Введение
В современном быстро меняющемся мире научные и технологические достижения стали движущей силой развития высокотехнологичных отраслей промышленности. Поэтому крайне важно понимать, как влияет научно-технический прогресс на рост этой экономической сферы. В данной статье мы рассмотрим основные тенденции и вызовы, с которыми сталкивается высокотехнологичная промышленность в условиях быстрого технологического развития. Также мы изучим ключевые концепции, связанные с научно-техническим прогрессом и высокотехнологичной промышленностью, такие как научно-техническая революция (НТР), промышленная революция, волна научно-технического прогресса, Индустрия 4.0, процесс инноваций, промышленный интернет и высокотехнологичное предприятие.
Цель исследования – получить более глубокое понимание критической роли науки и технологий в формировании будущего высокотехнологичных отраслей промышленности.
Материалы и методы исследования
Анализ статистических данных, построение математических рядов – «длинных статистических рядов», сравнительный анализ
Результаты исследования и их обсуждение
Рассмотрены примеры успешных стратегий развития высокотехнологичной промышленности в различных странах мира в исторической ретроспективе.
Из истории экономики известно, что плоть до XVIII века заметного роста доходов на душу населения и ускорения темпов развития не наблюдалось. При рассмотрении долгосрочной динамики мирового валового внутреннего продукта (ВВП) (рисунок), используя методологию «длинных статистических рядов» британского экономиста Ангуса Мэддисона (Angus Maddison) и базу данных уровня глобального ВВП специалистов Университета Гронингена (University of Groningen) [7], следует выделить его экспоненциальный рост начиная с промышленной революции середины XVIII века.
Промышленный переворот – это новый качественный уровень экономического развития, который подвержен воздействию восходящих и нисходящих потоков, связанных с количественными изменениями и циклами [4]. Экскурс в историю позволяет констатировать, что наука и техника проникли во все сферы жизнедеятельности человека и общества, преобразовав сферу материального производства и обеспечив рост производительности труда. Человечество вышло на иной уровень своего развития, продемонстрировав трансформацию производства.
Этапы научно-технической революции были различны в зависимости от страны или региона. Промышленные или индустриальные революции ведут свой отсчет с конца XVIII в. Англия стала родоначальником промышленного переворота, поскольку имела необходимые технические и социальные предпосылки, что способствовало Англии обогнать все страны Европы и начать новый этап в развитии мировой экономики.
В Европе можно выделить несколько общих этапов. Первый этап научно-технической революции (НТР) в Европе (промышленная революция, середина 18 века – середина 19 века) связан с переходом от ручного труда к машинному производству, появлением первых паровых машин и развитием текстильной промышленности. Второй этап НТР в Европе (развитие науки и технологий, конец 19 века – начало 20 века) характеризуется появлением новых научных подходов, таких как электродинамика и квантовая механика, а также важных изобретений, таких как радио и телефон. Третий этап НТР в Европе (постиндустриальное общество, с 1960-х годов до настоящего времени) связан с развитием информационных и компьютерных технологий, созданием интернета и телекоммуникаций, а также с развитием биотехнологий и применением робототехники. Кроме того, в Европе нередко выделяют отдельный этап НТР, связанный с переходом к экологически устойчивому развитию, который начался в конце 20 века и продолжается по настоящее время. В рамках этого этапа активно развиваются альтернативные и возобновляемые источники энергии, создаются экологически чистые технологии и производства.
Динамика мирового ВВП за период 1 – 2018 гг.
Позднее вступление позволило США использовать европейский, и особенно английский, технический опыт. Переход к индустриальным методам занял сравнительно небольшой период времени и завершился почти одновременно со многими европейскими странами. Американская экономика развивалась невиданно быстрыми темпами. В итоге бурного индустриального подъема США превратились в промышленно развитую страну и промышленность США вышла на второе место в мире по объемам производства. В США первый этап НТР (образование НТР, 1945-1965 гг.) был связан с разработкой ядерной энергетики и ракетных технологий, таких как проект Манхэттен и создание первой атомной бомбы. Этот этап также ознаменовался созданием первых компьютеров, которые использовались для научных и военных целей. Второй этап НТР в США (информационная революция, 1965-1985 гг.) характеризуется появлением персональных компьютеров, развитием телекоммуникаций и применением военных технологий в гражданской сфере. В этот период были созданы такие компании, как IBM и Apple, а также разработаны первые операционные системы и программное обеспечение. Третий этап НТР в США (конвергенция НТР и биотехнологий, 1985-2005 гг.) связан с развитием новых материалов, генной инженерии и биотехнологий, а также повсеместным использованием интернета. В этот период были созданы такие компании, как Google и Amazon, а также проведены исследования в области генного кода и лекарственных препаратов. Четвертый этап НТР в США (цифровая экономика, с 2005 года) характеризуется развитием Интернета вещей, искусственного интеллекта, робототехники и других технологий, связанных с цифровыми технологиями. В этот период продолжают развиваться компании, такие как Facebook и Tesla, а также проводится множество исследований в области блокчейна и криптовалют.
Япония начала промышленный переворот после Второй мировой войны (конец 1940-х – середина 1950-х), который был связан с быстромодернизацией японской промышленности, а также разработкой и производством электронных устройств. Второй этап НТР в Японии (60-е – 70-е годы XX века) характеризуется разработкой новых технологий, таких как полупроводники, видеотехника и лазерные устройства. В этот период Япония стала одним из ведущих мировых экспортеров электроники. Третий этап НТР в Японии (80-е – 90-е годы XX века) был связан с созданием и развитием новых отраслей промышленности, таких как компьютерная техника, автомобильная промышленность, производство полупроводников и других передовых технологий. Четвертый этап НТР в Японии (настоящее время) связан с созданием и разработкой новых технологий, таких как искусственный интеллект, кибербезопасность и биотехнологии. Япония остается ведущей страной по производству высокотехнологичных и продвинутых товаров. Как и в других странах, японские научные и технологические достижения также направлены на решение экологических проблем, энергетическую эффективность и защиту окружающей среды.
Первый этап НТР в Китае (экономические реформы, 1978 год – настоящее время) был связан с началом экономических реформ и открытием для иностранных инвестиций. Этот этап привел к быстрому развитию китайской экономики и признанию ее как одной из ведущих мировых экономик. Второй этап НТР в Китае (разработка технологий и промышленности, 1990-е годы – настоящее время) характеризуется масштабным развитием промышленности и технологий, созданием широкополосного интернета, разработкой и запуском спутниковой навигационной системы Бэйдоу и других новых технологий. Третий этап НТР в Китае (укрепление позиций в мировой экономике и технологиях, настоящее время) связан с укреплением позиций Китая в мировой экономике, созданием новых технологий и продвижением их на международном рынке. Китай активно работает над экологически чистыми технологиями, созданием возобновляемых источников энергии, уменьшением выбросов парниковых газов и другими мерами для защиты окружающей среды.
НТР в России также имел свой ряд этапов. Первый этап НТР в России (начало XX века – начало 1930-х годов) был связан с развитием тяжелой промышленности, развитием механизации и производством новых видов материалов. Второй этап НТР в России (1940-е – 1950-е годы) характеризуется созданием ядерного оружия, космической отрасли и разработкой компьютерных технологий. Третий этап НТР в России (60-е – 70-е годы XX века) был связан с разработкой новых видов энергетики, таких как АЭС и гидроэнергетика, а также усовершенствованием авиационной промышленности и созданием новых видов транспорта. Четвертый этап НТР в России (1990-е годы – настоящее время) связан с перестройкой экономики и технологий, созданием новых отраслей промышленности и продвижением в области информационных технологий. В последние годы Россия активно работает над развитием технологий в области искусственного интеллекта, криптографии, кибербезопасности и других передовых технологий. Одним из приоритетов является также развитие возобновляемых источников энергии и экологически чистых технологий.
Научно-техническая революция в значительной мере повлияла на развитие химической промышленности. Новые технологии и инновации улучшили производственные процессы и повысили качество химической продукции. Некоторые из ключевых изменений, которые произошли благодаря научно-технической революции, включают: (10) использование электронных систем управления для автоматизации и контроля производства, что приводит к повышению эффективности и точности производства; (2) разработка и использование новых материалов с улучшенными свойствами, таких как биоразлагаемые полимеры и наноматериалы; (3) применение новых способов обработки и синтеза, таких как 3D-печать и микрореакторы, что ускоряет и улучшает производственные процессы; (4) внедрение новых методов экологически чистой и безопасной переработки отходов и загрязняющих веществ.
Рассмотрев переход развитых стран мира от промышленного переворота к индустриальному развитию, следует отметить, какое влияние на развитие мировой экономики оказала именно научно-техническая революция (НТР). Термин «научно-техническая революция» был введен в оборот английским философом Б. Расселом в 1963 году, который под НТР понимал процесс превращения науки в непосредственную производительную силу общества в результате овеществления научного труда в продукте материального производства [4]. Каждая волна НТР имела свои характеристики, свою длительность и свои достижения (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика волн НТР
|
Волны НТР |
Длительность |
Характеристика |
Достижения |
|
Первая волна НТР (промышленная революция) Доминируют: Англия, Франция, Германия и США |
1710–1880 |
Текстильная промышленность, машиностроение, выплавка чугуна, водяной двигатель, применение парового двигателя внутреннего сгарания в промышленности |
Переход от ручного к механизированному производству, появление крупных мануфактур, появление отраслевой промышленности, замена торгового капитала промышленным |
|
Вторая волна НТР (индустриальная революция) Доминируют: США, Германия, Англия, Франция |
1880–1939 |
Развитие электротехнической отрасли, появление тяжелого машиностроения, развитие неорганической химии, автомобилестроения, авиастроения, нефтяной отрасли |
Широкое применение электродвигателя, стандартизация производства, развитие транспортных систем и коммуникаций, появление сетевой торговли и технологических стандартов, промышленные способы получения алюминия |
|
Третья волна НТР (постиндустриальная революция) Доминируют: США, СССР, Япония, страны ЕС, Китай, Корея |
1939–2000 |
Электрическая и атомная энергетика, серийное производство, генетические, биологические, телекоммуникационные технологии, |
Появление атомной, электронной, космической промышленности в первой фазе, микроэлектроники, оптоволоконных производств во второй фазе, информационных технологий, нанотехнологий, молекулярной электроники |
|
Четвертая волна НТР (Индустрия 4.0 ) Доминируют: |
2000 – по н. в. |
Цифровые технологии, искусственный интеллект, кибербезопасность, облачные технологии, 3-D технологии, дополненная реальность |
Развитие беспилотных транспортных средств, 3D-печати, передовой робототехники и новых материалов, генетического секвенирования, синтетической биологии |
Однако стоит помнить, что эволюция научно-технического прогресса также имеет свои негативные стороны, такие как возрастание социальных неравенств, потеря рабочих мест, нарушение экологического баланса и другие вызовы, которые требуют принятия соответствующих мер для их решения.
Во второй половине ХХ века в условиях схожести исходных стартовых возможностей успеха добивались те страны, которые делали ставку на НТР, новые технологии и науку. Развитие высокотехнологичной промышленности достигло такого уровня, когда без фундаментальной науки, образования и инновационных технологий рассчитывать на успех в конкурентной международной гонке за рынки сбыта стало невозможно.
Третья волна НТР принципиально изменила один из важнейших параметров НТП его темп, ускорила процесс обновления знаний. Научно-технический прогресс (НТП) – это непрерывный процесс, который происходит одновременно в научной и производственной области и оказывает существенное влияние на производственную сферу, ускоряя темпы социально-экономического развития страны. В этой связи появился еще один термин – «инновационный процесс», который в современной экономике получил широкое распространение.
Инновационный процесс – это процесс, охватывающий весь цикл преобразования научного знания, научных идей и открытий в инновацию [2]. Он может начинаться с идеи или концепции, затем проходить этапы разработки, тестирования и оценки эффективности, и заканчиваться выпуском на рынок и дальнейшим сопровождением продукта.
Инновационный процесс включает в себя широкий спектр дисциплин, таких как наука, инженерия, маркетинг, финансы и управление бизнесом. Непрерывное совершенствование инновационного процесса становится ключевым фактором успеха компаний в условиях быстро меняющегося рынка и повышенной конкуренции.
Сформулируем авторское определение инновационного процесса. Инновационный процесс – это последовательность действий и этапов, которые осуществляются с целью создания и внедрения новых продуктов, технологий, услуг или бизнес-моделей на рынке.
Темп НТП – это время, затраченное на реализацию инновационной идеи или научно-технической разработки в производстве. В условиях, когда скорость появления новых научно-технических разработок год от года возрастает, временные параметры становятся фактором экономического успеха.
В настоящее время мы находимся у истоков четвертой промышленной революции, которая по сложности и масштабу не имеет аналогов в предыдущем опыте человеческой цивилизации Ее сущность в переходе на полностью автоматизированное цифровое производство, управление которым будет возложено на интеллектуальные системы, а также в создании глобальной про мышленной сети вещей и услуг. Четвертая промышленная революция (Индустрия 4.0) – это переход на полностью автоматизированное цифровое производство, которое контролируется система искусственного интеллекта в режиме реального времени [5].
Термин «Индустрия 4.0» (И4.0) появился в 2011 году в Германии на Ганноверской ярмарке, крупнейшей в мире промышленной выставке, и представляет собой новый этап развития промышленности, который называют четвертой промышленной революцией. В отличие от предыдущего этапа, когда основные усилия промышленных предприятий были направлены на автоматизацию оборудования и технологических процессов, основой нового этапа выступают инструменты цифровой экономики, такие как: анализ больших массивов данных и продвинутые алгоритмы, облачные сервисы, интеллектуальные датчики, 3D печать, «Интернет вещей», дополненная реальность, искусственный интеллект и персонификация взаимодействия с клиентами [6].
В отдельных регионах мира используется другая терминология, например «промышленный интернет» (Industrial Internet) США, «Интернет+» в KHР. В основе концепции лежат ключевые понятия: киберфизические системы (cyber-physical systems), интернет-услуг (internet of services) и «умные» фабрики (smart fac tories) [3]. С технологической точки зрения И4.0 сводится преимущественно к цифровизации и автоматизации.
Развитие технологий И4.0 предполагает увеличение производительности труда в промышленности и повышение эффективности компаний в целом, что требует от них пересмотра стратегических приоритетов, затрагивающих различные аспекты деятельности компании (табл. 2) [3].
Таблица 2
Обща характеристика изменений, обусловленных И4.0
|
Аспект |
Описание |
|
Уровень развития И4.0 |
Внедрение новых технологий (как правило, носящее неоднородный, постепенный. фрагментарный, но общий для всех игроков характер), способное изменить порядок использования ресурсов персоналом и администрацией и тем самым повлиять на конкурентные преимущества компаний |
|
Ожидаемые эффекты/выгоды |
Освоение новых продуктов и процессов, ведущее к росту эффективности, порождающее новые/более весомые конкурентные преимущества (оптимизация распределения и использования ресурсов) |
|
Риски и вызовы |
Осознание необходимости капиталовложений и обучения персонала для повышения эффективности управления в целях усиления конкурентоспособности на базе имеющихся ресурсов в контексте И4.0 |
|
Изменение отраслевого ландшафта |
Непредсказуемость поведения партнеров по отрасли из-за И4.0. осознание как возможностей, так и барьеров, неуверенность в том, насколько целесообразно копировать стратегию партнеров в отношении И4.0 |
|
Отношения с отраслевыми партнерами |
Неопределенность перспектив государственной поддержки, активное давление со стороны партнеров к продвижению по цепочке стоимости и интенсификации взаимосвязей |
|
Реструктуризация цепочки стоимости и новые возможности для международной экспансии благодаря И4.0 |
Плюрализм мнений об инициаторах цифровой трансформации, осознание потенциала И4.0 по оптимизации международного бизнеса |
Изучив подходы разных авторов, сформулируем авторское определение Индустрия 4.0 следующим образом – это система социально-экономических отношений, возникающих в процессе максимальной цифровизации и автоматизации про мышленного производства на основе использования современных киберфизических, облачных и аддитивных технологий, возможностей искусственного интеллекта и приемов обработки больших объемов данных с последующим формированием глобальной промышленной сети бизнес-процессов, продуктов и услуг.
Заключение
Таким образом, научно-техническая революция не только повлияла на современную промышленность, но и открывает новые возможности для развития более эффективных и экологически чистых производственных методов. Различия влияния научно-технической революции мировой и российской промышленности заключаются в исторических, экономических и политических особенностях каждой страны. В мировой химической промышленности научно-техническая революция привела к созданию новых материалов, производственных процессов и инструментов, которые увеличили производительность, повысили качество продукции и улучшили работу оборудования. Она также сократила затраты на производство и снизила количество отходов, что привело к экономическим выгодам.