数字供应链孪生及其商业价值

作者简介:
唐隆基,男,湖南长沙人,计算机软件工程博士,罗戈研究院副院长,中国数字化学会特聘终身顾问,湖南大学计算机信息工程学院兼职教授,研究方向:数字化供应链、转型战略与物联网、人工智能、数字孪生等数字技术;潘永刚(1983-),男,山东菏泽人,罗戈网联合创始人,罗戈研究院院长,研究方向:物流战略、信息化、物流互联网平台、市场营销、无车承运人;余少雯(1989-),女,安徽安庆人,罗戈研究院总监,研究方向:合同物流、物流战略等(上海 200120)。

原文出处:
供应链管理

内容提要:

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),已经引起了供应链业界、供应链软件提供商、研究者的广泛兴趣和重视。文章首先简单介绍了数字孪生发展趋势,然后着重阐述了数字供应链孪生的概念、特征和框架,指出了它将是数字化供应链的新基建。最后通过相关案例讨论了其商业价值。


期刊代号:F14
分类名称:物流管理
复印期号:2022 年 07 期

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      数字供应链孪生(digital supply chain twin)作为一项新兴数字技术已经引起了供应链业界、供应链软件提供商、研究者的广泛兴趣和重视。罗戈研究对此项技术做了一系列研究并发表了一系列研究文章和报告。2019年3月罗戈研究在题为《数字化供应链的进展和未来十大趋势》[1]的文章中指出数字供应链孪生是2019年数字化供应链十大发展趋势之一,接着罗戈研究于2019年8月在题为《数字孪生在物流中的应用趋势》[2]的文章中借解析DHL《Digital Twins in Logistics(物流中的数字孪生)》[3]的新趋势报告进一步指出数字孪生在物流中的应用趋势,此外罗戈研究在题为《不容忽视的8大战略性供应链技术趋势》[4]的文章中介绍了Gartner2019年八大供应链战略性技术趋势之一:数字供应链孪生。特别是,罗戈研究在其于2020年7月发表的《数字供应链孪生研究报告》[5]中对数字孪生的概念、发展历史、特征以及新类数字供应链孪生做了全面的介绍和分析。2021年9月出版的专著《数字化供应链:转型升级路线与价值再造实践》[6]中对数字供应链孪生技术做了进一步介绍,并指出了它在生产制造方面的应用前景。本文在此基础上对数字供应链孪生的由来、市场趋势、特征、架构、及其应用场景和商业价值做更深入的研究和分析。

      二、数字孪生的发展趋势

      数字孪生作为工业4.0的一个战略性的技术趋势,正在逐渐走向成熟并成为主流技术。目前数字孪生没有一个统一的定义,从不同视角人们会给出不同的定义,详细的讨论请见高德纳关于其定义的研究[5]。本文采用高德纳2020年关于数字孪生的定义[5]:“数字孪生是真实世界实体或系统的数字表示。数字孪生的实现是一个封装的软件对象或模型,它反映了一个独特的物理对象,来自多个数字孪生体的数据可以被聚合,以便在多个真实世界实体(如电厂或城市)中形成一个复合视图。”数字孪生的应用逐渐从制造业领域走向各个领域,如智慧城市、能源、物流、供应链等。以下几个著名科技咨询公司的研究引证了数字孪生的发展趋势。

      2016年Gartner首先把数字孪生列入物联网超级周期,开启了数字孪生造风的进程[7]。2017年Gartner[8]指出企业要“为数字孪生的冲击做好准备”,并指出“现在数字孪生已经融合了多种因素,使数字孪生的概念成为一种颠覆性趋势,并将在未来五年乃至更长时间内产生越来越广泛和深远的影响。”事实上Gartner预测,到2021年将有一半的大型工业公司使用数字孪生,从而使组织的效率提高10%。

      2017年6月至7月,Gartner调查了美国、德国、中国、日本的202位已经提供了物联网解决方案或正在进行物联网项目的受访者,并收集了有关IoT部署最佳实践和开发IoT解决方案的策略信息。该调查显示[9],在实施物联网项目的组织中有48%表示他们已经在使用或计划在2018年使用数字孪生。到2022年,使用数字孪生的参与组织将增加两倍。Gartner预测,到2020年,至少50%年收入超过50亿美元的制造商将至少启动一项针对产品或资产的数字孪生计划。调查特别指出数字孪生可以帮助缓解一些关键的供应链挑战。数字孪生投资应以价值链为驱动力,以使产品和资产利益相关者能够以更加结构化和整体的方式来管理产品或资产,如工业机械供应链中的设施。供应链管理人员在提高绩效方面面临的一些挑战,例如缺乏跨职能协作或缺乏整个供应链的可见性。而数字孪生技术可以帮助供应链应对这些挑战。

      在2018年Gartner新兴技术炒作周期[10]中,数字孪生在炒作周期的顶峰,并指出要5~10年才趋于成熟(如图1所示)。

      然而,数字孪生技术比Gartner 2018预测的成熟周期要来得早些,于是2019年Gartner对这一发展趋势做了一系列的调研和分析:2019年2月Gartner的研究副总裁Benoit Lheureux的研究报告[11]显示数字孪生正在逐渐进入应用的主流,这说明数字孪生技术比预期的更快趋于成熟,并开始被更多领域重视和采用,特别是物流和供应链领域。

      2019年9月Gartner的分析师Alfonso Velosa等发表了《市场趋势:软件提供商逐步服务于新兴的数字孪生市场》[12],研究了值得关注的供应商(报告没有包括欧洲的西门子和中国的供应商),如表1所示。

      

      

      该报告指出:数字孪生是企业数字业务项目中迅速兴起和发展的一部分,技术和服务提供商需要建立其支持数字孪生的技术能力和产品组合,并加强其进入市场的战略,以建立差异化的价值地位。

      上述Gartner的两个研究报告宣告了美国的数字孪生技术造风过程进入市场销售阶段。

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