党的二十大报告再次强调了我国的“双碳”目标,即要积极稳妥地推进碳达峰碳中和。人机一体化智能系统以其高效、节能、环保的特点,不仅代表着生产方式的革新,更是实现可持续发展的重要方法,正成为推动企业绿色转型的关键力量。本文基于2009—2022年沪深A股3 229家制造业上市公司共计24 313个观测值,采用双向固定效应模型实证分析了人机一体化智能系统对企业绿色转型的影响和机制。研究之后发现,人机一体化智能系统能够显著推动企业绿色转型,该结论经过内生性检验和稳健性检验后仍然成立。异质性检验根据结果得出,相较于非公有制企业,国有企业在人机一体化智能系统推动企业绿色转型中具有独特优势;高市场竞争度和强环境规制都会强化智能制造对企业绿色转型的推动作用。机制检验根据结果得出,人机一体化智能系统通过提高绿色技术创新水平和提高资源获取能力推动企业绿色转型。基于研究结论,本文提出如下政策建议:企业应抓住机遇、利用自身优势积极地推进智能化和绿色化发展;政府应通过支持性和监管性政策,推动企业落实国家智能制造和“双碳”目标。
国家社会科学基金一般项目“数字化的经济驱动下企业跨界合作创新的内在机制和实施路径”(22BGL132);中国社会科学院工业经济研究所“产业经济学登峰计划”(DF2023XXJC04);中国社会科学院智库基础研究项目(ZKJC240717)。
党的二十大报告再次强调了我国的“双碳”目标,即要积极稳妥地推进碳达峰碳中和。制造业作为社会财富的创造者和资源消耗、碳排放的大多数来自,在实现“双碳”目标中起到关键作用。推动制造业绿色转型不仅是达成“双碳”目标的重要方法,也是塑造产业竞争优势、建设现代化产业体系的关键手段。然而,制造业绿色转型面临技术与资源等多重挑战。人机一体化智能系统作为一种创新性的生产方式,借助自动化、数字化和智能化技术,为企业绿色转型提供了有效的解决方案,成为突破转型困境的关键路径。党的二十届三中全会提出“推动制造业高端化、智能化、绿色化发展”,《“十四五”国家信息化规划》《“十四五”人机一体化智能系统发展规划》《“十四五”工业绿色发展规划》等政策文件也明确要以人机一体化智能系统赋能绿色制造。因此,研究智能制造对企业绿色转型的影响和机制具备极其重大的理论价值和实践意义,有助于加速制造业向高端化、智能化、绿色化发展。
第一,关于人机一体化智能系统的研究。随信息技术的迅速发展,制造系统间逐步实现相互连通,人机一体化智能系统这一概念应运而生,并迅速成为全世界制造业关注的焦点。国内外学者围绕人机一体化智能系统的含义、演进阶段和影响效应等方面展开了深入研究。Wright和Bourne认为,人机一体化智能系统是通过制造技术与信息技术的深层次地融合,使智能机器人具备独立完成小批量生产任务的能力,以此来实现高效、灵活的生产的全部过程。杨叔子和丁洪将智能制造系统定义为一种通过智能化和集成化手段提高制造系统柔性和自组织能力,来提升快速响应市场需求变化能力的系统。随着智能化、数字化的不断推进,人机一体化智能系统的研究在广度和深度上持续拓展和深化。学者们主要围绕信息技术与智能设备的高度匹配、数字技术与制造业的深层次地融合,以及人工智能、工业互联网、大数据等技术的应用维度展开研究。Zhou等进一步将人机一体化智能系统的发展划分为数字化、网络化集成和智能化升级三个阶段。陈永伟认为,数字化和网络集成化是实现人机一体化智能系统的前提,而智能化升级则以“计算机+”“互联网+”为基础。概而言之,人机一体化智能系统作为一种集成先进的技术的综合模式,通过深层次地融合制造技术与信息技术,可以有明显效果地推动企业加速转型,实现从传统生产模式向绿色、可持续发展模式的跨越。
第二,关于企业绿色转型的研究。在全球经济一体化和环境问题日渐凸显的背景下,制造业作为国民经济的支柱产业,推动其从传统生产模式向可持续发展模式转变已成为社会各界着重关注的领域。学者们围绕企业绿色转型的内涵、效应和衡量等方面展开了深入研究。中国社会科学院工业经济研究所课题组认为,企业绿色转型是以资源节约和环境友好为指导原则,推动新型工业化道路的探索和创新,旨在实现全产业链和价值链的可持续发展。万攀兵等认为,企业绿色转型是可持续发展的关键环节,涵盖从产品研制、生产到最终的回收和分解的整个生命周期,追求经济效益与环境绩效双重目标。Kaswan等认为,企业绿色转型能够显著减少从生产到运营所有的环节对环境的影响。现有研究关于企业绿色转型的衡量方法主要有以下两种。一种是采用单一指标衡量企业绿色转型。王晓祺和宁金辉采用企业绿色专利申请量衡量企业绿色转型;吴非和黎伟筛选与绿色发展相关的词汇,采用文本分析法计算词频衡量企业绿色转型。另一种则是通过构建综合指标体系衡量企业绿色转型。于连超等基于企业绿色转型内涵的界定,从绿色文化、绿色战略、绿色创新、绿色投入、绿色生产和绿色排放六个维度构建指标体系;胡志飞等将企业绿色转型分为策略化转型和实质化转型,并选取了四个指标构建指标体系;孙传旺和张文悦则从技术创新、生产水平、降污减排、环境保护和社会评价五个维度构建指标体系。
第三,关于人机一体化智能系统对企业绿色转型影响的相关研究。随只能制造在制造业中的深入应用,学术界对其带来的影响展开了广泛研究。学者们的研究主要集中在人机一体化智能系统所带来的经济和技术效应,认为人机一体化智能系统能够重构企业信息系统、优化资源配置、激发技术创新和改善治理结构。此外,也有学者开始探讨人机一体化智能系统对企业绿色发展的影响,并在如何表征企业绿色行为和人机一体化智能系统方面提出了不同的研究视角。谷城和张树山借助人机一体化智能系统项目的准自然实验,采用企业绿色发明专利申请量衡量企业绿色创新质量,研究认为,人机一体化智能系统对企业绿色创新质量具有溢出效应;毛其淋和石步超采用绿色专利申请量衡量企业绿色转型,利用双重差分法验证了人机一体化智能系统能够推动企业绿色转型;颜逢和赵秀云则衡量了绿色全要素生产率,研究认为,智能制造能够明显提高企业绿色全要素生产率;林熙等引入包含机器人、污染、能源等要素的异质性企业模型,探讨机器人应用能否降低污染排放,以此说明人机一体化智能系统对绿色发展的推动作用;韩少真等采用碳排放强度衡量企业的碳减排水平,研究认为,人机一体化智能系统能够明显降低企业的碳排放强度。
现有研究多关注人机一体化智能系统对企业经济和技术效应的影响,而对其绿色绩效的研究相对欠缺。即便涉及绿色绩效,也多集中于碳排放量、绿色发明专利等单一指标,维度较为狭窄。例如,采用碳排放量与经济或能源指标的比值衡量绿色绩效,虽便于操作,但忽略了其他投入要素的替代效应,且因存在行业异质性(如传统钢铁业与新兴制造业的差异),单纯依赖碳排放量难以反映不一样的行业的环保努力和成效。绿色发明专利虽能体现创新成果,但无法全面衡量多领域变革,因其在创新难度和成本上存在非常明显差异。因此,企业绿色转型需从整体、多维度做综合评价。
本文构建了涵盖绿色战略、绿色创新、绿色投入、绿色排放和绿色治理五个维度的指标体系,分别评估企业绿色转型的整体规划、核心动力、基础保障、转型成效和制度保障,从而全面反映企业绿色转型的表现,弥补现有研究中维度单一的问题。此外,人机一体化智能系统的衡量方法主要有以下两种。一种是基于国际机器人联合会(IFR)提供的机器人存量或安装量数据,该方法聚焦硬件设备数量,但忽视了围绕机器人部署的配套流程改造和员工技能调整等深层次内容。另一种则是通过文本分析法抓取企业年报关键词,这种方法可从软件、管理和创新等多方面补充信息,揭示企业的战略意图、管理难题和技术投入方向,可提供更全面的评估视角。基于此,本文采用文本分析法衡量人机一体化智能系统,以更好地捕捉其对企业绿色转型的影响。
鉴于以上分析,本文基于2009—2022年沪深A股3 229家制造业上市公司,探究人机一体化智能系统对企业绿色转型的影响和机制。本文可能的研究贡献体现在以下两个方面。一是在研究视角上,本文从整体、多维度综合评价企业绿色转型,采用文本分析法衡量人机一体化智能系统,弥补了现有研究对企业绿色转型和人机一体化智能系统评价维度单一的不足,丰富了相关领域的研究。二是在理论机制上,本文从理论层面探讨了智能制造对企业绿色转型的影响,并从绿色技术创新和资源获取能力两个方面揭示了作用机制,为推动企业绿色转型提供了理论支持和实践路径。
智能制造通过深层次地融合新一代信息通信技术和先进制造技术,重塑企业设计、研发、供应链、生产、销售和管理等多方面系统,从而在多重维度推动企业绿色转型。
从生产过程看,人机一体化智能系统能够从源头减少污染物排放。其一,机器替代人工,以及精密化、标准化的处理流程显著减少废弃物产生。智能化设备(如自动化机器人、无人运输车辆)能够大大减少对人工劳动的依赖,同时优化生产的基本工艺,提高资源利用效率。其二,人机一体化智能系统促使企业升级生产设备,采用高效节能设备(如高效电机、锅炉),实现对能源和材料使用的精确控制,推动污染减量化。其三,智能生产系统的引入有很大成效避免物料浪费。通过实时监测和调整生产的全部过程,企业获得全面的生产数据视图,制定合理计划并自动适应变化,缩短生产周期,减少中断和延误,由此减少资源浪费。
从用能角度看,人机一体化智能系统能够改善企业的用能结构。其一,人机一体化智能系统通过引入技术和知识要素,逐步替代传统高污染、低效率的能源使用方式。其二,技术创新不仅提高了企业对清洁能源的利用能力,还推动了有关技术研发水平的提高,进一步促进可再生能源的普及和应用,从而实现能源结构的优化调整,并显著提高清洁能源在整体能源构成中的比例。
从治理角度看,智能制造技术(如数字孪生系统、全生命周期评价工具)助力企业在产品设计阶段考虑环境影响,实现污染预防,减轻末端治理压力。同时,这些技术可以精准监测和分析废弃物,提高其资源化利用率,实现有效管理和回收利用。
从供应链管理角度看,数字化和自动化的供应链管理系统为企业及其合作伙伴搭建了一个高效协作的平台,使各方能够实现信息共享和实时沟通。通过这一系统,企业可以全面掌握订单状态、库存水平、物流动态等关键信息,从而提升供应链的透明度和响应速度。同时,借助先进的数据分析技术和预测模型,企业能够更精准地把握市场需求的变化趋势,科学制定生产计划和采购策略。这种智能化的管理模式不仅有效减少了因库存积压或资源错配而导致的成本浪费,还显著提高了供应链的整体效率和灵活性,为企业在竞争激烈的市场环境中赢得了更大的优势。
综上所述,智能制造通过优化生产端、调整用能结构、引入智能生产系统和改进供应链管理等多个维度,减少污染物排放、提高废弃物资源化利用率,为企业绿色转型提供强有力的支持。这种转型不仅有助于实现“双碳”目标,还为制造业高质量发展开辟了新路径。据此,本文提出如下假设:
智能制造通过提高人力资本水平和发挥知识溢出效应,促进企业加快绿色技术创新,从而推动企业绿色转型。绿色技术创新强调研发技术和应用中的环境保护,是实现经济、生态和社会效益共赢的关键手段。它不仅能降低减碳成本,还能助力企业在绿色技术发展中获益。
一方面,智能制造通过提高人力资本水平为企业绿色技术创新提供人才支持。智能制造的“机器换人”效应促使低技能岗位减少,知识密集型岗位增加。为适应这一趋势,企业积极开展技术培训并出台激励措施,大幅提高员工的专业技能和创新能力。这些高素质人力资本能够推动生产资料和技能革新,提高生产效率,从内部促进技术研发和绿色创新。
另一方面,智能制造促进知识和技术溢出,加速绿色技术创新进程。智能制造突破了信息传播的时空限制,帮助企业构建数字交流平台,增强企业间的沟通协作,使知识共享和溢出效应更加显著。同时,智能制造突破了传统的组织边界,构建起一个互联互通的商业网络,促进了产业链的协同发展。通过强化信息共享与深度合作,它不仅优化了资源配置,还为绿色技术创新积累了丰富的知识基础,并创造了更多的合作机会。这一变革性模式正在重塑产业生态,推动可持续发展的实现。
绿色技术创新进一步推动企业绿色转型。从生产端看,绿色技术创新可实现能源替代和节能减排,减少污染等非期望产出。从治理端看,相关技术(如CCUS)能有效收集、存储和转化二氧化碳,减少温室气体排放。这些技术通过优化资源配置、降低资源能源消耗和浪费,为企业绿色转型提供了新思路和方法。据此,本文提出如下假设:
智能制造通过优化企业与利益相关者的关系,以及提高其内部资源利用水平,提高了企业资源获取能力,从而推动企业绿色转型。
一方面,智能制造优化了企业与利益相关者的关系,提高了企业获取外部资源的能力。根据利益相关者理论,企业的可持续发展依赖于利益相关者的参与和支持,因而在经营决策中需充分考虑其需求。智能互联技术的应用突破了传统的组织和产业边界,构建起数字生态共同体的价值共创链,使企业能够更好地满足利益相关者的需求。例如,在供应商和客户关系方面,个性化定制、数字化制造等新模式推动了信息共享与生产合作的紧密化,形成了利益共同体,明显提高了供应链融资水平。在投资者关系方面,智能制造拓宽了信息传播渠道,降低了信息不对称性程度,增强了企业信息的可靠性,帮助企业获取低成本的债务融资和股权融资。这些外部资源的获取为企业购置高效节能设备、促进绿色技术创新提供了有力支持。
另一方面,智能制造提高了企业内部资源的利用水平,优化了资源配置。根据资源基础理论,企业通过对其自身资源进行有效管理和整合,能够将其转化为独特的竞争优势。智能制造作为一种稀缺且难以模仿的技术资源,明显提高了物质、组织和平台资源的利用效率。在物质资源方面,人机一体化智能系统引入信息技术和自动化设备,实现了生产过程的自动化和智能化,减少了无效生产和废品的产生,如传感器和自动化设备的实时监控功能能够快速发现并解决问题,提高生产效率。在组织资源方面,智能供应链的构建提高了采购、库存管理等环节的效率,降低了成本和风险。数字化采购、智能决策技术的应用使企业在采购过程中更加高效,同时智能化需求分析和库存控制系统可以帮助企业优化资源配置。在平台资源方面,数字化平台实现了资源的实时监控和动态调配,提高了透明度和可追溯性,为企业决策提供了准确数据支持,进一步提高了资源使用效率。
综上所述,人机一体化智能系统通过优化企业与利益相关者的关系,提高了外部资源获取能力;通过提高内部资源利用水平,优化了资源配置,为企业绿色转型提供了重要支撑。这种内外结合的方式不仅有助于降低企业运营成本,还能促进绿色技术创新,实现可持续发展目标。据此,本文提出如下假设:
本文基于2009—2022年沪深A股3 229家制造业上市公司数据,采用双向固定效应模型实证分析了人机一体化智能系统对企业绿色转型的影响和机制。结果表明,智能制造能够显著推动企业绿色转型,该结论经过内生性检验和稳健性检验后仍然成立。异质性检验结果表明,相较于民营企业,国有企业在智能制造推动企业绿色转型中具有独特优势;高市场竞争度和强环境规制都会强化智能制造对企业绿色转型的推动作用。机制检验结果表明,智能制造通过提高绿色技术创新水平和提高资源获取能力推动企业绿色转型。基于以上研究结论,本文提出以下政策建议:
第一,企业层面。企业应抓住智能制造的发展机遇,积极推进智能化转型,实现环境绩效和经济绩效的双赢。为此,企业需制定长期的智能制造发展战略,以智能工厂建设为核心,全面覆盖设计、研发、供应链管理、生产、销售、回收和运营管理等各个环节。同时,企业在转型过程中应注意风险控制,合理平衡收益与成本、长期与短期目标,以及经济效益与环境效益之间的关系,逐步实现智能化升级与绿色低碳发展目标的协同发展。
此外,企业应充分发挥智能制造在绿色技术创新和资源获取方面的优势,高度重视绿色技术创新。通过技术突破提高资源利用效率,减少环境污染,并优化内部资源配置,提高外部资源获取能力,为企业绿色转型提供坚实的资源保障。
第二,政府层面。实现智能制造与“双碳”目标的协同推进,需要中央和地方政府充分发挥政策的引导和支持作用,同时强化监管职能,形成支持与约束相结合的政策体系。政府可通过财税激发鼓励措施(如财政补贴、税收优惠)和金融工具(如政府投资基金、政策性银行贷款),为人机一体化智能系统和企业绿色转型提供必要的政策支持,降低企业转型的成本和风险。
此外,政府应强化监管职能,将人机一体化智能系统技术引入环境治理和碳减排监管体系(如建立智慧碳减排平台),提高监管效率和精准度,确保相关政策的有效实施。通过支持和监管并重的方式,政府能够更好地推动企业迈向智能化和绿色化发展的新阶段。
中国社会科学院大学应用经济学院硕士研究生,主要从事数字经济与产业融合研究。