供应链优化：新冠疫情催生的新物流策略，包括数字孪生技术

Konrad Wolfenstein

4年前

包括数字孪生和人工智能（机器学习）在内的新型物流战略——图片：Xpert.Digital / KeyFame|Shutterstock.com

2011年，德国语言协会（GfdS）将“压力测试”（Stresstest）评选为年度词汇。它指的是一种测试，用于衡量个体对事件的反应能力以及由此产生的、不断增加的生理或心理压力。媒体对核电站、临时储存设施、银行以及斯图加特21号铁路项目等进行的压力测试的报道，使“压力测试”一词广为人知。.

应对经济危机的计划？

有趣的是，德国所谓的国家大流行病应对计划最早于2005年发布，最近一次更新是在2017年3月。该计划是为了应对2002/2003年的SARS疫情和H5N1禽流感的全球传播而制定的。除了采取措施防止大流行病病原体的传播外，该计划还旨在维护国家的基础设施。.

关于流感，世界卫生组织（世卫组织）在其 2017 年 5 月最新修订的《大流行性流感风险管理指南》中规定，由世卫组织总干事宣布大流行——即从流行病过渡到大流行。.

然而，全球供应链崩溃的潜在情景，以及相应的旨在缓解和应对全球后果的国际措施，迄今为止都未能成为现实。新冠疫情终结了全球化所谓的黄金时代，而这一时代此前一直以鸵鸟心态推进。甚至连生态上的矛盾也被搁置一旁。任何客观的压力测试都会凸显供应链的敏感性及其生态脆弱性。.

随着环保意识的增强（减少温室气体排放）以及新冠疫情的爆发，现在每个人都清楚地认识到，现状不能再继续下去了。虽然有些人仍然希望疫情会像每年的流感季一样迅速结束，但如今我们已经进入疫情的第二年，而第三年之后的解决方案仍然遥遥无期。.

例如：钢铁和铝

尽管供应链在某些地区出现暂时中断，加工所需的原材料也出现短缺，但迄今为止，国内外物流总体上应对危机的情况良好。然而，这也对价格产生了影响。许多商品和原材料价格上涨，或交货时间延长。例如，钢铁和铝价飙升，这也对可再生能源的扩张产生了负面影响。2021年9月，铝价达到了八年观察期内的最高水平。.

钢铁行业一直是其他许多行业赖以生存的关键行业之一。因此，钢铁价格是经济和周期性发展的重要指标。尽管目前价格呈下降趋势，但未来的发展趋势以及新冠病毒疫情的零微米变体的影响仍不明朗。.

这并非战略和规划确定性应有的样子。简而言之，疫情暴露了全球供应链的脆弱性。越来越明显的是，供应链是全球化和全球经济中最薄弱的环节，我们需要制定新的物流战略。它们经受住了严峻的压力测试。.

现在正是抓住机遇，将供应链带回欧洲的时候。

没错，中国的生产成本和劳动力成本确实比德国低。而且很明显，像智能手机这种零部件众多、工序繁多的产品，目前在德国的生产竞争力不足。但是，如果像现在这样，集装箱船的运输成本飞涨，导致货物要么延迟交付，要么根本无法供货，那么这种优势对我来说又有什么用呢？

最迟在2021年3月，长400米、宽59米的货轮“永恒之礼号”（Ever Given）在苏伊士运河搁浅时，所有人都应该清楚地意识到全球供应链出现了一个关键节点。本质上，这是系统中的一个缺陷或漏洞。这样的全球供应链管理系统需要数周时间才能恢复正常运转。然而，在新冠疫情期间，全球供应链中断的情况加剧，使得供应链管理难以灵活调整和应对。.

另一方面，“供应链中断”的潜在风险并非完全未知。早在2015年，DHL就开展了一项关于韧性物流的。虽然该研究并未明确提及潜在的疫情，但它确实探讨了网络攻击、贸易保护主义和政治局势升级等问题，这些问题都可能造成与当前新冠疫情规模相当甚至更大的供应链中断。

全球约12%的货运量和约30%的集装箱经由苏伊士运河运输。这使得苏伊士运河成为世界上最重要的水道，超过了巴拿马运河。.

集装箱价格目前已大幅上涨，部分地区较去年同期上涨了500%甚至更多。由于客运航空（曾是部分货物的主要运输方式）几乎完全停滞，集装箱运输需求激增。预计空运业务短期内难以恢复。.

这反过来又导致美国和欧洲港口拥堵。11月份，有400到500艘集装箱船停泊在目的地港口，由于集装箱需求旺盛，加上港口人员短缺，处理速度十分缓慢。这反过来又意味着集装箱的存放时间延长，因此集装箱价格再次上涨。简而言之：目前存在集装箱短缺问题。.

德国企业希望改变其供应链。受影响的企业中，已有68%采取了相应措施，以尽快控制局面：

47% 的人正在寻找新的或额外的供应商
41%的人希望增加存储容量。
22% 的分销供应商遍布多个国家
12%的人正在努力缩短配送路线。
11% 的企业计划将生产转移到自己的公司。

资料来源：DIHK，《走向全球 2021》

全球物流——韧性物流

韧性物流 – Akintevs & Vit-Mar | Shutterstock.com

2020年3月对2900名高级管理人员进行的一项调查显示：

52%的受访者表示，受全球事件的影响，全球供应链正在发生变化。.
40%的人计划重新评估
只有 8% 的人认为没有必要改变。.
近 40% 的受访公司表示，他们正计划对员工队伍进行调整。.
36% 的人计划进一步推进自动化进程，
41% 的企业正在考虑调整目前的自动化步伐。.

工业4.0技术将从根本上改变供应链。

当前供应链的调整和变革主要基于交付能力原则。无法交付的企业目前缺乏竞争力，价格在其中扮演次要角色。.

一旦市场稳定下来，成本将再次成为关注焦点。届时的问题就变成了：是接受全球供应链的下一次中断，还是及时转向灵活的供应链（另见上文“全球物流——弹性物流”部分）。

为了实现可持续发展和保持竞争力，必须抓住机遇，加快工业4.0技术的推广应用：

物联网（IoT）——全新的5G移动通信标准使物联网成为可能。它为企业和投资者开辟了新的前景，尤其是在智能工厂领域。

物联网——无限可能

通过仓库系统的自动化和联网来降低成本，从而提高竞争力。

智能工厂：面向工业4.0的高效内部物流

电力自用优化，直至实现自主供电

工业和物流领域的机器人和自动化技术正在将供应链带回区域重要地点。这包括缓冲仓库、本地仓库和分散式物流中心，例如微型枢纽。.

数字孪生技术的应用

数字孪生技术在工业领域的应用——图片：Xpert.Digital / EPStudio20|Shutterstock.com

工业 4.0 世界的另一个重要形式是使用数字孪生技术。.

数字孪生是流程自动化的一部分（属于更广泛、新兴的“超自动化”类别）。.

数字孪生技术革新了产品生命周期管理的整个流程，涵盖设计、制造、服务和运营等各个环节。产品生命周期管理在效率、制造、智能化、服务阶段以及产品设计的可持续性等方面都非常耗时。数字孪生技术能够融合产品的物理空间和虚拟空间，从而大幅缩短所需时间。.

数字孪生技术使公司能够创建其所有产品的数字足迹，涵盖从设计到开发以及整个产品生命周期。.

在制造过程中，数字孪生是工厂实时运行的虚拟副本。数千个传感器遍布整个物理制造流程，从环境条件、机器运行状态和执行的任务等各个维度收集数据。所有这些数据都会持续传输并被数字孪生收集。得益于物联网，数字孪生的成本已大幅降低，并有望塑造制造业的未来。.

这意味着数字孪生具有巨大的商业潜力，因为它们可以预测未来，而不是分析制造过程的过去。.

另一个例子来自医疗保健领域： 过去，“健康”的定义是没有症状。借助数字孪生技术，可以将“健康”患者与其余人群进行比较，从而定义真正的健康。

三维可视化：数字孪生 – 图片：Xpert.Digital / Chesky|Shutterstock.com

与此相关：

数字孪生——3D可视化和数字化供应链管理

数字化转型——来自意大利的数据

问题表述如下：“如果您考虑公司所有业务领域，以下哪些创新数字项目您在 2019 年已经投资/您将在 2020 年投资？”

2019年意大利企业开展的数字化转型项目——按行业划分

2019年意大利企业开展的数字化转型项目 – 图片来源：Xpert.Digital

2019年，意大利受访企业中有40%开展了数字营销或社交媒体活动，35%的企业启动了大数据技术项目。虚拟现实和增强现实对意大利企业而言仍属小众领域，仅有7%的企业在该领域开展项目。.

去年您是否在以下任何领域开展过任何项目？

数字营销/社交媒体 – 40%
大数据技术——35%
云计算（SaaS）/云计算（SaaS）– 33%
软件开发创新（敏捷、DevOps）——31%
云计算（IaaS、PaaS）/ 云计算（IaaS、PaaS）– 28%
人工智能/机器学习 – 26%
多渠道客户互动——21%
高级/预测分析 – 18%
RPA（机器人流程自动化）——18%
物联网（IoT，M2M）/ 物联网（IoT，M2M）——17%
企业应用商店、MDM、MAM / 企业应用商店、MDM、MAM – 15%
区块链 / 区块链 – 11%
可穿戴技术/可穿戴科技 – 8%
增强现实/虚拟现实 – 7%
数字孪生 – 3%

2020年意大利各行业实施数字化转型流程的公司

2020年意大利实施数字化转型流程的公司 – 图片来源：Xpert.Digital

根据2019年的一项调查，32%的受访公司计划在2020年开展软件开发创新项目。数字营销和大数据领域似乎更具吸引力，分别有50%和36%的公司计划在这些领域开展项目。此外，39%的意大利公司计划投资云计算。.

今年您会在以下任何领域开展项目吗？

数字营销/社交媒体/数字营销/社交媒体 – 50%
大数据技术——36%
云计算（SaaS）/云计算（SaaS）– 39%
软件开发创新（敏捷、DevOps）——32%
云计算（IaaS、PaaS）/ 云计算（IaaS、PaaS）– 31%
人工智能/机器学习 – 44%
多渠道客户互动——30%
高级/预测分析 – 29%
RPA（机器人流程自动化）——25%
物联网（IoT，M2M）/ 物联网（IoT，M2M）——27%
企业应用商店、MDM、MAM / 企业应用商店、MDM、MAM – 17%
区块链 / 区块链 – 18%
可穿戴技术/可穿戴科技 – 8%
增强/虚拟现实 – 12%
数字孪生 – 7%

智能工厂——在德国公司的实施

贵公司在向智能工厂转型的道路上走了多远？——图片来源：Xpert.Digital

2019 年，48% 的受访公司（主要活跃于机械和设备工程以及电气和汽车行业）表示，他们正在开展与工业 4.0 相关的个别运营项目。四年前，这一数字为 31%。.

接受调查的公司中，约有 70% 属于机械和设备工程、电气和汽车行业。.

2015年：贵公司在成为“智能工厂”的道路上走了多远？

我们正在推进工业4.0领域的个别运营项目——31%
目前我们对该主题处于观察和分析阶段——36%
该主题目前处于规划和测试阶段——5%
我们尚未对此进行详细调查——19%
工业4.0已在我们公司全面实施——4%。
无答案 - 5%

2017年：贵公司在成为“智能工厂”的道路上走了多远？

我们正在推进工业4.0领域的个别运营项目——41%
目前我们对该主题处于观察和分析阶段——24%
该课题目前处于规划和测试阶段——14%
我们尚未对此进行详细调查——8%
工业4.0已在我们公司全面投入运营——7%。
无回应 – 6%

2019年：贵公司在成为“智能工厂”的道路上走了多远？

我们正在推进工业4.0领域的个别运营项目——48%
目前我们对该主题处于观察和分析阶段——21%
该课题目前处于规划和测试阶段——11%
我们尚未对此进行详细调查——9%
工业4.0已在我们公司全面实施——8%。
无回应 – 3%

智能工厂——全球流程实施

您是否已经在推进智能工厂项目？ – 图片来源：Xpert.Digital

2019年，全球68%的受访制造企业表示已在实施智能工厂计划。两年前，这一比例为43%。该调查涵盖了来自全球13个国家的制造企业。.

2019年：您是否已经在推进智能工厂计划？

是的，智能工厂计划已经在进行中——68%
不，但计划明年推出——6%。
不，还没有——26%

2017年：您是否已经在推进智能工厂计划？

是的，智能工厂计划已经在进行中——43%
不，但计划明年推出——33%
不，还没有——24%

贵公司是否已经实施智能工厂流程？

贵公司是否已实施智能工厂流程？ – 图片来源：Xpert.Digital

该图表显示了2017年开展的一项关于智能工厂流程的全球调查结果。在接受调查的工业制造行业高管中，67%的人表示他们已经实施了智能工厂流程。.

智能工厂——行业在全球范围内实施的流程

工业制造业——67%
航空和国防——62%
自动化和交通运输——50%
能源和公用事业部门 – 42%
消费品——40%
生命科学、生物技术产业、制药业——37%

据消息人士称，该调查在八个国家（美国、英国、法国、德国、意大利、瑞典、中国和印度）进行。.

智能工厂战略规划面临的最大挑战是什么？

智能工厂战略规划面临的最大挑战是什么？——图片来源：Xpert.Digital

该图表展示了2017年一项全球调查的结果，该调查旨在了解智能工厂战略规划面临的最大挑战。32%的受访者表示，不同组织单元之间缺乏协调是智能工厂战略规划面临的最大挑战。.

智能工厂——战略规划面临的最大挑战

不同组织部门之间缺乏协调——32%
领导团队缺乏团结——28%
业务场景不清晰——28%
缺乏所有权——23%
缺乏想象力——21%

实施智能工厂战略面临的最大挑战是什么？

智能工厂——战略实施中的最大挑战——图表：Xpert.Digital

该图表展示了2017年一项全球调查的结果，该调查旨在了解实施智能工厂战略面临的最大挑战。29%的受访者表示，缺乏投资是实施智能工厂战略的最大挑战。.

智能工厂——实施战略的最大挑战

投资不足——29%
自动化制造流程成熟度不足——22%
组织惯性——21%
识别和确定机会优先级的挑战——21%
缺乏策略——20%

您目前正在使用以下哪些预测性维护应用程序？

智能工厂——预测性维护应用在德国的应用——图片来源：Xpert.Digital

2019年，37%的受访公司（主要活跃于机械工程、电气工程和汽车行业）表示，他们使用自动化跟踪和显示定期维护工作的到期日。约70%的受访公司来自机械工程、电气工程和汽车行业。.

智能工厂——预测性维护应用在德国的应用

自动跟踪和显示定期维护工作到期日——37%
针对性地优化产品质量——28%
及早自动检测磨损（预测性维护）——28%
优化设置流程 – 25%
避免错误操作 – 25%
识别不良处理流程——23%
显示设置错误 – 13%
我们未使用预测性维护应用程序——38%

2017-2022年制造业中连接技术和分析的应用

制造业中互联技术和分析的应用——图片来源：Xpert.Digital

2017年，数据驱动的资源优化是制造业中最广泛应用的连接和分析技术。据预测，这项技术在2022年之前仍将保持最广泛的应用地位。然而，预测显示，2017年至2022年间增长最快的技术将是预测性维护。预测表明，到2022年，约有66%的制造商将在其运营中实施预测性维护。.

2017年制造商对连接技术和分析的使用情况

数据驱动的资源优化——77%
综合规划——61%
大数据驱动的流程和质量优化——65%
模块化生产资产 – 36%
网络化工厂/互联工厂 – 60%
预测性维护 – 66%
流程可视化/自动化 – 62%
产品数字孪生——43%
工厂数字孪生 / 工厂数字孪生 – 44%
生产工厂的数字孪生/生产资产的数字孪生 – 39%
灵活的生产方式 / 灵活的生产方式 – 34%
自主厂内物流——35%
生产参数转移 – 32%
全自动数字化工厂——11%

2022年制造商对连接技术和分析的使用情况

数据驱动的资源优化——52%
综合规划——32%
大数据驱动的流程和质量优化——30%
模块化生产资产 – 29%
网络化工厂/互联工厂 – 29%
预测性维护 – 28%
流程可视化/自动化 – 28%
产品数字孪生——23%
工厂数字孪生 / 工厂数字孪生 – 19%
生产工厂的数字孪生/生产资产的数字孪生 – 18%
灵活的生产方式 / 灵活的生产方式 – 18%
自主厂内物流——17%
生产参数转移 – 16%
全自动数字化工厂——5%

2021年，企业对企业（B2B）技术买家会在哪些方面增加支出或减少支出？

2021年B2B技术支出——图片来源：Xpert.Digital

大多数接受调查的企业对企业 (B2B) 技术买家认为，2021 年在网络和视频会议以及在线协作和项目管理方面的支出将会增加。由于冠状病毒 (COVID-19) 疫情持续到新的一年，疫苗的上市还需要时间，远程办公在可预见的未来仍将是常态。.

2021年B2B技术支出预测（按产品和服务划分）

其他费用包括：

网络和视频会议——64%
在线协作和项目管理 – 53%
市场营销 – 41%
商业智能/商业智能 – 38%
客户支持 – 36%
网络解决方案 – 33%
销售额 – 33%
数据库管理 – 32%
产品开发与管理 – 29%
其他IT/其他IT – 27%
其他硬件 – 23%
专业服务 – 21%
路由器和交换机 – 20%
财务与会计——18%
人力资源/人力资源 – 18%
垂直行业 / 垂直行业 – 14%

支出保持不变

网络和视频会议——26%
在线协作和项目管理 – 35%
市场营销 – 40%
商业智能/商业智能 – 43%
客户支持 – 45%
网络解决方案 – 45%
销售额 – 42%
数据库管理 – 52%
产品开发与管理 – 48%
其他IT/其他IT – 46%
其他硬件 – 43%
专业服务 – 50%
路由器和交换机 – 46%
财务与会计 – 62%
人力资源/人力资源 – 55%
垂直行业/垂直行业 – 40%

减少以下方面的支出：

网络和视频会议 – 7%
在线协作和项目管理 – 8%
市场营销 – 15%
商业智能/商业智能 – 12%
客户支持 – 14%
网络解决方案 – 14%
销售额 – 14%
数据库管理 – 11%
产品开发与管理 – 13%
其他IT/其他IT – 18%
其他硬件 – 25%
专业服务 – 22%
路由器和交换机 – 22%
财务与会计 – 15%
人力资源/人力资源 – 20%
垂直行业/垂直行业 – 22%

未指定）

网络和视频会议 – 3%
在线协作和项目管理 – 3%
市场营销 – 4%
商业智能/商业智能 – 7%
客户支持 – 6%
网络解决方案 – 6%
销售额 – 11%
数据库管理 – 6%
产品开发与管理 – 9%
其他IT/其他IT – 9%
其他硬件 – 10%
专业服务 – 6%
路由器和交换机 – 12%
财务和会计——5%
人力资源/人力资源 – 7%
垂直行业/垂直行业 – 23%

展望未来几年，您认为航运业将在哪些领域从日益增长的数字化中受益最大？

航运业数字化影响领域 – 图片来源：Xpert.Digital

2021年，受访的供应商、船东、船舶运营商和造船厂预计，航运业数字化程度的提高将对船舶维护和船队管理产生最大影响。虽然28%的供应商和27%的造船厂认为数字化将影响遥控无人船舶的使用，但船东和船舶运营商对此持更为怀疑的态度。.

2021年航运业数字化影响的领域

供应商

维护/远程监控 – 54%
车队管理/绩效 – 49%
用于优化船舶运营的辅助系统 – 45%
沟通（例如，船员、物流链）——33%
导航/驾驶台管理 – 33%
使用无人船（遥控）——28%
使用无人船舶（完全自主）——18%
数字孪生——13%
其他领域 – 2%
不知道/不清楚 – 14%

船东/船舶经营人 – 船东/船舶经营人

维护/远程监控 – 56%
车队管理/绩效 – 63%
用于优化船舶运营的辅助系统 – 57%
沟通（例如，船员、物流链）——49%
导航/驾驶台管理 – 40%
使用无人船（遥控）——7%
使用无人船舶（完全自主）——7%
数字孪生——8%
其他领域 – 1%
不知道/不清楚 – 6%

造船厂

维护/远程监控 – 49%
车队管理/绩效 – 43%
用于优化船舶运行的辅助系统 – 55%
沟通（例如，船员、物流链）——39%
导航/驾驶台管理 – 33%
使用无人船（遥控）——27%
使用无人船舶（完全自主）——16%
数字孪生——10%
其他领域 – 2%
不知道/不清楚 – 14%

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