數智化與制造業服務化耦合協同的范圍涉及從要素源頭到產出終端的制造與服務不同產業部門之間。產業鏈上各主體在數智化賦能下能夠緊密銜接，形成各方共同參與、優勢互補、分工合作、利益共享的價值共同體，實現制造與服務的跨界融合。一方面，通過產業鏈整合，制造與服務資源相互滲透；另一方面，通過產業鏈的延伸拓展，不僅使得制造企業在新一代數字技術支撐下實現服務產品化，而且使得現代服務企業能夠依托數據驅動、網絡運作等優勢，向制造領域延伸，并通過產業鏈的發展進一步推動數智化創新。

五、復雜系統視角下制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內外機制

制造業數智化系統與制造業服務化系統兩者不是獨立發展的線性過程，在發展過程中彼此會不可避免地相互影響、相互交融。在均衡條件下，制造業數智化系統與制造業服務化系統會通過互補的方式形成協調，從而產生耦合協同的作用，進而通過子系統之間的相互作用，推動整個系統從無序發展為有序，并逐漸形成更高級別、更高層次的有序結構。然而制造業數智化與制造業服務化的耦合協同過程是一個動態調整的過程，這個過程是由內在機制和外在機制共同作用而產生的，其中，系統的內部基礎和外部環境分別決定著內在機制和外在機制。只有當內部基礎和外部環境相互匹配，才能有效發揮內在機制和外在機制的作用效應，從而實現系統發展的均衡條件，推動制造業數智化與制造業服務化實現耦合協同。

基于復雜系統的視角，制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內在機制是指制造業數智化與制造業服務化兩個子系統之間相互影響的運行方式和結構關系。由于技術、要素與組織維度構成了系統內部的基礎結構，制造業數智化與制造業服務化會從技術、要素與組織維度產生一系列的創新與整合，使得兩者在系統內部能夠通過相互協調的方式，形成整體有序的結構。因此，圍繞技術、要素與組織的三個維度，制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內在機制主要表現為技術進步與創新機制、要素滲透與交互機制、組織協同與升級機制。

（一）技術維度：技術進步與創新機制

根據熊彼特的創新理論，技術創新表現為某項技術或工藝發明引入實際生產中，并對原有生產體系產生震蕩效應。隨著新一輪科技革命和產業變革的加速演進，以大數據、云計算、物聯網和人工智能為核心的新一代數字技術逐漸成為新產業革命下典型的通用目的技術。作為通用目的技術，新一代數字技術的創新不僅與制造業數智化、制造業服務化的發展息息相關，直接影響著產業的轉型進程，還對制造業數智化與服務化耦合協同的過程產生重要推動作用。一方面，制造業數智化與制造業服務化的發展離不開數字技術作為底層技術的支撐作用，數字科技的不斷進步會推動制造企業實現技術創新，而技術創新帶動了商業模式的創新［27］，產生了數字化制造、智能制造、服務型制造等新型產業形態。另一方面，技術的進步與創新會進一步促進共性技術的擴散，使得以數字技術為外殼的知識資產逐漸消除了實物資產專用性對數智化、服務化不同系統耦合造成的障礙，為制造業數智化與制造業服務化實現耦合協同提供物質基礎。

（二）要素維度：要素滲透與交互機制

要素的滲透與交互是不同系統或者系統不同部分之間實現耦合協同的微觀基礎。根據協同理論，在復雜開放系統中，子系統間會通過相互作用而產生1+1gt;2的整體效應，形成新的有序結構，而子系統間的相互作用是系統要素按照一定的規則和原則相互交織的結果。制造業數智化與制造業服務化的耦合協同是在制造、數據和服務等相關資源要素集成的基礎上實現的。其中，數據要素作為基本生產要素，區別于勞動力、資本等傳統生產要素，既具有融合效應，即通過以數字產品或者數字服務為載體，附著于其他資源要素上，實現數據與其他要素間的協同聯動，又具有乘數倍增效應，即通過數據要素的流通，能夠放大其他要素在價值鏈流轉中產生的價值。

在制造業數智化過程中，數據要素通過融合效應，能夠貫穿制造業生產制造全流程，使勞動力、資本等要素實現數據化，從而賦能制造業生產系統變革，并進一步促進制造業服務化發展。數據要素滲透對生產系統的變革不僅優化了制造與服務資源之間原有的結構差異，使制造和服務能夠實現不同資源間的整合，而且通過數據要素的流通，不同業務環節實現互聯互通，借助于強大的算力、算法，促進產品和服務創新，實現價值增值，從而推動制造業商業模式創新，實現制造業服務化的發展。而在制造業服務化進程中，融入生產活動中的現代服務要素直接或間接地與數據要素作用相關，制造業服務化的發展需求會推動制造業數智化的發展。一方面，以信息科技、人力資本等為代表的現代服務要素伴隨信息技術和知識經濟而產生，是建立在信息技術應用的基礎上，其本身積累的過程就涵蓋了數據要素流通的關鍵作用。另一方面，服務要素實現價值增值或者創造的過程是數據密集型的生產和服務融合過程，數據貫穿服務型制造價值鏈的全流程［28］，基于數據要素的流通，價值鏈上各環節能夠圍繞用戶需求實現資源要素的整合與交互，從而形成增值服務，并進一步驅動數智化賦能。

（三）組織維度：組織協同與升級機制

組織協同與升級是制造業數智化與制造業服務化兩個異構系統實現耦合協同的重要驅動力。由制造業數智化與制造業服務化耦合協同所形成的復雜系統既具有智能化組織的結構特征，又具有制造業服務化組織整合的特點。制造業數智化與服務化系統兩者的組織結構既相互聯系又相互獨立，數智化強調以數據資源為媒介，以現代信息網絡為載體，推動組織向“去中心化”、網絡化和生態化的方向演進［29］，而服務化強調以客戶需求為導向，為支撐“產品+服務”的業務模式，推動組織一體化方向發展［30］。組織協同與升級是實現異構信息系統間資源動態共享與業務過程協作的關鍵，在制造業數智化、服務化進程中，子系統間會通過組織協同作用實現資源的共享與業務協作，從而推進系統集成與整體優化升級。

組織協同作用涉及從企業、產業鏈到產業生態等不同維度的協同組織間資源交互行為。對于制造業數智化與服務化的耦合協同，協同組織具體表現為以打破組織內部資源之間的各種壁壘和邊界為目標而進行協調運作的生產組織。企業維度上，數智化融入銜接產品和服務環節的供應鏈中，企業內部通過跨部門、跨業務流程的資源集成，形成系統一體化的流程型組織結構；產業鏈維度上，數智化連接上下游的制造與服務企業，不同企業通過跨產業鏈全鏈的資源集成，形成實現供需端精準對接的平臺型組織結構；產業生態維度上，數智化實現制造與服務活動的泛在智聯，不同產業鏈通過跨域價值網絡的資源整合，形成實現跨界融合的生態型組織結構。

（四）環境維度：市場驅動與政府支持作用

制造業數智化與制造業服務化的耦合協同作為動態的發展過程，不只與制造業數智化、服務化的演化進程息息相關，而且還會受到企業組織與市場、政府之間相互作用的外在影響。根據系統論的基本原理，系統總是處于與環境的相互聯系和相互作用中，通過系統與環境在物質、能量、信息等方面的交換，系統得以向上發展并穩定存在。而且對于開放系統來說，系統與環境之間存在共塑特征：一方面，環境不僅能為系統提供資源要素，而且會以外在壓力對系統的發展產生拉動的作用；另一方面，系統不僅對環境實現功能服務，而且會通過系統內部子系統間的相互作用，倒逼環境發生變化。以企業組織作為系統內部的重要微觀主體，影響制造業數智化與制造業服務化耦合協同的外部環境可以表現為市場、政府兩個方面的作用。

（1）市場會從供給端與需求端影響制造業數智化與制造業服務化的耦合協同，通過發揮資源配置功能，引導數據要素對制造、服務環節的融合，以及實現制造、服務等各類資源要素的整合。對于供給端，完善的要素市場能夠促進生產要素自主有序流動，激發市場主體的創新活力，驅動制造企業實現技術與商業模式的創新，進而促進制造業數智化與制造業服務化的耦合協同。其中，數據要素市場建設，作為要素市場化配置的重要內容，對制造業數智化與制造業服務化的耦合協同具有重要影響作用。一方面，深化數據要素資源配置有利于制造業轉型升級，不僅能夠提升制造業數智化水平，而且能夠促進制造業的價值鏈向微笑曲線兩端延伸，發展制造業服務化的新模式新業態［31］。另一方面，數據要素市場連接生產、分配、流通等各環節，通過實現數據有序流通和交易［32］，避免數據孤島和制度壁壘的存在，促進各市場主體間、線上數據與線下市場間的協同發展，有利于制造業數智化與制造業服務化的耦合協同。

對于需求端，市場需求的變化是推動制造企業變革生產方式、組織方式和服務方式的直接動力。在市場運行規則的作用下，企業能夠自動感受市場需求不斷升級的信號，并對生產經營行為進行自動調節，從而為了適應新的消費需求以及獲取競爭優勢，制造企業進行數智化與服務化的轉型。而制造業數智化與制造業服務化的耦合協同是制造企業共同推進數智化與服務化轉型的過程。一方面，制造企業的數智化、服務化轉型是企業運營模式的轉換過程，而在數字經濟條件下，以客戶為中心的商業模式逐漸取代以產品為中心的傳統模式，以客戶需求為導向成為制造企業向數智化、服務化轉型過程中實現價值創造的重要條件［33］。另一方面，在制造業數智化與制造業服務化相互影響過程中，需要制造企業考慮市場需求變化的現實情況，從而使企業能夠圍繞用戶需求，不斷調整自身經營戰略，增強價值創造能力，推進制造業數智化與服務化耦合協同發展。

（2）政府對產業發展的協調、支持作用是推進制造業數智化與服務化耦合協同發展的重要外在動力。政府主要通過政策引導、企業支持、基礎設施建設等途徑，對制造業數智化與制造業服務化的耦合協同發揮重要作用。在政策引導方面，政府通過制定實施科學有效的產業政策引導和推動著產業融合的深度發展，我國先后出臺了一系列促進制造業數智化、制造業服務化發展的相關政策，而隨著制造業數智化、服務化的不斷發展，推動制造業數智化與服務化的耦合協同成為實現轉型升級的重要方向。在企業支持方面，政府一直以來通過政策、技術、資金、人才等支持渠道，鼓勵大型企業發揮示范引領作用，并促進大中小企業融通發展，為制造業數智化與制造業服務化的耦合協同發展提供了良好的外部環境。在基礎設施建設方面，政府通過加強5G、工業互聯網、大數據中心、云計算平臺等數智化公共服務平臺的建設，為制造企業推進數智化、服務化提供一體化的平臺支撐功能，進而使得制造業能夠以平臺作為工業全要素、全產業鏈、全價值鏈連接的樞紐，打通設計、生產、流通、消費與服務各環節，實現制造業數智化與服務化的耦合協同。

綜上所述，制造業數智化與制造業服務化的耦合協同機制既包括了由技術、要素與組織三個維度構成的內在機制，也包含了由市場、政府兩方面作用構成的外在機制。而且，內在機制與外在機制之間形成相互支撐的作用關系，只有在內在機制與外在機制的共同作用下，制造業數智化與制造業服務化耦合協同形成的復雜系統才能實現穩定、向上的發展。其中，作為內在機制，在技術維度上，技術的進步與創新，會通過數字技術創新，促進共性技術擴散，進一步推動制造企業實現技術以及商業模式的創新；在要素維度上，要素滲透與交互，會通過數據要素的融合與乘數倍增效應，使得制造與服務實現資源的整合與交互；在組織維度上，制造業數智化與制造業服務化不同系統之間通過組織協同作用，整合智能化、服務化的組織結構，實現資源共享與業務升級，進而推動制造業數智化與制造業服務化實現耦合協同。而作為外在機制，在市場層面，完善的要素市場與市場需求的變化會從供給端和需求端，驅動制造企業進行數智化與服務化的耦合協同；在政府層面，政府對產業發展的協調、支持作用，通過政策引導、企業支持、基礎設施建設等途徑，會對制造業數智化與服務化的耦合協同產生重要推力。最終，在內在機制、外在機制，以及兩種機制的共同作用下，制造業數智化與制造業服務化子系統間實現耦合協同，并且整個耦合協同系統會進一步實現穩定發展。具體耦合協同機制見圖3。

六、制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜系統模型

制造業數智化與制造業服務化的耦合協同是一個復雜系統的演化過程，是制造業數智化與制造業服務化在開放系統中，通過非線性的相互關系打破原有系統的線性結構，從而引起整個系統向有序化方向發展，最終制造業數智化與制造業服務化的耦合協同會推進制造業實現轉型升級。為深入研究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜系統本質，下文將構建制造業數智化與制造業服務化耦合協同的理論模型，首先分析制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜性特征，之后基于熵理論，刻畫制造業數智化與制造業服務化耦合協同的動力機制。

（一）制造業數智化與制造業服務化耦合協同的復雜性特征

制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統是以制造企業為微觀主體，由制造業數智化與制造業服務化的子系統耦合而構成的，涉及制造業從產品設計、生產制造、銷售、物流，及售后服務活動等全流程的整體系統。系統組成元素之間以及系統和環境之間存在競爭與合作等復雜的相互作用，并在系統內外的共同作用下，制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統具有復雜系統特性，分別表現為層次性、非線性、自適應性、自組織性與涌現性等特征。

（1）層次性。制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統具有由簡單到復雜、從低級到高級的不同層次。每個層次都有不同的整體性，層次不同，系統的屬性、結構與功能也表現不同，同時低層次的特性是形成高層次特性的基礎，高層次具有低層次所沒有的新特性，不同層次之間既相互區別又相互聯系。制造業數智化與制造業服務化耦合協同系統的層次可以從多維度展開。從數智化發展的維度，耦合協同系統可以劃分為自動化、信息化、數字化、網絡化與智能化等不同技術支持下的產品服務系統；從服務化發展的維度，耦合協同系統的不同層次可以表現為數字化賦能下從以產品為導向逐漸轉變為以服務為導向的生產系統；從系統本身演化的維度，耦合協同系統可以劃分為從演化初期、中期到后期的不同階段。

（2）非線性。復雜系統中各個部分之間存在相互聯系和制約的作用，這些循環作用會形成反饋回路，從而推動系統的發展。制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統反映了制造業數智化與制造業服務化子系統之間存在相互影響的反饋機制。兩者耦合協同水平不僅是制造業數智化與制造業服務化子系統之間的疊加效果，而且是由制造業數智化與制造業服務化通過交互的非線性作用決定的。

（3）自適應性。復雜系統的元素是具有適應性的主體，它能夠與環境以及其他主體進行交互作用，通過這種持續不斷的交互作用，系統能夠不斷地學習或積累經驗，從而改變自身的結構和功能。制造業數智化與制造業服務化在耦合協同過程中會不斷進行系統內部的協調，以及系統與外部環境間的物質、信息等交互，從而實現系統的自我適應、自我學習與自我進化。從微觀主體的角度，制造企業在協同推進制造業數字化與服務化轉型的過程中，為滿足市場需求或者維持市場競爭力，對外需要與外界環境形成互動，對內需要不斷調整適應性行為，進行組織結構、業務流程等方面的優化創新。

（4）自組織性。復雜系統內部各子系統之間能夠自行按照某種規則形成一定的結構或功能，從而實現從混沌無序的初態向穩定有序的終態的演化過程。制造業數智化與制造業服務化具有密切的互為發展關系，以兩者的相互作用為基礎，制造業數智化與制造業服務化不同子系統之間能夠自發地相互協調、相互適應，并形成穩定的整體結構。

（5）涌現性。復雜系統，作為整體系統，具有其組成部分所沒有的新屬性。制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統由制造業數智化與制造業服務化子系統構成，子系統間的非線性交互是系統演化的主要動力。制造業數智化與制造業服務化，作為子系統，本身就具有整體性、動態性、復雜性等特征，兩者的耦合協同不僅會進一步放大這些特性，而且還會產生從局部到整體升級的耦合效應，使得制造業數智化和制造業服務化的發展水平遠遠優于兩者獨立發展的結果，并促進總體效益的提升。

（二）制造業數智化與制造業服務化耦合協同系統的熵理論模型

制造業數智化與制造業服務化的耦合協同是系統性、整體性、全局性的變革。制造業數智化與制造業服務化的耦合協同系統是實現制造業數智化與制造業服務化耦合協同功能和目的的復雜系統，其中復雜系統的要素是指參與制造業數智化與制造業服務化耦合協同過程的組成部分，包含了制造業數智化子系統、制造業服務化子系統的要素。因此，可以將制造業數智化與制造業服務化耦合協同系統定義為，參與制造業數智化與制造業服務化耦合協同過程的各類要素及要素間相互關系的集合。

借鑒復雜系統理論，引入熵的概念反向表示制造業數字化與制造業服務化的耦合協同程度，熵越大則耦合協同程度越低。根據耗散結構，熵是不確定性負度量，此處用以度量制造業數字化與制造業服務化系統各要素帶來的不確定性，熵越大則系統的混亂程度即無序程度越高。

制造業數智化與制造業服務化耦合協同系統的熵可表現為由系統內部因素和外部環境要素帶來的內外部不確定性，分別用內熵和外熵表示。從制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內外機制來看，技術、要素與組織維度的不確定性因素會引發內熵的變化，環境維度在市場、政府作用層面的不確定性因素會引發外熵的變化。

制造業數智化與制造業服務化耦合協同的演變是內熵與外熵共同作用的結果。根據耗散結構理論，在內外熵共同動力的驅動下，復雜系統處于不穩定狀態，無序程度呈現動態變化，當系統能量達到閾值時，系統內部某些漲落成長為巨漲落，形成有序的耗散結構或者進入極不穩定的混沌分支。制造業數智化與制造業服務化耦合協同系統滿足耗散結構形成的必要條件，技術、要素、組織與環境維度會從系統內外部持續影響制造業數智化與制造業服務化耦合協同的過程，在共同的積極影響下，良性能量量變引起質變，系統的有序性和穩定性極大提升，實現向上發展。圖4表現了基于熵視角下制造業數智化與服務化耦合協同的動力機制。

七、結論與啟示

數實融合背景下，制造業數智化與制造業服務化存在密切的互為發展關系，推動制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展是推進先進制造業與現代服務業深度融合、建設現代化產業體系的重要方向。同時，現有研究缺乏從學理層面深入探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的發展機制。鑒于此，本文基于復雜系統視角，結合拓展的TOE分析框架，創新性地探究制造業數智化與制造業服務化耦合協同的發展機制。主要結論是：首先，制造業數智化與制造業服務化兩者形成結構穩定的子系統是實現制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展的必要前提，技術、要素與組織維度構成子系統不同層次的內在結構，而耦合協同的范圍覆蓋了價值鏈全流程、供應鏈全周期與產業鏈全生態。其次，技術進步與創新、要素滲透與交互、組織協同與升級構成制造業數智化與制造業服務化耦合協同的內在機制，市場驅動與政府支持兩方面的作用構成其外在機制。最后，制造業數智化與制造業服務化耦合協同具備層次性、非線性等復雜性特征，且基于熵理論模型，技術、要素、組織與環境維度會從系統內外部持續影響制造業數智化與制造業服務化耦合協同的過程。

基于上述研究結論，為推進制造業數智化與制造業服務化耦合協同發展，本文得出以下啟示：

第一，系統性推進制造業數智化、服務化轉型的發展。數智化、服務化轉型不只是先進技術、現代化要素對生產過程的引進與投入，更是技術、要素深入到組織層面而引發的系統性變革過程。推進制造業數智化與服務化耦合協同發展，需要先系統性地推進制造業數智化、服務化的發展，避免盲目進行數智化、服務化的投入，造成企業陷入轉型困境。

第二，實現技術、要素與組織維度的內在變革。技術、要素與組織維度的內在變革能夠推進制造業數智化與服務化耦合協同。制造企業要重視發揮技術進步與創新、要素交互與滲透、組織協同與升級的重要作用，以戰略變革的思路推動數智化與服務化的耦合協同發展，從而實現轉型升級。

第三，強化市場驅動與政府支持兩方面的外在作用。市場驅動與政府支持兩方面的作用是推進制造業數智化與服務化耦合協同發展的重要條件。政府層面，大力發展市場一體化，完善要素市場化配置，同時持續推進數實融合，把握企業數字化、網絡化、智能化方向，支持鼓勵制造企業耦合發展數智化與服務化轉型，以數智化轉型促進服務型制造的創新發展，并以服務化轉型引領數智化的變革，助力企業打造貫通生產制造全流程、全要素的數智服務體系。

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The Development Mechanism of Coupling and Synergy between Digital

Intelligentization and Servitization in Manufacturing Industry

Wang Xiaolei

（School of Economics， Nankai University， Tianjin 300071， China）

Abstract： "Promoting the coupled and coordinated development of manufacturing digital intelligentization and servitization is a key pathway to deepen the integration between advanced manufacturing and modern service industries. Based on the perspective of complex systems and combined with the extended TOE analysis framework， this paper studies the development mechanism of coupling and synergy between digital intelligence in manufacturing industry and manufacturing servitization. Structurally， the digital intelligentization of the manufacturing industry and the servitization subsystem of the manufacturing industry form a complex system through coupling and synergy. From the dimensions of technology， elements， organization and environment，" the internal mechanism of the coupling and synergy of manufacturing digital intelligentination and manufacturing servitization is constituted based on technological progress and innovation， factor penetration and interaction， organizational collaboration and upgrading. The external mechanism of coupling and synergy between manufacturing digital intelligentization and manufacturing servitization is based on the roles of market drive and government support. Moreover， under the influence of internal entropy and external entropy， the dimensions of technology， elements， organization and environment will continue to affect the coupling and collaboration process of digital intelligentization and manufacturing servitization from inside and outside the system. Therefore， in order to promote the coupling and coordinated development of digital intelligentization and servitization of manufacturing industry， it is necessary to systematically promote the development of digital intelligentization and servitization transformation of manufacturing industry， and at the same time realize the internal transformation of technology， elements and organizational dimensions， and strengthen the role of market drive and government support.

Key words：digital intelligentization in manufacturing industry；servitization of manufacturing industry; coupling and synergistic development；complex systems；TOE analysis framework

（責任編輯：張夢楠）