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数字供应链孪生及其商业价值

作者:唐隆基 来源:物流沙龙

2020-07-07

        近年来,随着数字化转型的深入发展以及数字技术,如物联网,人工智能,大数据,高级数据分析,云计算等的兴起,数字孪生(数字双胞胎)的概念已开始从智能制造深入到供应链的领域。高德纳(Gartner)命名供应链中的数字孪生为数字供应链孪生(Digital Supply Chain Twin)。它已经引起了供应链业界,供应链软件提供商,和研究者的广泛的兴趣和重视。

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        工业4.0研究院认为:“基础设施可以数字孪生体化,更进一步,数字孪生体自身就成为“新型基础设施”(新基建)”。在他们推动下,国家发改委在十四五规划前期课题中,已经考虑到数字孪生新基建的方向,已经处于全球领先地位。

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        1.数字化供应链平台作为数字供应链孪生

        下面介绍几家有名的供应链解决方案提供商所建立的作为数字供应链孪生的数字化供应链平台。

        1.1 E2open Harmony 数字化供应链平台

        图1展示了E2open Harmony 数字化供应链平台,由以下四个层次组成:

        · Harmony:统一分析和单一界面上的协作工作流,所有参与者都可以基于角色访问底层应用程序和数据源

        · 应用:全方位的互联、人工智能(AI)驱动的算法应用,以关联数据、简化流程并推动更好的决策

        · 数据:从实时来源提取并由内部和外部各级合作伙伴根据角色共享的统一和同步的决策级数据

        · 网络:与物理供应链中的内部和外部数据源和交易系统的可重用连接,100000多个需求、供应和物流网络参与者

        显然这个平台具有所有数字供应链孪生的特征,它是物理供应链的数字表示,并且是物理供应链的决策大脑,因此它是一个数字供应链孪生。

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        1.2 ToolsGroup 的数字化云供应链生态系统

        支持这样一个雄心勃勃的供应链生态系统(参见图2)的统一数据模型可以被认为是“供应链数字孪生”。它是供应链当前状态(事件、库存、未结订单、发货、计划、场景等)的数字表示,因此,允许公司检查(通过使用适当的分析)供应链将如何响应某些事件和决策。最好的数字孪生兄弟利用了像Azure这样的云环境,它的PaaS(平台即服务)提供了可伸缩性、互操作性、一致性和安全性。

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        2.数字供应链孪生网络

        在数字时代,由于全球化和数字技术的兴起,传统的供应链正在转型到数字化供应网络(参见图3)。现代数字化供应网络是复杂的网络系统,它由一个数字化供应网络核心,以及六个主要的子网络或系统:同步计划,连接的客户,智能工厂,智慧供应,数字化开发,和动态履约组成,其中主要的子网络又由连接的人和连接的机器(包括物流设施等)及产品的网络组成。

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        下图描写了一个物理的数字化供应网络和它的镜象一个虚拟的数字供应链孪生网络。这个网络由以下网络核心和六个主要的数字供应链孪生组成:数字计划孪生,数字客户孪生,数字制造孪生,数字供应孪生,数字开发孪生,和数字履约孪生。其中有些本身也是一个数字供应链孪生的网络,比如数字客户孪生。下面我们将分析和简要描述各个数字供应链孪生。

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        3.数字供应链孪生和数字化供应链控制塔

        数字化供应链控制塔是一个虚拟决策中心,它提供对供应链的实时、端到端可视性和数据驱动的E2E供应链洞察力。这一节讨论数字供应链孪生与数字化供应链控制塔的关系,以及有关发展趋势。如果没有说明,下面本文中“数字化供应链控制塔作为数字供应链孪生”等同于该数字化供应链控制塔是以数字供应链孪生技术为核心或者是一个广义的数字供应链孪生。

        3.1数字化供应链控制塔作为数字供应链孪生

        图5显示了一幅数字化供应链控制塔作为数字供应链孪生的概念性架构图景。这数字供应链孪生是整个物理的供应链一一对应的具有智能的数字代表--物理供应链的神经中枢或虚拟的决策中心。它基于供应链的实时和分时的运营数据,反映了物理供应链的所有细节。它提供端到端的实时可见性和对外部的风险数据生成预警。它通过分析对物理的供应链产生洞察力,决策意见和优化的行动方案。

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        图5中的控制塔翻译自埃森哲的供应链控制塔的参考架构。中有详细介绍,在此不累述。尽管数字化供应链控制塔作为数字供应链孪生还只是一个概念,但这可能是一个发展趋势。实际上,它已不是梦想。一家专注企业管理和咨询的公司毕博(BearingPoint)最近采用SAP的HANA SCP 云服务技术推出了一个叫Log360的数字化供应链控制塔的解决方案。它把数字供应链孪生(见图6)作为其控制塔的核心。Log360的解决方案是一种解决减碳(CO2),成本,库存和时间之间的折衷方案。

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        下面图7显示了Log360数字化供应链控制塔作为数字供应链孪生与物理的供应链的映射关系,以及这个数字孪生对物理的供应链产生的分析洞察,预测决策,和供应链及物流运营的优化。Log360可以分析并优化到SKU级别。

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        在供应链中运输成本,排放计划,核算,和库存管理是复杂的挑战。Log360数字供应链孪生基的供应链控制塔(以下简称Log360)通过一种工具提供了运输成本,提前期,库存和减碳(CO2)的计划,优化和核算。通过数字化可视化,分析来优化企业的供应链。Log360使企业能够发挥潜力并提高绩效。Log360合并所有信息,以创建企业的全面而深入物流网络的视图。通过合并所有相关的供应链KPI,Log360可以识别低效率并支持快速透明的决策过程。这种方法可让企业及早发现并分析是否,何时何地预算不足。

        Log360可为企业提供直到SKU最小的细节,最有效地利用大数据和快速计算和分析工具,从而可以帮助企业找到关键的供应链问题的答案:

        • 实际和计划的运输成本之间存在巨大差异的原因是什么?

        • 如何将运输成本分配到产品级别?

        • 企业的客户的贡献率不清楚的原因是什么?

        • 企业高库存成本的来源是什么?

        • 企业每个月是否收到来自客户的十多个CO2数据请求?如何为这些请求创建省时又全面的响应?

        • 评级机构是否有年度要求提供二氧化碳数据?

        • 企业的减碳目标是否包括物流流程?

        计算和分析上述问题的答案提高了数据处理效率并加快了决策过程。

        4.数字供应链孪生的应用场景和商业价值

        列出了一般数字孪生在卫生、气象学、制造和工艺技术、教育、城市、交通和能源部门方面的应用, 并总结了数字孪生八大共同的商业价值:

        (1)实时远程监控

        (2)更高的效率和安全性

        (3)预测性维护和调度

        (4)情景与风险评估

        (5)更好的团队内和团队间协同和协作

        (6)更有效和知情的决策支持

        (7)产品和服务的个性化

        (8)更好的文件和沟通

        数字供应链孪生是一类特殊的新生的数字孪生,它将具有所有上述八大共同的商业价值,当然它有它的特殊的应用场景和商业价值。

        5.数字供应链孪生和区块链的融合趋势

        罗戈研究指出区块链技术同与数字孪生技术被高德纳确定为整体前十大的战略性技术趋势,也是供应链前八大战略性技术趋势。它们两者都依赖于一个共同的基础: 物联网和来自物联网传感器,各种智能标签的数据。

        其中数字孪生需要连接更多数据源(内部和外部的数据)。两者中,数字孪生长于用数字表示物理对象,基于实时数据分析和模拟物理对象及其状态,并从中提取有价值的洞察。但是企业的信息孤岛和不可信数据是采用数字孪生技术的大敌。而区块链长于安全信用地保存,共享和使用数据(不可篡改的分布式账本),在无中心或弱中心下按智能合约处理事务流程。两者的融合和互补正成为构建企业的数字生态系统(包括供应链数字生态系统)的一个趋势。

        6.企业通往采用数字孪生成功的道路

        除了在制造业的设计领域,数字孪生技术相对成熟外,数字孪生技术在其它应用领域,如智慧城市,能源工业,特别是供应链领域,较之其它新兴技术,它更为年轻,全世界都还处于初级阶段,尤其是中国仍处于概念引进和验证阶段。

        但之所以全球企业对其如此吸引,最重要的原因是其出色的创建仿真的能力,可以轻松执行各种开发和测试工作,以及它对业务的分析洞察认知和预测及创新的能力,可以帮助企业做出科学的决策并指导运营的优化,甚至创新技术及商业模式。但是,随着这个概念在商业和媒体的主流世界中开始变得越来越普遍,大多数企业对技术本身整体印象模糊不清。这不仅影响了企业对这个技术商业价值的认识,也阻碍了这一技术的发展和采用。

        本报告旨在引导企业对数字孪生,特别是数字供应链孪生概念及应用架构,和其商业价值的正确认识,并且推动企业,特别是供应链,采用该技术来驱动其数字化转型。本报告最后这一节将分析若干在采用数字孪生技术方面不正确的认识和做法,及其可能产生的风险。并根据埃森哲的研究,指出企业通向成功采用数字孪生的正确路线。

        7.总结

        众所周知,数字孪生并不是一项全新的技术,它源于制造设计中的模拟仿真技术,近几年,它被推广到几乎所有的领域,作为一个数字化变革和创新的强大工具,它把人们从物理世界的认识推展到一个互联互动的物理和数字的多维空间。

        然而这门技术对许多非制造设计领域,特别是对复杂的供应链来说,是一门新兴的技术。它给其它领域,包括供应链所带来的好处及潜在的商业价值是不言而渝的,本报告中许多案例已经表明了这一点。但是,对于供应链和其它一些领域来说,这门技术还很不成熟,就中国现状而言,基本上处于初步触发阶段。成功采用这门技术的基础是供应链的全面数字化变革。

        此处再次强调数字供应链孪生成功的四个关键词是:

        · 活的/有生命的:它具有先知先觉的智能。

        · 全生命周期:它依赖于物理对象整个生命周期的数据来准确表示物理对象,并服务于物理对象的整个生命周期。这里物理对象可以是整个供应链网络,或供应链的某个环节或过程,如物流等。

        · 实时/近乎实时:它依赖于实时或近乎实时的信息交互来表示实时供应链的状态和给物理供应链提供实时洞察

        · 双向互动:数字孪生与物理供应链要能互联互动

        要做到这些是极大的挑战,不仅是对供应链的核心企业,而是对整个供应链网络的挑战。构建数字供应链孪生(网络或体系)实质上是供应链的新型基础设施建设(新基建)。由此可见,要实现物理和数字及实和虚互联互动的数字供应链孪生不是一朝一夕之功,这需要供应链的所有利益相关者的共同努力。最后希望本报告能够帮助企业更好理解和采用这门新兴技术,以达到供应链数字化变革的终极目标。


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