供應(yīng)鏈管理的挑戰(zhàn)與數(shù)字化利器

供應(yīng)鏈管理對(duì)于制造型企業(yè)，特別是生產(chǎn)大型復(fù)雜裝備產(chǎn)品、多品種訂單式生產(chǎn)和全球化采購(gòu)經(jīng)營(yíng)的大型跨國(guó)制造企業(yè)而言，重要性不言而喻。

企業(yè)的供應(yīng)鏈管理一定是其整體戰(zhàn)略最重要的有機(jī)組成部分之一，涉及到企業(yè)經(jīng)營(yíng)的方方面面。

例如：新品研發(fā)過(guò)程中，主機(jī)廠(chǎng)對(duì)其子系統(tǒng)或零部件供應(yīng)商的研發(fā)外協(xié)、系統(tǒng)集成和項(xiàng)目管理；采購(gòu)過(guò)程中，制定合理的供應(yīng)商準(zhǔn)入策略，平衡質(zhì)量、成本、交期等；生產(chǎn)過(guò)程中，合理布局OEM、ODM供應(yīng)商，確定合適的生產(chǎn)計(jì)劃和安全庫(kù)存；維護(hù)保養(yǎng)環(huán)節(jié)，備品備件的供應(yīng)和逆向物流等。除此以外還需考慮產(chǎn)品物流運(yùn)輸規(guī)劃保障，而全球化的供應(yīng)鏈還需考慮貿(mào)易監(jiān)管、當(dāng)?shù)卣蟆⑥D(zhuǎn)移定價(jià)、稅務(wù)、匯率、財(cái)務(wù)事務(wù)的決策等。

這是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，稍有不慎即可導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、銷(xiāo)售斷貨、成本飆升、質(zhì)量事件等嚴(yán)重問(wèn)題。

復(fù)雜的跨國(guó)供應(yīng)鏈管理體系（源自網(wǎng)絡(luò)）

解決問(wèn)題首先需要具有對(duì)該復(fù)雜系統(tǒng)的“可視性”，進(jìn)而具有“可預(yù)測(cè)性”，以及形成風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)緩解的“預(yù)案”。數(shù)字孿生體技術(shù)具有“數(shù)化”、“建模”、“互動(dòng)”、“仿真”、“沙盒模擬”等特性，為供應(yīng)鏈管理這類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)提供了有力的數(shù)字化支撐。

而增材制造具有“隨需而制”、“簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和零部件”、“簡(jiǎn)化產(chǎn)品所需原料類(lèi)型”、“簡(jiǎn)化工藝流程和降低工廠(chǎng)要求”等特性，從數(shù)字化制造的另一面為簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈管理提供了工藝技術(shù)上的支撐。

兩者相結(jié)合必將對(duì)制造業(yè)供應(yīng)鏈管理帶來(lái)數(shù)字化革命，并且越來(lái)越多的應(yīng)用案例已開(kāi)始展現(xiàn)。

數(shù)字孿生與增材制造賦能供應(yīng)鏈管理的幾個(gè)視角

以企業(yè)制造全流程來(lái)看，主要涉及到設(shè)計(jì)（Design）、制造（Manufacturing）和質(zhì)量（Quality）三個(gè)重要環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)對(duì)供應(yīng)鏈管理都產(chǎn)生了重要影響。

在目前的環(huán)境下，在研發(fā)、制造、質(zhì)量控制和供應(yīng)鏈領(lǐng)域，大多企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)信息化管理，存在著很多信息系統(tǒng)。各個(gè)信息系統(tǒng)可能具有自己的模型，但是往往難以互通，更缺乏能夠貫穿流程，以及被產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上下游所共同認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。這帶來(lái)了復(fù)雜的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口問(wèn)題，數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，更難以滿(mǎn)足新時(shí)代服務(wù)型制造、大批量個(gè)性化定制需求下對(duì)供應(yīng)鏈管理的需求。

未來(lái)在數(shù)字孿生體模型支撐下的研發(fā)、制造和質(zhì)量數(shù)據(jù)協(xié)同

（源自RyanGelotte和Jennifer Herron，數(shù)字孿生體課堂）

數(shù)字化研發(fā)對(duì)供應(yīng)鏈賦能的影響

以數(shù)字化研發(fā)應(yīng)對(duì)大批量個(gè)性化定制或者快速變化的市場(chǎng)需求，將對(duì)供應(yīng)鏈帶來(lái)如下影響：

1. ?????從逆向工程到正向設(shè)計(jì)：在經(jīng)濟(jì)日益國(guó)際化、市場(chǎng)化的今天，復(fù)雜產(chǎn)品和系統(tǒng)的測(cè)繪仿制已不可行。而隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的理念日益鞏固，從中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造，中國(guó)正在成為正向設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)。正向設(shè)計(jì)需要基于模型、自頂向下的系統(tǒng)工程（MBSE）。復(fù)雜的產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)、以及頻繁的需求和設(shè)計(jì)變更交互，需要主機(jī)廠(chǎng)與供應(yīng)鏈具有基于統(tǒng)一數(shù)字孿生體模型的系統(tǒng)支持；

MBSE支持的正向設(shè)計(jì)（源自安世亞太）

2. ?????共享設(shè)計(jì)和仿真資源、應(yīng)用統(tǒng)一的規(guī)則：隨著支持設(shè)計(jì)和仿真的云平臺(tái)建立，供應(yīng)商將可以和主機(jī)廠(chǎng)在同樣的平臺(tái)上工作，運(yùn)用同一套設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)規(guī)則，共享軟硬件資源，數(shù)據(jù)和信息集中管理；

3. ?????面向增材的設(shè)計(jì)將極大減少產(chǎn)品零部件和供應(yīng)商數(shù)量：以GE的CT7渦軸/渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)型的燃燒室中框架單元體為例，采用面向增材的設(shè)計(jì)DFAM后，原來(lái)的七個(gè)組件及其300個(gè)零件最終組合成一個(gè)零組件。除了減重十余磅，研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模減少了一個(gè)數(shù)量級(jí)，供應(yīng)商數(shù)量也由50多個(gè)降為一個(gè)，技術(shù)服務(wù)中心由五個(gè)降為一個(gè)；

增材制造對(duì)研發(fā)組織、供應(yīng)商管理、維保服務(wù)的簡(jiǎn)化（來(lái)源：GE Aviation）

4. ?????產(chǎn)品原型將得到快速制造：隨著增材制造裝備的普及，主機(jī)廠(chǎng)與供應(yīng)商之間的產(chǎn)品原型交互將更為簡(jiǎn)便。傳統(tǒng)的實(shí)物制造和運(yùn)輸過(guò)程，將被數(shù)據(jù)模型的電子傳輸所替代，按需隨時(shí)打印，極大地縮短了時(shí)間周期和成本。

數(shù)字化制造對(duì)供應(yīng)鏈賦能的影響

以增材制造為代表的數(shù)字化制造，其工藝流程簡(jiǎn)單，隨需而制，使低成本的分布式制造成為可能，帶來(lái)庫(kù)存和供應(yīng)鏈的大幅簡(jiǎn)化。

1. ?????“隨需而制”的分布式制造和庫(kù)存模式：例如UPS和Fast Radius、SAP合建的分布式制造平臺(tái)，旨在滿(mǎn)足全球供應(yīng)鏈不斷變化的需求，提供按需制造和供應(yīng)鏈解決方案。其核心是提供一個(gè)“虛擬庫(kù)存”，可以安全地存儲(chǔ)客戶(hù)零件的數(shù)據(jù)模型和生產(chǎn)工藝，零部件僅在需要時(shí)才進(jìn)行生產(chǎn)。這消除了制造商物理存儲(chǔ)零件的庫(kù)存成本，并能夠在24小時(shí)內(nèi)立即補(bǔ)充庫(kù)存。FastRadius將增材制造中心設(shè)置在戰(zhàn)略性的“跑道盡頭”位置，使FastRadius最多可以節(jié)約6個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，這可以為客戶(hù)提供真正的準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，訂單最快可能在下單的同一天內(nèi)發(fā)貨。

2. ?????維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中的備件供應(yīng)：在裝備使用和維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中，隨需打印大大降低了備件庫(kù)存和備件物流，特別是對(duì)于部分高價(jià)值和難以拆卸的裝備和場(chǎng)合（例如戰(zhàn)場(chǎng)和太空環(huán)境），應(yīng)用增材制造技術(shù)還可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打印和修復(fù)，大大降低修復(fù)時(shí)間和成本。

太空3D打?。▉?lái)源：MADE IN SPACE）

3. ?????建立制造過(guò)程的數(shù)字孿生體：將使得供應(yīng)商能隨時(shí)掌握其產(chǎn)品在總裝廠(chǎng)的庫(kù)存、裝配和使用過(guò)程，以及在整機(jī)測(cè)試中的性能表現(xiàn)，變被動(dòng)地接受訂單和問(wèn)題反饋為主動(dòng)安排生產(chǎn)和改進(jìn)產(chǎn)品。

數(shù)字化質(zhì)控對(duì)供應(yīng)鏈賦能的影響

供應(yīng)商質(zhì)量控制是供應(yīng)鏈管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，而數(shù)字孿生和增材制造等數(shù)字化技術(shù)的引入，將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制帶來(lái)新的手段。擺脫傳統(tǒng)具有一定風(fēng)險(xiǎn)的抽檢模式，通過(guò)每個(gè)產(chǎn)品數(shù)字孿生體的過(guò)程數(shù)據(jù)和在線(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的人工智能分析，即可精確判別產(chǎn)品質(zhì)量乃至劃分產(chǎn)品等級(jí)。

1. ?????增材制造提供豐富的制造過(guò)程數(shù)據(jù)：相對(duì)于傳統(tǒng)等材和減材制造，增材制造將可提供產(chǎn)品更為完整的數(shù)字孿生體。由于采用逐點(diǎn)堆積成型技術(shù)，對(duì)于每個(gè)點(diǎn)的控制參數(shù)均有詳細(xì)記錄，同時(shí)對(duì)成型過(guò)程質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)控，數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出CNC等減材工藝。配備機(jī)器視覺(jué)和人工智能技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷和可靠性隱患，主機(jī)廠(chǎng)甚至可以“看著零件長(zhǎng)大”，掌握最全面可靠的質(zhì)量信息；

增材制造質(zhì)量控制要素（來(lái)源：安世亞太）

2. ?????提高供應(yīng)商質(zhì)量管理的智能化和自動(dòng)化程度：通過(guò)對(duì)供應(yīng)商數(shù)字化制造賦能，在大數(shù)據(jù)積累下將可大大簡(jiǎn)化和加強(qiáng)供應(yīng)商管理過(guò)程。例如：在供應(yīng)商準(zhǔn)入環(huán)節(jié)，將其數(shù)字化制造程度作為重要的考核指標(biāo)；在供應(yīng)商審核環(huán)節(jié)，將飛行檢查改為對(duì)過(guò)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的常態(tài)監(jiān)控；在來(lái)料入廠(chǎng)環(huán)節(jié)，將抽查檢驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)產(chǎn)品數(shù)字孿生體的AI檢驗(yàn)；供應(yīng)商的考核與評(píng)級(jí)，基于以上的數(shù)據(jù)模型等。

供應(yīng)鏈數(shù)字化賦能中的數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵問(wèn)題

在產(chǎn)品研發(fā)、制造、質(zhì)控到交付的鏈條中，與供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)交互將會(huì)帶來(lái)大量的挑戰(zhàn)。它直接影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，也影響了整個(gè)供應(yīng)鏈運(yùn)行的效率。

例如在研發(fā)階段，需要與大量供應(yīng)商同步解決需求的變更和零部件相互之間的配合問(wèn)題。

產(chǎn)品生命周期和研發(fā)中的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)交互問(wèn)題（來(lái)源：Ryan Gelotte和Jennifer Herron數(shù)字孿生體課堂）

對(duì)于供應(yīng)鏈的數(shù)字化賦能，核心是解決數(shù)據(jù)交換問(wèn)題，關(guān)鍵是建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

為了解決供應(yīng)商交互問(wèn)題，工業(yè)界和標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合制定了一系列包含產(chǎn)品全生命周期（PLCS）信息的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，例如2005年發(fā)布的《ISO 10303 STEP——產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)》等。

產(chǎn)品全生命周期信息數(shù)據(jù)交換（來(lái)源：安世亞太）

隨著數(shù)字化時(shí)代數(shù)字孿生和增材制造等新技術(shù)的加入，數(shù)據(jù)類(lèi)型更為豐富、數(shù)據(jù)容量幾何級(jí)增長(zhǎng)、數(shù)據(jù)交互的時(shí)效性要求更高、數(shù)據(jù)價(jià)值和應(yīng)用分析的工具更為先進(jìn)，同時(shí)也帶來(lái)了對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)更新和工具更新的要求。

以增材制造為例，研發(fā)和制造過(guò)程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，動(dòng)輒以G計(jì)算；由于傳感器、機(jī)器視覺(jué)、人工智能和數(shù)字孿生的應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程也由傳統(tǒng)單向低速控制指令，轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂浦噶詈瓦^(guò)程檢測(cè)數(shù)據(jù)雙向高速傳輸；而生產(chǎn)過(guò)程中積累的大量數(shù)據(jù)，除產(chǎn)品質(zhì)量保證外，在其生命周期中的可靠性管理和預(yù)測(cè)性維護(hù)等領(lǐng)域，都將發(fā)揮重要價(jià)值。

增材制造的數(shù)字線(xiàn)程（來(lái)源：Paul Witherell，數(shù)字孿生體課堂）

對(duì)于數(shù)字孿生體和增材制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，已成為ISO等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和我國(guó)十四五數(shù)字化制造的核心研究課題。

同時(shí)，海量數(shù)據(jù)的高速低延時(shí)傳輸，對(duì)通訊基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更高的要求。以5G應(yīng)用為代表的數(shù)字化新基建正成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)面向未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)力點(diǎn)。

2020年初，德國(guó)Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所IPT和瑞典移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商愛(ài)立信共同開(kāi)發(fā)了“歐洲5G工業(yè)園區(qū)”概念，在亞琛園區(qū)測(cè)試新移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)控制與物流方面的應(yīng)用。我國(guó)以華為為支撐的5G工業(yè)園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目也在多地規(guī)劃布局和建設(shè)中，將成為未來(lái)數(shù)字化園區(qū)和工廠(chǎng)的標(biāo)配。

5G工業(yè)園區(qū)中的增材制造場(chǎng)景（來(lái)源：3D科學(xué)谷）

未來(lái)，隨著5G通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，數(shù)字孿生、增材制造等數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的逐漸完善，必將為制造業(yè)的供應(yīng)鏈管理帶來(lái)全面變革。

關(guān)于安世亞太

安世亞太具有24年的研發(fā)信息化工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)和服務(wù)經(jīng)驗(yàn)、6年的工業(yè)品先進(jìn)設(shè)計(jì)和增材制造經(jīng)驗(yàn)，是我國(guó)工業(yè)企業(yè)研發(fā)信息化領(lǐng)域的領(lǐng)先者、新型工業(yè)品研制者、企業(yè)仿真體系和精益研發(fā)體系創(chuàng)立者，在國(guó)內(nèi)PLM、虛擬仿真及先進(jìn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，提出了基于增材思維的先進(jìn)設(shè)計(jì)和智能制造解決方案，聚焦于打造以增材思維為核心的先進(jìn)設(shè)計(jì)與智能制造產(chǎn)業(yè)鏈，以全球視野和格局進(jìn)行資源整合、技術(shù)轉(zhuǎn)化和生態(tài)構(gòu)建。