淺析數(shù)字孿生技術(shù)在供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用

文：王秀星

1.隨著技術(shù)升級，供應(yīng)鏈的演進(jìn)和發(fā)展

1996年Reiter首次提出了供應(yīng)鏈的概念，起初對供應(yīng)鏈的定義為“一個實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)品和服務(wù)通過這個網(wǎng)絡(luò)傳遞到特定的顧客市場”。將供應(yīng)鏈從企業(yè)內(nèi)部擴(kuò)展到了企業(yè)外部的鏈條，描述了供應(yīng)鏈?zhǔn)嵌鄺l價(jià)值鏈條構(gòu)成的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。1997年，原國家經(jīng)貿(mào)委召開現(xiàn)代物流國際會議，“供應(yīng)鏈”的概念首次進(jìn)入我國經(jīng)濟(jì)制定和政策研究范疇?；貧w到供應(yīng)鏈起源概念，供應(yīng)鏈本質(zhì)是價(jià)值傳輸?shù)木W(wǎng)鏈，提質(zhì)降本增效成了研究供應(yīng)鏈管理不斷追求的目標(biāo)。隨著社會技術(shù)的發(fā)展，供應(yīng)鏈管理的模式和工具不斷的迭代升級，“精益生產(chǎn)”、“準(zhǔn)時制生產(chǎn)(JIT)”、“零庫存”、“供應(yīng)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(yīng)鏈管理信息化系統(tǒng)SRM、WMS、TMS、供應(yīng)鏈管理平臺等不斷的迭代升級，對供應(yīng)鏈降本增效提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

依托技術(shù)手段升級供應(yīng)鏈發(fā)展主要有三個階段：

（1）電氣化時代

在19世紀(jì)70年代，隨著交通工具、通訊設(shè)備、工業(yè)機(jī)械等技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與企業(yè)之間的信息、供需貨品的流轉(zhuǎn)變得相對簡單和高效，企業(yè)內(nèi)部工作效率得到了進(jìn)一步的提升，同時企業(yè)之間的業(yè)務(wù)范圍也隨之?dāng)U大，供應(yīng)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）信息化時代

20世紀(jì)50年代，隨著IT技術(shù)的發(fā)展和興起，信息化系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部各部門以及跨企業(yè)、跨區(qū)域之間的集成應(yīng)用，傳統(tǒng)的紙質(zhì)單據(jù)流轉(zhuǎn)被信息化電子單據(jù)替代；通過EDI技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息跨主體的電子化實(shí)時傳輸，信息共享。打破傳統(tǒng)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間”信息孤島”的狀態(tài)，鏈條中業(yè)務(wù)主導(dǎo)企業(yè)的核心地位凸顯。

（3）互聯(lián)網(wǎng)+時代

2015年3月5日,總理李克強(qiáng)在政府工作報(bào)告中提出,"制定‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動計(jì)劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，供應(yīng)鏈中的物理實(shí)體流轉(zhuǎn)信息通過IOT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集并上傳到信息化系統(tǒng)，有效整合供應(yīng)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(yīng)鏈生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間合作共贏的價(jià)值取向。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，IOT在供應(yīng)鏈領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了實(shí)物信息識別、操作記錄、狀態(tài)監(jiān)控。同時越來越多的第三方數(shù)據(jù)獲取也更加容易，例如更精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)、實(shí)時的交通路況信息。大量的數(shù)據(jù)在云端積累和沉淀，如何利用大數(shù)據(jù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值來預(yù)測市場需求，輔助供應(yīng)鏈決策，優(yōu)化供應(yīng)鏈運(yùn)營流程，預(yù)測各環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，是供應(yīng)鏈管理追求通過智能化實(shí)現(xiàn)提質(zhì)降本增效面臨的新挑戰(zhàn)。

數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展和多場景的落地應(yīng)用，可更大化的挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，通過數(shù)據(jù)在物理場景和虛擬空間模型互傳，模型運(yùn)行的仿真結(jié)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。

2.數(shù)字孿生的概念

數(shù)字孿生（Digital Twin）是以物理實(shí)體真實(shí)場景數(shù)據(jù)為依托，以真實(shí)和仿真模型運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時交互優(yōu)化為機(jī)制，自運(yùn)行的虛擬空間映射模型。

數(shù)字孿生的特征如下：

（1）數(shù)字孿生本質(zhì)是在虛擬空間重構(gòu)物理實(shí)體模型，以數(shù)據(jù)的交互流動實(shí)現(xiàn)物理場景的資源優(yōu)化。

（2）數(shù)字孿生的和興是面向物理實(shí)體和邏輯對象建立機(jī)理模型或數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，形成物理空間在虛擬空間的虛實(shí)交互。

（3）數(shù)字孿生的關(guān)鍵是將模型代碼化，以軟件的形式動態(tài)模擬或監(jiān)測物理空間的真實(shí)狀態(tài)、行為和規(guī)則。

（4）通過感知、建模、仿真等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理空間在虛擬空間的全面呈現(xiàn)、精準(zhǔn)表達(dá)和動態(tài)監(jiān)測。

（5）數(shù)字孿生融合AI、AR、VR等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理空間和虛擬空間的虛實(shí)互動，互相間通過數(shù)據(jù)流動循環(huán)補(bǔ)給，持續(xù)輸出數(shù)據(jù)輔助物理空間決策和場景運(yùn)營優(yōu)化。

基于對物理模型、海量數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)信息的感知和動態(tài)組合。數(shù)字孿生技術(shù)可以助力企業(yè)在數(shù)據(jù)可視化、智能預(yù)測、虛擬現(xiàn)實(shí)分析、非結(jié)構(gòu)化資料學(xué)習(xí)和分析等方面的技術(shù)提升，實(shí)現(xiàn)輔助決策、預(yù)防性檢測、運(yùn)營流程優(yōu)化分析等功能。目前數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到航天工業(yè)、電機(jī)運(yùn)營監(jiān)控、醫(yī)療等重要領(lǐng)域。

3.數(shù)字孿生在供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用

在供應(yīng)鏈發(fā)展演進(jìn)的過程中，提升供應(yīng)鏈管理水平核心的問題一直都是面對鏈路復(fù)雜、多節(jié)點(diǎn)、終端需求不確定的場景下，通過提升信息傳輸?shù)乃俣群途_度，降低整個鏈條中的“牛鞭效應(yīng)”。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(xiàn)在供應(yīng)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(shù)據(jù)，但是目前存在的問題是數(shù)據(jù)沉淀下來了，但是數(shù)據(jù)的價(jià)值卻沒有被充分的挖掘和利用，在復(fù)雜動態(tài)的環(huán)境下挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，來支撐物理環(huán)境下的決策制定、流程優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判等場景。

供應(yīng)鏈數(shù)字孿生模型構(gòu)建了供應(yīng)鏈中各節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)實(shí)體之間運(yùn)行的數(shù)字模型，模型中實(shí)體包括了供應(yīng)鏈條上的企業(yè)、產(chǎn)品、倉庫、運(yùn)力、第三方信息源頭。與現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境供應(yīng)鏈關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈運(yùn)行全程可視，信息鏈條通暢無阻。數(shù)字孿生的應(yīng)用可以使供應(yīng)鏈管理企業(yè)能夠更快的做出決策，更合理的優(yōu)化供應(yīng)鏈運(yùn)作流程，使企業(yè)更適應(yīng)瞬息萬變的市場經(jīng)營環(huán)境。

（1）數(shù)字孿生助力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品端到端的管理

通過數(shù)字孿生技術(shù)模擬產(chǎn)品全生命周期軌跡運(yùn)行虛擬模型，提高整個供應(yīng)鏈可視化管理，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存以及分銷等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更加全面、更低成本、更安全的產(chǎn)品全生命周期的供應(yīng)和管理。

（2）數(shù)字孿生助力打造數(shù)字工廠

數(shù)字孿生技術(shù)根據(jù)物理場景下工廠設(shè)備基礎(chǔ)信息、生產(chǎn)計(jì)劃、物料配給計(jì)劃、庫存以及人力資源等數(shù)據(jù)，在虛擬空間構(gòu)建數(shù)字工廠模型，推動物理實(shí)體和虛擬模型之間數(shù)據(jù)動態(tài)交互，根據(jù)虛擬模型運(yùn)行數(shù)據(jù)及時調(diào)整生產(chǎn)工藝、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，

實(shí)現(xiàn)工廠產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期可視化運(yùn)行管理，提高生產(chǎn)效率；實(shí)時監(jiān)控工廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)異常運(yùn)行情況提前預(yù)警，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

（3）數(shù)字孿生助力提升倉儲管理

數(shù)字孿生技術(shù)基于倉庫空間數(shù)據(jù)和設(shè)施數(shù)據(jù)，構(gòu)建倉庫立體虛擬模型，根據(jù)倉庫存儲實(shí)體大小、數(shù)量以及存儲特性等數(shù)據(jù)，為構(gòu)建最優(yōu)倉儲規(guī)劃布局提供數(shù)據(jù)支撐。在倉庫運(yùn)行期間，通過RFID、M2M、傳感器技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監(jiān)控倉庫貨品流轉(zhuǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)，實(shí)時上傳數(shù)據(jù)到虛擬模型，實(shí)現(xiàn)模型仿真迭代，模擬倉庫運(yùn)行狀態(tài)，通過分析向管理人員提供持續(xù)優(yōu)化倉庫存貨量、補(bǔ)貨策略、出入庫流程等方面的數(shù)據(jù)。

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

審核編輯：湯梓紅