面向智能制造的智慧供應(yīng)鏈研究述評(píng)與展望

　　摘 要：智慧供應(yīng)鏈?zhǔn)侵悄苤圃炷Ｊ较鹿?yīng)鏈發(fā)展的必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞智能制造的概念、內(nèi)容、模式等進(jìn)行了大量研究，闡述了智能制造對(duì)供應(yīng)鏈的影響，并強(qiáng)調(diào)構(gòu)建智慧供應(yīng)鏈的必要性。現(xiàn)有研究的不足主要在于：對(duì)智能制造的研究偏重技術(shù)層面，管理理論研究較為薄弱;對(duì)面向智能制造的智慧供應(yīng)鏈運(yùn)行機(jī)制、實(shí)現(xiàn)路徑等的研究不夠深入;基于中國(guó)制造情境下的智慧供應(yīng)鏈實(shí)證研究不足。未來研究方向主要包括：開展面向智能制造的智慧供應(yīng)鏈形成條件、運(yùn)行規(guī)律等理論研究;開展基于中國(guó)制造情境下的智慧供應(yīng)鏈模式構(gòu)建、實(shí)現(xiàn)路徑、運(yùn)行績(jī)效等實(shí)證研究;開展智慧供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用案例研究。

　　關(guān) 鍵 詞：智能制造;智慧供應(yīng)鏈;供應(yīng)鏈管理

　　一、引言

　　當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展面臨著市場(chǎng)需求和供給兩方面的挑戰(zhàn)[1]。來自市場(chǎng)需求方面的挑戰(zhàn)主要包括顧客需求難以捉摸、產(chǎn)品大規(guī)模定制化的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品生命周期縮短;而供給方面的挑戰(zhàn)則包括生產(chǎn)靈活性和供應(yīng)鏈復(fù)雜性的急劇增加，這主要是由于行業(yè)的變化和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展。由于新一代信息通信技術(shù)具有可見性、靈活性、響應(yīng)性、完整性和自動(dòng)化等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于新的制造范式。為了引領(lǐng)新的制造范式，在世界制造業(yè)中搶占強(qiáng)國(guó)地位，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家率先運(yùn)用新一代信息技術(shù)加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，通過采用信息、通信和生產(chǎn)技術(shù)并在“超連接”和“需求驅(qū)動(dòng)”的制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)智能制造，從而確保制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　智能時(shí)代下制造業(yè)的快速發(fā)展對(duì)供應(yīng)鏈提出了新的要求，智能制造模式下的供應(yīng)鏈具有對(duì)技術(shù)要求更高、可視化、移動(dòng)化特征更加明顯、信息整合性、協(xié)作性以及可延展性更強(qiáng)等特點(diǎn)。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)智能制造研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，綜述智能制造對(duì)供應(yīng)鏈的影響研究，深入洞察智能制造模式下智慧供應(yīng)鏈研究動(dòng)向和發(fā)展趨勢(shì)。

　　二、關(guān)于智能制造的研究

　　國(guó)內(nèi)外對(duì)智能制造的研究主要包括智能制造的概念、內(nèi)容、模式等方面。

　　(一)智能制造的概念

　　“智能制造”這一概念由Wright和Bourne[2]于1988年首次提出。由于制造系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增加，不同時(shí)期人們對(duì)智能的定義以及技術(shù)的要求不同，因而對(duì)智能制造的定義也存在差異。關(guān)于智能制造，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。本文將智能制造的主要定義列表如下，其中包括與智能制造相關(guān)的概念，如云制造、智慧制造、智慧云制造等。

　　以上學(xué)者主要從技術(shù)和管理兩個(gè)角度對(duì)智能制造的概念進(jìn)行了界定：從技術(shù)角度，學(xué)者們認(rèn)為，智能制造是基于新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)人和智能機(jī)器的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程的智能化，從而達(dá)到減少成本和提高效率的目的;從管理角度，學(xué)者們認(rèn)為，在制造全生命周期中，通過更有效的人機(jī)協(xié)同，管理者能對(duì)環(huán)境和信息等進(jìn)行智慧感知、分析和預(yù)測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模柔性化、定制化和個(gè)性化生產(chǎn)，從而更好地提高顧客滿意度。

　　綜合以上觀點(diǎn)，本文認(rèn)為，智能制造是指依托于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造全過程人機(jī)交互的智能化和狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策和精確執(zhí)行等，以達(dá)到柔性化生產(chǎn)和快速響應(yīng)的目的。

　　(二)智能制造的內(nèi)容

　　關(guān)于智能制造的內(nèi)容，學(xué)者們主要從智能設(shè)備、智能車間、智能管理、智能服務(wù)等方面進(jìn)行了研究。國(guó)外學(xué)者Gillenwater et al.[23]引入了將制造支持系統(tǒng)(MSS)與分布式組支持系統(tǒng)(DGSS)集成到分布式制造支持系統(tǒng)(DMSS)中的概念，以幫助現(xiàn)代制造業(yè)滿足集成、通信、協(xié)作和決策的需要。Tso et al.[24]提出了一個(gè)基于規(guī)則推理技術(shù)的智能全球制造服務(wù)系統(tǒng)，以解決全球制造網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)和監(jiān)控的問題。Choy et al.[25]設(shè)計(jì)了智能供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(ISRMS)以實(shí)現(xiàn)制造商可以從眾多選擇中更加準(zhǔn)確地篩選和測(cè)試識(shí)別出首選供應(yīng)商。Frankowiak et al.[26]綜述了智能化、分布式、基于微控制器的機(jī)器和過程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，指出在設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)可以使用集成、分布式和嵌入式三種方法。Cagnin et al.[27]根據(jù)設(shè)計(jì)和管理智能制造系統(tǒng)(IMS)2020項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)制造系統(tǒng)情景和路線圖進(jìn)行了全球展望。Priego et al.[28]提出了一種通用的、可定制的多代理體系結(jié)構(gòu)，以滿足生產(chǎn)、能源效率、性能優(yōu)化、過程或控制器故障容錯(cuò)等方面的變化需求。Blanco et al.[29]研究了機(jī)器人控制在智能制造系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，提出一種算法以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人參數(shù)的實(shí)時(shí)管理和控制，并將機(jī)器人機(jī)械手的數(shù)據(jù)整合到工業(yè)大數(shù)據(jù)中對(duì)工廠進(jìn)行管理。Faccini de Lima et al.[30]開發(fā)了一種在二氧化硅、硅和高溫金屬中將光纖材料體系結(jié)構(gòu)組裝到集成微電子器件和系統(tǒng)的混合制造方法，這種方法將提供一類新型的耐用、低成本、普及型光纖設(shè)備和傳感器，從而使與人造物品(如家具和服裝)相接的結(jié)構(gòu)能夠集成到物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中。Bi et al.[31]通過對(duì)智能制造機(jī)器人中一類線性執(zhí)行器的磨損和疲勞壽命進(jìn)行建模和驗(yàn)證，基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果找到一種預(yù)測(cè)線性執(zhí)行器疲勞壽命的方法，以推動(dòng)機(jī)器人在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用。Sim[32]提出了一種智能設(shè)備工程系統(tǒng)的構(gòu)建和大數(shù)據(jù)分析方法，以在智能工廠環(huán)境中提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。

　　國(guó)內(nèi)學(xué)者杜寶瑞等[33]從系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、實(shí)施規(guī)模等方面，將智能制造系統(tǒng)劃分為5個(gè)層級(jí)，給制造企業(yè)提供了對(duì)自身現(xiàn)階段的制造技術(shù)水平判斷的參考依據(jù)，有助于企業(yè)明確發(fā)展的需求和目標(biāo)，達(dá)到逐步提高智能制造層級(jí)的目標(biāo)。王欽等[34]以海爾集團(tuán)為例，強(qiáng)調(diào)企業(yè)在智能生產(chǎn)環(huán)境下，不只是構(gòu)建智能工廠，而是實(shí)現(xiàn)“人—機(jī)—物”的互聯(lián)，通過了解用戶的真實(shí)需求，以最少的選擇成本為用戶創(chuàng)造最高的價(jià)值。寧振波[35]通過分析美、德兩國(guó)的制造業(yè)戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)了智能制造不僅是生產(chǎn)的概念，而是人、機(jī)、物三者之間相互交互與深度融合。肖靜華等[36]提出了一個(gè)由四個(gè)基本子系統(tǒng)構(gòu)成且將消費(fèi)者與智能聯(lián)盟考慮在內(nèi)的智能制造體系概念模型。錢鋒等[37]考慮到流程產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大要求，總結(jié)了當(dāng)前流程工業(yè)在決策、生產(chǎn)運(yùn)作、效率與安全、信息集成等方面的局限性，為了解決這些局限性和核心科學(xué)問題，進(jìn)一步提出了流程工業(yè)智能優(yōu)化制造的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)。李清等[38]通過對(duì)各國(guó)現(xiàn)階段的智能制造生態(tài)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，在此基礎(chǔ)上提出適合我國(guó)國(guó)情的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架。劉鳴等[39]通過對(duì)傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)特點(diǎn)的分析，提出了將智能制造技術(shù)融入柔性制造系統(tǒng)的新模式，并進(jìn)一步闡述了這種新模式的組成及工作流程。

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