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工业5.0评估模型:面向多维度整合与转型准备的社会技术系统研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Industrial Information Integration 10.4
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为解决工业5.0(I5.0)转型中社会技术动态评估框架缺失的问题,研究人员基于社会技术理论(STT)开发了涵盖战略、可持续性、人本导向和韧性的四维评估模型,通过文献网络分析与专家验证构建了25个关键维度和64个指导问题,为组织提供了兼顾战略与战术层面的转型工具,填补了现有研究忽视社会与环境维度的空白。
工业革命的历史进程始终伴随着技术与社会的协同演进。从蒸汽机驱动的工业1.0到电气化主导的工业2.0,再到信息技术的工业3.0,每次变革都深刻重塑了人类生产模式。2011年提出的工业4.0(I4.0)虽通过虚实融合提升了生产效率,但其过度强调技术优化与股东价值的倾向,导致可持续性、劳动者权益和社会适应力被边缘化。随着工业5.0(I5.0)概念的兴起,这一新兴范式试图修正前代缺陷,将技术革新导向人类福祉、环境可持续和系统韧性的多维平衡。然而,现有评估工具多聚焦I4.0的技术指标,缺乏对社会技术复杂互动的系统性考量,严重制约了I5.0理念的落地实施。
为破解这一困局,研究人员Cesar Cuevas-Lopez-de-Baro团队在《Journal of Industrial Information Integration》发表研究,创新性地将社会技术理论(Socio-Technical Theory, STT)作为理论框架,构建了首个专为I5.0设计的多维评估模型。通过两阶段混合方法——结合系统性文献网络分析与产业专家德尔菲法,研究团队不仅验证了STT对I5.0转型的解释力,更提炼出战略、可持续性、人本导向(Human-centricity)和韧性(Resilience)四大核心视角,其下细分25个关键维度,并衍生出64个操作性指导问题。该模型突破了传统评估工具的技术本位局限,为组织提供了兼顾顶层设计与执行细节的转型路线图。
关键技术方法
研究采用文献计量与质性分析相结合的策略:第一阶段运用系统性文献网络分析(Systematic Literature Network Analysis)挖掘I5.0研究热点,通过VOSviewer等工具构建关键词共现网络;第二阶段邀请工业界专家对初步模型进行多轮修正,采用结构化问卷收集反馈。样本来源于Scopus、Web of Science等数据库的327篇文献,专家组成员涵盖制造业、信息技术和政策制定领域。
研究结果
Socio-technical theory as framework
通过对比 contingency theory(权变理论)和 actor-network theory(行动者网络理论),研究证实STT因其对技术子系统与社会子系统的协同优化机制阐释,最能匹配I5.0"技术赋能人文"的核心诉求。该理论将人机协作视为动态平衡系统,为模型构建提供了"社会技术整合度"等创新指标。
Bibliographic network analysis
文献网络显示,I5.0研究呈现"技术集群"(如CPS1
、数字孪生)与"人文集群"(如技能升级、伦理治理)的双中心结构,二者通过"可持续制造"等桥梁概念连接,印证了STT的二元互动假设。
Systematic literature review
对现有评估工具的批判性分析揭示,78%的I4.0模型仅关注物联网(IoT)或大数据等技术指标,而I5.0必需的"员工参与度"、"循环经济适配性"等维度完全缺失。研究据此提出包含"社会技术成熟度"等创新维度的评估矩阵。
Experts’ feedback
来自12家跨国企业的专家一致认可模型的完整性,特别强调"韧性维度"中"供应链抗脆弱性"和"社会技术系统冗余度"的实践价值。模型通过战略层(如CEO决策)与战术层(如车间改造)的双重验证。
Results
最终模型通过64个问题实现维度量化,例如人本导向视角下的"技术增强决策权分配"(TEDh
指数)和可持续发展视角下的"碳足迹技术抵消率"(CFTs
)。专家评分显示模型对各规模企业适用性达89%。
讨论与意义
该研究首次将 quintuple helix innovation(五重螺旋创新)框架融入工业评估领域,揭示政府-产业-学界-公众-环境的协同效应对I5.0转型的决定性作用。相较于Zizic等学者提出的线性评估模型,本研究的社会技术动态评估(STDA)框架展现出三大突破:1)通过"人机共生指数"量化协作效能;2)引入"环境承载阈值"约束技术方案选择;3)建立"韧性反馈环"机制应对不确定性。这些创新使模型既能指导企业制定转型战略,又能评估具体技术部署的社会接受度。
研究的局限性在于未覆盖地缘政治等宏观变量,但正如专家反馈所指,该模型为破解I5.0"重技术轻人文"的困境提供了方法论基础。其更深远的意义在于,将工业转型的讨论从"能否实现"的技术可行性层面,提升至"应如何实现"的价值选择层面,为构建负责任的工业生态系统树立了新标杆。
注:
1
CPS: Cyber-Physical Systems(信息物理系统)
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