工業(yè)4.0以及其對(duì)物流領(lǐng)域的影響

葉瑜琦

工業(yè)4.0以及其對(duì)物流領(lǐng)域的影響

葉瑜琦

工業(yè)4.0目前是一個(gè)被廣泛討論的話題，它可能會(huì)影響工業(yè)中貨物的設(shè)計(jì)，制造，交付等。本文運(yùn)用概念研究法，旨在討論在物流管理的背景下工業(yè)4.0新生的和潛在的話題。首先介紹了以物流為導(dǎo)向的工業(yè)4.0的產(chǎn)生背景，現(xiàn)狀及其核心組件。此外，工業(yè)4.0的概念仍然缺乏明確的理解，在實(shí)踐中尚未完全確定。之后闡述了準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)和準(zhǔn)時(shí)化順序供應(yīng)對(duì)工業(yè)4.0的潛在影響。

近年來，制造業(yè)的復(fù)雜性和要求不斷提高。國際競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)波動(dòng)加劇，高度個(gè)性化產(chǎn)品需求和產(chǎn)品生命周期縮短等因素對(duì)公司造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的價(jià)值創(chuàng)造方法似乎已經(jīng)不適合處理成本效益，靈活性，和可持續(xù)性等方面日益增長(zhǎng)的要求。另一方面，技術(shù)進(jìn)步迅速，數(shù)字化，物聯(lián)網(wǎng)（IoT），網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（CPS）等趨勢(shì)變得越來越重要。在此背景下，以其強(qiáng)大的制造業(yè)而聞名的德國于2011年推出“工業(yè)4.0”計(jì)劃作為其高科技戰(zhàn)略的一部分。此后，工業(yè)4.0引起了人們的重視，甚至被列為2016年世界經(jīng)濟(jì)論壇議程上的主題。工業(yè)4.0的出現(xiàn)帶來了許多好處，例如高度柔性的大規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)和優(yōu)化價(jià)值鏈或出現(xiàn)全新的服務(wù)和業(yè)務(wù)模式。CPS和IoT進(jìn)入物流領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤物料流量，改進(jìn)運(yùn)輸處理以及準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)管理等好處。

不過工業(yè)4.0在實(shí)施方面存在著眾多挑戰(zhàn)。由于價(jià)值創(chuàng)造過程的重組，傳統(tǒng)行業(yè)的邊界將會(huì)消失，并在組織內(nèi)部和組織之間造成嚴(yán)重的變化。確定適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施和標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)安全是工業(yè)4.0需要解決的問題之一。

雖然“工業(yè)4.0”一詞源于德國的高科技戰(zhàn)略，近期受到很多關(guān)注，但仍然缺乏準(zhǔn)確，普遍接受的定義。本文基于理論和概念的基礎(chǔ)工作，筆者選擇了突出的物流概念來描述工業(yè)4.0的影響。

工業(yè)4.0的核心組件

信息物理系統(tǒng)（CPS）：CPS是通過3C（Computer、Communication、Control）技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。在制造背景下，這意味著與物理車間和虛擬計(jì)算空間相關(guān)的信息是高度同步的。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：“物聯(lián)網(wǎng)”可以被認(rèn)為是工業(yè)4.0的發(fā)起者。物聯(lián)網(wǎng)中所有成員都可以隨時(shí)隨地訪問和自我管理由智能技術(shù)組成的全面互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)（IoS）：我們生活在一個(gè)“服務(wù)社會(huì)”。類似于IoT，IoS基于通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輕松獲得服務(wù)的想法，允許公司和私人用戶組合，創(chuàng)建和提供新的增值服務(wù)。從技術(shù)角度來看，軟件即服務(wù)或業(yè)務(wù)流程外包等概念與IoS密切相關(guān)。

智能工廠：CPS通過物聯(lián)網(wǎng)和IoS進(jìn)行溝通，建立了在分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的思想基礎(chǔ)上的“智能工廠”。在智能工廠，產(chǎn)品生產(chǎn)追求高性價(jià)比，高度靈活和個(gè)性化的批量生產(chǎn)理念。而且員工的角色也將發(fā)生變化。員工應(yīng)該承擔(dān)更大的責(zé)任，作為決策者，監(jiān)督者，而不是駕駛者等。

現(xiàn)在，我們將工業(yè)4.0定義為：產(chǎn)品和服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序靈活連接。數(shù)字連接能夠?qū)崿F(xiàn)商品和服務(wù)的自動(dòng)化和自我優(yōu)化生產(chǎn)，包括基于透明度和預(yù)測(cè)能力的自適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)。價(jià)值網(wǎng)絡(luò)被分散控制，而系統(tǒng)元素（如制造設(shè)施或運(yùn)輸車輛）正在做出自主或分散決策。在物流管理方面，工業(yè)4.0有望在權(quán)力下放，自律和效率方面得到改善。

工業(yè)4.0對(duì)物流管理的影響

準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)（JIT）和準(zhǔn)時(shí)化順序供應(yīng)（JIS）。JIT是生產(chǎn)和物流方面突出和被廣泛接受的概念。JIT遵循精益方法，嚴(yán)格以拉動(dòng)式需求為導(dǎo)向，即根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行生產(chǎn)和供應(yīng)。JIT主要關(guān)注供應(yīng)商和買方關(guān)系。其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)零庫存或低庫存的供應(yīng)系統(tǒng)。JIT旨在提高整體供應(yīng)鏈的靈活性。然而，實(shí)施JIT并非易事。首先要確保公司制定的生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際需求精確匹配。此外還需保證物流和信息流的高度一體化。如果有一批材料能夠直接從供應(yīng)商處運(yùn)送到買方處，而不需要臨時(shí)存放，也就是說沒有庫存，那么供應(yīng)商和買家之間一定有密切的協(xié)調(diào)鏈。

簡(jiǎn)而言之，JIT要求在合適的時(shí)間和合適的地方提供合適的材料，JIS概念則進(jìn)一步確保物料按順序到達(dá)，有助于生產(chǎn)的進(jìn)一步執(zhí)行。JIS可以被認(rèn)為是JIT的增強(qiáng)，這意味著其需要更高要求的運(yùn)輸規(guī)劃。

工業(yè)4.0的潛在影響。在供應(yīng)鏈行為者間協(xié)調(diào)方面，云技術(shù)可以為整個(gè)供應(yīng)鏈創(chuàng)建一個(gè)虛擬ERP系統(tǒng)，以便所有行為者共享并取得相同的信息，以避免或減少牛鞭效應(yīng)。此外，在JIT/JIS中，要確保在合適的時(shí)間交貨，可能會(huì)在整個(gè)供應(yīng)鏈中以端到端的方式進(jìn)行協(xié)調(diào)?？偠灾I(yè)4.0提供了改進(jìn)JIT/JIS系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，因?yàn)樗梢允剐袨檎咭詤f(xié)調(diào)的端對(duì)端方式交換和執(zhí)行實(shí)時(shí)信息。

主要發(fā)現(xiàn)。筆者認(rèn)為，工業(yè)4.0可以解釋為制造向日益分散的，自我調(diào)節(jié)的價(jià)值創(chuàng)造方法的轉(zhuǎn)變，這些方法通過CPS，IoT，IoS，云計(jì)算等概念和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在分散化，自律和效率方面，工業(yè)4.0的機(jī)會(huì)不同。就JIT/JIS系統(tǒng)而言，減少牛鞭效應(yīng)，高度透明和綜合供應(yīng)鏈以及生產(chǎn)計(jì)劃的改進(jìn)是潛在的好處。

不足。本文一部分重點(diǎn)在于工業(yè)4.0的潛力和機(jī)遇，僅討論了其有益的方面，而數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的風(fēng)險(xiǎn)，成本和實(shí)施障礙大都被忽視。

（作者單位：山東大學(xué)（威海）商學(xué)院）