云制造供应链的绿色发展研究

张沙沙

(天津理工大学 管理学院,天津 300384)

国际能源署的统计数据显示,在2020年全球碳排放中制造业碳排放量占17%。制造业要摆脱环境问题的限制,追求高质量和可持续的发展,就必须秉承绿色发展的理念,在节能减排方面实现有效的突破。近几年,我国对绿色发展越来越重视,并将其写入了法律规定中。2020年,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布了《绿色制造—制造企业绿色供应链管理—评价规范》(GB/T 39257—2020),为制造企业的绿色发展指明了持续改进的方向。2021年印发的《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》明确表示，要构建绿色供应链,探索建立绿色供应链的制度体系[1]。显然,国家已经为制造业的绿色发展制定了指导性目标,各相关单位可从云制造供应链的绿色发展方面着手实践。

在制造业绿色发展问题的研究方面,夏西强等探讨了政府的绿色补贴和碳税政策对制造业绿色发展的影响[2];黄蕾等对政府约束激励机制下制造业绿色转型的演化博弈问题进行了研究[3];章君认为，绿色税收政策对制造业的绿色发展具有影响,建立完善的激励机制有助于制造业的绿色转型[4]。显然，相关学者关注较多的是政府激励机制对制造业绿色发展的促进作用。但是长期以来,各级政府从各行业得到的环境信息并不多，无法及时地发现违规行为并进行有力的监督和适度的处罚,这是我国绿色经济发展面临的一个突出问题。随着高新技术的不断发展,一种新型的制造模式——云制造于2010年应运而生[5]。其后,不少学者对云制造的研究集中于云服务组合、选择和平台开发等相关问题。2014年前后,与云制造供应链相关的研究成果相继出现。云制造能让制造资源和制造能力得到全面共享,资源利用率得到提高[6],从而减少污染物排放,实现供应链的绿色发展。本文将对这些研究成果进行梳理,总结并展望云制造供应链的发展趋势,为我国云制造供应链的深入研究与应用提供参考。

1 国内云制造供应链的文献分析

1.1 文献来源及数量

中国知网是我国当前较有代表性的综合性学术资源库。为了尽可能全面地了解我国云制造供应链出现以来的研究进程,本文在该数据库中以“云制造供应链”为主题词检索了2014—2021年刊发的期刊文献，共检索到159篇期刊文献,其中有50篇与云制造供应链相关性较强。

文献数量在一定程度上反映了该领域的科研水平和发展进程。各年份云制造供应链相关文献的统计数据如表1所示。

表1 云制造供应链相关文献数量的年份分布

结合表1分析可知：云制造供应链相关文献的数量在2016年骤增,这是因为当时对云制造的研究趋热,并开始将理论与实践相结合,研究的内容多是云制造在各行各业的应用;2019年,一些学者对云制造的协同化问题产生兴趣，发表了相应的理论研究成果;2014年以来,尽管云制造供应链的相关研究未呈现与日俱增的趋势,但并未中断过,且云制造供应链的绿色发展问题备受关注。

1.2 关键词

关键词是在一定程度上反映论文主题内容的词语,它一般是从文章中提炼出来的,具有画龙点睛的作用。通过对特定领域关键词词频的统计，可以总结出该领域的研究热点。因此,本文对符合要求的50篇文献进行了统计(省略了词频为1和2的关键词)。其统计结果如表2所示。

从表2可以看出:云制造、供应链等关键词的词频都比较高,可以反映出相关研究的主题；研究的方向为供应链管理、资源共享、制造资源和云制造平台；研究涉及的主要模型为Stackelberg博弈和演化博弈；相关研究也涉及一些算法。

根据表2,利用Visio软件可绘制图1所示的云制造供应链文献高词频关键词的共词网络图谱。图1中椭圆的大小代表该关键词的词频高低；关键词之间的箭头代表两者间存在共词。指向某关键词的箭头越多,表示该关键词的重要性越强,它可能是某个研究群的中心。

图1 云制造供应链文献高词频关键词的共词网络图谱

从图1不难看出，云制造供应链相关文献中缺乏对云制造供应链绿色发展的研究。

2 云制造供应链绿色发展意义的分析

2.1 云制造供应链的内涵

云制造的发展理念是“制造即服务”,其发展参考了云计算思想。“制造即服务”的理念体现在云制造中，需要融合先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等[7]。云计算的发展，使得制造业能更方便地生产高附加值、低成本、具有全球化市场的产品[8]。基于互联网技术的云制造供应链能让客户与供应商的沟通更便捷,企业的数据更容易管理,资源得到共享。

云制造供应链的操作流程(图2)包括：首先,由需求方制定采购订单;其次,平台运营商审核后推送任务,通知制造商制造相应数量的产品;再次,入库验货;最后,将产品信息录入平台进行产品销售。

图2 云制造供应链的操作流程

2.2 云制造供应链绿色发展的作用

云制造模式在制造业的应用使绿色发展具有了重要的现实意义。云制造供应链的绿色发展有利于资源整合,减少不必要的浪费,使分散的资源得到合理的利用,进而提高整个社会资源的使用效率。同时,云制造能让不对称的信息得到共享,使信息阻塞导致的过剩产能得到有效利用。因此,云制造供应链的应用是一种创新能力的体现,它有助于激发制造业在绿色发展方面的巨大潜能,促进我国制造业的可持续发展。

相比传统供应链,云制造供应链省去了很多不必要的环节,它依靠网络技术组织生产和销售活动,使消费者能看到产品生产的全过程而结合需求放心地购买产品。随着绿色产品的不断普及,制造业会不断降低污染物排放,调整产业结构,促进所有制造过程的绿色发展[9]。

未来，云制造供应链的绿色发展将成为我国经济增长的催化剂和助推器[10]。经济发展与供应链的绿色发展并不对立，而是相互促进的关系。一方面,云制造供应链能带动传统产业的智能化、现代化发展；另一方面,凭借对各方资源的联通,云制造供应链的绿色发展可促进绿色新型基础设施的建设，以及新兴产业与生态环境保护产业的进一步融合。云制造供应链的绿色发展可推动相关产业链的高效运行，促进整个社会经济的良性发展。近年来,随着经济的快速增长,资源消耗越来越多,环境污染问题日益突出[11],同时,云制造供应链的绿色发展越来越受到关注。

2.3 云制造供应链绿色发展的表现形式

云制造出现在制造业供应链中，使供应链具备了绿色发展的条件,云制造自身的独特性质决定了其不存在批发和仓储环节[12],减少了相应环节的资源浪费,简化了供应链操作程序,提高了效率。

云制造供应链的绿色发展从制造商角度表现为,云制造生产出的产品要符合绿色发展的理念,这就要求不断提高产品本身的环保系数，对生产技术进行相应的创新。云制造供应链的绿色发展从平台运营商角度表现为,平台要不断完善,使云制造供应链得到不断优化,能实时监管制造商的产品生产过程,减少有害产品,为云制造供应链的可持续发展提供保障。云制造供应链的绿色发展对消费者而言,要有一定的绿色消费理念,这一方面需要平台运营商和制造商共同挖掘消费者的绿色消费潜力,并制定绿色消费的引导策略,帮助消费者形成绿色消费的主流观念;另一方面需要消费者自身接受绿色消费的相关教育指导,强化绿色消费意识,进而养成绿色消费的习惯,从消费终端带动供应链的绿色发展。

3 云制造供应链本身的优化

李焕之针对云制造供应链中供应商和制造商间的资源共享问题,建立平台常态化演化博弈模型,解决了资源闲置与短缺对供应链绩效影响的难题,实现了资源的合理配置和最大化利用,提高了供应链的运行效率；同时，其研究发现，云制造不但可以解决因资源闲置与短缺导致供应链运行效率低的问题,还能够模拟供应商与制造商的资源共享决策演化路径,通过利润分享契约的协调,使云制造供应链达到资源长期共享的稳定状态[13]。张勇凯等从云制造供应链平台的算法优化角度展开新的研究,利用蝙蝠算法对供应链中节点的动态交易速度和准确度进行优化,通过改进算法实现了云制造供应链更稳定更快捷的资源配置,减少了能耗[14]。相模等通过改进NSGA-Ⅱ算法对资源进行有效配置,进而对得到的多目标模型进行求解,通过对比算法改进前后多目标模型的求解结果，证明改进后算法可有效降低服务提供方的资源消耗,提高云制造供应链的运行效率[15]。廖富美等从绿色供应链管理路径入手,提出运用云服务智能生产技术来控制供应链生产环节的温室气体排放,减少各环节的能源消耗,以实现供应链的绿色发展[16]。曾珍香等在研究云制造供应链发展趋势的基础上,构建了集中决策、分散决策和利润增量契约下的3种云制造供应链模型,通过利润增量协调供应链的运行过程,形成了环境保护和经济发展双赢的局面,并通过仿真验证了协调契约的有效性[17]。

潘新宇[18]在云制造供应链制造能力共享方面,建立云平台的二级供应链动态模型,并设计了契约协调机制[19],得出了合作共享能够提高供应链绩效的结论。贺琳等在云制造供应链运行稳定性问题的研究中,提出二阶段领导者和追随者博弈模型,得出了在合作策略下采用优质供应商联盟形式,能让供应链双方获得最佳收益的结论[20]。赵晓宇在为服务需求方准确推荐服务供应商以提高供应链运行效率方面,将BP神经网络与协调过滤算法结合起来,构建一个需求方和服务供应商的合作系统,加快了双方的选择效率,优化了供应链的操作流程[21]。和征等为解决云制造供应链的优化问题,对企业知识转移行为倾向和客户学习知识的动机进行了分析,通过构建制造企业与客户之间知识转移的演化博弈模型,提高了云制造供应链的绩效[22]。

近年来,国内关于云制造供应链的研究文献日益丰富,主要集中在算法改进、契约协调、供应链绩效、云制造环境下供应链的分布式仿真系统等方面，但在云制造供应链的绿色发展研究中，只有廖富美等在云制造供应链绿色管理方面有些探究[16]。为顺应绿色发展的大趋势,深入研究云制造供应链绿色发展问题已迫在眉睫。云制造供应链的绿色管理方法可以研究，产品的绿色化也可探索。

4 云制造供应链产品的绿色化

产品的绿色化是指，在供应链中制造的是对人体和环境无害且易于回收再利用的或者在一定环境下可降解的产品。由于这些产品比普通产品对生产技术和设施的要求高,同时又是国家大力鼓励的产品，因此相关学者在供应链的产品绿色化方面展开了研究。

在农产品绿色供应链的发展研究中,贾强法介绍了农产品绿色供应链及其新型流通模式的构建方法,并对农产品绿色供应链流通模式的内涵、运行条件和管理措施进行了分析,认为该模式需利用现代管理理念和信息技术进行不断优化才能更好地运行[23]。在两级绿色渠道的研究中,周辉等考虑非价格因素对产品绿色创新的影响,设计了一种有利于实现产品绿色化的激励机制[24]。其研究结果表明：扩大市场需求,增强消费者的环保意识,可以有效激励厂商通过提高产品绿色创新水平增加收入。基于产品绿色创新视角,冷传莉等发现了环保税法对绿色创新进行激励时存在的问题,并针对缺乏相关法律保障的环节，参考欧盟废弃物框架指令中对废弃物管理的5个策略层次(即避免、再利用、物质回收、能量回收和处理),提出了较完善的解决路径,目的在于促进对产品绿色创新的激励效果[25]。在研究供应链网络同类成员竞争方面,肖桂秀考虑政府奖惩机制和产品绿色度的影响,建立直销模式和传统模式下的绿色度偏好均衡模型,并进行了求解,结果显示：政府激励机制在两种模式下都会促进制造商增强产品绿色度,且在直销模式下提升产品绿色度的效果更显著[26]。上述研究成果反映了普通供应链中的产品绿色化内容。随着产品绿色化的升级,消费者在购买产品时会越来越注重产品的绿色度,环保意识也会越来越强。

随着云制造和供应链的融合,相关研究者目前已非常关注云制造供应链的产品绿色化问题。姜明君等采用模型对云制造供应链中制造商和供应商的收益进行预测,分析了绿色参数对收益的影响,并提出应加大云制造绿色创新投入,号召链上企业加大绿色产品生产和销售的力度,实现绿色云制造[27]。吕晓敏等立足于当前发展绿色低碳经济的时代主题,从产业链转型升级角度提出，应运用云制造技术打造供应链云服务平台,实现节能减排[28]。可见,云制造供应链产品的绿色化更多地体现在技术的创新上。未来云制造供应链应在产品的绿色化方面进行升级,提高云制造产品的绿色度,从而更好地满足消费者的需求。

5 云制造供应链绿色发展面临的挑战及对策分析

5.1 云制造供应链绿色发展的服务体系

随着云平台和制造业的融合,具有完整绿色发展服务体系的云制造平台的建设就成了越来越突出的问题。绿色发展服务服务体系能够促进社会责任的合理分工,明确平台建设的主体。建立健全绿色发展服务体系，是发展云制造供应链的前提。产品或者服务的绿色发展能力与装备的智能化水平存在一定的关系,因此生产和服务装备的网络化、数字化、智能化发展尤为重要[29]。加强云制造平台建设，有利于提升供应链的产品质量管理水平、社会责任管理水平和技术管理水平，促进制造和服务的绿色化发展。

在云制造平台中应构建以政府为主导的环境保护体系。该体系的参与者应包括平台运营商、平台制造商和公众等。环境保护体系的建立，是云制造供应链向绿色方向发展的必然要求。政府应根据环境保护的相关法律法规制定云制造供应链绿色发展的具体法律约束条款,使云制造的所有参与者都能分工明确、职责权益到位。政府部门一方面,应加强对云制造供应链中产品绿色发展的指导和规范,统一云制造基础硬件和管理软件的研发标准,建立云制造供应链绿色发展的基础信息平台和数据库等；另一方面,应建立完善的云产品制造商奖惩机制，对促进云产品绿色度提升的制造商进行适当的奖励,对利用云制造平台制造非绿色产品或者污染产品的制造商进行相应的处罚。

云制造平台运营商应遵守云制造供应链的相关法律规定，加大绿色产品的宣传力度,让更多的消费者了解绿色产品的优势,从而提高消费者的环保意识；根据平台制造商的特点探索合适的管理方式,协调云制造供应链的绿色发展,推动社会向资源节约型、环境友好型方向发展[30]。

云制造平台制造商应不断提高设备的技术水平,大力研发对用户有更大吸引力的绿色产品,并着力维持市场的公平竞争秩序。

公众应树立绿色消费理念,不断增强绿色消费意识,以促使云制造供应链向绿色方向的快速发展。

5.2 云制造供应链绿色发展的立法

较传统供应链而言,云制造供应链属于新生事物。目前关于绿色发展的法律法规还不太成熟，需要进一步完善；另外,云技术在不断更新中，云平台的技术风险是长期存在的,且云制造平台上产品或服务的绿色度评价还没有统一的标准。

法制经济是市场经济的本质,也是市场机制发挥作用的基本保障[31]。在市场经济的大环境下，云制造供应链只有经过开放的、持续的立法过程,才能使政府部门、平台运营商、平台制造商和公众等多方形成共识,才能在绿色发展的方向、定义、实施原则等重要问题上达成一致。应将这些共识上升为法律规范,同时采取一定的激励措施,让制造商和公众对云制造供应链绿色发展的知情权、监督权和参与权得到保障。要不断提升云制造供应链平台的装备水平、运营能力、管理能力等。其中：提升平台装备水平，需分步骤建设数字化和智能化生产线；提升平台运营能力，离不开数字化、网络化、智能化的云平台建设[32]；提升平台管理能力，需要优化管理流程,提升组织的柔韧性,完善云制造供应链绿色发展的管理和服务体系[33-34]。

5.3 政府对云制造供应链绿色发展的激励作用

近几年,我国高度重视制造型企业的绿色发展问题，陆续出台了一系列政策文件。但是，各部门制定的政策措施较为分散,目前还未形成完全一致的目标导向[35]。此外,政府的一些工作人员，目前对云制造供应链运营方式的了解不够透彻,还无法对云制造供应链的绿色发展进行正确引导。

政府要坚持信息公开的原则,积极在云制造平台中呈现具有较高准确性和时效性的信息，包括分享的成果信息、绿色产品的减税信息等，以激励制造商生产绿色度和性价比更高的产品，鼓励创新。这里，创新包括绿色发展模式创新和运营模式创新。绿色发展模式的创新能够提升云制造供应链全生命周期的管理水平,也有利于资源与环境绿色发展创新机制的形成。

5.4 公众对云制造供应链绿色发展的关注

云制造供应链绿色发展的落脚点是绿色消费。消费者根据自身需求在云平台上选择相应商品或服务,同时平台会获得相应绩效。该绩效不仅与平台运营商的营销能力有关,而且与平台制造商的绿色产品生产能力息息相关。若平台运营商注重提升绿色产品的营销能力,则有利于增加公众对云制造绿色产品的关注,推动云制造供应链绿色发展的进程。目前,公众对云制造供应链绿色产品的优势并不十分清楚,购买产品或服务的行为很大程度上取决于产品的性价比,很难因平台的变化而改变；云制造供应链上的绿色产品因自身影响力不够,难以吸引消费者更多的注意力,这显然不利于从消费终端带动云制造供应链的绿色发展。

要加快云制造供应链的绿色发展,就需要公众对云制造供应链的更多关注。这可从云平台中的绿色商品着手。公众在云制造供应链中多以消费者身份出现,购买产品时注重的是绿色产品的质量和价格。若云制造供应链上绿色产品的性价比很高,自然会引起消费者关注,从而提高公众对云制造产品的注意力,增加购买意愿[36]。云平台运营商应该加大宣传力度，让更多消费者注意到云制造的绿色产品和服务,让公众更多地了解云制造供应链绿色发展的相关信息。

6 展 望

本文运用文献计量学方法，对中国知网收录的2014—2021年间云制造供应链方面的文献进行了统计分析,给出了相关文献数量分布及高频关键词的共词网络图谱。通过梳理文献，分析了目前云制造供应链绿色发展面临的挑战,也给出了建议。随着云制造供应链研究的深入,云制造供应链的应用将越来越广泛，其绿色发展进程也会不断加快。