“自動(dòng)化”一詞最早是在1945 年提出的，當(dāng)時(shí)福特汽車公司的工程部門用它來描述其新型轉(zhuǎn)移機(jī)器的操作，這些轉(zhuǎn)移機(jī)器從車身壓力機(jī)上機(jī)械卸載沖壓件并將其放置在機(jī)床的前面。如今，它指的是由機(jī)器控制的任何生產(chǎn)過程，幾乎不需要或幾乎沒有操作員的輸入就可以以高度自動(dòng)化的方式進(jìn)行生產(chǎn)。有許多技術(shù)可以使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而機(jī)器人技術(shù)正變得越來越重要。雖然沒有“機(jī)器人”的確切定義，但該術(shù)語通常是指可以編程以執(zhí)行各種不同任務(wù)并與環(huán)境進(jìn)行某種程度的交互作用的物理機(jī)器。

機(jī)器人是提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵工具。迄今為止，大多數(shù)機(jī)器人的采用都發(fā)生在制造業(yè)中，機(jī)器人比人類更有效，更一致地執(zhí)行各種手動(dòng)任務(wù)。但是隨著不斷創(chuàng)新，機(jī)器人的使用正擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，從農(nóng)業(yè)到物流再到酒店業(yè)。機(jī)器人變得更便宜、更靈活、更自治，部分原因是通過整合人工智能，一些機(jī)器人代替了人工。其他機(jī)器人（與工作人員一起工作的“協(xié)作機(jī)器人”）對(duì)此起到了補(bǔ)充作用。隨著這一趨勢(shì)的繼續(xù)，機(jī)器人的采用將可能成為生產(chǎn)率增長(zhǎng)的關(guān)鍵決定因素，并有可能重塑全球供應(yīng)鏈。

下一波生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)于生產(chǎn)率的需求

機(jī)器人的采用可能會(huì)成為生產(chǎn)力增長(zhǎng)的關(guān)鍵決定因素，并有可能重塑全球供應(yīng)鏈。從1993年到2016年，機(jī)器人投資占經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國家人均GDP增長(zhǎng)的10%。Graetz和Michaels 發(fā)現(xiàn)，在2002年至2007年期間，機(jī)器人致密化技術(shù)在17個(gè)國家（地區(qū)）中使GDP 和勞動(dòng)生產(chǎn)率的年增長(zhǎng)率分別提高了約0.37% 和0.36%，占GDP 總增長(zhǎng)的10%，而預(yù)計(jì)的總貢獻(xiàn)為0.35%。他們隨后的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，從1993年到2016年，經(jīng)合組織國家對(duì)機(jī)器人的投資對(duì)人均GDP增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率為10%。同一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人密度每增加一個(gè)單位（研究定義為每百萬小時(shí)工作的機(jī)器人數(shù)量），勞動(dòng)生產(chǎn)率就會(huì)提高0.04%。就業(yè)研究所的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，從2004年到2014年的10 年中，機(jī)器人的采用使德國的人均GDP增長(zhǎng)了0.5%。Koch，Manuylov和Smolka發(fā)現(xiàn)，西班牙制造公司引入工業(yè)機(jī)器人可以在四年內(nèi)將產(chǎn)量提高20%-25%，并將勞動(dòng)力成本降低6%。

下一波生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)于的生產(chǎn)力潛力

隨著機(jī)器人的功能不斷提高，成本不斷下降，它們對(duì)生產(chǎn)率的潛在影響將更加顯著。至少有六種技術(shù)似乎構(gòu)成了下一波創(chuàng)新浪潮的引領(lǐng)：物聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)、區(qū)塊鏈、新材料、自主設(shè)備和人工智能。人工智能和機(jī)器人技術(shù)也許是最重要的。人工智能具有許多功能，包括但不限于學(xué)習(xí)、理解、推理和互動(dòng)。易于編程、靈巧且價(jià)格相對(duì)合理的機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、制造業(yè)和服務(wù)業(yè)中一系列功能的自動(dòng)化。

盡管這些技術(shù)已經(jīng)投放市場(chǎng)，但它們通常都過于昂貴且效率低下，無法被廣泛采用以推動(dòng)整個(gè)經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)生產(chǎn)率的提高。例如，為什么我們感覺“工業(yè)4.0”技術(shù)有潛力，但它們似乎并未被大規(guī)模采用。部分原因是發(fā)達(dá)國家的大多數(shù)制造商似乎正處于采用的早期階段。同樣，為什么機(jī)器學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)盡管一些有希望的早期應(yīng)用程序令人感覺很有前景，但它們當(dāng)前的功能仍然相對(duì)有限。到2030年甚至2040年之前，完美的機(jī)械手不太可能出現(xiàn)在市場(chǎng)中。正如麻省理工學(xué)院機(jī)器人學(xué)家RodneyBrooks 寫道：擁有想法很容易，將它們變成現(xiàn)實(shí)很難，將它們變成大規(guī)模部署更加困難。如果這些技術(shù)真的“準(zhǔn)備就緒”，人們將有望看到更高的生產(chǎn)增長(zhǎng)率。但是，用Robert Solow 的話來說，除了生產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之外，下一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)隨處可見。

下一波生產(chǎn)系統(tǒng)采用機(jī)器人的模式

即使面臨這些挑戰(zhàn)，下一代生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)仍在開發(fā)中，并且在越來越多的情況下進(jìn)入使用中，其中之一是機(jī)器人技術(shù)。因此，一個(gè)關(guān)鍵問題是各國在采用機(jī)器人方面如何進(jìn)行比較，最常用的指標(biāo)是工業(yè)機(jī)器人在制造工人中所占的比例。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）的數(shù)據(jù)，全球每10000名制造業(yè)工人的工業(yè)機(jī)器人平均值從2015年的66個(gè)增長(zhǎng)到2017年的85個(gè)，韓國是世界上最先進(jìn)的采用國，每10000名工人擁有710個(gè)機(jī)器人，隨后是新加坡、德國、日本和瑞典，美國以每10000名工人200個(gè)工業(yè)機(jī)器人排名第七，俄羅斯和印度排名最后，每10000名工人分別只有4個(gè)和3個(gè)機(jī)器人（見圖1）。

圖1 2017年每10000名制造業(yè)工人中的機(jī)器人數(shù)量

較高工資的國家比較低工資的國家在采用機(jī)器人方面更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?duì)機(jī)器人的投資通常可以通過節(jié)省勞動(dòng)力成本來規(guī)劃和計(jì)算，這就是波士頓咨詢公司（BCG）估計(jì)發(fā)展中國家使用機(jī)器人技術(shù)節(jié)省的勞動(dòng)力成本要低得多的原因。因此，更貼切的問題是：考慮到工資水平，各國在采用機(jī)器人方面的立場(chǎng)如何，要對(duì)此進(jìn)行評(píng)估，必須計(jì)算安裝機(jī)器人的估計(jì)投資回收期（以月為單位）。

在給定補(bǔ)償水平與實(shí)際工資差異的情況下，比較預(yù)期機(jī)器人采用率的排名，出現(xiàn)了幾種模式。首先，東亞國家處于領(lǐng)先地位，在排名前7位中占據(jù)了6位：韓國的機(jī)器人采用率比預(yù)期高2.4倍，而新加坡、中國、泰國和臺(tái)灣緊隨其后，日本排名第七。相比之下，英聯(lián)邦國家則明顯落后，加拿大排名第14位（比預(yù)期采用率低44%），英國排名第23位（比預(yù)期采用率低73%），澳大利亞排名第24位（比預(yù)期采用率低80%）（參見圖2）。

圖2 實(shí)際機(jī)器人采用率與預(yù)期機(jī)器人采用率的比例

總體而言，歐洲在這方面是落后的，鑒于其工資水平，只有兩個(gè)東歐國家的采用率高于預(yù)期：斯洛文尼亞（比預(yù)期的采用率高37%）和捷克共和國（比預(yù)期的采用率高25%）。其他所有歐盟國家的采用率均低于預(yù)期。

在發(fā)展中國家中，泰國以159% 的采用率領(lǐng)跑，而中國的調(diào)整后采用率為153%，高于2016 年的104%，墨西哥的表現(xiàn)也很好，采用率比預(yù)期高16%。但是，巴西、印度和俄羅斯的采用率仍然落后。印度的采用率比預(yù)期的低66%，巴西的采用率低83%，俄羅斯低88%，美國明顯落后，排名第16位，采用率比預(yù)期低49%。

部分國家在采用機(jī)器人方面處于領(lǐng)先地位的原因

有些國家在采用機(jī)器人方面處于領(lǐng)先地位而另一些國家處于落后地位的原因尚不清楚，工資水平并不是唯一的因素。機(jī)器人的采用因行業(yè)而異，其中汽車行業(yè)需求最大。根據(jù)國家和地區(qū)的不同，該行業(yè)占機(jī)器人總數(shù)的30% 至60%。然而，許多這方面落后的國家（包括巴西、加拿大、法國、德國、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典和美國）相對(duì)于其制造業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模而言，擁有強(qiáng)大的汽車產(chǎn)業(yè)。盡管與其他國家/ 地區(qū)相比，中國的汽車行業(yè)相對(duì)較?。ò慈司鵊DP 計(jì)算），但它在機(jī)器人總體采用率方面的得分很高。

Acemoglu和Restrepo發(fā)現(xiàn)機(jī)器人采用率與較高的中年工人比例之間存在適度的正相關(guān)關(guān)系，其邏輯是機(jī)器人采用率降低反映了中年工人的相對(duì)稀缺——中年工人的工資往往較高，通常可以被替代機(jī)器人。但是，即使包括分析中的工資因素，相關(guān)性也不足以解釋較大的差異。

文化傳統(tǒng)可能起著一定作用。Lee和Sabanovic發(fā)現(xiàn)，文化傳統(tǒng)在機(jī)器人采用率中起著重要作用，韓國人在經(jīng)濟(jì)中對(duì)機(jī)器人的看法比美國人更受青睞，一些國家似乎歡迎機(jī)器人——日本甚至還獲得了年度“機(jī)器人獎(jiǎng)”。在各國工資調(diào)整后的工業(yè)機(jī)器人采用率與各國居民認(rèn)為未來應(yīng)該更多地重視該技術(shù)的程度之間，存在適度的正相關(guān)，為0.20。

勞資關(guān)系也可能發(fā)揮作用。例如，有些人認(rèn)為，韓國之所以遙遙領(lǐng)先，其原因之一是它的工業(yè)工會(huì)相對(duì)強(qiáng)勢(shì)，他們定期進(jìn)行罷工和其他停工，特別是在汽車工業(yè)中。作為回應(yīng)，許多“財(cái)閥”（大型的，通常是家族所有的企業(yè)集團(tuán)）已經(jīng)轉(zhuǎn)向機(jī)器人技術(shù)，以確保更高的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

政府政策似乎也起著關(guān)鍵作用。一些領(lǐng)先國家已經(jīng)制定了支持機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新和采用的國家戰(zhàn)略。2014年，日本確立了實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的新工業(yè)革命”的目標(biāo)，而韓國則頒布了《智能機(jī)器人發(fā)展與促進(jìn)法》。日本還建立了公私合營(yíng)的機(jī)器人研究與開發(fā)（R＆D）合作伙伴關(guān)系，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)該合作伙伴關(guān)系在促進(jìn)機(jī)器人開發(fā)方面非常有效。相反，美國缺乏國家機(jī)器人技術(shù)戰(zhàn)略。

韓國、臺(tái)灣和日本也制定了強(qiáng)有力的公共計(jì)劃，以幫助制造商（尤其是中小型企業(yè)）采用先進(jìn)技術(shù)，一些國家制定了積極的稅收政策以鼓勵(lì)采用先進(jìn)技術(shù)，包括機(jī)器人技術(shù)。例如，韓國為新設(shè)備提供投資稅收抵免，相反，某些國家，例如美國和英國，對(duì)資本支出的稅收待遇較寬松，而制造商的資本支出水平較低。

下一波生產(chǎn)系統(tǒng)的全球供應(yīng)鏈

過去的重大技術(shù)創(chuàng)新浪潮對(duì)空間產(chǎn)生了不同的影響，對(duì)某些國家的青睞更多。下一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)可能沒有什么不同，它將在兩個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用：生產(chǎn)力和國際競(jìng)爭(zhēng)力。

在過去的40年中，全球運(yùn)輸和信息技術(shù)的發(fā)展已使低工資國家的供應(yīng)鏈大量轉(zhuǎn)移。盡管在許多行業(yè)和職能領(lǐng)域，低薪國家的工人生產(chǎn)率低于高薪國家，但低工資足以抵消生產(chǎn)率下降和運(yùn)輸成本增加所帶來的不利影響。這個(gè)現(xiàn)象與低技術(shù)、低附加值、勞動(dòng)密集型制造業(yè)的外包有關(guān)，例如紡織品、服裝和箱包從1970年代中期開始向東亞和拉丁美洲國家轉(zhuǎn)移，趨勢(shì)還在持續(xù)。例如，木制家具的進(jìn)口在美國市場(chǎng)從2000年的38%增長(zhǎng)到2008年的68%。如今，美國生產(chǎn)商僅占美國行李箱市場(chǎng)的1%，占外套服裝市場(chǎng)的1.7%。

隨著包括機(jī)器人技術(shù)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)在世界上任何地方都可以使用，這種情況可能會(huì)發(fā)生變化，從而改善了先進(jìn)國家的工作并使之自動(dòng)化。那么，為什么低薪國家不會(huì)以與高薪國家相同的價(jià)格安裝它？答案是，由于缺乏政府補(bǔ)貼，因此在這些地區(qū)安裝機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)意義不大。例如，假設(shè)在美國有25萬美元的初始投資用于替代兩名工人（每個(gè)班次一名），而制造業(yè)工人的年度平均總薪酬為72000美元，則投資回收期不到一年。但是在墨西哥，平均薪酬為14000美元，投資回收期長(zhǎng)達(dá)8年4個(gè)月，在菲律賓，平均薪酬僅為4200美元，投資回收期超過30年。鑒于大多數(shù)公司要求不到四到五年的投資回收期，這表明低工資發(fā)展中國家的機(jī)器人普及率非常低。這就是為什么波士頓咨詢公司估計(jì)，對(duì)于發(fā)展中國家來說，機(jī)器人技術(shù)節(jié)省的勞動(dòng)力成本要低得多。

波士頓咨詢公司預(yù)測(cè)，在未來十年中，機(jī)器人技術(shù)的價(jià)格每年將降低1%，性能提高5%。如果機(jī)器人創(chuàng)新迅速發(fā)展，到機(jī)器人成本降至50000美元左右，新興市場(chǎng)的投資回報(bào)將更具經(jīng)濟(jì)意義。在墨西哥，這一期限為1年零9個(gè)月。但是在菲律賓，回報(bào)期仍然很長(zhǎng)，需要8年4個(gè)月，而且，可能無法實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)。這表明低薪國家在利用這些技術(shù)方面的能力將落后，這種趨勢(shì)可能會(huì)擴(kuò)大與發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)率和收入差異。

麥肯錫全球研究所在對(duì)從現(xiàn)在到2030年之間由自動(dòng)化導(dǎo)致的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移影響的估計(jì)中發(fā)現(xiàn)，收入較高的國家將有更高的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移率，因?yàn)楦叩墓べY使人們更傾向投資能替代勞動(dòng)的技術(shù)。雖然在低收入國家安裝這些技術(shù)將較為便宜，但與勞動(dòng)力成本相比，該技術(shù)的相對(duì)價(jià)格仍將高于高薪國家。因此，在低工資國家，以節(jié)省勞動(dòng)力的方式進(jìn)行投資的投資回收期將大大延長(zhǎng)。

下一波生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)意義

這可能意味著長(zhǎng)期存在的“離心力”——其中商品化的生產(chǎn)已經(jīng)從富裕國家流向了低成本國家——可能會(huì)減緩甚至逆轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生“向心力”。在制造業(yè)中，智能制造系統(tǒng)將使生產(chǎn)更靈活，生產(chǎn)周期更短。信息和通信技術(shù)在制造業(yè)各個(gè)方面的應(yīng)用正在重塑現(xiàn)代制造業(yè)。智能制造受到許多技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器技術(shù)、3D打印、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和無線連接。這種數(shù)字化正在改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、操作和服務(wù)方式。

數(shù)字技術(shù)和制造業(yè)的融合日益導(dǎo)致一種新的生產(chǎn)模式：一種高產(chǎn)量、高混合性的方法，使小型工廠的成本效益更高，從而更均勻地分布在全球各地，以服務(wù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。的確，這些新興技術(shù)將使制造系統(tǒng)更加分散化。在對(duì)238個(gè)花旗集團(tuán)客戶的調(diào)查中，有70%的人認(rèn)為自動(dòng)化將鼓勵(lì)公司合并生產(chǎn)并將制造移至離家更近的地方。經(jīng)合組織的一份報(bào)告發(fā)現(xiàn)，迄今為止，機(jī)器人技術(shù)使離岸外包放慢了速度，在某些情況下甚至停止了，因此這是幫助保持發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體制造業(yè)的關(guān)鍵。

結(jié)論

對(duì)于全球經(jīng)濟(jì)而言，目前投資和生產(chǎn)率增長(zhǎng)滯后，下一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展將很有前景。下一波技術(shù)浪潮有可能導(dǎo)致投資增加、生產(chǎn)率增長(zhǎng)加快和支出增加的良性循環(huán)。發(fā)達(dá)國家從更高的投資和生產(chǎn)率增長(zhǎng)速度、更有利于本地化生產(chǎn)的生產(chǎn)體系中受益。此外，盡管有研究表明，下一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)將導(dǎo)致更高的結(jié)構(gòu)性失業(yè)和勞動(dòng)收入的減少，但證據(jù)和邏輯表明，結(jié)構(gòu)性失業(yè)不會(huì)因自動(dòng)化而惡化，相反勞動(dòng)將獲得較大收益。

免責(zé)聲明：本文轉(zhuǎn)自創(chuàng)新研究，原文刊于中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院《創(chuàng)新研究報(bào)告》第4期（總第432期）2021-01-10。本公眾號(hào)轉(zhuǎn)載僅為分享、傳達(dá)不同觀點(diǎn)，如有任何異議，歡迎聯(lián)系我們！

轉(zhuǎn)自丨 創(chuàng)新研究

選自丨《創(chuàng)新研究報(bào)告》第四期

編輯丨 劉瑾

研究所簡(jiǎn)介

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