傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的動力機制分析

吳曉園

摘 要：傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型是制造業(yè)順應全球經(jīng)濟發(fā)展趨勢的現(xiàn)實需要。以晉江紡織業(yè)為例，基于微觀經(jīng)濟學視角，運用演化博弈論方法探索傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的動力機制。結(jié)果表明，企業(yè)從市場中獲得的收益大于支付的成本時，選擇“轉(zhuǎn)型”策略才有利可圖，并由此提出政策建議。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)制造業(yè);智能化轉(zhuǎn)型;晉江紡織業(yè)

中圖分類號：F424.3? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1671-0037（2019）1-19-6

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2019.01.004

1 引言

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、增材制造等新技術(shù)的持續(xù)演進，先進制造技術(shù)和新一代信息技術(shù)加快融合與運用，由此推動智能制造在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展，成為當前制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。面對美國、德國、英國、法國、日本等發(fā)達國家紛紛實施再工業(yè)化戰(zhàn)略，推進生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)變革，力圖成為高端制造市場競爭規(guī)則的制定者，2015年5月，國務院正式發(fā)布實施《中國制造2025》，明確提出將智能制造作為主攻方向。根據(jù)《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》的界定，智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產(chǎn)方式。

對于如何推動制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，學者們從不同的視角進行了分析。候光明等[1]從組織創(chuàng)新的角度識別影響企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素，提出企業(yè)轉(zhuǎn)型應當充分適應外部環(huán)境，突出領導在創(chuàng)新中的引領作用[1]。董志學和劉英驥認為智能制造的發(fā)展與當?shù)仄髽I(yè)利潤水平、科技企業(yè)的扶植力度和交通基礎設施投人等密切相關(guān)[2]。郭朝暉認為推進智能制造的主要困難在于技術(shù)經(jīng)濟性難以落實，即適合智能制造技術(shù)的場景少、技術(shù)的應用難以取得良好的經(jīng)濟效應[3]。紡織服裝是晉江重點培育的千億產(chǎn)業(yè)集群，“十二五”以來，晉江紡織服裝行業(yè)數(shù)控水平不斷提升，大量數(shù)控新技術(shù)進入紡織機械領域，智能化轉(zhuǎn)型在晉江紡織服務業(yè)中逐步開展。但總體看來，一些制造企業(yè)仍然沒有意識到智能化轉(zhuǎn)型的重要性，轉(zhuǎn)型意愿低，仍然使用老舊或耗能高的生產(chǎn)設備。智能化轉(zhuǎn)型能夠讓產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、渠道、銷售、管理等實現(xiàn)一體化，并賦予產(chǎn)品定制化、可視化、低碳化特性[4]。因此，本文以晉江紡織業(yè)為例，基于微觀經(jīng)濟學視角，剖析傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型動力缺失的內(nèi)在原因，并運用演化博弈論方法探索促進傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的動力機制。

2 傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型動力的理論分析

傳統(tǒng)制造向智能制造發(fā)展所需的動態(tài)感知處理和分析能力，要求企業(yè)必須用數(shù)字化技術(shù)和設備等對自身技術(shù)進行改造升級，將數(shù)字化作為傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型升級的核心動力[5]。對紡織業(yè)而言，如采用先進的技術(shù)與設備，包括化纖制造的在線添加技術(shù)、紗線加工的自動接頭技術(shù)、染整加工的染料助劑自動配送技術(shù)等;采用智能制造的新模式，如建立款式、工藝、流行元素的大數(shù)據(jù)體系，實現(xiàn)服裝大規(guī)模個性化定制，采用二維和三維數(shù)字化虛擬設計技術(shù)，研發(fā)可穿戴設備鞋服產(chǎn)品等。因此，企業(yè)要完成從傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型，都必須要有充足的人力、物力和財力的支撐。然而，由于傳統(tǒng)制造企業(yè)的資本專用性高、成本回收期長，進行轉(zhuǎn)型升級必然會產(chǎn)生大量的沉沒成本[6]。

另外，由于紡織服裝行業(yè)企業(yè)的制造水平還處于工業(yè)2.0與3.0交匯，向4.0發(fā)展的階段[7]，紡織智能制造的裝備、傳感器、專用控制器件、控制軟件、管理軟件等軟硬件基礎能力相對較弱，且我國屬于紡織服裝行業(yè)的化學纖維制造、紡織、服裝服飾行業(yè)的年度R&D經(jīng)費投入強度都低于1%。因此，開展企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，必須有較大的投入，從而使企業(yè)短期生產(chǎn)成本上升。

從經(jīng)濟學的視角看，晉江紡織服裝行業(yè)基本走品牌建設路線，處于壟斷競爭中。假設產(chǎn)業(yè)內(nèi)有許多賣者生產(chǎn)具有差異化的產(chǎn)品，但任何一個賣者都沒有太大的市場份額，由于不同企業(yè)銷售的產(chǎn)品并不相同，因此它們擁有向下傾斜的需求曲線d。每個企業(yè)都將其競爭者的價格視作是既定的，MR=MC，均衡點為E，價格為G點，高于平均成本AC。短期內(nèi)企業(yè)獲得利潤ABGA'，見圖1[8]。

短期看，開展智能化轉(zhuǎn)型，企業(yè)的平均成本曲線AC將會上升到較高AC'的位置。然而，此時的C>A'，即產(chǎn)品價格小于企業(yè)平均成本，導致制造業(yè)企業(yè)短期內(nèi)將產(chǎn)生虧損。企業(yè)是具有營利性質(zhì)的生產(chǎn)經(jīng)營性組織，通過生產(chǎn)交易從而獲取利潤是其生存的直接動力。由于智能化改造周期比較長，影響企業(yè)正常運轉(zhuǎn)，實施智能化改造后在一段時間內(nèi)都將會處于虧損狀態(tài)，此時，企業(yè)實施智能轉(zhuǎn)型的動力下降，實施計劃推遲。

長期看，隨著智能化轉(zhuǎn)型成功，企業(yè)的平均成本曲線AC將會下降到較低的AC'，此時A

3 傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的主體博弈分析

3.1 智能化轉(zhuǎn)型中企業(yè)間的博弈分析

假設紡織服裝制造業(yè)企業(yè)為一個種群，種群中存在著具有紡織服裝制造企業(yè)A、B，當市場環(huán)境發(fā)生變化，消費者欲選擇功能化的紡織材料或定制化的智能服裝，則制造企業(yè)可采用開展智能化轉(zhuǎn)型的策略使消費者現(xiàn)實需求得到滿足，獲得整個智能產(chǎn)品市場的份額，其價值為V;與此同時，制造企業(yè)滿足消費者現(xiàn)實需求，需要額外支出如三維人體測量系統(tǒng)、生產(chǎn)制造數(shù)控集成系統(tǒng)的應用、改造與維護費用，其成本為-C;當兩個企業(yè)都開展智能轉(zhuǎn)型，他們之間搶占市場雙方各自得到（V-C）/2。對于功能化、定制化的市場需求，如果制造企業(yè)都不轉(zhuǎn)型，兩者均無得益。當一個企業(yè)轉(zhuǎn)型，而另一個企業(yè)不轉(zhuǎn)型時，轉(zhuǎn)型的企業(yè)將獲得整個市場，得到價值（V-C）。企業(yè)開展智能制造轉(zhuǎn)型博弈的收益矩陣如表1所示。

從演化博弈的視角看，假設最初種群里所有的制造業(yè)企業(yè)都未開展智能轉(zhuǎn)型，當有一部分企業(yè)開展轉(zhuǎn)型時，考察種群的組成變化。用d代表開展智能制造轉(zhuǎn)型的企業(yè)所占的比例，則未開展轉(zhuǎn)型的企業(yè)所占的比例為（1-d）。那么，在隨機抽取的對手的對局中，智能轉(zhuǎn)型企業(yè)將在d時間里遇到相同策略的企業(yè)，并獲得（V-C）/2的支付，在（1-d）的時間里遇到不轉(zhuǎn)型的企業(yè)獲得（V-C）的支付，因此，智能轉(zhuǎn)型企業(yè)的適應性為[d*（V-C）/2+（1-d）*（V-C）]。類似地，不轉(zhuǎn)型企業(yè)的適應性為[0*d+（1-d）*0]。

若V>C時，對于任何0到d之間的值，有：[d*（V-C）/2+（1-d）*（V-C）]>[0*d+（1-d）*0]。

因此，智能轉(zhuǎn)型的策略對市場環(huán)境都更具有適應性，智能轉(zhuǎn)型策略是進化穩(wěn)定的。同樣的結(jié)論對于所有的d值，即任何存在智能轉(zhuǎn)型企業(yè)的種群來說都是成立的。即使初始的種群都由不轉(zhuǎn)型的企業(yè)組成，但智能轉(zhuǎn)型的企業(yè)一旦出現(xiàn)，其類型必將逐漸增加，并占據(jù)主導。

若V

[0*d+（1-d）*0]>[d*（V-C）/2+（1-d）*（V-C）]

采用不開展智能轉(zhuǎn)型策略的企業(yè)對市場環(huán)境更具有適應性。

3.2 智能化轉(zhuǎn)型中企業(yè)與政府的博弈分析

經(jīng)濟活動在空間上高度聚集的企業(yè)，其經(jīng)濟行為的外部性非常強[9]，企業(yè)開展智能制造轉(zhuǎn)型具有一點的外部性，且智能制造轉(zhuǎn)型能夠提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的附加值。例如，晉江龍峰紡織，其生產(chǎn)線實現(xiàn)智能化生產(chǎn)后，減少了60%人力的同時，效率提升了50%。政府作為政策的制定者，為了促進企業(yè)轉(zhuǎn)型，可以通過政策引導、行政命令等手段干預勞動、資本、技術(shù)的流向，對主動開展智能轉(zhuǎn)型的企業(yè)進行“補貼”或“獎勵”，進而影響制造業(yè)未來發(fā)展的態(tài)勢。另外，如果傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)不轉(zhuǎn)型，則地方政府要承擔傳統(tǒng)企業(yè)由于惡性競爭、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)粗放帶來的區(qū)域經(jīng)濟“悲情增長”的風險[10]。

為了開展政府和企業(yè)間的博弈分析，在不改變問題本質(zhì)的前提下，做出以下假設：博弈雙方是政府和傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)，都是有限理性群體，在多次博弈過程中，不斷尋找最優(yōu)策略。在當前經(jīng)濟環(huán)境下，對傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)而言，其策略為開展智能制造轉(zhuǎn)型或仍按傳統(tǒng)方式生產(chǎn)，對于主動進行智能制造轉(zhuǎn)型的企業(yè)需要付出成本CE，并獲得收益RE，同時政府獲得社會福利UG，按傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的企業(yè)獲得收益[R'E]，同時政府獲得社會福利[U'G]，且[RE]<[R'E]，[UG]>[U'G]。

由表3及線性系統(tǒng)穩(wěn)定條件得出如下結(jié)論：均衡點（0，0），（0，1），（1，0），（1，1）為不穩(wěn)定點，（[xD，yD]）為鞍點，并可得到政府和企業(yè)的演化相位圖3。如圖3所示，分析非對稱復制動態(tài)進化博弈。

當初始狀態(tài)落在區(qū)域Ⅰ時，該博弈收斂于平衡點（1，0），即“采取措施引導鼓勵轉(zhuǎn)型，不開展智能轉(zhuǎn)型”是政府和傳統(tǒng)制造企業(yè)兩個博弈群體中所有參與者的必然選擇。該平衡點是一種較為不理想的狀態(tài)，在這種選擇下，政府的引導政策作為不僅無效，且造成了財政資源浪費。

當初始狀態(tài)落在區(qū)域Ⅱ時，該博弈收斂于平衡點（1，1），即“采取措施引導鼓勵轉(zhuǎn)型，開展智能轉(zhuǎn)型”是政府和傳統(tǒng)制造企業(yè)兩個博弈群體中所有參與者的必然選擇。在這種情況下，政府與企業(yè)對智能制造都表現(xiàn)出較高的熱情，有利于企業(yè)競爭力的提升，以及整個社會福利的增加。

當初始狀態(tài)落在區(qū)域Ⅲ時，該博弈收斂于平衡點（0，1），即“不采取措施引導鼓勵轉(zhuǎn)型，開展智能轉(zhuǎn)型”是政府和傳統(tǒng)制造企業(yè)兩個博弈群體中所有參與者的必然選擇。在這種情況下，制造企業(yè)積極開展智能轉(zhuǎn)型，政府沒有積極采取的鼓勵措施，當智能轉(zhuǎn)型的成本較高時，出于最大化利益的考慮，部分企業(yè)最終會放棄選擇轉(zhuǎn)型策略。

當初始狀態(tài)落在區(qū)域Ⅳ時，該博弈收斂于平衡點（0，0），即“不采取措施引導鼓勵轉(zhuǎn)型，不開展智能轉(zhuǎn)型”政府和傳統(tǒng)制造企業(yè)兩個博弈群體中所有參與者的必然選擇。在這種情況下，政府與企業(yè)雙方收益，乃至整個社會福利均受到制約。

基于上述分析，可以得出以下推論。

若[PG-CG<0]，則（0，0）是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點，即政府“采取措施引導鼓勵轉(zhuǎn)型”的成本大于對“不轉(zhuǎn)型”企業(yè)征收的罰金，政府選擇不采取，同時企業(yè)選擇不開展智能轉(zhuǎn)型，因此不利于制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)效率提升。

若[CE

若[CE-RE+R'E>（SG+PG）]，即[CE-（RE-R'E）-SG>PG]，且[PG>CG]，則（1，0）是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點。此時，雖然政府采取積極的措施，但是企業(yè)是否采取轉(zhuǎn)型策略與其轉(zhuǎn)型的收益增量[ΔRE]密切相關(guān)。當其轉(zhuǎn)型的成本減去收益增量與政府補貼后，仍高于政府征收的罰金，則系統(tǒng)將收斂至企業(yè)不開展智能轉(zhuǎn)型。因此，政府在針對性進行補貼的同時，還必須合理制定對企業(yè)不轉(zhuǎn)型的罰金，提高不轉(zhuǎn)型的成本，促進企業(yè)智能轉(zhuǎn)型。

另外，（1，1）實際是系統(tǒng)的不穩(wěn)定均衡點，當政府對制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型補貼開展一段時間，制造業(yè)企業(yè)發(fā)展到較高水平后，若政府取消補貼，企業(yè)也會繼續(xù)開展轉(zhuǎn)型。

4 結(jié)論與建議

上述分析表明，單純依靠市場環(huán)境驅(qū)動企業(yè)開展智能制造的轉(zhuǎn)型，必須要企業(yè)從市場中獲得的收益大于支付的成本時，選擇“轉(zhuǎn)型”策略才有利可圖。當市場上的需求尚未被挖掘時，政府作為制造業(yè)企業(yè)的引導者，應該對轉(zhuǎn)型企業(yè)提供更多的扶持政策。對應上述推論，可以得到如下啟示。一是在傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)的智能轉(zhuǎn)型過程中，必須切實考慮企業(yè)的實際收益問題，合理保障企業(yè)開展智能轉(zhuǎn)型收益是有效實現(xiàn)制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與生產(chǎn)效率提升的基本條件。只有當企業(yè)的收益大于實際付出的成本時，系統(tǒng)才會演化至企業(yè)積極轉(zhuǎn)型的理想狀態(tài)。二是政府補貼投入降低了企業(yè)開展智能轉(zhuǎn)型的“門檻”，對推動企業(yè)開展智能轉(zhuǎn)型起到正向作用。三是政府適當提高罰金，即增加傳統(tǒng)制造企業(yè)侵犯知識產(chǎn)權(quán)以及環(huán)境污染的成本，有助于實現(xiàn)制造企業(yè)的智能轉(zhuǎn)型。

基于研究的結(jié)論和啟示，對如何增強晉江紡織業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型動力提出如下的對策建議。第一，用好“晉江經(jīng)驗”，深化改革開放。借助晉江僑鄉(xiāng)資源優(yōu)勢，聚集高層次華僑華人的資金、技術(shù)、渠道資源，促進制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。第二，加大全社會研發(fā)投入力度。充分發(fā)揮財政資金的引導作用，逐步提升財政科技投入強度，撬動社會資金支持科技創(chuàng)新。落實企業(yè)研發(fā)費用加計扣除等國家稅收政策以及企業(yè)研發(fā)投入補助等財政政策，創(chuàng)新金融工具，引導企業(yè)廣泛建立新型研發(fā)機構(gòu)。第三，加快政策落實，提高轉(zhuǎn)型政策扶持的完備性。深入落實推進《晉江市落實泉州市創(chuàng)建“中國制造2025”城市試點示范工作實施方案》《關(guān)于加快發(fā)展智能制造十二條措施》，建立健全集財政、金融、保險于一體、合力促進智能化轉(zhuǎn)型的政策體系，運用市場化手段，推動金融資源向智能制造轉(zhuǎn)型傾斜。第四，加快建立智能制造評估體系。以《國家智能制造標準體系建設指南（2018）》為指導，結(jié)合晉江紡織業(yè)產(chǎn)業(yè)特點從全生命周期、系統(tǒng)層級與智能特征等多維度建立健全企業(yè)智能制造評估體系，全面細致掌握紡織業(yè)企業(yè)智能制造的水平和進程。

參考文獻：

[1] 侯光明，鄭剛，石秀，等.制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型中的組織創(chuàng)新及其影響因素[J].技術(shù)經(jīng)濟，2018（7）：29-36.

[2] 董志學，劉英驥.我國主要省市智能制造能力綜合評價與研究：基于因子分析法的實證分析[J].現(xiàn)代制造工程，2016（1）：151-158.

[3] 郭朝暉.智能制造的技術(shù)與經(jīng)濟邏輯[J].中國工程科學，2018（4）：105-108.

[4] 陳麗娟.我國智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式探究：基于工業(yè)4.0時代[J].技術(shù)經(jīng)濟與管理研究，2018（3）：109-113.

[5] 孟凡生，趙剛.傳統(tǒng)制造向智能制造發(fā)展影響因素研究[J].科技進步與對策，2018（1）：66-72.

[6] 鄒俊.“中國制造2025”戰(zhàn)略下推進國有企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的難點及對策[J].經(jīng)濟縱橫，2015（11）：78-82.

[7] 《中國智能制造綠皮書》編委會.中國智能制造綠皮書（2017）[M].北京：電子工業(yè)出版社：222-227.

[8] 張蓓佳.工業(yè)企業(yè)節(jié)能動力缺失困境：基于經(jīng)濟學視角的分析[J].吉林工商學院學報，2018（2）：8-11.

[9] 金碚.工業(yè)的使命和價值：中國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的理論邏輯[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2014（9）：51-64.

[10] 卓越，張珉.全球價值鏈中的收益分配與“悲慘增長”：基于中國紡織服裝業(yè)的分析[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2008（7）：131-140.