“第三次工業(yè)革命”：科學(xué)認(rèn)識與戰(zhàn)略思考

自2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)以來，如何走出危機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇就成為全球性的爭論，為此也引發(fā)了國外諸多學(xué)者關(guān)于“第三次工業(yè)革命”的討論。第三次工業(yè)革命不同于18世紀(jì)后半葉以英國紡織機(jī)械化為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命和20世紀(jì)初福特汽車公司大規(guī)模生產(chǎn)流水線誕生為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命，它以數(shù)字化制造及新型材料應(yīng)用為代表，建立在互聯(lián)網(wǎng)和新材料、新能源相結(jié)合的基礎(chǔ)上，將使全球技術(shù)要素和市場要素配置方式發(fā)生革命性變化，也將推動人類社會進(jìn)入個(gè)性化制造的嶄新時(shí)代。

“第三次工業(yè)革命”的實(shí)質(zhì)是內(nèi)涵豐富的、多層次的，是已經(jīng)發(fā)生突破但仍處于演進(jìn)中的工業(yè)系統(tǒng)變革

關(guān)于“第三次工業(yè)革命”，不能簡單理解為由3D打印、計(jì)算機(jī)模擬等個(gè)別新的制造技術(shù)和設(shè)備的出現(xiàn)與應(yīng)用引起的整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的突變，其實(shí)質(zhì)是內(nèi)涵豐富的、多層次的，是已經(jīng)發(fā)生突破但仍處于演進(jìn)中的工業(yè)系統(tǒng)變革。

“第三次工業(yè)革命”的突破性表現(xiàn)在已形成了一個(gè)“多維、立體”的新生產(chǎn)制造技術(shù)體系及技術(shù)經(jīng)濟(jì)范式。這個(gè)體系的底層是高效能運(yùn)算、超級寬帶、激光粘結(jié)、新材料等“通用技術(shù)”，中層是以人工智能、數(shù)字制造、工業(yè)機(jī)器人為代表的制造技術(shù)和工具，高層是應(yīng)用了前述新的通用技術(shù)和制造技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)和可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)。這個(gè)體系的有效運(yùn)行形成了全球化生產(chǎn)、個(gè)性化制造、社會化制造等新的技術(shù)經(jīng)濟(jì)范式。

“第三次工業(yè)革命”的演進(jìn)性表現(xiàn)在這場變革還處于“梯度、漸次”的推進(jìn)過程中。例如，高效能運(yùn)算、虛擬設(shè)計(jì)與制造是近期跨國公司加速推進(jìn)、應(yīng)用的先進(jìn)制造技術(shù)，3D打印技術(shù)的發(fā)展處于由傳統(tǒng)日用消費(fèi)品、醫(yī)療器械向汽車、航空等新領(lǐng)域快速滲透的階段，而可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)是以美國為代表的先進(jìn)工業(yè)國家為迎接全球制造和個(gè)性制造、為解決大規(guī)模定制系統(tǒng)無法很好地解決產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性、產(chǎn)品性能之間沖突所做的戰(zhàn)略性技術(shù)準(zhǔn)備，目前仍然處于科學(xué)研究和概念設(shè)計(jì)的階段。

國外的科學(xué)家、未來學(xué)家和媒體之所以在今天大肆宣揚(yáng)“第三次工業(yè)革命”的概念，并不是因?yàn)榍懊嫣岬降幕A(chǔ)制造技術(shù)剛剛出現(xiàn)，事實(shí)上，這些基礎(chǔ)制造技術(shù)的發(fā)明和工業(yè)應(yīng)用大多已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的時(shí)間；而是由于經(jīng)過了長期的科學(xué)探索和技術(shù)積累，這些基礎(chǔ)技術(shù)的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)成本已經(jīng)達(dá)到了使其在制造領(lǐng)域進(jìn)行較大規(guī)模應(yīng)用和推廣的水平。其中，作為現(xiàn)代制造技術(shù)系統(tǒng)中最底層技術(shù)的信息技術(shù)的快速進(jìn)步使得信息存儲、傳輸和處理成本的幾何級數(shù)下降是主要原因。例如，1992年，1M數(shù)據(jù)的平均傳輸成本為222美元，但到2010年，大幅下降到0.13美元。

目前以美國、德國等制造業(yè)強(qiáng)國為代表的國家最為關(guān)注，同時(shí)也集中資源加大技術(shù)突破和應(yīng)用的領(lǐng)域是高效能運(yùn)算技術(shù)突破和平臺建設(shè)。美國競爭力委員會提出將高效能運(yùn)算定義為“改變?nèi)蛑圃鞓I(yè)游戲規(guī)則的機(jī)器”，并建議通過政府企業(yè)的積極合作來推進(jìn)美國“計(jì)算資源”的協(xié)調(diào)和整合，將美國的前沿計(jì)算能力轉(zhuǎn)化為制造業(yè)競爭力。之所以將高效能運(yùn)算作為美國先進(jìn)制造技術(shù)的突破口，一方面是因?yàn)楦咝苓\(yùn)算與美國的信息技術(shù)優(yōu)勢銜接；另一方面，高效能運(yùn)算可以大大提高新產(chǎn)品的開發(fā)能力，從而提高美國制造業(yè)的競爭力。目前，美國、德國和日本等國已紛紛出臺計(jì)劃和政策，加大對高效能運(yùn)算的研發(fā)和應(yīng)用支持。

“第三次工業(yè)革命”是挑戰(zhàn)也是機(jī)會，需要有建立長期發(fā)展戰(zhàn)略加以應(yīng)對的緊迫感和抓住機(jī)會培育經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動力的信心

“第三次工業(yè)革命”對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展可能形成以下沖擊和挑戰(zhàn)。

一是進(jìn)一步弱化我國的要素成本優(yōu)勢?！暗谌喂I(yè)革命”加速推進(jìn)了先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，必然會提高勞動生產(chǎn)率、減少勞動在工業(yè)總投入中的比重，我國的比較成本優(yōu)勢可能因此加速弱化。根據(jù)美國研究機(jī)構(gòu)的計(jì)算，根據(jù)勞動生產(chǎn)率調(diào)整后的綜合勞動成本，我國的勞動力成本是美國南部州的35%左右，到2015年左右將達(dá)到60%左右。未來5～10年中美勞動力成本之間的差距將快速縮小。再加上美國在能源方面形成了價(jià)格洼地，其物流成本只占到GDP的9%，而中國占到18%。美國發(fā)展制造業(yè)的比較成本劣勢會逐漸減弱。

二是可能對我國的產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級形成抑制?，F(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用提升了制造環(huán)節(jié)的價(jià)值創(chuàng)造能力，使得制造環(huán)節(jié)在產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈上的戰(zhàn)略地位將變得與研發(fā)和營銷同等重要，過去描述價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)價(jià)值創(chuàng)造能力差異的“微笑曲線”有可能變成“沉默曲線”甚至“悲傷曲線”。發(fā)達(dá)工業(yè)國家不僅可以通過發(fā)展工業(yè)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代裝備制造業(yè)控制新的產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，而且可以通過運(yùn)用現(xiàn)代制造技術(shù)和制造系統(tǒng)，裝備傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)來提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，從而“第三次工業(yè)革命”為發(fā)達(dá)工業(yè)國家重塑制造業(yè)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢提供了機(jī)遇，曾經(jīng)為尋找更低成本要素而從發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)出的生產(chǎn)活動有可能向發(fā)達(dá)國家回流，導(dǎo)致制造業(yè)重心再次向發(fā)達(dá)國家偏移。

三是可能進(jìn)一步惡化我國的收入分配結(jié)構(gòu)。伴隨著先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展可能導(dǎo)致的制造業(yè)“逆轉(zhuǎn)移”，基于先進(jìn)制造技術(shù)的工作崗位也會隨之轉(zhuǎn)移，從而破壞我國產(chǎn)業(yè)工人的勞動報(bào)酬增長機(jī)制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國居民可支配收入占比從2000年的60%多減少到近年的50%左右，其原因有60%可以由居民勞動報(bào)酬下降解釋。提高勞動報(bào)酬的機(jī)制，最根本、最有效、對要素市場扭曲最小的方式是為勞動者創(chuàng)造更多高勞動生產(chǎn)率的工作崗位。但是在一般勞動者素質(zhì)不能夠大幅度提高的情況下，“第三次工業(yè)革命”的推進(jìn)會造成職工的失業(yè)或者被鎖定在低附加值的簡單勞動環(huán)節(jié)中，勞動者收入改善的相對速度有可能放緩。

但是，面臨“第三次工業(yè)革命”，我國還有相應(yīng)的“機(jī)會窗口”和“時(shí)間窗口”。

從機(jī)會看，一方面，“第三次工業(yè)革命”會催生新的制造系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會帶動信息產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)等新的產(chǎn)業(yè)門類的出現(xiàn)和增長，從而為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展創(chuàng)造很好的機(jī)會；另一方面，先進(jìn)制造技術(shù)終歸是在工廠和制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用，我國龐大的制造基礎(chǔ)為先進(jìn)制造技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的潛在市場和應(yīng)用場所。

從時(shí)間看，由于“第三次工業(yè)革命”是一個(gè)漸進(jìn)的過程，先進(jìn)制造是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用往往涉及到大量基礎(chǔ)的技術(shù)成熟度和成本經(jīng)濟(jì)性的制約，同時(shí)先進(jìn)制造技術(shù)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)競爭力，不僅取決于技術(shù)和設(shè)備因素，更涉及到企業(yè)管理系統(tǒng)，甚至整個(gè)社會制度的配套完善，我國還有時(shí)間通過戰(zhàn)略調(diào)整和持續(xù)的現(xiàn)場學(xué)習(xí)，來實(shí)現(xiàn)對“第三次工業(yè)革命”的應(yīng)對。

我國要從國家戰(zhàn)略的高度，積極采取措施實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的突破

第一，加快制定實(shí)施我國的“國家先進(jìn)制造技術(shù)突破和應(yīng)用規(guī)劃”。美國的《制造業(yè)行動計(jì)劃》提出，要通過技術(shù)創(chuàng)新和智能制造實(shí)現(xiàn)下一代生產(chǎn)率；加快部署新的制造工具和技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)施，應(yīng)用計(jì)算機(jī)建模和模擬技術(shù)促進(jìn)美國高效能運(yùn)算能力達(dá)到超大規(guī)模級，促進(jìn)建模和模擬技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育。歐洲的《未來工廠計(jì)劃》提出，要加大對現(xiàn)代制造技術(shù)的研發(fā)投資和政府企業(yè)間合作，加快發(fā)展可持續(xù)的綠色制造、ICT智能制造、高效能制造和基于新材料的制造。我國應(yīng)盡快制定和實(shí)施“國家先進(jìn)制造技術(shù)突破和應(yīng)用規(guī)劃”，并制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策和實(shí)施細(xì)則。

第二，以現(xiàn)代“母工廠”建設(shè)為抓手，推進(jìn)我國的先進(jìn)制造技術(shù)突破和應(yīng)用。目前我國產(chǎn)業(yè)政策對企業(yè)創(chuàng)新的扶持過度投向企業(yè)的“實(shí)驗(yàn)室”，而對生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的扶持引導(dǎo)不足，這也是導(dǎo)致我國新產(chǎn)品工程化能力弱、產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性等產(chǎn)品性能競爭力低下的重要原因。建議借鑒日本的“母工廠”做法，遴選設(shè)備先進(jìn)、系統(tǒng)管理能力強(qiáng)、現(xiàn)場管理工作扎實(shí)的工廠進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)和投資，將這些“母工廠”建設(shè)成為我國先進(jìn)制造技術(shù)突破、應(yīng)用的場所，建設(shè)成為先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)現(xiàn)場管理方法持續(xù)改善的試驗(yàn)田，從而最終以點(diǎn)帶面地推進(jìn)我國制造業(yè)素質(zhì)的整體提升。

第三，建設(shè)完善高效能運(yùn)算、工程數(shù)據(jù)庫等先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。目前我國以華大基因等為代表的高技術(shù)企業(yè)實(shí)際上已經(jīng)在高效能運(yùn)算等領(lǐng)域積累了較強(qiáng)的技術(shù)能力。政策的關(guān)鍵是依托這些企業(yè)和技術(shù)設(shè)施，建設(shè)“國家”層面的公共技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，將企業(yè)能力轉(zhuǎn)換為國家能力。建議建立國家高效能運(yùn)算研發(fā)中心和高效能運(yùn)算服務(wù)中心，在加快高效能運(yùn)算前沿技術(shù)突破的同時(shí)，重點(diǎn)加快促進(jìn)既有的高效能運(yùn)算技術(shù)儲備轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用和公共服務(wù)。建議加快推進(jìn)國家級工程數(shù)據(jù)庫建設(shè)?？梢圆扇≌鲑Y、獨(dú)立非營利性社會組織運(yùn)營的組織方式，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采取會員企業(yè)自愿提供、共同分享的工作方法，形成持續(xù)投入、有效運(yùn)營的可持續(xù)發(fā)展機(jī)制。

第四，協(xié)同推進(jìn)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育和先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展。一方面，先進(jìn)制造技術(shù)的突破離不開戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的支撐，例如云計(jì)算、新材料等基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的突破常常成為制造技術(shù)突破的瓶頸。另一方面，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開現(xiàn)代制造技術(shù)的推動。首先，多數(shù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)品仍處于實(shí)驗(yàn)室的概念化和初步設(shè)計(jì)階段，以數(shù)字制造為代表的現(xiàn)代制造技術(shù)可以大幅提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性，縮短戰(zhàn)略性新興產(chǎn)品的工程化、產(chǎn)業(yè)化周期，有利于搶占戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先機(jī)。其次，在新興產(chǎn)業(yè)市場化的初期，傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)并不適用于這種市場容量小、高度細(xì)分的市場結(jié)構(gòu)，此時(shí)，可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)和添加制造等個(gè)性化制造就能夠充分發(fā)揮其多品種、小批量、低成本的優(yōu)勢。因此，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須與現(xiàn)代制造技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用結(jié)合起來協(xié)調(diào)推進(jìn)。

（作者單位：中國社科院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所）