云制造供應鏈的綠色發展研究

張沙沙

(天津理工大學 管理學院,天津 300384)

國際能源署的統計數據顯示,在2020年全球碳排放中制造業碳排放量占17%。制造業要擺脫環境問題的限制,追求高質量和可持續的發展,就必須秉承綠色發展的理念,在節能減排方面實現有效的突破。近幾年,我國對綠色發展越來越重視,并將其寫入了法律規定中。2020年,國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會發布了《綠色制造—制造企業綠色供應鏈管理—評價規范》(GB/T 39257—2020),為制造企業的綠色發展指明了持續改進的方向。2021年印發的《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》明確表示，要構建綠色供應鏈,探索建立綠色供應鏈的制度體系[1]。顯然,國家已經為制造業的綠色發展制定了指導性目標,各相關單位可從云制造供應鏈的綠色發展方面著手實踐。

在制造業綠色發展問題的研究方面,夏西強等探討了政府的綠色補貼和碳稅政策對制造業綠色發展的影響[2];黃蕾等對政府約束激勵機制下制造業綠色轉型的演化博弈問題進行了研究[3];章君認為，綠色稅收政策對制造業的綠色發展具有影響,建立完善的激勵機制有助于制造業的綠色轉型[4]。顯然，相關學者關注較多的是政府激勵機制對制造業綠色發展的促進作用。但是長期以來,各級政府從各行業得到的環境信息并不多，無法及時地發現違規行為并進行有力的監督和適度的處罰,這是我國綠色經濟發展面臨的一個突出問題。隨著高新技術的不斷發展,一種新型的制造模式——云制造于2010年應運而生[5]。其后,不少學者對云制造的研究集中于云服務組合、選擇和平臺開發等相關問題。2014年前后,與云制造供應鏈相關的研究成果相繼出現。云制造能讓制造資源和制造能力得到全面共享,資源利用率得到提高[6],從而減少污染物排放,實現供應鏈的綠色發展。本文將對這些研究成果進行梳理,總結并展望云制造供應鏈的發展趨勢,為我國云制造供應鏈的深入研究與應用提供參考。

1 國內云制造供應鏈的文獻分析

1.1 文獻來源及數量

中國知網是我國當前較有代表性的綜合性學術資源庫。為了盡可能全面地了解我國云制造供應鏈出現以來的研究進程,本文在該數據庫中以“云制造供應鏈”為主題詞檢索了2014—2021年刊發的期刊文獻，共檢索到159篇期刊文獻,其中有50篇與云制造供應鏈相關性較強。

文獻數量在一定程度上反映了該領域的科研水平和發展進程。各年份云制造供應鏈相關文獻的統計數據如表1所示。

表1 云制造供應鏈相關文獻數量的年份分布

結合表1分析可知：云制造供應鏈相關文獻的數量在2016年驟增,這是因為當時對云制造的研究趨熱,并開始將理論與實踐相結合,研究的內容多是云制造在各行各業的應用;2019年,一些學者對云制造的協同化問題產生興趣，發表了相應的理論研究成果;2014年以來,盡管云制造供應鏈的相關研究未呈現與日俱增的趨勢,但并未中斷過,且云制造供應鏈的綠色發展問題備受關注。

1.2 關鍵詞

關鍵詞是在一定程度上反映論文主題內容的詞語,它一般是從文章中提煉出來的,具有畫龍點睛的作用。通過對特定領域關鍵詞詞頻的統計，可以總結出該領域的研究熱點。因此,本文對符合要求的50篇文獻進行了統計(省略了詞頻為1和2的關鍵詞)。其統計結果如表2所示。

從表2可以看出:云制造、供應鏈等關鍵詞的詞頻都比較高,可以反映出相關研究的主題；研究的方向為供應鏈管理、資源共享、制造資源和云制造平臺；研究涉及的主要模型為Stackelberg博弈和演化博弈；相關研究也涉及一些算法。

根據表2,利用Visio軟件可繪制圖1所示的云制造供應鏈文獻高詞頻關鍵詞的共詞網絡圖譜。圖1中橢圓的大小代表該關鍵詞的詞頻高低；關鍵詞之間的箭頭代表兩者間存在共詞。指向某關鍵詞的箭頭越多,表示該關鍵詞的重要性越強,它可能是某個研究群的中心。

圖1 云制造供應鏈文獻高詞頻關鍵詞的共詞網絡圖譜

從圖1不難看出，云制造供應鏈相關文獻中缺乏對云制造供應鏈綠色發展的研究。

2 云制造供應鏈綠色發展意義的分析

2.1 云制造供應鏈的內涵

云制造的發展理念是“制造即服務”,其發展參考了云計算思想?！爸圃旒捶铡钡睦砟铙w現在云制造中，需要融合先進的信息技術、制造技術以及新興物聯網技術等[7]。云計算的發展，使得制造業能更方便地生產高附加值、低成本、具有全球化市場的產品[8]?；诨ヂ摼W技術的云制造供應鏈能讓客戶與供應商的溝通更便捷,企業的數據更容易管理,資源得到共享。

云制造供應鏈的操作流程(圖2)包括：首先,由需求方制定采購訂單;其次,平臺運營商審核后推送任務,通知制造商制造相應數量的產品;再次,入庫驗貨;最后,將產品信息錄入平臺進行產品銷售。

圖2 云制造供應鏈的操作流程

2.2 云制造供應鏈綠色發展的作用

云制造模式在制造業的應用使綠色發展具有了重要的現實意義。云制造供應鏈的綠色發展有利于資源整合,減少不必要的浪費,使分散的資源得到合理的利用,進而提高整個社會資源的使用效率。同時,云制造能讓不對稱的信息得到共享,使信息阻塞導致的過剩產能得到有效利用。因此,云制造供應鏈的應用是一種創新能力的體現,它有助于激發制造業在綠色發展方面的巨大潛能,促進我國制造業的可持續發展。

相比傳統供應鏈,云制造供應鏈省去了很多不必要的環節,它依靠網絡技術組織生產和銷售活動,使消費者能看到產品生產的全過程而結合需求放心地購買產品。隨著綠色產品的不斷普及,制造業會不斷降低污染物排放,調整產業結構,促進所有制造過程的綠色發展[9]。

未來，云制造供應鏈的綠色發展將成為我國經濟增長的催化劑和助推器[10]。經濟發展與供應鏈的綠色發展并不對立，而是相互促進的關系。一方面,云制造供應鏈能帶動傳統產業的智能化、現代化發展；另一方面,憑借對各方資源的聯通,云制造供應鏈的綠色發展可促進綠色新型基礎設施的建設，以及新興產業與生態環境保護產業的進一步融合。云制造供應鏈的綠色發展可推動相關產業鏈的高效運行，促進整個社會經濟的良性發展。近年來,隨著經濟的快速增長,資源消耗越來越多,環境污染問題日益突出[11],同時,云制造供應鏈的綠色發展越來越受到關注。

2.3 云制造供應鏈綠色發展的表現形式

云制造出現在制造業供應鏈中，使供應鏈具備了綠色發展的條件,云制造自身的獨特性質決定了其不存在批發和倉儲環節[12],減少了相應環節的資源浪費,簡化了供應鏈操作程序,提高了效率。

云制造供應鏈的綠色發展從制造商角度表現為,云制造生產出的產品要符合綠色發展的理念,這就要求不斷提高產品本身的環保系數，對生產技術進行相應的創新。云制造供應鏈的綠色發展從平臺運營商角度表現為,平臺要不斷完善,使云制造供應鏈得到不斷優化,能實時監管制造商的產品生產過程,減少有害產品,為云制造供應鏈的可持續發展提供保障。云制造供應鏈的綠色發展對消費者而言,要有一定的綠色消費理念,這一方面需要平臺運營商和制造商共同挖掘消費者的綠色消費潛力,并制定綠色消費的引導策略,幫助消費者形成綠色消費的主流觀念;另一方面需要消費者自身接受綠色消費的相關教育指導,強化綠色消費意識,進而養成綠色消費的習慣,從消費終端帶動供應鏈的綠色發展。

3 云制造供應鏈本身的優化

李煥之針對云制造供應鏈中供應商和制造商間的資源共享問題,建立平臺常態化演化博弈模型,解決了資源閑置與短缺對供應鏈績效影響的難題,實現了資源的合理配置和最大化利用,提高了供應鏈的運行效率；同時，其研究發現，云制造不但可以解決因資源閑置與短缺導致供應鏈運行效率低的問題,還能夠模擬供應商與制造商的資源共享決策演化路徑,通過利潤分享契約的協調,使云制造供應鏈達到資源長期共享的穩定狀態[13]。張勇凱等從云制造供應鏈平臺的算法優化角度展開新的研究,利用蝙蝠算法對供應鏈中節點的動態交易速度和準確度進行優化,通過改進算法實現了云制造供應鏈更穩定更快捷的資源配置,減少了能耗[14]。相模等通過改進NSGA-Ⅱ算法對資源進行有效配置,進而對得到的多目標模型進行求解,通過對比算法改進前后多目標模型的求解結果，證明改進后算法可有效降低服務提供方的資源消耗,提高云制造供應鏈的運行效率[15]。廖富美等從綠色供應鏈管理路徑入手,提出運用云服務智能生產技術來控制供應鏈生產環節的溫室氣體排放,減少各環節的能源消耗,以實現供應鏈的綠色發展[16]。曾珍香等在研究云制造供應鏈發展趨勢的基礎上,構建了集中決策、分散決策和利潤增量契約下的3種云制造供應鏈模型,通過利潤增量協調供應鏈的運行過程,形成了環境保護和經濟發展雙贏的局面,并通過仿真驗證了協調契約的有效性[17]。

潘新宇[18]在云制造供應鏈制造能力共享方面,建立云平臺的二級供應鏈動態模型,并設計了契約協調機制[19],得出了合作共享能夠提高供應鏈績效的結論。賀琳等在云制造供應鏈運行穩定性問題的研究中,提出二階段領導者和追隨者博弈模型,得出了在合作策略下采用優質供應商聯盟形式,能讓供應鏈雙方獲得最佳收益的結論[20]。趙曉宇在為服務需求方準確推薦服務供應商以提高供應鏈運行效率方面,將BP神經網絡與協調過濾算法結合起來,構建一個需求方和服務供應商的合作系統,加快了雙方的選擇效率,優化了供應鏈的操作流程[21]。和征等為解決云制造供應鏈的優化問題,對企業知識轉移行為傾向和客戶學習知識的動機進行了分析,通過構建制造企業與客戶之間知識轉移的演化博弈模型,提高了云制造供應鏈的績效[22]。

近年來,國內關于云制造供應鏈的研究文獻日益豐富,主要集中在算法改進、契約協調、供應鏈績效、云制造環境下供應鏈的分布式仿真系統等方面，但在云制造供應鏈的綠色發展研究中，只有廖富美等在云制造供應鏈綠色管理方面有些探究[16]。為順應綠色發展的大趨勢,深入研究云制造供應鏈綠色發展問題已迫在眉睫。云制造供應鏈的綠色管理方法可以研究，產品的綠色化也可探索。

4 云制造供應鏈產品的綠色化

產品的綠色化是指，在供應鏈中制造的是對人體和環境無害且易于回收再利用的或者在一定環境下可降解的產品。由于這些產品比普通產品對生產技術和設施的要求高,同時又是國家大力鼓勵的產品，因此相關學者在供應鏈的產品綠色化方面展開了研究。

在農產品綠色供應鏈的發展研究中,賈強法介紹了農產品綠色供應鏈及其新型流通模式的構建方法,并對農產品綠色供應鏈流通模式的內涵、運行條件和管理措施進行了分析,認為該模式需利用現代管理理念和信息技術進行不斷優化才能更好地運行[23]。在兩級綠色渠道的研究中,周輝等考慮非價格因素對產品綠色創新的影響,設計了一種有利于實現產品綠色化的激勵機制[24]。其研究結果表明：擴大市場需求,增強消費者的環保意識,可以有效激勵廠商通過提高產品綠色創新水平增加收入?；诋a品綠色創新視角,冷傳莉等發現了環保稅法對綠色創新進行激勵時存在的問題,并針對缺乏相關法律保障的環節，參考歐盟廢棄物框架指令中對廢棄物管理的5個策略層次(即避免、再利用、物質回收、能量回收和處理),提出了較完善的解決路徑,目的在于促進對產品綠色創新的激勵效果[25]。在研究供應鏈網絡同類成員競爭方面,肖桂秀考慮政府獎懲機制和產品綠色度的影響,建立直銷模式和傳統模式下的綠色度偏好均衡模型,并進行了求解,結果顯示：政府激勵機制在兩種模式下都會促進制造商增強產品綠色度,且在直銷模式下提升產品綠色度的效果更顯著[26]。上述研究成果反映了普通供應鏈中的產品綠色化內容。隨著產品綠色化的升級,消費者在購買產品時會越來越注重產品的綠色度,環保意識也會越來越強。

隨著云制造和供應鏈的融合,相關研究者目前已非常關注云制造供應鏈的產品綠色化問題。姜明君等采用模型對云制造供應鏈中制造商和供應商的收益進行預測,分析了綠色參數對收益的影響,并提出應加大云制造綠色創新投入,號召鏈上企業加大綠色產品生產和銷售的力度,實現綠色云制造[27]。呂曉敏等立足于當前發展綠色低碳經濟的時代主題,從產業鏈轉型升級角度提出，應運用云制造技術打造供應鏈云服務平臺,實現節能減排[28]?？梢?云制造供應鏈產品的綠色化更多地體現在技術的創新上。未來云制造供應鏈應在產品的綠色化方面進行升級,提高云制造產品的綠色度,從而更好地滿足消費者的需求。

5 云制造供應鏈綠色發展面臨的挑戰及對策分析

5.1 云制造供應鏈綠色發展的服務體系

隨著云平臺和制造業的融合,具有完整綠色發展服務體系的云制造平臺的建設就成了越來越突出的問題。綠色發展服務服務體系能夠促進社會責任的合理分工,明確平臺建設的主體。建立健全綠色發展服務體系，是發展云制造供應鏈的前提。產品或者服務的綠色發展能力與裝備的智能化水平存在一定的關系,因此生產和服務裝備的網絡化、數字化、智能化發展尤為重要[29]。加強云制造平臺建設，有利于提升供應鏈的產品質量管理水平、社會責任管理水平和技術管理水平，促進制造和服務的綠色化發展。

在云制造平臺中應構建以政府為主導的環境保護體系。該體系的參與者應包括平臺運營商、平臺制造商和公眾等。環境保護體系的建立，是云制造供應鏈向綠色方向發展的必然要求。政府應根據環境保護的相關法律法規制定云制造供應鏈綠色發展的具體法律約束條款,使云制造的所有參與者都能分工明確、職責權益到位。政府部門一方面,應加強對云制造供應鏈中產品綠色發展的指導和規范,統一云制造基礎硬件和管理軟件的研發標準,建立云制造供應鏈綠色發展的基礎信息平臺和數據庫等；另一方面,應建立完善的云產品制造商獎懲機制，對促進云產品綠色度提升的制造商進行適當的獎勵,對利用云制造平臺制造非綠色產品或者污染產品的制造商進行相應的處罰。

云制造平臺運營商應遵守云制造供應鏈的相關法律規定，加大綠色產品的宣傳力度,讓更多的消費者了解綠色產品的優勢,從而提高消費者的環保意識；根據平臺制造商的特點探索合適的管理方式,協調云制造供應鏈的綠色發展,推動社會向資源節約型、環境友好型方向發展[30]。

云制造平臺制造商應不斷提高設備的技術水平,大力研發對用戶有更大吸引力的綠色產品,并著力維持市場的公平競爭秩序。

公眾應樹立綠色消費理念,不斷增強綠色消費意識,以促使云制造供應鏈向綠色方向的快速發展。

5.2 云制造供應鏈綠色發展的立法

較傳統供應鏈而言,云制造供應鏈屬于新生事物。目前關于綠色發展的法律法規還不太成熟，需要進一步完善；另外,云技術在不斷更新中，云平臺的技術風險是長期存在的,且云制造平臺上產品或服務的綠色度評價還沒有統一的標準。

法制經濟是市場經濟的本質,也是市場機制發揮作用的基本保障[31]。在市場經濟的大環境下，云制造供應鏈只有經過開放的、持續的立法過程,才能使政府部門、平臺運營商、平臺制造商和公眾等多方形成共識,才能在綠色發展的方向、定義、實施原則等重要問題上達成一致。應將這些共識上升為法律規范,同時采取一定的激勵措施,讓制造商和公眾對云制造供應鏈綠色發展的知情權、監督權和參與權得到保障。要不斷提升云制造供應鏈平臺的裝備水平、運營能力、管理能力等。其中：提升平臺裝備水平，需分步驟建設數字化和智能化生產線；提升平臺運營能力，離不開數字化、網絡化、智能化的云平臺建設[32]；提升平臺管理能力，需要優化管理流程,提升組織的柔韌性,完善云制造供應鏈綠色發展的管理和服務體系[33-34]。

5.3 政府對云制造供應鏈綠色發展的激勵作用

近幾年,我國高度重視制造型企業的綠色發展問題，陸續出臺了一系列政策文件。但是，各部門制定的政策措施較為分散,目前還未形成完全一致的目標導向[35]。此外,政府的一些工作人員，目前對云制造供應鏈運營方式的了解不夠透徹,還無法對云制造供應鏈的綠色發展進行正確引導。

政府要堅持信息公開的原則,積極在云制造平臺中呈現具有較高準確性和時效性的信息，包括分享的成果信息、綠色產品的減稅信息等，以激勵制造商生產綠色度和性價比更高的產品，鼓勵創新。這里，創新包括綠色發展模式創新和運營模式創新。綠色發展模式的創新能夠提升云制造供應鏈全生命周期的管理水平,也有利于資源與環境綠色發展創新機制的形成。

5.4 公眾對云制造供應鏈綠色發展的關注

云制造供應鏈綠色發展的落腳點是綠色消費。消費者根據自身需求在云平臺上選擇相應商品或服務,同時平臺會獲得相應績效。該績效不僅與平臺運營商的營銷能力有關,而且與平臺制造商的綠色產品生產能力息息相關。若平臺運營商注重提升綠色產品的營銷能力,則有利于增加公眾對云制造綠色產品的關注,推動云制造供應鏈綠色發展的進程。目前,公眾對云制造供應鏈綠色產品的優勢并不十分清楚,購買產品或服務的行為很大程度上取決于產品的性價比,很難因平臺的變化而改變；云制造供應鏈上的綠色產品因自身影響力不夠,難以吸引消費者更多的注意力,這顯然不利于從消費終端帶動云制造供應鏈的綠色發展。

要加快云制造供應鏈的綠色發展,就需要公眾對云制造供應鏈的更多關注。這可從云平臺中的綠色商品著手。公眾在云制造供應鏈中多以消費者身份出現,購買產品時注重的是綠色產品的質量和價格。若云制造供應鏈上綠色產品的性價比很高,自然會引起消費者關注,從而提高公眾對云制造產品的注意力,增加購買意愿[36]。云平臺運營商應該加大宣傳力度，讓更多消費者注意到云制造的綠色產品和服務,讓公眾更多地了解云制造供應鏈綠色發展的相關信息。

6 展 望

本文運用文獻計量學方法，對中國知網收錄的2014—2021年間云制造供應鏈方面的文獻進行了統計分析,給出了相關文獻數量分布及高頻關鍵詞的共詞網絡圖譜。通過梳理文獻，分析了目前云制造供應鏈綠色發展面臨的挑戰,也給出了建議。隨著云制造供應鏈研究的深入,云制造供應鏈的應用將越來越廣泛，其綠色發展進程也會不斷加快。