有關(guān)工業(yè)4.0影響的使用場景分析
科技進(jìn)步為工業(yè)4.0奠定了基礎(chǔ)。在接下來的10至15年間，科技創(chuàng)新將重塑商業(yè)和經(jīng)濟(jì)格局。為了量化分析技術(shù)對工業(yè)勞動(dòng)力的影響，我們研究了十個(gè)最具影響力的使用場景，揭示了技術(shù)對德國23個(gè)行業(yè)40類工作的影響（參閱圖1）。對同一類型的工作來說，不同崗位對勞動(dòng)力技能的要求雖然具有關(guān)聯(lián)性，但在一定程度上也有所不同。
為了確定每個(gè)使用場景對不同類型工作就業(yè)人數(shù)的具體影響，我們與20位行業(yè)專家攜手合作，共同分析每個(gè)使用場景如何提升現(xiàn)有崗位的生產(chǎn)力水平或是如何創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)。我們先從具體部門入手，然后將研究成果外推到企業(yè)、行業(yè)以及相關(guān)行業(yè)的層面，最終提升到德國整體制造業(yè)的層面。
需要強(qiáng)調(diào)的是，我們的分析聚焦于工業(yè)4.0對就業(yè)增長的帶動(dòng)作用，并不是對研究期間總體就業(yè)狀況的變化進(jìn)行預(yù)測。我們的數(shù)據(jù)并不能說明市場整體發(fā)展或生產(chǎn)率提高的原因，而且不同行業(yè)之間也會(huì)存在巨大差異。機(jī)器人輔助生產(chǎn)：一家塑料制造企業(yè)利用與人類高度相近且具有類似手部功能的機(jī)器人為其工作。這些機(jī)器人很容易接受新的任務(wù)。內(nèi)置的安全感應(yīng)器和攝像頭讓機(jī)器人可以與周圍的環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。機(jī)器人所代表的科技進(jìn)步將大幅削減生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人工崗位，比如組裝和包裝環(huán)節(jié)中的人工崗位，但同時(shí)也將創(chuàng)造出新的工作崗位，也就是機(jī)器人協(xié)調(diào)員（我們將在后文中對此有詳細(xì)描述）。
無人駕駛物流工具：一家食品飲料制造企業(yè)采用了自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)，該智能系統(tǒng)可以在工廠中獨(dú)立運(yùn)作，從而減少了對物流人員的需求。
生產(chǎn)線模擬仿真：一家消費(fèi)品制造企業(yè)利用創(chuàng)新軟件，在安裝生產(chǎn)線之前先進(jìn)行模擬，然后將模擬結(jié)果用于優(yōu)化運(yùn)營。此類技術(shù)的應(yīng)用將增加對工業(yè)工程師和模擬專家的需求。
智能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)：一家國際消費(fèi)品企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)來操控整個(gè)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，從而優(yōu)化了供應(yīng)決策。技術(shù)的應(yīng)用將減少從事運(yùn)營規(guī)劃的崗位數(shù)量，同時(shí)創(chuàng)造了對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)崗位的需求，以便更好地處理小批量的交付需求。
預(yù)測型維護(hù)：一家風(fēng)力渦輪機(jī)制造企業(yè)為其客戶提供對設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及全天候的診斷中心服務(wù)。如果渦輪機(jī)中的一個(gè)振動(dòng)監(jiān)控感應(yīng)器探測到異常，就會(huì)立即自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。監(jiān)控和傳感器技術(shù)使制造商能夠在設(shè)備發(fā)生故障前就進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)而將促進(jìn)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IT、數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的職位大幅增長。這樣的技術(shù)進(jìn)步還會(huì)催生出一個(gè)新的崗位，也就是擁有數(shù)字化輔助手段的現(xiàn)場服務(wù)工程師，但同時(shí)也將導(dǎo)致對傳統(tǒng)技工的需求下降。
機(jī)器即服務(wù)：一家德國壓縮機(jī)制造企業(yè)并不直接銷售機(jī)器，而是將壓縮空氣當(dāng)作一種服務(wù)來進(jìn)行銷售。企業(yè)為用戶安裝壓縮機(jī)，并且按需對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和升級。這樣的商業(yè)模式不僅有助于增加生產(chǎn)和服務(wù)類工作崗位，而且還要求制造商擴(kuò)大自身的銷售隊(duì)伍。
自組織生產(chǎn)：一家齒輪制造企業(yè)對產(chǎn)品線進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，使之可自動(dòng)協(xié)調(diào)和優(yōu)化每一環(huán)節(jié)的利用率。盡管這樣的自動(dòng)化設(shè)計(jì)將會(huì)減少對從事生產(chǎn)規(guī)劃的人員需求，但同時(shí)將提高對數(shù)據(jù)建模和分析專家的需求。
增材制造精密零件：諸如選擇性激光燒結(jié)和3D打印等技術(shù)可令制造商一站式打造復(fù)雜的零件，消除對零件進(jìn)行組裝和設(shè)置庫存的需要。在研發(fā)中心和工程學(xué)領(lǐng)域，與3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和3D建模相關(guān)的新工作崗位正在出現(xiàn)，而與此同時(shí)，從事零件組裝的工作崗位正在不斷減少。
在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助下開展工作、維護(hù)和服務(wù)：一家德國物流企業(yè)的員工使用具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的眼鏡來查看派件信息和位置信息，包括精準(zhǔn)識(shí)別貨物在貨架上的位置，同時(shí)還能自動(dòng)掃碼。這一系統(tǒng)還能遠(yuǎn)程輔助基本的維護(hù)任務(wù)，并提供針對具體客戶的貨物包裝指導(dǎo)。采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)大大提高了維修技術(shù)人員的處理效率，同時(shí)要求企業(yè)在研發(fā)、IT和數(shù)據(jù)輔助系統(tǒng)等領(lǐng)域建立起廣泛的新能力。
監(jiān)控和傳感器技術(shù)將促進(jìn)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IT、數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的職位大幅增長。
就業(yè)水平的變化
根據(jù)這10個(gè)使用場景所展示的情況，為了預(yù)測從2015年到2025年工業(yè)4.0對德國工業(yè)勞動(dòng)力的影響，我們從兩個(gè)變量的角度對一系列情景進(jìn)行了分析。這兩個(gè)變量包括：由技術(shù)進(jìn)步帶來的額外收入增長，以及先進(jìn)技術(shù)的普及率（參閱圖2）。我們還運(yùn)用了波士頓咨詢公司（BCG）的專有定量模型來分析工業(yè)4.0對具體公司勞動(dòng)力隊(duì)伍的影響。
制造型企業(yè)可以通過以下方法來推動(dòng)收入增長：
采用更具柔性的生產(chǎn)線、機(jī)器人和3D打印技術(shù)來提供更多定制化的產(chǎn)品
采取機(jī)器即服務(wù)（machine as a service）等創(chuàng)新的商業(yè)模式來開拓新的市場
運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以拓展售后服務(wù)并開發(fā)新服務(wù)
采取更多措施以滿足對工業(yè)4.0技術(shù)（如自動(dòng)化機(jī)器人）日漸增長的需求
所有的情景都顯示，先進(jìn)技術(shù)成果的普及將帶來生產(chǎn)力的大幅提升，從而減少了為達(dá)到固定產(chǎn)量而所需的勞動(dòng)力數(shù)量。盡管有些崗位將會(huì)消失，但人與機(jī)器之間的合作關(guān)系將會(huì)更加密切。
在最有可能發(fā)生的基本情景中，我們認(rèn)為德國企業(yè)將利用工業(yè)4.0來額外實(shí)現(xiàn)1%的年增長，先進(jìn)技術(shù)成果的普及率將達(dá)到50%。在這樣的情景中，工業(yè)4.0將為德國凈增約35萬個(gè)就業(yè)崗位，與研究目前所涉及的23個(gè)制造行業(yè)的700萬勞動(dòng)力相比，增幅達(dá)5%。機(jī)器人和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及將減少約61萬個(gè)組裝和生產(chǎn)類崗位，但新增的96萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)將抵銷組裝和生產(chǎn)類崗位的減少。IT、分析和研發(fā)領(lǐng)域額外需要21萬高技能人才；此外，前文所述的收入增長機(jī)遇也將帶來約76萬個(gè)新的工作崗位——所有這些都是新增就業(yè)機(jī)會(huì)的來源。
在基本情景中，通過對不同類型的工作和行業(yè)進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)情況截然不同（參閱圖3）。總體來說，德國尤其需要具備IT和軟件開發(fā)技能的人才。IT和數(shù)據(jù)整合領(lǐng)域的崗位數(shù)量將翻倍，新增工作崗位將達(dá)到11萬，占據(jù)了這一類型工作崗位增長的96%。研發(fā)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工作崗位將增加約11萬。
在意料之中的是，考慮到數(shù)據(jù)在工業(yè)4.0使用場景和商業(yè)模式中的重要性，工業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)家將成為增速最快的工作崗位，新增崗位將達(dá)到約7萬。對軟件和IT界面的更多應(yīng)用也會(huì)導(dǎo)致對IT解決方案架構(gòu)師和用戶界面設(shè)計(jì)師的需求激增。隨著機(jī)器人的日益普及，制造型企業(yè)將需要一個(gè)全新的工作崗位，也就是機(jī)器人協(xié)調(diào)員，從而有望帶來4萬個(gè)新增崗位。
企業(yè)將減少對從事簡單、重復(fù)性工作的人員需求，因?yàn)樗鼈兛梢岳脵C(jī)器來從事這些工作并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作。此類工作崗位的減少將主要源于機(jī)器人在生產(chǎn)車間的應(yīng)用以及常規(guī)工作實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化操作。生產(chǎn)類崗位將減少12萬（相當(dāng)于4%），質(zhì)量管理類崗位將減少2萬（相當(dāng)于8%），維護(hù)類崗位將減少多達(dá)1萬（相當(dāng)于7%）。常規(guī)的認(rèn)知型工作也將會(huì)受到影響，比如，2萬多個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃崗位將被取消。到2025年以后，頂替勞動(dòng)力的機(jī)器人和人工智能將加速發(fā)展。
在行業(yè)層面，智能機(jī)械市場的不斷拓展將為智能機(jī)械制造商新增7萬個(gè)工作崗位，相當(dāng)于6%的增長。相比之下，機(jī)器人的應(yīng)用將會(huì)抑制汽車行業(yè)和金屬制品制造企業(yè)的就業(yè)增長。
基于對所有使用場景的分析，我們預(yù)計(jì)機(jī)器人輔助生產(chǎn)將導(dǎo)致相關(guān)制造領(lǐng)域的工作崗位凈增幅大減，這是因?yàn)闄C(jī)器人輔助生產(chǎn)將帶來生產(chǎn)效率的極大提升，使制造型企業(yè)能夠大幅縮減生產(chǎn)車間的人員數(shù)量。與此同時(shí)，機(jī)器人以及包括預(yù)測型維護(hù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在內(nèi)的其他使用場景也將幫助制造型企業(yè)采用新的商業(yè)模式，以促進(jìn)新的就業(yè)機(jī)會(huì)。
