随着全球经济一体化程度加深、 信息化时代的到来, 以及第三次工业革命序幕的拉开, 尤其是2008年席卷全球的金融危机的发生, 对全球经济政治格局都产生了重要影响, 使之发生了诸多新变化。 尤为重要的是, 正在如火如荼进行的第三次工业革命, 是继人类文明史上第一次蒸汽技术革命和第二次电力技术革命之后, 科技领域发生的又一次重大飞跃。 第三次科技革命以原子能、 电子计算机、 空间技术及生物工程等的发明和应用为主要标志, 是涉及信息技术、 新能源技术、 新材料技术、 生物技术、 空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。 它不仅极大地推动了人类社会经济、 政治、 文化领域的变革, 影响了人类生活方式和思维方式, 更加剧了西方发达国家与发展中国家之间的不平衡, 促使许多国家地位都发生了新变化, 促进了全世界范围内社会生产关系的变化。[1]第三次工业革命既涉及使能技术、 生产工具、 制造系统和工业物联网等不同层次技术簇群的涌现和扩散, 也涉及人力资本结构、 生产组织方式和产业组织结构等经济制度要素的深刻变革, 是一个技术经济范式协同演化的过程。[2]在新工业革命促发的新的经济社会历史背景下, 不仅要从技术过程的角度来理解现状, 更应该进一步从与这一技术过程相适应并不断与其相互作用的制度过程的角度进行探析, 并根据其技术经济特征与政策含义, 研究探索和调整相应的产业政策战略。
一是新工业革命呈现的新技术结构特征, 对相应产业政策的制定与实施提供新视角与新要求。 很多对第三次工业革命开展的研究中, 多从生产制造的角度切入, 其常见的不足在于, 研究多将视野局限于3D打印、 工业机器人、 虚拟制造等少数领域, 这些领域虽然具有里程碑意义, 然而仍显视野不够宽广。 举例来说,2014年4月刊载于英国 《经济学人》 杂志上的专题报告, 就将机器人和3D打印技术的快速突破与应用, 等同于第三次工业革命, 如今明显看上去有些以偏概全。 因为, 仅仅从关键技术的角度, 去理解新工业革命, 显然没有把握住这次工业革对技术和经济过程所带来的深远影响的本质, 将极有可能误导相应的产业政策与战略。 按照克里斯·弗里曼等 (2007) 的观点, 产业革命是一个由大量相互作用的技术组成的技术簇群 (constellations) 的涌现和扩散过程[3], 因此准确理解新工业革命的技术特征, 就要把一系列新兴的智能化、 数字化、 网络化制造技术创新和扩散过程纳入考量范围。 从技术的本质为既有知识的新组合这个认知出发, 贺俊等 (2015) 将第三次工业革命所涉及的技术系统分为相互关联的四个层次: 底层的使能技术、 生产制造设备与工具、 生产制造系统、 顶层工业物联网。 其中, 以信息技术、 新材料技术及生物技术等通用技术为核心的 “底层技术”, 或说是 “使能技术”, 其本身不属于生产制造范畴。 但这些技术领域的新突破, 使得新的生产制造设备或系统领域的技术突破及大规模产业化成为可能。 例如, 尽管3D打印与工业机器人都是20世纪就已经出现的新技术, 但由于近年来信息存储与传输成本的大幅下降, 以及以此为依托的传感技术和大数据技术发展共同驱动的信息处理能力的大幅改善, 都使得其生产设备的应用价值与生产效率大幅度提升。 并且, 激光技术与金属新材料技术的出现与应用, 根本性地提升了3D打印机的生产效率, 从而使得3D打印技术从仅限于实验室产品原型制造这种狭隘的应用领域, 逐步扩展到骨骼打印、 精密零部件打印等诸多工业领域。 第二个层次的技术是以数字制造、 人工智能、 工业机器人等技术为代表的新兴生产制造装备或工具。 这些工具与设备的应用, 直接改变了生产制造方式, 极大地提高了相关领域的生产效率, 大幅降低了个性化制造的生产成本, 全方位实现产品功能、 性能、 开发周期的综合优化。 可以说, 第二层次技术对工业的影响, 取决于技术本身的先进性。 第三层次的技术, 包括应用和集成了上述两种技术的规模化生产系统、 柔性制造系统、 可重构生产系统等现代生产制造系统。 如果说上一次层次的技术是 “设备” 层面, 第三层次则是 “生产线” “工厂” 层面的, 这些技术最终决定了生产设备及其与人和组织之间的界面、 组合方式。 可以这样理解, 生产系统层面的技术对工业运营效率的影响, 不仅仅取决于技术本身, 更取决于与其相互补的人的技能与知识层次, 以及生产组织管理构架与产业组织结构的有效性。 第四层次的技术是顶层的工业物联网。 德国 “工业4.0” 计划所强调的, 正是以工业物联网为核心的 “数字物理系统 (Cyber-Physical System)”。 该系统通过系统化的网络, 将原来自动化的元器件、 工业以太网及数据分析建模仿真等技术进行高层次整合。 从本质上来说, 工业物联网是生产制造的数字化和智能化, 包括通过在生产设备和生产线中嵌入智能系统来提高生产的智能化, 也包括实现设备的互联互通, 进而生成、 存储和分析大数据以提高生产柔性与效率; 工业物联网通过生产系统之间, 以及生产与能源、 交通、 消费等经济系统之间的互联互通, 实现超越原来工厂层次的、广达更大经济系统层次的资源优化配置。
概括来讲, 第三次工业革命的四个技术层次分别是: 外围的使能技术、 内部的设备工具层面、 工厂层面及物联网层面。 这四个层面技术的协同配合与相互作用, 从技术簇群意义上, 而不是个别关键技术视角, 全面展示了新工业革命的技术结构性与层次性, 其刻画的技术结构特征, 对产业政策具有重要含义。 首先, 科技政策的目标, 应当从简单地占领个别技术制高点, 转为促进形成独特的系统性技术优势。 新工业革命, 是以上述提到的四个层面技术相互协同突破与应用为特征的。 在此背景下, 我国的技术与产业部署, 尤其是比照美、 日、 德等主要工业国家来看, 就不能仅仅停留在满足于工业机器人、3D打印等少数技术领域的突破, 更要协同推进大数据、 传感、 纳米新材料等技术领域的突破, 并强化智能化、 数字化、 网络化生产制造系统, 以及工业物联网等, 更高层面的战略部署。 自2008年金融危机以来, 综观主要发达国家, 如美国、 日本、德国等再工业化浪潮的现实, 尤其是从其制造业政策战略可以发现, 均充分体现了 “扬长补短” 的系统性产业政策特征。 在德国,以装备工业和信息应用优势为基础, 工业物联网得到重视与发展;在日本, 通过降低工业机器人与3D打印成本与提升其性能, 构筑新的装备工业优势; 在美国, 除了继续强化信息技术与新材料等通用技术优势, 还持续优化制造业宏观环境, 进一步为先进生产制造技术的创新和应用培育合适的土壤。 其次, 产业政策不应构建封闭和独立的创新体系, 而是应着眼于扩大开放并鼓励创新主体积极参与和融入全球创新体系中去。 对第一、 二次工业革命来说, 分别主要发生在英国、 美国。 两国所拥有的独特的技术、 产业与市场优势, 使得他们借两次工业革命之机, 分别构建了相对独立的技术创新体系与主导产业体系。 而随着全球化程度不断加深, 新的工业革命与前两次情况截然不同, 是在科技要素与产业要素基本实现全球自由流动的背景下进行的。 全球化意味着任何国家都不能妄想控制整个科技体系与创新生态体系中所有的关键技术与应用。 此时, 我国产业政策的导向, 也不应该是全面出击, 妄图搞大而全的创新体系; 而是应积极引导创新主体快速充分接入全球创新体系中, 深入获得、 利用并参与全球科技要素整合; 同时, 以自身要素禀赋为基础, 形成与其相适应的核心零部件优势与集成优势, 进而在新的全球创新体系中拥有一席之地, 并与其他顶级工业国家形成相互制衡与协作的竞争格局。 也就是说, 学界普遍反映的 “关键设备受制于人” “核心零部件严重依赖进口” 等貌似无解的难题背后, 很大程度上说明国内学界未能明晰企业 “知识” 边界与 “交易” 边界的自我设限思维。 在全球化背景下的创新系统内, 改变受制于人现状的关键, 是鼓励企业主动拥抱并融入全球创新体系, 加强与国际先进设备及零部件供应商的务实合作, 以各种形式参与到设备和零部件的概念设计与产品研发链条中去, 而不是耽于构建一个封闭的、大而全的独立的创新体系的幻想里。 再次, 充分利用有拉动 “动力部门” 与 “传导部门” 市场需求的诱导性产业政策, 同时重视供给性的科技政策。 按照Perez (1983) 给出的界定, 最初形成关键技术的产业, 是工业革命的动力部门, 而那些因为采用了动力部门的技术与产品, 从而获得快速发展的产业, 即为传导部门。 前两次工业革命的实践表明, 尽管动力部门是推动长期经济增长的根本动力所在, 但受制于动力部门自身规模非常有限, 它对经济增长的贡献主要是通过传导部门, 或者说是主导产业, 来间接实现的。 以第一次工业革命为例, 蒸汽机是其动力部门, 但纺织行业创造的市场需求则是其传导部门。 第二次工业革命当中, 使得大规模流水线得以涌现的通用机械是其动力部门, 而铁路、 汽车及化工等创造市场需求的部门则是其传导部门。 第三次工业革命与前两次情况不同,新工业革命呈现出了复杂的结构特征, 这种复杂之处决定了动力部门本身就构成了庞大的内部需求市场。 对于资本品所在产业而言,对拉动其技术突破与实现持续深入的技术改进具有决定性作用的,是下游的市场需求与投资。 这对于产业政策方向与作用机制是个重要提示: 一方面, 要鼓励底层技术与产品向上层产业挺进, 并努力实现推广应用, 以通过扩大下游市场容量, 来促进上游产业的专业化发展; 另一方面, 鼓励下游企业向上游产业延伸, 通过创业型的突破性进入, 将更加多样化的技术来源引入上游产业并为其创新所用。
二是新工业革命呈现新的经济结构特征, 为调整产业政策方向与作用机制提供新舞台。 从技术角度看, 新工业革命固然是一个技术不断创新与推广应用的过程, 但作用到经济实践领域, 就更体现为一个技术与经济发展相互适应、 相互作用的过程, 这就是技术经济协同性。 在微观企业层面, 由于相互适应的技术因素与非技术因素, 是在协同与相互作用中决定了企业竞争绩效的, 因此企业层面的技术经济协同性, 就主要体现在企业技术要素与管理组织等非技术要素之间的 “战略互补性”。 在宏观经济层面, 制度因素对技术因素是起助推放大还是阻碍掣肘作用, 就是技术经济协同性好与不好的关键所在。 通俗地说, 在新工业革命背景下, 全球主权国家与经济体之间, 对世界经济的领导权, 有可能借此实现更迭甚至逆转。 新工业革命必然对一国制度结构重塑提出更高要求, 也对一国内部各个经济子系统相互匹配、 对构建为关键技术提供更有效支撑的结构, 提出更高要求。
首先, 新工业革命使得就业结构发生深刻转变, 从操作型和技能型就业转向知识型就业。 单从生产工具层面来看, 第一次工业革命是通过机械化, 实现机器对产业工人简单劳动的替代; 第二次工业革命是通过使用基于可替换零部件的标准化生产线, 实现了复杂机器对产业工人复杂劳动的替代; 第三次工业革命则是通过智能化设备的大规模应用, 实现了智能机器对人的脑力劳动的替代。 与前两次工业革命引发的及其对人的体力劳动的简单替代有本质不同的是, 新工业革命中智能化与数字化生产的实现, 不但在一定程度上替代了人的脑力劳动, 而且更对人的技能与知识层次提出了更高要求。 究其原因, 在前两次工业革命中的大规模生产制造范式下, 人机之间的界面主要是标准化的机器硬件和具有相对标准化操作界面的软件, 机器用户更多在操作层面与机械进行协作, 而设计层面的知识则主要由设备或系统提供商来完成; 在新工业革命中出现的个性化、 智能化生产系统下, 机器用户不仅在操作层面与生产设备打交道, 更能直接参与产品设计与开发过程, 标准化了的仅仅是利用信息化工具进行产品设计、 开发的软件界面。 在生产和产品设计与开发趋于高度一体化的条件下, 机器用户不仅要具备复杂的操作技能与技术功底, 更要具备能够参与复杂的产品设计与开发的知识。在新工业革命对人的技能与知识结构提出更高要求的情况下, 一个必然的趋势是, 制造业对操作型和技能型产业工人的需求将逐步趋于下降, 而面向工程师与产品设计研发等的知识型岗位将快速增加。 因此, 新工业革命对劳动力知识技能结构的影响是革命性的,一方面, 高度自动化必然导致从事简单劳动的就业人员岗位越来越少; 另一方面, 智能化与数字化生产模式又创造出更多的高质量的工作机会。20世纪80年代自动化生产的实现, 对就业结构产生了重要影响, 这一实践为我们提供了重要证据: 自动化设备的广泛应用, 并没有如担忧得那样导致大规模失业, 因为工业自动化带动的投资增加与就业创造效应, 几乎完全抵消了资本深化对劳动产生的替代效应。 也就是说, 生产自动化为就业带来的主要影响是结构性的, 是技能型工人对操作型工人的替代。
上述新就业结构特征的出现, 对产业人才政策的启示在于, 要化解低成本劳动的 “诅咒”, 就要改变基于比较劳动成本优势而形成的对传统生产方式的过度依赖, 以及克服由此形成的对新工业革命的无所适从, 逐步摆脱因劳动密集型生产范式而产生的技术路线锁定的囚笼, 实现生产技术与人的全面创新发展。 可以借鉴美国、日本及德国等发达国家经验, 从产业人才政策上对新工业革命及人力资源进行战略部署, 逐步建立并完善终身学习制度, 进一步推广新的生产制造知识, 使我国工业从更高层次融入新工业革命进程中。
其次, 新工业革命使得公众制造和社会化创新成为可能、 成为趋势。 随着新的计算机辅助设计及虚拟社区等技术在普通大众中迅速扩展, 生产和创新这种原本只发生在某些工厂实验室与设计公司小范围内的创造活动, 逐渐走向桌面和家庭。 越来越多的人实现自我雇用式就业, 他们使用数字工具设计新产品、 制作模型样品, 同时在开源社区中分享个人设计作品, 或者将其知识产权出售给有意愿、 有能力将其进行产业化的个人或企业, 这就大大缩短了创意转化为发明再转化为商业化产品创新产品的过程。 在美国, 电子元器件供应商Spark-fun公司就是这种模式的典型代表, 该公司就利用客户社区进行开源创新, 大部分产品为开源硬件, 很多产品都是客户设计的, 公司与客户共享设计文件, 公司工程师负责对客户设计进行改进和集成。
社会化创新组织方式的蓬勃兴起与快速推广, 对一国创新环境提出更高要求: 一是需要有效的知识产权保护制度。 这是因为, 社会化创新的成果多为软件和产品设计图纸等中间技术成果, 它们本身并不是产业化的最终产品, 为保障这些技术成果快速转化成产品, 需要一个活跃的技术市场作为中间桥梁, 而有效的知识产权保护, 就是这个市场桥梁的制度基础。 这一形势变化, 对我国过去为促进技术吸收扩散而实行的相对宽松的知识产权保护制度提出严峻挑战, 旧的知识产权保护体系无法积极促进社会化创新的推广。 因此, 全面加强知识产权保护力度, 才能促进社会化创新与知识流动, 真正激发社会创新意愿和力量。 同时, 社会化创新的场所从企业实验室等转向了家庭和个人, 其隐蔽性与监管的困难程度都有很大提高, 由此也加大了技术创新对社会安全与环境影响的不确定性, 这也对法治建设与政府社会治理的理念与能力提出更高要求。
再次, 新工业革命使得企业的竞争行为发生深刻变革, 产业组织形态也将发生重大变革。 第三次工业革命的显著特征之一, 就是系统层面的高度集成性。 这种特性决定了新工业革命产生新的经济特征。 可重构生产系统、 无人生产车间等的出现, 使得智能化、 网络化生产系统诞生, 他们不仅表现为由大量生产设备、 生产模块及零部件组成, 更重要的是, 这些硬件通过接收、 存储、 处理、 优化与传输大量数据的系统软件相互集成, 使得网络化、 智能化了的生产系统呈现典型的复杂系统集成特征。 复杂系统集成具有重要的竞争政策意义, 为此需要先明晰组装和集成这两个概念。 按照技术集成的复杂程度, 一般将体现该技术的产品, 分为四种类型, 即组装产品、 零部件产品、 产品系统及复杂产品系统。 也就是说, “组装”比不得 “集成”, 组装是最低技术层次的集成创新。 相对而言, 集成的技术含量高就高在, 它针对复杂设备这整个系统的架构进行创新, 这种创新能力甚至还包括能够提供整体解决方案的企业对核心零部件的概念设计能力。 也就是说, 提供整体解决方案的企业自身可能并不直接生产这些零部件, 而组装则仅仅是对拥有标准接口的模块和零部件进行简单组装合成。
从生产组织角度看, 复杂系统集成多半依托基于柔性生产的大型工程项目, 组装则通过简单意义上的大规模流水线生产即可完成。 因此, 集成企业站位更高, 他们整合并利用全球价值链上的技术资源, 组装企业则沦为集成企业全球价值链的一个简单的组装环节。 显而易见的, 如果一国产业技术能力长期停留在组装功能性零部件, 而缺乏甚至不具备对全产品架构的核心设计能力, 又或者仅仅掌握少部分功能零部件的核心技术, 却没有掌握并整合整个创新网络的技术能力, 企业就将在集合创新系统中处于极为不利的位置。 目前, 我国大多数装备企业仍然主要处于组装环节, 尚未在技术壁垒更高的技术构架与核心模块或零部件与软件技术设计领域形成集成优势, 而集成优势正是本次工业革命技术竞争的焦点所在。表面上看, 新兴生产设备与系统的高度集成, 决定了最终的技术解决方案仅由少数大企业提供; 但实际上, 最终影响和决定整个生产制造系统性能与功能的主体因素有很多, 不仅包括提供整体解决方案的大企业, 更不能缺少大量处于技术创新网络中提供差异化零部件与软件应用的中小企业。 可以这样理解, 在新兴生产制造技术处于模块化程度仍然较低、 一体化程度较高的导入期, 在试验和开发过程中, 大企业与小企业的合作互动变得异常重要。 与钱德勒所描绘的第二次工业革命 “主要由大企业主导” 的产业过程不同, 第三次工业革命将是大企业与众多中小企业协同合作创新。 在这一过程中, 众多小企业及创业企业的功能, 不再局限于改进型创新, 他们也不再仅仅是细分市场的补充, 而是直接上升为突破性创新主体。
企业竞争行为与产业组织形态双双变革, 其对产业政策的启示在于, 在鼓励支持大企业向架构创新转变的同时, 不断优化整体创新环境, 并构建大中小企业协同配合的多元、 多层次创新体系, 将成为未来产业政策施政方向之一。 目前, 我国装备制造业的优势,主要集中在大规模生产及基于组装的本土化二次开发创新上。 长此以往, 我们将无法跟上新工业革命在技术领域的突飞猛进。 政府对大企业创新的扶持重点, 应尽快转向架构创新, 并提升大企业项目管理能力、 创新网络协调能力等, 真正提升大企业综合集成创新能力。 与此同时, 不断优化创新环境, 助力高技术企业创业创新, 重视鼓励中小企业在核心零部件和软件领域创新, 多方努力形成更适合新兴技术的多层次创新生态体系, 而不是一味走过去对大企业高度依赖的路不肯回头。 这就意味着, 产业科技政策应着眼于鼓励开拓新兴技术领域进行多样化探索, 而不能局限于任务导向型的大型科技工程项目。
[1] 人民教育出版社历史室: 《世界近现代史》, 河南: 人民教育出版社2006年6月第二版。
[2] 贺俊等: 《 “第三次工业革命” 的技术经济特征及其政策含义》, 中州学刊, 2015年第9期。
[3] [英] 克里斯·弗里曼等: 《光阴似箭: 从工业革命看信息革命》, 中国人民大学出版社2007年版。
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