王毅 童葉
2011年,德國提出了“工業4.0”,目前很多制造企業正在實現工業4.0的過程當中,這被認為是第四次工業革命。工業4.0的本質是通過充分利用信息物理系統(CPS,Cyber-Physical System),實現制造企業的數字化和智能化轉型,其關注點是數字化、數據驅動和工業互聯。歐盟委員會研究與創新總局在工業4.0基礎上提出工業5.0的概念,2021年1月正式發布了首個工業5.0白皮書——《工業5.0:邁向可持續、以人為中心且富有韌性的歐洲工業》。歐盟對工業5.0的定義是:通過使生產尊重地球的邊界,將工業勞動者的利益置于生產過程的核心,從而實現就業和增長之外的社會目標,穩健地提供繁榮。這是對工業4.0的補充和發展,將以人為中心、可持續發展和富有韌性等理念融入到工業之中。
不同于歷次工業革命,工業5.0由價值而非技術驅動。從這個意義上來說,工業5.0是人類社會對工業的主動重塑,是由人類來定義所需要的工業,而不是讓技術驅動的、如野蠻人一樣的工業跑進人類社會,再讓人類社會來逐漸適應。工業1.0以蒸汽機技術為標志,以機器代替手工勞動、以工廠制代替手工工場,棉紡織業、鐵路等飛速發展,開創機械化時代。工業2.0以電力技術和內燃機技術為標志,電氣自動化流水線的規模化生產成為主流,汽車、石油石化、鋼制船舶、航空等飛速發展,開創同質產品大規模生產的電氣化時代。工業3.0以電子技術為標志,電子計算機、通信、新材料等飛速發展,開創柔性的異質產品大規模生產的電子信息時代。工業4.0以信息物理系統技術為標志,深度融合云計算、大數據、人工智能、物聯網等核心信息技術推動制造業的“智能化”升級,將生產中的供應、制造、銷售信息數據化、智慧化,支撐更大范圍、更深程度、更高水平的數據開發與利用,開創個性化產品規模化生產的智能化時代。從工業1.0到工業4.0,人類對工業的控制能力逐漸提升,但基本上屬于漸進變化。工業5.0的提出,是用人類定義的價值來塑造新型工業化的努力和嘗試。這是一個革命性的變化,讓工業5.0從一出生就按照人類希望的方向發展,開創工業的人性化時代。
工業5.0的塑造中,領先企業要從價值創新開始,這既是對工業5.0的踐行,也是對工業5.0的引領。本文先闡釋工業5.0的價值體系,然后探討企業生態系統如何實現這一價值體系的創造,之后探討用戶對這一價值體系的接受與共創,在此基礎上提出企業的價值創新戰略,最后對我國企業如何在工業5.0發展中起到引領作用提出管理建議。
從工業1.0開始,工業發展就致力于改善人們的生活。各類生產組織進行以用戶為中心的價值創造,為用戶解決問題,或者讓用戶解決問題更有效率。突如其來的新冠肺炎疫情、國際格局的變革等凸顯出企業供應鏈的彈性和穩健性的重要。惡劣氣候與生態環境惡化加重了人們對化石能源、環境污染、生態失衡等問題的擔憂。工業4.0以來,無人生產線的出現,引發人們對工業中“少人化”“無人化”前景的反思。工業5.0對上述問題提出解決方案,更加注重社會和生態價值,從價值體系塑造工業發展方向,是建立在工業4.0基礎上的價值驅動型工業模式。歐盟發布的工業5.0白皮書認為,工業5.0具有“以人為中心”(Human-centric)“可持續性”(Sustainability)“韌性”(Resilience)三個特征,體現工業5.0對上述問題的應對。價值驅動的工業5.0,其價值體系是由效益、效率、安全、人機、自然這五個要素構成的價值網絡(見圖1)。效益體現為產品/服務的個性化價值,效率體現為生產運營低投入高產出的效力價值,安全體現為企業供應鏈的韌性價值,人機體現為人機協作中以人為中心的價值,自然體現為企業對地球環境的可持續性價值。

工業5.0以產品/服務的個性化來為用戶創造價值,這是共性賦能技術和用戶需求的融合過程,企業在這個過程中對渠道商與合作伙伴賦能,共同服務于最終用戶。工業5.0將圍繞滿足用戶需求、以個性化為導向的新價值來源展開。這要求工業生產更要具備將用戶與其所使用設備匹配在一起的能力,甚至形成與用戶連通的個性化價值鏈。通過個性化定制和產消協同創新,在產品全生命周期中的每一個階段主動開展以滿足用戶個性化需求為目的的生產運營。
工業5.0以生產運營效率提升來優化價值,延續工業4.0智能制造的組織實現與運營模式,構建貫穿于產品、制造、服務全生命周期的整個環節以及相應系統的優化集成,助推實現制造的數字化、網絡化、智能化,不斷提升企業的生產效益和運營水平,改善投入產出比。工業化以來,基于產品經濟的供給邏輯,工業首先實現了大規模生產滿足消費需求,保障企業內部生產制造的規模效率與員工的積極性。工業5.0會延續效率提升的價值觀,把企業供應鏈與其內部的生產制造等過程組合起來,基于工業智聯網構建智能工業系統新形態,促成效率升級和更高的成本控制水平。
工業5.0的核心理念是以人為中心的人機協同,先有人,后有機器。工業5.0更加關注人與機器人的協同共融,將人的利益置于生產的中心位置,進而使工業可以實現就業和增長以外的社會目標,成為社會穩定和繁榮的基石。前四次工業革命有一個規律,即利用機器將人類從繁重復雜的體力和腦力勞動中逐步解放出來。尤其是工業4.0中的網絡化機器,已經擁有相互溝通協調能力,工業生產開始進入機器網絡協同時代,實現無人化大生產甚至超越人類勞動。自工業1.0發展以來,因過于側重優化流程、提高效率、改進質量和降低成本,忽視了制造過程中最重要的參與者“人”這一主體。工業5.0在數字化轉型趨勢下重構制造業,提倡將人類重新引入制造業循環,將“機器換人”轉型為“人機協同”,增加工人與智能機器的協作,從而構建以人為本、增進社會福祉的生產運營。這種新的關系意味著機器人需要能夠在更大范圍內識別人類的意圖并作出判斷。企業要更加關注對人的投資和培養,把公認的機器人技術優勢與人類的批判性思考等認知能力相結合,實現機器與人類思想之間的共生。
工業5.0重視供應鏈的韌性,在生產中形成更高的穩健性,確保在危機時期仍能提供和支持關鍵的基礎性設施或服務。當前制造業通過全球布局設置供應鏈以降低成本,然而全球疫情導致經濟衰退,疊加國際經濟政治中的不穩定因素,全球供應鏈表現出一定的脆弱性和不確定性。新的工業模式需要使工業生產能更好地抵抗干擾,要發展有足夠韌性的戰略價值鏈,當地緣政治突變和出現自然危機等意外情況時,能迅速恢復;要發展強適應性和靈活可變的業務來抵御風險。
工業5.0倡導自然價值,以可持續性為核心,將人、生態環境及工業融合起來,推動綠色技術創新與制造業數字化深度融合,提升企業在資源配置、過程控制、節能減排等方面的智能化水平。傳統工業生產以經濟指標來衡量企業績效,工業發展建立在大量消耗資源和基礎上。工業5.0的可持續概念意味著減少能源消耗和碳排放,避免自然資源的枯竭;利用AI和增材制造等新技術減少生產過程中的浪費及對環境的破壞;促進對能源、資源的循環利用,重新利用和回收自然資源,發展循環經濟。這些讓工業發展的可持續價值逐步提升。
工業5.0的價值體系是多要素構成的綜合體系,之前已經發展起來的企業生態系統在工業5.0時代會具有更好的適應性。經過進一步的發展,企業生態系統可以成為工業5.0價值體系各要素價值實現的主要組織形式。企業處于生態系統之中,通過生態系統來實現多要素價值。企業生態系統包括企業與影響其活動或受其活動影響的參與者,企業、供應鏈合作伙伴、用戶等利益相關主體通過相互連接建立價值共生機制,多邊合作伙伴通過相互作用共創價值體系。
與工業5.0價值體系的塑造方向一致,企業生態系統具有主體異質性、反饋多樣性、生態位復雜性等特性。
面向工業5.0,企業生態系統的主體異質性首先表現在功能、結構、要素、連接等方面。非營利組織等社會機構在生態系統中的作用愈加重要,企業本身的形態也可能發生變化。此外,價值體系的異質性更需要引起關注。
企業生態系統中,各主體的價值體系由個性化價值、效力價值、韌性價值、以人為中心的價值、可持續性價值構成各主體價值體系偏重不同的要素或要素組合,形成價值體系的異質性。有些主體偏重個性化價值,以個性化價值為主兼顧其他四個要素,例如核心零部件供應商會注意提升性能來實現個性化價值。有些主體會偏重效力價值,以效力價值為主兼顧其他四個要素,例如物流、設備等供應商會注意提高效率來實現效力價值。有些主體會偏重韌性價值,以韌性價值為主兼顧其他四個要素,例如選擇地理上臨近、可控性強的供應商來提升安全性。有些主體會偏重以人為中心的價值,兼顧其他四個要素,例如在產品/服務系統中植入人類智慧。有些主體會偏重可持續性價值,兼顧其他四個要素,例如為減少碳排放、降低對環境的損害、改善動植物的生存環境等做貢獻。
各主體價值體系還可以偏重不同的要素組合,既可以是兩兩組合,也可以是三個及以上的組合。例如,有些核心零部件供應商可以同時重視個性化價值、效力價值和韌性價值,兼顧以人為中心的價值和可持續性價值。企業生態系統中,也會有主體的價值體系能夠同時重視個性化價值、效力價值、韌性價值、以人為中心的價值和可持續性價值,這樣的全能主體會是推動企業生態系統實現工業5.0價值體系的中堅力量,成為實現工業5.0的領導力量,甚至是企業生態系統的能量來源。
面向工業5.0,企業生態系統由價值體系各異的主體組成,主體之間的反饋具有多樣性。這種多樣性體現在價值體系要素的多樣性帶來的多層面的反饋。第一個層面是同一主體內部的各個價值要素之間的相互反饋,由此在主體內部形成一種價值的動態平衡。第二個層面是同一價值要素網絡之內各個主體之間的相互反饋。工業5.0價值體系的五個要素形成五個相互連接的價值網絡,企業生態系統的所有主體處在這個網絡之中。第三個層面是不同價值要素網絡之間的相互反饋。三個層面的反饋結合在一起,形成多維度多層面的反饋系統。除了多維度多層面之外,反饋的多樣性還體現在反饋方向上。主體之間的反饋會有相互增強的正反饋,也會有相互減弱的負反饋,或者是此強彼弱的不對稱反饋。反饋的多樣性,會讓企業生態系統的結果更加難以預測,從而帶來系統中生態位的復雜性。
面向工業5.0,各主體在企業生態系統中的生態位具有復雜性。企業生態系統中不存在單一的功能角色的空間,各主體處在多要素價值體系構成的多維空間中,多樣性反饋又使得生態系統位置更為復雜。主體所在生態位的復雜性體現在結構、時空、相互作用和演化等方面。從結構上來看,要素價值之間的交織,異質主體之間交織形成的生態位結構在維度、層次和網絡上都難以把握。從時空特性來看,生態位的復雜性表現為穩定的脆弱性,要在連續的瞬時變化中找到穩定存在的空間。從相互作用來看,生態位之間以及相關主體之間存在多層級、多維度、多方向的復雜關系。從演化來看,生態位的變化方向、幅度、維度、層面等都難以預測。生態位復雜性給企業生態系統的管理帶來挑戰。
波特的價值鏈覆蓋了從輸入端到輸出端的全過程。用戶不是產品上市之后的最后一環,而是貫穿整個價值鏈。在每一項活動中,企業都需要設計和用戶互動的關鍵時刻或體驗點,以確保產品或服務是客戶需要的。面向工業5.0,生產運營的復雜系統是智能化升級的結果,目的之一是給用戶持續創造價值。近年來,許多企業利用物聯網等技術架構和企業生態系統的有效連接,精準識別用戶的個性化需求,通過大規模智能定制完成企業和用戶的價值傳遞與價值共創,破解了個性化需求“高效用、高成本”定制和大規模標準化生產“低效用、低成本”的兩難困境。
用戶創新范式的發展,符合工業5.0的趨勢和企業生態系統的要求。在這種范式中,用戶與工業5.0價值體系的連接更加緊密。
第一,用戶創新以用戶需求和創意作為產品的概念原型,提升創新的效益和效率。如果僅專注于目標市場現有的未滿足用戶需求進行響應式提升,那么企業很有可能固化于已有的技術軌道。基于與用戶合作的創新理念,企業建立與用戶的聯系,不僅收集“需求是什么”的信息,還收集“解決方案是什么”的信息,將用戶的看法和偏好納入新產品、流程和服務研究分析中。
第二,用戶創新更多源于自我內心需求,不是出于商業化的經濟目的,這使得企業能夠向所有可能的方向進行探索,從而產生出更加異質性的創新。用戶可以通過多種方式參與制定應對各種挑戰的創新解決方案。具有多樣化背景的用戶不僅能帶來異質的外部知識,還帶來了多樣化的價值要素,符合工業5.0的個性化價值、效力價值、韌性價值、以人為中心的價值和可持續性價值的發展要求。用戶參與價值體系共創,跟工業5.0鼓勵的個人創新、探索和自我實現等相一致,能夠實現價值體系的多樣化融合。
有些用戶參與價值體系共創,有些用戶只是接受價值體系。接受價值體系的用戶以認可、消費、價值實現的方式對工業5.0做出貢獻。面對工業5.0的多維價值體系,接受價值體系的用戶有多樣性選擇,可以選擇不同的價值組合。眾多用戶的個體決策與工業5.0倡導的價值體系一起完成對企業生態系統的價值塑造。用戶、企業生態系統、工業5.0價值體系主張的交互是動態演化的。從這個意義上來說,用戶對價值要素組合的選擇并不只是一種被動的選擇。用戶群體選擇是整個系統進化的重要推動力量,而單個用戶的選擇又會受到多種因素的影響,可以被引導。因此,用戶參與程度是企業進行價值創新戰略時要考慮的重要因素。
面對工業5.0的價值體系,企業可以用價值創新戰略來實現新型工業化。企業創新生態系統和用戶作為價值體系的兩類重要主體,是企業進行價值創新戰略選擇時要考慮的關鍵維度。根據企業生態系統的強弱、用戶參與的程度,企業價值創新戰略可以分為雨林戰略、濕地戰略、草原戰略、綠洲戰略四類(見圖2)。
雨林戰略
企業生態系統強、用戶參與程度高時,企業可以選擇雨林戰略。雨林戰略的含義是,企業可以利用生態系統和用戶的強大支持,快速形成品類豐富、跨層次、多回路正反饋系統,實現快速、全面的價值創新,演化成如熱帶雨林一樣的工業5.0價值體系。品類豐富意味著主體之間的異質性強,主體的價值要素組合選擇空間大,而且都能有相應的生態位穩定存在。跨層次意味著不同價值要素層次之間交互順暢,相得益彰。多回路正反饋意味著不同主體在多個價值網絡中存在正反饋,相互支持、共同成長、彼此成就。

雨林戰略下,企業可以進行多個方向的創新探索,同時積極回應其他異質主體的創新探索,用戶積極參與其中,創新機會豐富而且有快速成長的可能性。因為工業5.0的實踐還不多或者不為我們所知,本文用我們熟悉的一些情景來做類比說明,這也有助于我們從之前的實踐中發展出工業5.0。
雨林戰略的機制類似于開源軟件,只是開源軟件中的價值要素少,價值體系沒那么復雜。開源軟件中的用戶參與度是很高的,不論是個人用戶還是公司用戶,在維護開源軟件社區的價值體系方面都是正反饋。個人用戶之間、個人用戶和公司用戶、公司用戶和公司用戶之間存在多回路正反饋。在開源社區,貢獻者和非貢獻者之間能夠彼此成就。在開源社區,利他價值和自利價值在同一主體內部、主體之間、價值體系之間,存在跨層正反饋。初期以個人為主的開源社區迅速發展,展示出強大的生命力之后,很多企業開始加入并活躍于其中,開源社區的企業生態系統隨之變得強大。隨著開源社區實踐被廣泛接受,用戶參與度和企業生態系統加強,一些企業開始以雨林戰略在開源社區實現價值創新,或培育、或參與、或主導多個開源社區。
濕地戰略
企業生態系統強、用戶以接受為主時,企業可以選擇濕地戰略。濕地戰略的含義是,企業可以利用生態系統的強力支持,為接受價值體系的用戶服務,形成正反饋多、資源豐富的系統,實現服務于用戶的多樣化創新,演化成如濕地一樣的工業5.0價值體系。與雨林戰略相比,濕地戰略在層次和速度上稍遜。企業生態系統強,異質主體及其擁有的資源在種類和數量上豐富,通過用戶接受的價值來從各種可能的創新中進行選擇,演化成如濕地一樣的工業5.0價值體系。正反饋多,企業和各類主體的創新探索會得到回應,猶如濕地中的生物多樣性。企業采取濕地戰略可以多種創新來促進用戶接受多樣化的價值要素。
某新能源發電企業采取了與濕地戰略一致的價值創新實踐。經過多年的發展,風力發電、光伏發電等新能源發電在成本和上網電價上跟傳統的煤炭火力發電方式已經有可比性了。風力發電和光伏發電的企業生態系統都很強,主機廠、零部件企業、材料企業、系統解決方案提供商、人工智能等主體都比較發達。發電企業是實現碳中和目標的重要主體,因為傳統的煤炭火力發電方式碳排放量比較大。該新能源發電企業是所屬企業集團向低碳方向發展的主力軍,與強力支持的企業生態系統一道,塑造個性化價值、效力價值、韌性價值、以人為中心的價值和可持續性價值。這些價值都是用戶樂意接受的。該新能源發電企業致力于提升發電效率,匹配新能源所需的光能風能分布,努力為終端用戶提供定制的、有韌性的電力,以貢獻碳中和目標來實現可持續性價值。該新能源發電企業在以人為中心的價值創新方面的探索尤其值得關注。該新能源發電企業的風力發電設備和光伏發電設備都是按照風力資源和光照資源來進行布局的。剛開始時是人跟著機器分布,工作人員對分散的發電設備要進行實地巡檢。巡檢效率低,員工勞動強度高。針對這個問題,該新能源發電企業創新性地采用區域運營中心的方式,在發電設備端用視頻攝像頭監控,原來巡檢的員工在區域運營中心觀察監控,如果出現異常情況,再去設備現場進行處理。同時,公司總部可以通過各個區域運營中心的信息共享,實時管理發電運營。這就實現了以人為中心的價值。該新能源發電企業對濕地戰略的探索,顯然受益于比較強的新能源發電的企業生態系統,以及用戶對新能源電能及其背后的價值體系的接受。隨著新能源電力的進一步發展,濕地戰略可以創新發展出價值要素相對全面的價值體系,向工業5.0方向發展。
草地戰略
企業生態系統弱、用戶參與程度高時,企業可以選擇草原戰略。草原戰略的含義是,企業在生態系統偏弱的情況下,憑借用戶參與程度高的有利條件,在企業與用戶之間、用戶與用戶之間形成正反饋,形成向工業5.0發展的價值體系。參與程度高的用戶有如草原上的豐厚水草,跟一個又一個羊群共同演化,彼此相得益彰。與草原戰略比較契合的情形是用戶到制造商的定制(C2M)。用戶積極參與,培養一個又一個垂直領域的制造商體系。這些積極參與的用戶一般活躍在線上平臺,通過平臺發布一般產品需求、個性化產品需求甚至自己設計的產品方案,平臺或制造商根據這些信息聚合需求之后予以滿足。企業有時會遇到企業生態系統資源不足的情況,需要變通克服,或者去發展企業生態系統。積極參與的用戶群體是“草原”的價值要素的最初來源。采取草原戰略的企業,通過跟用戶的多重交互,以反饋、選擇、鏈接等機制來塑造多樣化的工業5.0價值體系。企業可以發揮價值要素集散器、過濾器和放大器等作用。
綠洲戰略
企業生態系統弱、用戶以接受為主時,企業可以選擇綠洲戰略。綠洲戰略的含義是,在企業生態系統弱、用戶參與程度不高的情況下,企業猶如在沙漠中塑造工業5.0價值體系的綠洲,在多樣化、多方向、跨層級的反饋中,選擇、培育、放大有利于綠洲發展的正反饋,形成局部發展、活力充沛的創新價值要素體系。與綠洲戰略比較契合的情景是服務機器人的發展。服務機器人的企業生態系統還在發展之中,用戶可能有參與的意愿,但是在技術上有門檻。采取綠洲戰略,企業做好持續為綠洲提供能量和正反饋的準備,在價值體系的輸入和塑造上甚至要承擔源頭的角色,直到綠洲內部的正反饋、相互支持、跨層循環等發展起來。企業可以利用工業5.0體系中的異質主體多樣性、生態位復雜性等條件,發現綠洲發展壯大的有利時機,在偶然之中把握必然。
工業5.0的發展趨勢,對于我國企業來說,既是挑戰,也是機遇。工業5.0由工業4.0發展而來,需要在對工業4.0從技術上完全把握的基礎上,擁有掌控工業發展的能力,建立良好的發展基礎本身就是一個大挑戰。向工業5.0轉型,跟我國企業高質量發展的方向相符,如果能抓住轉型機遇,我國將有更多的企業進入全球領先者行列。這不僅是我國企業發展的機遇,還能為我國經濟高質量發展作出貢獻。實施面向工業5.0的價值創新戰略,加速向工業5.0轉型,我國企業在管理上需要把握四個關鍵點:按照高質量發展的要求,進行企業價值體系重構;探索組織邊界,推動企業生態系統的發展;重視用戶價值體系研究;把握價值創新戰略的動態演化。
按照高質量發展的要求,進行企業價值體系重構。我國企業的高質量發展要重視技術創新、數字、智能化、可持續發展和社會責任。技術創新是高質量發展的戰略支撐;數字化、智能化水平是高質量發展的重要手段;企業要主動承擔社會責任,在社會事業發展、環境保護、民生保障等方面作出貢獻,也就是企業走上創新發展之路、綠色發展之路、共享發展之路。高質量發展要求可以與企業進行價值體系重構可以結合起來。企業參照工業5.0的價值體系,在效益、效率、安全、人機、自然這五個要素中作出選擇,形成符合企業戰略發展方向的價值體系,確立價值創新戰略的前提。
探索組織邊界,推動企業生態系統的發展。企業要積極探索新的組織形式,擴展企業可以協調、控制、管理的范圍。企業可以在技術上借助數字化、智能化提升管理能力,在管理異質主體、超越產業鏈方面摸索新的組織形式。企業生態系統的規模、范圍和復雜程度都會增加,管理多維價值網絡在企業生態系統中的作用。把握價值體系演化和企業生態系統演化的關系,關注企業生態系統中沿著價值網絡的反饋,從而強化企業生態系統中的共生、共同發展。
重視用戶價值體系研究。企業要從研究用戶對功能效果和效率的關注,擴展到用戶價值體系。無論是參與價值體系的塑造,還是接受價值體系,用戶價值體系的信息對于企業都很關鍵。企業可以通過分析用戶群數據來獲得新的認知,認知基礎更為客觀。除了定量分析研究之外,感知用戶價值體系會成為管理者尤其是高級管理者的職責和貢獻所在,共情、感悟等主觀判斷的能力在其中發揮重要作用。日益便利和深入的定量分析會成為主觀判斷的基礎,二者可以相得益彰,相輔相成。
把握價值創新戰略的動態演化。雨林戰略、濕地戰略、草原戰略、綠洲戰略并不是一成不變的。隨著企業生態系統和用戶的變化,企業可以動態調整價值創新戰略,例如從綠洲戰略到草原戰略,或者到濕地戰略和雨林戰略。企業不僅可以順應變化動態調整價值創新戰略,還可以主動影響企業生態系統和用戶,從而創造戰略調整的條件。工業5.0價值體系的復雜性,為價值創新戰略的調整和實施帶來挑戰。戰略實施過程中,對主動因素和被動因素、可控因素和非可控因素、刻意規劃和涌現、跨層次跨網絡反饋的感知、調整和控制更加困難,企業要在演化中提升戰略能力,把握機會,化戰略于無形。
基金資助:科技部創新方法工作專項(2019IM050300)