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

1996年Reiter首次提出了供應(yīng)鏈的概念，起初對(duì)供應(yīng)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(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(guó)家經(jīng)貿(mào)委召開現(xiàn)代物流國(guó)際會(huì)議，“供應(yīng)鏈”的概念首次進(jìn)入我國(guó)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(huì)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(jí)，“精益生產(chǎn)”、“準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)(JIT)”、“零庫(kù)存”、“供應(yīng)商管理庫(kù)存（VMI）”、“聯(lián)合管理庫(kù)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(tái)等不斷的迭代升級(jí)，對(duì)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(jí)供應(yīng)鏈發(fā)展主要有三個(gè)階段：

（1）電氣化時(shí)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(duì)簡(jiǎn)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(shí)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(shí)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(guò)EDI技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息跨主體的電子化實(shí)時(shí)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(shí)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(dòng)計(jì)劃，推動(dòng)移動(dòng)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(guò)IOT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)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(shí)代，IOT在供應(yīng)鏈領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了實(shí)物信息識(shí)別、操作記錄、狀態(tài)監(jiān)控。同時(shí)越來(lái)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(shí)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(lái)預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求，輔助供應(yīng)鏈決策，優(yōu)化供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)流程，預(yù)測(cè)各環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，是供應(yīng)鏈管理追求通過(guò)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(chǎng)景的落地應(yīng)用，可更大化的挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，通過(guò)數(shù)據(jù)在物理場(chǎng)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。

數(shù)字孿生（Digital Twin）是以物理實(shí)體真實(shí)場(chǎng)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(shí)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(dòng)實(shí)現(xiàn)物理場(chǎng)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(duì)象建立機(jī)理模型或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)態(tài)模擬或監(jiān)測(cè)物理空間的真實(shí)狀態(tài)、行為和規(guī)則。

（4）通過(guò)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

（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(dòng)，互相間通過(guò)數(shù)據(jù)流動(dòng)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(chǎng)景運(yùn)營(yíng)優(yōu)化。

基于對(duì)物理模型、海量數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)信息的感知和動(dòng)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(cè)、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(cè)、運(yùn)營(yíng)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(yíng)監(jiān)控、醫(yī)療等重要領(lǐng)域。

在供應(yīng)鏈發(fā)展演進(jìn)的過(guò)程中，提升供應(yīng)鏈管理水平核心的問題一直都是面對(duì)鏈路復(fù)雜、多節(jié)點(diǎn)、終端需求不確定的場(chǎng)景下，通過(guò)提升信息傳輸?shù)乃俣群途_度，降低整個(gè)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(duì)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(lái)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(dòng)態(tài)的環(huán)境下挖掘數(shù)據(jù)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(xiǎn)預(yù)判等場(chǎng)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(cāng)庫(kù)、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(wú)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(wàn)變的市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)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(guò)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(gè)供應(yīng)鏈可視化管理，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)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(chǎng)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(kù)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(dòng)物理實(shí)體和虛擬模型之間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互，根據(jù)虛擬模型運(yùn)行數(shù)據(jù)及時(shí)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(shí)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(cāng)儲(chǔ)管理

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

以上是針對(duì)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(cāng)儲(chǔ)庫(kù)存管理場(chǎng)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(chǎng)景，但是目前仍處于技術(shù)成長(zhǎng)期，供應(yīng)鏈涉及企業(yè)性質(zhì)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)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。