面向企业韧性建设的工业5.0

2023-06-27 19:57刘杰王栋梁
清华管理评论 2023年4期
关键词:工业革命工业企业

刘杰 王栋梁

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。

那么,如何理解工业5.0,如何将工业5.0与“追求Just in Time兼顾Just in Case”有机结合起来?本文将对工业革命的本质进行分析,探讨制造业企业精益化与韧性并存的运营管理模式。

引发经济转型和追求精益化的工业革命

技术的发展对人类生产、生活及思维方式等的变化都起到了决定性作用。德国哲学家马丁·海德格尔在其1954年出版的演讲集《技术的追问》中说道:“技术的本质绝不是技术的,它是一种看得见自然的方式,是让所有本质上的东西自我揭示,成为人类可以加以利用的潜在资源。”也就是说,技术也是一种资源,在某些需求被构建时得以应用,在应用的过程中又能驱动新需求产生,由此不断迭代发展,驱动商业变革与繁荣。

技术的进步也促进了经济的发展。技术思想家布莱恩·阿瑟在其《技术的本质》一书中写道,经济很大程度上是从技术中产生的,经济会随着技术的进化而完成结构上的变化,结果就是一个接一个的经济结构的转型;经济这面镜子也會映射出技术的变化、增长和替换。

获得1987年诺贝尔经济学奖的美国经济学家罗伯特·索洛发现,采用相同的资源可以生产出不同量的产品,这是因为存在全要素生产率的差异(即“索洛剩余”)。全要素生产率指劳动和资本等生产要素投入之外的科技进步及其能力实现带来的产出增加。之所以有产出增加,是因为存在着技术效应和配置效应。比如通信技术5G的出现,技术效应就是带来了相应的基站、手机智能终端等新产品的产出;配置效应则是出现了远程医疗、自动驾驶、智慧车间等新的生产关系和资源配置方式,提升了资源的利用率。

技术进步引发经济转型的一种居间力量就是工业革命,工业革命发展阶段的划分实际上也是应用相关技术后的结果。

第一次工业革命

第一次工业革命发端于18世纪早期,以蒸汽机和机械化的出现为标志。英国近代史专家浅田实教授在《东印度公司:巨额商业资本之兴衰》一书中提到,当初英国的东印度公司从印度进口大量品质优良、价格低廉的纺织品,使得英国本土的厂商不得不进行技术革新以降低生产成本。18世纪60年代,珍妮纺纱机、塞缪尔走锭纺纱机等的发明,使英国从手工业时代挺进机器大工业时代,纺纱工业的生产效率提高了八倍,成本大幅度下降。英国将机械制造的廉价棉布输入到印度,摧毁了盛极一时的印度纺织手工业。印度成了英国棉布的进口国,现今孟加拉国首都达卡从一座拥有15万人口的繁荣城市沦落为一个只有3万人的贫穷小镇。

在这次工业革命中,蒸汽动力的使用让机器制造的模式更加可行并得到迅速的推广,许多行业因此发生了巨大的变化。比如,蒸汽船和蒸汽机车不仅缩短了运输时间,还降低了运输成本,拓展了更多商品的贸易范围。更重要的是,信息传播的速度也大大加快了,由此降低了“信息成本”,即买卖双方获取准确、及时的信息用于做出可靠合理的商业决策所需承担的成本。

1776年3月,亚当·斯密在《国富论》中提出了分工理论。基于分工理论,制造业企业突破了原有的技术和生产组织结构。标准化部件的使用、批量生产和简单设计结合在一起,成为工业领先国家的制造业体系基础。在使用动力机械的车间,标准化让非熟练工人也能成为能工巧匠,提高了产量、降低了单个产品的生产成本,同时还使零部件具有了通用性。曾经由工匠打造的产品开始由制造业企业大规模生产,规模经济产生。

第一次工业革命为制造业企业的精益化生产奠定了理论与实践基础,但与此同时,在社会影响方面,它助长了殖民主义,加剧了环境的恶化。

第二次工业革命

第二次工业革命始于19世纪下半叶。电力的广泛应用是第二次工业革命的标志。与蒸汽和水力相比,电力更易于使用。在美国历史学会主席R·R·帕尔默等所著的《工业革命:变革世界的引擎》一书中就提到,这个时期的工业企业不再需要像使用蒸汽动力那样聚集在一起了,而是按照需要分散到离市场更近的地方。

与此同时,内燃机的发明和使用解决了交通工具的发动机问题,并推动了石油开采等行业的发展。德国人卡尔·本茨在1886年成功制造出世界上第一辆四轮汽车,20世纪20年代,汽车代替了马车成为主要交通工具;远洋轮船、飞机以及各种家用电器也相继发明出来。这个期间还发生了通讯系统的革命:19世纪70年代,电话诞生;1901年,无线电信号跨越了大西洋。美国加州大学伯克利分校哈斯商学院教授卡尔·夏皮罗等在《信息规则:网络经济的策略指导》一书开头提到,一百年前工业家们利用新生的电力和电话网络等基础设施改变了美国经济,正如当今的硅谷企业家们利用计算机和互联网改变世界经济一样。

值得一提的是,伴随着技术发展与应用,出现了这样一种观点,认为技术可以减少对劳动力的需求。然而,事实并非如此。在第二次工业革命中,电力带来了家用电器的广泛使用。美国代顿大学历史学教授拉里·施韦卡特(Larry Schweikart)等在《美国企业家:三百年传奇商业史》一书中提到过一则故事,在电熨斗开始推向市场取代水熨斗、炭火熨斗时,人们认为家庭妇女熨烫衣服的时间可以减少了。然而,后续研究发现,电熨斗的使用反而增加了熨烫衣服的时间。因为以前只需要为在外工作的男性熨烫正式场合穿的服装,有了电熨斗后,连婴儿的内衣也要烫了。其实,从整个社会发展来看,技术发展并没有减少对劳动力的总体需求,只是对劳动力的能力和知识结构需求有了变化。

管理思想和管理工具在第二次工业革命时期也有显著的发展。亚当·斯密的分工理论在这个时期得到进一步的应用,装配流水线及大规模生产提高了行业的效率和业绩,工人成为流水线上的螺丝钉。查理·卓别林主演的电影《摩登时代》表现的就是这个时代工厂的景象。弗雷德里克·泰勒通过开展著名的“搬运生铁块试验”和“铁锹试验”等,引入敏捷生产的概念和原则,改进操作方法,大幅度提高了生产效率,也提高了工人的日工资。泰勒在1911年出版的《科学管理原理》一书中提出的科学管理理论至今仍然发挥着巨大的作用。

第二次工业革命追求更有效率的生产与更高的质量,精益化生产方式初步成型。在制造领域,原材料的采购、产品的生产和制成品的分销等环节被纳入到一个完整的管理体系中。在企业组织方式方面,管理人员开发、内部晋升、员工福利等系统开始形成。此外,第二次工业革命还初步建立了现代世界的格局。

第三次工业革命

第三次工业革命开始于20世纪中期,以电子计算机技术的出现为标志。1946年世界第一台电子计算机诞生,一些工厂开始使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC),在装配线中引入自动化系统。这些系统帮助员工执行各种复杂任务,开展大规模生产,但是依然依赖于人工输入和干预。

1971年,美国英特尔公司尝试把整个电脑的数据处理功能集中在一个很小的被称为微处理器的硅晶片上,个人电脑出现了。前两次工业革命都是机器越大,“肌肉力量”越强,而电子计算机技术引发的工业3.0主要是替代人类的脑力劳动,追求以智能制造为核心的工业生产自动化、智能化。

根据“摩尔定律”,每隔18个月,集成电路芯片上的电路数目就翻一番,微处理器的性能提高一倍,价格下降一半。20世纪90年代中期,计算机的成本急剧下降,而处理能力有了巨大的提升,因此,计算机逐渐应用到了各行各业的生产和管理中。

随着计算机技术的发展和普及,把不同地点的计算机连接起来以实现信息交流和共享的需求产生了,于是,电子邮件、局域网、广域网以及互联网就出现了。

制造业企业除了在流水线上运用PLC进行控制以外,还开始应用软件系统辅助管理和决策。单一功能的工资管理软件、仓库进出存管理软件等,逐步发展为系统化的管理软件。例如,为了优化库存管理,出现了物料需求计划管理系统(Material Requirement Planning,MRP);为了充分利用自有的制造资源,并加强成本管理,出现了制造资源计划管理系统(Manufacturing Resources Planning, MRP II);为了利用一切可以利用的资源,出现了企业资源计划管理系统(Enterprise Resource Planning,ERP),并进一步拓展为供应链管理系统(Supply Chain Management, SCM)、客户关系管理系统(Customer Relationship Management,CRM),等等。

作为一种技术应用,企业管理的数字化明显体现出技术的配置效应。发展至今,数字技术对企业生存及发展已不可或缺,然而,一个企业不会因为使用了先进的数字技术而在管理中变得更有智慧。技术对企业管理只能起到“使能器”和“赋能器”(Enabler)的作用。“工欲善其事,必先利其器”,应该是先有“事”,即先有需求,然后才能选择适合“事”的“器”,也就是说,数字化管理的核心是企业管理的思想与方法。

不难发现,从MRP到SCM等一系列管理系统实践的是精益化管理思想。在第三次工业革命中,精益生产(Lean Production)的概念被明确提出。精益生产也被称为丰田模式(Toyota Production System,TPS)。20世纪后半期,“大批量生产组织”方式已经不符合市场需求,为此,丰田公司推出了“多品种、小批量的生产组织”方式,并对企业供应链和内部组织进行重构。因此,第三次工业革命被认为发源于日本。

丰田模式的核心是JIT模式。在此之前,一般制造业企业采用的是自顶向下(topdown)的“推”(push)的模式,依據的是泰勒的科学管理和福特开创的机械化大规模生产方法。“推”指的是在一个制造链中,以按时完成生产计划(包括数量和日期等内容)为目标,每道工序相互独立,前道工序生产后道工序所需的完成品。总体是从上游向下游“推”的一个过程,直至将产品推向市场(如图1)。

推式模式可以减少客户等待时间,易于大规模生产,但是会产生很多“浪费”。因为无论是内部为了保障生产能完全按照计划执行,还是供应链上存在的“长鞭效应”和“涟波效应”,都导致一定量的原材料与产品库存的存在。最终产品还有可能不为市场接受而产生供需失调,只能降价产生损失。当然,这些库存也可以让企业在一定程度上应对供应与生产的不足,所以,这也被称为JIC模式。供应的长期计划以及库存在JIC模式中具有重要的作用。

为了避免推式生产方式下的浪费,20世纪50年代初,日本丰田公司引入美国超市销售食品的模式,即所有的产品都是新鲜的,恰好在需要的时候“及时”出现。这是“拉”(pull)式供应链系统的一种功能,也被认为是生产单元的自组织方式,目标是零库存(意指尽可能少的库存)和减少安装的时间,并在整体供应链中节省成本。

由此可见,供应链的管理有JIT和JIC两种模式。在正常情况下,JIT更具效率和成本优势。比如,在丰田公司的生产车间,工作的顺序不是由生产计划预先确定的,而是将最终用户的需求作为生产起点。每道工序是上一道工序的客户,从客户处获得需求订单,从供应商处获取需要的产品和原材料,适时适量生产合格产品。依靠看板的形式,所有的工序形成一个连贯的生产系统(如图2所示)。在采用JIT模式的企业中,每道生产工序既是客户也是供应商,既从其他生产工序和外部供应商那里获得产品,也为其他生产工序提供产品。代表生产车间(图2的阴影区域)的边界是开放的。

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。因此,在很短时间内JIT就被世界范围内的许多公司采纳。20世纪90年代,笔者参访生产溴化锂制冷机的江阴市双良集团时就了解到,该企业用JIT模式生产多种零部件。当某些零部件低于最低库存要求时,供应商就主动进行有限投放,双良集团每个月根据出厂的产品品种、数量以及物料清单与供应商结算一次。对供应商来说,也只需要在必要的时间生产必要的物料,提高存货周转率。

JIT模式要求企业内部各个单元之间、企业与外部关联公司之间高度稳定和同步,信息流和物流的通畅是JIT模式的基础。JIT模式的风险主要是对供应商高度依赖,所以,很多供应链的链主企业会同时选择几家供应商,并要求供应商在附近设立生产供应设施,这样有助于保障交货的时效性和可靠性,减少对安全库存的需求。

其实,20世纪80年代开始的商品制造和服务的全球化浪潮,JIT模式是驱动力之一。第三次工业革命改变了全球制造业的存在方式和秩序,改变了世界经济的格局,使产业界发生了革命性的变化。我国的制造业企业正是在这个阶段依靠改革开放政策,借助劳动力优势,追赶第三次工业革命浪潮,为我国成为世界工厂奠定了坚实的基础。可以说工业3.0彻底改变了全球数十亿人的工作和生活。

第四次工业革命

第四次工业革命是信息通信技术在工业中的应用带来的。尤其是2013年和2019年,移动通信技术4G和5G普遍投入商业应用,互联网、物联网、大数据、云计算和边缘计算、人工智能和机器人、区块链、虚拟现实和增强现实(VR/AR)等大量新兴技术及应用不仅将工业3.0中配置的计算机连接了起来,还进行了扩展,构成了工业物联网。网络世界和物理世界通过“虚拟网络—实体物理系统”(Cyber-Physical Systems,CPS)互联,机器、数据和人广泛地连接在一起。在数据自主交换、集成和分析的基础上,资源被转化为智能工厂、智能物流和智能网络等,企业运营中的研发、供应、销售与制造等环节因此能更好地协作,从而可以更好地预测、控制和计划,实现快速、准确的产品供应。出于提高自身工业竞争力的目的,德国在2013年率先提出了变革企业发展方式的工业4.0概念,主题是“面向未来的智能制造”,实质就是制造业转型。

一般而言,在满足客户需求的价值链中,包括客户提出需求、产品开发、设计和批准、生产计划、物料采购、生产过程、产品提交和使用维护等环节。按照亚当·斯密在第一次工业革命期间提出的分工理论,因为人的才能有差异,分工可以提高这些活动的效率并降低成本。获得诺贝尔经济学奖的罗纳德·科斯认为,因为存在着市场交易费用,所以就有了企业这类组织的存在。将价值链上的很多活动安排在一个企业内通过计划协调开展,能够降低市场交易成本。

因此,企业常常开展纵向一体化的整合,即对产业链上下游各个生产环节的公司进行整合,将其纳入企业内部系统以减少冗余的服务活动,从而降低交易成本,并用更高的效率保障交付的质量。与其他类型组织不一样,企业之间存在竞争,为了减少竞争或者形成规模效应,企业还会采取横向整合的策略,整合同类企业。成功的纵向或横向整合,都可以实现企业的跨越式增长。

傳统的整合大多是通过收购兼并、基于契约或许可关系的分包经营、基于产权关系的合资经营等方式开展的。第三次工业革命下,信息系统的出现与应用,可将不同地点、不同企业的各种资源进行整合,相关企业转变为基于服务的智能工厂。因此,在工业4.0环境下,科斯的思想变成现实。除了传统的基于产权或者供应链联盟等的集成整合外,只要交易成本足够低,无论产权归谁,都可以通过市场自由交易实现资源的最佳配置,企业平台化模式和生态体系出现。价值链中的各项活动都可以进行分布式处理,企业通过数字化平台和生态开展端到端的业务整合。企业的三种整合模式及其相互关系如图3所示。

在工业4.0环境下,数据共享成为纵向一体化整合、横向协同整合以及端到端平台与生态整合三种整合模式的核心。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。

企业平台和生态开展端到端业务的整合,技术基础是工业4.0带来的机器人流程自动化(Robotic Process Automation,R P A)、认知自动化(C o g n i t i v e Automation,CA)和认知智能(Cognitive Intelligence,CI)等智能系统。这些系统带来企业业务的数字化互操作和跨边界集成协作,确保产品创制过程的低成本和高效率。因此,工业4.0的应用逻辑本质上与丰田模式一脉相承。美国密歇根大学工业与运营管理工程系杰弗里·莱克(Jeffrey K.Liker)教授在其《丰田汽车案例:精益制造的14项管理原则》一书中就明确指出,丰田模式的两大支柱就是JIT和自动化(如图4所示)。自动化不仅指技术应用,还包括“当问题发生时,能够就地自动解决”的管理思想。技术是一种“器”,管理理念与思想是应用“器”的“道”。日本丰田的精益制造之“道”不仅是工业3.0的精髓,也是工业4.0的灵魂,还是接下来工业5.0的重要发展方向。

改革开放以来,我国很多企业学习借鉴了丰田模式,抓住了工业4.0带来的新发展机遇,取得了很大成效。美的集团就是一个典型例子。2022年4月29日《南方日报》刊载了美的集团负责精益化智能制造的专家谷晓春的观点,他认为,2004年美的集团开始学习丰田模式,逐步认识到精益化是走向未来制造的重要方法,“只有做好了精益化,企业才能做好数字化。”美的集团美云智数 CEO余海峰在2022年的一次讲演中介绍到,美的集团的工业互联网连接了设备、物料、人、系统、数据、流程以及产业链的上下游,在制造环节运用自动化、智能化实现精益管理,通过企业全面数字化打通企业整体价值链,构建数字化生态系统,实现几千家供应商、上万家渠道经营商以及企业用户的一体化运营。

工业4.0能够为制造业企业带来新的竞争优势,因此,继德国之后,美国、英国、韩国等相继制定了国家层面的工业4.0战略规划,我国也在2015年提出部署全面推进实施制造强国战略的《中国制造2025》。2022年3月28日,在日内瓦召开的联合国经济及社会理事会上发布的报告《以第四次工业革命促进包容性发展》明确指出,工业4.0可以带来的优势包括提高生产率,增加资产可用性,提高能效和可持续性,通过算法的优化可以提高能源效率,进行运营的改进,实现成本的降低和收入及盈利增长等。

然而,对于建立在数字技术基础之上的工业4.0及其追求的JIT模式,政府高度关注、企业积极响应的重点主要是技术的应用及其经济的直接产出,对技术实施过程中的整体社会效益缺乏关注。近年来,地缘政治变化(比如俄乌战争、中美大国冲突等)以及自然危机(比如极端天气、粮食危机等)日益常态化,尤其是2019年底新冠肺炎疫情开始后,许多国家经历了各种产品的供应中断,凸显出当前生产方式的脆弱性,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5所示)。

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;人类完成有意義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6所示。

“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,GovernmentESG)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個方面,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。

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