數字經濟賦能制造業產業創新研究

發布時間：2022-04-28

制造業作為國家的支柱性產業，其行穩致遠是國民經濟高質量運行的重要壓艙石。[1]歷經幾十年飛速發展，我國制造業規模躍居世界第一，總產值突破30萬億元，已基本形成門類齊全、獨立完整的產業基礎體系。但我國制造業仍面臨自主創新性不強、“卡脖子”技術受制于人、產業鏈“斷鏈”隱憂與韌性不足等問題。因此，培育新動能推動制造業高質量發展迫在眉睫。黨的十九屆五中全會指出“堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位”，國家“十四五”規劃綱要強調“堅持創新驅動發展”，均表明創新驅動是我國產業高質量發展的重要實現途徑。創新驅動制造業高質量發展既是堅持創新發展理念以突破當前我國制造業“大而不強”的關鍵，又是實現我國制造業在全球產業鏈上攀升、從“中國制造”走向“中國創造”的重要抓手。能否抓住數字經濟發展的新契機，決定著我國制造業未來全球產業分工位勢和產業安全等重大戰略問題。數字經濟作為全球價值鏈重塑新引擎，除以工業互聯網為代表的典型數字經濟與制造業結合形式外，如何深層次賦能制造業產業創新值得深入思考。

一、制造業創新特征及演進規律

1.制造業創新特征分析

（1）核心技術創新不易模仿且不易擴散，“卡脖子”技術需長期高強度研發投入

制造業作為強國之基、興國之器、立國之本，覆蓋國民經濟各個方面。據聯合國統計數據顯示，截至2020年初，中國制造業增加值已達到3.9萬億美元，約占全世界制造業規模總額的28%，相當于美日德三國之總和。但美國、歐洲、日本等發達國家鎖定制造業產業鏈和價值鏈高端環節，我國要實現“中國制造”向“中國智造”和“中國創造”的華麗轉身，突破口在于發展高端制造業。[2]相較于傳統制造業，高端制造業所具備的核心技術優勢在拉動對外貿易出口、促進經濟結構轉型過程中易成為新經濟的增長點。然而高端制造業所依靠的核心技術創新能力需高強度、持續研發投入，同時伴隨研發周期漫長、失敗率極高等風險，[3]且核心技術創新具備不易模仿和技術擴散緩慢等特征，很難通過“逆向工程”和模仿創新實現。

（2）漸進性技術創新與顛覆性技術創新交替演進

技術創新按照創新程度可分為顛覆性技術創新與漸進性技術創新。其中，模仿創新和“逆向工程”屬于漸進性創新范疇。二戰后，日本通過漸進性技術創新（具體包括技術改進和工藝創新）在國際分工中占據有利位置并實現產業升級。然而隨著制造業發展以及國際分工新格局的形成，通過漸進性技術創新實現產業升級的窗口機會驟減。一方面，核心技術創新難以擴散使漸進性模仿創新停滯；另一方面，漸進性技術創新門檻有限，無法成為長期競爭優勢。漸進性創新推動制造業發展可選余地越來越有限，[4]漸進性技術創新與顛覆性技術創新交替演進也符合創新型國家建設戰略導向。

（3）以管理創新和商業模式創新為代表的“軟實力”創新逐漸被重視

自創新之父熊彼特開啟對創新的研究后，技術創新推動制造業升級已被廣泛認可。[5]同時，與企業組織架構和管理機制、市場運營有關的商業模式創新隨制造業發展逐漸被重視。[6]制造業核心優勢構建既來源于要素市場上技術創新與相應設備更迭，也歸因于與技術創新匹配的組織能力及基于產業、環境基礎異質性的管理創新能力。[7]創新作為長期系統性工程，單純依靠技術創新無法實現產業大幅躍遷，美國20世紀70年代制造業衰落的根源也被學者們歸因于缺乏管理創新。[8]雖然國內外對管理創新、商業模式創新相關定義內涵理解仍未達成一致，但此類“軟實力”創新既降低組織交易費用節約成本，又可實現運營層面靈活調控的作用已被廣泛認可。

2.制造業創新演進規律

制造業創新演進規律不同于其他產業，從歷史角度梳理制造業發展及其創新演化過程，為數字經濟賦能制造業創新提供依據。18世紀60年代以蒸汽機改良應用為標志的第一次工業革命階段，創新增長較緩慢且以漸進性技術創新為主，消費者著重追求產品數量上的滿足，未形成產品差異化需求。以“福特制”為代表的第二次工業革命初期，技術創新以系統集成方式為主且發展也相對緩慢，消費者仍缺乏對產品異質化的需求。隨著集權制大型垂直型組織的出現，組織管理創新重要性凸顯，大規模流水線生產驅動企業戰略發展和企業制度創新。在第二次工業革命后半段，信息通訊技術的發展與應用，流水線產品已不能滿足多樣化的消費者需求，虛擬組織和聯盟等組織形式興起也使組織關系更加復雜，多重因素共同推動制造業創新發展。在新工業革命時期，現代制造技術和網絡化制造范式被廣泛使用，工業智能化作為工業化的高級發展階段已被廣泛認可。[9]具體來說，數字技術發展使得智能制造成為制造業主流，漸進性技術創新飛速發展，顛覆性技術創新相繼涌現，消費者正式進入個性化、定制化需求時代。技術創新活躍度增強、多種技術交叉滲透不僅會重塑現有產業，還能激發諸如數字制造、工業互聯網平臺、工業機器人等制造業新興領域涌現。[10]制造業生產組織方式歷經從大規模流水線“集中生產”到“全球分銷”再到“分散生產、就地銷售”轉變，[11]嵌入全球產業鏈程度逐漸加深。技術革命引致經濟革命，[12]技術創新驅動制造業發展貫穿于歷次工業革命，顛覆性技術創新與漸進性技術創新交替，管理創新、商業模式創新交織其中，共同推進制造業升級。

圖1 制造產業結構：高技術制造產業占制造產業比例

注：制造業產業結構的衡量標準選取傅元海等采用的高技術產業占比制造業的比例，具體從主營業務收入、固定資產凈值和增加值三維度衡量產業結構。

數據來源：《中國科技統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國固定資產投資年鑒》。

二、我國制造業發展現狀以及面臨的創新困境

1.發展現狀

（1）從產業結構角度看，制造業結構持續向高技術制造業傾斜

高技術制造業主營業務收入占制造產業總值15%左右，新增固定資產占制造產業總值10%左右，并呈逐年上升態勢（如圖1所示）。反映出我國制造業總體在向高技術制造業結構傾斜，然而產業結構向價值鏈中高端布局是否可以引致經濟增長仍需探討。[13]

我國制造業依靠勞動、資本要素拉動和大規模驅動已完成產業發展的初期積累。在環境與資源雙重約束下，制造業由粗放、高耗能型向集約、綠色轉型刻不容緩。高技術制造業由于具備高附加值、高技術含量，既驅動其他制造業升級轉型，也帶動制造業總體走出“低端鎖定”困境。同時，在實踐中除著重發展高技術制造業外，也應保持制造業整體結構的合理性。

（2）從創新模式角度，制造業各類創新分布較均衡

經過40多年的發展，我國制造業創新已進入新階段，企業創新能力顯著提升。據國家統計局數據顯示，2019年制造業中開展創新活動企業占53.18%，在開展創新活動企業中實現創新的占比高達91.83%。

從表1可以看出，制造業創新模式分布較均勻，2016年和2017年組織創新和營銷創新略高于產品和工藝創新，2018年4種創新模式分布較均勻，2019年產品創新和工藝創新略高于組織創新和營銷創新，近4年來每種創新模式占比均無顯著變化。從創新構成來看，產品創新與工藝創新多偏向技術創新，而組織創新和營銷創新趨近商業模式“軟實力”創新。

表1 2019年制造業產業創新模式比較

數據來源：《全國企業創新調查年鑒》（2017～2020年）。

（3）從歷史演進角度看，“逆AU”發展模式帶來的技術創新難度升級

如圖2所示，對比發達國家產業發展與技術創新AU模式，[14]后發國家在產業發展初期的產品創新并不頻繁。而發達國家在主導技術未顯現前，產品創新尤為活躍。隨著主導技術的確定，產品創新熱潮減退，工藝創新集中迸發。后發國家引入先進產品后在“干中學”過程中消化、吸收新技術并改良，在產業發展中期產品創新與工藝創新頻發。當產業發展進入后期，產品創新與工藝創新均放緩，直至技術軌道發生變革。后發國家通過“逆AU”模式，從已成熟技術入手，完成相關產業技術能力的培養和初級積累。然而“逆向工程”存在路徑依賴，始終在引進技術基礎上進行改良，受困于既往慣性，產業發展過程中技術創新將更加艱難。[15]

圖2 發達國家技術創新與后發國家技術創新模式比較

（1）發達國家技術創新“AU”模式

（2）后發國家技術創新“逆AU”模式

2.數字經濟趨勢下我國制造業面臨的創新困境

數字經濟的發展為我國制造業轉型升級按下加速鍵，也使產業短板更加顯現。我國制造業面臨著生產效率低下、處于全球制造產業價值鏈低端致使出口利潤“利比紙薄”等傳統困境，數字經濟驅動經濟發展也使制造業升級面臨新考驗。復雜國際環境（如，美國對我國高端制造業5G領域的長臂管轄）、新冠肺炎疫情公共衛生事件突發等也迫使我國制造業亟需探尋破局新動力。

（1）全球產業鏈長度“縮短”背景下，過度集中化導致制造業技術創新難度增加

制造業具備的豐富產出能力和集聚知識能力，是帶動其他產業發展的“引擎”，也關系到上下游產業鏈安全及國家戰略。新冠肺炎疫情突發使不少國家提高了對產業鏈的安全和穩定性需求。為預防“斷鏈”風險并重塑產業鏈韌性，各國加快相關產業回流戰略布局。特別針對影響國家未來發展戰略的核心高端制造業，核心技術集中于少數國家使得產業鏈進一步“縮短”，如發達國家牢牢把控集成電路、半導體芯片等相關核心技術。根據知識創造理論，知識創造需由隱性知識和顯性知識內隱化、組合化向社會化、外在化循環。[16]而過度集中化阻斷技術向外擴散，使技術創新“引進-消化吸收”模式中“引進”源頭受阻，技術創新難度進一步提升。

（2）“雁陣模型”下勞動密集型制造業外流顯著，新舊動能轉換時期新競爭優勢尚未形成

為順應經濟全球化趨勢，各國相互合作共同尋求發展利益最大公約數，國家間產業分工受多重因素影響。東南亞國家產業發展遵循“雁陣模型”：首先通過進口先進技術或設備，再在生產過程中消化吸收以培育國內市場，最后通過低成本勞動力、資源等優勢發展出口。[17]我國制造業發展初期，作為產業梯次轉移格局跟隨者，承接日本等“頭雁”勞動密集型加工制造業，然而隨要素供給比較優勢變化，勞動密集型制造業向更低成本地區轉移。而且數字經濟應用作為制造業新增長點仍未形成顛覆性競爭優勢，現階段對我國制造業的加持主要表現為在存量基礎上做增量。此外，我國制造業長期被鎖定于全球價值鏈低端，在大規模低成本優勢消散而未形成新增長點之際應警惕出現“空有市場而無技術”的被動局面。

（3）制造業轉型數字鴻溝顯現，表現為數字技術與應用之間協同性不足以及缺少專業人才

數字技術經過初期探索性的發展正逐步成熟，然而在具體數字技術應用層面，中小企業數字化升級轉型仍面臨“不會轉、不能轉、不敢轉”之類數字技術與應用間不協同問題。以工業互聯網平臺為例，其并非互聯網簡單疊加于工業生產各環節，還包括整合數據流、打破組織與技術之間壁壘，如數據編碼全產業鏈條、融合組織制度管理、確保信息安全等。制造業數字化轉型，一方面使簡單、沉悶人工勞動力生產環節被機器替代（如組裝加工流水線上的機器手）或重復困難環節被人工智能取代（如大數據計算、數據挖掘、機器學習等）；另一方面，又造成現有勞動力供需失衡，如缺乏高層次編程且具有相關產業經驗的工程師以及數字經濟發展所必備的大量數字技能人員。

三、數字經濟賦能制造業創新的內在邏輯機理和現實依據

數字經濟賦能制造業整體向信息化、智能化轉型，其重要抓手在于打造智能制造工業體系架構。工業互聯網作為制造業智能化轉型的重要基礎設施，是智能化制造的標準、設備、解決方案等重要載體。然而數字經濟如何進一步賦能制造業創新發展，解決諸如集成電路領域“缺芯少屏”等“卡脖子”技術問題，還需厘清數字經濟賦能制造業創新的邏輯機理。

1.數據要素全景式應用推動制造生產要素重構，雙元創新聯動制造全產業鏈升級

《中共中央國務院關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》指出，數據要素是作為繼土地、勞動、資本、技術外第五種生產要素。在黨的十九大提出的“要素市場化配置”經濟體制改革背景下，被稱作“未來石油”的數據資源是制造產業研發、生產、運營集成的全生命周期管理實現的關鍵。當數據要素被納入制造產業鏈中，不僅會推動其他生產要素重組，數據要素的疊加效應也使市場資源配置更為復雜。如，傳統家電企業海爾集團依托其在家電領域深耕多年積攢的海量用戶基礎構建的數字化智慧社區，不僅為品牌用戶提供上門家電維修服務，還引入智能監控系統精準管理社區車輛進出，利用用戶數據資源實現突破性創新和漸進性創新相結合的雙元創新，聯動傳統制造業升級轉型。

2.價值共創規模化拓寬制造產業生態網絡外延，開放創新助力價值鏈向高端躍進

不同于企業產品主導邏輯，價值共創理念源于共同生產，在服務用戶理念推動下，用戶參與到價值創造和分配過程。2020年，阿里、京東、拼多多三大電商平臺入局C2M，用戶參與價值共創已成趨勢。開放創新遵循全面共享邏輯下的多元主體價值共創，多主體跨職能、跨領域互動產生乘數效應，打破產業原有邊界，產業生態網絡不斷外延。這也符合托馬斯·庫恩提出的范式理論，即新范式替代舊范式本質是價值觀的轉變，轉變后的觀念能夠與世界更加融洽的互動。[18]價值共創理念使產業“開放”到范圍更大的網絡生態中尋求適配資源，企業引入外部能力進行開放創新，不僅降低企業創新成本和研發風險，助力企業快速占領市場，還使得產業整體向價值鏈高端攀升。如，低利潤率的傳統服裝制造產業，粉絲經濟吸納用戶參與到服裝制造的前端研發（如定制材料）和終端營銷，使傳統服裝制造業向價值鏈高端躍進。

3.技術集成模塊化加快產業主導設計和標準迭代，架構創新突破產業發展瓶頸

數字經濟發展使產業和學科間耦合應用場景增多，拓展了技術集成模塊化的范圍和深度。以模塊化為基礎的組合式技術架構創新層出不窮，為制造業“卡脖子”技術瓶頸的突破提供了新思路。跨領域技術集成在制造業數字化升級過程中助推產業主導設計、標準迭代，主導設計和標準的加速裂變又使產業架構規則改變。技術集成使制造模塊、流程間壁壘被打通，以技術架構變革為載體所形成的新技術位勢是數字經濟時代制造業低成本跨越發展的重要方式。技術集成作為對傳統R&D制度體系重構，一方面可彌合技術管理上的匱乏，是對組織現有技術資源整合及優化；另一方面，技術集成所形成的新技術位勢也是激發技術創新跨越式發展的重要源泉。

4.資源集約利用常態化保障經濟與生態文明共生，綠色創新護航產業可持續發展

根據“環境庫茲涅茨曲線”，經濟發展與資源環境水平密切相關，數字經濟發展帶來的規模效應、技術效應與結構效應對資源環境的影響被放大。[19]為防止生態環境退化，環境規制約束下資源集約利用趨于常態化，同時伴隨數字經濟發展綠色化和數字化效應的疊加，構建綠色制造生態體系刻不容緩。綠色制造的創新模式探索包括工業共生、生態工廠和生產者延伸責任制等，均是以資源集約、環境保護和產業互利共生為前提，以資源循環、再生為目的。因此，綠色制造生態體系建設，一方面需要培育有利于資源集約、生態修復等新興產業，并促使其與傳統制造產業聯動發揮加成效應，實現跨界整合；另一方面，需依托數字技術構建生態監控平臺，如打造省級能源智能管理和數據監控平臺、綠色創新供應鏈和檢測平臺等，確保經濟效應、社會效應與生態效應的有機統一。

四、數字經濟賦能制造業創新的靶向路徑

如上所述，數字經濟發展從要素、價值、技術、資源全方位賦能制造業創新，引致制造業產業創新內在機理和運行邏輯發生改變。數字經濟賦能制造業產業創新從“隨機、迎合和盲序”向“精準、定位和有序”轉型，還需探究其具體路徑。

1.宏觀層面：數字經濟賦能制造業產業創新基礎路徑

在數字經濟“萬物互聯、泛在智能”趨勢下，從宏觀層面分析，數據要素驅動、底層技術推動、新型商業模式和產業組織變革帶動及跨產業聯動等均是數字經濟發展賦能制造業產業創新的基礎路徑。具體來說，數據要素和數字技術共同發力，對數據價值的挖掘加強了制造業產業上下游銜接。商業模式和產業組織變革不僅緩解了信息不對稱、外部性市場失靈等問題，從提高資源配置效率和社會福祉方面賦能還帶來利潤和公共利益，激發企業活力，形成數字經濟向制造業賦能的正向反饋。產業聯動是數字經濟賦能制造業產業創新的重要路徑，大規模個性化定制、云制造等模式均是制造業與服務業融合發展的典型表現。

2.區域布局層面：數字經濟賦能制造業產業創新升級路徑

我國各區域制造業發展不平衡，隨著數字經濟發展，區域間產生“數字鴻溝”，依托數字經濟賦能的制造業區域布局不僅關系到區域間協調發展，也是制造業結構調整的關鍵。對此，需要在全國范圍內統籌制造業與數字產業的區域布局，彌合地區間基礎設施差距；應結合各地區制造業發展特色，使特色行業在區域范圍內產生集聚效應，在全國范圍內形成優勢互補、重點突出的良性發展格局。如，廣東省制造業傳統優勢在于電子信息、電氣機械、汽車、造船、軌道交通裝備等行業。在區域布局規劃中，可結合傳統特色發展“工作母機”類裝備制造業，同時加速已有一定產業基礎的高檔數控機床、人工智能機器人等裝備制造產品的深度研發和量產，打造新型智能制造示范點。高技術制造業產業創新效率對地區工業總產值顯著促進作用已被證明。[20]

3.行業選擇層面：數字經濟賦能制造業產業創新突破路徑

我國制造業包含聯合國產業分類中所列工業門類41大類、207中類、666小類，已成為制造行業種類最全、規模最龐大的制造經濟體。把握數字經濟窗口期是實現制造強國的戰略要點。一方面，我國制造業發展應遵循客觀發展規律和發揮比較優勢，防止制造業“空心化”，繼續保持制造業優勢行業的領先地位；另一方面，涉及到國家安全和戰略領域的制造行業，尤其對相關工業互聯網、通訊技術、人工智能等物聯網等具有擴散效應和大幅度提高產業競爭力的行業重點發展，應通過把控主導設計實現對架構和技術標準的引領。通過制造業細分行業的差異化戰略引導形成協同發展的新工業“大生態”，也是我國突破“卡脖子”技術封鎖并確保信息安全和國防安全的必要保障。

五、政策建議

隨著我國制造業進入提質增效“快步走”新階段，抓牢創新牛鼻子是打造制造強國的根本出路。數字經濟賦能制造業產業創新作為長期過程，還需配套政策支持，以實現我國從“世界制造業中心”向“全球產業鏈樞紐”的角色轉換。結合我國制造業創新面臨的困境和數字經濟賦能制造業的現實依據及路徑，筆者提出如下政策建議：

第一，推動數字經濟新動能對制造業整體范式的賦能，不僅從制度和技術維度入手，還需從深層重塑制造價值觀。制造業范式歷經手工作坊制造到個性化定制過程，正向產用融合方向轉移。[21]把握數字經濟契機更需注重以價值共創邏輯為代表的新制造價值觀變革。數字經濟背景下生產者和用戶間的良性互動、生產過程和使用過程之間的邊界和場景的模糊均是制造范式躍遷的外在表現。值得注意的是，我國正處于數字經濟背景下制造業范式轉變探索期，結合我國制造業基本發展情況和當前社會環境，優先形成符合數字經濟客觀發展規律的制造范式和制造價值觀，對激發數字經濟潛能和制造業相關戰略體系政策構建至關重要。

第二，加強制造業管理和政策制定部門間溝通協調，凝練和聚焦重點問題，防止產業政策碎片化。數字經濟促進產業融合發展，產業間無明顯界限導致監管權責不明晰。在制造業數字化轉型過程中，涌現出諸如工業互聯網等信息技術與制造業深度融合的應用模式，對該類新興業態的監管應先統籌監管機構分工，明確監管范圍，防止政策碎片化。一方面，以“監管+服務”為目標制定產業政策，激發數字經濟活力；另一方面，在政策執行過程中形成及時反饋、動態調整的機制。

第三，重視前沿技術攻關，設立區域共性技術研究院等技術平臺，加強制造業技術研發的自主性。顛覆性制造業核心技術的研發并非單企業、單平臺短期內可以實現的，云平臺、大數據等數字技術加快前沿技術的攻關、縮短研發周期，同時也為跨地域知識流動創造條件，更有利于構建協同產業創新體系。此外，還需充分發揮舉國體制優勢，在技術創新過程中強化市場機制作用，在全國范圍內合理配置制造業創新資源。

第四，構建人才創新網絡平臺，吸引國內外高端理論型人才及技術、工程實踐型人才，打造一流制造業智囊團隊。針對共性、通用性基礎數字技術的人才培養，構建囊括基礎教育、職業教育和普通高等教育的全面教育體系；在制造企業績效考核中增設數字化制造指標，激勵在崗制造業工程師加強數字技術學習以促進人才隊伍的優化；加強對國際制造業領域頂尖人才的引進，同時注重科研成果產權保護。通過上述措施形成“政產學研用”一體化人才培育體系，發揮人才正向能動效應。

來源：《經濟體制改革》雜志2022年02期發表，作者：李穎，博士，中國社會科學院工業經濟研究所博士后流動站，賀俊，中國社會科學院工業經濟研究所企業創新研究室主任，中小企業研究中心主任、研究員、博士生導師。