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    供應鏈數字孿生:簡化物流的18種方式

    作者:CBISMB責任編輯:賈西貝 2022-04-29 14:42:36
    來源:ISMB關鍵字:數字孿生

    數字孿生改善企業供應鏈的價值,正變得越來越大。數字孿生可以模擬產品或建筑物,而供應鏈孿生則可以模擬原材料、成品和客戶之間的連接。當企業供應鏈由于疫情和運輸環節造成了中斷時,供應鏈孿生的重要性愈加顯現。

    Capgemini Engineering公司美洲和亞太地區總裁Brian Bronson認為:“過去幾年發生的重大變化,讓供應鏈的可預測性和彈性成為企業的首要任務。一家公司的供應鏈從整個工作流程來看是有很多步驟和移動組成部分的,每一個步驟都伴隨著另一個變量,且這個變量可能帶來更多的潛在挑戰?!?

    數字孿生有助于預測這些情景并制定替代性的策略,以最低成本滿足客戶的期望。企業可以重建一切,從航運到卡車運輸和其他運輸方式、倉庫和配送中心內的庫存、將產品運送到目的地的最后一公里。

    Aveva公司規劃、模擬和優化業務高級副總裁Harpreet Gulati表示:“數字孿生技術是供應鏈管理的未來,最大的優勢之一是,無論人們身在何處,他們看到的畫面都是相同的?!惫湆\生還可以實現跨規劃、調度、運營和分銷多個環節的協作,確保每個人對工廠和業務的理解都是相同的。

    下面就讓我們來看看數字孿生用于簡化供應鏈物流的18種方式:

    戰略規劃

    過去,企業會使用大量的電子表格制定戰略計劃,一年規劃一次。而數字孿生可以把所有數據都整合在一起,讓團隊每年可以多次修改這些中短期計劃?!肮湐底謱\生可用于戰略規劃,因為這樣就可以積累有關企業、環境、地理空間的數據,結構化和非結構化數據,”NTT公司供應鏈轉型負責人Yogesh Amraotkar這樣表示。供應鏈孿生可以預測潛在危險,并模擬各種方案來進行應對。

    運營規劃

    運營計劃可以幫助校準數周或者數月之后的采購和運輸活動,這其中涉及運送下一季貨物的遠洋班輪、規劃下一季度生產的汽車、卡車或工業設備零部件和原材料等因素。運營規劃可以幫助團隊在更快的飛機路線和更具成本效益的船舶路線之間進行權衡。Amraotkar說,數字孿生還可以幫助企業及時了解港口和其他路線可能會出現的新瓶頸,從而規劃出具有成本效益的替代方案。

    戰術協調

    “供應鏈數字孿生幾乎可以實時降低風險,在這方面大放異彩,”Amraotkar說。戰術性的規劃有助于降低計劃外事件的影響,這些事件有時候會導致某個環節中斷,從而影響整個價值鏈中的多個環節。然而,在這個場景下采用數字孿生需要得到前線工作人員的認可,因為他們是參與到實施這一變革的群體。他警告說,如果大家無法協調一致的話,不同的利益相關者可能會做出他們認為可以緩解迫在眉睫問題的決定。孤立地看,每個人的決定也許都是對的,但是如果這些決定不是朝著同一方向的話,結果將是適得其反的。數字孿生有助于把決策者匯集在一起,共同評估模擬結果,以達成集體決策。

    優化銷售和運營一致性

    Hitachi Vantara公司行業主管Owen Keates表示:“數字孿生包括各種供需輸入以及供應鏈網絡的組成部分,包括倉庫、物流和庫存水平,是銷售和運營團隊必不可少的一個工具?!?

    通常,供應鏈團隊會向執行團隊提交每月推薦的銷售和運營計劃,以供考慮和簽署。該計劃將銷售訂單與業務容量預測相結合,以生產和采購滿足市場需求的產品,此外還要考慮風險價值、需求計劃、信心水平、以及其他潛在故障因素,例如工廠維護停工或采購延遲。數字孿生可以幫助團隊運行“假設”場景,以評估各種風險狀況、需求和供應能力之間的最佳平衡。

    供應鏈混沌工程

    Netflix等公司已經證明了“混沌工程”的價值,這種技術通過制造對軟件基礎設施的沖擊來構建更具彈性的系統。數字孿生則讓企業可以對供應鏈也實施類似的測試和分析。Everstream Analytics公司首席戰略官David Shillingford表示,企業使用供應鏈孿生進行場景規劃,其中“沖擊”應用于網絡的不同部分,可評估影響和最佳響應措施。把這一層連接到實時數據,有助于團隊通過結合事件監控來了解新部署可能帶來的影響。這種“風險調整”型數字孿生還可以通過獲取運輸計劃和運輸數據來評估網絡、車道和運輸風險,這讓企業可以在幾乎所有決策中都把風險因素考慮其中——從產品設計一直到最終交付。

    優化倉庫空間

    商業倉庫和工業空間的短缺,是供應鏈危機持續導致的另一個后果。Kargo公司首席執行官、創始人Sam Lurye表示:“現有空間最大化的最佳方法,就是對設施空間進行優化,而這可以通過創建裝卸碼頭和堆場的數字孿生來完成?!边@些數字孿生能夠模擬不同的堆場和碼頭配置,找到將貨物移入和移出設施最有效的方式。例如,有效地模擬堆場中不同的拖車定位,根據物料進入倉庫的位置確定裝載和卸載順序的優先級,從而提高效率,縮短卡車司機的空閑時間。

    運輸即服務的商業模式

    Equinix公司業務發展副總裁Jim Poole表示,運輸公司正在探索新的“即服務”業務模式,這種模式可以使用數字孿生來評估不同產品的成本。例如,鐵路局通常從火車制造商那里購買火車、備件、維護合同和其他必要的運輸設備。在即服務場景中,火車制造商出售服務(如鐵路貨運),根據火車的可靠性而不是設備本身來支付費用?!斑@樣就需要火車制造商能夠對他們的設備進行建模,以及整合從火車傳感器上收集的實時性能數據?!?

    管理卡車、飛機和火車的配置和性能

    Aras Corporation公司產品營銷總監Jason Kasper表示,數字孿生還可以幫助調整運輸貨物的資產配置,例如卡車、飛機和火車。很多企業開始通過收集傳感器信息、運行模擬和分析數據來評估故障模式、時間和由此產生的業務影響來提高這些資產性能的。Kasper認為,收集這些配置數據對于了解卡車之間的細微差異可能對成本和性能產生的影響來說,是至關重要的?!叭绻闶紫劝褦底謱\生配置視為打下基礎,然后開發出合適的流程和方法使其保持最新狀態,那么你就可以更準確地進行決策,從而更好地預測供應鏈,降低延遲,改進維護決策,延長關鍵資產的正常運行時間?!?

    整合需求和供應計劃

    Blue Yonder有很多客戶——例如半導體內存解決方案的全球領導者、全球第四大半導體公司美光科技——已經創建了數字孿生,用詳細的軟件模型來代表他們端到端的物理供應鏈。這些模型可捕獲前端晶圓廠、后端組裝和測試設施在半導體設備制造和分銷方面的詳細信息。美光通過情景規劃來模擬供應鏈在不同需求和供應條件下的行為。例如,美光可以預測當處于制造網絡不同階段下,生產能力全面受限或者不受限制時,滿足不同需求水平的能力如何。這樣美光就可以在問題發生之前預測容量是否短缺,并在引入特定干預措施之前,在虛擬環境中評估該措施可能帶來的影響。

    可見性和編排

    數字孿生還可以為制造企業以及零售企業提供端到端的、供應鏈不同階段的實時可見性和編排能力。例如,Blue Yonder公司的控制塔等技術,讓企業能夠全面監控不斷變化的產品庫存(包括飛機、遠洋客輪和卡車)以及制造工廠、配送中心、倉庫和商店的靜態庫存情況。此外,Blue Yonder公司還可以跟蹤整個供應網絡的銷售訂單和采購訂單情況,預測導致延遲發貨的潛在問題。Blue Yonder全球高科技制造企業副總裁Puneet Saxena表示:“疫情及其導致的供應中斷,給供應鏈專業人士帶來了前所未有的負擔,他們發現他們現在無法可靠地追蹤產品在全球范圍內的移動情況?!?

    減少對環境的影響

    數字貨運代理公司Zencargo的首席產品和技術官Tamir Strauss表示,供應鏈孿生還可以通過做出更好的決策來減少對環境的影響。例如,數字孿生有助于確定未來幾周內倉庫的庫存是否充足,并給出有關使用海運安排空運貨物的建議。這就需要規劃從工廠到港口(而不是機場)的新提貨路線,跟蹤相關船舶的可用容量,甚至可能將來自其他制造商的貨物合并到一個集裝箱中,從而進一步降低成本和對環境的影響。

    提高可持續性

    數字孿生還可以幫助企業滿足客戶對于提高產品可持續性的需求。Dassault Systèmes公司DELMIA戰略開發部的 Adrian Wood表示:“世界級的快遞公司會發現,最佳的路線規劃可以讓客戶按時交付包裹按時,并通過縮短路上時間來減少環境污染?!边@通常是需要權衡取舍的,而數字孿生有助于對權衡環境因素、效率和成本進行模擬。

    Shipwell公司首席執行官、聯合創始人Greg Price認為,數字孿生還可以讓托運人模擬不同的路線或者模式,從而更好地了解不同路徑可能產生的碳排放量。例如,可以模擬路線以避免城市地區的交通高峰時段,或者使用那些碳排放量較小、不太受歡迎的路線。

    創建循環經濟

    循環經濟的理念就是把一座工廠的廢棄物變成另一座工廠的資源投入。但是這其中有一個主要挑戰就是,原材料的可變性。廢棄物并不總是一樣的?!皵底謱\生幫助工廠適應這種可變性,”Feor Labs公司首席執行官、創始人Berk Birand表示。接收端的工程師可以使用數字孿生來弄清楚如何最有效地使用這些廢棄物,而無需求在現實環境中進行測試。

    “沒有數字孿生,就沒有循環經濟,”他說。

    適應市場變化

    很多能源企業正在借助數字孿生來評估新市場動態所帶來的影響。例如,英國石油公司(BP)的石油和天然氣下游業務每天在全球8家煉油廠要處理170萬桶原油。英國石油公司采用AVEVA Unified Supply Chain來快速運行復雜的分析,這意味著他們的分析師可以通過準確且實時數據來更好地評估商業風險和經濟驅動因素。過去他們需要近8個小時才能完成的復雜分析,現在只需不到4分鐘即可完成。英國石油公司的工藝工程師還可以與工廠操作員和維護人員進行有效溝通,降低風險并提高安全性。AVEVA公司的Gulati表示:“這樣英國石油公司的貿易商就可以更早地進入市場,更快地傳達工廠運營決策,比以往更快地做出決策?!?

    預測智能

    Stanley Black & Decker公司首席技術官Mark Maybury表示,該公司正在開始使用數字孿生來促進預測智能、預測分析和規范分析?!拔覀兪褂脭底止ぞ邅碓O計產品、評估相關的材料清單(BOM)、可制造性,并最終以數字化方式評估它們的可持續性?!彼麄兠媾R的一大挑戰,是該公司用于不同產品、人工流程、工廠和配送中心的模型,其虛擬程度是不同的,使用的語言也是不同的。例如,他們必須在保存于不同計算機輔助設計(CAD)工具中的不同產品模型、計算機數控(CNC)系統中的不同制造環節、業務流程建模符號描述下的不同工作流之間進行來回切換,“這些模型在特異性、表達性和準確性方面都是有所不同的?!?

    優化車隊路線

    全球技術研究和咨詢公司ISG最近與一家全球物流供應商展開合作,后者使用供應鏈數字孿生來優化車隊路線,并將每年的燃料消耗減少到約1000萬加侖,節省了4億美元的成本。在另一個案例中,某全球零售商使用谷歌地球引擎、衛星圖像和谷歌BigQuery云數據倉庫,通過對生產地點附近的森林砍伐程度進行量化,來追蹤棕櫚油的可持續采購情況。

    發現瓶頸

    很多軟件開發團隊長期以來一直有很豐富的指標來評估開發過程中的卡頓。機器視覺的進步也讓我們可以在虛擬環境中更容易地重現物理環境中的瓶頸。Datagen公司已經開始將此類數據提取到數字孿生中,以模擬人類如何執行各種物理過程如打包箱、組裝零件和移動部件。Datagen公司聯合創始人、首席執行官Gil Elbaz說:“你可以對人們的生產力進行追蹤,例如誰在做什么、何時何地以及在哪里出現了瓶頸?!边@些數字模型讓管理人員能夠對引入更多員工、尋找更好設備還是設計更好的方法之間進行權衡。

    對倉庫進行壓力測試

    Realtime Robotics公司全球物流業務高級總監Zach Gomez表示:“數字孿生應用于供應鏈行業最強大的用途之一,就是進行‘虛擬壓力測試’。企業定期對設施和運營情況進行壓力測試,以確定是否可以應對繁忙的季節。一些零售企業在假日購物高峰期的銷量甚至相當于全年銷量的一半。這意味著從技術到流程和程序的一切,都必須按照預期運轉。但是在現實環境中進行測試不僅耗時、成本高、而且人們并不總是能夠承受額外的壓力。使用數字孿生對整個設施進行模擬,就可以幫助企業組織對他們的規劃進行審查,消除任何缺陷,發現潛在問題,進行改進和修復,再重新模擬直到沒有問題。

    Gomez說:“這可以大幅減少在現實環境下進行壓力測試所需的時間和費用,你可以不斷模擬直到完美無缺?!?

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