編按：一張每天都會用到的衛生紙，背後竟然牽涉數百萬棵樹、龐大的水電資源，以及錯綜複雜的全球供應鏈。新冠疫情期間，各國爆發衛生紙搶購潮，讓原本穩定的製造系統瞬間失衡。然而，連衛生紙、萵苣這類日常用品都可能因突發事件而缺貨，擁有數萬個零件的汽車、飛機又該如何維持正常生產？《韌性製造》從生活中的常見商品切入，揭開現代製造業背後的複雜運作，以及企業如何應對難以預測的供應鏈危機。
為了擦屁股，竟然要付出這麼多努力？
我先前撕下的那張衛生紙，此刻正躺在桌上，旁邊擺著一張畫滿箭頭的手繪地圖，記錄著這項看似簡單的產品，如何歷經費解又複雜的旅程。
為了順利將衛生紙送進商店與倉庫，工人種下數百萬棵樹，經過疏伐、砍伐、切削，消耗好幾個湖泊的水量與好幾座發電廠的電量，才足以提取出關鍵原料。這個龐大的製造系統，倚靠成千上萬勞工的血汗與心力、數百萬美元的資金，還必須不辭千里地運送原料與半成品，才得以將商品製造出來。整個過程必須設計、運送、安裝、操作與維修各種不同的巨型機械，還須調度各式船艦、卡車、火車與貨車，就為了確保所有原料能在正確的時間點抵達正確的位置。耗費如此龐大的心力與資源，居然全為了製造一項日常用品，以滿足人類最基本的需求。
有鑑於這套系統中需要精準協調的環節多如牛毛，全球疫情爆發對製造系統造成如此大的衝擊，也就不難理解了。
「瘋搶衛生紙」背後的供應鏈危機
在新冠疫情期間，許多日常用品都曾短暫缺貨，但衛生紙卻最常躍上新聞頭版，因為我們每天都必須使用它。民眾之所以搶購，主要是因為疫情帶來的危機感，且根據研究，這波搶購潮背後也少不了人性的推波助瀾。8說到底，瘋搶的行為其實無可厚非，畢竟全家人都得長時間待在家裡，衛生紙用量自然增加，而這樣東西誰都不想缺。記得2020年英國政府剛宣布封城時，衛生紙銷量相較前年同期，暴增超過700％。9原本衛生紙的需求量非常穩定，店家一般只需準備兩到三週的庫存。然而，即使是彈性最大的生產系統，也難以應付突然上漲至七倍的需求。
這波市場需求激增還有一個特別之處，讓製造商十分頭痛。衛生紙產業主要有兩大市場，一個是供應辦公大樓、公共場所的商用市場；另一個是供應一般家戶的家用市場。家用產品通常以原生纖維製成、每袋卷數較少、包裝上印有品牌；而商用產品則以再生纖維為主，紙張厚度較厚、每袋卷數更多。
這兩類商品往往在不同工廠生產。疫情封城期間，民眾待在家的時間大幅增加，幾乎不再進出公共場所或辦公室，導致家用衛生紙的需求量暴增。理論上，商用產線可以支援家用需求，但轉換客群遠不像切換電燈開關那麼簡單，背後還牽涉龐大的調整成本與時間。而且等到疫情結束、消費型態再度改變，製造商又得把產線調整回來。
從這起全球疫情危機導致衛生紙生產困難的案例，不難看出一個關鍵問題：製造業該如何確保「工廠生產的東西」與「市場真正需要的東西」始終保持一致？
製造業大挑戰：如何保持供需平衡？
維持供需平衡究竟有多難？以超市為例，當局勢穩定、市場需求變化不大，供需很容易維持平衡。大型連鎖超市的規劃部門手握大量的數據，藉由這些數據可以分析數百萬名顧客的消費行為，以便精準預測客人會在何時購買什麼、超市需要準備多少個庫存單位。採購部門則會與無數家外部供應商及自家物流團隊合作，確保門市貨架上的商品供貨量足以滿足顧客。如此一來，供需即可達到高度平衡。
假設變化在預測範圍內，超市處理起來還算簡單，比如某些商品的供需會隨著季節變化；又或者每逢特定節日、體育賽事或皇室婚禮等大型活動，超市可以預期顧客的偏好會變化，供應商也能在活動前、中、後期調高或調低產量，雖然情況較平日複雜，但整體還算可以控制。
然而，預測也可能會有不小的誤差。比如超市主管知道夏天要來了，但是今年夏天會偏熱還是偏涼？偏乾還是偏溼？這些不確定因素，不僅會影響顧客的行為，也會影響供應商的供貨狀況。所幸，當今的超市能運用精密工具，從天氣預報、社群媒體上的討論熱度等各類龐大數據中獲得洞見。
另外還有一些難以預測的突發狀況，像是戰爭、選舉變天、全球金融危機等，又該怎麼評估相關風險？
一般而言，風險管理專家會評估兩個因素：發生機率與影響程度。如果一件事的發生機率極低，即使後果嚴重，多數企業也不可能為了防範此一風險，而投入過多成本。試想，企業若要為下一場全球疫情做好萬全準備，必須付出多大的代價？
不確定因素會衝擊製造業的生產、運輸與消費三大環節。為了具體說明，下面依舊以超市為例，並從充滿香氛的個人衛生用品區移駕到冷冽的生鮮食品區。
在製造業，再簡單的東西都很不簡單
某次和同事穆凱什聊天，我才知道，「萵苣」也算是製造業產品。穆凱什專門研究某些製造系統無法妥善應對外界干擾的問題，並利用他的研究成果，協助企業與政府提升這類製造系統的韌性。
我請他舉個例子說明，他竟然搬出萵苣。老實說，這個例子比我預期的還要複雜。他說，萵苣「從產地到餐桌」的供應系統一共分成五個階段：農場、冷藏設施、配送中心、銷售點和消費者。而每個階段又包含許多步驟，譬如「農場」階段就有整地、播種、培育與採收等；其中的「採收」又細分為切割、修剪與包裝等。農場的顧客也分為三種：一、從農民手中收購萵苣並轉售給商店的批發商；二、直接向農民進貨的商家；三、進一步加工後，販售給商店的加工業者，例如把萵苣切碎，做成沙拉，再包裝出售。
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這種萵苣供應系統，可能面臨哪些外界干擾呢？首先，最顯而易見的干擾就是氣候的極端變化。一般來說，農民之所以種植某樣作物，是因為這樣作物能適應當地的氣候；一旦氣候變了，作物產量就會下滑。但受到影響的不僅僅是供應端，需求端也可能隨天氣改變。比如英國的夏天氣候宜人（2025 年6 到8月平均氣溫略高於攝氏16度，日照長、少降雨），相較其他季節，民眾更常出門烤肉和野餐，沙拉的需求隨之上升。然而，夏日高溫有礙萵苣生長，假設遇到熱浪來襲（2022年7月，英國首次最高溫突破40度），超市甚至得從氣候涼爽的地方進口萵苣。
事實上，影響這套供應系統的還不只有天氣。舉例來說，英國脫歐之後，幫忙採收和運送萵苣的外籍勞工日漸減少。再加上俄烏戰爭與對俄制裁導致能源價格飆漲，使得生產柴油車用尿素「AdBlue」（有助於降低柴油引擎造成的汙染）的成本過高，造成短缺。10少了AdBlue，現代柴油引擎就無法正常運作；沒有柴油卡車，萵苣就無法從農場運送到批發商與零售通路。
從萵苣的例子可以明顯看出，供需平衡之所以難以實現，是因為生活中充滿了變化、未知與不確定性。
如果製造的產品比萵苣還複雜呢？比如一輛擁有15,000 到30,000個零件的車，* 或是一臺零件數量高達600萬的飛機，又會是什麼狀況？如果連確保萵苣與衛生紙穩定供貨都這麼困難，要維持汽車與飛機零組件供應系統韌性，難度可見一斑。
然而，製造商卻辦到了。他們設法讓數以萬計、甚至百萬計的零件順暢生產與流通，以確保汽車順利上路、飛機穩定飛行。
首先，必須澈底了解整個供應網路。而根據我在劍橋製造研究所同事的說法，要了解汽車或飛機零件這類供應網路，絕對不簡單。
要管理複雜的系統，得先將它「圖像化」
秋日早晨，天朗氣清，我騎著腳踏車穿梭在鋪滿落葉的車道上，輪胎壓得落葉沙沙作響。我正要前往劍橋西側校區的研究所，拜訪同事亞歷珊卓，請教她一些關於汽車與航太供應鏈的簡單問題。她答應我，絕對不會嘲笑我。
亞歷珊卓專門研究如何將複雜的供應網路圖像化，幫助多數人理解系統內的乾坤。她從來不缺研究經費，因為大型製造商都必須深入了解自己的供應鏈。主事者或許知道第一階供應商是誰，但對於供應商的供應商則所知有限，更何況是供應商的供應商的供應商⋯⋯你懂我的意思。問題在於，如果一家製造商不知道供應網路的底層有哪些公司，以及可能面臨的風險，一旦這些公司無法交貨，又該從何評估自身可能受到的衝擊？
亞歷珊卓跟我坐在研究所的公共休息區，她用筆電向我展示一張圖。我很專注地看著那張既像抽象的彩色蜘蛛網，又像3D幻視藝術的圖，忍不住取下眼鏡擦了擦。她趁我擦眼鏡時耐心說明，這是一張參與一輛汽車生產的所有相關機構地圖。圖上的每一個圓點代表一家公司，每條線則代表公司與公司之間的交易關係。
果然是名副其實的「複雜網路」。這張圖的複雜之處在於，網路中的每一個圓點，也就是「節點」，彼此高度依存。一個節點發生變化，其他節點就可能受到影響。而隨著這些相互依存的節點數量不斷增加，整個系統受到其中一家公司（圖中的某個節點）發生變化的衝擊，就愈加無法預測。而且一旦出現變化，影響往往會迅速擴散。
某個節點，可能是指某項子系統中一個次要零件的原料應商。而這個子系統，又可能是汽車、飛機、手機、醫療設備或衛星等裝置不可或缺的一部分。如果這個最前端的原料供應商出了狀況，主事者就必須要了解整個系統會因此受到什麼樣的衝擊。然而，現實中往往禍不單行。
如果供應鏈中有好幾個節點同時發生問題，例如某地發生水災、某處工人罷工、某間公司的執行長突然被炒魷魚等，這些看似不相干的危機一旦交織起來，將對整個系統造成什麼影響？遇到這樣的連鎖反應，即使是最資深的製造專家也往往難以招架。正因如此，愈來愈多製造業者向AI人工智慧求助；亞歷珊卓的研究室甚至取名為「供應鏈AI實驗室」（SCAIL，Supply Chain AI Lab）。
作者介紹｜提姆・敏謝爾（Tim Minshall）
英國劍橋大學首任「約翰・C・泰勒創新教授」（Dr John C. Taylor Professor of Innovation），同時擔任全球供應鏈研究最高學術殿堂「劍橋大學工程學院製造研究所（Institute for Manufacturing）所長，並為邱吉爾學院（Churchill College）院士。研究、教學與推廣工作主要聚焦於製造業與創新之間的關聯。目前與身為科學家的妻子Nicola定居於劍橋。
