淺析數字孿生技術(shù)在供應鏈領(lǐng)域的應用

文：王秀星

1996年Reiter首次提出了供應鏈的概念，起初對供應鏈的定義為“一個(gè)實(shí)體的網(wǎng)絡(luò )，產(chǎn)品和服務(wù)通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò )傳遞到特定的顧客市場(chǎng)”。將供應鏈從企業(yè)內部擴展到了企業(yè)外部的鏈條，描述了供應鏈是多條價(jià)值鏈條構成的供應網(wǎng)絡(luò )。1997年，原國家經(jīng)貿委召開(kāi)現代物流國際會(huì )議，“供應鏈”的概念首次進(jìn)入我國經(jīng)濟制定和政策研究范疇?；貧w到供應鏈起源概念，供應鏈本質(zhì)是價(jià)值傳輸的網(wǎng)鏈，提質(zhì)降本增效成了研究供應鏈管理不斷追求的目標。隨著(zhù)社會(huì )技術(shù)的發(fā)展，供應鏈管理的模式和工具不斷的迭代升級，“精益生產(chǎn)”、“準時(shí)制生產(chǎn)(JIT)”、“零庫存”、“供應商管理庫存（VMI）”、“聯(lián)合管理庫存（JMI）”等等管理的理念和方法不斷被提出，供應鏈管理信息化系統SRM、WMS、TMS、供應鏈管理平臺等不斷的迭代升級，對供應鏈降本增效提出了新的要求和挑戰。

依托技術(shù)手段升級供應鏈發(fā)展主要有三個(gè)階段：

（1）電氣化時(shí)代

在19世紀70年代，隨著(zhù)交通工具、通訊設備、工業(yè)機械等技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，企業(yè)內部、企業(yè)與企業(yè)之間的信息、供需貨品的流轉變得相對簡(jiǎn)單和高效，企業(yè)內部工作效率得到了進(jìn)一步的提升，同時(shí)企業(yè)之間的業(yè)務(wù)范圍也隨之擴大，供應鏈上下游企業(yè)之間的交流增加，合作創(chuàng )收的理念加深。

（2）信息化時(shí)代

20世紀50年代，隨著(zhù)IT技術(shù)的發(fā)展和興起，信息化系統在企業(yè)內部各部門(mén)以及跨企業(yè)、跨區域之間的集成應用，傳統的紙質(zhì)單據流轉被信息化電子單據替代；通過(guò)EDI技術(shù)實(shí)現信息跨主體的電子化實(shí)時(shí)傳輸，信息共享。打破傳統供應鏈節點(diǎn)企業(yè)之間”信息孤島”的狀態(tài)，鏈條中業(yè)務(wù)主導企業(yè)的核心地位凸顯。

（3）互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代

2015年3月5日,總理李克強在政府工作報告中提出,"制定‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動(dòng)計劃，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，供應鏈中的物理實(shí)體流轉信息通過(guò)IOT技術(shù)，實(shí)現數據的自動(dòng)采集并上傳到信息化系統，有效整合供應鏈條上的物流、信息流、資金流、商流資源，打造圍繞核心企業(yè)的供應鏈生態(tài)圈，實(shí)現企業(yè)間合作共贏(yíng)的價(jià)值取向。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，IOT在供應鏈領(lǐng)域實(shí)現了實(shí)物信息識別、操作記錄、狀態(tài)監控。同時(shí)越來(lái)越多的第三方數據獲取也更加容易，例如更精準的天氣預報、實(shí)時(shí)的交通路況信息。大量的數據在云端積累和沉淀，如何利用大數據，發(fā)揮數據的價(jià)值來(lái)預測市場(chǎng)需求，輔助供應鏈決策，優(yōu)化供應鏈運營(yíng)流程，預測各環(huán)節的風(fēng)險點(diǎn)，是供應鏈管理追求通過(guò)智能化實(shí)現提質(zhì)降本增效面臨的新挑戰。

數字孿生技術(shù)的發(fā)展和多場(chǎng)景的落地應用，可更大化的挖掘數據價(jià)值，通過(guò)數據在物理場(chǎng)景和虛擬空間模型互傳，模型運行的仿真結果回傳，輔助物理環(huán)境業(yè)務(wù)的決策，優(yōu)化作業(yè)流程。

數字孿生（Digital Twin）是以物理實(shí)體真實(shí)場(chǎng)景數據為依托，以真實(shí)和仿真模型運行數據實(shí)時(shí)交互優(yōu)化為機制，自運行的虛擬空間映射模型。

數字孿生的特征如下：

（1）數字孿生本質(zhì)是在虛擬空間重構物理實(shí)體模型，以數據的交互流動(dòng)實(shí)現物理場(chǎng)景的資源優(yōu)化。

（2）數字孿生的和興是面向物理實(shí)體和邏輯對象建立機理模型或數據驅動(dòng)模型，形成物理空間在虛擬空間的虛實(shí)交互。

（3）數字孿生的關(guān)鍵是將模型代碼化，以軟件的形式動(dòng)態(tài)模擬或監測物理空間的真實(shí)狀態(tài)、行為和規則。

（4）通過(guò)感知、建模、仿真等技術(shù)，實(shí)現物理空間在虛擬空間的全面呈現、精準表達和動(dòng)態(tài)監測。

（5）數字孿生融合AI、AR、VR等技術(shù)，實(shí)現物理空間和虛擬空間的虛實(shí)互動(dòng)，互相間通過(guò)數據流動(dòng)循環(huán)補給，持續輸出數據輔助物理空間決策和場(chǎng)景運營(yíng)優(yōu)化。

基于對物理模型、海量數據以及業(yè)務(wù)信息的感知和動(dòng)態(tài)組合。數字孿生技術(shù)可以助力企業(yè)在數據可視化、智能預測、虛擬現實(shí)分析、非結構化資料學(xué)習和分析等方面的技術(shù)提升，實(shí)現輔助決策、預防性檢測、運營(yíng)流程優(yōu)化分析等功能。目前數字孿生技術(shù)已經(jīng)應用到航天工業(yè)、電機運營(yíng)監控、醫療等重要領(lǐng)域。

在供應鏈發(fā)展演進(jìn)的過(guò)程中，提升供應鏈管理水平核心的問(wèn)題一直都是面對鏈路復雜、多節點(diǎn)、終端需求不確定的場(chǎng)景下，通過(guò)提升信息傳輸的速度和精確度，降低整個(gè)鏈條中的“牛鞭效應”。信息化發(fā)展到目前的階段，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現在供應鏈網(wǎng)絡(luò )中對物流、信息流、資金流、商流的資源整合獲得海量數據，但是目前存在的問(wèn)題是數據沉淀下來(lái)了，但是數據的價(jià)值卻沒(méi)有被充分的挖掘和利用，在復雜動(dòng)態(tài)的環(huán)境下挖掘數據的價(jià)值，來(lái)支撐物理環(huán)境下的決策制定、流程優(yōu)化、風(fēng)險預判等場(chǎng)景。

供應鏈數字孿生模型構建了供應鏈中各節點(diǎn)關(guān)聯(lián)實(shí)體之間運行的數字模型，模型中實(shí)體包括了供應鏈條上的企業(yè)、產(chǎn)品、倉庫、運力、第三方信息源頭。與現實(shí)物理環(huán)境供應鏈關(guān)聯(lián)，實(shí)現供應鏈運行全程可視，信息鏈條通暢無(wú)阻。數字孿生的應用可以使供應鏈管理企業(yè)能夠更快的做出決策，更合理的優(yōu)化供應鏈運作流程，使企業(yè)更適應瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)環(huán)境。

（1）數字孿生助力實(shí)現產(chǎn)品端到端的管理

通過(guò)數字孿生技術(shù)模擬產(chǎn)品全生命周期軌跡運行虛擬模型，提高整個(gè)供應鏈可視化管理，從產(chǎn)品設計、采購、生產(chǎn)、運輸、儲存以及分銷(xiāo)等環(huán)節實(shí)現更加全面、更低成本、更安全的產(chǎn)品全生命周期的供應和管理。

（2）數字孿生助力打造數字工廠(chǎng)

數字孿生技術(shù)根據物理場(chǎng)景下工廠(chǎng)設備基礎信息、生產(chǎn)計劃、物料配給計劃、庫存以及人力資源等數據，在虛擬空間構建數字工廠(chǎng)模型，推動(dòng)物理實(shí)體和虛擬模型之間數據動(dòng)態(tài)交互，根據虛擬模型運行數據及時(shí)調整生產(chǎn)工藝、優(yōu)化生產(chǎn)參數，

實(shí)現工廠(chǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期可視化運行管理，提高生產(chǎn)效率；實(shí)時(shí)監控工廠(chǎng)設備運行狀態(tài)，實(shí)現異常運行情況提前預警，降低運行風(fēng)險。

（3）數字孿生助力提升倉儲管理

數字孿生技術(shù)基于倉庫空間數據和設施數據，構建倉庫立體虛擬模型，根據倉庫存儲實(shí)體大小、數量以及存儲特性等數據，為構建最優(yōu)倉儲規劃布局提供數據支撐。在倉庫運行期間，通過(guò)RFID、M2M、傳感器技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監控倉庫貨品流轉運營(yíng)數據，實(shí)時(shí)上傳數據到虛擬模型，實(shí)現模型仿真迭代，模擬倉庫運行狀態(tài)，通過(guò)分析向管理人員提供持續優(yōu)化倉庫存貨量、補貨策略、出入庫流程等方面的數據。

以上是針對數字孿生技術(shù)在供應鏈中產(chǎn)品端到端流轉、生產(chǎn)工廠(chǎng)管理、倉儲庫存管理場(chǎng)景下應用淺談，雖然目前數字孿生技術(shù)在諸多行業(yè)中已經(jīng)有落地使用場(chǎng)景，但是目前仍處于技術(shù)成長(cháng)期，供應鏈涉及企業(yè)性質(zhì)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況參差不齊，供應鏈業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )復雜，數字孿生技術(shù)在供應鏈領(lǐng)域的落地應用有待進(jìn)一步的探索。