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【他山之石】工业5.0实现智慧物流的战略路线图
时间:2025-03-06 16:18       来源:文|本刊编辑部

 

尽管工业4.0在推进智能物流(Smart logistics)发挥了重要作用,但它尚未为以人为本、可持续发展以及富有韧性等广泛关注的问题提供足够的解决方案,工业5.0的出现解决并补充了工业4.0的这些缺点。本文开发了一个战略路线图,确定了在工业5.0中实现智能物流的13个关键促进因素。研究结果发现“政府的积极支持”和“以人为中心的制造和物流”是工业5.0最关键的促进因素。该战略路线图将作为物流行业的可操作指南,引导实现智能物流并增强企业在工业5.0时代的竞争力。

 

01

工业5.0成为工业发展的变革范式

 

工业4.0的出现虽然在技术进步方面具有突破性,但却因其对人类和可持续发展方面的考虑不足而受到批评,这种疏忽加剧了社会问题,包括环境退化和发展不平衡。认识到这些缺点,工业5.0成为工业发展的变革范式,是工业4.0的扩展和进化版本。工业5.0高度重视以人为本、可持续性和韧性。与工业4.0中智能工厂自动化的主要关注点不同,工业5.0倡导人类和机器之间的协作和共生工作模式。目的是实现这些实体之间的协同和互补,更加注重员工参与和在工作场景中创造价值。

与其形成鲜明对比的是,工业5.0高度重视环境可持续性问题,与全球日益增长的个性化产品和服务需求保持一致。它倡导向整体环境责任工业实践的范式转变。同时,智慧物流是指通过物联网(IoT)、大数据分析和其他信息技术(IT)等先进技术对物流系统进行优化和自动化管理,旨在提高物流运营的效率、透明度和连续性。特别是物联网和云计算,为智慧物流的发展提供了强大的支持和工具。因此,全球越来越有兴趣了解工业5.0如何显著促进智能物流的发展,确保可持续、高效和适应性更强的物流格局。

 

工业5.0和智慧物流的协同紧密交织,这种融合提高了物流运作的效率、智能和可持续性。尽管取得了这些进步,工业5.0仍是一个新概念,处于早期阶段。现有关于工业5.0的研究有限,缺乏系统性发展。虽然我们认识到工业5.0中促进智能物流的技术,但在准确理解工业5.0如何推动这一发展方面仍然存在挑战。现有的关于工业5.0如何促进智能物流的文献虽然很多,但仍然很零散,缺乏对工业5.0推动智能物流发展的全面探索。

这项研究是该领域首次全面、系统的研究,为推进智能物流的转型和发展提供了工业5.0的使能因素和战略路线图。关于工业5.0的关键推动因素和战略路线图的研究结果对企业管理者和政府决策者具有重要意义,为企业管理和决策过程提供了重要的指导和科学基础。因此,这项研究确定了在工业5.0框架内推动智慧物流发展的因素,并绘制了战略路线图。通过这样做,工业5.0的利益相关者可以有效地利用先进的信息和技术来解决各种促成因素,从而以有限的资源促进智能物流的进步。

 

02

工业5.0促进智慧物流的关键因素

 

工业5.0的定位不是工业4.0的替代,而是一个补充,工业4.0的很多技术在工业5.0中也是坚持的。因此,在探索工业5.0推进智能物流的促进因素时,本文借鉴了工业4.0背景下的智能物流相关研究,对51篇文章进行了全面的综述,从而确定了在智能物流领域实现工业5.0的13个关键促进因素如下:

  1. 生产系统的灵活性(Flexibilityof productionsystems,FPS)
  2. 可持续公司治理(Sustainable corporategovernance,SCG)
  3. 政府的积极支持(Active support from thegovernment,ACG)
  4. 生态创新和资源规划(Eco-innovationandresource planning,ERP)
  5. 结合数字技术与绿色(Combiningdigitaltechnology with green,CDG)
  6. 利益相关方合作(Stakeholdercollaborationand integration,SCI)
  7. 以人为中心的制造和物流(Human-centricmanufacturing and logistics,HML)
  8. 顾客导向的个性化制造(Customer-oriented,individual manufacturing,CIM)
  9. 价值链整合(Valuechain integration,VCI)
  10. 重视员工福祉(Payattention to the well-beingof employees,PWE)
  11. 信息安全维护(Informationsecurity maintena-nce,ISM)
  12. 韧性与可持续绩效指标(Resilienceandsustainability performance indicators,RSI)
  13. 风险防范以提升韧性(Riskprevention toimprove resilience,RPR)

 

03

驱动和依赖关系分析

 

模糊解释结构模型(FISM)建立了这些13个关键促进因素之间的层次关系,分析所得到结构模型如图1所示。

交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)是由上一阶段的FISM所得出,用于描述各促进因素之间的驱动和依赖关系,以坐标轴的形式表示。基于图2所展示的MICMAC模型,可得13个促进因素的象限划分如下:

(1)独立集群(Driver):位于该集群的促进因素具有强驱动力与弱依赖性,包括政府的积极支持(ACG)、以人为本的制造和物流(HML)、生态创新与资源规划(ERP)、重视员工福祉(PWE),这些因素允许驱动更为复杂且独立的依赖性因素。

(2)联动集群(Linkage):位于该集群的促进因素具有强驱动力与强依赖性,包括生产系统的灵活性(FPS)、可持续的公司治理(SCG)以及顾客导向的个性化制造(CIM),这些因素是将促进因素转移到依赖因素的基础。

(3)自发集群(Autonomous):位于该集群的促进因素具有弱驱动力与弱依赖性,包括利益相关方合作(SCI)以及韧性与可持续绩效指标(RSI),这两个因素是可以独立于其他促进因素发展的自主驱动因素。

(4)依赖集群(Dependent):位于该集群的促进因素具有弱驱动力与强依赖性,包括结合数字技术与绿色(CDG)、价值链集成(VCI)、信息安全维护(ISM)以及风险防范以提升韧性(RPR),这些因素复杂且难以实现,需要依赖于其他因素的驱动。

 

04

战略路线图

 

基于FISM中所确定的上下先后关系,再对物流领域的专家进行问卷发放,鉴于战略路线图的绘制需有专家高度一致的共识,在对问卷分析过程中,选择80%作为阈值,也就是需八成以上的专家认为两因素间有促进关系时方成立,小于八成时则表示专家认为两因素间无促进关系。最后,完成13个促进因素之间的战略路线图如图3所示。

通过图1、图2和图3进行对比分析,可看出工业5.0的促进因素之间通过不同的路径以影响智慧物流实现的过程。

 

表层(直接)因素:即直接作用于智慧物流实现的工业5.0促进因素,为图2的第六层,主要包括价值链集成(VCI)、韧性与可持续绩效指标(RSI)以及风险防范以提升韧性(RPR)。其中,VCI与RPR这两大因素同时位于依赖集群,还包含中层的结合数字技术与绿色(CDG)以及信息安全维护(ISM),上述因素具有高度依赖性以及低驱动力的特点,极易受到中层和深层因素的驱动作用。

中层(关键)因素:既受深层因素影响,也能促进表层因素的,包括第二、三、四、五层,中间有回路代表因素间存在强连结关系,即回路内的因素间相互可达。其中,可持续的公司治理(SCG)、生产系统的灵活性(FPS)以及顾客导向的个性化制(CIM)位于联动集群,利益相关方合作(SCI)以及表层的RSI位于自发集群,则这几个因素受深层因素的驱动以及对表层因素的驱动关系是一致的。

深层(根本)因素:即第一层的因素,这些因素能够主动驱动其他因素而不受其他因素的驱动,是工业5.0实现智慧物流的源动力,包括政府的积极支持(ACG)与以人为本的制造和物流(HML),这两大因素具有高驱动力与低依赖性的特点,与ACG和HML共同位于独立集群的还有生态创新与资源规划(ERP)以及重视员工福祉(PWE),因此企业在进行战略部署时,应对它们进行重点关注。

结合FISM-MICMAC模型与战略路线图的成果,不难得出政府的积极支持(ACG)是工业5.0促进智慧物流实现的最为关键的驱动力,ACG直接对其他几个促进因素产生驱动作用。例如ACG可以通过修订税收和降低劳动税等政策与制度,以驱动以人为本的制造和物流的实现(HML)和企业资源购买力的提升;进行支持性政策推动适合数字时代的高质量且无障碍的培训与教育(重视员工福祉PWE);制定更具针对性的能源政策和数字化转型方案,以及开发通信技术与制定实施数据保护条例、网络安全法,以改善企业在生产过程中的资源浪费与有害资源的使用(ERP)以及数字技术和绿色理念的整合(CDG),促使企业迈向可持续发展道路(SCG),同时有利于进行价值网络的整合(VCI)以及信息安全维护(ISM)。

 

以人为本的制造和物流(HML)作为工业5.0的核心驱动力之一,它的驱动作用涉及到工业系统中劳动者价值的转变。一方面,通过重视人力资源与成本(ERP),以及对于生产工作区域的重新布局规划和使数字技术适应人的生产需要等,使员工的工作效率和身心健康及安全都得到保障(PWE),促进员工担负更多的责任并提高生产运营效率,降低业务流程中发生人为故障和错误的可能(RPR);另一方面,通过优先考虑以人为中心的生产、技术及运营,可通过将顾客的个性化需求纳入产品制定阶段(CIM),以加强顾客及对于业务流程的参与,进一步实现公司的可持续治理(SCG)。

面对可用资源逐步紧缺以及污染资源使用增加的难题,生态创新和资源规划(ERP)对于企业在工业5.0下实现智慧物流十分关键,涉及到企业对于生态资源和数字资源的整合利用能力,并能够减少生产制造和消费模式对于环境的影响。同时,ERP可与重视员工福祉(PWE)联合,从生态技术研发以及员工技术教育与再教育方面入手,增大对于可再生资源的投入与研发并推广使用清洁技术与回收技术,以减少废物和排放,从而促进可持续公司治理(SCG)和数字技术与绿色的结合(CDG)。

所有工业革命现象都由颠覆性技术所促进产生,科技与创新对于工业5.0实现智慧物流具有十分宝贵的促进力量。在可持续发展的战略目标促进下(SCG),允许企业建立利益相关者间沟通与合作的桥梁,将高敏捷与高灵活性的生产制造系统(FPS)和绿色的数字化技术(CDG)相互配合,利用物理网络系统和大数据分析等技术提高业务透明度的同时,提高利益相关者间的信任,促进诸如企业、客户及供应商等利益相关者的进一步合作与融合(SCI),改善合作伙伴与顾客之间的价值网络(VCI)。利用人力资本价值作为经济活动的衡量指标(RSI),并利用高检测和控制能力的如自识别传感技术等,对流程进行风险与故障的实时监控与评估,提高对未知风险的防范与应对(RPR)。

企业依赖客户而生存发展,以顾客导向的个性化制造(CIM),允许企业通过各类分析识别技术与社交网络,以满足顾客对于个性化产品和业务的需求与展望,并可通过数字技术与绿色的结合(CDG)以改进客户与产品的行为管理和提高用户数据的操作性和安全性(ISM)。同时,ISM能够通过提高数据安全性、清晰度以及准确性来减少数据错误,以提高供应链响应能力(RSI),并且能够迅速响应和解决业务流程中可能存在的风险,并灵活处理流程的中断(RPR)。

价值链整合(VCI)、韧性与可持续绩效指标(RSI)以及风险防范以提升韧性(RPR)虽然位于模型的表层,即驱动力最低,这意味着它们三个对于工业5.0实现智慧物流的其他促进因素的驱动作用少,但他们也不容忽视。VCI促进企业建立更具有韧性、循环性、持续性与透明性的价值链,在世界各地选取最具竞争力的合作伙伴,开发互联的动态供应网络与全球供应链进行整合,最终实现对供应链的敏捷性、可再生集成与产品适应性的促进。RSI与RPR认为企业需要更加强调物质及实体经济活动的衡量,引入适合企业工业生态系统的可持续性指标,并在先进技术与设施的支持下以更灵活且更包容风险的方式进行战略部署、重视对于可能发生的风险的预测及方案订制。

 

本文确定的13个促进因素在各个方面对智能物流的发展做出了重大贡献,并在工业5.0的三个核心目标中也发挥了重要的作用,这些目标如下:

以人为本——主要包括以人为中心的制造和物流(HML),关注员工的福祉(PWE),以及面向客户的个性化制造(CIM)。

可持续——主要有政府的积极支持(ACG)、可持续公司治理(SCG)、将数字技术与绿色实践相结合(CDG)、生态创新和资源规划(ERP)、生产系统的灵活性(FPS)、价值链整合(VCI)、韧性和可持续性绩效指标(RSI)以及利益相关者协作和整合(SCI)来支持。

韧性——包括风险预防以提高韧性(RPR)、韧性和可持续性绩效指标(RSIs)、信息安全维护(ISM)、生产系统的灵活性(FPS)以及政府的积极支持(ACG)。

 

05

结论

 

工业5.0的出现是对工业4.0的宝贵补充,为智慧物流的发展提供了必要的技术支持。本文产生了值得注意和有价值的见解,主要发现总结如下:

首先,工业5.0可以通过13个互联的促进因素方面驱动向智慧物流的转型。这些促进因素包括一系列微观层面的技术,包括将数字技术和绿色概念与宏观层面的管理促进因素(如公司治理转型)相结合。

其次,每个确定的促进因素都独立地为工业5.0在推动智能物流方面的目标做出贡献。这些相互联系强调了它们的不可或缺性,每个促进因素对于向智能物流的转变都至关重要。

最后,本文制定的战略路线图强调了优先考虑这些促进因素的重要性。优先排序能够实现其有效性的最大化,指导物流企业采取更具影响力的措施。战略路线图阐明了每个促进因素的先后关系,并描述了它们的独特角色。这些发现提供了有价值的见解,有望使物流企业家、政策制定者和学者受益。

参考文献:

季宇灵 蔡雪青 徐志宏,工业5.0实现智慧物流的战略影响因素研究,2023.

中国台湾全球商贸运筹发展协会,物流与运筹管理,2024.

Hsu, C.-H.; Cai, X.-Q.;Zhang, T.-Y.; Ji, Y.-L. Smart Logistics Facing Industry 5.0: Research on Key Enablers and Strategic Roadmap. Sustainability 2024, 16,9183.

 

END

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