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面向企業韌性建設的工業5.0

2023-06-27 19:57劉杰王棟梁
清華管理評論 2023年4期
關鍵詞:工業革命工業企業

劉杰 王棟梁

工業的發展在經歷了工業1.0(蒸汽機時代)、工業2.0(電氣化時代)和工業3.0(信息化時代)后,進入了工業4.0(智能化時代)階段。工業4.0的重點在于技術的應用及經濟的產出,對員工、社會、環境等并不友好。為此,歐盟在2021年發布了工業5.0,日本發布了社會5.0,我國也積極推動新型工業化之路,目的是引導制造業企業關注包括員工在內的更大范圍的社會需求。

從工業1.0到工業4.0都是由技術引發的,追求的都是精益化制造這個基本目標。然而,發展至今,并沒有解決員工敬業度以及企業外部環境的不確定性帶來的供應鏈挑戰等問題。尤其是近兩年來,中美沖突、俄烏戰爭、氣候變化和新冠肺炎疫情等系統性沖擊帶來供應鏈頻繁斷裂,追求供應鏈的及時模式(Just in Time,JIT)無法實施,以防萬一模式(Just in Case,JIC)受到追求穩健供應鏈的企業所重視。JIC模式指企業考慮到最壞的情況,設置一定的靈活性和冗余性策略,確保韌性生存和發展。

那么,如何理解工業5.0,如何將工業5.0與“追求Just in Time兼顧Just in Case”有機結合起來?本文將對工業革命的本質進行分析,探討制造業企業精益化與韌性并存的運營管理模式。

引發經濟轉型和追求精益化的工業革命

技術的發展對人類生產、生活及思維方式等的變化都起到了決定性作用。德國哲學家馬丁·海德格爾在其1954年出版的演講集《技術的追問》中說道:“技術的本質絕不是技術的,它是一種看得見自然的方式,是讓所有本質上的東西自我揭示,成為人類可以加以利用的潛在資源?!币簿褪钦f,技術也是一種資源,在某些需求被構建時得以應用,在應用的過程中又能驅動新需求產生,由此不斷迭代發展,驅動商業變革與繁榮。

技術的進步也促進了經濟的發展。技術思想家布萊恩·阿瑟在其《技術的本質》一書中寫道,經濟很大程度上是從技術中產生的,經濟會隨著技術的進化而完成結構上的變化,結果就是一個接一個的經濟結構的轉型;經濟這面鏡子也會映射出技術的變化、增長和替換。

獲得1987年諾貝爾經濟學獎的美國經濟學家羅伯特·索洛發現,采用相同的資源可以生產出不同量的產品,這是因為存在全要素生產率的差異(即“索洛剩余”)。全要素生產率指勞動和資本等生產要素投入之外的科技進步及其能力實現帶來的產出增加。之所以有產出增加,是因為存在著技術效應和配置效應。比如通信技術5G的出現,技術效應就是帶來了相應的基站、手機智能終端等新產品的產出;配置效應則是出現了遠程醫療、自動駕駛、智慧車間等新的生產關系和資源配置方式,提升了資源的利用率。

技術進步引發經濟轉型的一種居間力量就是工業革命,工業革命發展階段的劃分實際上也是應用相關技術后的結果。

第一次工業革命

第一次工業革命發端于18世紀早期,以蒸汽機和機械化的出現為標志。英國近代史專家淺田實教授在《東印度公司:巨額商業資本之興衰》一書中提到,當初英國的東印度公司從印度進口大量品質優良、價格低廉的紡織品,使得英國本土的廠商不得不進行技術革新以降低生產成本。18世紀60年代,珍妮紡紗機、塞繆爾走錠紡紗機等的發明,使英國從手工業時代挺進機器大工業時代,紡紗工業的生產效率提高了八倍,成本大幅度下降。英國將機械制造的廉價棉布輸入到印度,摧毀了盛極一時的印度紡織手工業。印度成了英國棉布的進口國,現今孟加拉國首都達卡從一座擁有15萬人口的繁榮城市淪落為一個只有3萬人的貧窮小鎮。

在這次工業革命中,蒸汽動力的使用讓機器制造的模式更加可行并得到迅速的推廣,許多行業因此發生了巨大的變化。比如,蒸汽船和蒸汽機車不僅縮短了運輸時間,還降低了運輸成本,拓展了更多商品的貿易范圍。更重要的是,信息傳播的速度也大大加快了,由此降低了“信息成本”,即買賣雙方獲取準確、及時的信息用于做出可靠合理的商業決策所需承擔的成本。

1776年3月,亞當·斯密在《國富論》中提出了分工理論?;诜止だ碚?,制造業企業突破了原有的技術和生產組織結構。標準化部件的使用、批量生產和簡單設計結合在一起,成為工業領先國家的制造業體系基礎。在使用動力機械的車間,標準化讓非熟練工人也能成為能工巧匠,提高了產量、降低了單個產品的生產成本,同時還使零部件具有了通用性。曾經由工匠打造的產品開始由制造業企業大規模生產,規模經濟產生。

第一次工業革命為制造業企業的精益化生產奠定了理論與實踐基礎,但與此同時,在社會影響方面,它助長了殖民主義,加劇了環境的惡化。

第二次工業革命

第二次工業革命始于19世紀下半葉。電力的廣泛應用是第二次工業革命的標志。與蒸汽和水力相比,電力更易于使用。在美國歷史學會主席R·R·帕爾默等所著的《工業革命:變革世界的引擎》一書中就提到,這個時期的工業企業不再需要像使用蒸汽動力那樣聚集在一起了,而是按照需要分散到離市場更近的地方。

與此同時,內燃機的發明和使用解決了交通工具的發動機問題,并推動了石油開采等行業的發展。德國人卡爾·本茨在1886年成功制造出世界上第一輛四輪汽車,20世紀20年代,汽車代替了馬車成為主要交通工具;遠洋輪船、飛機以及各種家用電器也相繼發明出來。這個期間還發生了通訊系統的革命:19世紀70年代,電話誕生;1901年,無線電信號跨越了大西洋。美國加州大學伯克利分校哈斯商學院教授卡爾·夏皮羅等在《信息規則:網絡經濟的策略指導》一書開頭提到,一百年前工業家們利用新生的電力和電話網絡等基礎設施改變了美國經濟,正如當今的硅谷企業家們利用計算機和互聯網改變世界經濟一樣。

值得一提的是,伴隨著技術發展與應用,出現了這樣一種觀點,認為技術可以減少對勞動力的需求。然而,事實并非如此。在第二次工業革命中,電力帶來了家用電器的廣泛使用。美國代頓大學歷史學教授拉里·施韋卡特(Larry Schweikart)等在《美國企業家:三百年傳奇商業史》一書中提到過一則故事,在電熨斗開始推向市場取代水熨斗、炭火熨斗時,人們認為家庭婦女熨燙衣服的時間可以減少了。然而,后續研究發現,電熨斗的使用反而增加了熨燙衣服的時間。因為以前只需要為在外工作的男性熨燙正式場合穿的服裝,有了電熨斗后,連嬰兒的內衣也要燙了。其實,從整個社會發展來看,技術發展并沒有減少對勞動力的總體需求,只是對勞動力的能力和知識結構需求有了變化。

管理思想和管理工具在第二次工業革命時期也有顯著的發展。亞當·斯密的分工理論在這個時期得到進一步的應用,裝配流水線及大規模生產提高了行業的效率和業績,工人成為流水線上的螺絲釘。查理·卓別林主演的電影《摩登時代》表現的就是這個時代工廠的景象。弗雷德里克·泰勒通過開展著名的“搬運生鐵塊試驗”和“鐵鍬試驗”等,引入敏捷生產的概念和原則,改進操作方法,大幅度提高了生產效率,也提高了工人的日工資。泰勒在1911年出版的《科學管理原理》一書中提出的科學管理理論至今仍然發揮著巨大的作用。

第二次工業革命追求更有效率的生產與更高的質量,精益化生產方式初步成型。在制造領域,原材料的采購、產品的生產和制成品的分銷等環節被納入到一個完整的管理體系中。在企業組織方式方面,管理人員開發、內部晉升、員工福利等系統開始形成。此外,第二次工業革命還初步建立了現代世界的格局。

第三次工業革命

第三次工業革命開始于20世紀中期,以電子計算機技術的出現為標志。1946年世界第一臺電子計算機誕生,一些工廠開始使用可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC),在裝配線中引入自動化系統。這些系統幫助員工執行各種復雜任務,開展大規模生產,但是依然依賴于人工輸入和干預。

1971年,美國英特爾公司嘗試把整個電腦的數據處理功能集中在一個很小的被稱為微處理器的硅晶片上,個人電腦出現了。前兩次工業革命都是機器越大,“肌肉力量”越強,而電子計算機技術引發的工業3.0主要是替代人類的腦力勞動,追求以智能制造為核心的工業生產自動化、智能化。

根據“摩爾定律”,每隔18個月,集成電路芯片上的電路數目就翻一番,微處理器的性能提高一倍,價格下降一半。20世紀90年代中期,計算機的成本急劇下降,而處理能力有了巨大的提升,因此,計算機逐漸應用到了各行各業的生產和管理中。

隨著計算機技術的發展和普及,把不同地點的計算機連接起來以實現信息交流和共享的需求產生了,于是,電子郵件、局域網、廣域網以及互聯網就出現了。

制造業企業除了在流水線上運用PLC進行控制以外,還開始應用軟件系統輔助管理和決策。單一功能的工資管理軟件、倉庫進出存管理軟件等,逐步發展為系統化的管理軟件。例如,為了優化庫存管理,出現了物料需求計劃管理系統(Material Requirement Planning,MRP);為了充分利用自有的制造資源,并加強成本管理,出現了制造資源計劃管理系統(Manufacturing Resources Planning, MRP II);為了利用一切可以利用的資源,出現了企業資源計劃管理系統(Enterprise Resource Planning,ERP),并進一步拓展為供應鏈管理系統(Supply Chain Management, SCM)、客戶關系管理系統(Customer Relationship Management,CRM),等等。

作為一種技術應用,企業管理的數字化明顯體現出技術的配置效應。發展至今,數字技術對企業生存及發展已不可或缺,然而,一個企業不會因為使用了先進的數字技術而在管理中變得更有智慧。技術對企業管理只能起到“使能器”和“賦能器”(Enabler)的作用?!肮び破涫?,必先利其器”,應該是先有“事”,即先有需求,然后才能選擇適合“事”的“器”,也就是說,數字化管理的核心是企業管理的思想與方法。

不難發現,從MRP到SCM等一系列管理系統實踐的是精益化管理思想。在第三次工業革命中,精益生產(Lean Production)的概念被明確提出。精益生產也被稱為豐田模式(Toyota Production System,TPS)。20世紀后半期,“大批量生產組織”方式已經不符合市場需求,為此,豐田公司推出了“多品種、小批量的生產組織”方式,并對企業供應鏈和內部組織進行重構。因此,第三次工業革命被認為發源于日本。

豐田模式的核心是JIT模式。在此之前,一般制造業企業采用的是自頂向下(topdown)的“推”(push)的模式,依據的是泰勒的科學管理和福特開創的機械化大規模生產方法?!巴啤敝傅氖窃谝粋€制造鏈中,以按時完成生產計劃(包括數量和日期等內容)為目標,每道工序相互獨立,前道工序生產后道工序所需的完成品??傮w是從上游向下游“推”的一個過程,直至將產品推向市場(如圖1)。

推式模式可以減少客戶等待時間,易于大規模生產,但是會產生很多“浪費”。因為無論是內部為了保障生產能完全按照計劃執行,還是供應鏈上存在的“長鞭效應”和“漣波效應”,都導致一定量的原材料與產品庫存的存在。最終產品還有可能不為市場接受而產生供需失調,只能降價產生損失。當然,這些庫存也可以讓企業在一定程度上應對供應與生產的不足,所以,這也被稱為JIC模式。供應的長期計劃以及庫存在JIC模式中具有重要的作用。

為了避免推式生產方式下的浪費,20世紀50年代初,日本豐田公司引入美國超市銷售食品的模式,即所有的產品都是新鮮的,恰好在需要的時候“及時”出現。這是“拉”(pull)式供應鏈系統的一種功能,也被認為是生產單元的自組織方式,目標是零庫存(意指盡可能少的庫存)和減少安裝的時間,并在整體供應鏈中節省成本。

由此可見,供應鏈的管理有JIT和JIC兩種模式。在正常情況下,JIT更具效率和成本優勢。比如,在豐田公司的生產車間,工作的順序不是由生產計劃預先確定的,而是將最終用戶的需求作為生產起點。每道工序是上一道工序的客戶,從客戶處獲得需求訂單,從供應商處獲取需要的產品和原材料,適時適量生產合格產品。依靠看板的形式,所有的工序形成一個連貫的生產系統(如圖2所示)。在采用JIT模式的企業中,每道生產工序既是客戶也是供應商,既從其他生產工序和外部供應商那里獲得產品,也為其他生產工序提供產品。代表生產車間(圖2的陰影區域)的邊界是開放的。

JIT模式下基本沒有存貨,降低了原材料庫存成本,也不會出現生產過?,F象。因此,在很短時間內JIT就被世界范圍內的許多公司采納。20世紀90年代,筆者參訪生產溴化鋰制冷機的江陰市雙良集團時就了解到,該企業用JIT模式生產多種零部件。當某些零部件低于最低庫存要求時,供應商就主動進行有限投放,雙良集團每個月根據出廠的產品品種、數量以及物料清單與供應商結算一次。對供應商來說,也只需要在必要的時間生產必要的物料,提高存貨周轉率。

JIT模式要求企業內部各個單元之間、企業與外部關聯公司之間高度穩定和同步,信息流和物流的通暢是JIT模式的基礎。JIT模式的風險主要是對供應商高度依賴,所以,很多供應鏈的鏈主企業會同時選擇幾家供應商,并要求供應商在附近設立生產供應設施,這樣有助于保障交貨的時效性和可靠性,減少對安全庫存的需求。

其實,20世紀80年代開始的商品制造和服務的全球化浪潮,JIT模式是驅動力之一。第三次工業革命改變了全球制造業的存在方式和秩序,改變了世界經濟的格局,使產業界發生了革命性的變化。我國的制造業企業正是在這個階段依靠改革開放政策,借助勞動力優勢,追趕第三次工業革命浪潮,為我國成為世界工廠奠定了堅實的基礎??梢哉f工業3.0徹底改變了全球數十億人的工作和生活。

第四次工業革命

第四次工業革命是信息通信技術在工業中的應用帶來的。尤其是2013年和2019年,移動通信技術4G和5G普遍投入商業應用,互聯網、物聯網、大數據、云計算和邊緣計算、人工智能和機器人、區塊鏈、虛擬現實和增強現實(VR/AR)等大量新興技術及應用不僅將工業3.0中配置的計算機連接了起來,還進行了擴展,構成了工業物聯網。網絡世界和物理世界通過“虛擬網絡—實體物理系統”(Cyber-Physical Systems,CPS)互聯,機器、數據和人廣泛地連接在一起。在數據自主交換、集成和分析的基礎上,資源被轉化為智能工廠、智能物流和智能網絡等,企業運營中的研發、供應、銷售與制造等環節因此能更好地協作,從而可以更好地預測、控制和計劃,實現快速、準確的產品供應。出于提高自身工業競爭力的目的,德國在2013年率先提出了變革企業發展方式的工業4.0概念,主題是“面向未來的智能制造”,實質就是制造業轉型。

一般而言,在滿足客戶需求的價值鏈中,包括客戶提出需求、產品開發、設計和批準、生產計劃、物料采購、生產過程、產品提交和使用維護等環節。按照亞當·斯密在第一次工業革命期間提出的分工理論,因為人的才能有差異,分工可以提高這些活動的效率并降低成本。獲得諾貝爾經濟學獎的羅納德·科斯認為,因為存在著市場交易費用,所以就有了企業這類組織的存在。將價值鏈上的很多活動安排在一個企業內通過計劃協調開展,能夠降低市場交易成本。

因此,企業常常開展縱向一體化的整合,即對產業鏈上下游各個生產環節的公司進行整合,將其納入企業內部系統以減少冗余的服務活動,從而降低交易成本,并用更高的效率保障交付的質量。與其他類型組織不一樣,企業之間存在競爭,為了減少競爭或者形成規模效應,企業還會采取橫向整合的策略,整合同類企業。成功的縱向或橫向整合,都可以實現企業的跨越式增長。

傳統的整合大多是通過收購兼并、基于契約或許可關系的分包經營、基于產權關系的合資經營等方式開展的。第三次工業革命下,信息系統的出現與應用,可將不同地點、不同企業的各種資源進行整合,相關企業轉變為基于服務的智能工廠。因此,在工業4.0環境下,科斯的思想變成現實。除了傳統的基于產權或者供應鏈聯盟等的集成整合外,只要交易成本足夠低,無論產權歸誰,都可以通過市場自由交易實現資源的最佳配置,企業平臺化模式和生態體系出現。價值鏈中的各項活動都可以進行分布式處理,企業通過數字化平臺和生態開展端到端的業務整合。企業的三種整合模式及其相互關系如圖3所示。

在工業4.0環境下,數據共享成為縱向一體化整合、橫向協同整合以及端到端平臺與生態整合三種整合模式的核心。數據作為一種重要的生產要素,讓企業能夠用更低的成本、更高的效率以及可靠性實現業務的JIT,引領制造業企業轉型升級。

企業平臺和生態開展端到端業務的整合,技術基礎是工業4.0帶來的機器人流程自動化(Robotic Process Automation,R P A)、認知自動化(C o g n i t i v e Automation,CA)和認知智能(Cognitive Intelligence,CI)等智能系統。這些系統帶來企業業務的數字化互操作和跨邊界集成協作,確保產品創制過程的低成本和高效率。因此,工業4.0的應用邏輯本質上與豐田模式一脈相承。美國密歇根大學工業與運營管理工程系杰弗里·萊克(Jeffrey K.Liker)教授在其《豐田汽車案例:精益制造的14項管理原則》一書中就明確指出,豐田模式的兩大支柱就是JIT和自動化(如圖4所示)。自動化不僅指技術應用,還包括“當問題發生時,能夠就地自動解決”的管理思想。技術是一種“器”,管理理念與思想是應用“器”的“道”。日本豐田的精益制造之“道”不僅是工業3.0的精髓,也是工業4.0的靈魂,還是接下來工業5.0的重要發展方向。

改革開放以來,我國很多企業學習借鑒了豐田模式,抓住了工業4.0帶來的新發展機遇,取得了很大成效。美的集團就是一個典型例子。2022年4月29日《南方日報》刊載了美的集團負責精益化智能制造的專家谷曉春的觀點,他認為,2004年美的集團開始學習豐田模式,逐步認識到精益化是走向未來制造的重要方法,“只有做好了精益化,企業才能做好數字化?!泵赖募瘓F美云智數 CEO余海峰在2022年的一次講演中介紹到,美的集團的工業互聯網連接了設備、物料、人、系統、數據、流程以及產業鏈的上下游,在制造環節運用自動化、智能化實現精益管理,通過企業全面數字化打通企業整體價值鏈,構建數字化生態系統,實現幾千家供應商、上萬家渠道經營商以及企業用戶的一體化運營。

工業4.0能夠為制造業企業帶來新的競爭優勢,因此,繼德國之后,美國、英國、韓國等相繼制定了國家層面的工業4.0戰略規劃,我國也在2015年提出部署全面推進實施制造強國戰略的《中國制造2025》。2022年3月28日,在日內瓦召開的聯合國經濟及社會理事會上發布的報告《以第四次工業革命促進包容性發展》明確指出,工業4.0可以帶來的優勢包括提高生產率,增加資產可用性,提高能效和可持續性,通過算法的優化可以提高能源效率,進行運營的改進,實現成本的降低和收入及盈利增長等。

然而,對于建立在數字技術基礎之上的工業4.0及其追求的JIT模式,政府高度關注、企業積極響應的重點主要是技術的應用及其經濟的直接產出,對技術實施過程中的整體社會效益缺乏關注。近年來,地緣政治變化(比如俄烏戰爭、中美大國沖突等)以及自然危機(比如極端天氣、糧食危機等)日益常態化,尤其是2019年底新冠肺炎疫情開始后,許多國家經歷了各種產品的供應中斷,凸顯出當前生產方式的脆弱性,無論是國家、地區,還是企業,都提出了“韌性”的需求。工業4.0及其追求的JIT模式難以應對企業韌性生存和發展的需求,因此,工業5.0以及兼顧JIC模式應運而生。

“韌性企業”目標下工業5.0的指導思想

2021年1月,歐盟發布了《工業5.0:邁向可持續、以人為本、富有韌性的歐洲工業》的戰略,首次提出了工業5.0的概念。與主要運用新興數字化技術提高生產效率與生產力潛力的工業4.0范式不同,工業5.0強調工業發展需要以人為中心并具有可持續性,在保障就業和實現增長目標的同時,促進社會經濟富有韌性的繁榮(如圖5所示)。

無獨有偶,2022年10月7日,在美國國家制造日之際,白宮發布了《先進制造業國家戰略》,提出通過開發先進的制造技術并投入生產應用、壯大先進制造業勞動力隊伍和加強制造業供應鏈和生態系統韌性實現等愿景,以確保美國在全球的經濟主導地位。這些策略并不能讓美國制造業企業獲得成本和供應鏈等優勢,亦即不滿足亞當·斯密分工理論的要求,也與19世紀大衛·李嘉圖在《政治經濟學及其賦稅原理》中提出的比較優勢貿易理論相違背。但是,為了保障一國的社會、經濟和生活等在動蕩時期具有恢復力這個政治目標,經濟目標就讓步了。

2015年,日本根據“工業4.0”的理念提出了《工業價值鏈倡議》,2016年1月,日本內閣會議通過了《第五期(2016-2020年度)科學技術基本計劃》,提出“超智能社會”的“社會5.0”概念。社會5.0仍然以數字化技術應用為基礎,但是其內容不僅包括工業 4.0,還拓展到農業、醫療健康和公共管理等各個產業及社會系統,旨在把工業看做是社會、生活的有機組成部分及其穩定發展的保障。

從歐盟、美國和日本的相關發展戰略規劃中可以看出,工業5.0并非之前階段的延續,而是要求在開展工業4.0的過程中,企業要扮演促進社會和經濟繁榮的引擎角色,更加注重人的價值,并保持韌性。

“韌”指柔軟又結實,受外力作用時,會發生變形但不易折斷。與“韌”對應的是“堅固”,指結實而牢固,更多地是表示對抗,堅固的物體一旦被擊垮,就不可能自我復原。因此,所謂“韌性”,就是指一個經濟主體或企業實體在承受沖擊時,具備從沖擊中及時恢復并適應沖擊、保持生產穩健性的能力。企業的韌性在危急情況下能體現出來,需要企業具備靈活性、開放性以及充足資源的可用性等要素。

工業4.0的目標是連接機器、數據和人,以實現JIT。然而,如果其中任何一個組成部分受到外部不確定因素干擾發生故障,高度集成的整合系統就非常容易出現系統性風險。因此,從宏觀層面而言,需要建立安全的供應體系,以保證社會的穩定。對企業而言,工業4.0環境下,制造與服務過程端到端連接帶來了供應鏈的高效率。然而,外部環境的動蕩性及不確定性有可能造成關鍵供應商的斷供以及基本備品備件的缺失,從而帶來企業供應鏈中斷和社會生活必需品緊缺等問題,對社會和企業的恢復力帶來挑戰。此外,工業4.0運用的技術本身也會引發問題,比如,當網絡被霸權控制或是崩潰時,基于網絡的JIT供應鏈管理系統就會失效。

因此,需要重新思考工業4.0對技術取代人力的追求以及對JIT的強調,這并不是說放棄工業4.0,而是要在工業4.0的建設與應用中考慮可能遇到的特殊風險或者說最壞情況。企業自身有復雜性,還要考慮外部政策、社會、經濟、技術等日益復雜和相互依賴的系統性條件。因此,企業不僅要在技術應用層面不斷精進,還要在員工層面、環境層面和供應鏈層面等做減少脆弱性和中斷可能性的設計。

在員工層面,不僅要將員工利益置于中心地位,還需要更多地考慮人的特點,充分發揮人工智能與人類智能的不同作用:人工智能承擔重復性工作,并輔助員工完成非結構化與半結構化問題的決策;人類完成有意義的工作并提供專業的認知技能。

在環境層面,工業5.0強調可持續性,要求企業尊重自然生態,減少能源消耗、碳排放等破壞環境的行為,重視資源利用的效率,發展循環經濟。由于這些理念已經深入人心,實施這些理念的企業不僅對員工和消費者有吸引力,對潛在的投資者也有影響,而且還可以從社會意義方面讓企業的產品更有競爭力。

在供應鏈層面,在追求JIT的效率性的同時兼顧JIC的穩健性,以保障企業和社會的穩定性。

企業保持韌性并不僅僅是為了生存,更是為了長期的蓬勃發展,這也就是工業5.0倡導的思想和追求的目標。不過,工業5.0還未成為一個被廣泛認同的概念,工業4.0仍然是制造業企業主要的發展方向。

綜上所述,面向韌性企業建設的工業5.0與供應鏈應用框架如圖6所示。

“韌性企業”目標下工業5.0的應用框架

工業4.0是工業5.0的一個核心要素,除此之外,工業5.0還包括以人為中心、人機協同和保持可持續性等三個核心要素。

以人為中心

在勞動分工的基礎上,工人一直被看做是機器的一個“程序化”組成部分。尤其是工業 4.0所推行的人工智能在精密性、穩定性和效率等方面比人更好,因此,在過去十年里更是得到了制造業企業的極大關注。人們常常以為借著機器人技術就可以大幅度減少員工工資、自主權、決策權,甚至可以用機器人取代人工,其實不然。人工智能缺乏靈活性,人類智能中的直覺、適應性、批判性思維和解決各類問題的能力也不是人工智能所能比的。即使在流水線上,一些難以解決的問題也需要人來做判斷,人工智能只是幫助員工實現指定的目標。同時,在生產系統中有效實施工業4.0的技術也離不開員工。發現問題、分析問題和解決問題的能力,以及與客戶共情并為其開展增值創造能力等,是人類所特有的。

工業5.0強調的“以人為中心”,指將員工和客戶的需求與利益放在中心位置,而不僅僅是以新興技術的應用帶來的效率提高和成本降低為出發點。因此,一方面,不應該一味追求以智能技術取代人工,而是要用技術幫助員工解決問題,發揮人與智能技術各自的優勢,并確保智能技術應用不侵犯員工的隱私權、自主權等,在當前動蕩的環境中保持工業生產的穩健性。工業5.0的一個重點是運用工業4.0階段開發的新技術與員工一起改進生產過程。正如豐田管理模式強調的,員工才是生產過程改進的領導者,精益化管理的實施和企業的發展都依賴員工。豐田管理模式的理念就是“持續改進”和“尊重員工”。如此,才可以吸引富有創造力的員工從事有意義的工廠工作。

另一方面,工業4.0雖然推動了大規模定制業務,但是沒有員工參與很難做到真正的個性化。人工智能通過網絡只能獲取部分信息,而員工可以通過感覺器官收集各種信息。因此,工業5.0強調人類與智能機器互聯、合作,員工專注于需要創造力的活動,并監督智能機器。重新關注人性化,能夠在更高層次、更大范圍、更大規模開展客戶個性化產品定制。人工智能不僅不會取代人工,還可能會帶來工作職位的凈增長,并幫助企業實現業務的拓展與增長,提高資源利用的有效性。當然,為適應工業革命帶來的新變化,需要對員工進行教育培訓和技能提升。

因此,重視員工和關注客戶的工業5.0可以帶來企業生存和發展的韌性。

人機協同

以人為中心的工業5.0并不是否定工業4.0,大量產品的生產仍然需要工業4.0帶來的低成本和高效率。工業5.0的愿景是更關注工業4.0系統與員工之間的協同關系,即智能化的機器人與員工在工作中的協同。

由于對流程的理解不足,再智能的機器和設備也很難獨立提出持續改進的建議。運營層面的員工依據外部環境尤其是客戶個性化需求的變化,借助“虛擬網絡—實體物理系統”實時數據的分析才能提出更有效的改進建議。比如,新冠肺炎疫情讓“兩頭在外”的工廠受到“兩頭擠壓”,原材料進不來,產品出不去。企業需要依據智能工廠收集的大量數據實施技術改進,及時調整市場、產品和生產流程。再比如,在高溫或有毒等特殊工作場所的設備發生故障后,員工可以借助數字孿生技術定制和調整維修解決方案,以確保迅速、安全、精確地開展維修工作。

隨著工業5.0中人機協同概念被普遍接受,協作機器人,尤其是能夠與員工在共同的空間里近距離互動工作的協作機器人,將在市場中得到重視。長期以來倍受追捧的“黑燈工廠”運用高精度、高速度工業機器人獨立完成各種任務,不需要員工參與。但是在產品以小批量、多品種、定制化、短周期為特征的企業中,具有較高成本的工業機器人很難給出滿意的解決方案,而員工與性價比較高的協作機器人協同工作,就可以同時發揮員工的靈活性、柔性以及機器人快速、準確的優勢。比如,當打算接下一個在下個月為蘋果公司生產30萬只手機外殼的訂單時,一家工廠不可能反饋說“我們公司的智能化生產線需要一個月時間來改造”,“改造好的生產線只有25萬臺的生產能力”。這種情況下員工的靈活性就能體現出來,員工不僅可以協調外部資源共同完成訂單,而且只需要培訓幾天就可以借助協作機器人上崗了。

由此可見,在應對不確定性的挑戰中,人機協同可以使企業更具有韌性。

可持續性和可持續發展

自上世紀80年代世界環境與發展委員會在《布倫特蘭報告》中提出可持續性和可持續發展概念后,“可持續”就一直是各個領域的熱詞?!翱沙掷m發展”被定義為既滿足當代人的需求,又不損害后代人滿足其需求的能力。要求不濫用并保護可用資源,讓所有人都能得到同等的機會。

隨著人們對可持續性和可持續發展認識的不斷深化,2004年,來自九個國家的二十多個著名金融機構共同編寫了《誰在乎獲勝》(Who Cares Wins)的倡議。該倡議認為,在一個更加全球化、聯系更緊密、競爭更激烈的世界中,環境、社會和公司治理(Environment,Social,GovernmentESG)是影響企業成功的重要因素,實施ESG可以增加公司的長期價值。同時,也鼓勵每個人優先考慮ESG原則,以確保擁有的長期資產的安全性。該倡議得到了聯合國等組織的支持,我國證監會以及證交所在2022年發布的相關指引中也納入了ESG。近年來,ESG逐步超越了企業社會責任( CSR,Corporate Social Responsibility)被越來越多的企業接受和采納,成為企業投資者、經營者以及政府等評估企業經營“韌性”的重要指標。

因此,“可持續”就自然成為工業5.0的要素之一,要求企業不僅要考慮可看到的短期影響,也要顧及長期可持續發展戰略。通過綜合平衡經濟價值、社會福祉和環境效益等三個方面,保持企業發展的韌性。經濟價值的創造是韌性企業的一個結果,賦予員工權利以及為社會提供廣泛的福祉是企業保持韌性的一個重要手段,以最小的浪費滿足客戶對商品的時間、質量和數量的需求,能夠產生實際的環境效益。

近年來,制造業企業為應對各種挑戰,選擇的策略常常包含數字化、韌性、共生、可持續性以及敏捷性等概念。特別是新冠肺炎疫情發生后,全球主要大國之間及其內部的供應鏈都發生了嚴重的斷裂問題,使人們認識到,在未來經濟增長和社會發展中,企業韌性是應對復雜和不可預測風險的不可或缺的能力。

所以,當下的制造業企業不僅要進一步繼續深入實施工業4.0,開展JIT精益化管理,而且還要前瞻性地踐行工業5.0的思想,兼顧JIC模式,以應對不確定性因素的沖擊,確保供應鏈的穩定,從而實現企業的韌性生存和發展。

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