信息技术与制造业融合机制研究

摘要：新一代信息技术是当前新一轮技术变革中的重要构成部分，具有万物互联、智能、绿色低碳等重要特征，也因此成为推动经济增长、产业转型升级的重要力量。新一代信息技术正与制造业进行广泛融合，不断影响着传统制造业发展的路径、模式。新一代信息技术通过对产业链进行解构和重构、生产和商业模式创新、资源替代和低碳效应，推动着制造业转型升级。这种新现象的出现要求准确把握新一代信息技术演化规律和趋势、结合地区优势找准切入点，先行先试，充分发挥学中干、干中学精神；同时，要完善新一代基础设施、消除阻碍新一代信息技术发展的各种约束瓶颈。

关键词：新一代信息技术；制造业融合机制；技术创新

一、引言

蒸汽机技术、电力技术先后对产业格局产生了颠覆性的影响。20世纪60年代开始的以电子信息技术为先导的信息化革命，目前也正在进入深化阶段。有迹象表明，新一轮科技和产业革命正在酝酿之中。近十年来，信息技术呈现出了新的特征，人们称之为新一代信息技术。新一代信息技术正在全方位地影响着产业价值链的结构，重塑着制造业格局。自动化、机器人、3D打印等制造技术和人工智能、大数据、物联网等数字技术与制造业的融合，正在改变原有的基于要素价格低廉优势的制造业分工模式和商业模式。2008年金融危机以来，种种迹象表明，全球化趋势有所减缓甚至呈现出逆全球化的趋势，比如，美国先后推出了《美国制造业促进法案》、“先进制造业伙伴计划”和“国家制造业创新网络计划”，以期推动制造业回流，实现再工业化。改革开放40余年来，中国经济取得了举世瞩目的成就，成为世界制造业加工车间；科技水平也由追赶、跟跑向并跑、领跑提升转变。但从2012年前后，中国经济进入了新常态，传统发展方式难以为继，面临产业转型压力，甚至面临“高不成、低不就”的风险。新一代信息技术正处于窗口开放期，这为中国制造业升级提供了弯道超车的机遇。为了在新一轮科技和产业革命中占据有利位置，中国制定了《中国制造2025》，以加快新一代信息技术与制造业深度融合。发达国家也作出了相应的部署，如美国的“再工业化”战略、法国的新工业34项计划、德国的信息物理系统等都是推动新一代信息技术与制造业深度融合的具体战略举措。在全球经济面临增长压力和新一代信息技术取得重大进展的背景下，推动信息技术和制造业深度融合成为经济转型、培育新的经济增长点的重要战略，因为制造业是产业发展的基石与核心，也是产业竞争力的关键。中国正处在推动产业发展提质增效的转变时期，深入研究新一代信息技术与制造业融合机制具有重要现实意义。

二、新一代信息技术的基本内涵与特征

（一）新一代信息技术的内涵。徐鑫、刘兰娟[1]认为，新一代信息技术包括移动互联网、物联网、云计算等相关技术。王斯坦、王屹[2]认为，新一代信息技术是指以大数据、物联网、移动互联网、云计算等新兴技术与业态为代表的信息技术。李国杰[3]认为，新一代信息技术不仅包含信息技术分支领域（集成电路、计算机、无线通信）的纵向升级，更重要的是包括信息技术的横向产业渗透融合。以信息化和工业化深度融合为主要目标的“互联网+”是新一代信息技术的集中体现。朱智源、王桓[4]则认为，机器人、大数据、3D打印等技术是新一轮信息技术革命的重点。邬贺铨[5]认为，“大智移云”（大数据、智能化与物联网、移动互联网、云计算）是新时代信息技术的特征。总体来看，科技界和产业界普遍认为新一代信息技术已经初具雏形，是未来技术发展的方向，将对现有产业升级产生重要影响。信息技术是动态演化的过程，先后经历了三个发展阶段：第一代信息技术平台阶段（20世纪80年代以前），体现为大型主机和哑终端；第二代信息技术平台阶段（20世纪80年代中期至21世纪初），体现为个人计算机、互联网和服务器；第三代信息技术平台阶段（21世纪初至今），体现为移动互联网、社交网络、云计算、大数据技术，即新一代信息技术。新一代信息技术是相对于前两个阶段而言的，表现出了新的技术特征。从其外延上看，新一代信息技术包括下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和以云计算为代表的高端软件；从内涵上看，新一代信息技术不但是集成电路、计算机、无线通信等分支技术领域的纵向升级，而且是信息技术的整体平台和产业的代际变迁。（二）新一代信息技术的基本特征。李晓华[6]认为，“新经济”的技术特征主要包括新科技是根本动力、数据成为新的生产要素以及万物互联、智能无处不在。新一代信息技术中的“新”主要体现在网络互联的移动化和泛在化、信息处理的集中化和大数据化、信息服务的智能化和个性化，具有全面感知、高速传输、智能处理的特点[1]。新一代信息技术首先表现出较强的互联性即万物互联（物联网），将物理空间建构成一个互联互通的网络平台；其次表现出较强的智能特征即智能化，还具有较强的渗透性。比如，无线射频识别、3D打印、现场支付等技术与物联网技术相结合，形成了智能化制造和管理，将生产、物流、消费等环节紧密连接在一个闭环之中，实现人与人、物与物、人与物之间的互联、信息共享。物联网技术的核心在于数据的快速感知、传输和数据分析处理。随着RFID、GPS、传感器、激光扫描器等数据感知技术的发展，越来越多的物品与互联网进行连接，实现了物品的智能化识别、定位、监管，如手表、眼镜、家电、汽车等。数据传输技术中，5G技术更加快速、高效，容量也更加庞大，具有更高的承载能力。数据分析处理技术拓展了信息技术的应用领域，不断对传统产业进行数字化改造升级，如数字医疗、智能工厂、智能交通、网络教育等。新一代信息技术产业具有能耗低、成长空间大、产业关联度高等优点，能够转变现有经济发展方式，刺激新兴经济增长。信息技术本身可以产生新产品、新产业，推动经济结构升级。信息技术一旦被开发出来就具备了零复制成本的特点，可以降低生产成本。另外，新一代信息技术具有产业技术关联性，可以应用到几乎全部现有产业，促进现有产业技术升级。绿色低碳、智能化是信息技术的重要特征，一方面降低了对物资资源的依赖，另一方面提高了物资资源的利用率和运行效率。（三）新一代信息技术与产业融合的相关研究。产业融合的本质特征就是不同产业技术在产业之间扩散、交叉，逐渐拥有共同的技术基础，进而影响企业、市场结构，实现产业技术升级。1．技术融合技术融合最早由Rosenberg[7]提出，是指技术向不同产业扩散的现象。现在的技术融合包含两个方面：一是不同产业共享同一知识和技术基础[8-10]，二是知识、技术在产业间的应用和扩散[11]。如果两个不同产业的技术基础趋向一致并显著影响产业产品、产业结构、商业模式、生产方式、竞争态势，就意味着技术融合现象出现了。此外，也有学者将技术融合界定为新技术替代旧技术的过程[12]。2．技术和产业融合现有的理论研究主要体现在产业融合的战略、类型、机制和动因等方面。Yoffie[13]通过构建CHESS模型解释了在位企业和进入企业的战略行为，并认为，在信息化时代，企业主要是基于新技术融合来实现其发展战略的。Stieglitz[14]提出了四种不同类型的产业融合方式，并且在对移动通信产业创新体系演变方式进行分析之后发现，不同的融合类型对于产业发展演化和商业战略的影响具有较大的差异。Lind[9]提出了用技术变化和产业生命周期的框架来分析融合现象这一分析思路。还有学者认为，技术进步和规制的放松、技术进步与扩散是产业融合的基本动因[15-16]。商业模式创新、市场需求升级也是产业融合的重要推动力。3．融合模式与路径关于技术融合模式的研究主要集中在融合方式方面。李平等[17]提出企业技术贸易、技术并购、技术联盟三种企业技术融合模式。徐晔、黎翔[18]基于对IT行业的研究，提出技术共享、技术并购、技术许可三种融合技术创新模式，探索技术互补性、技术吸收能力、技术溢出系数以及创新系数对企业均衡成本、研发投资、产量和利润的影响。张勇等[19]从知识创造视角研究了军民融合的两阶段融合模式：一是技术研发选择阶段融合模式，包括自主研发专用技术、合作研发两用技术；二是技术转移阶段融合模式，包括技术贸易、技术共享联盟与技术并购。产业融合路径方面。郭晓丹、何文韬[20]从技术融合角度，提出新旧产业技术升级遵循渐进式和突变式两种融合路径。目前，外国研究者提出了三条产业融合路径，即基于市场需求、知识扩散和科学技术交叉渗透形成的产业融合路径[21]。

三、新一代信息技术推动制造业升级的作用机制

科学技术的持续创新是新一代信息技术产业形成和发展的内在动力。有效的技术创新促进了科技成果的形成和科技成果产业化进程的顺利推进，为新一代信息技术产业的培育和发展奠定了坚实的基础。新一代信息技术产业不但为传统产业转型升级提供了新一轮的基础设施，而且培育了新的经济增长点；并通过产业链的重构、生产模式革新、低碳效应和生产率效应，推动制造业升级。（一）新一代信息技术通过对现有产业链条的解构和重构推动制造业升级。既定技术条件下，市场竞争会形成稳定的产业链，一般由价值链（价值创造）、企业链（企业合作）、供需链和空间链四个维度构成。现有产业分工倾向于垂直分解，形成垂直化分工，以模块化、外包等形式形成分布式生产。比如，工业时代的制造企业生产流程一般遵循“微笑曲线”所显示的演化路线，即研发部门开发新产品、制造部门产品规模化生产、销售部门推向市场消费者。新一代信息技术具有智能化、大数据处理和万物互联等特征，使得“微笑曲线”发生重大变化。信息技术最明显的两个特征是信息的及时共享和低廉的交易成本，二者成为生产过程中各个部门重新构造生产业务流程的重要动力。各部门可以摆脱原有中间生产环节而直接进入生产过程并与客户直接联系，即生产过程呈现出“去中介化”的趋势，由此，“微笑曲线”得以改变。研发部门可以跳过生产部门而从事生产、制造部门可以越过分销部门而直接面对消费者（C2M），如此一来，垂直一体化生产链条将会被压缩。另外，企业通过信息技术与用户“连接”，既能及时掌握企业内部信息，又能及时了解用户对产品的需求，并据此重构生产链、供应链。新一代信息技术条件下，由于研发设计、加工制造、产品销售、售后服务等环节可以通过“互联”保证数据信息实时传输和无缝对接，以用户为导向的生产模式得以彻底贯彻执行。当前，美国制定的再工业化战略、德国的“工业4.0”战略不断鼓励制造企业回流就是产业链和生产链再造的重要表现，信息技术就是“逆全球化”现象的内在支撑基础。首先，信息技术与现有技术的融合对现有产品的研发设计环节的重构，主要体现在研发模式、设计理念方面。在新一代信息技术的影响下，现有制造业产品的性质、研发模式等发生了变化。由于物联网、移动互联网、云计算、大数据、人工智能等技术的应用，现在的汽车驾驶正在向智能驾驶转化。特斯拉用信息技术重新定义了汽车概念，颠覆了人们对汽车的固有理解。研发模式更具开放性，互联网技术及开放式创新平台改变了现有的技术研发模式，由一元向多元参与转化。比如研发主体涉及高校、研发机构、消费者甚至每一位技术爱好者。其次，产品制造环节发生了变化，主要体现在组织模式、生产模式方面。技术特征决定生产模式。制造业发展先后经历了手工作坊生产、单件小批量生产、大规模定制生产。新一代信息技术的应用使市场需求多元化得以实现，也由此推动生产环节不断延长、生产工序更加复杂，正在推动大规模定制生产向多品种小批量柔性生产转变。信息技术缩短了生产者和消费者之间的距离，降低了信息沟通成本，可以实现供需的精准匹配。由于云计算、物联网、移动互联网与大数据技术的应用，海量的生产数据能够被实时地采集、监控和感知，信息获取的途径更加便捷，生产环节之间的联系和互动更为紧密，数据的快速处理能力也得到显著提高。这些新变化无疑为生产模式的转变提供了技术支撑，既可以实现多品种小规模生产，也可以实现多品种大规模生产。生产模式的转变进一步导致生产组织模式的变化。技术的进步推动着产业分工的发展，由产业间分工向产业内分工再向产品内分工演变，于是出现了垂直一体化、外包、模块化等组织形式。信息技术让数字空间和物理空间实现完美对接。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式的变革。网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系。最后，从“微笑曲线”的右侧来看，新一代信息技术对物流、市场营销和品牌推广等产生了重要影响，最为明显的就是对商业链的重构。商业链的重构主要体现在生产性服务业领域，比如货物运输、信息服务和金融服务等。互联网、信息技术与货物运输的融合使得运输过程更加透明、更加快捷；信息服务业更加精准，实现了信息、知识实时共享。互联网将数字世界和物理世界进行了融合，拉近了生产者和消费者之间的距离，缩短了商业链条，为消费者和生产者都带来了价值增值。“互联网+制造业”成为新时期最为明显的特征。（二）新一代信息技术通过生产方式、模式、体系的改造推动制造业升级。新一代信息技术推动生产方式向柔性、绿色低碳、网络和智能制造转变。支撑生产方式转变的基础在于：一是新一代信息技术可以及时采集、感知大量数据，拥有信息收集基础；二是新一代信息技术通过高速、泛在的传输手段实现信息共享，具备了信息共享基础；三是新一代信息技术通过批量信息处理分析技术实现智能分析与决策优化，具备了信息筛选基础；四是新一代信息技术催生了各种智能化、自动化技术产品，并且实现了数字空间与物理空间的紧密结合，奠定了物物相连、自动化感知的基础；五是新一代信息技术减少了对物资资源的强约束，具备了绿色低碳的技术基础。新一代信息技术推动生产组织由闭环、单一组织向开放、多元组织转变。传统的制造业组织模式主要为适应规模化大生产而设，因此，产业集群、规模化、垂直一体化等生产方式成为主流。而新一代信息技术更加倾向于开放式技术创新，将不同的市场主体纳入统一系统，整合内外部资源，满足多元化需求。规模化生产方式让位于个性化生产模式。云计算、大数据、信息处理等技术使企业之间、消费者之间以及企业与消费者之间实现了信息共享、协同合作。在新一代信息技术的影响下，先后出现了网络制造、分布式制造、个性化定制和众包模式。比如，社交技术、线上线下互动、3D打印技术、智能技术等成为个性化定制生产模式的技术基础。（三）新一代信息技术通过资源替代效应和低碳效应推动制造业升级。资源替代效应是新资源对现有资源的替换。现有技术条件下，产业发展主要依赖于物资资源的投入。新一代信息技术具有节能、无污染的特点，可以替代稀缺物资资源。石油、电力等资源依然是当前经济发展的重要投入资源。随着信息技术的发展，软件资源和硬件资源都发生了重大变化。从软件资源看，知识、创意、信息、大数据都已经成为重要的生产资源，而且具有零复制成本特征；从硬件资源看，风能、水能、太阳能等丰富的自然资源越来越成为重要的清洁能源，而且可以通过数字化技术加以存储和传输。这些资源的投入将会逐渐实现对传统物资资源的替代，促使制造业向清洁产业转型升级。除此之外，信息技术还具有低碳效应，可以降低资源消耗成本，提高资源的利用效率。比如，智能电表、能耗监测等信息技术在交通、物流、电网等领域的应用可以减少资源消耗，促使先进制造业和现代服务业比重上升。信息作为新的投入生产要素，对传统资源的依赖度低。新一代信息技术通过改变生产方式、改造生产设备等降低物耗，减少碳排放。（四）新一代信息技术通过改变商业模式重构竞争格局由于新一代信息技术与以往蒸汽、电力、信息等技术不同，具有万物互联、智能无处不在、数据成为新的生产要素等特征，对现有商业模式产生了重要影响并催生了新的商业模式。互联网技术、IT技术具有的交互性、连通性拓展了市场空间，改变了现有的商业组织模式。李长云[22]认为，新一代信息技术通过产品与服务创新、联盟网络创新和客户需求创新引发商业模式创新。李晓华[6]认为，新一代信息技术的应用，出现了长尾、免费、平台、共享等模式。新一代信息技术的应用打破了传统商业模式各要素间的平衡，形成了物流运作可视化、业务流程自动化、沟通实时化、协作移动化、响应敏捷化、服务自助化等效应，这些能力为企业提高生产率、降低成本、改善客户关系、改进决策以及开发新的战略性应用发挥了重要的作用。新一代信息技术丰富了“信息流”的内涵，将企业内外几乎所有的信息都数字化、标准化，并且整合到统一的传输平台上，使“信息流”成为连接动态商业模式和静态商业模式的桥梁，它一方面促进物流、资金流和商流的高效运作，另一方面还与知识流、价值流交叉互动，成为动态商业模式创新的主要传递变量。（五）新一代信息技术通过进一步发挥生产率效应提升制造效率。新一代信息技术具有生产率效应，主要体现在以下三个方面：第一，信息技术通过对现有生产环节的渗透与改造以及对生产组织的改良等，提高生产效率；第二，信息技术通过降低信息搜寻的成本、提升供需匹配的精确度、减少交易的中间环节、摆脱时空的限制而提高生产效率；第三，信息技术通过大数据、技术嵌入创造更多的增加值以提高生产效率。四、主要结论及启示虽然社会各界已经认识到信息技术在产业转型升级中的作用，研究了信息技术与产业融合的概念、机制和战略，但是对两者融合的具体路径仍然不够明晰，今后的研究需主要从以下两个方面出发。一是从演化视角研究信息技术和产业融合的机制。Hacklin等[16]注意到技术与产业融合具有演化特征，并将融合分为知识融合、技术融合、应用融合和产业融合四个阶段，但是缺少对信息技术本身演化规律的深入探讨。产业生命周期理论研究了产业发展的阶段性，但是没有将技术作为关键因素加以深入研究。现在的问题是，新技术如何与现有产业进行无缝对接，需要进一步将信息技术演化与产业生命周期理论相结合来研究两者之间的互动关系。二是从具体产业层面研究信息技术对传统产业的影响和作用机制。当前文献从宏观层面对技术演化、特征进行了探讨，看到了其对产业转型升级的作用，但是鲜有文献从技术视角和具体产业层面进行深入研究。从具体产业层面研究可以打开技术与产业融合之间的“暗箱”，发现融合的路线和机理。物联网、互联网、人工智能、大数据等新一代信息技术是新一轮科技革命的重要基础，正在广泛地影响着传统制造业的生产组织模式。科技创新是新一代信息技术产业发展的根本动力，既创造出新产品、新产业，成为新的经济增长点，又不断对传统产业进行渗透和改造，给产业升级带来了重要机遇。新一代信息技术通过产业链条重构、生产方式改造、商业模式创新、资源替代效应等推动着制造业优化升级。目前，中国正处于经济“新常态”和“三期叠加”的经济转型期，新一代信息技术将成为化解风险和矛盾的重要技术基础，成为从要素驱动、投资驱动向创新驱动转变以及促进经济高质量发展的关键。中国具有其他经济体不可比拟的优势，这将使中国在新一轮科技变革中大有作为。一是人口规模优势，这意味着国内市场巨大，可以通过网络效应推动技术的创新和应用。二是完备的产业体系和链条优势，这意味着中国可以在国内完成生产链的构建，发挥垂直一体化和横向一体化的组织作用，在研发、生产、销售、消费等各环节占据有利位置。在科技革命发生初期，丰富的应用场景支撑着新技术创新成果商业化，为干中学、渐进式技术创新提供了广阔的平台，也为新标准、新平台、新系统的构建创造了市场条件。三是制造业规模优势，为新一代信息技术的应用提供了广泛的应用场景。中国制造业不但规模最大，而且存在一定程度的二元化特征，即既有先进的新一代信息技术产业如自动化车间、智能化装备，又有大量传统、落后的技术产业。高新技术产业为新一代信息技术的创新应用提供了平台，强大的传统产业为新一代信息技术发展奠定了物质基础。四是地理环境差异化、生产禀赋多元化，这意味着中国具有适合各种新技术应用的地理环境和生产要素条件。信息技术发展的窗口期，正是多元化创新成果试错、反馈的阶段，而巨大的国内市场规模、差异化的地理环境、多元化的生产要素为这一市场试错过程提供了条件。中国若要在新一轮科技变革中占据有利地位、有效推动动能转换、进行结构调整，就需要准确把握新一代信息技术演化规律和趋势、结合地区特征找准切入点，先行先试，充分发挥学中干、干中学精神。一是国家层面要创造适合创新的环境，紧跟信息技术发展前沿，通过开放式国家创新体系在部分领域和环节有所突破，鼓励市场主体围绕信息技术研发和产业化进行多元化、开放式、包容性的创新。二是发挥市场规模优势，鼓励地区经济体结合各地区经济发展实际找准切入点，将新一代信息技术应用到产业领域。新一代信息技术是一个综合系统，具有技术多元性，通过在地区经济发展实践中不断探索，最终形成技术标准与平台，掌握产业话语权。三是完善新一代信息技术所需要的基础设施。基础设施是新技术应用、新产业发展的先行和基础条件，因此，当前一个时期的主要任务是加快推进物联网、人工智能、大数据、云计算、互联网等新一代基础设施建设。四是消除阻碍新一代信息技术发展的制度约束。新技术与传统产业融合的结果就是产业边界模糊化，这就会造成现有的配套法律体系之间的矛盾，因此亟须清理、规范，比如无人驾驶将是未来的一个发展方向，但现有的法律法规还未能及时调整、跟进。

作者:邹坦永 单位:河南工程学院外语学院