3D打印塑造全球竞争新格局
图：德国罗伯特·博世有限公司的“开放核心工程系统”。工程师可轻松通过平板电脑等方式直接进入机器“内核”，改写机器运转的程序。这种软硬件集成的方式在工业界是首次，将使同一台机器变化出许多种功能。
罗伯特·博世有限公司提供
图：日本佳能公司的细胞式生产车间，多个独立的制造生产线根据生产的产品、环境和人员的不同，配置不同的顺序进行生产。
图：德国人工智能研究中心教授齐尔克在演示他主持研发的智能工厂生产线系统。该自动化生产线的每一个环节彼此都能“对话”，从而实现个性化加工每一件原料，并能够智能化处理生产中出现的问题。
本报记者 管克江摄
图：美国Tesla电动汽车的智能化生产车间。
20世纪70年代以来，随着信息通信、生物电子、纳米等新技术、新材料、新能源的迅速发展和推广应用，人工智能、数字制造、工业机器人、3D打印等现代制造技术不断突破，市场逐步成熟，加之2008年金融危机以后主要工业化国家推出一系列旨在振兴制造业的战略举措，使全球工业发展模式正发生着巨大的变革，世界正处在“第三次工业革命”的导入期
具体内涵
如何界定和划分存在歧义，但趋势已经确立并正快速发展，将对产业组织形态、企业竞争战略和组织结构提出新的变革要求
目前，国内外学术界和政府部门普遍认为人类正步入新一轮的技术经济周期，但就具体界定和划分却并未达成共识。英国皇家工程院生物医学与生物工程学部主席凯特尼院士认为，以系统生物学与合成生物学耦合为核心的生物技术突破正在酝酿人类的“第三次工业革命”；欧盟未来学家里夫金认为，正在发展中的“第三次工业革命”是基于互联网的通信技术和可再生能源系统融合发展的结果；而美国麻省理工学院的布朗尼杰弗森教授则认为，人类正在经历由数字技术进步所驱动的“第二次机械时代”。
不管学界如何争论，新工业革命的趋势已经确立并正快速发展。但是，这场变革所涉及的多数关键技术仍在进行探索性研究，尚未进入大规模应用阶段。而且，与这些技术相适应的主导商业形态和配套制度还不成熟，也仍然处于多样化的探索阶段。如果将一个完整的技术经济周期划分为“导入”和“拓展”两个阶段，那么我们判断，目前人类正处于“第三次工业革命”的导入期。
“第三次工业革命”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，不仅实现生产成本的大幅下降，而且实现产品功能多样性和产品性能的大幅提升、新产品开发周期的显著缩短以及产能灵活性的明显改善，从而最终实现企业运营的全面优化变革。
在“第三次工业革命”背景下，复杂的制造技术系统将促使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，平台技术和平台型企业在产业生态中的主导性作用将日益突出。企业竞争战略的重点既不是形成足够大的规模，也不仅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。为了更好地适应个性化和社会化的生产方式，企业的组织结构必须进一步扁平化，企业的所有权和控制权必然由公司的顶层决策系统向更接近市场的知识型员工下沉。
战略准备
为了占得先机，充分利用新工业革命的机遇，发达国家都在进行战略准备，推出各种变革，努力重塑在全球制造业的领先地位
美国 努力实现四个方面的战略目标
第一，大力推动创新成果的产业化：一方面，政府一再降低创业企业上市门槛，促使大批实验室技术实现商业化；另一方面，政府推动新产品的应用示范工程，利用美国国内高端消费群体抢先实现市场增长，使美国成为最早享受到工业革命成果的国家。
第二，提高能够主导未来产业竞争的人才潜力：通过移民政策改革，美国希望吸引全球高端人才，从而在国内形成满足“第三次工业革命”要求的下一代的创新者、研究者和技能工人群体，从而获得持续的竞争力。
第三，通过智能创新和智能制造提高制造业生产率。为了冲抵高昂的人力成本，美国加强信息技术高性能电脑在技术创新上的应用，同时创造和推广适合本国人力资源特点的先进制造业集群网络和智能工厂生态系统。
第四，建设以分布能源系统、物联网、下一代互联网为代表的全新的工业基础设施体系。在政府资助下，美国各州都在开发和部署具有智能性、可持续性、灵活性的能源、交通、生产和信息基础设施，这些设施是“第三次工业革命”催生新产业、新业态的基础，也有助于美国制造业降低配套成本，形成快速响应能力。
日本 规模编制技术战略图
首先，政府加大了开发企业3D打印机等尖端技术的财政投入。2014年，经济产业省继续把3D打印机列为优先政策扶持对象，计划当年投资45亿日元，实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目，开发世界最高水平的金属粉末造型用3D打印机。其次，快速更新制造技术，提高产品制造竞争力。近年日本制造业出现了三个新现象。一是采用“小生产线”的企业增多：本田公司通过采取新技术减少喷漆次数、减少热处理工序等措施把生产线缩短了40%，并通过改变车身结构设计把焊接生产线由18道工序减少为9道，建成了世界最短的高端车型生产线；二是采用小型设备的企业增多：日本电装公司对铝压铸件的生产设备、工艺进行改革，使得铸造线生产成本降低了30%，设备面积减少80%，能源消费量降低50%；三是通过机器人、无人搬运机、无人工厂、“细胞生产方式”等突破成本瓶颈：佳能公司从“细胞生产方式”到“机械细胞方式”，再到世界首个数码照相机无人工厂，大幅度地提高了成本竞争力。
德国 推出“工业4.0”战略
德国“工业4.0”战略的根本目标是通过构建智能生产网络，推动德国的工业生产制造进一步由自动化向智能化和网络化方向升级，包括基于“数字—物理系统”的智能工厂的建设，以及生产制造单元与企业的采购、营销、研发等各个价值链环节，同时与不同企业间的互联构成更大的、更高层次的智能生产网络，是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，旨在通过现代制造技术的突破和应用，进一步发挥德国在产品创新、信息技术、高端装备和复杂工艺管理等领域的优势，从而维持和巩固其在全球制造业的领先地位。
通过实施“工业4.0”战略，德国工业企业既可以满足消费者高度个性化的需求，也能够对变化的市场需求和原材料供应变动做出及时的反应和调整。更重要的是，现代生产制造方式能够将员工从过去程序化的工作中进一步解放出来，从而将更多的精力投入到更具创造性的工作中。
依托西门子、博世等掌握先进制造技术的企业，“工业4.0”战略将最终推进先进制造技术标准的形成，提升复杂系统管理能力，加快高效、安全的信息网络建设，促进员工终身学习机制的形成等等。
积极应对
“第三次工业革命”可能会抑制后发国家的产业赶超。对我国来说，只要能形成独特的制造技术和制造业升级路径，完全可能成为赢家
“第三次工业革命”不仅会削弱发展中国家的低成本比较优势，而且有利于发达国家形成新的竞争优势。通过发展现代装备制造业控制产业制高点，发达国家可以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，通过装备新兴产业来强化新兴技术的工程化和产业化能力。同时，其在高端服务业的领先优势也可能被进一步强化。
因此，后发国家的产业赶超将面临来自发达国家的全方位抑制。如果后发国家不能充分利用现代制造技术创造的技术和市场机会，“第三次工业革命”将使不利于发展中国家的“中心—外围”世界分工体系被进一步固化。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。
“第三次工业革命”可能对中国制造业带来冲击，中国的比较成本优势可能会加速弱化。从综合竞争绩效角度看，“第三次工业革命”对中国工业可能产生的负面影响更在于国外企业可以通过利用先进制造技术在维持“可接受成本”的基础上，针对快速变化的市场需求，提供较中国产品种类更丰富、功能更齐全、性能更稳定、使用更人性化、环境更友好的产品。“第三次工业革命”本质是人机关系的深刻变化，这种变化大大增加了对知识和技能的需求。而与先进制造技术相适应的知识和技能的形成和积累，恰恰是中国这样的发展中国家遇到的最大挑战。
与此同时，中国工业也面临机会。首先，“第三次工业革命”为中国工业发展创造了新的增长机会。“第三次工业革命”不仅会导致工业机器人、3D打印机等新的制造系统和生产设备产业的发展，这些产业还会带动信息产业、新材料产业以及工业设计等生产性服务业的增长，即通过创造新的产业部门，为中国在全球进入新一轮经济衰退期时培育发展战略性新兴产业、寻找新的增长点提供方向和机会。其次，先进制造技术终归是在工厂和制造环节的应用，中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。只要有危机意识和战略认识，充分利用中国的制造基础优势，调动广大企业技术突破和应用的积极性，形成中国独特的制造技术和制造业升级路径，中国完全有可能成为“第三次工业革命”的赢家。
为全面迎接“第三次工业革命”，我国的产业政策思路和措施应当适时调整。首先，要充分调动科研结构和企业的积极性，特别是重视通过高技术人才创业，加快先进制造技术的突破。其次，要改变目前产业政策“重研发、轻工艺”“重实验室、轻车间”的做法，遴选设备先进、现场管理工作扎实的工厂进行重点建设和投资，将这些“现代工厂”建设成为中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“现场实验室”，从而最终以点带面地推进中国制造水平的整体提升。最后，要加快针对“第三次工业革命”的高效能运算、工程数据库等科技基础设施的建设，加强对企业突破和应用现代制造技术的公共服务和保障能力。
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