三 新工业革命的技术经济特征

首先，“第三次工业革命”源于新兴制造技术和制造工具的突破，但“第三次工业革命”的技术内涵绝不仅限于3D打印、计算机模拟等个别制造技术和工具的新发展和新应用，而是一个内涵丰富的、多层次的制造技术系统的持续创新过程。“第三次工业革命”是一个“多维、立体”的生产制造技术体系概念。其底层是高效能运算、超级宽带、激光粘结、新材料等“通用技术”或“使能技术”（enabler technology），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，顶层则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。“技术系统观”对于准确理解“第三次工业革命”具有至少两个方面的重要启发。

一方面，“第三次工业革命”的发生和发展不是少数关键制造技术的突破，也不是对既有制造技术和设备的简单集成，而是基础技术、制造技术（或工具）和制造系统各个层次的技术内部以及不同技术层次之间交互融合、相互促发的群体性、系统性的突破过程。制造技术区别于产品技术的特点决定了，驱动这个过程的技术力量不仅体现为实验室的技术研发，更体现为底层技术在高层技术的应用，尤其是在工作现场的实践应用。

另一方面，虽然大规模生产和柔性制造并不是近年才出现的新的生产方式，但利用人工智能和数字制造等新兴制造技术和工具改造传统生产方式属于“第三次工业革命”的范畴。这不仅是因为传统生产方式与新兴制造技术的融合改变了传统生产方式的要素投入结构和生产绩效，更因为“第三次工业革命”虽然在一定程度上收缩了传统生产方式，尤其是大规模生产的适用范围，但大规模生产和大规模定制仍然在模块化架构和流程化技术范式的产品领域具有广阔的应用空间。因此，“第三次工业革命”不是“扼杀”和“替代”传统生产方式，而是“改造”和“增强”传统生产方式。将大规模生产等传统生产方式置于“第三次工业革命”之外，认为“第三次工业革命”就是个性化制造和大规模定制替代大规模生产的观点是错误的、危险的。相反，对于中国这样的以规模化制造为基础的制造业大国，利用新兴制造技术和工具对传统生产设备和制造系统进行改造和提升，不仅是参与“第三次工业革命”的主要方式，更是中国参与全球先进制造技术竞争的独特优势所在。

其次，“第三次工业革命”所涉及的各项制造技术不是并行发展的，不同技术的技术成熟度和产业化程度存在较大的差异。例如，由于信息技术的快速发展以及信息存储、传输和处理成本的大幅下降，主要基于信息技术的高效能运算和虚拟设计的应用领域近年来获得了快速的拓展。美国最大的50家制造业企业已经全部应用了高效能运算技术。福特汽车公司将高效能运算和计算机辅助工程定位于产品开发过程的基础性技术驱动力。卡特彼勒公司利用计算机辅助设计技术，将重型推土机的产品开发周期从原来的6～9个月缩短到不到1个月。德国和日本等工业强国也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力度。德国在斯图加特大学设立了专门的高效能运算中心，为德国的企业应用和学术研究提供高效能运算服务。在新材料技术和激光等基础技术进步的推动下，3D打印技术正由传统的日用消费品和教学实验设备向医疗器械、汽车、航空等新领域快速渗透，GE等医疗器械公司不仅用3D打印技术制造牙冠、膝盖骨骼和人造鼻等软组织，甚至开始结合生物结构分析的技术生产液体疫苗。法国飞机发动机制造商Snecma和GE全球研究中心合资成立的CFM国际，已经开始借助3D打印技术研制飞机用涡轮风扇发动机的关键零部件。工业机器人和人工智能不仅在传统大规模生产领域加速替代传统的机械生产和手工劳动，而且开始与新兴技术融合，加速战略性新兴技术的产业化进程。位于美国硅谷的Tesla公司利用工业机器人和人工智能生产的纯电动汽车Roadster，一次充电的续航里程已经可以达到393km。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，解决大规模定制系统无法很好解决的产品成本和产品多样性、产品性能之间的冲突，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。

“第三次工业革命”对于企业运营管理的含义，不仅仅限于通过机器对人的替代实现生产成本的大幅下降，而且通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合，实现生产成本、产品功能多样性、产品质量和性能、新产品开发周期和产能灵活性等运营绩效指标的综合优化和提升。

（1）产品功能多样性提高。全球化促进了消费者需求的多样性，传统的“细分市场”概念已经不能很好地刻画消费者的偏好差异，大规模定制正朝着更为极端的个性化定制方向发展。柔性制造系统通过生产多种类型的产品模块来丰富消费者的产品选择空间，而以可重构生产系统和3D打印为代表的新的制造系统，则通过制造系统自身的架构变化为消费者提供更加丰富的产品选择。

（2）产品质量和性能大幅提升。按照产业组织理论的定义，产品的质量可以分为“搜寻质量”和“经验质量”。前者指消费者通过观察即可以判断的产品质量，后者指消费者经过足够时间的使用后才能够辨别出的产品质量。搜寻质量的高低通常取决于制造流程中最后组装环节的水平，而经验质量则由整个生产过程的稳定性决定。现代制造技术系统不仅通过提升生产线的自动化程度最大限度地降低了各个生产环节的误差，而且通过引入在线产品检测工具实现了对生产误差和产品质量的全程监控。这种源于精益制造的质量管理方法通过过程控制（而不是事后检验）实现了对全部产品（而不仅仅是抽样产品）质量的保障。

（3）产能灵活性提高。在传统生产方式下，即便产量略超过设备的最大设计产能，也必须投资整条生产线才能满足超过最大产能的非计划需求。现代制造通过制造系统自身的模块化和制造设备与设计方案的兼容性，大大提高了生产系统的柔性，从而能够根据市场需求规模的变动动态调整产能。

（4）新产品生产周期进一步缩短。随着计算机辅助制造等产品开发技术的进步，新产品推出的速度不断加快。传统的大规模生产和大规模定制的制造系统都是针对特定模块或产品设计和工作的，它们充其量仅能满足产品在功能和结构方面的微小的改进或调整。而可重构制造系统则可以通过制造系统自身的调整，快速生产出结构和功能有显著改变，甚至突破性变革的新产品，因而大大提高了对市场的反应能力。可以看出，与大规模生产和柔性制造相比，现代制造技术和制造系统突出了市场快速反应、个性化需求和灵活产能等新的运营绩效维度。

同时“第三次工业革命”会对企业的组织管理结构提出新的要求，从而改变企业的市场竞争战略。工业发展的历史表明，每一次新的制造范式的出现都是特定的社会制度和经济因素发挥作用的产物；反过来新的制造范式又会改变经济要素的投入结构和组织方式，并对既有的制度和管理方式提出新的要求，从而推进微观企业管理模式、中观产业组织方式和宏观制度环境的变革。因此，制造范式的更迭不仅是制造技术的变革，更是与这些技术相适应的企业管理方式和社会制度基础的变革。与先进制造技术相适应的企业组织管理方式和社会制度政策环境，决定了先进制造技术在生产领域应用的广度和深度，同时与制造技术的先进性共同决定了新的制造技术能够在多大程度上转化为一国的产业竞争力。

20世纪初期由福特公司开创的流水线生产方式，使得企业可以通过扩大产能来降低成本。相应地，企业竞争战略的重点是，生产出功能和质量可接受的产品来满足“主导性”的消费需求；大规模生产与市场容量的扩张相结合，共同确立了大企业在产业组织形态方面的主导地位。而为了更好地发挥大企业基于规模经济和范围经济的竞争优势，职能型的组织管理结构、所有权与经营权相互分离的现代企业制度应运而生。20世纪70年代以后，由丰田公司不断发展和完善的精益制造方式，将制造企业市场竞争的焦点从成本转向了产品的多样性和性能，企业不仅要向市场提供成本足够低的产品，而且要以高质量的产品满足细分市场的差异化需求。

与新的竞争战略相适应，由大企业主导的整个供应链的密切合作为准时制造提供了产业组织保障；而与企业内部的精益制造相适应，组织内跨部门的积极协作、具有多元知识背景的员工参与的“重型项目组织方式”，以及终身雇佣、轮岗等有利于员工技能提升和积淀的工作安排，发挥了重要的作用。在“第三次工业革命”的背景下，复杂的制造技术系统使得产业组织结构由传统的大企业主导型和供应链主导型向产业生态型转变；企业竞争战略的重点既不是形成足够大的规模，也不是有效的供应链管理，而是如何在不断变化的动态环境中获得和保持动态能力，战略柔性相对于运营效率变得更加重要。对于产业生态系统中的平台型企业，其竞争战略由过去的产品战略向平台战略转变。平台战略的核心是，为所在的产业生态系统提供互补性的产品和服务创新，并与生态系统中的支持性企业形成积极的“正反馈”效应。那些能够对消费者需求做出更快反应的生态系统及其中的企业才能获得更强的生存能力。消费者在创新系统中的作用，不仅仅是购买产品，为创新者提供经济收益，而且是直接参与产品和服务的创新过程，成为积极的创新主体。例如，在以3D打印为代表的个性化制造系统中，消费者不再被动接受，或仅仅从企业给出的产品清单中选择自己喜好的产品，而是亲身参与产品的设计过程，并直接成为产品生产者。相应地，企业的组织结构必须进一步扁平化，从而更快地获得消费者的需求和技术信息。同时，为了把握不断变化的市场需求和新的技术机会，适应破坏性创新和公司内部创业的要求，企业的所有权和控制权由公司的董事会和管理层向更接近市场的创新单元“下沉”。