从制造到智造：产权性质异质下传统制造型企业如何推行精益数字化

荆树伟，冯 月，阎俊爱，牛占文

(1.山西财经大学管理科学与工程学院，山西 太原 030006；2.天津大学管理与经济学部，天津 300072)

0 引言

与发达国家相比，中国传统制造业仍处于粗放式经营水平，面临着成本上升、盈利下降、节能环保要求提高等诸多压力，依靠市场份额已无法保证利润增长，转型升级成为必然选择。随着德国 “工业 4.0”、美国 “工业互联网”以及 “中国制造 2025”等战略的不断推行，全球制造业逐渐走向数字化、互联化、智能化的发展道路。得益于大数据、云计算、人工智能等新一代数字技术的广泛应用，数字经济发展的基础日益夯实，传统制造业向智能制造转型升级的动力不断汇聚。此外，2019年新冠肺炎疫情暴发后，一些数字化转型起步早、程度高的企业受到的冲击相对较小，甚至实现了逆势增长，但也有不少中小传统制造型企业对疫情带来的外部环境变化尤为敏感，面临较大的生存压力。无论是内因还是外因，都在倒逼传统制造型企业向智能制造加速迈进。

精益数字化是实现智能制造的手段，精益数字化与传统制造业的融合程度直接决定了智能制造转型的进度和成效。精益数字化作为工业企业的一种新型管理技术，是精益管理技术与数字化技术深度融合创新的产物，有必要协同生产现场、作业、流程、战略4个方面有序推行，即由点及线再到面和体，分4个阶段逐步优化。由于 “点线面体”4个阶段作用的主体和客体均存在差异，进而各阶段推行精益数字化的影响因素也不同，全力把控各阶段的所有要素使其维持最优状态耗时耗力且未必适合企业。另外，企业内外部环境不同，要素的运用逻辑也会不同，不同的要素组合会产生不同的精益数字化推行效果，结合企业拥有的资源情况和组织环境选择最优的要素组合是成功推行精益数字化的关键。

企业产权性质异质意味着其内部机制、资源要素组合与配置、资源禀赋、外部支持等都不同，这些均对企业精益数字化推行产生直接影响。企业按产权性质可分为国有企业和非国有企业，非国有企业以民营企业为代表，智能转型进程中二者并重。国有性质的传统制造企业拥有更多资源优势和政府政策支持的同时也面临组织结构固化、员工积极性低、供应链变动联动性强等困境。民营性质的传统制造型企业也大都面临着转型困境，尤其是中小民营企业面临不想转、不敢转、不会转和不能转的 “四不”困境。国有性质和民营性质的传统制造型企业因拥有的资源和面临的困境不同，二者的精益数字化推行路径是否相同？如何推行？本文主要关注于产权性质对企业 “点线面体”阶段精益数字化推行路径的影响，分别剖析了国有性质和民营性质的传统制造型企业 “点线面体”4个阶段精益数字化推行的多元组态路径，以期为中国传统制造业可持续发展并加速向智能制造迈进提供参考。

1 文献综述

1.1 精益化与数字化特征

精益化和数字化均是以优化生产管理全价值链为核心，遵循分步有序的改进原则，循序改善车间生产现场、作业、组织流程、战略机制4个模块为目标的管理模式，即按照 “点线面体”4个阶段依次优化企业生产运营链条。在 “点线面体”4个阶段，精益化和数字化要求各有侧重，本文在已有研究基础上对精益化和数字化 “点线面体”4个阶段的特征予以归纳总结，具体特征见表1。

表1 精益化与数字化特征

1.2 精益数字化推行情境因素

企业推行精益数字化面对着复杂的情境，企业规模、融资壁垒、政策支持等因素都与企业精益数字化推行息息相关，见表2。在中国的市场环境中，产权性质是影响精益数字化推行所需资金、技术、人才、优惠覆盖等的决定性因素之一。

表2 精益数字化推行情境因素

相对于民营企业，国有企业推行精益数字化过程中存在员工积极性不高、组织机制变革难度大、转型目标定位不清晰等问题，致使国有制造型企业推行进度一直较为缓慢。此外，国有企业推行精益数字化过程中，技术只是一个很小的方面，更多的是整个机制体制、流程和企业文化的变革，要突破现实的管理机制壁垒存在一定难度。而民营企业组织结构和资源使用呈现混乱局面，但人员、设备、组织架构等灵活性较高。产权性质会对传统制造型企业的精益数字化推行产生什么影响有待探索。

综上，现有研究中有关精益化和数字化的研究已基本成熟，但有关精益数字化的研究还是比较薄弱的，学者很少研究传统制造型企业的精益数字化推行路径，同时也缺乏对情境因素产权性质的关注。产权性质与精益数字化推行存在很强的关联性，有必要区分产权性质对传统制造型企业的精益数字化推行路径进行深入的研究。且已有研究中关于精益化和数字化 “点线面体”4个阶段特征的观点为本研究精益数字化4个阶段影响因素的分析奠定了理论基础，本研究重点探讨国有性质和民营性质的传统制造业型企业 “点线面体”4个阶段的精益数字化推行路径。

2 方法和数据

2.1 变量选取

2.1.1 “点线面体”4个阶段前因变量的选取

从内部环境看，精益数字化的影响因素众多，根据企业推进精益化和数字化 “点线面体”4个阶段的特征及其已有相关研究，本文总结提炼了 “点线面体”各阶段精益数字化的要求及特征，结果如图1所示。模糊加性比评估方法 (ARAS)根据专家对方案或指标的评分结果对单个单元进行优先级排序，可行方案或指标复杂相对效率的效用函数值与项目中考虑的主要标准值和权重的相对影响成正比[28]。本研究考虑到评分人员的评分具有主观性，在ARAS方法的基础上引入模糊因素，即采用ARAS-F (Fuzzy Additive Ratio Assessment)方法，将评分人员的模糊评分语言转化为相对应的模糊数，进而对 “点线面体”各阶段的特征进行优先级排序，筛选出4个阶段中重要性较高的5个特征。

图1 精益数字化 “点线面体”各阶段的要求及特征

已有研究表明，专家选择时应遵循的原则是：①评分人员数量适当。一般情况下，评分人员数量控制在8～12人比较合适[29]，评分人员过少时不能保证结果的准确性，评分人员过多时单个评分人员对结果的影响效应会减弱，无疑会增大研究的机会成本。②评分人员的代表性。选取有代表性的评分人员是保证研究结果科学性和广泛接受性的前提条件[30]；③评分人员的多样化。为了综合考虑多方的评价意见，避免得到片面的评价结果[31]；④评分人员要对评价对象有足够的了解。不论是实践经验还是主观思考，评分人员都需熟悉评价对象的特点、范围、问题等[32]。

精益数字化推行全过程需在精益联合小组的带领下开展，精益联合小组成员包括熟知精益知识的精益咨询专家、企业管理人员以及一线员工。精益咨询专家负责问题诊断、改善方案制定、员工培训等，管理人员负责协助咨询专家制定改善方案与各项制度、监控推行进程、管控下级人员等，一线员工则按照专家和上层管理人员的指令对生产现场进行改善、反馈。三方成员根据 “指令-改善-反馈-控制”形成闭环式的改善关系网络，协作完成企业生产管理的全方位改善。因此，在综合考量评分人员选取原则与精益联合小组成员构成的基础上，本文选取10名评分人员 (其中包括4名精益咨询专家、3名管理人员及3名一线员工)，依据各阶段特征的相对重要性程度对各个特征进行评分。

ARAS-F步骤及模糊评分语言转化规则参照Richter等[33]的研究，具体转化标准见表3。

表3 ARAS-F的语言尺度及相关模糊数

ARAS-F方法的具体步骤如下。

第1步：根据模糊评分语言对应的相关模糊数构建模糊决策矩阵X。

第3步：构建归一化加权矩阵⊗X。

第4步：计算加权最优函数值S。

第5步：计算效用值K。

以 “点”阶段特征 (影响因素)筛选为例，计算结果见表4。根据 “点”阶段8个特征的优先级排序结果选取排名前5的特征，将这5个特征作为 “点”阶段精益数字化的内部影响因素， “线面体”3个阶段同理。

表4 “点”阶段特征加权最优函数值及效用值

从外部环境看，政府补贴是政府支持企业智能转型的关键手段，恰当的政府补贴可激励企业的转型积极性[34]，同时，政府补贴对企业转型的激励效用会因产权性质不同而存在差异。例如，国有企业较突出的 “行政化”治理问题与较为严重的 “委托-代理”问题均会直接抑制管理层将补贴资金转化为转型投入的积极性，而此类问题对非国有企业的转型影响相对较弱[35]。因此，本文仅将政府补贴视为外部影响因素纳入路径分析模型。

综上，将筛选得到的内部影响因素和政府补贴这个外部影响因素作为影响 “点线面体”4个阶段精益数字化推行的前因变量，见表5。

2.1.2 “点线面体”4个阶段结果变量的选取

“点线面体”4个阶段由于各自所针对或作用要素的不同决定了各阶段目标的差异化。①点阶段。必须运用科学的管理制度、标准和方法对生产现场各生产要素进行合理有效的计划、组织、协调、控制和检测，在常规管理的基础上进一步把管理工作做精、做细，落实好生产现场的专业化、标准化、数据化，最终实现生产现场管理精益化。②线阶段。精益数字化要求缩短作业转换时间，快速高效应对生产现状、订单动态，实现生产作业的灵活化、敏捷化管理。③面阶段。精益数字化在该阶段要求打通企业内部的数据价值链并有效利用企业外部的数字化资源，实现流程整体优化与持续改进，确保数据交互、流程相互匹配，构建合理的系统构架确保全流程一体化。④体阶段。精益数字化要求企业主体拥有成熟的精益文化和精益运营思维、制度体系，同时孕育更加连续的人才培养模式，以实现战略层面的动态化自我管理。因此，本文分别将现场精细化、作业敏捷化、流程一体化、组织结构及机制动态化作为各阶段的结果变量，见表5。

表5 fsQCA变量选取

2.2 模糊集定性比较分析 (fsQCA)

不确定环境下前因变量和结果变量并非是简单的线性关系，必定呈现错综复杂的多重因果关系，很难将某个因素单独分离出来研究[36]。模糊集定性比较分析 (fsQCA)在系统考察结果发生的成因以及成因因子间的互动关系、可能性关系组合的情况下，试图解释促成事件产生的关键因子、因子之间的相互联系以及激发结果产生的复杂成因组合，能较好地分析前因和结果的非对称关系。方法的选择理论上由研究内容背后的因果关系决定，精益数字化能否顺利推行受多重因素影响，且影响因素在相互作用、相互依赖中共同作用于企业主体。为此，本研究选用fsQCA方法探究传统制造型企业精益数字化的推行路径。

(1)数据。本研究通过发放问卷获取分析数据，除产权性质外，其余变量均采用Likert5级量表测量，由被试对各变量进行评分，在征求本领域内的专家、企业管理人员及一线员工意见的基础上对问卷进行调整与修正，修正部分题项后形成正式问卷。本研究向12家推行精益数字化的传统制造型企业发放问卷，回收有效问卷189份。其中，国有企业问卷83份，约占43.9%，民营企业问卷106份，约占56.1%。

(2)数据校准。本文运用fsQCA3.0对所有变量进行数据校准，设置3个临界值，即完全不隶属、交叉点、完全隶属，转化后的集合隶属介于0～1。本文将被测变量的题项评分进行加权平均，并将 “3”设定为完全不隶属， “4”设定为交叉点， “5”设定为完全隶属。

(3)单变量检测。在进行组态分析之前需要检验单个前因变量是否为结果变量的必要条件。当前因变量对结果变量的一致性达到0.9以上时，可以认为此因素是结果产生的必要条件。本文参照Fiss[37]的研究，将一致性阈值设为0.8，案例阈值设为1。经检验，各前因变量对各阶段精益数字化推行结果变量的一致性得分均未超过0.9，即不存在其中某个因素为高效或低效推行精益数字化的必要条件。由此可见，单个条件变量对 “点线面体”阶段高效推行精益数字化与低效推行精益数字化的解释力均不强。

(4)组态分析。运用fsQCA进行精益数字化推行有效路径组态分析时，会产生3种解,即复杂解、中间解、简约解。复杂解没有考虑逻辑余项案例。简约解虽考虑了所有的逻辑余项，但没有对逻辑余项的合理性进行评价，也没有包括结果变量的必要条件。中间解将逻辑余项中的合理部分纳入解中，包含了所有结果变量的必要条件，且在结合理论知识的同时考虑了实际情况，通常认为中间解最好地反映了研究结果[38]。为此，本文选择中间解进行分析。推行路径由布尔公式表示。例如，a*b*c+d*e*f表示两条路径， “*”代表 “和”， “+”代表 “或”。

3 结果

3.1 产权性质异质下传统制造型企业 “点”阶段精益数字化推行路径

由表6可知，国有企业 “点”阶段现场精细化的组态实现路径有4条 (～G*PO1*PO2*PO3+G*PO2*PO5+PO1*PO2*PO5+G*PO3*～PO4*PO5)。对于国有性质传统制造企业来说，数字信息系统全方位覆盖是相对核心且必要的要素，但较少关注建立现场冗余检验与判断机制，这与国有企业独有的政治体制是分不开的。同时，国有企业努力改变员工态度消极、行动上习惯性服从等弊端，员工逐渐在精益数字化推行中发挥重要作用，这也是精益思想导向的结果。此外，国有性质传统制造企业的数字信息系统全方位覆盖是高效推行精益数字化的重要条件之一，现场可视化也是不可忽视的条件。民营企业 “点”阶段现场精细化实现路径有3条 (G*PO1*PO5+PO1*PO2*PO5+G*PO1*PO2)，相较将重点放在信息系统全方位覆盖的国有性质传统制造企业，民营传统制造企业更重视现场实体和信息虚体的双向动态交互，原因在于，民营企业为抢占数字经济赛道，终端产品的主导权极为关键，虚实体动态交互是高端产品的敏捷制造的前提。此外，民营传统制造企业更需要政府的外在支持，一方面可为企业一线生产设备及人员的配置上提供额外的要素支撑，另一方面可为企业精益数字化推行营造良好市场环境，更有助于培养企业的转型活力。

表6 “点”阶段不同产权性质的传统制造型企业精益数字化推行路径

3.2 产权性质异质下传统制造型企业 “线”阶段精益数字化推行路径

由表7可知，国有性质传统制造型企业 “线”阶段的作业敏捷化组态实现路径有4条 (～G*LI1*LI5+G*LI2*LI3+LI1*LI2*LI3+LI1*LI3*LI4*LI5)。在4条路径中全员参与自动化生产和集成库存/生产/订单数据两个要素均作为核心条件或辅助条件出现，且柔性并行工程对于国有制造企业来说较难满足，不仅是因为国有制造企业生产体制僵化、市场反应不灵敏，不同作业的资源协调与共享存在阻碍，还因为国有企业制造规模较大，无法及时调整现有作业方式。相较其他路径，路径3有较高覆盖率，说明企业更易满足路径3。对于民营传统制造企业， “线”阶段精益数字化推行等效路径有4条 (LI1*LI3*LI5+LI2*LI3*LI5+LI1*LI3*LI4*LI5+G*LI1*LI4*LI5)，总一致性0.82，满足一致性大于0.8的要求。通过分析可知，民营性质传统制造企业基本都需满足柔性并行工程这一条件，此条件可视为民营制造企业 “线”阶段推行精益数字化的前提条件，形成可以独立柔性生产单元的同时，相关作业人员相互沟通、协调工作，共同助力多品种、小批量产品的生产。该阶段对政府补贴这一外部要素要求不是很高，而对企业内部合理运用、优化系统与数据提出很高要求，具体说有3条路径对库存/生产/订单数据集成提出要求。

表7 “线”阶段不同产权性质的传统制造型企业精益数字化推行路径

3.3 产权性质异质下传统制造型企业 “面”阶段精益数字化推行路径

国有传统制造型企业 “面”阶段流程一体化有3条等效实现路径 (～G*PL1*PL3*PL4+G*～PL1*PL2*PL5+PL1*～PL2*PL3*PL5)，这3条路径的总一致性为0.9，总覆盖率为0.63，能解释63%高效高质推行 “面”阶段精益数字化的原因。虽然3条路径都可有效推行 “面”阶段精益数字化，但路径1相较路径2和路径3来说解释力度更强，也就是当满足路径1 的条件时能够更好地推行精益数字化。原因在于路径2和路径3中都没有满足全面协同供应链的条件，国有传统制造企业在物资供应管理体系上所体现出来的种种弊端，以及对物资供应管理整体缺乏有效管理都深刻影响着企业整体物资调配，进而影响流程一体化，因此国有制造企业更加重视物资供应链管理。民营性质的传统制造企业 “面”阶段精益数字化顺利推行的组态路径也有3条 (PL1*PL3*PL4*～PL5+～PL1*PL2*PL4*PL5+G*PL1*PL4*～PL5)，总体一致性为0.84，总覆盖率为0.47，且3条路径均有较强解释力。对于民营制造企业来说， “面”阶段精益数字化能否顺利推行的关键在于能否确保供应链的全面协同。供应链上下游企业由于内部外不确定因素的干扰，经常面临断流的压力，民营企业为维持自身运营的稳定往往依靠于供应链合作企业的互相协作，由此方能保证供应链企业的运行一致性，最大程度地减少各流程环节浪费的同时也能带来效益增益。因此，供应链协同成为民营企业 “线”阶段精益数字化推行的主攻方向，见表8。

表8 “面”阶段全样本与不同产权性质的传统制造型企业精益数字化推行路径

3.4 产权性质异质下传统制造型企业 “体”阶段精益数字化推行路径

国有制造型企业 “体”阶段组织结构及机制动态化组态路径有4条等效路径 (CU2*CU3*CU4+CU1*CU2*CU3+G*CU3*CU4*CU5+CU1*

CU3*CU4)。4条路径中基本都没满足动态科学人力配置这一要素条件，原因在于长期以来国有制造型企业在人力资源配置方面存在效率低下、人员结构不合理的问题，若国有制造型企业能突破这一瓶颈定能更为有效地变革 “体”阶段。此外，4条路径中均强调内外部专业的经营管理团队，原因在于国有制造企业高层管理者任免都是政府意志的体现，其专业性水平较差，而这正是阻碍战略层面发生变革的根本性原因，因此现在国有制造企业非常重视转型过程中专业人才的配备。民营性质的传统制造型企业 “体”阶段精益数字化高效推行的路径有3条 (～CU1*CU2*CU3*CU4+G*CU2*CU3*CU5+CU1*CU2*CU3*CU5)。民营传统制造型企业的所有路径中均强调精益数字化文化导入与落地和内外部专业经营管理团队。原因在于，相较于国有企业，民营制造企业的规模一般来说都比较小，发展时间也较短，企业管理水平普遍较低，管理层深刻认识到文化建设是企业的根基，在推行精益数字化的过程中尽可能为企业培养精益数字化文化，并以此为指引，让全体员工深刻领悟精益数字化思想，才能为之后的精益数字化推行奠定基础。民营传统制造企业非常看重专业人才的能力、经验和格局，倾向于通过专业经营团队提供的新思维方式、新观点来审视企业现状，设计切实可行又有所突破的方案，见表9。

表9 “体”阶段不同产权性质的传统制造型企业精益数字化推行路径

3.5 稳健性检验

本研究采用集合论的校准方法进行稳健性检验，即调整一致性阈值。一致性阈值决定进入组态分析的真值表行数，当一致性阈值调高后，纳入组态分析的真值表行数将减少。理论上，得到的新组态将是调整之前组态的子集。本研究参考Ordanini等[39]的研究，将一致性阈值提高0.05，即用0.85代替0.80。结果显示，调整前后的组态呈现清晰的子集关系，这表明研究结果是稳健的。

4 研究结论与展望

本文立足企业产权性质视角，重点探讨国有和民营性质的传统制造型企业 “点线面体”4个阶段精益数字化的多元推行路径。研究结果表明：① “点线面体”阶段推行精益数字化的影响因素不同，因素之间存在一种多重并发因果关系，所有影响因素都不能单独作为高效或低效推行精益数字化的必要条件，需排列组合以组态的形式共同发挥作用；②国有和民营性质的传统制造型企业对资源的运用逻辑存在差异， “点线面体”阶段均有多条精益数字化推行路径。 “点”阶段路径是现场物理实体与数字虚体双向动态交互、数字信息系统全方位覆盖、员工积极参与现场改善、现场冗余检验与判断机制、安装/布局/巡检/维护可视化5个条件的多元组合； “线”阶段路径是全员参与自动化生产、人机物和网络交互式无缝连接、集成库存/生产/订单数据、生产参数实时优化、柔性并行工程条件的有效组合； “面”阶段路径是持续更新/维护/再利用集成流程数据、数字化流程标准化体系、流程规范化科学指导、供应链全面协同、全流程追溯管理的要素组合； “体”阶段是智造持续改进机制和安全生产体系、精益数字化文化导入与落地、内外部专业经营管理团队、复合型员工定向培训、动态科学人力配置的条件组合。每条精益数字化路径组合总体一致性均高于0.8，可以很好地解释精益数字化高效高质推行的原因；③国有和民营性质传统制造型企业精益数字化推行路径各有侧重。 “点”阶段国有传统制造企业重视数字信息系统的全方位覆盖，民营传统制造企业顺利转型最重要条件是现场物理实体与数字虚体双向动态交互； “线”阶段国有传统制造企业阶段需集成库存/生产/订单数据，民营传统制造企业必须重点关注柔性制造、并行工程； “面”阶段国有传统制造企业和民营传统制造企业均应首要关注供应链能否全面协同； “体”阶段国有传统制造企业需借助内外部专业经营管理团队的力量，民营传统制造企业除配备专业经营管理团队外，还需确保精益数字化文化的导入和落地。

本研究也存在一定的局限性：①为保证逻辑条件组合的一致性和覆盖度均能取得良好水平，本文在构建模型时并未考察太多因素，研究结论仅由本次样本观测结果得出，不能排除其它高效推行精益数字化路径存在的可能，未来可深入研究精益数字化推行的影响因素；②本文主要考虑产权性质异质下精益数字化推行路径的选择问题，未来的研究可以考虑其他情境因素，如企业规模。