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制造業(yè)的數(shù)實融合:表現(xiàn)、機制與對策

摘要

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起,數(shù)字技術(shù)與實體技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟呈現(xiàn)融合程度不斷深化的趨勢,其中制造業(yè)是數(shù)實融合最主要的產(chǎn)業(yè)部門。本文提出,制造業(yè)數(shù)實融合的范圍包括企業(yè)內(nèi)部全領(lǐng)域、價值鏈全周期和供應(yīng)鏈全生態(tài);在形態(tài)上表現(xiàn)為要素融合、技術(shù)融合、設(shè)施融合和產(chǎn)品融合。制造業(yè)數(shù)實融合以連接為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)為核心、以算力為支撐、以算法為驅(qū)動,并通過整合多維數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)潛在知識、替代人力勞動、編碼行業(yè)知識、軟件定義產(chǎn)品、創(chuàng)新商業(yè)模式等功能,發(fā)揮對制造業(yè)的賦能作用。針對我國制造業(yè)數(shù)實融合面臨的制造能力、數(shù)字化水平、數(shù)字化能力、數(shù)據(jù)流動等多方面的制約,需要加快信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,完善數(shù)字經(jīng)濟法律法規(guī)和政策,加強數(shù)字經(jīng)濟領(lǐng)域國際合作。


1

引言


當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn),顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)。新興顛覆性技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化持續(xù)創(chuàng)造新產(chǎn)品、新模式、新業(yè)態(tài)乃至新產(chǎn)業(yè)。以云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈為代表的數(shù)字技術(shù)是新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中創(chuàng)新最活躍、影響最廣泛和深入的技術(shù)群。新一代數(shù)字技術(shù)如同蒸汽引擎、電動馬達(dá)、電力、芯片一樣,是典型的通用目的技術(shù)(General Purpose Technologies,GPT’s)。通用目的技術(shù)具有三種典型的特征:一是廣泛的擴散性。具有在廣泛產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域普遍使用的潛力,而且隨著技術(shù)的演進(jìn)能夠擴散至整個經(jīng)濟。二是技術(shù)改進(jìn)的內(nèi)在潛力。隨著技術(shù)的發(fā)展,性能、成本、用途都會得到持續(xù)的改進(jìn)。三是創(chuàng)新的互補性。通用目的技術(shù)扮演著使能者的角色,它不是直接為其他行業(yè)帶來生產(chǎn)率的提高,而是為這些行業(yè)提高生產(chǎn)率的創(chuàng)新活動打開了機會之門。[Bresnahan,Timothy F.,Trajtenberg,M.General purpose technologies‘Engines of growth’?[J].Journal of Econometrics,1995,65:83-108.Lipsey,Richard G.,Carlaw,Kenneth and Bekar,Glifford T.Economic Transformations:General Purpose Technologies and Long-Term Economic Growth[M].New York:Oxford University Press,2005:97-98.]當(dāng)前,新一代數(shù)字技術(shù)正在在加速擴散、與其他行業(yè)深度融合,成為改變國民經(jīng)濟各行業(yè)的關(guān)鍵力量。


新一代數(shù)字技術(shù)對國民經(jīng)濟各行業(yè)的賦能作用受到我國政府的高度重視。在2021年10月18日十九屆中央政治局第三十四次集體學(xué)習(xí)時,習(xí)近平總書記指出:“促進(jìn)數(shù)字技術(shù)和實體經(jīng)濟深度融合,賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式,不斷做強做優(yōu)做大我國數(shù)字經(jīng)濟?!薄巴苿訑?shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟融合發(fā)展。要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向,推動制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)數(shù)字化,利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全方位、全鏈條的改造,提高全要素生產(chǎn)率,發(fā)揮數(shù)字技術(shù)對經(jīng)濟發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。要推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同產(chǎn)業(yè)深度融合,加快培育一批‘專精特新’企業(yè)和制造業(yè)單項冠軍企業(yè)?!?021年12月國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》也提出,“以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素,以數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合為主線”,到2025年“數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟融合取得顯著成效”。可見,“數(shù)字技術(shù)和實體經(jīng)濟深度融合”或“數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟融合發(fā)展”已經(jīng)成為我國產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。無論是“數(shù)字技術(shù)和實體經(jīng)濟深度融合”或“數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟融合發(fā)展”都是新一代數(shù)字技術(shù)在實體經(jīng)濟部門的深度應(yīng)用,與實體經(jīng)濟部門的創(chuàng)新鏈、工程鏈、價值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、顧客價值鏈以及產(chǎn)品、服務(wù)緊密融合在一起,并使實體部門的業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品架構(gòu)、生產(chǎn)方式、產(chǎn)出形態(tài)、生產(chǎn)效率等方面發(fā)生全方位的改變,這一現(xiàn)象可以簡稱為“數(shù)實融合”。


制造業(yè)是立國之本、強國之基、創(chuàng)新之源,在世界經(jīng)歷百年未有之大變局、新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn)、全球產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈面臨重構(gòu)的大背景下,制造業(yè)在經(jīng)濟增長、吸納就業(yè)、催生創(chuàng)新、國家安全等方面的重要性進(jìn)一步凸顯。從中國內(nèi)部看,隨著工資水平的上漲以及土地、能源、環(huán)境等要素約束加強,改革開放以來形成的成本優(yōu)勢正在削弱。通過推動制造業(yè)數(shù)實融合,不但可以用數(shù)字技術(shù)為制造業(yè)賦能,提高制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率,保持綜合成本優(yōu)勢,而且能夠推動制造業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)方式創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新,重塑制造業(yè)的國際競爭力,還能夠通過制造業(yè)對數(shù)字技術(shù)需求所創(chuàng)造的大規(guī)模市場,引致數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步突破、成熟和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,帶動數(shù)實融合相關(guān)的數(shù)字產(chǎn)品、服務(wù)和系統(tǒng)解決方案產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,甚至在這些領(lǐng)域成為全球的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力量。我國政府高度重視制造業(yè)的數(shù)實融合,近年來有關(guān)部委出臺的關(guān)于智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)型制造、上云用數(shù)賦智等政策,其核心就是推動制造業(yè)的數(shù)實融合。


近年來,國內(nèi)外學(xué)者針對制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等開展了大量研究,但直接關(guān)注制造業(yè)數(shù)實融合的研究仍然相對較少。本文將分析制造業(yè)數(shù)實融合的發(fā)生范圍和表現(xiàn)形態(tài)、條件與功能,探討制造業(yè)數(shù)實融合發(fā)展的制約因素,并有針對性地提出推動制造業(yè)數(shù)實融合的政策建議。


2

制造業(yè)數(shù)實融合的表現(xiàn)


制造業(yè)的數(shù)實融合體現(xiàn)在與制造活動相關(guān)的廣泛領(lǐng)域、涉及到各種要素、機構(gòu)與活動,呈現(xiàn)出多種融合形態(tài)。


(一)制造業(yè)數(shù)實融合的范圍


制造業(yè)是對自然資源進(jìn)行加工和再加工的一系列經(jīng)濟活動,物質(zhì)產(chǎn)品形態(tài)、性質(zhì)的改變主要發(fā)生在車間和工廠之中,因此當(dāng)人們想到制造業(yè)的數(shù)字化、數(shù)實融合等概念時,常常把其局限在車間和工廠這一物理空間以及加工制造這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。實際上,制造業(yè)數(shù)字化、智能化的領(lǐng)域要廣泛得多[中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所智能經(jīng)濟研究組.智能+:制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型[M].人民郵電出版社,2021:18-24.],數(shù)實融合包括了制造業(yè)的全領(lǐng)域、全周期、全生態(tài)。


1.企業(yè)內(nèi)全領(lǐng)域的數(shù)實融合


科層企業(yè)的內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),企業(yè)的規(guī)模越大,內(nèi)部的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。從組織架構(gòu)上看,企業(yè)包括總部和下屬的事業(yè)部、子公司、分公司??偛堪ㄐ姓?、財務(wù)、投資、戰(zhàn)略、生產(chǎn)經(jīng)營、研發(fā)、人力資源等不同的職能部門,每個職能部門都有其特點的各種職能與經(jīng)營管理活動。下屬事業(yè)部或子公司、分公司包含了不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)活動,每個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有擁有多家可能分布于多個區(qū)位的車間和工廠。制造企業(yè)的產(chǎn)品制造過程是在車間、工廠中進(jìn)行的,工廠的活動除生產(chǎn)線的加工制造外,還涉及進(jìn)貨、出貨、倉儲、水電氣熱等基礎(chǔ)設(shè)施以及生產(chǎn)過程、生產(chǎn)人員的管理等各種活動。德國工業(yè)4.0提出制造業(yè)的縱向集成,即將包括機器設(shè)備、供應(yīng)鏈系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、運營系統(tǒng)等企業(yè)內(nèi)部的流程連接起來,實現(xiàn)信息的實施溝通。制造業(yè)數(shù)實融合所覆蓋的活動遠(yuǎn)超過這個范圍,數(shù)字技術(shù)可以融入制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的方方面面,既包括各個部門(業(yè)務(wù)單元)及其相關(guān)的業(yè)務(wù)流程,同時不同部門(業(yè)務(wù)單元)、業(yè)務(wù)流程之間也被數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系在一起,開展交換數(shù)據(jù)、響應(yīng)指令、執(zhí)行操作等活動。


2.價值鏈全周期的數(shù)實融合


從價值創(chuàng)造的角度看,企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動從產(chǎn)品的創(chuàng)意開始,經(jīng)過開發(fā)設(shè)計、加工制造,再到產(chǎn)品分銷、運營服務(wù),最后是回收處理,這構(gòu)成產(chǎn)品所經(jīng)歷的完整生命周期,產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化智能化的過程被德國工業(yè)4.0稱為“端到端集成”。制造業(yè)的數(shù)實融合覆蓋了價值鏈的全周期,它既可以發(fā)生在價值鏈的完整周期,也可以發(fā)生在價值鏈的一個或多個環(huán)節(jié)。顧客價值鏈(customer value chain)從需求側(cè)提供了看待企業(yè)價值創(chuàng)造的視角。顧客價值鏈包括評估、選擇、購買、接收、消費、處理等環(huán)節(jié)。從用戶的視角看,商業(yè)模式包括企業(yè)為用戶創(chuàng)造的價值、用戶為交換該價值的付出以及可能對用戶造成的價值侵蝕。因此,可以把顧客價值鏈的活動劃分為:價值創(chuàng)造、價值捕獲、價值侵蝕。通過解綁顧客價值鏈,企業(yè)能夠為顧客創(chuàng)造新的價值。[Teixeira,Thales S.and Piechota,Greg.Unlocking the Customer Value Chain:How Decoupling Drives Consumer Disruption[M].New York:Currency,2019:27,55-60.]數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)的深度融合使解綁的力量超越了一體化的力量,加速了顧客價值鏈解綁的過程。比如,以前顧客觀看影視作品需要先租賃和郵寄影碟,現(xiàn)在,網(wǎng)飛利用連接到顧客家里的互聯(lián)網(wǎng)在線提供影視作品,解構(gòu)了顧客價值鏈活動,為顧客和自己都創(chuàng)造了新的價值。


3.供應(yīng)鏈全生態(tài)的數(shù)實融合


制造企業(yè)以產(chǎn)品為中心開展的生產(chǎn)活動雖然主要是在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行的,但是在現(xiàn)代社會分工越來越細(xì)化的條件下,那種像福特汽車Rouge工廠“一端吞進(jìn)礦石,一端吐出汽車”的高度一體化的工廠已經(jīng)不復(fù)存在,企業(yè)必須參與到全國乃至全球的產(chǎn)業(yè)大循環(huán)和產(chǎn)業(yè)鏈大分工當(dāng)中,企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動才能順利進(jìn)行,由此企業(yè)競爭力的來源都已經(jīng)離不開它所處的商業(yè)生態(tài)。早期的學(xué)者認(rèn)為商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由消費者、供應(yīng)商、主要的生產(chǎn)者、競爭者和其他風(fēng)險承擔(dān)者構(gòu)成[Moore,J.F.Predators and Prey:A New Ecology of Competition[J].Harvard Business Review,1993,(3):75-86.]。就制造業(yè)而言,商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)包括了上游原材料、零部件供應(yīng)商,下游分銷商、零售商,供應(yīng)鏈、金融、信息基礎(chǔ)設(shè)施等其他生產(chǎn)性服務(wù)活動提供商,開源平臺、眾包平臺以及其中的廣大極客、創(chuàng)客,領(lǐng)先用戶、用戶社區(qū)等。德國工業(yè)4.0將企業(yè)與合作伙伴、公司與公司之間、公司與用戶之間的網(wǎng)絡(luò)連接稱為橫向集成。制造業(yè)數(shù)實融合包含了企業(yè)所處的整個商業(yè)生態(tài)范圍,隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平的高低和企業(yè)實際業(yè)務(wù)發(fā)展需要,數(shù)實融合也會越來越廣泛地發(fā)生在商業(yè)生態(tài)的組成單元之間。


(二)制造業(yè)數(shù)實融合的形態(tài)


制造業(yè)的數(shù)實融合以要素融合、技術(shù)融合、設(shè)施融合、流程融合、產(chǎn)品融合等多種融合形態(tài)呈現(xiàn)。


1.要素融合


生產(chǎn)活動的開展需要生產(chǎn)要素的投入。早期的生產(chǎn)活動主要依靠天然的生產(chǎn)要素如土地、自然資源、天然勞動力。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和勞動剩余的積累,資本、知識、技術(shù)、管理、受過教育的高素質(zhì)勞動力等成為生產(chǎn)要素的組成部分。在制造業(yè)發(fā)展的長期過程中特別是現(xiàn)代計算機出現(xiàn)后,數(shù)據(jù)也開始在生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用,例如,冶金、化工、電力等流程型制造業(yè)根據(jù)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)反饋的數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制。但總體上來所,由于數(shù)據(jù)量小、數(shù)據(jù)處理能力弱,數(shù)據(jù)在制造業(yè)中發(fā)揮的作用非常有限。直到大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代數(shù)字技術(shù)成熟和商業(yè)化應(yīng)用后,數(shù)據(jù)海量增長、算力顯著提高,數(shù)據(jù)對于包括制造業(yè)在內(nèi)的國民經(jīng)濟各行業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟價值越來越重要,被稱為數(shù)字經(jīng)濟時代的石油。《中共中央關(guān)于堅持和完善中國特色社會主義制度推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》提出“健全勞動、資本、土地、知識、技術(shù)、管理、數(shù)據(jù)等生產(chǎn)要素由市場評價貢獻(xiàn)、按貢獻(xiàn)決定報酬的機制?!边@一論斷在我國官方層面認(rèn)可了數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素的地位,數(shù)據(jù)不但是重要的生產(chǎn)資料,而且能夠按照貢獻(xiàn)參與分配。


數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)要素并不是孤立的發(fā)揮作用,而是與傳統(tǒng)的生產(chǎn)要素融合到一起。劉鶴副總理在2021年世界互聯(lián)網(wǎng)大會烏鎮(zhèn)峰會上的致辭中指出:“當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展躍升到全面滲透、跨界融合的新階段,數(shù)字技術(shù)深度改造生產(chǎn)函數(shù)并不斷創(chuàng)造新業(yè)態(tài)”[新華社.劉鶴出席2021年世界互聯(lián)網(wǎng)大會烏鎮(zhèn)峰會[EB/OL].(2021-09-26)[2022-03-20].http://www.gov.cn/guowuyuan/2021-09/26/content_5639418.htm.]。從這一論斷可以看到,數(shù)據(jù)與其他生產(chǎn)要素一起成為生產(chǎn)函數(shù)的組成部分。數(shù)據(jù)對生產(chǎn)函數(shù)的影響表現(xiàn)在以下幾個方面:一是數(shù)據(jù)進(jìn)入生產(chǎn)函數(shù)后,會對其他生產(chǎn)要素產(chǎn)生替代,即在同樣的產(chǎn)出下,減少一種或幾種生產(chǎn)要素的使用;二是數(shù)據(jù)能夠讓其他生產(chǎn)要素在投入不變的情況下,發(fā)揮更大的作用,形成更大的產(chǎn)出;三是數(shù)據(jù)與其他生產(chǎn)要素一起,使產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、性能發(fā)生顯著改變。另一方面,數(shù)據(jù)與其他生產(chǎn)要素的融合表現(xiàn)在數(shù)據(jù)作用的發(fā)揮需要其他生產(chǎn)要素的投入作為支撐。例如,數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、計算等新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需要資本的投入,基礎(chǔ)設(shè)施中蘊含著大量的人類知識和技能,基礎(chǔ)設(shè)施的運行也需要持續(xù)的電力、人力投入。


2.技術(shù)融合


現(xiàn)代經(jīng)濟是創(chuàng)新驅(qū)動的經(jīng)濟,作為創(chuàng)新最活躍、技術(shù)密集度最高的制造業(yè),其發(fā)展更是離不開技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新;而數(shù)字技術(shù)的發(fā)展也是由顛覆性的前沿技術(shù)的突破、成熟所推動的,因此技術(shù)融合成為制造業(yè)數(shù)實融合的重要內(nèi)容。技術(shù)融合主要呈現(xiàn)兩個方面:一是數(shù)字技術(shù)內(nèi)部的融合。數(shù)字技術(shù)是一組相互依賴、相互促進(jìn)的技術(shù)群,只有當(dāng)相應(yīng)技術(shù)成熟后其作用才能得到充分發(fā)揮。例如,人工智能的發(fā)展幾乎與計算機的出現(xiàn)同步,早在1956年的達(dá)特茅斯會議上就提出了人工智能概念,有早起的人工智能開拓者曾樂觀地認(rèn)為,十年內(nèi)人工智能就能通過“圖靈測試”。但是直到歷經(jīng)兩次起落的數(shù)十年時間后,等到辛頓教授提出深度學(xué)習(xí)算法,在“摩爾定律”推動下傳輸、存儲、計算能力顯著提高、成本顯著下降時,人工智能技術(shù)才進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。上世紀(jì)80年代,索洛在研究計算機對生產(chǎn)率的影響時發(fā)現(xiàn),計算機的廣泛使用并沒有使國民經(jīng)濟的生產(chǎn)率獲得顯著提升,由此得出著名的索洛悖論:“計算機無處不在,除了在生產(chǎn)率上”。后來的研究發(fā)現(xiàn),計算機實際上顯著提高了全社會的生產(chǎn)率,索洛悖論存在的原因在于其他方面的技術(shù)在當(dāng)時不夠成熟,未能有效支撐計算機提升生產(chǎn)率作用的發(fā)揮。Brynjolfsson對人工智能技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),與人工智能技術(shù)顯著突破的是生產(chǎn)率增長的放緩,他們估計原因在于與人工智能互補的相關(guān)技術(shù)尚不成熟,這些互補性技術(shù)發(fā)展的所需要的資金和時間投入巨大,因此在人工智能技術(shù)發(fā)展的初期可能會造成生產(chǎn)率的降低。[Brynjolfsson,Erik,Daniel Rock,Chad Syverson.Artificial Intelligence and the Modern Productivity Paradox:A Clash of Expectations and Statistics[EB/OL].https://www.nber.org/papers/w24001.pdf,2017.]目前廣受關(guān)注的元宇宙也是由拓展現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)構(gòu)成的技術(shù)群所支撐的。數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)中的深度應(yīng)用,也需要相關(guān)數(shù)字技術(shù)的協(xié)同演進(jìn)。二是數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)的融合。數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用不是制造技術(shù)與數(shù)字技術(shù)相互分離,而是有機融合在一起。生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中融合入數(shù)字技術(shù),實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化、智能化;制造業(yè)所形成的專利、技術(shù)訣竅等以編碼化形態(tài)內(nèi)嵌在的算法、程序、APP中,制造知識構(gòu)成數(shù)字化應(yīng)用的內(nèi)核,數(shù)字技術(shù)成為解決手段。


3.設(shè)施融合


制造業(yè)的生產(chǎn)活動涉及產(chǎn)品的開發(fā)、產(chǎn)品原型的制作、產(chǎn)品的制造以及各種中間投入的原材料、零部件的傳遞,最終產(chǎn)品的運輸和分銷、產(chǎn)品的維修和回收。這些與產(chǎn)品物理形態(tài)相關(guān)的生產(chǎn)活動需要物理生產(chǎn)設(shè)施的支撐,如研發(fā)活動中使用的各種實驗儀器,生產(chǎn)工具、設(shè)備和生產(chǎn)線,車輛、倉庫、商場、維修車間等物流、分銷和維修設(shè)施。同樣,數(shù)字技術(shù)發(fā)揮作用,也需要提供連接、數(shù)據(jù)、算力、算法服務(wù)的信息基礎(chǔ)設(shè)施,包括5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等連接基礎(chǔ)設(shè)施,數(shù)據(jù)中心、智能計算中心等數(shù)據(jù)和算力基礎(chǔ)設(shè)施,提供PaaS、SaaS服務(wù)的人工智能平臺、云計算平臺等算法基礎(chǔ)設(shè)施。在制造業(yè)數(shù)實融合的過程中也包含了數(shù)字設(shè)施與制造設(shè)施的融合。一是制造業(yè)的生產(chǎn)活動越來越依賴于數(shù)字化的基礎(chǔ)設(shè)施,如利用運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)、公有云的算力。二是一些大型制造企業(yè)內(nèi)部也在建立數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)中臺、私有云、5G專網(wǎng),通過這些資產(chǎn)專用性的投資使物理性質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)施更好的發(fā)揮作用。三是最初由大型制造企業(yè)內(nèi)部使用的數(shù)字設(shè)施在成熟完善后,也會提供給供應(yīng)鏈中的合作伙伴使用,甚至進(jìn)一步向行業(yè)內(nèi)企業(yè)乃至整個社會開放,成為具有一定公共產(chǎn)品性質(zhì)的基礎(chǔ)設(shè)施,也成為制造企業(yè)新的業(yè)務(wù)增長點。


4.流程融合


在工業(yè)革命后出現(xiàn)的工廠中,產(chǎn)品生產(chǎn)的流程是不連續(xù)的,由工人操作機器完成某一生產(chǎn)工序的任務(wù),然后將加工過的中間產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至下一生產(chǎn)工序。在第二次工業(yè)革命時期,在電力的驅(qū)動下,工業(yè)生產(chǎn)過程的連續(xù)程度有了明顯的提高,在福特之的流水線生產(chǎn)中,流水線將需要加工的產(chǎn)品傳輸?shù)焦と嗣媲坝晒と诉M(jìn)行加工。在第三次工業(yè)革命時期,PLC、計算機、軟件、機床、機器人等具有一定自動化功能的技術(shù)在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用,能源、石化化工、冶金等流程型行業(yè)的生產(chǎn)過程可以自動化連續(xù)進(jìn)行。在當(dāng)前的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中,大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、更加智能化的機器人等新一代數(shù)字技術(shù)在生產(chǎn)線上獲得越來越多的應(yīng)用,生產(chǎn)流程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化或者說智能制造成為制造業(yè)的發(fā)展方向,生產(chǎn)系統(tǒng)具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能。生產(chǎn)系統(tǒng)是實現(xiàn)對自然資源進(jìn)行加工和再加工的制造業(yè)核心功能,新一代數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)在生產(chǎn)流程的深度融合也成為制造業(yè)數(shù)實融合的核心環(huán)節(jié)。


5.產(chǎn)品融合


在工業(yè)經(jīng)濟時代,工廠使用生產(chǎn)設(shè)備和工具,通過各種物理、化學(xué)和生物反應(yīng),將投入的原材料加工成產(chǎn)品,制造業(yè)的產(chǎn)出是由原子、分子所構(gòu)成的物質(zhì)產(chǎn)品,具有相應(yīng)的物理的、化學(xué)的、機械的等多方面性能。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品與數(shù)字技術(shù)也逐步融合,比如電腦中包含操作系統(tǒng)和各種應(yīng)用軟件,但是總體上看,產(chǎn)品與數(shù)字技術(shù)融合的領(lǐng)域比較有限,主要集中在ICT相關(guān)的產(chǎn)品上。隨著新一代數(shù)字技術(shù)的廣泛擴散,越來越多的產(chǎn)品呈現(xiàn)出數(shù)實融合的特征,產(chǎn)品不僅包括物理結(jié)構(gòu),還包括軟件和數(shù)據(jù),物理結(jié)構(gòu)中不僅包括了機械的、有機的或無機的物質(zhì)成分,還包括了傳感器、芯片等IT硬件產(chǎn)品。以汽車為例,早期的汽車完全是一個機械產(chǎn)品,由發(fā)動機燃燒燃料提供動力,由駕駛?cè)藛T操縱機械部件驅(qū)動汽車的行駛;現(xiàn)在的汽車朝著智能網(wǎng)聯(lián)甚至無人駕駛的方向前進(jìn),使用芯片越來越多,處理的數(shù)據(jù)量越來越大。在不久的將來,所有產(chǎn)品都將成為數(shù)實融合的產(chǎn)品。


3

制造業(yè)數(shù)實融合的機制


制造業(yè)數(shù)實融合需要數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的完善作為支撐,融合過程展現(xiàn)出多方面的功能。


(一)制造業(yè)數(shù)實融合的條件


制造業(yè)的數(shù)實融合以泛在連接為前提、以數(shù)據(jù)為核心、以強大的云端或本地算力為支撐,通過算法驅(qū)動制造業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動。


1.以連接為基礎(chǔ)


制造業(yè)的數(shù)實融合是將制造業(yè)的全領(lǐng)域、全周期、全生態(tài)與數(shù)字技術(shù)緊密結(jié)合到一起,這種結(jié)合不僅是數(shù)字技術(shù)在制造企業(yè)的各個業(yè)務(wù)單元、價值鏈的各個環(huán)節(jié)或生態(tài)的各個參與方的使用,而且這些業(yè)務(wù)單元之間、環(huán)節(jié)或參與方之間都會連接在一起并實現(xiàn)互動。因此,制造業(yè)數(shù)實融合的前提是制造業(yè)所涉及的物質(zhì)、服務(wù)、場景、人、生產(chǎn)經(jīng)營單位等接入信息網(wǎng)絡(luò)之中。里夫金在描述新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革時指出,互聯(lián)網(wǎng)、傳感器和軟件將人力、設(shè)備、自然資源、生產(chǎn)線、物流網(wǎng)絡(luò)、消費習(xí)慣、回收流以及經(jīng)濟和社會生活中各個方面連接起來,不斷為各個節(jié)點(商業(yè)、家庭、交通工具)提供實時的大數(shù)據(jù)[[美]杰里米?里夫金.零邊際成本社會一個物聯(lián)網(wǎng)、合作共贏的新經(jīng)濟時代[M].賽迪研究院專家組譯,北京:中信出版社,2017:11.]。新一代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為實時、泛在連接提供了可能。


2.以數(shù)據(jù)為核心


新一代數(shù)字技術(shù)是對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、存儲、處理、應(yīng)用的技術(shù),隨著數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵生產(chǎn)要素后,數(shù)據(jù)在國民經(jīng)濟各行業(yè)的重要性顯著提高。制造業(yè)的數(shù)實融合也是圍繞著數(shù)據(jù)這一核心來展開的,主要體現(xiàn)在以下三個方面:首先,數(shù)據(jù)分布于制造業(yè)的全領(lǐng)域、全周期、全生態(tài),并在各部門、環(huán)節(jié)、參與方之間流動;其次,制造業(yè)的生產(chǎn)活動、經(jīng)營決策是建立在對數(shù)據(jù)的分析、挖掘之上的。例如,根據(jù)銷售情況決定物料采購的多少和安排生產(chǎn)進(jìn)度,根據(jù)用戶特征精準(zhǔn)選擇宣傳渠道、促銷方式等;第三,一些新產(chǎn)品、新模式、新業(yè)態(tài)直接依賴于數(shù)據(jù),沒有數(shù)據(jù)就沒有這些新特征。例如,遠(yuǎn)程監(jiān)測和在線服務(wù)等服務(wù)型制造模式的開展,需要企業(yè)能夠掌握銷售出去的產(chǎn)品的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。由于制造業(yè)的生產(chǎn)活動越來越多地建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,因此制造企業(yè)也在不斷地擴大數(shù)據(jù)的采集范圍,如在生產(chǎn)線、物流設(shè)備、產(chǎn)品中嵌入傳感器和芯片,不斷地打通企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與顧客、企業(yè)與其生態(tài)伙伴之間甚至企業(yè)外部渠道的數(shù)據(jù)連接,以獲得更多能夠為企業(yè)創(chuàng)造價值的數(shù)據(jù)。


3.以算力為支撐


對數(shù)據(jù)的存儲、處理都需要計算能力。在數(shù)據(jù)量不大的時候,可以依靠企業(yè)自有的計算機、服務(wù)器以及生產(chǎn)設(shè)備自身所帶的嵌入式芯片。隨著數(shù)據(jù)量的急劇增加,傳統(tǒng)的計算能力就無法適應(yīng)海量數(shù)據(jù)的計算需求。一些企業(yè)缺少大規(guī)模布置計算能力的資金或人才,另外對于大多數(shù)企業(yè)來說,大規(guī)模布置的計算能力可能無法獲得充分使用而造成浪費、成本增加。大數(shù)據(jù)中心、云計算中心、超算中心使算力資源云端化,企業(yè)無需自己投資建立計算能力,可以按需彈性租用,使算力的獲得門檻和使用成本大大降低。算力基礎(chǔ)設(shè)施的提供者既有傳統(tǒng)電信運營商,也有互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)。雖然云計算基礎(chǔ)設(shè)施成為企業(yè)普遍采用的形式,但是出于數(shù)據(jù)安全的考慮以及數(shù)據(jù)處理速度的要求,一些企業(yè)也會在使用公有云的同時布置私用云,在使用云計算的同時根據(jù)不同應(yīng)用場景的需求采用霧計算和邊緣計算。


4.以算法為驅(qū)動


制造企業(yè)對數(shù)據(jù)的使用是為了解決特定的任務(wù),而每一種任務(wù)的解決都有其內(nèi)在的規(guī)律、邏輯或方案。算法就是對解決特定任務(wù)方案的準(zhǔn)確而完整的描述,它以用某種計算機語言編寫的代碼的形式呈現(xiàn)出來。制造業(yè)數(shù)實融合中對海量數(shù)據(jù)的處理,自動化、智能化的操作,其背后都有算法在發(fā)揮作用。人工智能技術(shù)之所以得到廣泛的應(yīng)用,就在于算法實現(xiàn)了重大的突破。大型制造企業(yè)實力強大、人才聚集,有能力自主開發(fā)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在內(nèi)的各種算法。而許多中小企業(yè)缺少獨立開發(fā)數(shù)字化應(yīng)用的資金和人才,因此主要采用其他大型制造企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開發(fā)的門檻低、易部署的“輕量應(yīng)用”“微服務(wù)”。例如,許多消費平臺企業(yè)為入駐企業(yè)提供的支付、開店、銷售管理等功能;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的通用和專用PaaS服務(wù)、工業(yè)APP等SaaS服務(wù)。在數(shù)字經(jīng)濟時代,開源運動獲得更大的發(fā)展,許多算法會被極客、企業(yè)和公共機構(gòu)以各種開源協(xié)議共享,其他企業(yè)可以不用從頭開發(fā)這些算法、軟件,可以根據(jù)開源協(xié)議將算法直接拿來使用或進(jìn)行二次開發(fā),極大地加速了算法、軟件的開發(fā)速度,顯著降低了開發(fā)成本,加速了算法的普及應(yīng)用。


(二)制造業(yè)數(shù)實融合的功能


數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟與制造業(yè)的深入融合表現(xiàn)出整合多維數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)潛在知識、替代人力勞動、編碼行業(yè)知識、軟件定義產(chǎn)品、創(chuàng)新商業(yè)模式等多種功能。


1.整合多維數(shù)據(jù)


制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動需要利用企業(yè)內(nèi)外部的各種數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)構(gòu)成企業(yè)價值的重要來源。一方面,企業(yè)本身的活動就非常復(fù)雜,涉及不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域、不同價值鏈環(huán)節(jié),另一方面,企業(yè)只是社會生產(chǎn)、分配、交換、消費大循環(huán)中和生產(chǎn)鏈條中的一個環(huán)節(jié),企業(yè)外部的商業(yè)伙伴、用戶的數(shù)據(jù)對于企業(yè)的經(jīng)營活動至關(guān)重要,其他商業(yè)組織或政府機構(gòu)來源的數(shù)據(jù)也能夠給企業(yè)帶來額外的價值。數(shù)據(jù)的價值取決于數(shù)據(jù)規(guī)模以及顆粒度、鮮活度、連接度、反饋度、響應(yīng)度、加工度等方面。[李曉華、王怡帆.數(shù)據(jù)價值鏈與價值創(chuàng)造機制研究[J].經(jīng)濟縱橫,2020(11):54-62+2.]為了最大化發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值、增強企業(yè)的市場競爭力,企業(yè)需要把來源不同的數(shù)據(jù)整合到一起。數(shù)實融合的重要功能就是建立廣泛、實時的連接,將來源、結(jié)構(gòu)等方面差異巨大的數(shù)據(jù)整合在一起,為后續(xù)數(shù)據(jù)的處理、應(yīng)用打下基礎(chǔ)。


2.發(fā)現(xiàn)潛在知識


制造企業(yè)的知識有些來自于人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、企業(yè)內(nèi)部的研究開發(fā)以及經(jīng)營管理人員、生產(chǎn)線的工程師和技術(shù)工人長期積累的經(jīng)驗,但是還有許多潛在的未被發(fā)現(xiàn)的知識隱藏在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)之中。建立在大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的人工智能技術(shù)能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的算法甚至根據(jù)為系統(tǒng)設(shè)定的規(guī)則,找到兩個變量之間的相關(guān)關(guān)系。這種相關(guān)關(guān)系一方面未能被企業(yè)在傳統(tǒng)的技術(shù)手段下發(fā)現(xiàn),同時人工智能算法本身也無法對二者相互影響的機制做出解釋,但是按照這種相關(guān)關(guān)系,就能夠改進(jìn)企業(yè)的績效。比如,通過對生產(chǎn)線各種工藝參數(shù)歷史數(shù)據(jù)的分析,能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)效率最高的工藝參數(shù)組合,按照這種工藝參數(shù)的調(diào)整生產(chǎn)線,就能夠明顯提高良品率和企業(yè)的產(chǎn)出效率;通過對用戶數(shù)據(jù)的分析,可以發(fā)現(xiàn)用戶對產(chǎn)品特征的偏好程度,據(jù)此開發(fā)更加適銷對路的產(chǎn)品。


3.替代人力勞動


人工智能等數(shù)字技術(shù)可以看作廣義的機器。工業(yè)革命之后的很長一個時期,機器主要是替代人類的體力勞動,完成人力所無法完成的繁重工作,逐步將人類從繁重、危險、骯臟的工作解放出來。隨著大新一代數(shù)字技術(shù)的功能不斷強大、成本持續(xù)降低及其與加工中心、機器人等技術(shù)的深度融合,數(shù)字技術(shù)替代人工在越來越多的領(lǐng)域變得在技術(shù)和經(jīng)濟層面更加可行,不但一些重復(fù)性的勞動密集型工作可以被數(shù)字技術(shù)替代,一些智力型的工作(如一部分研發(fā)工作、生產(chǎn)線管理工作、經(jīng)營數(shù)據(jù)分析工作)也成為人工智能技術(shù)的替代對象。隨著我國勞動成本的上漲,傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)正在喪失全球競爭優(yōu)勢,用“機器換人”變得越發(fā)緊迫。在質(zhì)量檢測等一些工序上,用機器替代人不但成本低、效率高,而且生產(chǎn)的精度、穩(wěn)定性也得到了提高。


4.編碼行業(yè)知識


無論是已經(jīng)積累的科學(xué)知識和經(jīng)驗,還是大數(shù)據(jù)、人工智能方法洞察的知識,無論是基于數(shù)據(jù)提升生產(chǎn)線的性能,還是用機器換人,都需要把這些人類的知識、企業(yè)的經(jīng)驗編碼化,即將這些知識和經(jīng)驗以代碼、軟件、APP等形態(tài)呈現(xiàn)出來。軟件根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)(包括人為的輸入、設(shè)備自動采集的數(shù)據(jù)等),按照知識和經(jīng)驗形成的規(guī)則,實現(xiàn)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)、業(yè)務(wù)流程的自動化甚至智能化[曾鳴.智能商業(yè)[M].北京:中信出版社,2018:77-80.]。例如,質(zhì)量檢測領(lǐng)域應(yīng)用的視覺識別系統(tǒng)就是將反復(fù)訓(xùn)練后的算法移植入生產(chǎn)設(shè)備。這些被編碼后的知識所形成的代碼可以存在于制造企業(yè)生產(chǎn)活動的方方面面,以應(yīng)用軟件、APP、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、嵌入式軟件等形態(tài)存在。而且這些代碼隨著人類知識的更新、人工智能系統(tǒng)不斷的訓(xùn)練而持續(xù)迭代更新。


5.軟件定義產(chǎn)品


隨著數(shù)實融合的深入推進(jìn),軟件已經(jīng)成為制造業(yè)產(chǎn)品的重要組成部分,可以說,產(chǎn)品的軟件定義特征不斷強化。軟件定義產(chǎn)品包括三種類型:一是軟件定義產(chǎn)品的功能。產(chǎn)品中的一些功能必須依賴軟件來實現(xiàn),軟件決定了該功能的存在與否。二是軟件實現(xiàn)產(chǎn)品的功能。通過軟件的響應(yīng)、運算、下達(dá)指令實現(xiàn)對硬件的操縱,通過硬件的操縱實現(xiàn)特定的功能。三是軟件優(yōu)化產(chǎn)品的功能。由于軟件相比于能夠?qū)崿F(xiàn)相同功能的機械部件、電子元件來說性能更優(yōu)或成本更低,所以軟件可以取代這些物理元器件。[李培根,高亮.智能制造概論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2021:273-275.安筱鵬.重構(gòu):數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯[M].北京:電子工業(yè)出版社,2019:54,78,63-64.]


6.創(chuàng)新商業(yè)模式


數(shù)字技術(shù)會推動企業(yè)的商業(yè)模式和業(yè)態(tài)創(chuàng)新,這些新型商業(yè)模式本身就是高度數(shù)實融合的。在上世紀(jì)80年代,制造業(yè)就出現(xiàn)了服務(wù)化的趨勢。在數(shù)字技術(shù)的驅(qū)動下,制造業(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)系統(tǒng)將能夠自動化地對個性化需求做出響應(yīng),突破了傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)發(fā)展對人才的依賴和規(guī)模不經(jīng)濟的約束。在產(chǎn)品層面,通過內(nèi)置在產(chǎn)品中的傳感器采集用戶的使用情況或產(chǎn)品的運行狀態(tài),制造企業(yè)能夠提供個性化使用方案定制以及遠(yuǎn)程在線監(jiān)測、預(yù)防性維護(hù)等增值服務(wù)。通過與用戶的直連,制造企業(yè)由根據(jù)市場預(yù)測進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的模式轉(zhuǎn)向根據(jù)用戶訂單小批量甚至個性化定制的模式,高度柔性化、智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)可以低成本的進(jìn)行小批量甚至單件生產(chǎn)。甚至制造企業(yè)還可以把消費者動員起來,利用社交媒體、私域流量為企業(yè)代言帶貨。


4

制造業(yè)數(shù)實融合的制約因素


近年來,我國政府高度重視制造業(yè)的數(shù)實融合,產(chǎn)業(yè)升級壓力和產(chǎn)業(yè)增長點推動制造企業(yè)積極實施數(shù)實融合,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也將數(shù)實融合作為業(yè)務(wù)拓展的重要方向,我國制造業(yè)數(shù)實融合水平有了顯著提高。例如,中國大陸33家企業(yè)入選世界經(jīng)濟論壇評選出來的“燈塔工廠”,占全部103家的比重接近1/3。然而也要看到,中國制造業(yè)的數(shù)實融合也面臨制造能力、數(shù)字化水平、數(shù)字化能力、數(shù)據(jù)流動等多方面的制約。


(一)制造能力的制約


制造業(yè)數(shù)實融合的重要方面是將制造業(yè)積累的知識的編碼化,只有制造能力提高了,才有可能將數(shù)實融合推進(jìn)到一個更高的層次。我國制造業(yè)在產(chǎn)品性能、質(zhì)量、可靠性等方面與世界領(lǐng)先水平仍存在較大差距,很重要的就體現(xiàn)在工業(yè)軟件的差距上,而工業(yè)軟件本身就是制造業(yè)能力的體現(xiàn)。譬如Matlab、EDA軟件我們做不出來,本質(zhì)上還是我們對制造業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)的認(rèn)識不透、對生產(chǎn)過程中的制造知識積累不足。同樣,在生產(chǎn)領(lǐng)域的控制軟件方面,不同工廠使用同樣的設(shè)備,但在良品率、產(chǎn)品性能上存在差異,也是企業(yè)在制造能力上差距的體現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)可以全面推動制造業(yè)生產(chǎn)效率的提高,但是需要數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)的共同演進(jìn)。通用電氣在發(fā)布自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略時,提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要“發(fā)揮1%的威力”。通過對工業(yè)生產(chǎn)線中海量數(shù)據(jù)的分析,人工智能系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)最優(yōu)工況參數(shù)的組合,從而明顯改善生產(chǎn)線良品率、提高整體生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,但是如果要進(jìn)一步提高制造業(yè)效率或者說超越“1%的威力”就需要制造業(yè)本身技術(shù)的進(jìn)步,比如重新設(shè)計產(chǎn)品、重構(gòu)生產(chǎn)流程。數(shù)字技術(shù)只是起到助力作用,制造業(yè)的問題根本上還要靠制造業(yè)本身能力的提升來解決。


(二)數(shù)字化水平的制約


制造業(yè)的數(shù)實融合是需要企業(yè)有數(shù)字化思維,有良好的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施支撐以及形成較好的信息化、數(shù)字化應(yīng)用基礎(chǔ)。但總體上看,我國制造業(yè)行業(yè)間、地區(qū)間、企業(yè)間發(fā)展很不平衡,形象的說是工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0并存,既有高度數(shù)字化并積極探索智能化、位列世界“燈塔工廠”的優(yōu)秀企業(yè),也有大量處于信息化、機械化階段的企業(yè),甚至還有處于手工階段的企業(yè)。對于這些數(shù)字化水平較低的企業(yè),一方面它們對數(shù)實融合認(rèn)識不足,積極性不高;另一方面,推動數(shù)實融合需要進(jìn)行大量的設(shè)備、系統(tǒng)的數(shù)字化改造工作,而這些設(shè)備層、系統(tǒng)層的改造往往投入較大。普遍來看,制造業(yè)的利潤率相對較低,在勞動密集型產(chǎn)業(yè)和中小企業(yè)尤為突出,巨額的數(shù)字化改造升級投入費用是它們難以承擔(dān)。此外,數(shù)實融合既是企業(yè)的技術(shù)決策,也是投資決策,需要對成本與收益進(jìn)行綜合考量。數(shù)實融合的投資未必就能帶來企業(yè)效率的提升以及收益的增長,數(shù)字技術(shù)不成熟、應(yīng)用環(huán)節(jié)選擇不恰當(dāng)?shù)榷荚斐蓴?shù)實融合投資失敗的風(fēng)險。也就是說,資金投入過大、收益不明確或投資回收期長,會造成制造企業(yè)特別是中小企業(yè)不愿投資于數(shù)字化改造,從而影響數(shù)字化水平的提高和數(shù)實融合的深入推進(jìn)。


(三)數(shù)字化能力的制約


企業(yè)數(shù)字化改造升級的過程不是簡單的把項目外包給提供解決方案的企業(yè)就行了?;ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)的工程師們懂算法、懂軟件,但是他們不懂制造業(yè)本身的知識,即使是數(shù)字化解決方案提供商可能有做過某一類行業(yè)數(shù)字化改造的經(jīng)驗,但是各個企業(yè)在生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設(shè)備等方面存在巨大差異,他們對特定的企業(yè)也缺少完整準(zhǔn)確的了解。相對的,制造企業(yè)自己的工程師懂產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝,但不熟悉算法和代碼,很難與數(shù)字化解決方案提供商對話,需要企業(yè)內(nèi)既懂產(chǎn)品、工藝又懂算法、代碼的工程師作為連接雙方的橋梁。數(shù)實融合的深度推進(jìn)以及由此為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益的增長,不是說數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建成了,數(shù)字化設(shè)備用上了就水到渠成。數(shù)實融合是一個持續(xù)的過程,它需要產(chǎn)品開發(fā)人員、工程師、管理人員、生產(chǎn)線工人熟練地運用數(shù)實融合的生產(chǎn)力工具,還需要工程師對產(chǎn)品、生產(chǎn)線的算法、軟件不斷進(jìn)行完善、改進(jìn),這些工作不但需要企業(yè)員工整體數(shù)字思維、數(shù)字素養(yǎng)的提高,還需要有一批熟練掌握和應(yīng)用算法、軟件的工程師隊伍。但總體來看,我國數(shù)字技術(shù)、管理人才需求量巨大、供給偏緊,我國制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的數(shù)字化人才分布非常不均衡。互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)優(yōu)厚的待遇吸引了大量的IT人才,而制造企業(yè)微薄的利潤很難養(yǎng)的起一支高水平的IT人才隊伍。


(四)數(shù)據(jù)流動的制約


伴隨著企業(yè)價值創(chuàng)造活動的開展,是數(shù)據(jù)的流動。在制造業(yè),數(shù)據(jù)流動包括制造企業(yè)內(nèi)部的流動,制造企業(yè)與其供應(yīng)鏈上下游業(yè)務(wù)伙伴間的流動,制造企業(yè)與用戶之間的流動,跨行業(yè)的數(shù)據(jù)流動以及政府與企業(yè)間的數(shù)據(jù)流動。數(shù)據(jù)作為企業(yè)價值的重要來源,數(shù)據(jù)價值創(chuàng)造作用的發(fā)揮不但依賴于數(shù)據(jù)的規(guī)模,還依賴于數(shù)據(jù)之間的連接,數(shù)據(jù)的連接越緊密、越廣泛、越及時,對企業(yè)的價值就越大。[李曉華、王怡帆.數(shù)據(jù)價值鏈與價值創(chuàng)造機制研究[J].經(jīng)濟縱橫,2020(11):54-62+2.]但是制造業(yè)數(shù)實融合過程中存在著數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼系K,數(shù)據(jù)不能按照在其經(jīng)濟價值的推動下順暢流動。一是技術(shù)上的制約。制造業(yè)由于行業(yè)間、企業(yè)間使用的設(shè)備、系統(tǒng)千差萬別,造成設(shè)備的數(shù)字接口不統(tǒng)一,設(shè)備之間的連接難度大;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一,增加了數(shù)據(jù)打通、使用的難度。二是法律上的制約。法律法規(guī)沒有對數(shù)據(jù)的采集、開放、交易和使用做出明確的規(guī)定,造成政府?dāng)?shù)據(jù)無法公開,個人數(shù)據(jù)不能采集,企業(yè)數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)讓。在數(shù)字經(jīng)濟條件下,法律法規(guī)對數(shù)據(jù)保護(hù)不利也會起到適得其反的作用,比如對消費者隱私數(shù)據(jù)的侵犯、大數(shù)據(jù)殺熟、基于大數(shù)據(jù)的算法壟斷等問題,產(chǎn)生了對數(shù)據(jù)開放、流動的抵制。三是商業(yè)上的制約。數(shù)據(jù)中包含著企業(yè)生產(chǎn)、銷售、用戶使用等各個方面的信息,蘊含著企業(yè)的商業(yè)機密和長期積累的技術(shù)訣竅,對這些數(shù)據(jù)的掌握是企業(yè)競爭力的重要來源。一方面,如果企業(yè)允許其他企業(yè)獲取這些數(shù)據(jù),即使企業(yè)能從對方獲得一些數(shù)據(jù)作為補償,仍有可能處于數(shù)據(jù)的凈損失狀態(tài)。更重要的是,競爭對手可能通過分析這些數(shù)據(jù),獲得企業(yè)的用戶特征與分布、生產(chǎn)進(jìn)度、供應(yīng)商情況以及生產(chǎn)中的工藝參數(shù)等信息。例如,一家企業(yè)委托第三方大數(shù)據(jù)或人工智能企業(yè)對其生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,幫助其提高生產(chǎn)效率,第三方企業(yè)通過這些數(shù)據(jù)掌握的企業(yè)的“隱性知識”可能會用于為競爭對手企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)線,從而使該企業(yè)的競爭優(yōu)勢縮小;另一方面,處于數(shù)據(jù)優(yōu)勢地位的企業(yè)為了維護(hù)自己的市場地位甚至是壟斷地位,不愿意將數(shù)據(jù)開放及與其他企業(yè)共享。


5

結(jié)論與建議


(一)結(jié)論與展望


本文的研究表明,隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起,新一代數(shù)字技術(shù)加快成熟、擴散與融合,數(shù)字技術(shù)與實體技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟呈現(xiàn)融合程度不斷深化的趨勢,其中制造業(yè)是數(shù)實融合進(jìn)展最快、潛力最大、重要性最強的國民經(jīng)濟行業(yè)之一。制造業(yè)數(shù)實融合的范圍包括企業(yè)內(nèi)部全領(lǐng)域、價值鏈全周期和供應(yīng)鏈全生態(tài);在形態(tài)上表現(xiàn)為要素融合、技術(shù)融合、設(shè)施融合和產(chǎn)品融合。制造業(yè)數(shù)實融合以連接為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)為核心、以算力為支撐、以算法為驅(qū)動,并通過整合多維數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)潛在知識、替代人力勞動、軟件定義產(chǎn)品、創(chuàng)新商業(yè)模式等功能,發(fā)揮對制造業(yè)的賦能作用,推動制造業(yè)的動力變革、效率變革和質(zhì)量變革。近年來在我國政府的大力推動下,在制造企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的積極實踐中,我國制造業(yè)數(shù)實融合取得明顯進(jìn)展,但是也面臨著制造能力、數(shù)字化水平、數(shù)字化能力、數(shù)據(jù)流動等多方面的制約。


今后一個時期,制造業(yè)數(shù)實融合將進(jìn)一步深入發(fā)展,范圍不斷擴大、程度不斷加深、影響更加凸顯。從數(shù)字技術(shù)的發(fā)展來看,云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能機器人、3D打印機等技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展成熟,性能提升、成本降低,具備了在更廣泛領(lǐng)域應(yīng)用的空間,而區(qū)塊鏈、量子計算等新興技術(shù)也在逐步成熟,將會開拓新的融合領(lǐng)域、融合模式,產(chǎn)生新的融合業(yè)態(tài)、融合效果。從世界范圍看,大國博弈長期持續(xù)甚至趨于激烈、新冠肺炎疫情、俄烏沖突等事件影響交織,世界主要國家在以制造業(yè)為核心的實體經(jīng)濟領(lǐng)域的競爭愈發(fā)激烈,在以數(shù)字技術(shù)為核心的新興領(lǐng)域加快布局、培育壯大新興產(chǎn)業(yè),制造業(yè)數(shù)實融合是我國保持和增強制造業(yè)全球競爭力、加快培育壯大新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的重要途徑。從制造業(yè)本身看,面對工資水平上漲、土地和資源等環(huán)境約束加劇的狀況,制造企業(yè)亟待加快轉(zhuǎn)型、重塑競爭優(yōu)勢,數(shù)實融合是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、向全球價值鏈高端攀升的重要推動力。


(二)對策建議


根據(jù)存在的阻礙和問題,推動制造業(yè)數(shù)實融合深入發(fā)展,需要做好以下幾方面工作:一是加快信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并推動傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,為實現(xiàn)制造企業(yè)的廣泛連接和數(shù)據(jù)傳輸打好基礎(chǔ)。信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)適度超前,同時把握好超前建設(shè)進(jìn)度,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)一。第二,推動數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新,整合國家戰(zhàn)略科技量,激發(fā)企業(yè)和社會的創(chuàng)新活力,盡快突破關(guān)鍵核心數(shù)字技術(shù),積極布局腦機接口、量子計算等前沿技術(shù)和未來產(chǎn)業(yè),在提高數(shù)字技術(shù)自主性的同時,在某些新興領(lǐng)域取得全球領(lǐng)先地位,一方面擺脫制造企業(yè)數(shù)實融合中“卡脖子”風(fēng)險,另一方面增強數(shù)實融合安全性,同時降低數(shù)實融合的發(fā)展、應(yīng)用成本。三是促進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在企業(yè)內(nèi)部、生態(tài)體系內(nèi)部應(yīng)用成熟后,推動向行業(yè)、行業(yè)外企業(yè)的開放共享。第四,促進(jìn)中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通過宣傳推廣、試點示范提高中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意識;政府的技改資金向中小企業(yè)的數(shù)字化改造適度傾斜,為中小微企業(yè)提供數(shù)字化券鼓勵它們購買數(shù)字服務(wù),支持制造業(yè)行業(yè)龍頭企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)為中小企業(yè)開發(fā)門檻低、易使用的輕量化應(yīng)用。第五,進(jìn)一步完善數(shù)字經(jīng)濟法律法規(guī)和政策,推動政府開放公共數(shù)據(jù),加強數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)保護(hù),推進(jìn)實現(xiàn)“原數(shù)據(jù)不出域、數(shù)據(jù)可用不可見”的聯(lián)邦學(xué)習(xí)[陳永偉.聯(lián)邦學(xué)習(xí)能打破數(shù)據(jù)孤島嗎[N].經(jīng)濟觀察報,2020-05-01.]等數(shù)字技術(shù)發(fā)展和新型數(shù)據(jù)交易模式探索,加快制定數(shù)字技術(shù)、數(shù)據(jù)格式的國家標(biāo)準(zhǔn)。第六,加強數(shù)字經(jīng)濟領(lǐng)域國際合作。積極參與《數(shù)字經(jīng)濟伙伴關(guān)系協(xié)定》(DEPA)等國際數(shù)字規(guī)則的多邊協(xié)定談判與合作,推廣中國數(shù)字經(jīng)濟的治理主張;支持國內(nèi)企業(yè)參與全球數(shù)字科技組織,積極建立和參與數(shù)字技術(shù)聯(lián)盟、開源社區(qū)。


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