摘要 当前形式下,都提出了“韧性”的需求,工业4.0及其追求的JIT模式难以应对企业韧性生存和发展的需求,因此,工业5.0以及兼顾JIC模式应运而生。企业保持韧性并不仅仅是为了生存,更是为了长期的蓬勃发展,这也就是工业5.0倡导的思想和追求的目标。
        工业的发展在经历了工业1.0(蒸汽机时代)、工业2.0(电气化时代)和工业3.0(信息化时代)后,进入了工业4.0(智能化时代)阶段。工业4.0的重点在于技术的应用及经济的产出,对员工、社会、环境等并不友好。为此,欧盟在2021年发布了工业5.0,日本发布了社会5.0,我国也积极推动新型工业化之路,目的是引导制造业企业关注包括员工在内的更大范围的社会需求。
 

        从工业1.0到工业4.0都是由技术引发的,追求的都是精益化制造这个基本目标。然而,发展至今,并没有解决员工敬业度以及企业外部环境的不确定性带来的供应链挑战等问题。尤其是近两年来,中美冲突、俄乌战争、气候变化和新冠肺炎疫情等系统性冲击带来供应链频繁断裂,追求供应链的及时模式(Just in Time,JIT)无法实施,以防万一模式(Just in Case,JIC)受到追求稳健供应链的企业所重视。

        JIC模式指企业考虑到最坏的情况,设置一定的灵活性和冗余性策略,确保韧性生存和发展。在正常情况下,JIT更具效率和成本优势。JIT模式下基本没有存货,降低了原材料库存成本,也不会出现生产过剩现象。在工业4.0环境下,数据作为一种重要的生产要素,让企业能够用更低的成本、更高的效率以及可靠性实现业务的JIT,引领制造业企业转型升级。然而,当前形式下,无论是国家、地区,还是企业,都提出了“韧性”的需求,工业4.0及其追求的JIT模式难以应对企业韧性生存和发展的需求,因此,工业5.0以及兼顾JIC模式应运而生。
 

“韧性企业”目标下工业5.0的指导思想


        2021年1月,欧盟发布了《工业5.0:迈向可持续、以人为本、富有韧性的欧洲工业》的战略,首次提出了工业5.0的概念。与主要运用新兴数字化技术提高生产效率与生产力潜力的工业4.0范式不同,工业5.0强调工业发展需要以人为中心并具有可持续性,在保障就业和实现增长目标的同时,促进社会经济富有韧性的繁荣(如图1所示)。
 
(图1:欧盟提出的工业5.0的三个要素)

        无独有偶,2022年10月7日,在美国国家制造日之际,白宫发布了《先进制造业国家战略》,提出通过开发先进的制造技术并投入生产应用、壮大先进制造业劳动力队伍和加强制造业供应链和生态系统韧性实现等愿景,以确保美国在全球的经济主导地位。这些策略并不能让美国制造业企业获得成本和供应链等优势,亦即不满足亚当·斯密分工理论的要求,也与19世纪大卫·李嘉图在《政治经济学及其赋税原理》中提出的比较优势贸易理论相违背。但是,为了保障一国的社会、经济和生活等在动荡时期具有恢复力这个政治目标,经济目标就让步了。

        2015年,日本根据“工业4.0”的理念提出了《工业价值链倡议》,2016年1月,日本内阁会议通过了《第五期(2016-2020年度)科学技术基本计划》,提出“超智能社会”的“社会5.0”概念。社会5.0仍然以数字化技术应用为基础,但是其内容不仅包括工业 4.0,还拓展到农业、医疗健康和公共管理等各个产业及社会系统,旨在把工业看做是社会、生活的有机组成部分及其稳定发展的保障。

        从欧盟、美国和日本的相关发展战略规划中可以看出,工业5.0并非之前阶段的延续,而是要求在开展工业4.0的过程中,企业要扮演促进社会和经济繁荣的引擎角色,更加注重人的价值,并保持韧性。

        “韧”指柔软又结实,受外力作用时,会发生变形但不易折断。与“韧”对应的是“坚固”,指结实而牢固,更多地是表示对抗,坚固的物体一旦被击垮,就不可能自我复原。因此,所谓“韧性”,就是指一个经济主体或企业实体在承受冲击时,具备从冲击中及时恢复并适应冲击、保持生产稳健性的能力。企业的韧性在危急情况下能体现出来,需要企业具备灵活性、开放性以及充足资源的可用性等要素。

        工业4.0的目标是连接机器、数据和人,以实现JIT。然而,如果其中任何一个组成部分受到外部不确定因素干扰发生故障,高度集成的整合系统就非常容易出现系统性风险。因此,从宏观层面而言,需要建立安全的供应体系,以保证社会的稳定。对企业而言,工业4.0环境下,制造与服务过程端到端连接带来了供应链的高效率。然而,外部环境的动荡性及不确定性有可能造成关键供应商的断供以及基本备品备件的缺失,从而带来企业供应链中断和社会生活必需品紧缺等问题,对社会和企业的恢复力带来挑战。此外,工业4.0运用的技术本身也会引发问题,比如,当网络被霸权控制或是崩溃时,基于网络的JIT供应链管理系统就会失效。

        因此,需要重新思考工业4.0对技术取代人力的追求以及对JIT的强调,这并不是说放弃工业4.0,而是要在工业4.0的建设与应用中考虑可能遇到的特殊风险或者说最坏情况。企业自身有复杂性,还要考虑外部政策、社会、经济、技术等日益复杂和相互依赖的系统性条件。因此,企业不仅要在技术应用层面不断精进,还要在员工层面、环境层面和供应链层面等做减少脆弱性和中断可能性的设计。

        在员工层面,不仅要将员工利益置于中心地位,还需要更多地考虑人的特点,充分发挥人工智能与人类智能的不同作用:人工智能承担重复性工作,并辅助员工完成非结构化与半结构化问题的决策;人类完成有意义的工作并提供专业的认知技能。

        在环境层面,工业5.0强调可持续性,要求企业尊重自然生态,减少能源消耗、碳排放等破坏环境的行为,重视资源利用的效率,发展循环经济。由于这些理念已经深入人心,实施这些理念的企业不仅对员工和消费者有吸引力,对潜在的投资者也有影响,而且还可以从社会意义方面让企业的产品更有竞争力。

        在供应链层面,在追求JIT的效率性的同时兼顾JIC的稳健性,以保障企业和社会的稳定性。

        企业保持韧性并不仅仅是为了生存,更是为了长期的蓬勃发展,这也就是工业5.0倡导的思想和追求的目标。不过,工业5.0还未成为一个被广泛认同的概念,工业4.0仍然是制造业企业主要的发展方向。

        综上所述,面向韧性企业建设的工业5.0与供应链应用框架如图2所示。
 
(图2:“韧性企业”目标下工业5.0的应用框架)
 

“韧性企业”目标下工业5.0的应用框架


        工业4.0是工业5.0的一个核心要素,除此之外,工业5.0还包括以人为中心、人机协同和保持可持续性等三个核心要素。

        以人为中心

        在劳动分工的基础上,工人一直被看做是机器的一个“程序化”组成部分。尤其是工业 4.0所推行的人工智能在精密性、稳定性和效率等方面比人更好,因此,在过去十年里更是得到了制造业企业的极大关注。人们常常以为借着机器人技术就可以大幅度减少员工工资、自主权、决策权,甚至可以用机器人取代人工,其实不然。人工智能缺乏灵活性,人类智能中的直觉、适应性、批判性思维和解决各类问题的能力也不是人工智能所能比的。即使在流水线上,一些难以解决的问题也需要人来做判断,人工智能只是帮助员工实现指定的目标。同时,在生产系统中有效实施工业4.0的技术也离不开员工。发现问题、分析问题和解决问题的能力,以及与客户共情并为其开展增值创造能力等,是人类所特有的。

        工业5.0强调的“以人为中心”,指将员工和客户的需求与利益放在中心位置,而不仅仅是以新兴技术的应用带来的效率提高和成本降低为出发点。因此,一方面,不应该一味追求以智能技术取代人工,而是要用技术帮助员工解决问题,发挥人与智能技术各自的优势,并确保智能技术应用不侵犯员工的隐私权、自主权等,在当前动荡的环境中保持工业生产的稳健性。工业5.0的一个重点是运用工业4.0阶段开发的新技术与员工一起改进生产过程。正如丰田管理模式强调的,员工才是生产过程改进的领导者,精益化管理的实施和企业的发展都依赖员工。丰田管理模式的理念就是“持续改进”和“尊重员工”。如此,才可以吸引富有创造力的员工从事有意义的工厂工作。

        另一方面,工业4.0虽然推动了大规模定制业务,但是没有员工参与很难做到真正的个性化。人工智能通过网络只能获取部分信息,而员工可以通过感觉器官收集各种信息。因此,工业5.0强调人类与智能机器互联、合作,员工专注于需要创造力的活动,并监督智能机器。重新关注人性化,能够在更高层次、更大范围、更大规模开展客户个性化产品定制。人工智能不仅不会取代人工,还可能会带来工作职位的净增长,并帮助企业实现业务的拓展与增长,提高资源利用的有效性。当然,为适应工业革命带来的新变化,需要对员工进行教育培训和技能提升。

        因此,重视员工和关注客户的工业5.0可以带来企业生存和发展的韧性。

        人机协同

        以人为中心的工业5.0并不是否定工业4.0,大量产品的生产仍然需要工业4.0带来的低成本和高效率。工业5.0的愿景是更关注工业4.0系统与员工之间的协同关系,即智能化的机器人与员工在工作中的协同。

        由于对流程的理解不足,再智能的机器和设备也很难独立提出持续改进的建议。运营层面的员工依据外部环境尤其是客户个性化需求的变化,借助“虚拟网络—实体物理系统”实时数据的分析才能提出更有效的改进建议。比如,新冠肺炎疫情让“两头在外”的工厂受到“两头挤压”,原材料进不来,产品出不去。企业需要依据智能工厂收集的大量数据实施技术改进,及时调整市场、产品和生产流程。再比如,在高温或有毒等特殊工作场所的设备发生故障后,员工可以借助数字孪生技术定制和调整维修解决方案,以确保迅速、安全、精确地开展维修工作。

        随着工业5.0中人机协同概念被普遍接受,协作机器人,尤其是能够与员工在共同的空间里近距离互动工作的协作机器人,将在市场中得到重视。长期以来倍受追捧的“黑灯工厂”运用高精度、高速度工业机器人独立完成各种任务,不需要员工参与。但是在产品以小批量、多品种、定制化、短周期为特征的企业中,具有较高成本的工业机器人很难给出满意的解决方案,而员工与性价比较高的协作机器人协同工作,就可以同时发挥员工的灵活性、柔性以及机器人快速、准确的优势。比如,当打算接下一个在下个月为苹果公司生产30万只手机外壳的订单时,一家工厂不可能反馈说“我们公司的智能化生产线需要一个月时间来改造”,“改造好的生产线只有25万台的生产能力”。这种情况下员工的灵活性就能体现出来,员工不仅可以协调外部资源共同完成订单,而且只需要培训几天就可以借助协作机器人上岗了。

        由此可见,在应对不确定性的挑战中,人机协同可以使企业更具有韧性。

        可持续性和可持续发展

        自上世纪80年代世界环境与发展委员会在《布伦特兰报告》中提出可持续性和可持续发展概念后,“可持续”就一直是各个领域的热词。“可持续发展”被定义为既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力。要求不滥用并保护可用资源,让所有人都能得到同等的机会。

        随着人们对可持续性和可持续发展认识的不断深化,2004年,来自九个国家的二十多个著名金融机构共同编写了《谁在乎获胜》(Who Cares Wins)的倡议。该倡议认为,在一个更加全球化、联系更紧密、竞争更激烈的世界中,环境、社会和公司治理(Environment,Social,Government- ESG)是影响企业成功的重要因素,实施ESG可以增加公司的长期价值。同时,也鼓励每个人优先考虑ESG原则,以确保拥有的长期资产的安全性。该倡议得到了联合国等组织的支持,我国证监会以及证交所在2022年发布的相关指引中也纳入了ESG。近年来,ESG逐步超越了企业社会责任( CSR,Corporate Social Responsibility)被越来越多的企业接受和采纳,成为企业投资者、经营者以及政府等评估企业经营“韧性”的重要指标。

        因此,“可持续”就自然成为工业5.0的要素之一,要求企业不仅要考虑可看到的短期影响,也要顾及长期可持续发展战略。通过综合平衡经济价值、社会福祉和环境效益等三个方面,保持企业发展的韧性。经济价值的创造是韧性企业的一个结果,赋予员工权利以及为社会提供广泛的福祉是企业保持韧性的一个重要手段,以最小的浪费满足客户对商品的时间、质量和数量的需求,能够产生实际的环境效益。

        近年来,制造业企业为应对各种挑战,选择的策略常常包含数字化、韧性、共生、可持续性以及敏捷性等概念。特别是新冠肺炎疫情发生后,全球主要大国之间及其内部的供应链都发生了严重的断裂问题,使人们认识到,在未来经济增长和社会发展中,企业韧性是应对复杂和不可预测风险的不可或缺的能力。

        所以,当下的制造业企业不仅要进一步继续深入实施工业4.0,开展JIT精益化管理,而且还要前瞻性地践行工业5.0的思想,兼顾JIC模式,以应对不确定性因素的冲击,确保供应链的稳定,从而实现企业的韧性生存和发展。

        (来源:清华管理评论   作者:刘杰 复旦大学管理学院教授、博士生导师;王栋梁 上海新华医院骨科主任。文章内容仅代表作者个人观点,不代表业路网对本文内容观点的赞同与支持。)
 
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发布日期:2023-07-13 15:56:35   所属分类: 智能制造
标签:智能制造