新一轮科技革命与韩国制造业应对现状及启示[1]

金準东　赵　㯙

内容提要：第四次产业革命将智能信息技术发展作为基础，有望大幅改变现有制造业和服务业的作用、结构以及范围。在韩国经济结构中，制造业占据着较大比重，在考虑这些因素的前提下，对于第四次产业革命的先发制人的应对，成为决定今后产业竞争力与经济发展的重要课题。然而，相比针对第四次产业革命所倾注的关注与政策上的努力，韩国对于制造业的关注仅仅处于概略性方向与推论水平，有关核心技术所产生的影响、途径、具体产业或部门等，均需要加深相应的理解。

在第四次产业革命中，人工智能（AI）、智能信息等技术不仅使产品、工艺发生变化，还会为价值链与商业模式、生产要素以及竞争源泉等带来全面变化。然而，在韩国国内，相关产业革命仍然处于讨论阶段，仅仅在制造、工程等部分领域得到了相应的推进。尽管如此，已经有更多核心企业开始关注第四次产业革命，对产业活动所产生的影响有望在今后3—5年之内日益凸显。核心制造业是韩国的产业根基，我们应该通过探索核心制造业应对第四次产业革命的能力与途径，转变政策模式，推行周密的相关政策，以促进技术可行性转化。在基于人工智能及大数据的生产方式变化与新产品开发中，可以充分利用韩中所具有的竞争优势因素，尽可能拓展两国合作空间。

一、第四次产业革命的意义与重要性

（一）制造业因素

物联网（Internet of Things，简称IoT）、云（Cloud）、大数据（Big Data）、移动电话（Mobile）、人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）、增强现实（Augmented Reality，简称AR）、虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）等智能信息技术是引领第四次产业革命的核心技术，不仅可以促进机器人、3D打印等新产业的登场，还可以推进核心制造业现有生产与消费模式的革命性变化。第四次产业革命主要基于具有超自动化、超互联性、超智能化等特征的信息物理系统（Cyber-Physical Systems，简称CPS），有望为以现有硬件产品为核心的制造、组装等主要生产方式带来变化。产品和设备中加载软件、通信系统等加速了产品智能化、互联化以及系统化进程。由此推动了基于超互联性的平台发展，促进了O2O（On-line to Off-line）、共享经济等新的商业模式（见图1）。

现在，制造业除了开展产品和生产工艺革新，还在产品策划、研究开发、试制品制作、供应链网管理（SCM）、售后服务、流通、物流、顾客管理等整个价值链上，通过显著的费用节省、高附加值化以及相互联系，促进着制造业与服务业的融合。随着产业数字化发展、共享经济、网络应需型经济（On demand Economy）等消费者体验和数据导向型服务、SW、人工智能、大数据、企业之间各种形式的合作逐渐得到重视，制造业、服务业、IT经济等之间的区分与边界变得更加模糊，从长期预测来看，这三个领域将趋向融合，最终有望使制造业转变为与智能系统互联的、基于平台的商务领域的一部分（见图2）。

（二）企业因素

第四次产业革命具有超越简单工厂自动化或业务效率化的意义，同时，应该将其理解为在整个企业价值链中创造费用节省或新价值创造的过程。据第四次产业革命主导者德国以及美国制造企业分析，通过生产工艺革新、产品策划、新模型开发与试制品制作、SCM（供应链网）、销售产品远程管理等，可以达到节省费用或提高效益15%—25%的效果。需要提醒的一点就是，在美国和德国完成对整个制造业价值链的升级之后，韩国仅仅依靠低费用优势或者性价比战略等老方式，越来越无法抗衡发达国家企业。[2]

而且，第四次产业革命所带来的技术发展，可以促进生产革命与消费市场的变化，同时呈现出减弱发达国家与不发达国家之间国际分工的可能性。已具备高技术基础设施的发达国家带动着物联网、大数据、人工智能以及自动化等技术革新，有利于向整体产业扩散，发达国家高人工成本的负面影响可通过生产自动化逐步抵消。定制型生产更靠近高端消费市场，更容易开展业务，因此价值链上的生产过程也容易回归发达国家。

发达国家在经历了全球性危机之后，针对生产革命、消费变化以及回流的增加，为了充分利用各国之间工资与技术的差距，通过参与全球价值链（Global Value Chain），让国家或企业不断追求相应的发展战略，由此呈现出竞争环境的变化。考虑到韩国制造业一直都在扩大国外生产，若将其基于制造、组装的大量生产方式提升为具有超自动化、超互联性、超智能化等特性的、基于虚拟物理系统的智慧工厂（Smart Factory），有必要斟酌一下其全球价值链战略（见图3）。

二、第四次产业革命对产业产生影响的途径

（一）第四次产业革命核心技术的应用阶段

目前，韩国国内制造业在ICT（信息通信技术，Information Communications Technology，简称ICT）技术与智能工厂等韩国强项技术领域，积极应用第四次产业革命的主要通用技术，以CPS为中心，已经过调研与检验阶段，进入了制订计划的初始阶段。目前，尽管韩国通过充分发挥ICT强大的实力，积极推动了大数据、移动电话、IoT、云技术应用，但人工智能多数还处于检验阶段。韩国还积极推动了语音识别技术、CPS等的应用，从纳米技术（NT）的特点上看，原材料、生物技术（BT）和云技术分别积极应用在生物保健和通信产业中。

到了2020年，韩国国内多数制造商将完成有关第四次产业革命技术的应用计划制订，有望进入实施初始阶段。届时，大数据、IoT、移动电话、云、语音识别等技术得到积极应用，相比之下，当考虑技术发展速度时，有关AI的应用仍然存在局限性。从各产业群层面上看，在通信设备、家电、半导体等IT产业中，预计会出现主要技术的扩散与强化，而在生物保健领域，有望通过积极采用多数技术推动精密医疗、智慧医疗等的实施。在机械产业群中，预计会扩大大数据的应用范围，并通过全面应用IoT、云、CPS等技术，在产品、生产工艺创新的同时，产业将会呈现出服务化与融合化趋势（见图4、图5及表1）。

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（二）第四次产业革命核心技术对价值链所产生的影响

第四次产业革命对主要核心制造业价值链所产生的影响预计会逐渐增加。目前，在产品生产工艺中的变化速度相对快一些，今后将加速开展产品设计、研究开发、产品策划以及革新等。特别是随着产业之间互联性的提高，以及商业模式的变化，制造业的服务化进程加快，有望进一步推动产业之间以及产业内部的融合。

目前，在制造业内产生影响力的价值链领域包括生产工艺、原材料采购、R&D、物流、服务等领域，但这些领域仍然被评价为初级阶段。在制造、生产工艺中，部分技术的应用比较活跃，对提高产品竞争力所需信息收集、基于所收集的信息的策划与研究开发、反映消费者偏好所需销售服务领域等产生影响（见图6）。

通过对生产工艺中的数据进行收集和分析，预计5年之后，随着主要通用技术的应用得到进一步强化，有望使价值链产生更明显的变化，这将对产品设计与研究开发、原材料采购及设计等价值链上游环节产生更显著的影响，因为大数据、AI、云计算等相对更容易应用于产品设计、研究开发等环节。在产品制造、生产工艺中，需要综合利用IoT、CPS、移动电话、云计算、NT 以及BT等，但由于设备全面更新需要较高投资，因此，相比其他领域，应用速度可能会相对缓慢（见表2）。

第四次产业革命技术将对新产业、消费品产业、机械输送产业等整体价值链产生影响（见表3）。5年之后，有望对生物保健、智能电网等新产业从原材料采购到服务的整个价值链产生较大的影响，但对配件、IT、机械等产业的影响强度相对偏低，主要是因为新技术在这些产业领域已经有较高水平的应用。

（三）对生产产品所产生的影响

随着ICT技术的发展，产品特性正由硬件型转向软件型，通过与第四次产业革命主要核心技术相结合，产品正在演变为网络型。目前，以个体形式存在的产品通过网络相互连接，创造出新的功能和服务，由此逐渐削弱了以硬件型产品制造为主的竞争版图优势，让基于网络的服务平台竞争力变得更加重要。

在汽车产业领域有关现有动力传动系统的制造竞争中，安全解决方案、无人驾驶解决方案等网络平台完成度成为核心竞争力。在造船产业领域有关发动机、推进装置等的制造竞争中，状态监控（Condition Monitoring）、自我诊断（Self Diagnostics）、智能维护（Smart Maintenance）、能源优化、航运自动化、无人化等服务竞争力的重要性凸显。在一般机械领域，设计、生产工艺、制造过程中融入传感（Sensing）、驱动（Actuating）、联网（Networking）等IT技术，并通过内在化过程，降低交易费用，强化维修功能，使以顾客为中心的整合解决方案成为主要商业模式。

随着无人驾驶汽车、智能型机器人、智能工厂等的不断发展，采用加工简易性较高的超轻、高强度新材料的产品数量预计会逐渐增加。随着金属粉末材料技术的开发，强化3D打印、可黏结异种材质的原材料的使用，并在现有产品中植入IT技术，互联性能与传导性能优异的材料有望呈现出较高的应用性。

进入可以将顾客信息分析资料立即反映到设计、R&D、产品策划中的阶段以来，个人定制型产品生产的费用大幅降低。随着制造技术通用性的强化，预计会有越来越多的个人或小型创业企业投身于利基市场，有望带来融合了制造与流通的新型商务革新。

通过对用户的当前使用模式信息进行收集和分析，产品更加注重使用方便性，强化用户定制型服务的产品成为主打。例如，在家电产业领域，通过IoT收集冰箱门开启次数和时间等信息，根据该分析结果，在不开启冰箱门的时间段内将冰箱自动切换为节能模式。类似医疗保健注重个人信息的服务型产品，有望转变为针对个别消费者提供安全性、效果性最大化的产品和服务。

（四）制造、生产工艺产生的影响

制造业通过积极应用推动第四次产业革命的主要核心技术，有望进行与价值链前阶段相关联的生产工艺革新。这是一种植入了IoT、大数据以及AI等技术的智能工厂，意味着可以按照批量生产的价格提供个人化产品，表现出与单纯自动化的差异。通过工厂内部机械设备之间的互联，生产可以自主运行，使产品反映各种个人需求，还可以转换为不会导致费用增加的轻松有弹性的生产结构。积极采用可以进行弹性生产、通过学习掌握作业流程并与人类协作的机器人，大大提高了生产流程中的安全性和效率性。随着在生产现场中3D打印与机器人应用的增加，通过超互联性进行控制，投入生产的人力数量将会减少。相比之下，在危险系数相对较高的化学产业，通过实时控制、事先预警等过程，可以显著提高生产流程安全性，从而降低工伤概率。

随着大数据与云技术的推广，以软件为主的制造环境变得更加重要，在产业生态系统内部，将进一步增强IT 企业的作用。在汽车产业领域，自从谷歌等IT企业设计出无人驾驶系统之后，将车辆硬件制作委托第三方生产企业进行的“Apple式”产业生态系统也正在形成中。随着车辆设计、模块式组装方式的推广，基于开放源码的汽车制造，使消费者直接参与制造过程的个人制造得以实现。在基于遗传基因、医疗信息、生活方式信息等个人信息收集与分析的生物保健领域，也将以由企业组建的移动电话、可穿戴平台为中心，促使价值链结构发生变化。

对于智能工厂、CPS等，通过在产品开发与设计阶段引进和推广互联性与智能性更强的生产流程，有望显著降低原材料开发与应用费用和时间。随着智能工厂与CPS的发展，原本按照需求产业（企业）的产品生产计划依次决定原材料开发、生产、交货的结构转变为与需求产业（企业）决策同步进行的结构。这将要求提高原材料产业流程弹性以及流程之间的整合实力，使定制型原材料供应成为产业核心竞争力，从而有效应对产品多样化需求。

在今后项目投资中，比起设备能力扩增投资，将有更多资金投入加强流程之间互联自动化及互联效率性项目。目前正在进行中的智能工厂已经取得了节省费用并提高生产率的成果，但还处于初期或中间阶段，有必要进一步发展到下一阶段。当产品需求与营销乃至设备、原材料等环节全部进入智能化阶段，制造与生产工艺才能取得强化智能工厂的阶段性成果。目前尚处于局部进程。尽管大企业引进智能工厂的情况相对较多，但这仅仅属于一部分，而在中小企业中的应用则仍然处于初始阶段，相应的推广与高度化成了迫在眉睫的课题。

从从业结构上看，加工与生产领域内需求将会减少，而设计、信息安全、新项目领域内的高级人才的需求将会增加。随着大数据和机器人的应用，从事单一业务的人数将会迅速下降，而编程、主要配件-SW 设计等从业人员数将会增加。

三、关于第四次产业革命的韩国国内产业应对水平

与发达国家相比，韩国制造业对第四次产业革命的应对水平大约落后了4年左右（见图8）。据有关评价表明，从价值链层面上考察可以发现，目前在韩国，即使是应对水平最高的制造与生产工艺领域的企业，与其他先进企业相比，还是落后了2年左右。

韩国在制造与生产工艺领域内的差距相对于其他领域偏小的原因在于，早在人们提出第四次产业革命理论之前，就已经在制造领域内积极采用了ICT技术。以韩国的大企业为中心，生产工艺自动化得到了相当程度的发展。而从对个别生产工艺之间或价值链内的互联性，以及对庞大的生产工艺数据进行收集、分析、调整、控制的智能性进行整合的平台完成度等层面看，韩国与发达国家先进企业仍有较大的差距。

在原材料采购（原材料）、研究开发、设计等制造前阶段价值链领域，以及物流、营销等制造后阶段领域内，韩国的应对措施显得不足。其原因可能在于产业结构特征上，由于长期固化的垂直产业分工体系，削弱了制造服务业的自生力与竞争力。这些留给我们的启示就是，在水平协作关系的扩散、利用制造企业的外部力量，以及连接融合与网络化等方面，表现出非常薄弱的景象。

从各产业群层面上看，在韩国具备的全球竞争力领先产业内，应对第四次产业革命的水平相对较高，而在新产业和原材料产业等领域内，其应对水平相当低（见表4）。整个IT产业价值链应对第四次产业革命的水平大约在97%，与先进企业相比，其差距不足1年。而原材料产业与新产业的应对水平大约表现为75%，与先进企业相比，表现出较大的差距。而这种较大差距的原因在于原材料产业所具有的特性上。亦即，根据需求产业特性的变化，从原材料开发与策划，到商业化，需要投入较长时间。在消费品产业领域，与先进企业相比，应对第四次产业革命的水平接近90%，表现出这种水平的主要原因在于，与这些跨国企业相比，韩国企业规模较小，竞争力也处于劣势。

四、主要问题以及政策上的启示

（一）商务方式与产业结构的变化

第四次产业革命将促进制造业领域价值链与其他产业或其他领域进行全面融合，由此产生新的商业模式，有望改变竞争模式。受商业模式变化以及CPS、智能工厂等因素的影响，让新的产品、服务早期市场化以及抢先占领市场更加重要，将进一步缩短产业链。对此，有必要采取灵活的战略应对措施，引导民间的转向，捕捉消费模式的变化。

第四次产业革命促使产业分化成各种形式和状态，促进未来产业结构转变。例如，机械产业中分出机器人产业，并通过与服务、平台的逐步融合扩充至工程产业，使产业结构发生剧烈变化。又如目前制药和医疗产业分别划入制造业和服务业，但正如随着IoT、移动通信、大数据等核心技术的推广与应用而出现智能医疗保健新产业一样，制药、医疗产业之间的边界线也可能逐渐消除。

（二）竞争源泉的变化

第四次产业革命使产业之间的联系从原来的垂直分工关系加速转向水平协作关系，善于借用外部力量的能力将成为产业或企业的竞争源泉。超越现有生产效率性、产品革新等的划分，推进产业之间联系的同时性与整合性，密切应对从原料到制造、需求环境变化的能力，显得尤为重要。因此，有必要建立开放型、融合型革新生态系统，更重要的是确保生态系统稳健性与可持续性的体制。

第四次产业革命有望带来附加值链的整体升级，竞争源泉也将从制造、组装迅速转变为软件平台化。设计、工程的重要性进一步突出，同时，前后关联产业之间互联的平台将成为企业或产业生态系统生存的决定因素。制造业通过加速进军服务领域，以及加速扩大与服务部门的融合，平台不再是选择，而是必备。

在促进制造及生产工艺发生变化的同时，价值链上的人力资源结合关系也发生变化，不仅从雇佣方面发生量的变化，还会从结构上发生质的变化。通过大数据的应用与智能工厂的扩充，很有可能会减少特定产业和特定领域内的雇佣规模，也会增加数据收集与分析人才、投入智能工厂中的设备与软件生产产业雇员数。而且，开发、营销、制造等价值链对人力的职能水平要求，可能会趋于要么变复杂、要么变简单的两极分化。

在制造业内，确保软件、平台构筑与应用专业人才以及大数据积累与应用将成为关键环节。人才培养应致力于产业专业性以及系统掌握和应用ICBM、AI等第四次产业革命主要技术的能力，如果将培养人才力度放在以流通量为主的初级水平上，将无法做到更有效地应对第四次产业革命。

（三）技术可行性与现实化之间的时差

在产业革命进程中，生产率的提高与产业整体结构的变化，革新了主导产业革命的技术基础，通用目的技术（General Purpose Technology）的革新以及推广不再局限于特定领域，而是呈现在各种产业领域，特别是优先呈现在制造业中，使生产方式的改变充满创新。

据麦肯锡（2017）[3]分析结果，在产业革命过程中，通过自动化或智能化以及针对整体制造业结构的兼容与变化程度等提高生产率，取决于技术可行性、解决方案开发与应用费用、劳动力市场的可变性、经济利益、限制以及社会接受性等。同样，在韩国产业领域中，第四次产业革命的扩散速度与范围，除了受到以上所提及的技术可行性与各种费用的影响外，还会因引进技术的企业、工人、社会等利害关系人的认识以及适应性等发生变化。在第四次产业革命中，与技术可行性相比，还会存在产业结构与价值链变化的时差，但与以往产业革命相比，速度或范围变化会非常激烈，有必要进行先发制人的应对。

因此，在产业革命的持续进行过程中，韩国制造业应认识到巨大的变化与未来的方向，并为提高转型能力（Transformation Capability）而做好相应的准备。第四次产业革命打开新的商业机会的同时，也带来了风险与不确定性。而第四次产业革命的主要意义在于，必须摆脱原有的旧模式，大胆进行大转变（Great Transformation）。

（四）第四次产业革命与韩国产业政策方向

第四次产业革命将会引发人类劳动从机械到智能的交替，使企业价值与所承担的社会责任更加重大，并引起全球价值链和物流链的巨大变化。这对韩国这样贸易依存度较高的国家，可能会带来较大的冲击，因此，政府有必要重新制定国家战略，提高民间企业革新能力，摆脱旧的制造业与产业政策固化观念以及制造业与服务业的两点思维模式，以迅速应对新的环境变化。

在第四次产业革命进程中，应促进并确保“配件—原材料—设备”三因素的战略。未来主要产业领域将发生产品资产组合与生产方式上的变化，如果无法配备相关核心原材料及配件供应体系，必然加大产业对国外的依赖度。例如，生产和应用机器人需要传感器，智能型汽车必须保证电装配件与信息安全。在OLED和显示器领域也应该以精密配件与原材料革新为前提，只有这样，才能有效应对第四次产业革命。因此，在第四次产业革命中出现高增长趋势的产业（产品），需要检验该产业发展路线图，并制定相应的精密配件与核心原材料确保战略。

第四次产业革命将以史无前例的速度在大范围内开展，这是一场革命，而非一次进化，因此有必要“断绝过去”，优先推动开放性与融合性。在民间领域，如果持续保持原有革新系统的思维，很有可能会成为产业革命的障碍，因此，需要以改革者的身份积极改变竞争方式，建立新的企业管理模式。在公共领域，促进利害关系人之间竞争，有效利用具备全球性实力的企业与人才。

在迎接第四次产业革命的过程中，政府的作用在于基于创意与革新（优先于R&D投资），进行制度改革，营造良好的环境条件。从技术为主转向需求导向，提高经济系统弹性，通过开放、融合、革新，全力建立生态系统。由于产业政策方面原有监管制度将会失去有效性，应摸索出应对技术成长阶段的企业政策。在新经济秩序建立阶段可预测性下降，要求制度与监管系统灵活转变，及时应对。

通过法律、制度性环境改善，提高第四次产业革命过程中金融、知识、劳动力市场的弹性。例如，在利用大数据推出新产业的过程中，成为产业发展障碍的并不是技术开发力度不足，而是保健福利法与个人信息法，因此，尤为重要的一点就是建立信息安全与数据应用平台。因此，从整体上看，第四次产业革命必须保证软件（平台）、信息以及相应的安全性能，为此，有必要扩充社会基础设施。

为了强化民间革新力度，需要积极支持创业，扩充更新系统基础设施，加大公共R&D投入等，对于第四次产业革命中关键的就业问题，政府应采取积极有效措施，积极解决消失岗位产生的失业人员在新岗位的就业。尽管第四次产业革命最初以大企业、制造企业为中心启动，但随着传感、计算容量技术的发展，进入门槛费用降低，必然会推广应用到中小企业。而在此过程中，如果中小企业无法参与大数据与平台应用，可能会加深大企业与中小企业的两极分化。因此，在第四次产业革命核心技术应用中，应发挥公共部门的作用，避免各经济主体之间发生反差。

（五）韩中产业合作方向

韩中产业与贸易结构正从产业之间分工逐渐转向产业内部垂直分工、个别产品内部差别化战略等模式。尽管其中存在两国之间竞争加剧的情况，但为了追赶欧美国家，通过合作，有望形成韩中两国核心竞争因素的战略互补。美国产业互联网战略与德国工业4.0战略正在形成相互合作关系，为了应对这两国之间合作，有必要进一步加强韩中产业合作。从政策上看，韩中两国在应对第四次产业革命的层面上存在诸多相似之处，在智能工厂等生产方式变化与新产业培育中存在较大的合作空间，以确保发挥各自的特长。

目前，德国工业4.0平台、美国工业互联网联盟等在参考架构、标准以及测试等方面展开合作，力图在产业领域物联网发展中掌握新的主导权。2016年3月，美国工业互联网联盟与德国工业4.0平台共同开展了IIRA（Industrial Internet Reference Architecture）与工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0）的潜在结合研究，通过双方组织标准和上层结构交流，解决了技术障碍，为推广和发展产业物联网应用取得了一定的效果。从技术测试与共享的实践平台建设层面上，美国工业互联网测试平台、德国工业4.0平台的发展蓝图等均取得了重要进展。韩中有必要通过大型企业在重点领域发展产业互联网，建设协作型产业互联网联盟平台，加强在标准、参考架构等方面合作，以建立由韩中主导的世界性产业互联网发展体系。

韩国在制造技术层面上独具优势，相比之下，中国在人工智能与大数据中表现出自己的优势。工业化与信息化的融合需要制造技术与互联网技术的合作，需要互联网企业与制造企业之间的结合。韩国以三星为代表的企业在电子信息技术发展领域内的优势非常明显，处于发展的最前沿。在汽车与一系列设备产业领域中，韩国企业同样拥有领头羊的发展能力。目前，中国互联网企业逐渐形成了自己的优势，阿里巴巴、腾讯等企业凭借在人工智能和大数据领域的高度竞争实力，逐步踏入了制造领域。中国互联网企业的优势如能与韩国的制造技术优势相结合，有望形成工业化与信息化之间的深层次融合。

韩中应在信息通信技术产业发展层面上，努力解决核心半导体、尖端服务器、尖端存储设备、数据库、中间件（Middleware）等脆弱产业领域内存在的问题，加速进行云OS、工业控制RTOS（Real Time Operating System）、智能终端操作系统等研究开发与应用领域合作。特别应重视智能终端机发展，共同解决包括可穿戴设备、机器人、无人驾驶汽车等在内的传感器、下一代互联网、人工智能等领域的问题。这一系列新硬件产业正在取得爆炸性发展，将快速成长为未来新产业。

（金準东，韩国对外经济政策研究院副院长；赵㯙，韩国产业研究院、先任研究委员）

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[1]摘自韩国产业研究院《第四次产业革命对韩国制造业所产生的影响》（2017）报告提要。

[2]张锡仁（2017）。

[3]Mckinsey Global Institute（2017）.