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联合国工业发展组织:2020年工业发展报告——数字化时代的工业化概述(选节)

发布时间:2020-03-05 20:38:56点击量:


第四次工业革命带来的先进数字化制造技术的出现和扩散正在为制造业生产带来根本性变革,使得物理制造系统和数字化制造系统之间的界限日益模糊。机器人、人工智能、增材制造和数据分析带来前所未有的巨大机遇,有望加快制造业产业创新并提高生产中附加值的比重。

《2020年工业发展报告》主要阐释了关于第四次工业革命的争论,在当前技术范式转变的大背景下针对工业化的未来提出了新的分析和经验证据。

一种常见的说法是,机器人将取代工厂工人,因此,工业化不会创造和过去一样多的就业机会。第二种说法是发达国家将撤回之前外包的生产。第三种说法是在制造业中保持竞争力的技能和能力的最低门槛将会非常高,以至于大多数国家将被排除在下一阶段的制造业生产之外。本报告采用实证方法探讨了这些说法的正确性。

本报告的主要研究结果为:工业化仍然是成功发展的主要途径。工业化使各国能够获得和加强在新的技术范式中保持竞争力并取得成功的技能和能力。分析表明,制造业生产所采用的先进数字化制造技术为推动经济增长和人类福祉以及保护环境带来巨大潜力,有助于《2030年可持续发展议程》的实现。这尤其与可持续发展目标第九项目标——建设有抵御灾害能力的基础设施、促进具有包容性的可持续工业化,并推动创新——息息相关,而这一项目标正是联合国工业发展组织的核心使命。这些技术有助于提高工业生产过程的效率和生产力,而且有证据表明还有助于创造新的产业。

本报告还指出,尽管大量的工作将容易受到自动化的影响,但随着新技术在各国和各个行业之间扩散,仍可能在技术含量和知识含量更高的领域创造新产业和新的就业机会。本报告中的证据表明,只要考虑在价值链上的间接影响,全球制造业所使用的机器人数量的增加实际上将创造就业,而非破坏就业。证据表明,由于采用新技术导致的制造业从新兴经济体向工业化经济体回流这一现象并不普遍。研究结果表明,发展中国家的离岸生产恰好与制造业回流持平,从价值链的前向关联和后向关联来看,实际上创造了就业机会。

先进数字化制造技术对发展中国家的影响将最终取决于其应对政策。不存在一种“放之四海皆准”的政策战略使这些新技术促进包容与可持续工业发展。我们的2020年报告针对未来数年内将进一步深化的第四次工业革命指出了一些战略方针方向。以下三个领域值得特别关注:(1)形成框架条件,尤其是数字基础设施的框架条件,以接受新技术;(2)利用先进数字化制造技术促进需求并推动正在进行的计划;(3)加强必要的技能和研究能力。本报告举例说明了各国目前为解决这三个方面而实施的一些具体政策。

本报告得出的一项重要结论是,大多数国家尚未进入持续技术突破的时代。世界上大部分地区,主要是最不发达国家和其他低收入国家对先进数字化制造技术的大规模应用还远远不够。本报告在五个发展中国家收集的企业层面数据进一步证明了这一结论,所收集的数据表明,这些国家的制造业部门的显著特点是存在“技术孤岛”,少量数字化领先企业(如有)与大多数仍使用过时技术的公司并存。“落后经济体”高达70%的制造业部门依然在其制造业生产中采用模拟技术。

潜在有用技术扩散不足强化了对进一步加强全球伙伴关系以推动可持续发展的需求。必须更加努力调动并分享知识、专长、技术和财政资源,以确保实现《2030年可持续发展议程》不让任何一个人掉队的目标。低收入国家需要适当的数字基础设施和技能来充分利用第四次工业革命,避免进一步落后的风险。本报告表明,低收入国家参与制造业生产存在一系列优势,有利于加强工业能力并学习如何富有成效地利用这些技术。具有包容性和可持续性的持续经济增长对世界繁荣至关重要。

令我感到欣喜的是,本报告从一个新颖的维度分析了这些新技术和第四次工业革命,并重申了工业化作为发展的推动力的作用。包容与可持续工业发展将有助于建立充满活力、具备可持续性和创新性、以人为本的经济体,这是我们必须努力奋斗的目标,竭尽全力推动国际社会逐步实现《2030年可持续发展议程》。

在此,我谨向参与编制本报告的联合国工业发展组织工作人员团队和国际专家表示衷心的感谢。由衷期望本报告能够成为和第四次工业革命有关的国际发展讨论的参考文件。

李勇

联合国工业发展组织总干事

概述

数字化时代的工业化

先进数字化制造技术可推动包容与可持续工业发展及可持续发展目标的顺利实现

先进数字化制造技术——人工智能、大数据分析、云计算、物联网、先进机器人和增材制造等技术——的出现与扩散正从根本上改变制造业生产的性质,使物理制造系统与数字化制造系统之间的界限日渐模糊。在适当条件下,发展中国家采用这些技术可促进包容与可持续工业发展及可持续发展目标的顺利实现。

目前仅有少数经济体和企业创造并应用先进数字化制造技术

然而,由于大多数新兴经济体发展薄弱,先进数字化制造技术的创造与扩散目前仍集中在全球少数地区内。本报告显示,10大经济体——领先经济体——在与这些技术密切相关的所有全球专利和总出口额中分别占比90%和70%。第二梯队有40大经济体——追赶型经济体——积极致力于应用先进数字化制造技术,但其占比一般。世界其他经济体活跃度非常低(后发经济体),或者未能参与这些技术在全球的创造和应用(落后经济体)。

但是先进数字化制造技术带来奋起直追的新机会

虽然先进数字化制造技术能够带来奋起直追的新机会,但利用这些机会需要具备最低的工业能力基础。领先经济体、追赶型经济体、后发经济体和落后经济体等不同经济体在这些技术的创造和应用方面所扮演的角色与其平均工业能力呈明显的正相关性。对这些技术的参与度越高,该经济体的制造业增加值增长率也越高,二者呈现相关性,这主要归功于生产力的提高速度更快。积极应用先进数字化制造技术的发展中国家在就业方面还呈现正增长,这一点与普遍看法相左。

为何我们应该关注新技术?

这些技术可借助新产品与新工艺推动包容与可持续工业发展

新技术和包容与可持续工业发展

新技术是成功实现包容与可持续工业发展的核心。这些新技术可创造新产品,继而催生新兴产业。它们可促进生产效率的提高,从而降低价格并刺激大众市场的消费——或增加利润并对投资产生一系列潜在的后续影响(图1)。在适当的背景下,新技术还可以促进环境可持续性和社会包容性。

新技术催生新兴产业

新技术可实现产品创新,催生新兴产业——随之带来新的就业与收入机会。进而促进了工业化与社会包容性。这些创新技术——通过引入绿色制造——能够降低对环境的影响,因此它们还实现了工业生产过程中的环境可持续性。

工业竞争力最终取决于技术升级

此外,新技术还可以提高生产效率,这一点对保持和推动工业竞争力至关重要,通过这一方式能够增加制造业产值。在许多情况下,对新技术的合理应用需要获得来自各经济体其他部门的额外投入和服务,因此工业发展在工厂之外的乘数效应会日益增加。效率的大幅提高与减少单位产出的污染物排放量以及原材料和能源消耗密切相关,从而可以有效提高工业生产过程的环境可持续性。

“新技术是成功实现包容与可持续工业发展的核心

新技术将形成何种工业格局?

第一、第二和第三次工业革命分别由蒸汽机、电气化和计算机驱动

自第一次工业革命以来,一波又一波的技术进步浪潮推动了经济的发展。1760年至1840年间,蒸汽机的问世、简单作业的机械化以及铁路建设引发了第一次工业革命。从19世纪末到20世纪初,电力、流水生产线和大批量生产的出现引发了第二次工业革命。20世纪60年代,半导体和大型计算机的发展,以及个人计算机和互联网的出现是推动第三次工业革命出现的主动力。

而新一波技术浪潮将再次改写工业格局

最近的技术突破似乎正再次推动另一波技术浪潮的来袭,即我们通常所称的第四次工业革命。这一概念基于——数字化制造技术、纳米技术、生物技术和新材料等——各种新兴技术领域的日益融合及它们在生产中的互补性(图2)。在制造业生产中对这些技术的应用通常称作先进制造。以先进数字化制造技术为例,这些技术在制造业的应用便催生了智能制造生产系统——又被称为智能化工厂或工业4.0。智能制造意味着集成并控制这样的生产:传感器和设备通过数字网络相连,在人工智能的支持下在——所谓的信息物理系统(CPSs)——实现现实世界和虚拟世界的融合。转向智能制造生产的预计将会持久而显著地改写工业格局。

“先进数字化制造技术催生了智能制造生产系统

向先进数字化制造技术的演化转变

先进数字化制造技术源自传统工业生产

先进数字化制造技术是传统工业生产技术发展过程的最后一个阶段(图3)。实际上,很多先进数字化制造技术都源自与以往历次工业革命相同的工程和组织原理,与其说这是一场“革命性颠覆”,倒不如说这是一场“演化转变”。例如,自动化流程可追溯到第一次工业革命,而机器人的使用则至少可追溯到20世纪60年代(Andreoni和Anzolin,2019年)。

先进数字化制造硬件是传统与现代技术的完美融合

先进数字化制造技术的问世源于三个主要要素的结合——硬件、软件和互联性(图4)。硬件由现代工业机器人的工具、工装设备和配套设备,智能自动化系统以及协作机器人(与工人协作执行任务的机器人)和用于增材制造的3D打印机组成。这些硬件制造技术在很大程度上与之前第三次工业革命的制造技术类似。而使这些机器与众不同的是它们在执行生产任务时的互联性、灵活性和功能性。

“历次技术革命已将世界分为领先经济体和追赶型经济体

相比传统制造业,先进数字化制造互联是一个巨大转变

先进数字制造技术的技术互联由硬件中的传感器实现,通过为机器和工具配备执行器和传感器使之成为可能。一旦机器和工具能够感知生产过程和产品(部件、材料和功能属性),那么它们还可以通过工业物联网进行数据收集和传输。这类互联为从集中化生产到分散化生产的范式转变开辟了道路。

互联成就智能网络化系统

一旦大数据分析软件提高了制造技术的互联性,制造技术就会走向完全数字化,也就是说,工具能够几乎实时地处理海量数据。在计算机辅助制造、计算机集成制造和计算机辅助设计,以及第三次工业革命中信息通信技术发展的基础上,第四次工业革命中的软件发展为网络物理系统开辟了道路。这些智能网络化系统配备嵌入式传感器、处理器和执行器,能实时感知物理世界、与之交互并提供支持。

谁在创造先进数字化制造技术,谁在应用先进数字化制造技术?

较为集中的全球格局

工业革命催生两类经济体——领先经济体和追赶型经济体

根据各经济体在新兴技术的创造和应用方面的参与情况,历次技术革命已将世界分为领先经济体和追赶型经济体。然而,就很多技术而言,世界上的一些重要地区仍然被完全排除在正在进行的革命之外,它们仅在数十年之后,当这些技术变得足够廉价且能力差距缩小时才进入革命。在一场新革命的开端,所有国家,特别是那些仍在努力发展基本工业能力的国家均存在一个备受关注的问题,那就是各国将在多大程度上融入新兴技术领域。

“10大经济体占先进数字化制造技术全球专利族中91%的份额

顶级经济体最具先进数字化制造活力

如今,先进数字化制造领域的技术突破再次将世界划分为领先经济体、追赶型经济体和落后经济体。先进数字化制造技术的创造与扩散的一个显著特征是极端集中,尤其是专利申请和出口活动。专利申请和出口活动分布的平均水平显著高于中位数,只有少数几个国家高于这一水平。因此,世界大部分先进数字化制造技术活动集中在排名靠前的国家(高于平均水平的国家)。

10大领先经济体拥有90%的专利和70%的出口

仅仅这10个经济体在先进数字化制造技术方面的全球专利申请数量便高于平均市场份额[1]。根据其市场份额排序,这些经济体分别是美国、日本、德国、中国、中国台湾省、法国、瑞士、英国、韩国和荷兰(表1)。它们合计占全球专利族中91%的份额。在先进数字化制造技术领域,该类经济体在创造新技术方面领先于世界其他地区。它们不仅发明新技术,而且在全球市场上销售(和购买)应用这些技术的商品——它们的出口占全球出口总额的近70%,而进口占全球进口总额的46%。这些经济体是先进数字化制造技术的领跑者。


(原文下载)

联合国工业发展组织:2020年工业发展报告——数字化时代的工业化概述(选节)(图1)1-20030GJ51CM.pdf