数字供应链管理实务任务8-3 数字化供应链管理关键技术电子课件 .ppt

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1、数字供应链管理实务任务8-3 数字化供应链管理关键技术电子课件 数字化供应链管理技术数字化供应链管理技术 项项目目三三教学单元教学单元 知识点知识点8-38-3：数字化供应链管理关键技术供应链管理数字孪生技术供应链管理数字孪生技术目目 录录CONTENTS数字孪生技术概述数字孪生技术概述一使能数字供应链孪使能数字供应链孪生的关键技术生的关键技术 二数字孪生技术的数字孪生技术的应用价值应用价值三思政目标思政目标壹壹贰贰在新经济时代，信息化技术的应用使供应链管理发生了巨大在新经济时代，信息化技术的应用使供应链管理发生了巨大变化，供应链网络必须不断优化完善，流程必须以消费者为变化，供应链网络必须不断

2、优化完善，流程必须以消费者为导向且具有高度灵活性，才能够在激烈竞争中满足客户多元导向且具有高度灵活性，才能够在激烈竞争中满足客户多元化的需求，以确保按时交付货物和服务。化的需求，以确保按时交付货物和服务。随着数字化转型的深入发展以及数字技术，如物联网、人工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（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。域。一、数字孪生技术概述一、数字孪生技术概述数字孪生，英文名为数字孪生，英文名为

3、DigitalTwinDigitalTwin（数字双胞胎），也称之为（数字双胞胎），也称之为数字映射、数字镜像。数字映射、数字镜像。数字孪生是起源于工业界的概念。在工业制造领域，有个词数字孪生是起源于工业界的概念。在工业制造领域，有个词叫做叫做“产品生命周期管理产品生命周期管理(PLM)”(PLM)”。1.1.数字孪生技术的起源数字孪生技术的起源全生命周期，指的是数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、全生命周期，指的是数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、制造、服务、维护甚至报废回收的整个周期。制造、服务、维护甚至报废回收的整个周期。它并不仅仅局限于协助企业把产品更好的造出来，还包括协它并不仅仅局

4、限于协助企业把产品更好的造出来，还包括协助用户更好的使用产品。助用户更好的使用产品。而实时而实时/准实时，指的是本体和孪生体之间，可以构建全面的准实时，指的是本体和孪生体之间，可以构建全面的实时或准实时联系。实时或准实时联系。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取更进一步的行企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取更进一步的行动和干预。动和干预。（1 1）“数字孪生数字孪生”，按字面意思，就是为真实的物理世界搭建，按字面意思，就是为真实的物理世界搭建一个高度镜像化的数字世界。一个高度镜像化的数字世界。一个系统、一台机器，运转状况如何，可以通过数字世界清一个系统、一台机器，运转状况如何，可以通

5、过数字世界清晰感知，就像照镜子一样。晰感知，就像照镜子一样。在现代商业世界中供应链不断生成数据，利用这些数据实现在现代商业世界中供应链不断生成数据，利用这些数据实现供应链价值最大化，可以使企业在激烈的竞争环境中脱颖而供应链价值最大化，可以使企业在激烈的竞争环境中脱颖而出。出。（2 2）“数字孪生数字孪生”，一种对物理系统、资产或流程的数字仿真，一种对物理系统、资产或流程的数字仿真技术。技术。l通常与物联网技术配套，用于测试仿真系统。通常与物联网技术配套，用于测试仿真系统。l你拥有一个现实世界，完美的数字副本：即数字孪生。你拥有一个现实世界，完美的数字副本：即数字孪生。l它可以帮助你开展虚拟协作

6、，快速获取传感器数据并模拟条它可以帮助你开展虚拟协作，快速获取传感器数据并模拟条件，清楚地了解假设情景，更能精准地预测结果，并输出指件，清楚地了解假设情景，更能精准地预测结果，并输出指令以操纵现实世界。令以操纵现实世界。（3 3）“数字孪生体数字孪生体”，由数据科学和机器学习支撑，为现实世，由数据科学和机器学习支撑，为现实世界的活动提供优化和洞察。因此，一些具有前瞻性的企业开界的活动提供优化和洞察。因此，一些具有前瞻性的企业开始考虑将数字孪生（始考虑将数字孪生（Digital TwinDigital Twin，DTDT）概念应用于供应链）概念应用于供应链管理。数字孪生是一种前沿技术。管理。数字

7、孪生是一种前沿技术。数字孪生发展了四个阶段数字孪生发展了四个阶段 ：阶段一阶段一：1960-1960-世纪之交，是数字孪生的技术准备期。世纪之交，是数字孪生的技术准备期。阶段二阶段二：2002-20102002-2010，是数字孪生的概念产生期。，是数字孪生的概念产生期。阶段三阶段三：2010-20202010-2020是数字孪生的预先应用期是数字孪生的预先应用期 。阶段四阶段四：2020-2020-未来，数字孪生未来，数字孪生 技术的深度开发和大规模技术的深度开发和大规模扩展应用期。扩展应用期。总之，数字孪生包含多种形式，可以是简单的数字孪生（用总之，数字孪生包含多种形式，可以是简单的数字孪

8、生（用于模拟不同环境中各个部分的行为），也可以是复杂生态系于模拟不同环境中各个部分的行为），也可以是复杂生态系统的数字孪生（用于模拟各种变量对生态系统的影响）。统的数字孪生（用于模拟各种变量对生态系统的影响）。在制造业中，数字孪生技术可以使最终用户、品牌和制造商在制造业中，数字孪生技术可以使最终用户、品牌和制造商本身受益。本身受益。2.2.数字孪生技术的概念数字孪生技术的概念（1 1）数字孪生：数字孪生：是指现实世界中的实体或系统的数字化表示，可以连接每个是指现实世界中的实体或系统的数字化表示，可以连接每个属于组织环境的资产（包括流程、技术、架构、客户交互、属于组织环境的资产（包括流程、技术、

9、架构、客户交互、业务能力、战略、角色、职责、产品、服务、分销渠道），业务能力、战略、角色、职责、产品、服务、分销渠道），并提供报告和可视化工具。并提供报告和可视化工具。（2 2）数字孪生概念由密歇根大学的米歇尔）数字孪生概念由密歇根大学的米歇尔格利维斯格利维斯（Michael GrievesMichael Grieves）等于）等于 2001 2001 年至年至 2002 2002 年左右年左右 在在PLMPLM的概念性设想的概念性设想(Conceptual ldeal for PLM)(Conceptual ldeal for PLM)报告中提出，报告中提出，它由现实空间、虚拟空间它由现实空

10、间、虚拟空间(包括虚拟子空间包括虚拟子空间)之间的数据流、之间的数据流、信息流的连接信息流的连接3 3三部分组成。三部分组成。它确实拥有数字孪生体的所有元素，其中能与现实空间进行它确实拥有数字孪生体的所有元素，其中能与现实空间进行动态的数据和信息交换的虚拟空间就是今天数字孪生的初始动态的数据和信息交换的虚拟空间就是今天数字孪生的初始型式。如下图所示。型式。如下图所示。图图 最早数字孪生的概念最早数字孪生的概念 模型示意图模型示意图作为制造内容的虚拟表示，格利维斯等将数字孪生与其工程作为制造内容的虚拟表示，格利维斯等将数字孪生与其工程设计进行比较，以便更好地了解生产与设计的内容，从而加设计进行比

11、较，以便更好地了解生产与设计的内容，从而加强设计与执行之间的循环。强设计与执行之间的循环。（3 3）在格利维斯等提出数字孪生概念的基础上，其他学者又提）在格利维斯等提出数字孪生概念的基础上，其他学者又提出了出了两个主要观点：两个主要观点：第一第一，数字孪生是一种模型，可以从中推导出不同类型的仿，数字孪生是一种模型，可以从中推导出不同类型的仿真模型，并将数字孪生视为模型、数据和信息的组合；真模型，并将数字孪生视为模型、数据和信息的组合；第二第二，数字孪生是一种仿真模拟。，数字孪生是一种仿真模拟。大部分学者更支持第一种看法，认为数字孪生是多种模型、大部分学者更支持第一种看法，认为数字孪生是多种模型

12、、海量数据和业务信息的组合。海量数据和业务信息的组合。（4 4）狭义数字孪生）狭义数字孪生 :数字孪生是它物理对象的一个动态软数字孪生是它物理对象的一个动态软件模型件模型 /动态的数字模型，或数字代表动态的数字模型，或数字代表 /表示表示 /镜像镜像 。（5 5）广义数字孪生）广义数字孪生 :数字孪生，广义上是由物理对象、数数字孪生，广义上是由物理对象、数字镜像及互动系统构成的一个体系，它孪生则需要包含数字字镜像及互动系统构成的一个体系，它孪生则需要包含数字镜像和交互系统。镜像和交互系统。二、使能数字供应链孪生的关键技术二、使能数字供应链孪生的关键技术物联网、云计算、物联网、云计算、API A

13、PI 和人工智能技术提供了创建数字孪生和人工智能技术提供了创建数字孪生所需的底层传感和处理基础设施，而增强、混合和虚拟现实所需的底层传感和处理基础设施，而增强、混合和虚拟现实是可视化数字孪生并使其对用户真实化的工具。是可视化数字孪生并使其对用户真实化的工具。使能数字供应链孪生的关键技术除上面的基础设施和工具外，使能数字供应链孪生的关键技术除上面的基础设施和工具外，还需要一些数字供应链孪生特别要求的技术，以保证物理供还需要一些数字供应链孪生特别要求的技术，以保证物理供应链正确的动态的数字表示所要求的全面数字化，高度供应应链正确的动态的数字表示所要求的全面数字化，高度供应链连接和协同。链连接和协同

14、。这些特别的关键技术包括这些特别的关键技术包括:1.数字化供数字化供应链物件物件的的标识及解析技及解析技术5.边缘计算算2.供供应链数字数字协调平台技平台技术6.事件流事件流处理（理（ESP）平台）平台3.移移动互互联网和网和物物联网技网技术7.实时可可见性性4.5G网网络8.高高级分析和供分析和供应链大大脑技技术9.数字供数字供应链仿真技仿真技术10.地理信息系地理信息系统（GIS）技）技术、自主、自主车辆技技术三、数字孪生技术的应用价值三、数字孪生技术的应用价值 数字供应链孪生在运营中有着广泛的用前景。数字供应链孪生在运营中有着广泛的用前景。20202020年疫情之后成为了最前沿的研究课题

15、，并成为数字化转年疫情之后成为了最前沿的研究课题，并成为数字化转型的关键组成部分和推动者。型的关键组成部分和推动者。这主要是因为目前有足够的资金支持以数字孪生技术所需的这主要是因为目前有足够的资金支持以数字孪生技术所需的速度和分辨率收集数据，并发展了从这些数据中获取价值的速度和分辨率收集数据，并发展了从这些数据中获取价值的深度学习和人工智能算法。数字孪生技术的作用如下：深度学习和人工智能算法。数字孪生技术的作用如下：1.可可视性性4.文档的机器学文档的机器学习与行与行为模式分析模式分析5.连接多种接多种业务应用程序用程序2.预测3.多种可能性分析多种可能性分析（1 1）可视性：）可视性：数字孪

16、生技术通过规模庞大的互联系统，可以数字孪生技术通过规模庞大的互联系统，可以实现更好的可视化管理。实现更好的可视化管理。（2 2）预测：）预测：使用各种建模技术，数字孪生模型可用于预测系使用各种建模技术，数字孪生模型可用于预测系统的未来状态。统的未来状态。（3 3）多种可能性分析：）多种可能性分析：通过设计合理的界面与模型实现交互，通过设计合理的界面与模型实现交互，模拟在现实生活中不可能存在的各种条件。模拟在现实生活中不可能存在的各种条件。（4 4）文档的机器学习与行为模式分析：）文档的机器学习与行为模式分析：数字孪生模型可实现数字孪生模型可实现文档或者文件的机器学习，并能够分析理解人类行为模式

17、。文档或者文件的机器学习，并能够分析理解人类行为模式。（5 5）连接多种业务应用程序：）连接多种业务应用程序：好的数字孪生模型可用于连接好的数字孪生模型可用于连接多种业务应用程序，以满足供应链运营环境中的业务需求，多种业务应用程序，以满足供应链运营环境中的业务需求，包括制造、采购、仓储、运输和物流、现场服务等。包括制造、采购、仓储、运输和物流、现场服务等。四、数字孪生技术在供应链管理中的应用展望四、数字孪生技术在供应链管理中的应用展望 在未来，随着数字孪生技术的发展，还可将此技术应用在逆在未来，随着数字孪生技术的发展，还可将此技术应用在逆向供应链管理、应急物流等业务中。向供应链管理、应急物流等

18、业务中。1.1.在逆向供应链管理中的应用在逆向供应链管理中的应用 为了重新获取产品的使用价值或正确处置废弃产品，检验和为了重新获取产品的使用价值或正确处置废弃产品，检验和分类处理的工作环节即检验回收产品的质量水平，以及为逆向分类处理的工作环节即检验回收产品的质量水平，以及为逆向供应链中各个产品制定恰当的处理策略，显得尤为重要。供应链中各个产品制定恰当的处理策略，显得尤为重要。（1 1）通过数字孪生技术对逆向供应链流程建立仿真模型，企）通过数字孪生技术对逆向供应链流程建立仿真模型，企业可确定对回收产品特性评判的标准，机器根据标准自动对业可确定对回收产品特性评判的标准，机器根据标准自动对回收产品进

19、行分类。回收产品进行分类。各种标准的产品包括再使用产品，即可直接再使用或再销售各种标准的产品包括再使用产品，即可直接再使用或再销售的产品；需升级产品，即需要对产品进行再包装和修理、修的产品；需升级产品，即需要对产品进行再包装和修理、修复或再制造的产品；复或再制造的产品；原料恢复产品，包括拆用配件和再循环；原料恢复产品，包括拆用配件和再循环；废物处理产品，包括焚化和掩埋产品。废物处理产品，包括焚化和掩埋产品。（2 2）生产商在面对退回产品时，要充分利用数字孪生技术）生产商在面对退回产品时，要充分利用数字孪生技术建立数据模型，建立数据模型，在检验与分类处理的过程中自动分析回收产品存在的缺陷，在检验

20、与分类处理的过程中自动分析回收产品存在的缺陷，以便管理者在正向供应链中使用这些信息对产品设计进行以便管理者在正向供应链中使用这些信息对产品设计进行改造，大大提高企业效率。改造，大大提高企业效率。（3 3）通过数字孪生技术为逆向供应链提供机会来模拟、验证）通过数字孪生技术为逆向供应链提供机会来模拟、验证和优化整个生产系统，并测试如何依靠生产流程、生产线和和优化整个生产系统，并测试如何依靠生产流程、生产线和自动化来构建产品的所有主要部件和子组件，帮助计划团队自动化来构建产品的所有主要部件和子组件，帮助计划团队设计一个有效的物流解决方案来满足生产线的需要。为了实设计一个有效的物流解决方案来满足生产线

21、的需要。为了实现现“智能工厂智能工厂”，也可将自动导向的车辆、机架、箱子和运，也可将自动导向的车辆、机架、箱子和运输工具列为生产系统的数字孪生体的一部分。输工具列为生产系统的数字孪生体的一部分。2.2.在应急物流中的应用在应急物流中的应用 应用数字孪生技术建立应急物流供应链数字孪生体，分析所应用数字孪生技术建立应急物流供应链数字孪生体，分析所有突发事件的不确定性因素，有突发事件的不确定性因素，建立应急物流数据库以及风险分析模型，进而制定规范（具建立应急物流数据库以及风险分析模型，进而制定规范（具有系统性、科学性、针对性、可操作性）的应急预案，有系统性、科学性、针对性、可操作性）的应急预案，在这

22、个虚拟的空间内根据模拟的各种可能发生的紧急情况进在这个虚拟的空间内根据模拟的各种可能发生的紧急情况进行行“实战演练实战演练”，进一步提高政府官员或者企业人员对危机，进一步提高政府官员或者企业人员对危机管理的意识。管理的意识。当然，应急物流工程在完成当然，应急物流工程在完成“应急应急”任务的基础上，也应充任务的基础上，也应充分考虑物流成本。分考虑物流成本。通过数字孪生技术可以对运输路线进行优化以及加强对应急通过数字孪生技术可以对运输路线进行优化以及加强对应急物资的有效管理。物资的有效管理。如面对自然灾害、公共卫生事件时，不仅要选择最优路径，如面对自然灾害、公共卫生事件时，不仅要选择最优路径，还要对应急物资储备量进行预测，避免不必要的资源浪费，还要对应急物资储备量进行预测，避免不必要的资源浪费，从而对物流成本做出更精确的预算。从而对物流成本做出更精确的预算。数字孪生技术在应急物流中的应用，可以保证一旦有突发事数字孪生技术在应急物流中的应用，可以保证一旦有突发事件，数字孪生系统能够以最短的时间对不同的应急物流预案件，数字孪生系统能够以最短的时间对不同的应急物流预案进行评价和排序，从而确定最优方案。进行评价和排序，从而确定最优方案。谢谢聆听聆听“北斗北斗”+智慧物流传播工作室智慧物流传播工作室再再见