工业4.0以及其对物流领域的影响

叶瑜琦

工业4.0以及其对物流领域的影响

叶瑜琦

工业4.0目前是一个被广泛讨论的话题，它可能会影响工业中货物的设计，制造，交付等。本文运用概念研究法，旨在讨论在物流管理的背景下工业4.0新生的和潜在的话题。首先介绍了以物流为导向的工业4.0的产生背景，现状及其核心组件。此外，工业4.0的概念仍然缺乏明确的理解，在实践中尚未完全确定。之后阐述了准时制生产和准时化顺序供应对工业4.0的潜在影响。

近年来，制造业的复杂性和要求不断提高。国际竞争和市场波动加剧，高度个性化产品需求和产品生命周期缩短等因素对公司造成严峻挑战。现有的价值创造方法似乎已经不适合处理成本效益，灵活性，和可持续性等方面日益增长的要求。另一方面，技术进步迅速，数字化，物联网（IoT），网络物理系统（CPS）等趋势变得越来越重要。在此背景下，以其强大的制造业而闻名的德国于2011年推出“工业4.0”计划作为其高科技战略的一部分。此后，工业4.0引起了人们的重视，甚至被列为2016年世界经济论坛议程上的主题。工业4.0的出现带来了许多好处，例如高度柔性的大规模生产，实时协调和优化价值链或出现全新的服务和业务模式。CPS和IoT进入物流领域实现了实时跟踪物料流量，改进运输处理以及准确的风险管理等好处。

不过工业4.0在实施方面存在着众多挑战。由于价值创造过程的重组，传统行业的边界将会消失，并在组织内部和组织之间造成严重的变化。确定适当的基础设施和标准，确保数据安全是工业4.0需要解决的问题之一。

虽然“工业4.0”一词源于德国的高科技战略，近期受到很多关注，但仍然缺乏准确，普遍接受的定义。本文基于理论和概念的基础工作，笔者选择了突出的物流概念来描述工业4.0的影响。

工业4.0的核心组件

信息物理系统（CPS）：CPS是通过3C（Computer、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。在制造背景下，这意味着与物理车间和虚拟计算空间相关的信息是高度同步的。

物联网（IoT）：“物联网”可以被认为是工业4.0的发起者。物联网中所有成员都可以随时随地访问和自我管理由智能技术组成的全面互联网环境。

服务互联网（IoS）：我们生活在一个“服务社会”。类似于IoT，IoS基于通过网络技术轻松获得服务的想法，允许公司和私人用户组合，创建和提供新的增值服务。从技术角度来看，软件即服务或业务流程外包等概念与IoS密切相关。

智能工厂：CPS通过物联网和IoS进行沟通，建立了在分散的生产系统的思想基础上的“智能工厂”。在智能工厂，产品生产追求高性价比，高度灵活和个性化的批量生产理念。而且员工的角色也将发生变化。员工应该承担更大的责任，作为决策者，监督者，而不是驾驶者等。

现在，我们将工业4.0定义为：产品和服务通过互联网或其他网络应用程序灵活连接。数字连接能够实现商品和服务的自动化和自我优化生产，包括基于透明度和预测能力的自适应生产系统。价值网络被分散控制，而系统元素（如制造设施或运输车辆）正在做出自主或分散决策。在物流管理方面，工业4.0有望在权力下放，自律和效率方面得到改善。

工业4.0对物流管理的影响

准时制生产（JIT）和准时化顺序供应（JIS）。JIT是生产和物流方面突出和被广泛接受的概念。JIT遵循精益方法，严格以拉动式需求为导向，即根据实际需求进行生产和供应。JIT主要关注供应商和买方关系。其主要目标是实现零库存或低库存的供应系统。JIT旨在提高整体供应链的灵活性。然而，实施JIT并非易事。首先要确保公司制定的生产计划与实际需求精确匹配。此外还需保证物流和信息流的高度一体化。如果有一批材料能够直接从供应商处运送到买方处，而不需要临时存放，也就是说没有库存，那么供应商和买家之间一定有密切的协调链。

简而言之，JIT要求在合适的时间和合适的地方提供合适的材料，JIS概念则进一步确保物料按顺序到达，有助于生产的进一步执行。JIS可以被认为是JIT的增强，这意味着其需要更高要求的运输规划。

工业4.0的潜在影响。在供应链行为者间协调方面，云技术可以为整个供应链创建一个虚拟ERP系统，以便所有行为者共享并取得相同的信息，以避免或减少牛鞭效应。此外，在JIT/JIS中，要确保在合适的时间交货，可能会在整个供应链中以端到端的方式进行协调。总而言之，工业4.0提供了改进JIT/JIS系统的机会，因为它可以使行为者以协调的端对端方式交换和执行实时信息。

主要发现。笔者认为，工业4.0可以解释为制造向日益分散的，自我调节的价值创造方法的转变，这些方法通过CPS，IoT，IoS，云计算等概念和技术实现。在分散化，自律和效率方面，工业4.0的机会不同。就JIT/JIS系统而言，减少牛鞭效应，高度透明和综合供应链以及生产计划的改进是潜在的好处。

不足。本文一部分重点在于工业4.0的潜力和机遇，仅讨论了其有益的方面，而数字化转型带来的风险，成本和实施障碍大都被忽视。

（作者单位：山东大学（威海）商学院）