工业机器人究竟对生产率和就业影响几何?


为了探索机器人对制造业工人的影响,我们分析了1993年到2007年机器人对17个发达国家的14个行业产生的效果,我们发现,工业机器人提高了劳动生产率、全要素生产率和工资水平。虽然他们不会显著改变总劳动时间,但对于中低技术工人而言是一个较大的威胁。

机器人自主运动的能力及执行扩展任务的能力在近一个世纪里成功捕捉了作家的想象力。最近,机器人已经从科幻小说里走出来,进入到真实世界,而关于机器人可能对经济产生的影响的讨论也已非常普遍。但是,有一个问题严重阻碍了这些讨论:到目前为止,还没有系统地论证机器人已经产生的实际影响。

于是,最近我们开始着手解决这个问题。我们收集了17个发达国家(包括欧洲、澳大利亚、韩国和美国)14个行业(主要是制造业,也包括农业和公用事业)的数据。与众不同的是,我们的数据包括这些国家每个行业使用工业机器人的数量,以及从1993年到2007年,这些行业发生了哪些改变。我们从EUKLEMS数据库获得相关的经济指标。

我们发现,工业机器人提高了劳动生产率、全要素生产率和工资水平。与此同时,尽管工业机器人对工作总小时数没有显著的影响,但有一些证据表明,他们减少低技术工人的就业率,并在一定程度上影响了中等技术工人。

工业机器人使用量大幅增长

究竟什么是工业机器人?我们的数据来自国际机器人联合会(IFR)。IFR认为,工业机器人就是一种无需人工控制,通过编程就能执行跟生产相关的任务的机器。(技术定义是指“由ISO 8373定义的操作工业机器人:自动控制、可重复编程、三轴或更多轴的多功能可编程机械手,其可以是固定的地方或移动的,在工业自动化领域应用。”)

跟以往的机器相比,工业机器人大大增加了替代工人的范围,因为它们减少了对在自动化过程的人为干预。工业机器人的典型应用包括装配、分拣、上下料、加工(例如切割)和焊接,所有这些应用在制造业中都普遍存在,还包括收割(在农业领域)以及设备和结构检测(通常在发电厂)。

在我们的取样周期内,技术的快速发展使得工业机器人的价格降低了近80%。勿庸置疑,机器人的使用大幅增长:从1993年到2007年,机器人工作小时数平均增加了150%左右。机器人使用增长最快的国家是德国、丹麦和意大利,行业是运输设备、化工和金属。

为了评估机器人的影响,我们选取了一段时间内不同国家和行业的数据。为了测试分析结果的稳定性,我们的数据包括大量的控制数据以及考虑测量机器人输入的替代方式。一致的结果是,机器人的出现提高了生产率,并不会减少总的工作时间。

生产率影响机器人使用还是机器人使用影响生产率?

更高的生产率会不会导致机器人的使用大幅上涨,而不是其他方式?为了解决这个问题和相关的问题,以及进一步阐明机器人的因果效应,我们开发了一种新的辅助变量策略。我们通过测量工人可被机器人替代的可能性来预测机器人的使用,这是基于工人的工作被机器人普遍代替之前。具体来说,我们对比今天工业机器人完成的任务和1980年机器人应用之前美国工人完成类似任务的数据。然后,我们计算出1980年每个行业的工作时间,按职业计算,随后更容易进行替换。我们的行业级“可替换性”指标表明,从1993年到2007年,工业机器人使用在增长。

当我们用工具捕捉工业机器人使用增加的差异性时,我们再次发现,机器人提高生产力,而对工作时间没有显著影响。作为这项工作的有效性的重要检查,我们发现在使用机器人之前,替换性和生产率增长之间没有显著关联。

我们保守计算,平均而言,机器人的使用对全年GDP增长贡献了约0.37个百分点,占这一时期GDP总增长的十分之一。对劳动生产率增长的贡献约为0.36个百分点,占生产率增长的六分之一。这使得机器人对总体经济的贡献大致与以往的重要技术看齐,例如十九世纪的铁路和二十世纪的美国高速公路。其影响也可以媲美最新的信息和通信技术产生的影响。但值得注意的是,机器人弥补刚刚超过两成的资金,这比以前的技术增长的驱动因素要少得多。

探讨与结论

我们对机器人的总体影响研究结果是,考虑到近期宏观经济的趋势,一般情况下,从技术上对生产率的提高会有所放缓。Gordan的观点比较悲观,对宏观经济的停滞有更多的担忧(2014年夏天,Krugman),但其他人仍较为乐观(布林约尔松和McAfee2014年)。我们预计,机器人的有利影响会延伸到未来,随着新的机器人能力的开发和服务机器人的成熟。我们的研究结果还做出了提醒:机器人使用的边际效应在递减,或拥堵效应,机器人对于增长而言不是万能的。

虽然我们没有发现机器人对总体就业的负面效应,我们发现了一些比较细微的现象,当我们打破工作时,技术工人的工资成本会降低。机器人的出现降低了低技术工人的工作时间和工资成本,对中等技术工人的影响则略少,而对高技术工人的就业则没有显著的影响。这种模式不同于最近发现的信息和通信技术的影响,那似乎是牺牲中等技术工人,而高技术工人则是受益群体。

进一步的结果,我们发现工业机器人提高全要素生产率和工资水平。同时,我们发现机器人对劳动分配没有显著影响。

综上所述,我们发现,工业机器人对劳动生产率和总体经济增长的贡献显著,也增加了工资和全要素生产率。虽然,对于机器人会在大范围内影响就业的担心并没有变成现实,但我们发现,机器人降低中低技术工人的就业。

2007年后,机器人的使用数量进一步快速增长,其可执行的任务也进一步扩展。这两种趋势表明,机器人将继续在提高生产率方面发挥重要作用。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2015-07-16

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