制造业数字化与绿色化协同发展现状及对策研究

摘 要：随着新一轮科技体制改革和产业结构变革的推进，党和国家高度重视制造业数字化与绿色化发展，中国制造业是推动经济发展的重要基础，但其粗放式的经济发展模式难以适应我国新发展格局。基于此，文章首先分析我国制造业数字化与绿色化协同发展现状，并指出制造业数字化与绿色化协同发展存在的问题，最后提出促进制造业数字化与绿色化协同发展的对策建议，这对于当前形势下推动制造业高质量发展至关重要，对推动制造业数字化建设和绿色低碳转型具有重要的现实意义。

关键词：制造业数字化；制造业绿色化；协同发展；科技体制改革；产业结构

中图分类号：F061.5；S776.05 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2024）08（b）--04

1 引言

制造业是国民经济的主体，是经济发展的重要基础。中国制造业“高投资、高能耗、高排放”的发展模式，在推动经济高质量发展的同时，造成了不可忽视的能源消耗和环境污染问题。制造业集聚所带来的环境负外部性也不容忽视。数字化对制造业绿色化进行赋能，推动制造业绿色化发展。数字技术融合在经济社会的各个环节当中，以数字要素为生产要素，以数字技术为生产工具，通过一系列制造业结构调整，加快制造业绿色化进程。绿色化对制造业数字化具有牵引作用，为制造业数字化发展提供活力。绿色发展需要较高水平的技术支撑，通常需要数字技术进行赋能，这对制造业数字化的发展具有一定的倒逼作用。

随着新一轮科技体制改革和产业结构变革的推进，党和国家高度重视制造业数字化与绿色化发展，先后在《中国制造2025》《绿色制造工程实施指南（2016—2020年）》《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》《数字化绿色化协同发展白皮书》等政策文件中对实现制造业数字化与绿色化的深度协同发展指明方向。探究如何促进制造业数字化与绿色化协同发展，对推动制造业高质量发展至关重要，同时对推动制造业数字化建设和绿色低碳转型具有重要的现实意义。

2 理论基础

在制造业数字化与绿色化协同发展的研究过程中，协同理论发挥着核心作用。这一理论是由德国杰出物理学家赫尔曼·哈肯在20世纪70年代创立，该理论认为有意识地整合并协同运作的系统要素能产生的整体效益大于这些系统各自产生的效益之和。协同理论主要涉及协同效应、伺服原理、自组织原理。

协同效应，即“1+1＞2”的效应。任何开放的系统中均存在协同作用，协同作用会使该系统形成不易被破坏的有序化。协同作用在能量、环境等达到临界值才会产生，并不是最开始就较为明显。随着我国数字经济的飞速发展，制造业数字化与绿色化的协同作用开始展现，形成了正反馈系统，并产生巨大的社会效应。

伺服原理，即快变量服从慢变量，序参量支配子系统行为。制造业数字化与绿色化发展的过程中，资本和技术是快变量，产业链优化和产业结构调整是慢变量，并且两者对制造业数字化与绿色化协同发展的影响更大，是需要提升的部分。

自组织原理，即系统在没有外部指令的情况下，内部子系统之间能按照某种规则自动形成一定的结构。制造业数字化与绿色化协同发展是制造业发展的必然趋势，制造业内部的各生产环节能够自动优化资源配置，从而推动制造业实现可持续发展。

3 制造业数字化与绿色化协同发展现状

3.1 制造业数字化水平发展现状

随着数字经济的飞速发展，制造业数字化已成为制造业转型的主要方式，数字化成为制造业提高核心竞争力的关键手段。

3.1.1 制造业数字化水平稳步提升

我国数字经济规模持续增加，在服务业、农业、工业数字经济占行业增加值的比重中，工业数字经济占比居中，工业数字化程度在逐年上升，表现出数字化加速融合渗透工业的趋势[1]。虽然与其他行业相比，制造业数字化水平处于相对落后的阶段，但制造业数字化发展展现出了良好的发展态势，投入程度也在不断增加。随着信息技术从消费领域向产业链上游发展，我国制造业数字化转型迎来了重要发展机遇。《中国数字经济发展研究报告（2023年）》显示，我国2022年产业数字化规模占数字经济的比重为81.7%，达到41万亿元[2]。传统行业已经认识到进行数字化转型的重要性，制造业企业相继开启数字化转型之路。

3.1.2 制造业细分行业数字化水平存在差异

数字化投入主要集中在技术密集型产业，劳动密集型产业的数字化投入最低[3]。技术密集型制造业在2016年已处于数字化阶段[4]，将实物资本转化为数字要素投入生产的各个环节当中，以此来提高生产效率和降低生产成本。劳动密集型制造业数字化水平仍处于信息化阶段，并未完成实物资源数字化。资本密集型制造业与劳动密集型制造业数字化水平大致相同。由于受到一些因素的制约，如产业基础不同、中小微企业较多等，细分行业数字化水平存在较大差异。总体看来，各个制造业细分行业仍在努力向高数字化水平迈进。

3.1.3 不同地区制造业数字化水平差异较大

制造业数字化水平在东部、中部、西部和东北地区存在较大差异，在我国东部地区制造业数字化水平相对较高，明显高于中、西部地区。根据国家统计局第四次经济普查数据，2018年，东部地区的每百人拥有计算机数就达到35.41台，中部地区仅为21.63台。这主要得益于地方政府对于制造业数字化发展的大力支持，地方政府在颁布的政策中明确指出要将信息化和工业化进行深度融合，建设具有国际竞争力的智能制造产业集群。珠三角、长三角和京津冀等地区制造业数字化程度处于领先地位，成渝地区制造业数字化发展突飞猛进，如处于长三角地区的杭州，形成了数字产业化与产业数字化良性互动的良好局面[5]。

3.2 制造业绿色化水平发展现状

2020年9月，我国首次提出“双碳”目标，这一目标的提出反映了我国发展绿色经济、低碳经济的决心。自2017年起，我国越来越重视对绿色改造和绿色技术创新的发展，构建了高效清洁的绿色制造业体系，其中包括绿色工厂、绿色设计产品、绿色园区和绿色供应链。

3.2.1 制造业绿色转型步伐持续加快

制造业的绿色化包括建材、机械制造、化工、食品、电子、纺织等主要工业行业的绿色化。工信部数据显示，2017年中国绿色工厂的数量仅201家，2023年已达到880家。绿色设计产品、绿色园区和绿色供应链的数量也在大幅增加，中国制造业绿色转型的步伐正在不断加快。我国发布工业绿色发展相关政策以来，大量项目在注重绿色化发展的同时取得了显著成效。重点行业和重点工业企业的绿色化改造在持续推进，石化、化工、纺织等重点用能行业的能效水平也在大幅提升，我国制造业绿色化转型步伐在持续加快，绿色制造业体系建设也在不断推进（表1）。

3.2.2 制造业绿色化水平依赖于地区经济发展水平

我国制造业绿色化水平在不断提升，但制造业绿色化的区域发展不平衡问题也逐渐显露。绿色制造业体系的核心是绿色工厂，它是开展绿色制造的主题。绿色工厂、绿色设计产品、绿色园区和绿色供应链企业的分布在不同省份不同地区呈现出较大差异。广东、浙江等经济发达的省份绿色工厂数量位居前列，西藏、青海等经济欠发达的地区绿色工厂的数量相对较少，东北老工业基地的绿色工厂数量处于我国中下游水平。在国家不断出台相关政策的基础上，各个省份也在积极推进自身的绿色化水平。经济发达省份企业也在积极开展对外直接投资，以此来形成国际化生产运营网络，为制造业绿色化发展提供更多有利条件[6]。

3.2.3 制造业绿色创新投入、产出逐年增加

为实现制造业绿色化发展，我国在制造业绿色创新投入方面逐年增加，同时在产出方面也取得良好成果[7]。投入方面，R&D人员是制造业进行绿色创新发展的核心人员，根据中国统计年鉴，在2014年中国制造业R&D人员全时当量为2279441人年，而2023年达到3786267人年，在2014—2023年的增长率为66.11%。在产出方面，2014年制造业有效发明专利数为411908件，到2023年为1822202件，这期间达到342.38%的增长，新产品的社会价值可以体现制造业绿色创新的经济效益，该指标整体上也在持续增长。足以见得，我国制造业绿色化进程在持续推进。

3.3 制造业数字化与绿色化协同发展现状

绿色化和数字化作为新发展阶段的重要主题，并不是单纯的推进数字技术的发展，也不是简单的“数字化+绿色化”，而是实现数字化和绿色化的深度融合。

3.3.1 相关部门积极开展城市综合试点

2023年1月起，在河北省张家口市、辽宁省大连市等10个地区首批开展了为期两年的数字化绿色化协同转型发展试点[8]。相关部门高度重视城市试点工作，与地方政府、企业以及研究机构共同研究制定既考虑了数字化技术的应用，又注重绿色生产方式的推广的试点方案。同时，针对不同的试点情况定制不同的试点要求，例如，在张家口市由于该地区拥有丰富的可再生能源资源，试点方案特别强调了可再生能源的利用和绿色制造技术的研发；而在大连市由于该市制造业基础雄厚，试点方案则更加注重数字化技术在生产流程中的深度应用，以及数字化与绿色化的深度融合。

3.3.2 各省份制造业“双化协同”发展水平逐年升高

全国所有省份制造业的数字化与绿色化协同发展水平均在逐年升高，北京、广东等经济基础雄厚且人才辈出的地区制造业数字化与绿色化协同发展水平最高，这些地区有着先进的发展观念和良好的产业结构，使制造业数字化与绿色化发展相互影响和促进，形成两者常年处于协调水平的局面。四川、辽宁、湖北等省份制造业数字化与绿色化协同发展水平早年偏低，但近些年协同发展水平在逐步提升，因其基础比较薄弱，所以还需要一定的时间达到较高的协同发展水平。新疆、甘肃等偏远地区经济发展水平较低以及资源比较稀缺，导致制造业数字化与绿色化协同发展水平最低，是落实制造业“双化协同”发展工作时需要重点关注的地域。

3.3.3 制造业企业积极响应，深化“双化”融合实践

随着制造业数字化与绿色化协同发展的深入推进，越来越多的制造企业开始积极响应这一趋势，主动将数字化与绿色化融入企业的核心战略和日常运营中。这些企业通过引进先进的数字化技术，如工业互联网、智能制造等，实现生产过程的智能化和精细化管理，不仅提高了生产效率和产品质量，还有效降低了能源消耗和废弃物排放。同时，这些企业也注重绿色供应链的建设，从原材料采购到产品销售的各个环节，都力求实现资源的最大化利用和环境的最小化影响。

4 制造业数字化与绿色化协同发展存在的问题

中国制造业数字化与绿色化协同发展在制造业转型、资源高效循环利用等方面获得了显著成绩，在提升产品质量和提高企业效率的同时，也存在一些不可忽视的问题。

4.1 制造业数字化与绿色化协同发展易对环境造成负面影响

制造业的数字化与绿色化发展之间是“倒U型”的关系，随着数字经济的发展，各种制造业新型基础设施对能源的依赖性也有所增加，尽管制造业数字化推动制造业绿色低碳发展，但在一定程度上又增加了制造业的碳排放。数字化技术的应用本身也可能带来一定的环境影响，如数据处理中心的能耗问题、电子废弃物的处理等。

4.2 制造业“双化协同”发展方面创新人才短缺

制造业的数字化与绿色化协同发展对人才的各个方面提出了更高的要求，需要具备跨学科知识、具备创新意识的人才。然而在求职者中技能人才占比较低，高级技能型人才市场缺口较大。我国传统制造业对创新人才的吸引力不足，薪资在劳动力市场上缺乏竞争力，导致人才严重流失，一定程度上阻碍了制造业“双化协同”的发展。我国人口结构在不断变化，出生率下降、人口老龄化程度加深，这给传统制造业的发展带来了一定的挑战。

4.3 制造业“双化协同”评价指标体系不健全

我国制造业目前在“双化协同”方面的评价指标体系仍不健全。虽然已存在针对制造业数字化发展与制造业绿色化发展两方面的评价指标体系和评价要求，但这些指标往往侧重于单一维度的评估，难以全面、准确地反映制造业“双化协同”的整体水平。现有的数字化发展评价指标可能更多地关注技术应用、智能化水平等，而绿色化发展评价指标则可能侧重于能源消耗、资源利用效率等，这使得制造业“双化协同”情况监测存在难度。

4.4 制造业区域间“双化协同”发展受限

中国的碳排放地域分布呈现南低北高的趋势，同时在时间上表现为东降西升的特征[9]。西部和北部地区主要集中了高耗能行业，如钢铁、水泥等，导致这些地区的碳排放水平相对较高。与之相反，南部和东部地区的制造业通过数字化转型实现了生产方式的升级和效率的提高，从而在碳排放方面取得了显著的降低成果。不同地区有各自的特点，因此实现区域间“双化协同”发展存在较大困难。

4.5 缺乏制造业数字化与绿色化协同发展平台

缺乏协同发展平台意味着制造业企业之间、企业与政府之间，以及企业与科研机构之间的信息沟通不畅，资源共享不足。这使得数字化技术在推动绿色化方面的潜力无法得到充分释放，而绿色化过程中的技术创新和最佳实践也难以在行业内广泛传播和应用。同时，协同发展平台的缺失也限制了制造业绿色化转型的规模和速度，还可能导致制造业在数字化与绿色化协同发展过程中出现重复投资、资源浪费和恶性竞争等问题。

5 促进制造业数字化与绿色化协同发展对策建议

针对制造业数字化与绿色化协同发展存在的问题，提出相应的对策建议，以期进一步促进制造业“双化协同”发展。

5.1 加速推动“东数西算”工程进展

“东数西算”工程旨在通过优化资源配置，实现算力与数据的高效协同，促进东西部地区协同联动，为制造业数字化与绿色化协同发展提供有力支撑。因此，应强化落实“东数西算”发展战略，有助于降低制造业数字化过程中的能耗和碳排放。通过将东部的数据传输到西部进行计算和处理，可以充分利用西部地区丰富的能源资源和良好的气候条件，降低能耗和碳排放强度。同时，西部地区的清洁能源可以为数据中心提供绿色电力，进一步减少对环境的影响。

5.2 完善制造业数字化与绿色化复合型人才培养机制

随着制造业步入“双化协同”发展时代，培养适应新形势的复合型人才成为当务之急。为此，我们亟须完善制造业数字化与绿色化复合型人才培养机制[10]。这不仅要求人才具备传统制造业的技术技能，还需要了解数据科学、人工智能、绿色创新等多领域知识，应鼓励人员在不同领域深度学习，以形成更为全面的专业素养。同时，实践能力的培养也是培养机制的重要组成部分，当今时代需要的不仅是理论家，还是能够灵活运用知识解决实际问题的实践者。

5.3 完善制造业“双化协同”评价指标体系

完善制造业“双化协同”评价指标体系对于制造业的发展至关重要，相关部门需要全面考虑制造业数字化与绿色化协同发展的各个方面，确保指标体系的全面性，这包括数字化技术的应用程度、绿色化转型的进展、两者的协同效果等，以全面反映制造业“双化协同”的整体状况。同时，还可以利用数字化手段推动评价指标体系的构建，定期公布相关数据，建议引入动态评估机制，定期更新和调整指标体系。

5.4 强化政策引导，促进制造业区域间“双化协同”均衡发展

考虑到不同地区制造业的特点和碳排放状况，政府可以制定差异化的政策来促进制造业区域间“双化协同”。对于西部和北部的高耗能地区，可以提供更多的政策支持和财政补贴，鼓励其进行绿色化改造和技术升级；对于南部和东部已经实现数字化转型的地区，可以进一步推动其绿色化进程，实现更高效的碳排放控制，还可以通过组织区域间的研讨会、技术交流会等活动，促进各地区制造业之间的合作与交流。这有助于分享数字化转型和绿色化转型的成功经验，推动技术和资源的共享，实现协同发展。

5.5 建设制造业数字化与绿色化融合发展平台

建设制造业数字化与绿色化融合平台是推动制造业数字化与绿色化协同发展的重要战略。该平台将为制造业提供一个集成数字技术和绿色技术的综合性解决方案，以促进产业的创新、协同与可持续发展。在数字化方面，平台可整合先进的数字制造技术，使制造企业能够实现生产过程的智能化和数字化管理。在绿色化方面，平台将整合清洁生产技术、可再生能源利用等绿色技术，促使制造企业实现更环保的生产过程。平台的建设应注重供应链的数字化与绿色化协同发展。

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