工业互联网赋能先进制造业企业转型影响因素——基于山东省先进制造业企业的研究
作者简介
徐伟，管理学博士，济南大学商学院教授，博士生导师。
摘要
在“互联网+先进制造业”的智能化工业革命背景下，中国制造业正经历由人口红利和资源红利向技术红利和服务红利的转型，工业互联网平台的赋能在其中扮演重要角色。理论机理表明：工业互联网赋能先进制造业企业转型会受到技术、组织、环境等要素驱动。实证研究表明：R&D投入、研发人员占比、专利数量等技术要素，政府补助、外部融资能力以及供应链集中度等环境要素对先进制造业转型有显著的促进作用，资产金融化和经营财务风险等组织要素对先进制造业企业转型具有抑制作用。考虑到内生性问题，应用多期DID模型进一步分析工业互联网平台赋能路径，结果表明：工业互联网平台赋能效应显著提升了先进制造业企业技术创新能力，优化了融资环境，降低了投融资风险，实证结果依然稳健。
随着移动互联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术向制造业的加速渗透，制造业迎来了智能化革命。在新一轮工业革命中，优先发展以“先进技术+先进生产模式+先进管理”为内涵的先进制造业，成为各国家和地区新一轮工业的重要战略和发展路径。美国以“制造业重返美国”为主要目标，提出“先进制造伙伴计划”；德国发布《数字化战略2025》，通过推行“德国标准”以期占领制造业高地；日本以实现“互联制造”作为突破点驱动智能制造产业技术创新。我国在先后出台《中国制造2025》《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》和《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等政策文件之后，在《“十四五”数字经济发展规划》中进一步强调，要坚持创新引领、融合发展、数据赋能、系统推进、协同高效的战略原则。为了贯彻国家先进制造业的发展战略，各省、自治区、直辖市以及相关部委，纷纷出台了“一揽子”政策措施，驱动当地先进制造业的发展。如山东省先后出台了《山东省新一代信息技术产业专项规划(2018—2022年)》《山东省深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的实施方案(2019)》等一系列规划方案，推进工业互联网创新发展。强化互联网在制造领域的应用，打造新型制造业体系。
我国制造业行业门类复杂,应用场景碎片化，产业数字化标准难以统一，平台技术无法满足更多工业应用需求，工业专利技术数据安全保障机制建设不完善，这些因素严重制约了先进制造业的数字化转型。同时，上云企业数量相对较少，平台广度不足，导致产能共享的平台生态无法真正形成，影响了工业互联网平台赋能效应的有效发挥。山东省是传统制造业大省，工业门类齐全(拥有工业大类41个、中类197个、小类526个)、工业结构及其配套完备。作为国家新旧动能转化“试验田”省份，山东省是全国拥有先进制造业百强城市最多的省份，也是工业互联网平台最先发展的省份之一。目前，已拥有海尔卡奥斯、浪潮云洲、橙色云、蓝海4个国家级“双跨”平台，国家级特色平台数量也居全国前列。那么，山东省工业互联网平台对先进制造业发展是否实施了有效赋能？先进制造业数字化转型发展中存在哪些制约因素？是否存在有效赋能路径？本文试图以山东省这一传统制造业大省为特殊区域背景，探索工业互联网平台赋能先进制造业的有效路径，为我国先进制造业的高质量发展提供借鉴。
已有研究成果认为互联网技术促进了制造业和服务业的融合发展，不仅对原有产业价值链实现了重构，而且在其生态系统中，通过模块化分工、开放式创新、市场竞争和信任合作等机制建设，形成良性运转的生态圈，可以加强资源共建共享，营造创新环境，促进制造业产业升级和技术竞争力水平提升。但是，从市场需求而言，先进制造业具有“尖、专、特、新”等技术特征，由于市场空间较小，在没有形成大量市场需求情景下，要素流通慢，尤其在知识产权保护法律不完善情景下，工业互联网平台的技术共享特性在一定程度上能够加快先进技术的被动扩散，企业协同创新发展的意愿可能受到限制。从资金要素而言，企业连接工业互联网平台，需要大量工艺生产线改造资金，由于中小企业普遍面临融资门槛高、融资难、融资慢、融资贵等融资困难，导致企业不能按“从上到下”的整体规划标准实施一步到位的改造，往往先从AI(办公智能化)和财务智能化系统开始，根据资金投入能力进行渐进转型，无法实现设备连接的产能共享。从人才需求而言，先进制造业企业普遍缺乏精通制造工艺和软件开发的复合型尖端人才。在部分“高、精、尖”领域，具备一定工作经验的人才缺乏进一步学习平台技术的能力，在某种程度上导致企业创新潜力不足。
已有文献主要定性研究了工业互联网平台赋能先进制造业转型的机理和制约因素，但是因为受限于研究样本和代理变量的制约，实证研究尚为不足。本文将先进制造业企业数字化转型与工业互联网平台建设联系起来，以山东省先进制造业企业及其上市公司为样本，在剖析先进制造业企业数字化转型和工业互联网平台关系的基础上，从微观主体视角拓展对工业互联网平台赋能的认识，以期丰富平台经济同企业数字化转型互动模式的认知。本研究以沪深两市上市企业年报为基础，采用文本分析方法来刻画企业数字化转型进程，为评估企业数字化转型提供借鉴，同时也为检验我国工业互联网平台驱动企业数字化转型提供理论支撑。
山东省拥有国家级制造业单项冠军企业145家，数量居全国第二位；拥有专精特新“小巨人”企业362家，其中，国家重点支持“小巨人”企业157家，数量居全国首位；共有13个地市上榜《赛迪顾问先进制造业百强市(2021)》，与江苏省并列全国第一；共有4个城市进入先进制造业发展指数前50强；拥有6个先进制造业百强园区，位居全国第四位。与此同时，山东省工业互联网平台赋能先进制造业发展也走到了全国前列。为鼓励企业“上云上平台”，山东省政府出台了《山东省“云服务券”财政奖补实施细则》，累计发放“云服务券”补贴1.4亿元；实施了603 个企业“上云”试点示范项目；陆续建设橙色云、中瑞电子等18个国家级特色专业型平台，数量居全国首位；重点打造了万华化学、博远重工等115个省级平台；全省工业企业数字化设备联网率达47.82%，依托重点平台已连接各类设备3752万个，推出工业 APP超过1.2万个。据《工业互联网平台赋能制造业数字化转型能力评价白皮书(2021年)》统计和《2021年山东省国民经济和社会发展统计公报》统计，2021年,山东省上云企业数量超过35万家，重点工业互联网平台服务企业数量和工业设备连接数量均为全国首位。国家工业信息安全发展研究中心发布的《中国两化融合发展数据地图(2021)》进一步表明，山东省工业互联网平台发展显著促进了两化融合水平， 2020年，山东省两化融合发展水平为64.2，居全国第二位；累计培育国家两化融合试点262家，数量居全国第三位；规模以上工业企业生产设备数字化率为54.2%，关键环节数字化率达到64.8%。
作为国家新旧动能转换试验田，山东省工业互联网平台建设得到了迅速发展，但是先进制造业相较于其他发展较快的省份出现了后劲不足的趋势。尽管一些规模大、基础好的少数企业实施了产业线智能化升级，然而大部分中小制造企业仍然处于产业链中低端，不仅设备数字化水平低，而且资源和能源消耗大；部分企业进行两化融合的意向较弱，缺少运用“平台+”模式进行产业融合的强动力。以上种种因素导致山东省制造业高质量发展水平总体不高，互联网赋能先进制造业企业的辐射带动力不强，尚未形成高质量发展的重要助推力。表1呈现了2019年山东省先进制造业与广东、浙江、江苏等省份重点行业创新投入产出数据的比较结果，对比指标数据可以发现：山东省先进制造业企业数量相对较少，仅为1540家，而广东、江苏、浙江则分别为9504家、5028家、3118家；企业R&D经费支出相对较低，仅为2183899万元，而最高省份广东为14136569万元；企业研发人员缺口较大，仅有31696人，相较广东(468987人)、江苏(153707人)、浙江(102423人)等省份而言远远不足；发明专利数量与最高省份广东(230360件)相差甚远，仅为18330件。这些指标差距在电子及通信设备制造业、医疗仪器设备及仪器仪表制造业尤为突出。
通过上述分析可知，山东省在利用工业互联网赋能先进制造业转型中投入了大量的人、财、物力，但是由于R&D经费和研发人员投入与先进省份相比还有较大差距，导致技术创新乏力，未能有效释放技术红利。另外，笔者通过调研发现，山东省在工业互联网平台赋能先进制造业转型过程中，还存在其他制约因素：一是，由于工业互联网平台集成商良莠不齐，相关产业融合程度低，企业普遍担忧工业互联网平台生态系统价值网络构建和资源集聚达不到预期效果，投入的转型成本面临变为沉没成本的风险，因此企业连接平台的积极性不高；二是，在工业互联网平台赋能实践中，存在通用标准不统一、系统可靠性不强、网络安全要求不规范、检测技术标准不明确等问题，尤其在产业链上下游数据共享中，供应商分级绩效评价、风险评估以及评价体系与方法不一致等问题尤为突出；三是，工业互联网平台生态治理体系尚不成熟完善，知识产权界定、数据确权、合理利益分配等不够清晰，资本市场投资者、被赋能企业以及利益相关者对工业互联网创新缺乏“试错”的理性包容，创新包容文化有待形成。
表1 山东与广东、江苏、浙江等省份部分先进制造业行业相关数据
数据来源：根据EPS数据库(2019)整理
平台的概念最初由Wheelwright和Clark提出，他们认为平台能够根据消费者需求实现生产流程的逐步完善。随着信息技术在产业领域的深度融合应用，对平台的研究由产品平台到平台企业逐渐演化为平台生态系统，并进一步延伸为工业互联网平台生态。工业互联网平台，是基于一定工业架构，以行业龙头企业或平台网络运营商为主导，通过建立一套实现资源共享、动态协作的价值分享机制，广泛连接汇聚产业链的上下游企业、用户及各方参与体，以实现产业链协同配合、优势互补、生产要素高效配置、需求与供给精准匹配、应用与服务持续迭代的多方共生共赢发展的产业平台生态。
工业互联网平台赋能先进制造业，可以实现多产业融合协同发展，各平台生态参与主体企业能够最大程度地实现创新效用、学习效用、技术溢出效用，从而获得集群创新生态租金，进而提升平台生态市场的生产要素配置效率和市场竞争力。为了实现产业链协同配合、优势互补、精准对接的多方共生发展，在先进制造业依托工业互联网升级改造过程中，不仅需要企业技术创新资金R&D的投入，而且需要对先进制造业技术有深入了解且具备数字素养劳动力的加入，以满足对技能劳动力和复合型数字人才的需求。正如Romer运用内生增长模型对Solow经济增长模型作出的深入阐释，经济增长的创新红利来源于保障研发资金、技术和研发人员劳动投入的机制建立，先进制造业投入资金进行智能化转型过程中，工业互联网平台的创新效应和人力资本积累也会持续推动先进制造业企业技术升级，并以此获得技术红利和服务红利，驱动产业技术升级和工业互联网平台生态的融合。因此，本文提出相应假设：
H1: 先进制造业企业创新资源投入能够驱动工业互联网平台赋能转型。
H2: 先进制造业企业技术创新能力、创新支撑保障能够促进工业互联网平台赋能转型。
作为新一轮工业革命引擎的先进制造业发展，离不开国家创新体系的支撑和国家创新政策的推动。创新是一个互动协同过程，组织内部各部门之间以及与外部组织的互动是创新成功的先决条件。在工业互联网平台赋能先进制造业智能化转型中，资源的复杂性使得企业无法通过组织内部自发方式精准寻求到所需要的资源，需要借助与外部组织进行资源互换的方式来获取。同时，由于企业创新具有较强的正外部性和风险性，工业互联网平台赋能先进制造业转型正处于初创摸索期，给企业带来的收益和风险均不明确。依据创新理论和资源依赖理论，在先进制造业转型发展初期需要国家通过制定发展战略规划、产业政策等手段积极引导和扶持，更需要各级地方政府通过基础设施建设、工业园区创建、区域集群培育、政府财税补助等优惠政策的直接引导。尤其是政府对先进制造业企业转型创新投资补贴优惠政策，不仅可以缓解企业投资风险压力, 而且可以直接促进先进制造业企业工业互联网平台赋能转型速度和效益水平。因此，本文提出相应假设：
H3:政府补助能够促进先进制造业企业工业互联网平台赋能转型。
工业互联网赋能先进制造企业是具有不确定性、累积性及高风险性特征的技术性活动。当前，我国制造业利润水平较低，远低于金融投资资产收益率。根据资源配置理论，实体经济利润率低迷会导致部分企业投资脱实向虚。制造业金融化对企业创新投入存在挤出效应，并且随着企业创新投入的增加而加大。金融资产并未通过扮演蓄水池的角色来缓解企业投资不足，反而有可能通过降低企业的创新产出和实物投资而降低企业的未来主营业绩。Lazonick等基于组织控制理论，认为创新企业需要通过微观企业制度安排，保障创新主体同时具有财务承诺、组织整合和内部人战略控制三个条件才有可能实现企业创新，其中，财务承诺是保障企业创新活动得以实现的首要条件。企业金融化倾向会使企业过度重视短期收益而忽略长期发展，对先进制造业企业创新活动投入产生挤出效应。因此，本文提出相应假设：
H4:企业金融化会抑制先进制造业企业工业互联网平台赋能转型。
工业互联网平台依据独特的工业架构，借助互联网技术，扩展了资源集聚规模和范围，在打破传统产业组织边界和分工基础上，重塑了制造业价值链。根据组织生态理论，当一个生态位中的组织数量增加时，各组织为获取资源的竞争就会加剧。然而，如果这些组织具有不重叠的多种生态位，那么它们之间的竞争就会减少。工业互联网平台生态是以产业链供应链协同配合、优势互补、生产要素高效配置和精准对接为建设目标，其中，促进互补性资源整合及其边界的扩展是平台生态顺应上下游诉求，实现多产业融合协同发展的关键。因此，同质性模块供应商为了进入平台生态系统，必然要在技术能力、产品质量、交货时间以及成本等方面展开竞争。供应链集中度高的企业在行业更具有关系资本、信誉资本以及社会资本，提升资源信息获取、交流、沟通和利用的需求动机更强烈，更有动力和需求进行产业转型，在产业生态中提升竞争力和生态位势。因此，本文提出相应假设：
H5：供应链集中度高有利于先进制造业企业工业互联网平台赋能转型。
我国制造业技术红利不足，大部分中小企业利润水平低，资金周转速度慢，普遍存在融资难、融资慢、融资贵等问题，导致企业扩大再生产的资金要素缺乏，运营风险较大。工业互联网平台可以使得价值链各环节的工业设备、软件应用等企业在各自创造价值的同时又能协同作战产生整体效应，从而通过集聚经济效应搭建起供应链上下游优势资源桥梁，形成企业间复合连接：一方面，企业之间的连接不再是一对一关系，而是多对多关系，每个企业都有多个相关供应者和需求者，这种复合结构使得产业链更加立体，抗风险能力更强，企业生产绩效更高。另一方面，企业之间的关系更加密切，汇聚更广范围生产要素资源，促进行业或区域要素资源有序流动与协同发展，为企业发展提供融资支持，例如海尔的海创汇、阿里云的云融资等。总之，平台通过资源聚集能为企业扩大生产规模、生产能力提高以及资金周转提供便利，从而降低先进制造业企业的经营风险。因此，本文提出相应假设：
H6:工业互联网平台赋能转型能够降低先进制造业企业风险水平。
企业外部融资包含债权融资和股权融资。根据优序融资理论，公司为新项目融资时，往往最后才考虑外部股权融资。但是，工业互联网平台赋能转型项目投资规模大，回报周期长。大部分中小企业运用内部融资和债权融资困难较大，因此，在政府主导的投资基金带动下，往往会选择股权融资。根据投资者行为理论可知，与个人投资者相比，机构投资者因其专业背景，眼光更为长远，更能从公司长远发展考虑。已有研究发现，我国机构投资者持股比例与公司R&D支出呈显著正相关关系, 机构投资者持股比例可以看作是衡量公司长远竞争力的标准之一。同时，作为企业外部融资重要来源的机构投资者持股比例提升可以为企业创新发展提供更多的优质资金，能够为工业互联网平台转型提供资金保障支持。因此，本文提出相应假设：
H7:外部融资能力提高能够促进先进制造业企业工业互联网平台赋能转型。
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本文以2010—2020年山东省部分先进制造业上市公司作为初始样本进行了深入计量分析，探讨了先进制造业企业工业互联网平台转型的影响因素和工业互联网平台的赋能路径。实证结果表明，工业互联网平台对我国先进制造业企业智能化转型具有较强的赋能效应，对企业技术、业务流程、融资环境等因素都产生了深远影响，不仅能够显著提高创新能力、供应链协同能力以及融资风险承担水平，而且能够进一步驱动企业创新资源的投入和创新支撑保障力的提升，有助于破解企业
表8 替换控制变量检验结果
注：*p<0.1, **p<0.05, ***p<0.01
“两化融合”发展面临的难题。本文研究发现在先进制造业转型过程中，争取政府补助优惠、获得外部融资支持、减低资本金融化比例、强化供应链渠道、加大企业创新投入以及增强创新能力和保障，对先进制造业企业工业互联网平台转型有显著的促进作用。
工业互联网平台赋能先进制造业企业智能化转型，可以通过平台生态构建重塑先进制造业价值链分工格局，推动企业突破地域、组织、行业的界限，从而实现生产要素和各方资源的有效汇聚、高效流动以及合理配置。但是，在转型过程中也存在着创新资金、创新人才、技术标准、法律法规以及治理机制等因素的制约，其中，技术标准不统一、创新人才和资金缺乏及工业互联网平台产业融合度低等因素是现阶段制约工业互联网平台赋能先进制造业企业的重要因素，针对上述问题，本文依据调研和实证研究结果提出以下建议：
(一)加强标准化建设，建立平台统一知识编码体系
为了实现产能共享平台生态系统的形成，发挥平台赋能效应，需要加快先进制造业数字标准统一化建设。完善通用标准、安全标准、可靠性标准、检测标准等基础标准；同时完善智能制造、智能工厂、智慧供应链、智能服务、智能赋能技术、工业网络等制造与服务标准；在分类建设、分类管理的基础上，建立统一规范的行业标准。发展一批普适性强、复用率高的基础共性工业设施，打造一批经济价值高、推广作用强的行业通用工业设施以及面向特定领域与场景个性化需求的专用工业设施，在产业链上下游数据共享中，建立统一的供应商分级绩效评价体系和风险评估体系。同时，基于生态系统的技术架构，建立统一的知识编码体系，促使不同参与者能够采用同样的话语体系来描述和记录自己的知识信息，畅通彼此之间的沟通和与合作，提升生态系统参与主体基于互补知识与能力开展联合创新的效率，为生态系统的创新注入持久动力。
(二)拓宽融资渠道，完善要素市场化配置机制
工业互联网平台赋能先进制造业企业转型是一项投资量大、不确定性高、投资回报周期长的创新活动。为降低进制造业企业转型投入成本，提高产业链中的企业共同加入工业互联网平台的积极性，在实施政府财税优惠政策引导的基础上，借鉴发达国家风险投资的运作模式，拓宽融资渠道，降低企业金融化程度，完善资本要素市场化配置机制。一是要积极创造条件，支持服务支撑能力强、系统生态效益显著的工业互联网平台企业上市融资；二是发起政府投资基金对工业互联网平台赋能转型项目进行投资，鼓励风险投资基金对工业互联网平台赋能转型领域投资；三是探索以知识产权为抵押等新型融资制度，有效利用融资租赁等非银行金融方式，赋予先进制造业发展新动能。银保监局、地方金融监督管理局等政府部门要积极推动“银政企保”合作，完善工业互联网平台赋能担保风险补偿机制，为先进制造业企业转型提供有力的要素支撑保障。
(三)加强创新资源投入，完善人才的引进与培育机制
工业互联网平台生态系统是以工业制造环节为核心，辐射供应链前后端环节以及产业链上下游企业，进行生产要素的高效整合、生产过程和市场动态的实时监控，能够根据供给侧各相关方交易流通变化进行快速响应，实现产业链变化自适应调整和优化。为保障生态系统的自适应性、协同性，需要各参与主体不断进行以数字化、网络化、智能化为特征的先进制造技术与制造模式的变革。其中，核心技术变革对我国先进制造业的转型升级及高质量发展十分关键，其创新发展的空间很大，需要不断加强创新资源投入，增强创新能力。同时，核心技术发展乏力，本质上是因为核心人才的缺乏。工业互联网平台赋能需要既懂制造工艺、流程原理又有信息技术和平台运营经验的复合型人才，同时也需要大量应用工业软件开发人才。现阶段，我国在这些方面均存在较大的人才缺口。需要创造有利于创新人才发展的外部环境，促进各领域人才在制造业转型升级中发挥作用。完善引入和培养复合型尖端人才机制建设，在各类高层次人才和专业技术人才培养计划中，将工业互联网领军人才、工业信息工程专业人才等纳入培养和培训计划。在“留得住、用得好”上出台有效的激励措施，形成人才引进、培育和成长的良性循环。
(四)完善平台生态治理机制，营造平台生态健康发展环境
工业互联网平台生态系统覆盖广泛，既包括供给侧的众多互补型企业，也包括需求侧的各类产品和服务最终用户，为达到平台生态各相关主体的共生发展，需要建立完善平台生态治理体系及其相配套的法律法规制度，以保证供给侧各相关方能够高效协作分工、资源合理配置，供给侧和需求侧之间的交易服务保障体系完备。其中，以制度建设为重点营造平台健康发展环境是驱动先进制造业企业转型的重要治理要素。一是将工业互联网平台的信息安全放在平台健康发展的重要地位。政府部门加强工业互联网平台信息安全立法与管理，明确相关法律责任，保障平台各方合法权益，制定统一的公有云安全标准，明确安全防护要求。二是加强工业大数据的治理与使用。工业互联网平台运营过程中会产生大量有价值的数据资产，这些数据在使用过程中又涉及产权确认、数据安全、数据交易、跨行业跨区域流动、 数据保护等一系列问题。政府部门须承担起指导和监管责任，加快研究制定统一的工业大数据管理和标准规范，促进数据合理流动、确权、安全交易、共享和使用。
本文系国家社科基金重点项目“工业互联网平台生态共生发展及其治理研究”(项目编号：21AGL002)；山东省社科规划重大理论与现实问题协同创新研究专项“工业互联网平台赋能山东省先进制造业路径研究”(项目编号：21BCXJ01)之阶段性研究成果。
排版：何 倩
审核：傅 强
说明：为方便阅读，原文略有删节，参考文献省略。
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