【摘要】綠色發(fā)展已成為制造業(yè)高質量發(fā)展和實現(xiàn)“雙碳”目標的必然選擇，數智化技術的出現(xiàn)為破解制造業(yè)綠色發(fā)展中面臨的難題提供了機遇，數智化技術可以從直接影響、技術效應、人力資本效應、結構效應等多個渠道促進制造業(yè)綠色化，從而使制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)產品設計、產品制造、供應鏈上下游、回收利用等環(huán)節(jié)的全生命周期綠色化。充分發(fā)揮數智化技術的作用需要政府從多個角度予以政策支持。

【關鍵詞】制造業(yè) 綠色化 數智化 轉型發(fā)展 【中圖分類號】F426 【文獻標識碼】A

習近平總書記向世界做出了中國力爭要在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的莊嚴承諾，黨的二十大報告也明確指出要“推動綠色發(fā)展，促進人與自然和諧共生”，彰顯出我國走綠色發(fā)展之路的信心和決心。制造業(yè)是國民經濟的基礎和支柱產業(yè)，擺脫傳統(tǒng)高污染高能耗發(fā)展模式，實現(xiàn)綠色發(fā)展，不僅是實現(xiàn)高質量發(fā)展目標，促進中國制造業(yè)邁向國際產業(yè)鏈中高端，實現(xiàn)由制造大國向制造強國轉變的必然選擇，更是基于可持續(xù)發(fā)展理念，符合生態(tài)文明建設要求，實現(xiàn)碳達峰碳中和“雙碳”目標的最佳方案。

制造業(yè)綠色發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

1990年中國制造業(yè)增加值僅占全球的3%，2021年已上升至近30%。目前在世界500多種主要工業(yè)產品中，我國有220多種工業(yè)產品產量位列全球第一。自2010年以來，中國制造業(yè)總產值已連續(xù)12年位居世界第一。然而，我國制造業(yè)在取得顯著成就的同時，仍沒有擺脫高能耗、高排放、低效率的粗放式發(fā)展模式。中國制造業(yè)的碳排放與能源消費自2000年以來快速上升，目前正處于高位平臺期。中國早期制造業(yè)大多承接歐美淘汰的落后產能，且往往片面追求發(fā)展速度，忽視了生態(tài)環(huán)境影響，導致礦產資源枯竭、環(huán)境污染加劇和空氣質量惡化等問題，給中國的資源環(huán)境帶來巨大壓力，同時也造成了巨額的經濟成本。根據耶魯大學發(fā)布的全球環(huán)境績效指數（EPI），中國的綜合得分為74.12，在180個國家中排名第177位，而世界銀行和國務院發(fā)展研究中心合作完成的《中國污染成本報告》顯示，中國每年因資源浪費和環(huán)境污染造成的經濟損失在1000億到3000億美元。中國正處于經濟轉型和產業(yè)升級的關鍵時期，推動綠色發(fā)展已經迫在眉睫。

綠色是制造業(yè)高質量發(fā)展的底色，推動綠色發(fā)展是提升我國制造業(yè)競爭力的必然途徑。2011年國務院頒布的《中國制造2025》中就已經提出要全面推行綠色制造。2016年，綠色發(fā)展理念作為五大新發(fā)展理念之一被寫入“十三五”規(guī)劃。2021年11月，工信部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中指出：“統(tǒng)籌發(fā)展與綠色低碳轉型，深入實施綠色制造。”在黨的二十大報告中，習近平總書記更是明確提出要推進制造業(yè)“高端化、智能化和綠色化”發(fā)展，為制造業(yè)綠色發(fā)展提出了新要求，為制造業(yè)綠色發(fā)展指明了方向。回顧過去十年，中國制造業(yè)綠色發(fā)展正穩(wěn)步推進，在能源消費綠色轉型、資源高效循環(huán)利用、綠色制造體系完善等方面取得了突出成就。

然而，目前綠色發(fā)展成效并不穩(wěn)固，正處在爬坡過坎的關鍵時期。在更加嚴峻的資源環(huán)境約束下，我國制造業(yè)要順利實現(xiàn)綠色發(fā)展仍存在一些制約和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在宏觀和微觀兩方面：從宏觀層面上看，第一，能源和產業(yè)結構不合理。我國制造業(yè)能源結構仍然偏煤炭、石油等高排放高污染的化石能源，能源效率仍低于世界平均水平，高污染重工業(yè)比例過高而新型環(huán)保產業(yè)比例低。第二，技術和人才儲備不足。我國制造業(yè)設備和技術過于陳舊，而綠色技術創(chuàng)新需要面臨高額的成本和巨大的不確定性，大部分制造業(yè)企業(yè)迫于成本壓力，缺乏綠色發(fā)展的動力，導致制造業(yè)綠色技術儲備不足，難以滿足日益迫切的綠色發(fā)展需求。第三，區(qū)域間協(xié)同發(fā)展困難。各企業(yè)地方政府通常只考慮本地區(qū)制造業(yè)的綠色發(fā)展，區(qū)域間缺乏必要的信息溝通，區(qū)域間實現(xiàn)一體化協(xié)同綠色發(fā)展難度較大。從微觀層面上看，一是在產品設計上，樣本試驗成本較高，重復試驗造成大量資源浪費。二是在產品制造生產上，傳統(tǒng)制造業(yè)工藝通常是大規(guī)模批量化生產，且偏重于人力，難以做到生產的精細化、柔性化，殘次品和廢品率較高，容易導致原料浪費和過度排放。三是在產品使用和回收環(huán)節(jié)，由于缺乏對設備的實時監(jiān)測造成粗放式能耗管理，難以充分挖掘設備減污降碳潛力；缺乏必要的廢品回收指引和認證信息，導致資源回收利用渠道不暢，回收利用率低下。

數智化技術促進制造業(yè)綠色發(fā)展的機理

面對制造業(yè)迫切的綠色發(fā)展需求，數智化技術為制造業(yè)綠色發(fā)展提供了新思路。相較于傳統(tǒng)技術，數智化技術本身科技含量高，且生態(tài)環(huán)境影響小，在提升企業(yè)生產效率，提升產品品質的同時能減少企業(yè)污染排放，促進企業(yè)綠色化轉型。數智化技術促進制造業(yè)綠色化轉型主要通過以下四條途徑：

直接影響：數智化對制造業(yè)綠色發(fā)展的直接影響主要包括兩個方面。一方面，數智化技術提升了企業(yè)的能源利用技術和生產工藝。數智化技術具有強大的滲透力，會對企業(yè)設計、制造、運輸、回收等多個環(huán)節(jié)產生影響。數智化技術能夠與原有綠色技術不斷融合，推動綠色技術的智能化改造，催生綠色產品設計系統(tǒng)、綠色制造決策系統(tǒng)、綠色產品回收系統(tǒng)等數智化綠色生產平臺，進而提高企業(yè)生產效率和能源效率，降低了企業(yè)生產過程中的能耗和排放。另一方面，數智化技術有助于企業(yè)能源管理體系優(yōu)化。基于大數據、物聯(lián)網等數智化技術，企業(yè)可建立數智化能源管理平臺，促進多個能源系統(tǒng)的有序配置、互聯(lián)和協(xié)調調度，從而實現(xiàn)能源管理的自控制、自適應和自優(yōu)化，進而提高能源系統(tǒng)的整體效率，降低能源消耗和污染排放。

技術效應：數字化的技術進步效應主要包括以下三個方面：第一，數智化技術本身是重大技術進步，有助于改善企業(yè)工藝流程。一方面，數智化技術可以有效提高企業(yè)生產設備的智能化水平，使企業(yè)更多設備具有精確控制、自適應自管理的能力，同時實現(xiàn)不同生產設備之間的實時通信和協(xié)作，縮短制造時間，提升生產效率，從而減少資源消耗和污染物排放，促進綠色集約高效生產。另一方面，數智化技術有助于企業(yè)實現(xiàn)污染物處理設備的轉型升級，促使安裝更為安全高效的污染物處理設備，從而減少有毒有害和高污染廢棄物排放。第二，數智化技術能加速企業(yè)綠色技術創(chuàng)新。數智化技術作為一種創(chuàng)新要素，能與其他生產要素進行滲透組合，激發(fā)企業(yè)進行綠色技術創(chuàng)新動力，豐富企業(yè)綠色技術儲備，從而增加產品綠色技術密集度，取代傳統(tǒng)的資源密集型產品，減少資源和能源消耗，促進企業(yè)綠色發(fā)展。第三，數智化技術能產生技術溢出效應。數智化技術由于使用了數據等生產要素和網絡等通訊手段，能突破時間和空間的限制，促進信息傳播和交流，提升了企業(yè)信息處理的能力，因此相較于傳統(tǒng)技術，其擴散能力更強，規(guī)?；占案欤梢钥焖賯鞑サ狡渌貐^(qū)，從而產生技術溢出效應，使得鄰近區(qū)域的制造業(yè)企業(yè)也裝備上更綠色環(huán)保的智能化技術，促進區(qū)域制造業(yè)整體協(xié)同綠色發(fā)展。

人力資本效應：數智化技術是促進人力資本積累的重要手段，能通過人力資本影響企業(yè)綠色發(fā)展。第一，數智化技術降低了知識獲取的難度，從而降低了新知識新技術的學習成本，能加速企業(yè)內部綠色知識的積累和吸收，使員工能快速掌握新興的綠色技術并將其運用到企業(yè)生產中，從而使企業(yè)有更多掌握綠色技術、具備綠色發(fā)展理念的高素質人才，提升了企業(yè)人力資本的數量和質量，能更好滿足綠色發(fā)展對高素質人才的需求。第二，數智化技術能促進企業(yè)形成鼓勵創(chuàng)新的文化氛圍，有利于企業(yè)打破過去的粗放式發(fā)展思想，樹立綠色發(fā)展的新理念，制定更加綠色的生產制度和工藝規(guī)范文件。第三，數智化技術能幫助企業(yè)更有效地獲取政府發(fā)布的有關綠色發(fā)展的政策信息，加強政企協(xié)作，共同促進企業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展。

結構效應：數智化技術可以改善制造業(yè)產業(yè)結構和能源結構，推動綠色發(fā)展。一方面，數智化技術能夠通過影響市場資源配置促進產業(yè)結構調整，數智化技術可以推動資本、勞動力、技術、創(chuàng)新等優(yōu)勢要素的重新配置。引導這些要素向高效綠色的制造業(yè)企業(yè)聚集，在市場經濟優(yōu)勝劣汰的機制下，倒逼高污染高排放制造業(yè)企業(yè)改進工藝流程和管理模式以適應綠色發(fā)展需求，從而減少高污染和能源密集型的傳統(tǒng)產業(yè)，增加綠色低碳的新興產業(yè)比例；另一方面，數智化技術（如大數據、云計算、人工智能等）本身就屬于戰(zhàn)略性新興產業(yè)，具有技術密集、高附加值、低能耗低排放等優(yōu)勢，且數智化設備往往只消耗電力，較少使用石油、煤炭等重污染能源，因此數智化技術的快速發(fā)展能在提高綠色產業(yè)的比重的同時改善能源結構。

數智化助力制造業(yè)實現(xiàn)全生命周期綠色化

從廣義上看，制造業(yè)全生命周期包括產品設計、生產制造、供應鏈、回收利用等多個環(huán)節(jié)，數智化技術具有強大的滲透力，可以廣泛運用于上述所有環(huán)節(jié)，助力制造業(yè)實現(xiàn)全生命周期綠色化。

產品設計綠色化：第一，在綠色材料選用方面，利用數字孿生（Digital Twin）技術，企業(yè)可以將產品數據形成虛擬映射，構造各種材料和產品對應的虛擬化形態(tài)，并可在虛擬系統(tǒng)中進行各種設計方案和材料選擇的模擬仿真，測算不同方案的原料消耗、污染排放和質量性能等情況，評估每種方案的綠色性。與傳統(tǒng)設計方法相比，數字孿生設計可以提高綠色材料選擇的精準性，且能增加對環(huán)境的友好性。例如，汽車制造廠商可以通過計算機輔助設計（CAD）平臺等數智化技術進行概念原型車的空氣動力學、流體力學和碰撞安全等模擬仿真，促進車身設計輕量化和節(jié)約化。第二，利用人工智能技術對海量歷史數據（包括綠色化的專利和標準等）進行分析，提升數字孿生體的準確性，降低數字孿生進行模擬仿真實驗的次數，進而縮短設計實驗時間，減少實驗過程中的能耗和污染排放量。第三，在進行產品綠色數據收集管理方面，利用工業(yè)設計大數據平臺可以建立產品全生命周期資源環(huán)境影響數據庫，收集產品碳足跡、水足跡和能源強度等綠色發(fā)展相關指標，對其綠色程度進行定量化評價，利用反饋結果促進產品設計綠色化。

產品制造綠色化：第一，促進制造過程改進。通過在產品和設備上加裝傳感器和攝像頭等物理硬件，加上工業(yè)機器人、物聯(lián)網和5G等技術可實現(xiàn)生產流程自動監(jiān)控、工藝參數智能優(yōu)化、生產設備自主維護等，打造更多智能化“黑燈工廠”，減少人工操作造成的原料浪費和污染，提升生產效率和產品質量，進而減少因浪費產生的能源消耗和污染排放。第二，促進設備利用效率提升。例如企業(yè)可以應用一體化工業(yè)信息平臺，智能采集設備實時運行數據，將數據分析統(tǒng)計結果反饋給對應人員，對設備情況進行實時監(jiān)控，對故障和錯誤及時報警處理，保證設備維持在最佳狀態(tài)，生產線滿負荷運轉，提升設備利用系數，避免設備空轉或故障造成的浪費，第三，縮短制造流程和節(jié)省原料。綠色產品設計通常比較復雜，傳統(tǒng)工藝需要制造大量金屬、塑料、橡膠等模具，且需要進行多道工序，會耗費大量時間且產生大量廢料，而3D打印作為一種快速發(fā)展的制造技術，具有快捷高效、綠色環(huán)保的特點。通常使用廉價綠色的新型材料，且能一次性打印出任何復雜模型，減少所需工序數量，從而減少制造過程中設備的運行時間和產生的廢料，實現(xiàn)設計模具的綠色化。例如，在汽車行業(yè)中，傳統(tǒng)工藝進行碰撞試驗需要制造真實的原型車，利用3D打印技術可以打印模擬汽車進行實驗，大大縮短了研發(fā)周期，節(jié)省原料成本，進而減少制造過程中的原料消耗和浪費。

供應鏈的綠色化：一方面，數智化技術能促進供應鏈集成效應。集成效應是指企業(yè)與供應鏈上其他企業(yè)協(xié)作進行節(jié)能減排的行為，在傳統(tǒng)供應鏈中由于存在嚴重的信息孤島，導致企業(yè)間難以進行協(xié)作，而數智化技術可以打破供應鏈上下游之間的信息壁壘，實現(xiàn)產品綠色數據共享監(jiān)管，促進多供應鏈主體實現(xiàn)信息共享互通，實時監(jiān)管對各節(jié)點企業(yè)的能耗和排放等環(huán)境指標，避免企業(yè)產生損人利己的機會主義行為，促進各企業(yè)協(xié)作打造綠色供應鏈。另一方面，數智化技術有助于供應鏈協(xié)作進行綠色技術創(chuàng)新。綠色技術創(chuàng)新往往面臨高度不確定性，數智化技術能促進上下游企業(yè)進行信息共享，拓寬企業(yè)獲取綠色知識的渠道，加快企業(yè)對綠色技術創(chuàng)新知識獲取和吸收，增強企業(yè)綠色技術創(chuàng)新能力。也能幫助企業(yè)了解上下游企業(yè)的綠色原料和綠色需求信息，促進不同企業(yè)協(xié)同開展創(chuàng)新活動，增加了綠色技術創(chuàng)新的精準性。

回收利用綠色化：一方面，數智化完善廢舊產品回收網絡，優(yōu)化廢舊物資回收站布局，利用工業(yè)互聯(lián)網平臺對回收站進行統(tǒng)一管理，提升統(tǒng)一化規(guī)范化管理水平，同時通過人工智能、大數據等技術對回收站進行分類管理，對于高污染、高排放、有毒有害行業(yè)產生的廢舊垃圾要重點監(jiān)控，最大程度實現(xiàn)綠色化無害化處理。另一方面，數智化技術提高再生資源加工利用技術水平，加大再生資源先進加工利用技術裝備推廣應用力度，推動現(xiàn)有再生資源加工利用項目提質改造，開展技術升級和設備更新，提高數智化水平。運用智能工業(yè)機器人等技術，實現(xiàn)廢舊產品精細拆解、復合材料高效解離等降低回收過程中產生的浪費和污染。同時大力推進再制造產業(yè)發(fā)展，將人工智能、3D打印等先進技術應用無損檢測、增材制造、柔性加工等再制造關鍵環(huán)節(jié)，在煤炭采掘、石油化工、污水處理等高耗能高污染行業(yè)推廣再制造設備應用。

推進制造業(yè)綠色發(fā)展的政策建議

綜上所述，從宏觀機理上看，數智化技術通過直接影響、技術效應、人力資本效應和結構效應影響制造業(yè)綠色發(fā)展，而從微觀層面看，數智化技術可以促進企業(yè)實現(xiàn)全生命周期綠色化管理。未來要持續(xù)利用數智化技術，賦能制造業(yè)綠色發(fā)展，可以從以下幾個方面開展工作：

第一，建立制造業(yè)綠色發(fā)展數據平臺。數據是新時代重要的生產要素，也是數智化技術發(fā)展的基礎。建議由政府有關部門牽頭建立制造業(yè)全生命周期綠色基礎數據平臺，智能采集各方數據，構建“企業(yè)綠色指標數據庫”“制造業(yè)綠色發(fā)展政策庫”“新興數智綠色技術庫”等多種數據庫，基于平臺數據，對企業(yè)綠色化程度開展實時監(jiān)測、分析和評價，定期發(fā)布企業(yè)綠色發(fā)展研究報告，并為企業(yè)提供政策咨詢、創(chuàng)業(yè)項目輔導、金融方案定制等服務，為企業(yè)數智化綠色發(fā)展提供決策依據。

第二，加快綠色技術創(chuàng)新攻關，增強企業(yè)綠色技術儲備。針對數智化綠色化中的智慧碳捕集、鈣鈦礦電池等基礎理論，數字化高效儲能、先進再制造等關鍵工藝，新一代高效內燃機、基于機器視覺的智能垃圾分揀機器人等綠色技術裝備，開展有組織集中研發(fā)。加強高校、科研院所與制造業(yè)企業(yè)的對接，充分利用復雜產品智能制造系統(tǒng)技術國家重點實驗室、高效軋制與智能制造國家工程研究中心等科研平臺，為綠色技術創(chuàng)新提供智力支持，同時要通過財政補貼、稅收優(yōu)惠、企業(yè)科研獎勵基金等手段鼓勵制造業(yè)企業(yè)加大綠色創(chuàng)新研發(fā)投入，豐富企業(yè)數智化綠色技術儲備。

第三，加快培育綠色發(fā)展新型服務主體，政府主導建立制造業(yè)綠色發(fā)展咨詢公司，面向企業(yè)提供能源排放核算、綠色轉型方案設計、數智化綠色技術咨詢等服務，助力企業(yè)和園區(qū)實現(xiàn)能源使用、污染排放信息化管控，產品制造核心設備和工藝實現(xiàn)數字化改造，打造更多數智化綠色化系統(tǒng)解決方案。

第四，推動數智化技術設備實現(xiàn)綠色化。數智化技術如工業(yè)機器人、數據中心等，其自身運行過程中也會消耗大量能源，要加快推廣增強型深度休眠、高密度磁性內存、磁盤降速等先進節(jié)能技術，CPU、內存、磁盤等數智化技術核心部件能耗，加快研發(fā)碳纖維聚合物、專用高能電機等工業(yè)機器人先進技術，降低工業(yè)機器人能耗，通過數智技術綠色化推進企業(yè)整體綠色發(fā)展。

（作者為湖南大學工商管理學院副院長、教授、博導；湖南大學工商管理學院碩士研究生閻鵬宇對此文亦有貢獻）

【注：本文系國家自科基金項目“基于MaaS系統(tǒng)的城市低碳出行需求側行為機理及其環(huán)境績效研究”（項目編號：72274056）的階段性成果】

【參考文獻】

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③解學梅、韓宇航：《本土制造業(yè)企業(yè)如何在綠色創(chuàng)新中實現(xiàn)“華麗轉型”？——基于注意力基礎觀的多案例研究》，《管理世界》，2022年第3期。

④孫國鋒、潘珊珊、徐瑾：《制造業(yè)投入數字化對綠色技術創(chuàng)新的影響——基于靜態(tài)和動態(tài)的空間杜賓模型研究》，《中國軟科學》，2022年第10期。

責編/韓拓 美編/宋揚

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