Zaniedbanie wczesnych sygnałów narastających fal zmian technologicznych i gospodarczych prowadzi do zaprzepaszczenia szans, jakie stwarzają, oraz ściągnięcia sobie na kark zagrożeń, jakie niosą. Twarda konkurencja między krajami, regionami i firmami nie pobłaża nikomu, kto zakłada, że jutro będzie niewiele się różnić od dziś. Trzecia rewolucja przemysłowa może się okazać falą, która poprawi pozycję gospodarczą Polski i przesunie przedsiębiorstwa w łańcuchu wartości lub też falą, która zakryje nas swoimi problemami.

Pierwsza rewolucja rozpoczęła się w Wielkiej Brytanii pod koniec XVIII wieku od mechanizacji przemysłu włókienniczego. Druga rozpoczęła się w Ameryce na początku XX wieku od linii montażowej, która zapoczątkowała erę masowej produkcji. Cyfryzacja produkcji oznacza trzecią rewolucję. Choć ta nie sprowadza się tylko do rosnących zastosowań cyfryzacji.

Nową rewolucję omawia się w kategoriach dyscyplin naukowych, technologii oraz praktyk gospodarczych. Poprzednie rewolucje opierały się na kluczowym czynniku, który – jako zarazem względnie tani oraz dostępny w niemal nieograniczonych ilościach (węgiel i siła pary wodnej, stal itd.) – powodował drastyczną redukcję kosztów, radykalną poprawę charakterystyk wielu produktów, procesów technologicznych i usług, ciąg innowacji dostosowawczych w zakresie projektowania, inżynierii, zarządzania, edukacji, rynku, prawodawstwa, organizacji przedsiębiorstw, branż gospodarki, stylu życia itd. (Chris Freeman).

Motory trzeciej rewolucji

Jako motory naukowo-technologiczne trzeciej rewolucji wskazuje się takie dziedziny, jak nanotechnologia, biotechnologia, teleinformatyka, nauki kognitywne, genetyka i robotyka. Oprócz tych sześciu dziedzin nauki, motorami rewolucji są:

Mobilny Internet. Zawiera on aplikacje umożliwiające bardziej efektywne świadczenie wielu usług oraz umożliwia wzrost produktywności siły roboczej.

Wielkie zbiory danych i ich analizy (Big Data), które zmieniają sposób, w jaki prowadzi się działalność gospodarczą, zarządza organizacjami, realizuje badania naukowe i żyje.

Automatyzacja pracy opartej na wiedzy. Postępy w dziedzinie sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i naturalnych interfejsów użytkownika (np. rozpoznawanie głosu) pozwalają na automatyzację wielu zadań. Na przykład niektóre komputery mogą odpowiadać na nieustrukturyzowane pytania (czyli takie, jakie zadaje się w języku potocznym, a nie te przewidziane w oprogramowaniu), a zatem pracownicy lub klienci bez specjalistycznych szkoleń mogą na własną rękę uzyskać informacje.

Internet rzeczy – zjawisko, w którym przedmioty, takie jak np. urządzenia gospodarstwa domowego, maszyny produkcyjne i instrumenty medyczne, mogą pośrednio albo bezpośrednio gromadzić, przetwarzać lub wymieniać dane za pośrednictwem sieci komputerowej. Od monitorowania przepływu produktów do pomiaru wilgotności upraw Internet rzeczy pozwala firmom i organizacjom sektora publicznego lepiej zarządzać aktywami i tworzyć nowe modele biznesowe. Dzięki zdalnemu monitoringowi Internet rzeczy ułatwia też kurację pacjentów cierpiących na przewlekłe choroby, obniżając w ten sposób koszty opieki zdrowotnej.

Technologia chmury. Chmura umożliwia rozwój wielu usług internetowych, przechowywania danych (zdjęcia, książki, muzyka), wyszukiwania i przetwarzania. Chmura poprawia ekonomikę IT dla firm i rządów, a także umożliwia całkowicie nowe modele biznesowe, w tym różnego rodzaju modele usług pay-as-you-go.

Zaawansowane roboty, obdarzone zmysłami oraz sprawnością fizyczną i inteligencją, zastępują coraz częściej człowieka nie tylko w niebezpiecznych lub brudnych zadaniach, takich jak spawanie, czyszczenie, malowanie natryskowe i konserwacja, ale także w chirurgii i protetyce, gdy wspomagają osoby z ograniczoną mobilnością.

Autonomiczne lub niemal autonomiczne pojazdy, takie jak drony, auta i ciężarówki. Potencjalne korzyści autonomicznych samochodów osobowych i ciężarowych obejmują zwiększenie bezpieczeństwa, zmniejszenie emisji CO2, odciążenie kierowców oraz zwiększenie wydajności branży transportu ciężarowego.

Genomika nowej generacji. Genomika ta łączy postępy w sekwencjonowaniu i modyfikacji materiału genetycznego z najnowszymi możliwościami analizy danych. Ma zastosowania w rutynowej diagnostyce. Jej następnym krokiem jest syntetyczna biologia, połączenie biologii molekularnej i inżynierii. Biologia ta może mieć duży wpływ na medycynę, rolnictwo, a nawet na produkcję takich substancji, jak biopaliwa.

Urządzenia magazynujące energię. W ciągu najbliższej dekady pojazdy oparte na akumulatorach litowo-jonowych powinny się stać konkurencyjne w stosunku do tych opartych na silnikach spalinowych.

Druk 3D, czyli tworzenie obiektów poprzez druk warstw materiału na podstawie modeli cyfrowych. Szybki wzrost wydajności i cen oraz rozszerzenie zakresu wykorzystywanego materiału powoduje, że druk 3D znajduje coraz więcej zastosowań w produkcji oraz w rękach konsumentów.

Zaawansowane materiały o doskonałych właściwościach (np. pod względem siły, masy, przewodności) lub funkcjonalności. W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy odkryli sposoby uzyskania materiałów o niezwykłych atrybutach – inteligentnych materiałów, które są samonaprawialne lub samooczyszczające, metali z pamięcią, które mogą wrócić do swoich pierwotnych kształtów, ceramiki i kryształów piezoelektrycznych, które przekształcają nacisk w energię, a także nanomateriałów, takich jak grafen i nanorurki, które można stosować do leczenia pewnych typów chorób, np. raka. Kompozyty z włókna węglowego zastępują stal i aluminium, począwszy od rowerów górskich aż do samolotów.

Eksploatacja niekonwencjonalnych złóż ropy i gazu z łupków skalnych. Połączenie odwiertów poziomych i szczelinowania hydraulicznego pozwala dziś sięgać po złoża ropy naftowej i gazu, których eksploatacja za pomocą konwencjonalnych metod wiertniczych nie była wcześniej opłacalna. Udoskonalenie technologii poszukiwania i wydobycia ropy naftowej i gazu może odblokować nowe rodzaje zasobów, w tym metanu i klatratów metanu.

Energia odnawialna, taka jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, elektryczna oraz fal oceanicznych. Jej źródła są niewyczerpywalne, jej eksploatacja nie ogranicza innych źródeł, a wykorzystywanie zwykle nie wywiera niekorzystnego wpływu na klimat (opisy za: McKinsey Global Institute, Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy , May 2013).

Na bazie omówionych technologii upowszechniają się nowe praktyki produkcyjne, takie jak łączenie wytwarzania z usługami oraz produkcja w sieci (networked manufacturing), czyli systemy wspólnej produkcji w geograficznie rozproszonych małych i średnich przedsiębiorstwach.

Druk 3D

Rewolucja 3D to może najciekawszy wycinek rewolucji. Poproś fabrykę, aby wykonała dla ciebie młotek według twojego projektu, a wystawi ci rachunek na tysiące dolarów. Aż tyle kosztowałoby przygotowanie produkcji. Dzięki efektowi skali koszt wytworzenia jednego młotka przy produkcji tysięcy młotków byłby znacznie niższy. W przypadku drukarek 3D, koszt przygotowania produkcji jest znacznie niższy, a efekt skali – znacznie słabszy.

Technologie 3D nie są jeszcze dość dobre, aby dziś za ich pomocą wytworzyć auto lub nawet iPhone’a. Są jednak dostatecznie dobre, aby za ich pomocą wytwarzać części auta i iPhone’a. Podobnie już dziś pozwalają wytworzyć parę butów lub aparat słuchowy dostosowany do twojego ucha, pisał o rewolucji 3D „The Economist” (2012 r). Zamiast uderzać, giąć i ciąć materiał (jak to zawsze było), drukarki 3D wytwarzają przedmioty przez nakładanie materiału, warstwa po warstwie. Umożliwiają one produkcję części zapasowych, już nieprodukowanych. Drukarki 3D są również nieocenione w odległych rejonach. Zamiast czekać na dostawę odpowiednich narzędzi, można je wykonać samemu. Oszczędność na wadze to niebagatelny powód atrakcyjności 3D. Wytwarzanie rzeczy w tradycyjnym zakładzie wymaga dodania kołnierzy i wsporników, aby obrabiarki mogły je formować i frezować oraz aby zapewnić powierzchnie dla części, które zostaną razem przykręcone lub przyspawane. Drukarka 3D może wydrukować całe obiekty, które nie wymagają montażu. Nawet obiekty ruchome produkują one „za jednym zamachem”.

Jedną z głównych zalet druku 3D jest możliwość osiągnięcia masowej kastomizacji, gdyż nie ma potrzeby, aby kolejne obiekty produkowane tą techniką miały być takie same. Tak jak masowa produkcja zrewolucjonizowała gospodarkę XX wieku, tak masowa kastomizacja rewolucjonizuje gospodarkę XXI wieku. Oprócz masowej kastomizacji druk 3D pozwala na (tanie) wytwarzanie wyrobów jednorazowych lub małych partii elementów. Druk 3D jest już stosowany do wytwarzania rzeczy, które nie mogą być wykonane szybko i tanio przy użyciu tradycyjnych metod produkcji, pisał Christopher Barnatt (3D Printing: The Next Industrial Revolution , 2013).

Jesteśmy świadkami narodzin tzw. otwartego hardware’u, gdy coraz większa liczba osób, mając dostęp do oprogramowania CAD (Computer-aided design) oraz drukarek 3D pobiera obiekty w formie cyfrowej, dokonuje w nich zmian, drukuje obiekt oraz ponownie udostępnia publicznie zmieniony projekt, aby inni mogli skorzystać z dokonanych modyfikacji.

Choć gdy większość rzeczy w 3D powstaje z tworzyw sztucznych lub metali, istnieją specjalistyczne drukarki 3D, które pozwalają na osadzanie kolejnych warstw żywych komórek. Niektórzy naukowcy używają drukarek 3D do produkcji prostych tkanek, takich jak skóra, mięśnie i krótkie odcinki naczyń krwionośnych. Sądzi się, że pewnego dnia można będzie wydrukować większe części ciała, takie jak nerki, wątroby, a nawet serce. A jeśli biodrukarki będą korzystały z własnych komórek macierzystych pacjenta, prawdopodobnie organizm pacjenta nie odrzuci wydrukowanego przeszczepionego narządu. Jeśli tak się stanie – a pionierzy biodruku spodziewają się, że dojdzie do tego w ciągu dwóch dekad – to rozwój druku 3D może zlikwidować listy pacjentów czekających na organy do przeszczepu.

Druk 3D stał się możliwy dzięki znacznej poprawie mocy obliczeniowej i pamięci komputera oraz infrastruktury sieciowej, pisał dalej Barnatt. Kiedy drukarki 3D pierwszej generacji weszły na rynek pod koniec lat 1980. i na początku 1990., przemysłowe stacje robocze wykorzystywane do projektowania obiektów 3D były drogie, a idea wymiany dużych ilości danych przez Internet nierealna. Jednak dziś wiele smartfonów i tabletów – nie mówiąc już o komputerach stacjonarnych i laptopach – ma taką moc, że służy do projektowania złożonych obiektów 3D.

Rewolucji druku 3D przysłużył się także rozwój druku 2D. Drukarki 3D są czymś radykalnie różnym od 2D, jednak opierają się na dość podobnych siłownikach i mechanizmach zasilających, laserach, głowicach atramentowych i sterownikach elektronicznych. Rozwój tego sprzętu w ciągu ostatnich dwóch dekad wspomógł rewolucję druku 3D.

Kolejnym katalizatorem rewolucji druku 3D był wzrost cyfryzacji działalności człowieka. Dzisiaj miliardy ludzi korzystają z Internetu i mają w wersji cyfrowej nagrania, zdjęcia lub wideo. Pomysł wykorzystania drukarek 3D do wytwarzania obiektów fizycznych z danych w Internecie jest dziś o wiele bardziej naturalny niż w okresie narodzin drukarek 3D.

Rozwój druku 3D musiał również zaczekać na rozwój samego druku 3D. Innowacje i lepsze modele tanich drukarek 3D wprowadzili pasjonaci, którzy korzystali z wczesnych drukarek 3D.

Sądzi się, że w ciągu 20 lat, a może mniej niż 10, większość ludzi w krajach rozwiniętych będzie regularnie korzystać z drukarek 3D do „materializacji” cyfrowego projektowania lub będzie regularnie kupować zamówione przez siebie w 3D produkty i części zamienne. Ocenia się, że w ciągu następnej dekady lub dwóch rewolucja druku 3D będzie miała potencjał równy rewolucji PC z lat 1980. i 1990., kończy swoje przewidywania Barnatt.

Powrót fabryki

Jednym z przewidywanych następstw rewolucji 3D – oraz pozostałych dwunastu „motorów rewolucji” – jest przemieszczenie się światowej produkcji przemysłowej.

Przez ponad 100 lat Ameryka była czołowym producentem na świecie, ale jest to pieśń przeszłości. Nowy Jork był kiedyś stolicą produkcji w Ameryce, z ponad 1 mln osób pracujących w 1950 roku. Dziś liczba ta skurczyła się do zaledwie 80 tys., zatrudnionych głównie w takich dziedzinach, jak meblarstwo, przetwórstwo spożywcze i moda. Ale wszystko to może się zmienić, prorokuje „The Economist”.

Ponieważ liczba osób bezpośrednio zatrudnionych w produkcji spada, koszty pracy jako odsetek całkowitych kosztów produkcji także się zmniejszają. To skłania do tego, aby na powrót przenosić pracę do krajów bogatych. Dodatkowym czynnikiem jest to, że dzięki nowym technologiom produkcji na miejscu można taniej i szybciej reagować na zmieniające się lokalne smaki i gusty.

Wzrost outsourcingu i offshoringu oraz rozwoju zaawansowanych łańcuchów dostaw pozwoliło firmom na całym świecie korzystać z Chin, Indii i innych krajów o niższych zarobkach jako warsztatów produkcyjnych. Jednak pod wpływem światowego kryzysu finansowego niektórzy zachodni politycy podkreślają teraz potrzebę powrotu produkcji do ich krajów w celu tworzenia miejsc pracy i zapobiegania ucieczce specjalistów. W miarę jak chińskie płace rosną, część produkcji wraca do bogatego świata.

Dzięki inteligentniejszym i bardziej zręcznym robotom wiele nowych metod produkcji w tej kolejnej rewolucji wymaga mniej robotników fabrycznych. Jednak nadal robotnicy będą potrzebni, choćby do obsługi maszyn. Ale następna generacja robotów będzie inna. Nie tylko będą one tańsze i łatwiejsze w konfiguracji, lecz także będą pracować z ludźmi, a nie zastępować ich.

W fabrykach przyszłości wszystko będzie kierowane przez inteligentne oprogramowania. Digitalizacja produkcji przemysłowej będzie miała tak samo niszczący wpływ, jak w innych dotkniętych cyfryzacją branżach, takich jak elektroniczne urządzenia biurowe, telekomunikacja, fotografia, muzyka, publikacje i filmy. Ale efekty nie będą się ograniczać do dużych producentów, trzecia rewolucja ułatwi biznes małym i średnim przedsiębiorcom. Uruchomienie produkcji nowych produktów stanie się prostsze i tańsze. Powstaną także warunki, aby rozwinęło się zjawisko nazywane dziś produkcją społeczną.

Produkcja społeczna to nowy sposób wytwarzania, który wprowadza się w produkcji odzieży i w innych gałęziach przemysłu mody. W produkcji społecznej konsumenci są w pełni zaangażowani przez Internet w proces produkcji; urządzenia produkcyjne i inteligentne interaktywne terminale samoobsługowe w trybie online tworzą sieć maszyn produkcyjnych i usług.

Przyrosty i skoki

Polska legislacja zmienia się na dwa sposoby: przyrostowo i w sposób nieskoordynowany lub skokowo i w sposób zorganizowany. Zmiany „kroczące” zachodzą każdego miesiąca i polegają na przeprowadzaniu przez ścieżkę legislacyjną kolejnych, zazwyczaj niepowiązanych ze sobą ustaw. Przed wyborami następuje spiętrzenie prac, ale jego powodem jest terminarz wyborczy, a nie wyzwanie rozwojowe kraju. Zmiany skokowe zachodzą w okresach wielkich reform: transformacji (przełom 1989 i 1990), akcesji do OECD (1996), reformy administracyjnej (1999) oraz przystąpienia do Unii Europejskiej (2004). Wówczas to w stosunkowo szybkim czasie zmieniano w Polsce kluczowe ustawy w sposób planowy.

Wyzwanie rozwojowe jako bodziec do skoordynowanej zmiany prawodawstwa leżało u źródeł głównych dokumentów strategicznych polityki rozwoju. Sposób budowy dokumentów był – jak na wcześniejsze polskie doświadczenia – fachowy i nowoczesny. Oparto je na informacjach, analizach i konsultacjach, przełamano wąskie perspektywy resortowe. Zorganizowany namysł zastąpił niepowiązane ze sobą inicjatywy legislacyjne. Wprowadzono zasadę, że to strategia ma odtąd rządzić prawem, a nie – prawo dominować nad strategią.

Jak wiadomo, dokumenty strategiczne tworzą trójpoziomową hierarchię:

Długookresowa Strategia Rozwoju Kraju Polska 2030. Trzecia fala nowoczesności – dokument określający główne trendy, wyzwania oraz koncepcję rozwoju kraju w perspektywie długookresowej, przyjęty przez Radę Ministrów 5 lutego 2013 r.

Strategia Rozwoju Kraju 2020. Aktywne społeczeństwo, konkurencyjna gospodarka, sprawne państwo  – dokument przyjęty 25 września 2012 r. przez Radę Ministrów.

Strategie rozwoju (tzw. strategie zintegrowane), przyjęte przez Radę Ministrów w roku 2013.

Strategie rozwoju zawierają programy operacyjne i programy wykonawcze (np. Strategia Innowacyjności i Efektywności Gospodarki (SIEG) „Dynamiczna Polska 2020” – Program Operacyjny Inteligentny Rozwój, 2014-2020 oraz Krajowe Inteligentne Specjalizacje ), a programy – instrumenty wsparcia. Wprowadzenie instrumentów wsparcia wymaga zmian prawnych.

Krajowe strategie zharmonizowano z unijnymi, a szczególnie ze Strategią „Europa 2010”.

Nie przewidziano formalnego mechanizmu aktualizacji strategii. Możliwe, że stało się tak z obawy, że łatwość jej przeprowadzania osłabi ich siłę. Na szczęście wprowadzono pewien sposób aktualizacji – monitoring realizacji strategii, a w szczególności ich śródokresowy przegląd (odbędzie się na przełomie lat 2016/2017). Ważnym elementem oceny „SIEG” będą informacje o wdrażaniach Krajowych Inteligentnych Specjalizacji.

Dlaczego i jak aktualizować strategię?

Dokumenty strategiczne, inaczej niż portret Doriana Graya, pozostają fotografią czasu, w którym je zrobiono. Czas nie zatrzymuje się na okres przewidziany na ich realizację. Koncepcje oraz praktyki produkcyjne, naukowe i technologiczne zmieniają się tak szybko, że jeszcze długo przed upływem końca ważności strategii ujawniają one swoją historyczność. Są znakiem czasu, w którym powstały. Brak w nich pojęć i koncepcji, które weszły do obiegu politycznego po ich zatwierdzeniu.

Takim pojęciem jest m.in. trzecia rewolucja przemysłowa (zwana także „nową” lub „następną”). Jest to właśnie pojęcie, które choć znane wcześniej, wdarło się do słownika polityki w ostatnich trzech latach. Za jego pomocą opisuje się powstającą na naszych oczach rzeczywistość oraz możliwą przyszłość, a także formułuje zalecenia dla polityki.

Trzecia rewolucja przemysłowa puka do naszych drzwi. Czy możemy siedzieć z założonymi rękami, czekając jak rynek i siły społeczne samoczynnie poradzą sobie z problemami, jakie stwarza? Jakie mogą być koszty naszej bezczynności, skoro w wielu krajach nasilają się wezwania, by ułatwić jej nadejście, minimalizując związane z nią ryzyka? Jak uwzględnić ją w polityce naukowej?