工业4.0时代生产新模式及管理创新.doc

工业4.0时代生产新模式及管理创新摘要：后金融危机全球主要经济体纷纷推出工业发展新战略，并推动先进互联技术的应用从商业和消费领域向生产制造领域拓展，促使当前以工业为代表的全球新一轮工业革命的兴起。不同于此前的“福特主义”生产模式和“后福特主义”生产模式，工业时代的生产是知识型员工与智能化机器的组合，其生产设备、生产过程以及生产的产品都具有智能特征，是一种“智能主义”生产模式。该模式内生出一系列的管理创新要求，核心的是需求层面的个性化需求导向、技术层面的协同创新络参与机制以及人才层面的知识型员工培养管理制度体系建设。关键词：工业；生产新模式；管理创新一、引言后金融危机时期，面对金融危机冲击和世界不断增强的竞争压力，全球主要发达经济体纷纷推行“再工业化”战略，20XX年20XX年初，美国、德国、法国、英国、日本先后推出“先进制造业国家战略计划”、“工业”战略、“工业新法国”战略、“工业2050”战略和“机器人新战略”，力图重振本国制造业，并谋划在未来的产业竞争中抢占制高点。以中国为代表的新兴经济体也加快产业转型升级步伐，于20XX年5月推出中国制造2025，被称为中国版“工业”。尽管上述主要国家所提的工业发展新战略的名称有所不同，但从其内容看，核心是通过互联、下一代互联、大数据等新兴技术与生产制造的深度融合，以推动制造业向“智能制造”升级，这一发展新趋势建立在信息技术和互联技术变革基础之上，并正在对全球制造业生产模式和结构产生广泛而深刻的影响，全球以数字化、络化、智能化为特点的新一轮工业革命已经初露端倪。二、互联技术的新发展及其影响近十多年来，以互联为代表的信息技术飞速发展，即将全面进入以IPv6（InternetProtocolversion6，互联通信协定第6版）和第五代移动通信技术（5G）为技术基础的时代，互联技术的蓬勃发展也正在对全球商业模式和生产制造模式带来深刻改变。1.互联技术引领商业模式的变革。互联技术的快速发展，大大降低了信息成本以及传统上买卖双方之间的信息不对称，正在深刻影响着的销售模式和消费者的购买方式。近年来，各种形式的电子商务蓬勃兴起，并从B2B、B2C、C2C等模式向O2O模式发展，“互联+”正在成为主流的商业模式。以中国为例，根据中国互联络信息中心在过去五年发布的中国互联络发展状况统计报告，20XX年20XX年，络购物和上支付的用户分别从亿人和亿人增加至亿人和亿人，年均各自增长%和%，带动电子商务逐渐替代传统的销售渠道。而从全球层面看，根据世界银行最新的统计数据，20XX年20XX年，全球每100人中互联用户数从人增加到了44人，年均增长%；而根据国际货币基金组织20XX年4月12日发布的世界经济展望，20XX年全球总人口为亿人，由此可以推算出到20XX年底全球互联用户总数大约32亿人，如此庞大的用户群奠定了基于互联商业模式的持续成长及壮大根基。2.工业互联带来生产制造模式的变革。络技术不仅越来越广泛地应用于商业和消费领域，近年来还加快向工业领域的应用渗透，工业互联（IndustrialInternetRevolution）正在形成。从技术层面看，目前IPv6技术已经趋于成熟，与IPv4技术相比，其比特数从32位扩充到128位，理论上的空间上限由此从232个拓展2128个。IPv6有足够的使智能对象间通过互联大范围直接互联（工业工作组、德国联邦教育研究部，20XX）。从应用层面看，自20XX年6月6日全球IPv6络正式启动以来，其应用推广发展十分迅速，根据全球IPv6论坛主席LatifLadid在今年3月9日北京举办的“全球IPv6论坛媒体见面会暨IPv6WorldLeader，20XX颁奖仪式”上的工业时代生产模式与既有生产模式的对比发言，比利时的IPv6用户占全用户比例已经高达%，美国的这一比例从20XX年的5%上升到了目前的%，印度则已经拥有近1亿的IPv6用户数。从工业互联的发展前景看，未来物联和服务将于生产制造深度融合，从而将传统的工厂升级为智能工厂，带来生产制造模式的变革。三、工业时代的“智能主义”生产模式工业被称为基于信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）的第四次工业革命（Kagermann，20XX；森德勒，20XX），将对既有的大规模批量化生产制造模式产生革命性影响。第二次世界大战之后，“福特主义”生产方式迅速成为主流的生产制造模式。“福特主义”是指以福特公司为代表的建立在流水线分工基础上的劳动组织方式和大批量生产模式（陈秀山，20XX），这种生产方式建立在专业化劳动分工、生产流程标准化和规模经济基础之上。从市场需求来看，“福特主义”模式建立在高度同质的大众化需求基础上；从投入生产要素看，采用的是专门化的机器，雇佣能熟练掌握专项任务的低技能工人进行生产；从产品特征看，生产的是标准化产品；从空间特征看，主要是根据资源禀赋所形成的比较优势进行功能性的区域分工，不同区域之间形成上下游的分工合作。概括而言，“福特主义”模式是用低技能劳动力和高度专门化机器的组合以流水线作业形式大规模生产标准化产品，可以说是工业时代的代表性生产模式。“福特主义”模式最大的局限是其成功是建立在消费者需求同质化的基础之上。然而，随着社会经济的发展，在以电子计算机和信息技术为核心的第三次工业革命推动下，20世纪80年代以来主要发达经济体先后进入后工业化时期，居民收入水平的提升使得消费者的差异化需求日益增大，不得不对这种变化做出反应，信息和通信技术的发展恰恰为满足这种差异化需求提供了可能，“后福特主义”生产模式应运而生。从市场需求来看，“后福特主义”模式考虑了消费者需求的差异，可以满足小众化的特色需求；从投入生产要素看，采用的是多功能的机器，雇佣能熟练应对多项任务的技术工人进行生产；从产品特征看，生产的是多样化产品；从空间特征看，上下游的聚集在特定的区域内，可以保证个性化零部件或服务的及时供应，有效解决了制约灵活化柔性生产的库存问题。概括而言，“后福特主义”模式是用具有一定知识水平的技术工人和多功能机器的组合以灵活形式小批量柔性生产多样化产品，可以说是工业时代的代表性生产模式。“后福特主义”模式虽然满足了消费者的差异化需求，有效开拓了各种细分市场，但这种生产仍无法满足真正意义上的个性化需求。然而，就每一个的本质而言，都是一个具有个性的主体，因此有效满足个性化需求成为新的工业生产模式应解决的核心问题，这也是工业时代到来的市场基础。与既有的“福特主义”模式和“后福特主义”模式不同，工业时代建立在满足消费者的个性化需求基础上。络技术的广泛应用，可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据，实现生产系统的智能分析和决策，使智能生产、络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向（王喜文，20XX）。从投入生产要素看，采用的将是智能化的机器，雇佣具有丰富知识和技能的高素质工人进行生产；从产品特征看，生产的是智能产品；从空间特征看，地理位置不在成为制约生产的关键因素，生产组织模式将由集中转向分散。概括而言，这种新的生产模式是用知识型员工和智能机器的组合以适度的规模定制化生产个性化智能产品，鉴于该模式生产设备、生产过程以及生产产品都具有智能特征，本文将其概括为“智能主义”生产模式。四、“智能主义”生产模式下管理创新探讨在工业时代“智能主义”生产模式下，大规模标准化生产将被适当规模的个性化定制化生产所取代，由此无论对产业发展还是对发展，都内生出一系列的管理创新要求，核心的是需求层面的个性化需求导向、技术层面的协同创新络参与机制以及人才层面的知识型员工培养管理制度体系建设。1.面向并满足个性化需求。过去产业发展所依赖的市场基础主要是大众化需求，然而随着经济社会的发展，尤其是互联、物联技术的深入发展及普及应用，真正意义上的个性化需求将成为工业时代的主流。工业允许在设计、配置、订购、规划、制造和运作等环节能够考虑到个体和客户特殊需求，而且即使在最后阶段仍能变动（工业工作组、德国联邦教育研究部，20XX）。对而言，获取和提升竞争能力的核心是满足市场需求的能力，因此面对即将到来的个性化需求时代，应建立个性化需求导向的研发设计、生产制造及营销服务体系，主动挖掘并适应消费者的个性化需求，重点是提升满足个性化需求的能力，这方面需要充分利用新一代的信息技术工具。个性化也意味着特色化，这对而言，需要更加重视创新设计的地位。此外，借助高度发达的移动通讯络，客户可以随时随地将个人的需求反馈至生产端，这突破了传统实体店客户体验和参与的时空局限，因此利用络工具让客户参与设计将成为产品体现和满足客户特色需求的重要手段。2.积极参与协同创新络。工业革命既是产业革命，也是技术革命。根据波士顿咨询公司的研究报告，工业主要是以工业物联、络安全、云计算、增材制造、现实增强、大数据、自动机器人、模拟以及水平和垂直系统整合技术等9项数字化技术为基础的变革（BCG，20XX）。这些新兴技术是产业和向工业升级的关键。鉴于新兴技术研发所具有的研发投入资金量大、研发周期和产业化过程较长等特点，风险与不确定较大，因此以单个为主进行研发难以适应技术创新、产业发展以及国际产业竞争的需要，有必要采用系统创新络的模式的组织形式开展技术创新。在学者较早的研究中，创新络被看作是应付系统性创新的一种制度性安排（ImainBaba，1989；Freeman，1991）；协同创新络则是一种基于络的合作创新，被看作不同的创新参与者的协同群体，具有复杂性、动态性、系统性、开放性、中心性、协同性等特点，通过该络可以实现各个主体间的资源共享、知识传递和技术扩散，实现知识、技术的增值和创新的产生（刘丹、闫长乐，20XX）。对于工业时代的而言，采用协同创新络模式进行创新的重要性毋庸多言，关键是要形成构建或参与协同创新络的机制。固然，这一工作主要由行业内的主导厂商承担；但对一般尤其是对技术需求强烈但自身技术创新能力或水平受较多约束的中小微而言，也应从自身考虑参与机制，积极主动参与协同创新络，凭借络资源共享的模式弥补自身的不足，从而有效提升竞争力。3.知识型员工培养管理制度体系建设。工业时代，随着智能化生产设备和智能生产工艺的普遍采用，生产对人员的需求量将会减少，但对人员素质和能力的要求将会发生“质”的变化，正如夏妍娜、赵胜（20XX）所言，人在生产制造中的角色将由服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者。这意味着工业对劳动的需求将从一般劳动力到知识型高素质技术型员工，这类员工不仅需要具备良好的知识水平，还需要得到系统的技能培训。针对络化时代知识型员工自主性较强和喜欢以络化方式参与的特点，可以借助络化沟通交流平台或工具开展学习型组织建设，形成良好的学习氛围。专业知识和技能的培训也可以借助信息技术和络平台实现，如利用虚拟现实技术开展培训或模拟训练。就日常管理制度而言，重点是创造有利于激发知识型员工创新思维和高效率工作的工作环境；在薪酬设计上，也应考虑对员工创新能力的激励。五、结论与建议技术和政策因素共同推动以工业为代表的新一轮工业革命的兴起，对传统的生产制造模式将带来革命性影响，推动其从目前的“福特主义”模式和“后福特主义”模式逐渐向“智能主义”模式升级。“智能主义”生产模式内生出一系列管理创新需求，需要管理创新方面，主要是从大众化需求导向转向个性化需求导向；技术管理创新方面，主要是从以单个为主体的创新模式转向协同创新络模式，这需要相关的平台建构及参与机制设计；人才管理创新层面，主要是探索适应络时代知识型员工特点的管理方式。面对第四次工业革命，中国拥有工程技术人才储备多、本土市场大、经济增长势头良好、储蓄率高等优势，但制度会否成为制约创新的桎梏也令人担忧（李稻葵，20XX）。中国拥有的诸多优势有利于产业界和进行上述管理创新，但破解制度层面的体制机制束缚或制约因素也不可或缺，这方面正是政府应该而且能够有所作为的地方，政府可以通过适当的政策提供引导、支撑和配套服务。为此，本文对相关政府部门提出以下三点建议：第一，积极引导鼓励工业重大共性技术协同创新络的形成，加强对该模式研发创新的支持力度，以加快我国在这些技术领域的突破，也由此诱发络外广大乃至个人的技术创新或技术改进活动，为“中国制造”向“中国智造”的成功升级奠定坚实的技术基础；第二，提供人才培训，一方面，针对工业发展新趋势、新特征，对管理层开展培训，帮助经营管理者认清工业的发展大趋势，以促使他们结合本行业、本特点制定恰当的发展战略决策，主动顺应并推动工业的发展；另一方面，采用单独组织、与行业协会联合组织或直接与合作组织的方式，开展针对骨干技术人才的专业知识、专业技能培训，提高他们未来对智能设备的适应能力，也同时引导激励他们的创新行为。第三，加强公共平台建设，主要是公共研发平台、公共信息平台和人才流动平台的建设，重点为科技型、创新型中小提供技术支撑和信息服务，为人才资源的恰当配置提供平台。参考文献：工业40工作组、德国联邦教育研究部.德国工业40战略计划实施建议（上）J.机械工程导报，20XX年7-9月刊。作者:孟涛周小柯单位:清华大学公共管理学院1下列温度最接近23 的是(C)A人体的正常体温B北方冬季的平均气温C让人感觉温暖、舒适的房间温度D冰水混合物的温度2当温度发生变化时，物质的状态通常会发生变化。下列现象中物态变化判断正确的是(C)A初秋的早晨，草叶上出现的晶莹剔透的露珠属于固态变为液态现象B晒在太阳下的湿衣服变干是气态变为液态现象C擦在皮肤上的酒精很快变干是液态变为气态现象D初冬树上的霜是液态变为固态现象3下面是四位同学用温度计测水温的实验操作过程，其中正确的是(C)4在测量水的温度时，甲、乙、丙三位同学按如图所示方法读数，正确的是_乙_，水的温度是_42_，温度计的工作原理是利用液体的_热胀冷缩_。5摄氏温度规定，在标准大气压下，沸水的温度为(B)A.120 B.100 C.90 D.80 6.下列温度值最接近实际的是(B)A健康成年人的体温是39 B让人感觉温暖而舒适的室内温度是25C洗澡时淋浴的适宜水温是60 第一节 物态变化与温度D在一个标准大气压下盐水的凝固点是0 7下面分别表示几位同学在“练习用温度计测液体的温度”实验中的做法，正确的是(D)8如图所示的温度计，关于它的说法正确的是(D)A该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的B在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数C该温度计的量程是20 100 D该温度计此时的示数约为21 9.如图所示是实验室常用温度计，关于它的说法正确的是(A)A该温度计的示数为39 B该温度计的分度值是0.1 C常用温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的D在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数10物质通常有三种状态：_固_态、_液_态和_气_态。在1个标准大气压下5 的酒精、氢气、铁三种物质中，有固定的体积和形状的是_铁_，既没有固定的体积又没有固定的形状的是_氢气_。11把糖、醋、白雾、碗、勺子、味精、水蒸气、二氧化碳、干冰按物质的状态进行分类：属于气态的是_；属于液态的是_；属于固态的是_。(均填序号)12气象学里的平均气温是一日当中的2时、8时、14时、20时这四个时刻气温的平均值，若某地某日这四个时刻的气温如图所示，则此地的最高气温是_5 _，最低气温是_2 _，一天的温差为_7 _，平均气温是_1.25 _。13在寒冷的冬天，河面上结了一层厚厚的冰，若冰面上方气温是10 ，那么，下列说法中正确的是(A)A冰的上表面为10 ，下表面是0 B整个冰层的温度都是10 C整个冰层的温度都是0 D冰层下表面的温度是10 14.科学家发明了一种世界上最小的温度计“碳纳米管温度计”。研究人员在长约106米，直径107米的碳纳米管中充入液态的金属镓，当温度升高时，管中的金属镓会膨胀，通过电子显微镜就可读出温度值。其测量范围为18 490 ，且精确度高，可用于检查电子线路是否异常毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息，你认为下列推测错误的是(C)A碳纳米管的体积在18 490 之间随温度变化很小，可忽略不计B金属镓的熔点很低，沸点很高C金属镓的体积在18490之间随温度变化很小，可忽略不计D金属镓的体积在18490之间随温度变化比较均匀15如图所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计，它们都是利用液体_热胀冷缩_的性质制成的。可用来测沸水温度的是_乙_；没有甩过的体温计的读数是38，用两支这样的体温计给两个病人测体温，如果病人的体温分别是37.3和38.6，则这两支体温计的读数将分别是_38_和_38.6_。16如图所示是小明同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管中间有一段液柱。(1)这个温度计是根据_气体_的热胀冷缩来测量温度的。(2)将此装置放在室内，温度升高时液柱向_左_(选填“左”或“右”)移动。(3)若放到冰水混合物中，液柱处的刻度应标_0_。(4)该温度计测量温度时_会_(选填“会或“不会”)受到大气压的影响17有一只刻度均匀，但实际测量不准确的温度计，把它放在冰水混合物中，示数是4 ；把它放在1标准大气压下的沸水中，示数是94 。把它放在某种液体中时，示数是22 ，则该液体的实际温度是_20 _，当把该温度计放入实际温度为40 的温水中时，温度计的示数为_40 _。第四节 地球上的水循1水是生命的乳汁、经济的命脉，是自然界奉献给人类的宝贵资源。下列关于地球上的水循环和水资源，认知正确的是(A)A水循环的过程伴随着水的物态变化过程B水循环按照固态液态气态的固定顺序循环进行C地球上的淡水大约占地球总水量的3%，淡水资源丰富D大量开采地下水，对环境不会造成损害，可以解决部分地区饮水问题2霜、露、雾、冰、“白气”中，由液化而形成的是(C)A霜、雾、“白气” B霜、露、“白气”C露、雾、“白气” D露、雾、冰3冬天晾在室外的湿衣服里的水会结成冰，但是冰冻的湿衣服也能晾干，这是因为_衣服上的冰升华成水蒸气了_。4有下列物态变化：洒在地上的水慢慢变干的过程；放入衣箱中的樟脑球变小的过程；冬天室内的水蒸气在玻璃窗上形成“冰花”的过程；出炉的钢水变成钢锭的过程。其中属于凝华的是_，属于吸热过程的是_(填写序号)。5.有一天，雨、露、冰、雪四姐妹在一起争论自己的出生由来，谁也不认同谁。下列她们的说法中，你认为正确的是(C)A雨说：我是水汽化而来B露说：我是水蒸气凝华而来C冰说：我是水凝固而来D雪说：我是水升华而来6.对下列现象的成因解释正确的是(D)A早春，河中的冰逐渐消融汽化B盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”熔化C深秋，清晨的雾在太阳出来后散去液化D严冬，堆起的雪人逐渐变小升华7.下列有关物态变化的叙述中正确的是(D)A蒸发和沸腾在任何温度下都能发生B烧水时在壶口上方看到的“白气”是水蒸气C衣柜里的樟脑丸逐渐减少是汽化现象D霜的形成是凝华现象，放出热量8.以下常见的物态变化实例中，放热的是(C)A春天，冰雪消融B夏天，积水干涸C秋天，草木上出现了霜D冬天，冰冻的衣服变干9.下列有关物态变化的判断，正确的是(C)A擦在皮肤上的酒精很快变干，是升华现象，需要吸热B夏天会看到冰棒周围冒“白气”，是汽化现象，需要吸热C秋天的早晨花草上出现小露珠，是液化现象，需要放热D寒冷的冬天室外飘起了雪花，是凝固现象，需要放热10关于自然界的水循环，下列说法中正确的是(C)A水蒸气在高空遇冷吸热液化成小水珠B冰山上的积雪只能先熔化，再蒸发成水蒸气升腾至空中C江河湖海中的水吸热蒸发成水蒸气升腾至空中D积雪放热熔化成水归入大海11.英国科学家研发出一种“激光橡皮”。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉直接_升华_(填物态变化名称)为高温碳蒸气，字迹消失；经过特殊冷却装置，高温碳蒸气又直接_凝华_成碳粉。这样，废纸和碳粉重新得到了利用，可有效地节约资源并保护环境。12夏天，从冰箱中取出饮料瓶，可观察到瓶子表面有小水珠，擦干后很快又形成，这个过程中发生的物态变化是_液化_；南极地区年平均气温是25 ，降水量很小，但这里的空气却很湿润，这是由于冰发生了升华现象，升华过程需要_吸热_(选填“吸热”或“放热”)。13随着科技的发展，过去“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨的原理是用飞机在空中喷洒干冰(固态二氧化碳)，干冰在空气中迅速吸热_升华_，使周围空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷_凝华_成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中遇到暖气流就_熔化_成水滴，水滴降落就形成了雨。(均填物态变化名称)14农谚说“霜前冷，雪后寒”，其中蕴含的道理是：气温低的时候水蒸气会_凝华_形成霜，雪熔化形成水的过程中需要_吸_热。15阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地_汽化_成水蒸气；夜间气温降低时，水蒸气会_液化_成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到0 以下，你家窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气_凝华_而成的，这层冰花在你家窗户玻璃的_内侧_(选填“外侧”或“内侧”)。16某同学在探究物态变化的实验中，在试管中放入少量碘。塞紧盖子放入热水中，观察到试管中固态碘逐渐消失，变为紫色的碘蒸气并充满试管。(1)此过程固态碘发生的物态变化是_升华_(填物态变化名称)。(2)在上述实验中，小明同学猜想：固态碘是先变成液体，再变成气体，因为速度太快，液态碘出现的时间太短，因而没有观察到。为验证猜想，他查询了一些小资料：碘的熔点是113.5 ；碘的沸点是184.4 ；水的沸点是100 。请你根据上述资料分析说明小明的猜想是错误的原因：_热水温度低于碘的熔点，碘不可能熔化_。(3)为了进一步探究此类现象，小明在试管中放入适量温水，然后放入一小块干冰(固态二氧化碳)，此时观察到水中有大量气泡产生，同时水面上有大量白雾。水中大量的气泡是由_干冰升华吸热_形成的。水面上大量的白雾是由_水蒸气遇冷液化_形成的17有霜的季节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭到霜冻。实际上，农作物不是因为霜而受冻的，0 以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时，即使温度降低到20 10 ，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。(1)霜是由_水蒸气_直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化名称是_凝华_。(2)请根据短文，对“霜”形成的条件