摘要: 当前,在推动制造业高质量发展的背景下,传统制造企业面临着资源约束与成本压力的双重挑战。数智化管理作为一种将数字技术与生产管理深度融合的新型管理模式,已成为制造企业突破发展瓶颈、实现降本增效的关键路径。因此,系统分析数智化管理对制造企业经营绩效的影响机制,对于引导企业科学转型、优化生产流程具有重要的实践意义。本文通过实证研究,揭示了数智化投入、流程再造与组织协同对成本控制及效率提升的内在作用逻辑。
关键词: 制造企业;数智化管理;降本增效;结构方程模型
引言
近年来,随着大数据、物联网和人工智能等新一代信息技术在工业领域的广泛渗透,制造企业必须认识到,传统的要素驱动型发展模式已难以为继。数智化管理不仅是技术工具的更新,更是一种涵盖生产、运营与管理全流程的先进理念体系。它通过数据贯通与智能分析,赋能企业精准识别资源浪费、优化生产节拍,并提升决策效率。从作用维度来看,不同的数智化应用场景(如智能排产、设备预测性维护、供应链协同等)会对企业的成本结构与运营效率产生差异化的影响。因此,制造企业不仅需要关注技术设备的升级,更需在组织流程、数据治理及人才培养等方面制定配套策略,以充分释放数智化转型的价值潜力。
一、理论分析
根据资源基础观理论,企业的持续竞争优势来源于其独特的、难以模仿的、有价值的内部资源与能力。数智化能力正是这样一种新兴的战略资源,它通过整合生产数据、设备状态与物料信息,将隐性的经验知识转化为显性的、可复用的数据资产。当企业能够高效地利用这些资产进行预测、决策与控制时,便形成了有别于竞争对手的核心能力。
业务流程再造理论强调对企业现有流程进行根本性的再思考和彻底性的再设计。在数智化背景下,这一理论获得了新的实践工具。传统制造流程往往存在信息孤岛、流程断点等“隐形”成本。数智化管理通过系统集成与实时监控,打破了部门间的数据壁垒,使得生产、采购、库存与销售环节能够高效协同。满足这些协同需求可以有效消除浪费,但仅靠流程标准化尚不足以激发持续的效率改进,还需要数据驱动的持续优化机制。
技术进步不断驱动着制造业的变革。现代制造企业的管理人员和技术骨干不仅需要具备深厚的行业知识,更需要掌握数据分析与智能工具的应用能力。他们所拥有的数据建模与流程优化能力,是制造企业在复杂市场环境中实现敏捷响应与精益生产的最宝贵财富。然而,数智化转型的落地一直是许多制造企业面临的难题。由于生产现场的复杂性与不确定性,数智化管理的效果往往难以在短期内量化,且技术投入与业务痛点之间容易脱节。因此,制造企业需要系统性地构建和优化数智化管理体系,以激发全员参与改进的积极性,开发更多有利于降低成本、提升效率的管理应用场景。
结构方程模型(SEM)是一种能够同时处理多个因变量、并容许自变量与因变量存在测量误差的多元统计分析方法。它特别适合用于分析数智化管理的各个潜在变量(如技术投入、流程优化、组织协同)对企业降本增效(如成本压降、效率提升)的直接影响与间接传导效应。本文采用SPSS和AMOS软件作为分析工具。
二、我国制造企业数智化管理的应用现状
根据某工业研究院2022年的行业调研报告,大部分已开展数智化转型的制造企业,其降本增效成果尚未达到预期水平。一般来看,约42%的企业,其对生产执行系统的年度投入在150万至300万元之间;而有35%的企业,其对设备联网与数据采集系统的年度投入在80万至150万元之间。在招聘数字化人才时,约30%的企业选择提供高于行业平均水平15%的薪酬。在这些具体的应用实践中,约78%的企业将“生产设备综合效率(OEE)分析”作为主要的管理抓手,而65%的企业应用“能源消耗智能管控系统”来降低制造成本。在长期效益提升方面,“供应链协同平台”和“智能库存管理(VMI)”模式得到了多数受访企业的认可。此外,由于制造现场流程复杂、异常响应要求高,“移动端生产异常报警与处置闭环”机制因其能显著提升响应速度而受到广泛欢迎。
三、更新优化研究制造企业数智化管理赋能降本增效的必要性
制造企业通过数智化管理实现降本增效的必要性在于它能同步实现企业的战略目标与员工的绩效利益。当管理层就数智化应用的具体目标、数据采集规则与绩效考核方式与一线员工充分沟通时,会将员工在操作中遇到的真实痛点作为优化项目,这对保障数智化工具的落地效果具有积极意义。
首先,数智化管理是确保企业战略转型与员工操作行为保持一致性的重要驱动力。数智化系统通过实时反馈生产数据,可以帮助员工即时了解自己的工作绩效与企业目标之间的差距,从而实现个人操作优化与企业整体效率提升的协同发展。为了获得更高的绩效认可和收益,员工会更主动地利用数据分析工具改进工作方法,这为企业整体成本竞争力的提升奠定了基础。
其次,数智化管理是加强制造企业内部工序协同的重要保障。数智化平台上的信息共享与透明化,对于消除上下游工序间的推诿、提升全流程响应能力起到了积极作用。无论是大型汽车装配厂,还是中小型零部件加工企业,都需要实现目标层层分解、绩效环环相扣。企业只有关注一线员工利用数据解决现场问题的能力,才能确保各项降本举措落到实处。此外,还需要逐步引导员工建立数据思维,帮助他们与企业共同构建精益改善的文化,鼓励每一位员工齐心协力,以饱满的热情迎接柔性制造与个性化定制的挑战。
最后,数智化管理是增强制造企业对新型技术人才吸引力的重要途径之一。企业实施清晰、有效的数智化转型战略,让员工在工作中有机会接触到前沿技术、感受到个人能力的提升,有助于树立企业“创新、高效”的品牌形象,帮助企业吸引并留住优秀的工艺工程师与数据分析师,提高企业的核心竞争力。
四、我国制造企业数智化管理赋能降本增效中存在的问题
第一,数据驱动的生产决策机制尚未有效建立。许多企业虽然安装了各种信息化系统,但各系统间数据标准不一、接口不畅,形成新的“数据孤岛”。管理者难以基于全局数据进行科学决策,导致生产计划的调整滞后于实际需求,物料积压与紧急插单并存,增加了隐性成本。
第二,设备综合效率与能源利用率偏低。表现为设备非计划停机频繁、换型时间过长、空转损耗严重等现象。这种情况的存在会显著拉高单位产品的制造费用。如果没有基于实时数据的预警与根因分析系统,问题重复发生,精益改善工作将陷入低效循环。
第三,制造企业掌握数智化技术的复合型人才流失严重。现有一线管理人员多擅长传统管理方式,对数据分析、模型应用等新工具接受度不高。而培养一名既懂工艺又懂数据分析的人才周期较长,内部晋升通道若不清晰,极易导致人才流向互联网或高科技行业。人才的高流动性不仅增加了招聘与培训的直接成本,也不利于形成稳定、持续优化的知识积累,对精益生产体系的构建产生非常不利的影响。
五、结构方程模型建构
(一)指标选取
学者们对制造企业数智化管理水平及绩效影响的指标体系研究已较为成熟。林志强等人(2021)在总结智能制造试点示范项目经验时,提出了衡量转型成效的六大方面:系统集成水平、数据采集应用、计划协同能力、设备智能程度、成本控制效果和效率提升幅度。王晓丽(2022)通过对离散型制造企业的调研,认为数智化管理应从技术投入、流程规范、人员素养三个维度进行评估,并重点考察库存周转率、订单准时交付率等指标。李宏宇(2023)通过对汽车零部件企业的实证研究,筛选出影响降本增效的关键因素,包括:高级排产系统应用、预测性维护覆盖率、供应链数据共享度、全员数字化提案改善参与率等。赵一凡(2023)研究了中小制造企业的数字化转型路径,提炼出包括数据治理水平、跨部门协作效率、管理会计与业务数据融合度等20个观测变量。孙启航(2024)在分析装备制造企业时,强调设备互联互通率也是衡量数智化成熟度的重要指标。
本文的研究对象是制造企业的生产运营管理人员及一线班组,与上述学者的研究结论有诸多共同之处。其中,“技术投入满意度”和“流程优化满意度”的指标借鉴了林志强和王晓丽的维度,“数据协同满意度”与“组织保障满意度”参考了李宏宇和赵一凡的成果,“降本增效成果满意度”则综合了孙启航等人的指标。在学者们建立的指标体系基础上,结合本文研究对象的特点,本文从五个维度选取了衡量制造企业数智化管理赋能成效的变量,如表1所示。本文最终选取了19个观测指标,涵盖了制造企业在数智化转型中最关注的成本与效率问题。经过若干位制造企业高管和工业数字化专家的审核,该测量模型具有较高的内容效度。
(二)提出假设与理论模型构建
从业务流程再造到数据价值挖掘,是制造企业数智化水平提升的必然路径。一项针对长三角地区制造企业的调查显示,数智化技术的投入强度直接决定了生产流程的优化程度,进而影响企业内部的部门协作效率,并最终体现为整体经营绩效的改善。基于此,提出以下假设:
H1: 制造企业的数智化技术投入满意度对流程优化满意度呈正向影响;
H2: 制造企业的数智化技术投入满意度对组织协同满意度呈正向影响;
H3: 制造企业的数智化技术投入满意度对降本增效成果满意度呈正向影响;
在推进数智化管理的过程中,企业不仅需要关注硬件与软件的部署,更要注重对生产流程的再造优化。流程的透明化与标准化能够显著消除浪费。当流程优化达到一定水平后,会自然促进部门间的信息共享与协同运作。因此,做出以下假设:
H4: 制造企业的流程优化满意度对组织协同满意度呈正向影响;
H5: 制造企业的流程优化满意度对降本增效成果满意度呈正向影响;
组织协同满意度反映了企业内跨部门、跨层级之间基于数据的协作效率。这种协同不仅打破了传统科层制的壁垒,还通过可视化看板、自动预警等功能,实现了问题“早发现、快响应”。高效的协同机制是达成降本增效目标的关键中间环节。因此,做出以下假设:
H6: 制造企业的组织协同满意度对降本增效成果满意度呈正向影响。
(三)量表设计与收集
本次问卷调查包含两部分:企业基本信息与数智化管理感知评价。依据“非常不符合”、“不符合”、“一般”、“符合”、“非常符合”五个等级,采用李克特五级量表进行评分,分别计为1至5分。
研究对象为我国已实施部分数智化改造的制造企业中的生产、工艺、IT及运营管理人员。问卷通过网络渠道发放,共回收问卷280份,经筛选剔除规律性作答及信息不完整的问卷后,获得有效问卷236份,有效回收率为84.29%。根据结构方程模型的样本量要求,样本数量应为观测变量个数的10倍以上。本研究共有19个观测变量,故236份有效问卷满足分析要求。
(四)实证分析
1、基本情况分析
本次调查的样本企业中,来自离散制造(如机械、电子)与流程制造(如化工、医药)的比例约为6:4。企业规模方面,年营收在1亿-10亿元的中型企业占比最高,达到45%;10亿元以上的大型企业占30%;1亿元以下的中小企业占25%。受访者岗位分布为:生产管理人员占42%,工艺技术人员占28%,IT及数据分析人员占18%,运营及高层管理人员占12%。超过65%的受访者拥有本科及以上学历,且其所在企业的数字化改造历史多在2-5年之间。
2、验证性因子分析
本文采用SPSS 26.0和AMOS 24.0作为分析工具。对样本数据进行KMO和Bartlett球形检验,结果显示KMO值为0.921,大于0.6的可用标准,且Bartlett检验的显著性p值小于0.001。因此,样本数据非常适合进行因子分析。
3、信度检验
数智化技术投入、流程优化、组织协同、降本增效成果四个潜变量的Cronbach‘s α系数分别在0.882至0.927之间,均大于0.7的可接受标准。此外,各潜变量的组合信度(CR)最低值为0.87,大于0.6的建议值。这表明测量量表具有良好的内部一致性与信度。
4、效度检验
效度检验结果显示,19个观测变量在旋转后的成分矩阵载荷值介于0.782至0.898之间,均高于0.5的剔除标准。各潜变量的平均方差提取值(AVE)介于0.62至0.76之间,均高于0.5的判别标准。这表明测量模型具有良好的收敛效度。
5、拟合度检验
对初始假设模型进行拟合度检验,结果显示:χ²/df=3.812,CFI=0.895,NFI=0.862,GFI=0.851,AGFI=0.815,RMSEA=0.108。其中,χ²/df大于3的建议值,RMSEA略高于0.08,表明模型拟合度一般,存在修正空间。
(五)假设模型拟合度检验与模型修正
根据AMOS软件输出的修正指数(MI)建议,我们在模型残差间添加了合理的相关关系,并剔除了不显著的路径(原假设中技术投入对降本增效的直接路径H3)。最终修正模型的拟合指标如下:χ²/df=1.857,CFI=0.963,NFI=0.928,GFI=0.914,AGFI=0.885,RMSEA=0.061。修正后的模型(如图1所示)各项拟合指标均达到或超过统计学建议标准,说明模型与实际数据拟合良好,能够清晰地反映各变量之间的作用关系。
(六)模拟结果分析
修正后模型的路径分析结果显示,各变量间的路径系数在p<0.001的水平上均显著。技术投入满意度对流程优化满意度的直接效应为0.71(支持H1),表明数智化硬件的投入能显著促进生产流程的规范化与可视化。技术投入满意度对组织协同满意度的直接效应为0.34(支持H2),这一影响部分通过流程优化作为中介变量实现。原假设H3(技术投入直接影响降本增效)路径被删除,说明技术投入必须通过流程优化与组织协同的中介作用才能有效转化为成本与效率优势。
流程优化满意度对组织协同满意度的直接效应为0.58(支持H4),对降本增效成果满意度的直接效应为0.49(支持H5)。组织协同满意度对降本增效成果满意度的直接效应为0.63(支持H6)。进一步分析各条间接路径发现,“技术投入→流程优化→组织协同→降本增效”这条路径的总间接效应值最大(0.71*0.58*0.63 ≈ 0.26),表明数智化技术只有深入嵌入到流程再造与跨部门协作中,才能最大化其降本增效的潜能。
六、优化制造企业数智化管理降本增效的机制
(一) 实证结果显示,数智化技术投入对流程优化有最强的直接贡献(0.71)。因此,制造企业应避免“为技术而技术”的盲目投入,而是要以关键生产瓶颈为切入点,优先投资于高级计划与排程(APS)、制造执行系统(MES)等能直接提升生产节拍可控性的系统。同时,企业需建立技术投入的效益评估体系,定期核算投资回报率(ROI),确保技术投入能切实转化为流程的标准化与精益化,为成本压降奠定基础。
(二) 针对设备综合效率偏低、异常响应慢的问题,制造企业应着重加强基于数据的流程优化能力。首先,建立覆盖关键设备的实时监控与预警体系,利用物联网技术自动采集停机、速度、质量等六类损失数据,通过帕累托图锁定核心改善点。其次,推行“线上数据+线下改善”的闭环管理机制,要求每个异常工单都必须关联到具体的流程根因分析与标准化作业更新。最后,企业应发挥数智化系统的绩效可视化价值,将班组OEE、换型时间等指标通过车间大屏实时展示,激发一线员工的改善热情,减少无效劳动与等待浪费。
(三) 研究还表明,组织协同满意度对降本增效成果有显著的正向影响(0.63),且技术投入通过流程优化间接影响协同。因此,为了缓解部门壁垒造成的高沟通成本和高试错成本,企业一方面需要建立跨部门的数智化项目推进委员会,由高层牵头,统一数据标准与接口协议,确保信息流在销售、生产、采购、物流间无缝贯通;另一方面,企业要重视培养“业务+数据”的复合型人才,设立内部数字化教练岗位,通过岗位轮换与项目制学习,提升管理团队的协同作战能力。此外,应设计与降本增效成果挂钩的团队激励方案(如利润分享、项目奖金),让所有参与协同的部门都能共享数字化转型的收益,从而构建一个执行力强、适应性强、持续创新的工作生态。
七、结论
制造业的高质量发展,本质上是一场通过技术与管理双轮驱动、实现全要素生产率提升的深刻变革。数智化管理的成功与否,不在于引进了多么尖端的概念或系统,而在于这些工具是否被有效地用于解决生产现场的浪费、瓶颈与波动问题。如果组织内部的流程是割裂的、协同是低效的,再先进的技术投入也无法转化为实实在在的成本优势与效率提升。为了进一步挖掘数智化的潜力,充分发挥数据作为新生产要素的作用,确保精益运营体系的稳定与持续优化,制造企业需要想方设法地完善自身的转型方法论:在设计数智化方案时,要深刻理解和把握业务一线的真实需求;在推进落地时,要系统性地调动流程、组织与技术等多种资源,努力实现企业核心竞争力与员工能力素质的共同成长。


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