首頁 / 出版刊物 / 物流技術與戰略雜誌 / [第121期-2023年2月] 物流科技助力智慧製造 / 工業5.0對智慧物流的使能技術

[封面故事] 工業5.0對智慧物流的使能技術

 

工業5.0 智慧物流

 

文章來源:文/臺灣全球商貿運籌發展協會 福建工程學院交通運輸學院 徐志宏 美國SOLE國際物流協會臺灣分會 鄒伯衡

 

        於以人為本、可持續性和有韌性的重要性,歐盟在2021年所提出的工業 5.0推動了2011年來以技術為中心的工業4.0的另一新領域,工業 5.0 被理解為承認工業的力量,通過使生產尊重我們星球的生產極限並將工人的福祉置於生產的中心,從而實現超越就業和增長的社會目標,成為繁榮的韌性提供者過程。工業5.0的引入是基於工業 4.0 較少關注社會公平和可持續性,而是更多地關注技術來提高生產效率和靈活性。因此,工業 5.0轉向由人類和技術驅動的智慧和諧與社會經濟轉型,主要集中在人類在技術轉型中的作用。然而,由於工業5.0是一個新概念,仍處於起步階段,因此目前國際上仍非常少討論工業5.0與智慧物流,因此本文首先介紹工業1.0到工業5.0、工業 5.0 的三個關鍵要素、工業5.0對智慧物流最廣泛關注的使能技術、最後以工業 4.0 和工業 5.0 在智慧物流的異同為結尾並提出建議,以作為產業界邁向工業5.0促進智慧物流的策略參考。

     

從工業1.0到工業5.0
        縱觀歷史,工業革命主要是由顛覆性技術突破推動的,這些突破改變了製造和滿足客戶需求的方式。人類在工業的不同發展階段,可以分類如下:

        第一次工業革命是18世紀60年代至19世紀中期,掀起的通過水力和蒸汽機,實現的工廠機械化(蒸汽機時代);

        第二次工業革命是19世紀後半期至20世紀初的電力廣泛應用(電氣化時代);

        第三次工業革命是20世紀後半期出現的、基於可程式設計邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的生產自動化(資訊化時代);

        第四次工業革命(工業4.0、英語:Industry 4.0、德語:Industrie4.0)則是利用資訊化技術促進產業變革的時代,也就是智慧化時代,即是以智慧製造為主導的革命。

        工業4.0是德國政府提出的高科技計劃,2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出,其核心目的是為了提高德國工業的競爭力,工業4.0是指利用網絡實體系統或稱之為虛實整合系統(Cyber Physical System, CPS)將生產中的供應、製造、銷售資訊資料化和智慧化,最後達到快速有效的個人化產品供應。

        回顧工業4.0近十年的發展歷程中,強化了數位化、數據驅動和互聯的工業所帶來的高度變革性影響,更多地關注數位化和人工智慧驅動的技術,以提高生產效率和靈活性。雖然提高了全球繁榮,但也加劇了地方不平等,導致關鍵供應和基礎設施的戰略價值鏈更加脆弱,並加劇了對自然資源的過度使用和環境污染。工業4.0已經不再關注社會公平和可持續性的原始原則,工業4.0的主要重點是技術驅動的工業範式轉型,但對人文方面和社會的關注較少。與這場工業革命相關的一個問題是,隨著自主系統的採用增加,可能的裁員和工作不保障,也沒有強調工業在全球範圍內為人類提供長期服務的重要性,也沒有很好解決如何利用技術創新來促進工業與社會之間的協作和雙贏互動等問題。因此,歐盟鑒於以人為本、可持續性和有韌性的重要性,提出了工業5.0的概念,以補充現有的工業4.0,以便在不影響社會、經濟和環境績效的情況下更好地滿足工業和技術目標,以支持工業在全球範圍內為人類提供長期服務。

        工業5.0源於工業4.0,但並非簡單延續,而是更加注重社會和生態價值,其要求工業生產必須尊重和保護地球生態,將工人的利益置於生產過程的中心位置,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。本文所整理的工業 4.0和工業 5.0的比較如表1所示。

        物流作為公司或供應鏈的關鍵功能,受到最新技術進步和創新的顯著影響。智慧物流營運是通過越來越多地使用新技術解決方案來實現的,這導致了智慧倉庫管理、智慧運輸、數字孿生等的出現。通過比較物流營運的發展與歷史上的四次工業革命,有學者提出了物流4.0的概念,即將工業4.0技術融入到各種物流營運中,以提高智慧化和自動化程度。儘管已經投入了大量的研究工作來瞭解新技術對智慧物流營運和管理的影響,但很少有研究來全面理解工業5.0與智慧物流。

工業 5.0 的三個關鍵要素
        工業5.0植根於工業4.0,採用類似的技術,因此明確區分這兩場工業革命具有重要意義。工業5.0的正式引入鞏固了這種新範式的演變,即三位一體的概念,以確定其相應的核心價值:以人為本(Human-centricity)、可持續性(Sustainability, 台灣翻譯成永續性)、有韌性(Resilience)。

        以人為本:工業中以人為中心的方法是把人的核心需求和利益放在生產過程的核心,不是問人類能用新技術做什麼,而是問技術能為人類做什麼。工業5.0不是要求產業工人調整他或她的技能以適應快速發展的技術的需要,而是希望利用技術來調整生產過程以適應工人的需要,這還意味著確保新技術的使用不侵犯工人的基本權利,如:隱私權、自主權和人的尊嚴。以人為本傳達了一個事實,即生產和物流系統必須得到改善,並充分關注人類的利益和需求,從而將人類從“成本”轉變為“投資”。從社會和經濟的角度來看,工業5.0不僅防止了製造業中從事的人力勞動的消除,而且還在提供支援性行業創造了更多的就業機會。因此,工業5.0是一種以人為本的範式,它將人轉移回生產週期的中心。

        可持續性:根據聯合國在1987年發表的《我們共同的未來》 中,可持續發展被定義為「在不損害後代子孫滿足其自身需求的情況下,滿足當代需求的發展模式」。工業要尊重地球生態,就必須是可持續的。它需要發展循環過程,重新利用自然資源,減少浪費和環境影響。可持續性意味著減少能源消耗和溫室氣體排放,避免自然資源枯竭和退化,確保今世的需要而不損害後代的需要。可持續發展尋求通過可持續的產品和物流系統來保護環境,以實現零廢物目標。除了防止浪費外,製造過程還必須對環
境友好。

        有韌性:物理學概念,表示材料在塑性變形和破裂過程中吸收能量的能力。韌性越好,則發生脆性斷裂的可能性越小。是指需要在生產中發展更高程度的穩健性,更好地抵禦風險干擾,並確保在危機時期能夠提供和支援關鍵基礎設施,例如:2019冠狀病毒疾病的地理政治變化和自然危機凸顯了當前全球化生產方式的脆弱性。它應該通過發展具有足夠韌性的戰略價值鏈、適應性強的生產能力和靈活的業務流程來實現平衡,例如:供應鏈韌性(Supply ChainResilience),指的是企業因應各項風險、破壞或衝擊時,能夠迅速恢復的能力。供應鏈韌性由兩個關鍵但互補的能力組成,一方面是能夠避開、減緩衝擊的抵抗力;一方面則是供應鏈中斷後如何最小化中斷影響或快速復原的能力。

【如欲閱讀全文,敬請訂閱】

 

訂閱雜誌    回前頁

 

更多精采文章