智能化改造和數(shù)字化轉型是推動制造業(yè)轉型升級的主要途徑和手段。我國制造業(yè)的數(shù)字化轉型面臨“集成陷阱”和“中小企業(yè)陷阱”二大主要的實施障礙。通過分析50家中國獲評的“燈塔工廠”數(shù)字化轉型的基本情況，以及在“智改數(shù)轉”工作中處于全國領先地位的蘇州市制造業(yè)數(shù)字化改造的經驗，總結了影響我國實施制造業(yè)數(shù)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(shù)字化改造的具體的政策建議。有效回答了當前“企業(yè)家如何開展數(shù)字化改造”“地方政府如何開展‘智改數(shù)轉’全產業(yè)鏈培育工作”這兩大關切問題，對于我國雙循環(huán)發(fā)展格局下實現(xiàn)工業(yè)高質量發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實指導意義。
一、問題的提出
在全球產業(yè)鏈重組的基本趨勢和背景下，作為實體經濟主體的制造業(yè)的轉型升級一直是全球各國關注的最重要的話題之一，探尋制造業(yè)轉型升級之路也是各國工業(yè)政策經久不衰的議題。Gereffi提出了全球價值鏈升級理論，指出“產業(yè)的轉型升級表現(xiàn)為產品升級、經濟活動升級、部門內升級和部門間升級四個方面”；Humphrey和Schmitz提出了產業(yè)升級的四種方式：“工藝升級、產品升級、功能升級、跨產業(yè)升級，前三種都是產業(yè)內升級,第四種是產業(yè)間升級”。從全球實踐來看，1970—90年代，以豐田生產模式為代表的精益生產、摩托羅拉公司首推的六西格瑪質量過程管理、哈默和錢皮提出的業(yè)務流程再造等管理變革，推動全球制造業(yè)不斷改善和優(yōu)化經營效益；20世紀末隨著網絡技術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(guī)模定制為特征的工業(yè)4.0概念。在工業(yè)4.0時代的智能制造，“其核心是動態(tài)配置的生產方式，關鍵是信息技術應用，本質是基于‘信息物理系統(tǒng)’來實現(xiàn)‘智能工廠’”。
從中國實踐來看，改革開放后大量落戶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(xù)實施了一定的運營改善活動，但是由于當時我國的制造業(yè)處于“微笑曲線”的低端，這些運營改善并沒有使得我國實現(xiàn)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，國內許多專家在“入世”前后也提出了國內制造業(yè)的轉型升級問題，譬如劉志彪指出，“沿著‘微笑曲線’從低端的‘生產’到兩端的‘創(chuàng)新’和‘營銷’，逐步從OEM推進到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)展的一個突出特點是資源環(huán)境約束的壓力越來越大。
然而，關于轉型升級的研究持續(xù)了近二十年，為什么沒有在中國制造業(yè)實踐發(fā)生質的變化？我們認為，一方面，由于受制于全球產業(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(guī)模的粗放型增長階段。但是這種困境近十年來逐漸獲得了扭轉：一方面，我國制造業(yè)增加值從2012年的16.98萬億元增加到2021年的31.4萬億元，占全球比重從22.5%提高到近30%，持續(xù)保持世界第一制造大國地位，同時成為擁有全球產業(yè)門類最齊全、產業(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(qū)持續(xù)多年的“用工荒”不斷推高了制造業(yè)的用工成本，同時智能化改造和數(shù)字化轉型（以下簡稱為“智改數(shù)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(xù)推出工廠數(shù)字化改造專項補貼，使得企業(yè)“智改數(shù)轉”的實際成本快速下降，這同步的“一升一降”推動更多的企業(yè)高管作出“智改數(shù)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(shù)字制造轉型的方法，由網絡物理系統(tǒng)、云系統(tǒng)、機器對機器通信、智能工廠、增強現(xiàn)實和模擬、數(shù)據(jù)挖掘、物聯(lián)網、企業(yè)資源規(guī)劃和商業(yè)智能、虛擬制造等構成。數(shù)字化改造通過生產設備的互聯(lián)開發(fā)了設備的潛力提高了效率；通過生產運營數(shù)據(jù)的積累和挖掘優(yōu)化了生產和業(yè)務流程；通過人工替代實現(xiàn)了效率和質量的提升，損耗和浪費的減少；通過工業(yè)互聯(lián)網的接入從本質上突破了企業(yè)的邊界，極大地促進了開展端到端的創(chuàng)新服務模式。當前全球包括我國的實踐表面，制造業(yè)數(shù)字化改造已經成為制造業(yè)轉型升級最為有效的途徑。
因此，對制造業(yè)數(shù)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、促進對轉型升級實施路徑的深入探索，并從產業(yè)實踐上實現(xiàn)我國制造業(yè)的高質量發(fā)展，推動產業(yè)結構優(yōu)化升級。
本文的邊際貢獻在于：根據(jù)相關文獻主要聚焦企業(yè)外部的宏觀層面、較少具體落實到對制造業(yè)企業(yè)“智改數(shù)轉”的分析的不足，本文加強了對企業(yè)執(zhí)行層面的研究，即強化了對先進企業(yè)數(shù)字化改造經驗的分析和總結，以及對克服數(shù)字化改造障礙推進全產業(yè)鏈數(shù)字化水平的培育經驗進行分析和總結?；趯灿嬍I(yè)4.0示范全球“燈塔工廠”中50家上榜中國工廠的特征分析，以及在工業(yè)發(fā)達城市蘇州開展的“智改數(shù)轉”專題調研，分別從當前急需的橫向企業(yè)和縱向產業(yè)鏈兩個視角研究我國制造業(yè)數(shù)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(shù)字化改造的障礙
關于我國制造業(yè)數(shù)字化改造的障礙，國內外學者已經開展了相關的研究：
首先，從制造業(yè)數(shù)字化改造的宏觀環(huán)境來看，錢藝文指出，“現(xiàn)階段，我國制造業(yè)承受著來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，率先進行數(shù)字化轉型升級，生產成本不斷降低，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，在全球價值鏈中存在‘低端鎖定’風險；另一方面，隨著國內勞動力和原材料成本優(yōu)勢衰減‘劉易斯拐點’的到來致使制造業(yè)原有的粗放式發(fā)展模式受到強烈沖擊”。因此“工信部原副部長楊學山認為，要實現(xiàn)《中國制造2025》提出的目標任務，僅有一批大企業(yè)是不夠的，需要各個行業(yè)80%的產能和80%的企業(yè)都能夠達到制造業(yè)的先進水平。但麥肯錫報告又指出：國外一般企業(yè)數(shù)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)展研究中心合作開發(fā)的中國企業(yè)數(shù)字轉型指數(shù)顯示，中國只有7%的企業(yè)突破業(yè)務轉型困境，成為轉型領軍者。
其次，從數(shù)字化改造企業(yè)的異質性研究來看，Moeuf等對涵蓋中小企業(yè)不同工業(yè)4.0問題的現(xiàn)有應用研究進行了文獻綜述。結果表明，“中小企業(yè)并沒有利用所有資源來實施工業(yè)4.0，而且往往只限于采用云計算和物聯(lián)網。同樣，中小企業(yè)似乎只采用了工業(yè)4.0概念來監(jiān)控工業(yè)過程，而且在生產計劃領域仍然缺乏實際應用。
第三，從數(shù)字化改造產業(yè)層面來看，國務院發(fā)展研究中心“我國數(shù)字經濟發(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(shù)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)實現(xiàn)數(shù)字化、網絡化、智能化……缺乏權威的數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)安全問題有待解決、數(shù)據(jù)開放與共享水平有待提高、技術基礎與信息基礎設施相對薄弱、對就業(yè)將產生嚴峻挑戰(zhàn)等問題仍存在，阻礙著制造業(yè)數(shù)字化轉型進一步深入”。
綜上所述，對于制造業(yè)數(shù)字化改造障礙的認識，國內外學者和企業(yè)實踐者基本達成一致：數(shù)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(xiàn)為企業(yè)在工業(yè)化和信息化融合發(fā)展的初期階段，各個職能部門各自搞了許多信息系統(tǒng)，卻鮮見信息系統(tǒng)間的連接與集成，最終成為一個個‘信息孤島’”。一般認為，數(shù)字化改造只有突破了集成陷阱（突破圖1價值拐點G），企業(yè)才會進入工業(yè)化和信息化兩化深度融合發(fā)展的高級階段，進而進入實質性受益階段。而“所謂‘中小企業(yè)陷阱’是指對于廣大中小企業(yè)來說，由于缺資金、缺人才，對數(shù)字化轉型大都抱有‘不敢轉、不愿轉、不能轉、不會轉、不善轉’的態(tài)度；即使有勇于嘗試者，也大都在沒有超越前期沉沒成本（圖1中OF段）、尚未突破“集成陷阱”、數(shù)字化改造效果尚未顯現(xiàn)前消耗完了所有的資源?！?/span>
圖1 數(shù)字化轉型的基本矛盾:集成陷阱和中小企業(yè)陷阱
通過上述的回顧還可以發(fā)現(xiàn)：盡管現(xiàn)存的文獻從各個方面對產業(yè)數(shù)字化改造的障礙、影響因素進行了研究，但是從整體來看，主要集中在企業(yè)外部宏觀層面的分析上，具體落實到制造業(yè)的“智改數(shù)轉”領域，則對于先進企業(yè)數(shù)字化改造經驗的分析和總結、對于克服數(shù)字化改造障礙推進全產業(yè)鏈數(shù)字化水平的培育經驗的分析和總結，都顯得非常單薄，且缺少對企業(yè)執(zhí)行層面的研究。
2020年11月，中央《國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中明確提出：要充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應用場景優(yōu)勢，促進數(shù)字技術與實體經濟深度融合，賦能傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級。2022年12月，國務院發(fā)布的《“十四五”數(shù)字經濟發(fā)展規(guī)劃》指出：大力推進產業(yè)數(shù)字化轉型，要加快企業(yè)數(shù)字化轉型升級；全面深化重點產業(yè)數(shù)字化轉型，立足不同產業(yè)特點和差異化需求，推動傳統(tǒng)產業(yè)全方位、全鏈條數(shù)字化轉型，提高全要素生產率。這兩個文件的發(fā)布，標志著我國制造業(yè)數(shù)字改造從前期的理論分析、規(guī)劃設計階段進入實質性運行和快速發(fā)展階段，因此亟需從企業(yè)視角總結數(shù)字化改造的決定因素，為其他尚未開展數(shù)字化改造的企業(yè)提供示范；亟需從產業(yè)鏈視角分析產業(yè)數(shù)字化過程中面臨的障礙，為各地政府開展產業(yè)數(shù)字化改造培育工作提供指南；此外，《綱要》中還提出：要鍛造產業(yè)鏈供應鏈長板，立足我國產業(yè)規(guī)模優(yōu)勢、配套優(yōu)勢和部分領域先發(fā)優(yōu)勢，打造新興產業(yè)鏈，推動傳統(tǒng)產業(yè)高端化、智能化、綠色化。因此，從企業(yè)和產業(yè)鏈層面去解決“智改數(shù)轉”工作的中障礙，是中國走出施正榮所提“微笑曲線”中低附加值的低端加工制造困局，實現(xiàn)研究了20多年的產業(yè)轉型升級的主要抓手，還是中國經濟提升國際競爭能力、避免在中國式現(xiàn)代化過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)人均勞動生產效率,實現(xiàn)工業(yè)高質量發(fā)展的必由之路。
但從已經開展“智改數(shù)轉”城市的實踐來看，許多制造型企業(yè)往往存在因為缺專業(yè)人才“不敢轉”、缺錢缺技術“不愿轉”、設備制式數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一“不能轉”、缺智能化診斷和后續(xù)服務“不會轉”、頭部企業(yè)示范引領作用不強，中小企業(yè)缺抓手“不善轉”等實施障礙；而促成制造業(yè)數(shù)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)層面和產業(yè)層面的相關研究。因此，我們認為當前亟需對我國那些突破業(yè)務轉型困境，成為數(shù)字化改造轉型領軍企業(yè)的特性進行分析，并結合已經開展“智改數(shù)轉”城市的實踐經驗教訓，從整個產業(yè)鏈層面來總結數(shù)字化改造的決定因素，并針對現(xiàn)有的轉型障礙提出相應的產業(yè)政策建議。
三、制造業(yè)數(shù)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”的特征分析
2018年達沃斯世界經濟論壇牽頭并聯(lián)合麥肯錫公司啟動了“全球燈塔網絡”倡議，旨在為制造業(yè)的大規(guī)模數(shù)字化轉型提供全球認可的推廣加速平臺。它們所遴選的數(shù)字化制造和全球化4.0示范者“燈塔工廠”，有智能制造“奧斯卡”之稱，代表了全球制造業(yè)領域智能制造和數(shù)字化最高水平。截至2023年1月，全球共有十批132家“數(shù)字化制造全球化4.0”示范的“燈塔工廠”入選，這些全球“燈塔工廠”中57%實現(xiàn)了產量增加，35%實現(xiàn)了產量和銷售的雙增加。
中國獲評“燈塔工廠”50家（其中大陸46家，臺灣地區(qū)4家），約占全球獲評數(shù)量的4成，成為世界上擁有最多“燈塔工廠”的國家，與中國制造業(yè)在全球的地位基本相稱。選擇中國獲評“燈塔工廠”作為研究對象，可以很好地總結我國先進制造企業(yè)的數(shù)字化改造經驗。因此我們通過網站、專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”的相關信息，進行了橫向企業(yè)層面的統(tǒng)計分析。
1.中國獲評“燈塔工廠”數(shù)字化轉型的總體特征
從產業(yè)分布看，中國獲評“燈塔工廠”的產品主要服務于終端用戶。中國獲評“燈塔工廠”集中度較高的前五大產業(yè)分別是家用電器，電子產品及設備，消費品，汽車和汽車零部件制造，工業(yè)機械、設備、裝備，累積占比達到76%。而前三大傳統(tǒng)產業(yè)的累積占比高達56%。
表1 中國50家獲評“燈塔工廠”的產業(yè)分布
從區(qū)域分布看，中國獲評“燈塔工廠”落戶在16個省的26個城市中，主要集中在沿海制造業(yè)發(fā)達地區(qū)(數(shù)量占比72%)，其中長三角地區(qū)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(shù)字化改造與城市制造業(yè)水平、地方政府對“智改數(shù)轉”培育工作的重視程度密切相關。
表2 中國50家獲評“燈塔工廠”的地域分布
從表3企業(yè)性質看，中國大陸46家獲評“燈塔工廠”中的外資企業(yè)占65.2%，這其中既有“燈塔工廠”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)自從上世紀末以來大力施行了精益生產、六西格瑪質量管理、設備綜合效率、業(yè)務流程再造等一系列綜合運營模式改善，為推行制造業(yè)數(shù)字化轉型奠定了基礎。
表3 大陸46家獲評“燈塔工廠”的企業(yè)性質分布
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（生產鋁合金車輪）和廣州寶潔有限公司（生產日化產品）經營時間最久。這說明我國傳統(tǒng)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(shù)字化轉型的效果看，大陸的46家“燈塔企業(yè)”在以下五個維度上都表現(xiàn)優(yōu)異：提高效率（20%-250%）、降低成本（6%-35%）、節(jié)能減排（10%-49%）、提高客戶滿意度（25%-75%）、促進銷售（14%-40%）。
