一、供應(yīng)鏈管理的挑戰(zhàn)與數(shù)字化工具
供應(yīng)鏈管理對于制造型公司，尤其是生產(chǎn)制造大中型復(fù)雜裝備商品、多類別訂單式生產(chǎn)制造和全球化購置運營的大中型海外制造公司來講，重要性顯而易見。公司的供應(yīng)鏈管理一定是其整體發(fā)展戰(zhàn)略最重要的有機構(gòu)成部分之一，牽涉到企業(yè)運營的各個方面。
比如：新產(chǎn)品研發(fā)過程中，主機廠對其子系統(tǒng)或零部件供應(yīng)商的產(chǎn)品研發(fā)外協(xié)、信息系統(tǒng)集成和新項目管理；購置全過程中，制訂有效的供應(yīng)商準入條件對策，均衡品質(zhì)、成本費、交貨期等；加工過程中，布局合理OEM、ODM供應(yīng)商，明確適合的生產(chǎn)規(guī)劃和庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)；維修保養(yǎng)階段，備件的供貨和逆向物流等。除此之外還需考慮到商品運輸物流整體規(guī)劃保障，而經(jīng)濟全球化的供應(yīng)鏈還需考慮到貿(mào)易管控、地方政府需求、轉(zhuǎn)移定價、稅收、利率、會計事務(wù)的管理決策等。
這是一個繁雜的生態(tài)體系，稍不留神就會造成 生產(chǎn)中斷、銷售缺貨、成本費飆升、品質(zhì)惡性事件等比較嚴重問題。
解決困難首先必須具備對該復(fù)雜系統(tǒng)的“可視性”，從而具備“可預(yù)見性”，及其造成風(fēng)險性管理和風(fēng)險性緩解的“應(yīng)急預(yù)案”。數(shù)字孿生體技術(shù)具備“數(shù)化”、“建?！薄ⅰ盎咏涣鳌?、“模擬仿真”、“沙盒仿真模擬”等特點，為供應(yīng)鏈管理這類復(fù)雜系統(tǒng)出示了強有力的數(shù)字化支撐。
而增材制造具備“隨需而制”、“簡化產(chǎn)品構(gòu)造和零部件”、“簡化產(chǎn)品所需原材料類別”、“簡化生產(chǎn)流程和降低工廠需求”等特點，從數(shù)字化制造的另一面為簡化供應(yīng)鏈管理出示了生產(chǎn)工藝上的支撐。兩者相結(jié)合勢必對制造業(yè)供應(yīng)鏈管理帶來數(shù)字化改革，而且愈來愈多的運用實例已開始體現(xiàn)。
二、數(shù)字孿生與增材制造顛覆式創(chuàng)新供應(yīng)鏈管理的多個角度
以公司制造全流程來看，主要牽涉到設(shè)計（Design）、制造（Manufacturing）和質(zhì)量（Quality）三個關(guān)鍵步驟，這些階段對供應(yīng)鏈管理都造成了關(guān)鍵影響。
在現(xiàn)階段的環(huán)境下，在產(chǎn)品研發(fā)、制造、質(zhì)量管理和供應(yīng)鏈行業(yè)，大多數(shù)公司已基本完成信息化管理，存在著許多信息管理系統(tǒng)。各個信息管理系統(tǒng)很有可能具備自身的實體模型，可是通常無法相通，更欠缺可以貫穿流程，及其被產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上中下游所共同認可的規(guī)范。這造成了繁雜的信息管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口難題，數(shù)據(jù)信息和產(chǎn)品品質(zhì)無法保證，更無法考慮新時期服務(wù)化制造、大批量個性定制需求下對供應(yīng)鏈管理的需求。
三、數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)對供應(yīng)鏈顛覆式創(chuàng)新的影響
以數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)解決大批量個性定制或是迅速轉(zhuǎn)變的市場需求，將對供應(yīng)鏈造成以下影響：
1. 從反向工程到順向設(shè)計方案：在經(jīng)濟發(fā)展日漸現(xiàn)代化、社會化的今日，繁雜商品和系統(tǒng)軟件的測繪仿制已不可行。而伴隨著專利權(quán)維護的核心理念日益鞏固，從中國制造邁向中國創(chuàng)造，中國已經(jīng)變成順向設(shè)計方案和自主創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。順向設(shè)計方案必須根據(jù)實體模型、自頂向下的自動化控制（MBSE）。繁雜的商品BOM構(gòu)造、及其頻繁的需求和工程變更互動，需要主機廠與供應(yīng)鏈具備基于統(tǒng)一數(shù)字孿生體實體模型的系統(tǒng)軟件支持；
2.共享設(shè)計方案和模擬仿真資源、運用統(tǒng)一的標準：伴隨著支持設(shè)計方案和模擬仿真的云服務(wù)平臺創(chuàng)建，供應(yīng)商將能夠和主機廠在同樣的服務(wù)平臺上工作，應(yīng)用同一套設(shè)計方案和檢測標準，共享硬件軟件資源，數(shù)據(jù)信息和信息內(nèi)容集中化管理；
3.面向增材的設(shè)計方案將極大減少商品零部件和供應(yīng)商總數(shù)：以GE的CT7渦軸/渦槳發(fā)動機改進版的發(fā)動機燃燒室中框架單元體為例子，選用面向增材的設(shè)計方案DFAM后，原先的七個部件以及300個零件最后組成一個零組件。除了減重十余磅，研發(fā)部門規(guī)模降低了一個量級，供應(yīng)商總數(shù)也由50多個降為一個，技術(shù)服務(wù)中心由五個降為一個；
4.產(chǎn)品原型將獲得快速制造：伴隨著增材制造裝備的普及化，主機廠與供應(yīng)商之間的產(chǎn)品原型互動將更加簡單。傳統(tǒng)式的商品制造和運輸全過程，將被數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的電子傳輸所取代，按需隨時隨地復(fù)印，極大地減少了時間周期和成本費。
四、數(shù)字化制造對供應(yīng)鏈顛覆式創(chuàng)新的影響
以增材制造為代表的數(shù)字化制造，其生產(chǎn)流程簡單，隨需而制，使低成本的分布式制造變成可能，帶來庫存量和供應(yīng)鏈的大幅度簡化。
1.“隨需而制”的分布式制造和庫存方式：比如UPS和FastRadius、SAP共建的分布式制造服務(wù)平臺，致力于滿足全世界供應(yīng)鏈持續(xù)轉(zhuǎn)變的需求，提供按需制造和供應(yīng)鏈解決方法。其核心是提供一個“虛擬庫存”，能夠安全地儲存顧客零件的數(shù)據(jù)模型和生產(chǎn)工藝流程，零部件僅在需要時才展開生產(chǎn)制造。這消除了制造商物理儲存零件的庫存成本費，并可以在二十四小時內(nèi)立即填補庫存量。FastRadius將增材制造管理中心設(shè)定在戰(zhàn)略的“跑道終點”位置，使FastRadius最多可以節(jié)省6個鐘頭的生產(chǎn)時間，這能夠為顧客出示真實的按時生產(chǎn)，訂單最快可能在提交訂單的同一天內(nèi)配送。
2.維修保養(yǎng)過程中的配件供貨：在武器裝備應(yīng)用和維修保養(yǎng)全過程中，隨需打印大幅度降低了配件庫存量和配件貨運物流，尤其是針對一部分高價值和無法拆裝的裝備和場所（比如戰(zhàn)場和外太空環(huán)境），運用增材制造技術(shù)還可展開現(xiàn)場復(fù)印和修補，大幅度降低修補時間和成本。
3.創(chuàng)建制造過程的數(shù)字孿生體：將促使供應(yīng)商能隨時隨地把握其商品在總裝廠的庫存量、安裝和應(yīng)用過程，及其在整個設(shè)備檢測中的特性表現(xiàn)，變處于被動地接納訂單信息和問題反饋為積極分配生產(chǎn)制造和改善商品。
五、數(shù)字化質(zhì)量控制對供應(yīng)鏈顛覆式創(chuàng)新的影響
供應(yīng)商質(zhì)量管理是供應(yīng)鏈管理的關(guān)鍵和難題，而數(shù)字孿生和增材制造等數(shù)字化技術(shù)的引進，將對產(chǎn)品品質(zhì)操縱帶來新的方式。擺脫傳統(tǒng)式具有一定風(fēng)險性的抽樣檢驗方式，根據(jù)每一個商品數(shù)字孿生體的過程數(shù)據(jù)信息和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的人工智能技術(shù)剖析，就會精準辨別產(chǎn)品品質(zhì)甚至劃分商品級別。
1. 增材制造提供充足的制造全過程數(shù)據(jù)信息：相對于傳統(tǒng)式等材和減材制造，增材制造將可提供商品更加詳細的數(shù)字孿生體。由于選用逐點沉積成形技術(shù)，針對每一個點的主要參數(shù)均有詳盡記錄，同時對成形全過程品質(zhì)在線監(jiān)測，信息量遠遠地超過CNC等減材加工工藝。配置機器視覺技術(shù)和人工智能技術(shù)對數(shù)據(jù)信息展開剖析，發(fā)現(xiàn)品質(zhì)缺點和可靠性安全隱患，主機廠甚至能夠“看著零件長大”，把握最全面靠譜的品質(zhì)信息內(nèi)容；
2.提升供應(yīng)商品質(zhì)管理的智能化系統(tǒng)和自動化技術(shù)水平：通過對供應(yīng)商數(shù)字化制造顛覆式創(chuàng)新，在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)累積下將可大大簡化和提升供應(yīng)商管理全過程。比如：在供應(yīng)商準入階段，將其數(shù)字化制造水平做為關(guān)鍵的考核標準；在供應(yīng)商審批階段，將飛行檢查改成對全過程監(jiān)管數(shù)據(jù)信息的常態(tài)化監(jiān)管；在成品檢驗進廠階段，將抽樣檢查檢測變化為對商品數(shù)字孿生體的AI檢測；供應(yīng)商的考評與定級，基于上述的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。
六、供應(yīng)鏈數(shù)字化顛覆式創(chuàng)新中的數(shù)據(jù)信息交互規(guī)范和高速傳輸數(shù)據(jù)等至關(guān)重要的問題
在新產(chǎn)品開發(fā)、制造、質(zhì)量控制到交貨的鏈條中，與供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)信息互動將會帶來很多的挑戰(zhàn)。它直接影響了最后商品的品質(zhì)，也影響了整個供應(yīng)鏈運作的效率。比如在產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)，需要與很多供應(yīng)商同步處理需求的變動和零部件彼此之間的配合難題。
針對供應(yīng)鏈的數(shù)字化顛覆式創(chuàng)新，核心是處理數(shù)據(jù)傳輸難題，關(guān)鍵是創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準。為了處理供應(yīng)商互動難題，工業(yè)領(lǐng)域和標準化組織協(xié)同制訂了一系列包括商品全生命周期（PLCS）信息內(nèi)容的國家標準，比如2005年公布的《ISO10303STEP——產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標準》等。
伴隨著數(shù)字化時期數(shù)字孿生和增材制造等新技術(shù)應(yīng)用的添加，基本數(shù)據(jù)類型更加充足、數(shù)據(jù)信息容積幾何級提高、數(shù)據(jù)信息互動的時效性需求高些、數(shù)據(jù)價值和運用剖析的專用工具更加優(yōu)秀，同時也帶來了對數(shù)據(jù)標準升級和專用工具升級的需求。
以增材制造為例子，產(chǎn)品研發(fā)和制造過程中的商品數(shù)據(jù)信息，動輒以G計算；由于傳感器、機器視覺技術(shù)、人工智能技術(shù)和數(shù)字孿生的運用，傳輸數(shù)據(jù)過程也由傳統(tǒng)式單邊低速指令，變化為控制指令和過程檢驗數(shù)據(jù)信息雙向高速傳輸；而加工過程中累積的海量數(shù)據(jù)信息，除產(chǎn)品品質(zhì)保障外，在其全生命周期中的可靠性管理和預(yù)測性維護等領(lǐng)域，都將充分發(fā)揮關(guān)鍵效用。
對于數(shù)字孿生體和增材制造有關(guān)規(guī)范的制定，已成為ISO等國際標準化組織和我國十四五數(shù)字化制造的關(guān)鍵研究課題。
另外，海量信息的高速低延時傳輸，對通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也明確提出了更高的需求。以5G運用為代表的數(shù)字化新基建正變?yōu)橹圃鞓I(yè)大國走向未來市場競爭的著力點。
今年初，德國FraunhoferIPT弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所IPT和瑞典移動網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商愛立信聯(lián)合開發(fā)了“歐洲5G工業(yè)園區(qū)”定義，在亞琛產(chǎn)業(yè)園區(qū)測試新移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)控制與貨運物流層面的運用。我國以華為為支撐的5G工業(yè)區(qū)項目建設(shè)也在多地整體規(guī)劃布局和建設(shè)中，將成為將來數(shù)字化產(chǎn)業(yè)園區(qū)和加工廠的標準配置。
未來，伴隨著5G通信網(wǎng)絡(luò)基本建設(shè)，數(shù)字孿生、增材制造等數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展和有關(guān)規(guī)范化工作的慢慢健全，終將為制造業(yè)的供應(yīng)鏈管理帶來全方位轉(zhuǎn)型。