第三次工业革命:科学认识与战略思考

作 者:黄群慧、贺 俊 2012年12月14日光明日报 

按语
    自2008年国际金融危机爆发以来,如何走出危机实现复苏就成为全球性的争论,为此也引发了国外诸多学者关于“第三次工业革命”的讨论。第三次工业革命不同于18世纪后半叶以英国纺织机械化为标志的第一次工业革命和以20世纪初福特汽车公司大规模生产流水线诞生为标志的第二次工业革命,它以数字化制造及新型材料应用为代表,建立在互联网和新材料、新能源相结合的基础上,将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化,也将推动人类社会进入个性化制造的崭新时代。

    “第三次工业革命”的实质是内涵丰富的、多层次的,是已经发生突破但仍处于演进中的工业系统变革
    关于“第三次工业革命”,不能简单理解为由3D打印、计算机模拟等个别新的制造技术和设备的出现和应用引起的整个工业系统的突变,其实质是一个内涵丰富的、多层次的,是已经发生突破但仍处于演进中的工业系统变革。
    “第三次工业革命”的突破性表现在已形成了一个“多维、立体”的新生产制造技术体系及技术经济范式。这个体系的底层是高效能运算、超级宽带、激光粘结、新材料等“通用技术”,中层是以人工智能、数字制造、工业机器人为代表的制造技术和工具,高层是应用了前述新的通用技术和制造技术的大规模生产系统、柔性制造系统和可重构生产系统。这个体系的有效运行形成了全球化生产、个性化制造、社会化制造等新的技术经济范式。
    “第三次工业革命”的演进性表现在这场变革还处于“梯度、渐次”推进过程中。例如,高效能运算、虚拟设计与制造是近期跨国公司加速推进、应用的先进制造技术,3D打印技术的发展处于由传统日用消费品、医疗器械向汽车、航空等新领域快速渗透的阶段,而可重构生产系统是以美国为代表的先进工业国家为迎接全球制造和个性制造、为解决大规模定制系统无法很好地解决产品成本和产品多样性、产品性能之间冲突所做的战略性技术准备,目前仍然处于科学研究和概念设计的阶段。
    国外的科学家、未来学家和媒体之所以在今天大肆宣扬“第三次工业革命”的概念,并不是因为前面提到的基础制造技术刚刚出现,事实上,这些基础制造技术的发明和工业应用大多已经经历了几十年的时间;而是由于经过了长期的科学探索和技术积累,这些基础技术的技术成熟度和经济成本已经达到了使其在制造领域进行较大规模应用和推广的水平。其中,作为现代制造技术系统中最底层技术的信息技术的快速进步使得信息存储、传输和处理成本的几何级数下降是主要原因。例如,1992年,1M数据的平均传输成本为222美元,但到2010年,大幅下降到0.13美元。
    目前以美国、德国等制造业强国为代表的国家最为关注,同时也集中资源加大技术突破和应用的领域是高效能运算技术突破和平台建设。美国竞争力委员会提出将高效能运算定义为“改变全球制造业游戏规则的机器”,并建议通过政府企业的积极合作来推进美国“计算资源”的协调和整合,将美国的前沿计算能力转化为制造业竞争力。之所以将高效能运算作为美国先进制造技术的突破口,一方面是因为高效能运算与美国的信息技术优势衔接,另一方面,高效能运算可以大大提高新产品的开发能力,从而提高美国制造业的竞争力。目前,美国、德国和日本等国已纷纷出台计划和政策,加大对高效能运算的研发和应用支持。
 “第三次工业革命”是挑战也是机会,需要有建立长期发展战略加以应对的紧迫感和抓住机会培育经济发展新动力的信心
    “第三次工业革命”对我国的经济发展可能形成以下冲击和挑战。
    一是进一步弱化我国的要素成本优势。“第三次工业革命”加速推进了先进制造技术的应用,必然会提高劳动生产率、减少劳动在工业总投入中的比重,我国的比较成本优势可能因此加速弱化。根据美国研究机构的计算,根据劳动生产率调整后的综合劳动成本,我国的劳动力成本是美国南部州的35%左右,到2015年左右将达到60%左右。未来5-10年中美劳动力成本之间的差距将快速缩小。再加上美国在能源方面形成了价格洼地,其物流成本只占到GDP的9%,而中国占到18%。美国发展制造业的比较成本劣势会逐渐减弱。
    二是可能对我国的产业升级和产业结构升级形成抑制。现代制造技术的应用提升了制造环节的价值创造能力,使得制造环节在产业价值链上的战略地位将变得与研发和营销同等重要,过去描述价值链各环节价值创造能力差异的“微笑曲线”有可能变成“沉默曲线”甚至“悲伤曲线”。发达工业国家不仅可以通过发展工业机器人、高端数控机床、柔性制造系统等现代装备制造业控制新的产业制高点,而且可以通过运用现代制造技术和制造系统装备传统产业来提高传统产业的生产效率,从而,“第三次工业革命”为发达工业国家重塑制造业和实体经济优势提供了机遇,曾经为寻找更低成本要素而从发达国家转出的生产活动有可能向发达国家回溯,导致制造业重心再次向发达国家偏移。
    三是可能进一步恶化我国的收入分配结构。伴随着先进制造技术发展可能导致的制造业“逆转移”,基于先进制造技术的工作岗位也会随之转移,从而破坏我国产业工人的劳动报酬增长机制。据统计,我国居民可支配收入占比从2000年的60%多减少到近年的50%左右,其原因有60%可以由居民劳动报酬下降解释。提高劳动报酬的机制,最根本、最有效、对要素市场扭曲最小的方式是为劳动者创造更多高劳动生产率的工作岗位。但是在一般劳动者素质不能够大幅度提高的情况下,“第三次工业革命”的推进会造成职工的失业或者被锁定在低附加值的简单劳动环节中,劳动者收入改善的相对速度有可能放缓。
    但是,面临“第三次工业革命”,我国还有相应的“机会窗口”和“时间窗口”。
    从机会看,一方面,“第三次工业革命”会催生新的制造系统和生产设备产业的发展,这些产业的发展会带动信息产业、新材料产业等新的产业门类的出现和增长,从而为我国战略性新兴产业的培育和发展创造很好的机会;另一方面,先进制造技术终归是在工厂和制造环节的应用,我国庞大的制造基础为先进制造技术和相关产业的发展提供了巨大的潜在市场和应用场所。
    从时间看,由于“第三次工业革命”是一个渐进的过程,先进制造是一个复杂的技术系统,先进制造技术的广泛应用往往涉及到大量基础的技术成熟度和成本经济性的制约,同时先进制造技术转换为现实的产业竞争力,不仅取决于技术和设备因素,更涉及到企业管理系统,甚至整个社会制度的配套完善,我国还有时间通过战略调整和持续的现场学习,来实现对“第三次工业革命”的应对。
我国要从国家战略的高度,积极采取措施实现先进制造技术的突破
    第一,加快制定实施我国的“国家先进制造技术突破和应用规划”。美国的《制造业行动计划》提出,要通过技术创新和智能制造实现下一代生产率;加快部署新的制造工具和技术的创新和实施,应用计算机建模和模拟技术促进美国高效能运算能力达到超大规模级,促进建模和模拟技术的工业应用,加强科学、技术、工程和数学教育。欧洲的《未来工厂计划》提出,要加大对现代制造技术的研发投资和政府企业间合作,加快发展可持续的绿色制造、ICT智能制造、高效能制造和基于新材料的制造。我国应尽快制定和实施“国家先进制造技术突破和应用规划”,并制定相应的产业政策和实施细则。
    第二,以现代“母工厂”建设为抓手,推进我国的先进制造技术突破和应用。目前我国产业政策对企业创新的扶持过度投向企业的“实验室”,而对生产制造环节的扶持、引导不足,这也是导致我国新产品工程化能力弱、产品稳定性和可靠性等产品性能竞争力低下的重要原因。建议借鉴日本的“母工厂”做法,遴选设备先进、系统管理能力强、现场管理工作扎实的工厂进行重点建设和投资,将这些“母工厂”建设成为我国先进制造技术突破、应用的场所,建设成为先进制造技术和先进现场管理方法持续改善的试验田,从而最终以点带面地推进我国制造业素质的整体提升。
    第三,建设完善高效能运算、工程数据库等先进制造技术基础设施。目前我国以华大基因等为代表的高技术企业实际上已经在高效能运算等领域积累了较强的技术能力。政策的关键是依托这些企业和技术设施,建设“国家”层面的公共技术基础设施,将企业能力转换为国家能力。建议建立国家高效能运算研发中心和高效能运算服务中心,在加快高效能运算前沿技术突破的同时,重点加快促进既有的高效能运算技术储备转化为商业应用和公共服务。建议加快推进国家级工程数据库建设。可以采取政府出资、独立非营利性社会组织运营的组织方式,数据库数据采取会员企业自愿提供、共同分享的工作方法,形成持续投入、有效运营的可持续发展机制。
    第四,协同推进我国战略性新兴产业培育和先进制造技术发展。一方面,先进制造技术的突破离不开战略性新兴产业的支撑,例如云计算、新材料等基础技术领域的突破常常成为制造技术突破的瓶颈。另一方面,战略性新兴产业的发展离不开现代制造技术的推动。首先,多数战略性新兴产品仍处于实验室的概念化和初步设计阶段,以数字制造为代表的现代制造技术可以大幅提高新产品设计的可制造性,缩短战略性新兴产品的工程化、产业化周期,有利于抢占战略性新兴产业发展的先机。其次,在新兴产业市场化的初期,传统的大规模生产并不适用于这种市场容量小、高度细分的市场结构,此时,可重构生产系统和添加制造等个性化制造就能够充分发挥其多品种、小批量、低成本的优势。因此,战略性新兴产业的发展必须与现代制造技术的研发、应用结合起来协调推进。
作者为中国社科院工业经济研究所 黄群慧 贺 俊
经济学人:A third industrial revolution
Apr 21st 2012
As manufacturing goes digital, it will change out of all recognition, says Paul Markillie. And some of the business of making things will return to rich countries
OUTSIDE THE SPRAWLING Frankfurt Messe, home of innumerable German trade fairs, stands the “Hammering Man”, a 21-metre kinetic statue that steadily raises and lowers its arm to bash a piece of metal with a hammer. Jonathan Borofsky, the artist who built it, says it is a celebration of the worker using his mind and hands to create the world we live in. That is a familiar story. But now the tools are changing in a number of remarkable ways that will transform the future of manufacturing.

One of those big trade fairs held in Frankfurt is EuroMold, which shows machines for making prototypes of products, the tools needed to put those things into production and all manner of other manufacturing kit. Old-school engineers worked with lathes, drills, stamping presses and moulding machines. These still exist, but EuroMold exhibits no oily machinery tended by men in overalls. Hall after hall is full of squeaky-clean American, Asian and European machine tools, all highly automated. Most of their operators, men and women, sit in front of computer screens. Nowhere will you find a hammer.

And at the most recent EuroMold fair, last November, another group of machines was on display: three-dimensional (3D) printers. Instead of bashing, bending and cutting material the way it always has been, 3D printers build things by depositing material, layer by layer. That is why the process is more properly described as additive manufacturing. An American firm, 3D Systems, used one of its 3D printers to print a hammer for your correspondent, complete with a natty wood-effect handle and a metallised head.

This is what manufacturing will be like in the future. Ask a factory today to make you a single hammer to your own design and you will be presented with a bill for thousands of dollars. The makers would have to produce a mould, cast the head, machine it to a suitable finish, turn a wooden handle and then assemble the parts. To do that for one hammer would be prohibitively expensive. If you are producing thousands of hammers, each one of them will be much cheaper, thanks to economies of scale. For a 3D printer, though, economies of scale matter much less. Its software can be endlessly tweaked and it can make just about anything. The cost of setting up the machine is the same whether it makes one thing or as many things as can fit inside the machine; like a two-dimensional office printer that pushes out one letter or many different ones until the ink cartridge and paper need replacing, it will keep going, at about the same cost for each item.

Additive manufacturing is not yet good enough to make a car or an iPhone, but it is already being used to make specialist parts for cars and customised covers for iPhones. Although it is still a relatively young technology, most people probably already own something that was made with the help of a 3D printer. It might be a pair of shoes, printed in solid form as a design prototype before being produced in bulk. It could be a hearing aid, individually tailored to the shape of the user's ear. Or it could be a piece of jewellery, cast from a mould made by a 3D printer or produced directly using a growing number of printable materials.

But additive manufacturing is only one of a number of breakthroughs leading to the factory of the future, and conventional production equipment is becoming smarter and more flexible, too. Volkswagen has a new production strategy called Modularer Querbaukasten, or MQB. By standardising the parameters of certain components, such as the mounting points of engines, the German carmaker hopes to be able to produce all its models on the same production line. The process is being introduced this year, but will gather pace as new models are launched over the next decade. Eventually it should allow its factories in America, Europe and China to produce locally whatever vehicle each market requires.

They don't make them like that any more

Factories are becoming vastly more efficient, thanks to automated milling machines that can swap their own tools, cut in multiple directions and “feel” if something is going wrong, together with robots equipped with vision and other sensing systems. Nissan's British factory in Sunderland, opened in 1986, is now one of the most productive in Europe. In 1999 it built 271,157 cars with 4,594 people. Last year it made 480,485 vehicles—more than any other car factory in Britain, ever—with just 5,462 people.

“You can't make some of this modern stuff using old manual tools,” says Colin Smith, director of engineering and technology for Rolls-Royce, a British company that makes jet engines and other power systems. “The days of huge factories full of lots of people are not there any more.”

As the number of people directly employed in making things declines, the cost of labour as a proportion of the total cost of production will diminish too. This will encourage makers to move some of the work back to rich countries, not least because new manufacturing techniques make it cheaper and faster to respond to changing local tastes.

The materials being used to make things are changing as well. Carbon-fibre composites, for instance, are replacing steel and aluminium in products ranging from mountain bikes to airliners. And sometimes it will not be machines doing the making, but micro-organisms that have been genetically engineered for the task.
Everything in the factories of the future will be run by smarter software. Digitisation in manufacturing will have a disruptive effect every bit as big as in other industries that have gone digital, such as office equipment, telecoms, photography, music, publishing and films. And the effects will not be confined to large manufacturers; indeed, they will need to watch out because much of what is coming will empower small and medium-sized firms and individual entrepreneurs. Launching novel products will become easier and cheaper. Communities offering 3D printing and other production services that are a bit like Facebook are already forming online—a new phenomenon which might be called social manufacturing.

The consequences of all these changes, this report will argue, amount to a third industrial revolution. The first began in Britain in the late 18th century with the mechanisation of the textile industry. In the following decades the use of machines to make things, instead of crafting them by hand, spread around the world. The second industrial revolution began in America in the early 20th century with the assembly line, which ushered in the era of mass production.

As manufacturing goes digital, a third great change is now gathering pace. It will allow things to be made economically in much smaller numbers, more flexibly and with a much lower input of labour, thanks to new materials, completely new processes such as 3D printing, easy-to-use robots and new collaborative manufacturing services available online. The wheel is almost coming full circle, turning away from mass manufacturing and towards much more individualised production. And that in turn could bring some of the jobs back to rich countries that long ago lost them to the emerging world.



经济学人:第三次工业革命
Apr 21st 2012
保罗马吉利称,随着制造行业走向数字化,制造业变化之大将超出人们的认知。而且发达国家的某些制造行业将会东山再起。
法兰克福会展中心,是德国无数个贸易展览会的举办地。在这座造型不规则的会展中心外面,耸立着一座高21米的活动雕像——敲锤人。这个敲锤人手持锤子,稳稳地抬起、落下胳膊,锻打一块金属块。这座雕像的作者乔纳森博罗夫斯基称工人运用自己的大脑和双手创造我们生活的世界,这是一个值得称颂的事情。这种故事人所尽知。不过劳动工具正在发生显著变化,将会改变未来的制造业。

在法兰克福举办的其中一个大型商贸展览会名叫欧洲模具展。它展出了能够制造产品原型的设备,可用来把上述原型变成成品的工具以及其他各式各样的制造工具。老派的工程师使用车床、钻头、冲压机和制模机工作。这种生产方式至今尚存,但欧洲模具展展出了一些由身着工作服的工人操纵的不耗油设备。每一个展厅都布满了干净利落的机床,都是高度自动化的,有来自美国的,亚洲的,还有的来自欧洲。操作这些设备的那男女女都站在计算机屏幕前掌控设备。这里,你找不到哪怕一个榔头。

最近的一届欧洲模具展是去年11月举行的,展出了另外一种设备——3D打印机。3D打印机通过沉积一层层材料来生产产品,而不是像以前那样锻打、弯曲、压切材料。这或许是这项工艺之所以被恰如其分地称作添加型生产的原因吧。3D系统这家美国公司专门使用它的3D打印机为本刊记者打造了一把锤子,它完成的这把锤子有个整洁的仿木手柄,并且上面装了个仿金属锤头。

这就是制造业未来的趋势。现在你可以找个工厂让它为你生产一个你自己设计的锤子,而你将为此支付上千美元的费用。这是因为制造者首先要生产一个模子,浇铸锤头,磨平锤头,车削出木质手柄,最后把这些部件装配起来。仅做一个锤子,成本将无比高昂。不过由于规模经济,如果你要生产成千上万个锤子,每个锤子的成本将大大降低。对3D打印机来说,规模经济这条定理并不怎么适用。无论是生产一件产品还是生产机器能容纳的最大量的产品,开动机器的成本都是一样的。这就像二维的办公打印机一样,无论打印一个字母,还是直到打印到墨盒没墨,纸槽没纸,打印的单位成本总是一样的。

添加型生产还没有好到可以造出辆汽车或者一部iPhone的地步,但它已被用来生产汽车的个性化部件或者各户定制的iPhone外壳。尽管这是一个相对稚嫩的技术,但大多数人或许已经拥有在3D打印机协助下生产的产品了。它可能是一双鞋子,在批量生产前作为一种设计原型被实体印刷出来。它或许是部助听器,被单独定做下来以适合使用者的耳朵。它甚至有可能是件首饰,由3D打印机浇铸成型或者直接采用越来越多的可打印材料做成。

添加型制造业只是引领未来产业的众多突破之一,而且传统生产设备正变得越来越智能,也越来越灵活。大众汽车已经推出了一项全新的生产战略——横置发动机模块化平台,简称MQB。通过实现某些部件参数的标准化,如发动机的挂接点,这家德国汽车制造商有望能在同一条生产线上生产所有的模件。这项工艺今年刚被引进,且进展迅速,因为十年之内将有新的型号面世。最终它将使美国、欧洲和中国的分厂能够根据当地市场的要求生产本土化的车辆。

由于自动化的铣床能够互换部件,进行多维切割,能够感知故障,再加上装有视觉和其他知觉系统的机器人,工厂的生产效率可以大幅度提升。建于1986年,位于桑德兰的英国尼桑汽车厂是目前欧洲生产效率最高的汽车厂。1999年,它雇佣4594名员工共生产了271157辆汽车。去年该厂制造了480485辆汽车,是英国产量最高的汽车厂,它的员工只有5462名。
劳斯莱斯是英国的一家企业,它生产喷气式飞机的发动机和其他动力系统。其工程与技术部门主任科林史密斯称,我们不能指望使用过时的手动工具生产现代化的部件,厂大人多的时代已经一去不复返了。

随着直接从事制造行业的人数的下降,作为生产成本一部分的人力成本也会下降。这将鼓励制造商将一部分制造行业输回发达国家,尤其是因为新的制造技术使得制造商面对地方偏好变化时做出的更快的响应举措,而且代价更低。

制造产品的原材料也在变化。例如,不管是山地自行车的生产还是大型客机的生产,碳纤维复合材料都正在逐步取代钢铁和铝。再过些时日,连制造设备都有可能不再是机器了,而是由经过基因处理后的微生物完成这样的工作。

未来工厂的一切都将由智能软件操纵。制造行业的数字化将会跟已经完成数字化的其他产业一样,产生断裂效应。这些已经完成数字化的产业包括办公设备、电信行业、摄影行业、音乐行业、出版行业和电影行业。这种效应将不会局限在大型制造商中间;事实上,这些大企业应当未雨绸缪,因为这种即将实现的技术将会使中小企业甚至个人企业家深深受益。发布新颖的产品将会更加容易,成本更低。提供3D打印和其他有点类似于脸书的生产服务的社区已经在网上兴起——这是一种新的现象,可以称之为社会化生产

本报告接下来将要讨论的,以上所有变革的后果将会促成第三次工业革命。第一次工业革命始于18世纪晚期的英国,以纺织行业的机械化为标志。在其后的几十年里,使用机器而不是手工生产的生产方式扩展到世界各国。第二次工业革命始于20世界初的美国,以装配线为标志,将制造业领入大规模生产的时代。

随着制造业实现数字化,第三次工业革命正呼之欲出。由于采用了新材料,全新的生产工艺如3D打印,易用的机器人,以及在线制造协作服务的普及,制造业能在经济的前提下,生产更少量的产品、生产组织更加灵活,需要更少的劳动投入。生产方式像个轮子一样兜了个圈又回到了原点,从大规模生产方式又转到了更加个性化的生产方式。这一转变反过来将会把制造业的某些就业岗位带回发达国家,这些工作岗位一度被发达国家丢弃至新兴世界。


第三次工业革命与中国制造业升级
作 者:高煜 、曹大勇 2012年12月14日光明日报 

当今,全球正面临着以能源生态化、制造数字化为核心,以互联网和新材料、新能源相结合为特征的第三次工业革命。第三次工业革命的到来有其必然性,它是以化石能源的大量使用、大规模生产为特征的第二次工业革命后形成的产业发展模式不可持续的结果。2008年全球金融危机深刻地体现了这一点:危机的本质,不仅仅是虚拟经济与实体经济的关系出现了问题,更是需求拉动下,化石能源价格上涨,产品生产效率提升相对迟缓,消费和生产在不完善的金融推动下过度发展的结果。
    第三次工业革命下,发达国家和地区“再工业化”对中国制造业发展将产生重大影响。目前,中国制造业总体上是一种外资企业充当主体的“加工贸易型”的国际代工模式。第三次工业革命引发的发达国家和地区的“再工业化”,将对中国现有产业发展模式带来一系列变化,给中国制造业带来严峻挑战。
    第三次工业革命的发展,可能导致中国在国际产业分工中的地位更加低端化。现有研究表明,基于全球价值链的产品内分工的实质是以生产非一体化为形式的垂直分工,体现着国际产业分工的不平等性,而中国正处于全球价值链中低技术、低盈利、非主导的低端环节。发达国家和地区的“再工业化”,其实质是对制造业价值链和产业链的重组,重点是强化自身的高附加值环节,这必将导致中国产业分工地位更加低端化。
    第三次工业革命的发展,可能导致中国企业技术创新动力更加不足。虽然竞争效应理论和国内研究都证实了FDI对中国企业创新动力的抑制作用,但是,发达国家和地区高端制造业FDI的回流,只会进一步增强而不是降低高端制造业市场的竞争效应,因而,中国企业创新动力并不会因此获得提升。已有研究表明,即使FDI促进了中国企业的技术能力,也并不一定提高其技术创新能力。其主要原因在于,跨国公司更快的技术进步会加大技术差距,追随发达国家技术的发展路径,会限制中国企业技术创新的空间,或者导致核心技术被跨国公司控制。在这种情况下,高端领域FDI的进一步减少必将减少中国企业技术进步和创新的机会。
    第三次工业革命的发展,可能导致中国制造业升级的难度加大。现有研究表明,以低端模式参与俘获型全球价值链的中国企业,在纵向压榨下难以获得升级的主动性。同时,外资主导的分工网络的封闭性避免了关键知识的溢出,使得在主导企业升级的同时,中国企业并不能同时获得升级。这一切将随着发达国家和地区“再工业化”进一步得以强化,中国企业在价值链低端的锁定效应将进一步强化。因此,“再工业化”的实质是发达国家和地区应对第三次工业革命和制造业数字化趋势,以价值链和产业链动态重组为途径,提升自身产业竞争优势,这对于中国制造业将带来分工低端化,技术低级化,低端锁定化等严峻挑战。
    面对发达国家和地区“再工业化”的一系列严峻挑战,实现第三次工业革命下的产业升级是中国制造业的必然选择。在第二次工业革命发展模式下,产业升级的涵义被波特总结为产品升级、效率提升与活动转换,在全球价值链理论中则具体化为工艺流程升级、产品升级、功能升级和链条升级。然而在第三次工业革命中,中国制造业的产业升级有着更加全新的内涵和更高要求。
    一般认为,在第二次工业革命发展模式下,发达国家产业竞争优势在于技术创新,但在第三次工业革命中,发达国家的产业竞争优势则是建立在持续技术创新、管理创新基础上,以价值链、产业链动态重组与治理能力为核心的一体化竞争优势。这一竞争优势的本质仍是垄断优势,但其涵义发生了根本性变化,由对市场的垄断转化为对价值链、产业链的垄断,由产量、成本方面的优势转化为创新优势和价值链、产业链治理优势。总体来看,中国制造业与发达国家差距的本质,不仅仅是技术、管理、市场、标准等方面的单一差距,而是上述差距有机合成的组合差距。因此,第三次工业革命中,中国制造业产业升级的新内涵体现在:以持续技术创新、管理创新为基础,构建以价值链、产业链动态重组与治理的核心能力为内容的竞争优势。为此,中国必须实施全新的产业升级对策。在企业层面,应当在培养持续创新能力的基础上,进一步构建价值链、产业链治理能力,具体包括在国际代工中提升本土企业技术实力、创新水平、交货能力和生产规模;采取合资、收购兼并、资产重组等措施,构建存量FDI的低端退出渠道和本土企业高端嵌入渠道;嵌入全球R&D体系等。在产业层面,应当实现生产者服务业与制造业协调、融合发展,重点建设知识管理与创新管理、市场分析与产品创新、信息科技与电子商务、品牌经营与客户服务、营销渠道开发与现代物流管理等领域。在政府层面,应当实现产业政策根本转型,政策目标由创新推动向持续创新能力构建转变,由“选择赢家”向“匹配赢家”转变,具体包括加大研发投入,改进教育,推动信息基础设施建设,推动高级生产要素相匹配等。
作者為西北大学经济管理学院教授


作者:[]杰里米·里夫金 (Jeremy Rifkin) 
出版社:中信出版社
出版时间:2012-06
在这本书中,作者为我们描绘了一个宏伟的蓝图:数亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源,并在能源互联网上与大家分享,这就好像现在我们在网上发布、分享消息一样。能源民主化将从根本上重塑人际关系,它将影响我们如何做生意,如何管理社会,如何教育子女和如何生活。
我们正处于第二次工业革命和石油世纪的最后阶段。这是一个令人难以接受的严峻现实,因为这一现实将迫使人类迅速过渡到一个全新的能源体制和工业模式。否则,人类文明就有消失的危险。
作者敏锐地发现,历史上数次重大的经济革命都是在新的通讯技术和新的能源系统结合之际发生的。新的通讯技术和新的能源系统结合将再次出现——互联网技术和可再生能源将结合起来,将为第三次工业革命创造强大的新基础设施。
第一次工业革命使19世纪的世界发生了翻天覆地的变化;第二次工业革命为20世纪的人们开创了新世界;第三次工业革命同样也将在21世纪从根本上改变人们的生活和工作。
我们即将步入一个后碳时代。人类能否可持续发展,能否避免灾难性的气候变化,第三次工业革命将是未来的希望。点击阅读

第三次工业革命的缘起及展望

作 者:2012年7月9日浙江日报

今年以来,第三次工业革命正在成为一个热词。2月,著名趋势学家、美国宾夕法尼亚大学教授杰里米·里夫金的新著《第三次工业革命——新经济模式如何改变世界》在法国出版,一石激起千层浪;4月,英国知名媒体《经济学人》给予高度关注,《人类已经进入第三次工业革命时代》的标题赫然醒目;6月,中国媒体以翻译出版、编译刊登、转载外媒报道和独家专访等形式,以期深度宣传第三次工业革命的背景、特征、趋势、风险与机遇。

  第三次工业革命的概念之所以会受到越来越多的人的关注,是因为第二次工业革命正在进入尾声,就像日落一样。里夫金说,我们目前面临全球性的经济危机,其原因是以化石燃料以及相关技术为基础的第二次工业革命已经日薄西山,无法再支撑世界经济的发展。这是因为相关技术已经日渐落后,而以此为基础的工业生产也越来越没有效率。

  在接受中国媒体专访时,里夫金特意给第三次工业革命进行了一番定义。他认为,参考已经被各界广泛认知的前两次工业革命的情况,所谓工业革命,必须包含三大要素:新能源技术的出现、新通讯技术的出现以及新能源和新通讯技术的融合。当新的能源、通讯技术出现、使用和不断融合时,将极大地改变人类的生产方式,进而改变人类的生活方式。因此,第三次工业革命就是目前新兴的可再生能源技术和互联网技术的出现、使用和不断融合后,将带给人类生产方式以及生活方式的再次巨大改变。

  在《第三次工业革命》一书中,里夫金反复强调,要实现第三次工业革命,五大支柱缺一不可:一是能源本身,即向可再生能源转型,是新能源技术以及新能源技术和新通讯技术融合的基础;二是能源的生产方式,即将每一大洲的建筑转化为微型发电厂,以便就地收集可再生能源;三是能源的储存形式,在每一栋建筑物以及基础设施中使用氢气和其他储存技术,以存储间歇式能源;四是能源的分享机制,利用能源互联网技术将每一大洲的电力网转化为能源共享网络,这一共享网络的工作原理类似于互联网;五是如何更加有效地利用新能源,将运输工具转向插电式以及燃料电池动力车,这种电动车所需的电可以通过洲际间的共享电网平台进行买卖,而这种方式也会极大地促进新能源的推广。

  这些阐述并非纸上谈兵,正如建筑业圆桌会议主席马克·卡索所说,为了全球经济能过渡到更可持续的未来,杰里米·里夫金的第三次工业革命提出了一个视角全面、现实可行、技术可靠、市场驱动的模式。他富有远见的分散式资本主义模式在设计和建筑业的领袖们中间奏响了最强音。这些领袖们肩负着把第三次工业革命的理论与希望变成现实的重担。

  欧洲正计划在2020年前,由可再生能源提供20%的电力,到2030年,30%的电力将来源于绿色能源。而一项令人振奋的研究显示,太阳光线一小时的照射所产生的能量足以支撑全球经济运行一年。如果这些能源能够得到有效利用,那么新能源毫无疑问将成为摆脱21世纪以来经济危机的一大基础。

芮明杰:第三次工业革命的起源、实质与启示
作 者:芮明杰  新华文摘2012年第22期
本文为作者在复旦大学的讲演稿


第三次工业革命的提出
  《经济学人》今年4月发表《第三次工业革命:制造业与创新》的专题报道,描述了目前正在发生的由技术引领的制造业的深刻变化。而美国著名未来学者杰里米·里夫金(Rifkin)的著作《第三次工业革命》的出版,也论述了由互联网与再生性能源融合导引的新一轮工业革命,引发广泛关注。
  其实,早在20世纪70年代初,美国就开始探讨第三次工业革命。一些学者较早分析了其对员工、收入和研发等微观层面的影响。赫尔夫戈特(Helfgott)分析了新技术对工人在企业中地位的影响。他认为,正风靡美国产业的新技术,推动着工作场所的转型,团队中的工人变得更加重要和自治,身负更多责任。格林伍德(Creenwood)认为,从20世纪70年代初开始,信息技术的发展推动着经济体系进入第三次工业革命,而信息技术的快速变革会在初期降低生产率,扩大收入差距。莫维利(Mowery)分析这场革命对产业研发结构带来的影响,他认为自1985年起,美国的产业研发结构由大企业主导的封闭式创新走向了以中小企业为主的开放式创新,非制造业企业成为研发投资的重要来源。
  然而,“第三次工业革命”概念的真正兴起和全球化传播,则与全球可持续发展面临的压力息息相关。具体来说:一是至20世纪80年代,石油和其他化石能源的日渐枯竭,及随之而来的全球气候变化给人类的持续生存带来了危机。二是化石燃料驱动的原有工业经济模式,不再能支撑全球的可持续发展,需要寻求一种使人类进入“后碳”时代的新模式。三是欧盟的推动和媒体的传播。2000年起,欧盟就开始积极推行大幅减少碳足迹的政策,以加速向可持续发展时代的转型。未来学家里夫金全面分析了第三次工业革命的全球性影响,他提出互联网、绿色电力和3D打印技术正引导资本主义进入可持续、分布式发展的第三次工业革命时代。
  目前来看,比较有代表性的关于第三次工业革命的论述有两种,一种以杰里米·里夫金为代表,一种以保罗·麦基里(Markillie,《经济学家》编辑)为代表。
  杰里米?里夫金对第三次工业革命有比较长期的研究。他认为,所谓第三次工业革命就是能源互联网与再生性能源结合导致人类生产生活、社会经济的重大变革。第三次工业革命已经开始,而且迫在眉睫。它有五大支柱:1.向可再生能源转型;2.将每一大洲的建筑转化为微型发电厂,以便就地收集可再生能源;3.在每一栋建筑物以及基础设施中使用氢和其他存储技术,以存储间歇式能源;4.利用互联网技术将每大洲的电力网转化为能源共享网络,调剂余缺,合理配置使用;5.运输工具转向插电式以及燃料电池动力车,所需电源来自上述电网。
  保罗·麦基里长期关注制造业技术和数字制造的发展。他认为,第三次工业革命这一数字化革命,将带来制造模式的重大变革,大规模流水线制造从此终结,人们可以完全按照自己的意愿来设计。第三次工业革命甚至还可能带来反城市化浪潮,取代城市化生活的将是一种分散、自给自足的(农村)生活方式。
  归纳起来,第三次工业革命有以上两种路径,它们各有特点,但殊途同归,即人类目前的生产生活方式需要根本性的变革。
第三次工业革命的本质
  以3D打印为例,这种新型数字制造技术,可能会导致一种新的高智能数字制造装备产业的形成。我们今天想要生产一个不锈钢杯子,或需要模具,整体浇注而成,或剪切钢板延压而成。3D打印机也可以生产杯子,但它是在微电脑控制下进行一层层“打印”,把材料堆积起来形成的,这里有材料的创新,也有包括黏合在内的整个制造技术的创新。它的意义在于,所谓的打印总是被一个电脑所控制,人们可以用各种程序来规定打印的具体方式和步骤。相比生产大规模标准化产品的模具制造,3D打印可以在一定约束下随意生产制作个性化产品,可称之为大规模定制制造模式。
  从3D打印来看,大规模定制制造的好处在于:第一,完全适合消费者的个性化需求。3D打印是根据个人的不同需求随时在电脑上操作的,完全适应消费者个性化的需求偏好,可以使消费者对生活更满意,幸福指数更高。第二,节约了成本。3D打印没有铸造、裁剪等造成的边角料浪费,定制以后也不产生产品库存,可以在减少碳排放和原材料消耗的前提下,保持更高的生产效率。第三,3D打印的运用还会改变人们的交易方式。从前,消费者都是在店里挑选、购买已经生产好的商品,现在则可以根据各自的需求,在“打印店”定制,边生产边体验,及时获得自己喜欢的产品。
  我认为,新一轮工业革命即所谓第三次工业革命,实质就是以数字制造技术、互联网技术和再生性能源技术的重大创新与融合为代表,从而导致工业、产业乃至社会发生重大变革,这一过程不仅将推动一批新兴产业诞生与发展以替代已有产业,还将导致社会生产方式、制造模式甚至生产组织方式等方面的重要变革,最终使人类进入生态和谐、绿色低碳、可持续发展的社会。第三次工业革命具有五大特征:
  1.能源生产与使用革命。我们目前的经济与社会发展模式、生活消费方式所依赖的化石能源已经逐步进入枯竭期,需要在理念、技术、资源配置、消费习惯、社会组织等诸多方面转型以开发可替代的再生性能源,使人类社会可持续发展。这是第三次工业革命的核心之.,里夫金构想了这一变革。
  2.生产方式变革。现在的生产方式是大规模标准化、用机器生产机器的方式;新的生产方式,是以互联网为支撑的智能化大规模定制的方式,标志着个性化消费时代的到来。具体来说,第一,今天的互联网既是信息平台,又是交易和生产控制平台,当然它还是娱乐和社交平台;第二,智能化意味着智慧型计算机嵌入到制造设备中,从而使生产设备能够更陕地自我反应、计算判断、分析决策和操作;第三,过去,定制品数量非常兜但在数字化、智能化的制造条件下,个性化产品的大规模定制生产在技术上已经成为可能,甚至部分已成为现实。
  很显然,相比工业经济时代的生产模式,新的模式将有诸多优势:资源节约,原材料使用仅为传统生产方式的1/10,能源消耗也远低于化石能源时代;生产成本低,互联网信息的运用和自己动手生产,都降低了产品生产的成本;交易费用低,通过网络平台直接定制交易,交易费用几乎为零;流通费用低,分散生产、就地销售可以节约大量流通成本;消费者的满意度提高。
  3.制造模式变革。制造业主流制造模式从削减式转变为叠加式制造,这一变化本质上是制造业数字化带来的。削减式制造,先要铸造毛坯,切削加工,再做成零部件或产品;数字化叠加式制造则是快速成型,“打印”出来的。
  4.生产组织方式变革。我们现在的生产组织方式为“集中生产,全球分销”,先要盖厂房,从全世界采集原料,生产后再运送到各地销售,运输成本高,信息搜寻与交易成本都很大,浪费不少资源。新的生产组织方式则不一样,它叫做“分散生产,就地销售”,它不需要今天这样的工厂,只需要3D打印机就可以真正做到本地生产、本地销售。
  5.生活方式变革。消费的同时就是生产。购物在3D打印店里就能完成,这才是真正的体验式消费,边消费边生产。消费者也可以购买家用3D打印机,像从前那样自给自足,这就叫做反城市化。
第三次工业革命与“再工业化”
  20世纪80年代至今,世界制造业格局发生重大变化,一个主要特点是美国和欧洲经历了“去T、IV化”的过程,劳动力迅速从第一、第二产业向第三产业转移,制造业占本国GDP的比重和世界制造业总量的比重都持续走低;制造业向新兴工业化国家转移,发展中国家尤其是中国的制造业快速崛起,发达国家汽车、钢铁、消费类电子等以往具有优势的制造行业面临严峻挑战。
  世界制造业增加值从1980年的27900亿美元增加到2010年的102000亿美元。期间,美国制造业增加值从5840亿美元增加到18560亿美元,占世界制造业增加值的比重从20.93%降低到18.20%。德国制造业增加值从2490亿美元增加到6140亿美元,占世界制造业增加值的比重从8.91%降低到6.02%。法国制造业增加值从1400亿美元增加到2680亿美元,占世界制造业增加值的比重从5.02%降低到2.630/0。英国制造业增加值从1260亿美元增加到2310亿美元,占世界制造业增加值的比重从4.52%降低到2.26%。形成鲜明对比的是,中国制造业增加值从1330亿美元增加到19230亿美元,占世界制造业增加值的比重从4.78%增加到18.85%。过去几十年间,中国制造业经历了在规模上追赶和超过主要发达经济体的过程。1980年,中国制造业的增加值远低于美国和德国,与法国、英国相当;但1990年以来,中国制造业增长较快,制造业增加值先后超过德国、美国等世界制造业强国,2010年成为世界制造业第一大国。但中国还不是制造业强国,我们在高端制造技术比如数字制造技术方面与发达国家还有比较大的差距。
  从概念来说,《韦伯大词典》对“再工业化”的解释是:一种刺激经济增长的政策,特别是通过政府的帮助来实现旧工业部门的复兴和现代化,并鼓励新兴工业部门增长。从历史文献来看,“再工业化”概念最早源于20世纪80年代美国的社会学家艾米泰克,主要是针对美国在20世纪六七十年代所遭遇的经济问题——过度消费和投资不足损害了美国的生产能力。他认为,解决之道就是通过“再工业化”吸引大量投资,将新技术引入制造业,提高生产效率,恢复美国经济的增长。
  在全球经济今天正迈向第三次工业革命的背景下,网络经济与实体经济的相互融合日趋加深,生产能力的复苏与增长必然是奠基于新的生产方式之上,即以互联网为支撑的智能化大规模定制的生产方式。这是理解当前“再工业化”的关键。从“工业化”到“去工业化”再到“再工业化”这个循环的过程,表面上反映了从实体经济到服务经济再到实体经济的回归,实际上体现了服务经济真正服务实体经济的发展战略,符合经济形态螺旋式上升的发展规律。如果说“去工业化”去掉的是低附加值的加工制造环节,那么,“再工业化”实际上是对制造业产业链的重构,重点是对高附加值环节的再造。
  发达国家的“再工业化”战略必然会对全球产业尤其是制造业活动的空间分布,以及各国产业结构的调整产生影响。欧美发达国家意图通过、“再工业化”,解决四个问题:
  一是希望通过制造业数字化技术发展的领先,继续保持在制造业价值链上的高端位置和全球控制者的地位,解决服务业的虚拟化和金融化与实体经济发展脱节的问题,而这个脱节可能就是导致美国金融危机的导火线。
  二是通过“再工业化”推动欧美国家经济结构和产业结构的转型。特别在再生性能源开发、智能互联网发展方面,通过立法、政府资金投入补助等,使美国等过度依赖化石能源的经济体系、社会生活方式等发生根本改变。
  三是用新的数字信息技术、互联网技术对传统的劳动密集型制造业重新定义、整合发展,通过技术创新,改变传统制造业的制造模式,降低单位劳动成本,提高其在国际上的竞争力,同时提供大量就业机会。
  四是积极推动科技创新、技术创新,创造新的产业。我们知道,美国等发达国家的技术力量强,创新能力强。很多新兴的产业都首先源于欧美,继而领先全球,迅速产业化以后,再在全球市场上扩张。美国不仅善于创造新的产业,还善于创新商业模式,这可能成为“再工业化”的中坚力量。
第三次工业革命对上海未来发展的启示
  目前上海正处在产业结构调整的重要时期。有人认为,上海经过这么多年的工业化进程,现在开始进入后工业化时代即服务经济时代,应该大力发展现代服务经济,许多传统制造业应该淘汰转移出去。这就是“去工业化”的观点,是美国等发达国家已经走过的路。人家现在都纷纷“再T业化”,而不是单纯否定制造业,我们目前的产业结构调整、制造业转型方向与方式还是否可行,是不是要走新型工业化道路,显然需要认真研究。
  上海当然需要发展服务经济,包括生产性服务业,因为相对制造业的发展,上海生产性服务业的发展比较迟缓,甚至落后于制造业,这是上海产业体系和结构中存在的一个重要问题。但是,发展生产性服务业的目的,是为了促进制造业的转型升级。我们不应当仅仅为了引进发展一些战略性新兴产业,还是在过去的制造业生产方式里兜圈子而应该树立远大的目标,瞄准能够引领未来新一轮工业革命的生产方式。换句话说,我们要有能力判断出新的发展方向,率先在“第三次工业革命”中布局和投入,使我们在新工业技术革命中不至于被甩得太远。
  必须看到,上海在迈向第三次工业革命的过程中仍旧具备一定优势。上海的制造业基础厚实,近年来在数字制造技术方面也有长足进步;上海正在形成国际金融中心、航运中心、信息中心,资源配置正在走向全球;上海是长三角的人才高地,科技人才集聚;上海的城市管理水平在全国范围内也是比较高的。
  上海未来的发展显然不能回避第三次工业革命所涉及的变革,“创新驱动,转型发展”是上海发展的既定方针,需要从第三次工业革命的角度加以深化考虑。
  首先,上海未来的发展目标是可持续、生态和谐、绿色低碳的智慧城市。除可持续、生态和谐、绿色低碳的要求外,智慧城市的本质在于知识学习、知识管理与知识创新。智慧城市建设,不仅要考虑互联光网建设,还要进~步研究推进三网融合、智能电网建设的问题,考虑各单位内网与外网的互联互通问题,考虑人们的新型学习方式、便利知识创新等各方面的问题。
  面对新一轮工业革命,如何把公共创新服务体系建设成一个有机体系,尤其在信息文献共享方面,方便用户使用,提高产业创新、技术创新、商业模式创新的速度与效率,就成为一个关键问题。
  其次,上海应该建立面向未来、有国际竞争力的新型产业体系。面对新一轮产业革命,上海未来的产业体系应该是以先进数字制造业为基础,与金融、贸易、航运等现代生产服务业互相融合的产业体系。为了实现“率先加快转变经济发展方式,建设新型产业体系,进一步提升国际竞争力”的战略目标,上海就需要以“高端、高效”的目标特征作为产业发展的导向,在提升产业核心竞争力上求突破,而这首先需要客观、科学、前瞻地对产业进行评价,了解产业的特征。
  产业高端的内涵可以从以下三方面来理解:1.高级要素禀赋,指要素禀赋从传统的资源要素转到知识要素禀赋,而知识要素在企业中多体现为在核心技术和关键工艺环节中有较高的技术密集度;2.高的价值链位势,制造业价值链形如“微笑曲线”,高的价值链位势就是占据“微笑曲线”两端,而动态维持高价值链位势需要具有高的自主创新能力;3.高的价值链控制力,从在价值链上所处的环节位置判断,实质是对价值链关键环节—一核心技术专利研发或营销渠道、知名品牌等的控制力,高价值链控制力也意味着产业内部的高战略引领性。
  “产业高效”是指产业资源配置效率高,具有良好的经济和社会效益。产业高效的内涵也有以下三方面内容:1.高的产出效率,如单位面积土地产出效率、人均产出效率等;2.高的附加值,如利润率高、工业增加值率高、税收贡献大等;3.高的正向外部性。即产业与环境和谐友好,生产过程产生污染少、符合低碳经济要求,还有就是对就业的促进和产业链上其他企业的带动作用等。
  再次,上海应该在再生能源技术和数字高端制造技术与产业的发展方面有更大作为。这—方面是上海实体经济、制造业转型升级的需要,是我国工业强国的需要,另—方面也是国家与长三角区域科技创新发展与产业化的方向。在新能源技术与数字高端制造技术创新方面,上海是有发展基础的,有不少研究机构和企业,目前缺少的只是眼光高远、统帅全局的领导者、专心投入的组织者。我们在机制上还需要进一步改革创新。
  最后,进一步深化教育制度改革,培养精通计算机、数字技术与制造业的复合人才。人才培养是面对第三次工业革命挑战的另一关键。教育分普通教育和职业教育两部分。美国的普通教育很强,尤其是大学教育优势明显,不过它的职业教育没有德国好。德国制造精良的原因就在于它有庞大的熟练技术工和工程师队伍。职业教育发展不好,制造业升级也会成问题。同时,我们还要继续推动产学研合作,最大限度使用好人才资源。






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