工業4.0以及其對物流領域的影響

葉瑜琦

工業4.0以及其對物流領域的影響

葉瑜琦

工業4.0目前是一個被廣泛討論的話題，它可能會影響工業中貨物的設計，制造，交付等。本文運用概念研究法，旨在討論在物流管理的背景下工業4.0新生的和潛在的話題。首先介紹了以物流為導向的工業4.0的產生背景，現狀及其核心組件。此外，工業4.0的概念仍然缺乏明確的理解，在實踐中尚未完全確定。之后闡述了準時制生產和準時化順序供應對工業4.0的潛在影響。

近年來，制造業的復雜性和要求不斷提高。國際競爭和市場波動加劇，高度個性化產品需求和產品生命周期縮短等因素對公司造成嚴峻挑戰。現有的價值創造方法似乎已經不適合處理成本效益，靈活性，和可持續性等方面日益增長的要求。另一方面，技術進步迅速，數字化，物聯網（IoT），網絡物理系統（CPS）等趨勢變得越來越重要。在此背景下，以其強大的制造業而聞名的德國于2011年推出“工業4.0”計劃作為其高科技戰略的一部分。此后，工業4.0引起了人們的重視，甚至被列為2016年世界經濟論壇議程上的主題。工業4.0的出現帶來了許多好處，例如高度柔性的大規模生產，實時協調和優化價值鏈或出現全新的服務和業務模式。CPS和IoT進入物流領域實現了實時跟蹤物料流量，改進運輸處理以及準確的風險管理等好處。

不過工業4.0在實施方面存在著眾多挑戰。由于價值創造過程的重組，傳統行業的邊界將會消失，并在組織內部和組織之間造成嚴重的變化。確定適當的基礎設施和標準，確保數據安全是工業4.0需要解決的問題之一。

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

工業4.0的核心組件

信息物理系統（CPS）：CPS是通過3C（Computer、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。在制造背景下，這意味著與物理車間和虛擬計算空間相關的信息是高度同步的。

物聯網（IoT）：“物聯網”可以被認為是工業4.0的發起者。物聯網中所有成員都可以隨時隨地訪問和自我管理由智能技術組成的全面互聯網環境。

服務互聯網（IoS）：我們生活在一個“服務社會”。類似于IoT，IoS基于通過網絡技術輕松獲得服務的想法，允許公司和私人用戶組合，創建和提供新的增值服務。從技術角度來看，軟件即服務或業務流程外包等概念與IoS密切相關。

智能工廠：CPS通過物聯網和IoS進行溝通，建立了在分散的生產系統的思想基礎上的“智能工廠”。在智能工廠，產品生產追求高性價比，高度靈活和個性化的批量生產理念。而且員工的角色也將發生變化。員工應該承擔更大的責任，作為決策者，監督者，而不是駕駛者等。

現在，我們將工業4.0定義為：產品和服務通過互聯網或其他網絡應用程序靈活連接。數字連接能夠實現商品和服務的自動化和自我優化生產，包括基于透明度和預測能力的自適應生產系統。價值網絡被分散控制，而系統元素（如制造設施或運輸車輛）正在做出自主或分散決策。在物流管理方面，工業4.0有望在權力下放，自律和效率方面得到改善。

工業4.0對物流管理的影響

準時制生產（JIT）和準時化順序供應（JIS）。JIT是生產和物流方面突出和被廣泛接受的概念。JIT遵循精益方法，嚴格以拉動式需求為導向，即根據實際需求進行生產和供應。JIT主要關注供應商和買方關系。其主要目標是實現零庫存或低庫存的供應系統。JIT旨在提高整體供應鏈的靈活性。然而，實施JIT并非易事。首先要確保公司制定的生產計劃與實際需求精確匹配。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商處運送到買方處，而不需要臨時存放，也就是說沒有庫存，那么供應商和買家之間一定有密切的協調鏈。

簡而言之，JIT要求在合適的時間和合適的地方提供合適的材料，JIS概念則進一步確保物料按順序到達，有助于生產的進一步執行。JIS可以被認為是JIT的增強，這意味著其需要更高要求的運輸規劃。

工業4.0的潛在影響。在供應鏈行為者間協調方面，云技術可以為整個供應鏈創建一個虛擬ERP系統，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。此外，在JIT/JIS中，要確保在合適的時間交貨，可能會在整個供應鏈中以端到端的方式進行協調。總而言之，工業4.0提供了改進JIT/JIS系統的機會，因為它可以使行為者以協調的端對端方式交換和執行實時信息。

主要發現。筆者認為，工業4.0可以解釋為制造向日益分散的，自我調節的價值創造方法的轉變，這些方法通過CPS，IoT，IoS，云計算等概念和技術實現。在分散化，自律和效率方面，工業4.0的機會不同。就JIT/JIS系統而言，減少牛鞭效應，高度透明和綜合供應鏈以及生產計劃的改進是潛在的好處。

不足。本文一部分重點在于工業4.0的潛力和機遇，僅討論了其有益的方面，而數字化轉型帶來的風險，成本和實施障礙大都被忽視。

（作者單位：山東大學（威海）商學院）