工業互聯網賦能供應鏈數字化轉型研究

唐隆基 潘永剛 張婷

摘?要：?工業互聯網是中國工業企業數字化轉型的重要的新型技術基礎設施，國家已經將其列入新基建之一。文章旨在研究工業互聯網如何為企業的供應鏈數字化轉型賦能，指出第四次工業革命是制造業供應鏈變革的驅動力;分析了供應鏈在工業互聯網平臺中的地位，指出企業數字化轉型的關鍵是供應鏈數字化轉型;研究了工業互聯網如何賦能企業，指出工業互聯網將助力數字化供應鏈網絡連接和協同;研究分析了工業互聯網平臺賦能供應鏈多方面的數字化轉型，包括供應鏈決策控制、供應鏈運營、全生命周期管理、采購、信用和金融等，指出隨著工業互聯網的成熟和普及，它將成為企業供應鏈數字化轉型的重要驅動力和賦能者。

關?鍵?詞：工業互聯網;供應鏈;數字化轉型

中圖分類號：F274?文獻標識碼：A?文章編號：2096-7934（2020）07-0053-25

一、引言

第四次工業革命和制造業的數字化轉型已經成為各國的重要戰略之一。工業互聯網是應第四次工業革命和數字化轉型而生。2012年美國總統奧巴馬宣布實施“再工業化”戰略，通用電氣公司（GE）隨后提出了“工業互聯網”概念，為其向更加依賴數字化的轉型行動打造了一個全新的理念。2014?年由美國GE、思科、IBM、英特爾和AT&T主導成立了工業互聯網產業聯盟（ICC）。與此同時，德國出臺了工業4.0?戰略，其核心與美國的工業互聯網的本質總體一致。隨著全球的第四次工業革命的興起和“中國制造2025”的戰略布署，中國的工業互聯網風起云涌，發展迅猛。埃森哲（Accenture）對工業互聯網的展望和市場定位報告[1]顯示，2020年，全球工業互聯網領域的投資規模預計超過5000億美元;工業互聯網預計在2015—2030年將為中國GDP帶來約1.8萬億美元的增長。中商產業研究院的數據預測，2020年中國工業互聯網的市場規模將達到7000億元，樂觀估計，甚至可以達到萬億元級別。中國政府也非常重視工業互聯網的培育工作。工業和信息化部在2018年6月至2019年6月期間共發布了6則關于工業互聯網發展的通知及意見。2019年，“工業互聯網”被寫進國務院政府工作報告。

工業互聯網包括網絡、平臺和安全三大體系。其中，“網絡體系是基礎，涉及人、物品、機器、車間等全要素，涵蓋設計、研發、生產、管理等各環節，將工業全系統、全產業鏈、全價值鏈的泛在深度互聯;平臺體系是核心，平臺作為各種要素的樞紐，可以將數據匯集在一起，不僅連接數據，還包括機器狀態，在此基礎上可以實現資源的優化配置、智能分析等;安全體系是保障，通過安全體系可以識別和抵御安全威脅、化解各種安全風險?！盵2]整個工業互聯網的操作系統和實現工業4.0智能制造的核心是平臺體系。?根據中國工業互聯網產業聯盟（AII）發布的統計結果，我國當前已有269個工業互聯網平臺類產品。全球其他國家工業互聯網平臺總量僅150個左右，而中國涌現的工業互聯網平臺數量已經近乎兩倍于這個數字。在眾多的工業互聯網平臺中，前五十名是具有一定影響力的。2019年11月8日工業和信息化部發布的2019年十家“雙跨”（跨行業、跨領域）工業互聯網平臺[3]（如表1所示）是中

國最具影響力的工業互聯網平臺。

本文將不詳細分析中國的工業互聯網，將主要研究：

（1）第四次工業革命驅動制造業供應鏈變革;

（2）供應鏈在工業互聯網平臺中的地位;

（3）企業數字化轉型的關鍵在于供應鏈數字化轉型;

（4）工業互聯網如何賦能企業的供應鏈數字化轉型。

二、第四次工業革命驅動制造業供應鏈變革

2013年德國提出了工業4.0戰略，幾乎同時美國提出了工業互聯網戰略，這標志著謀劃和醞釀已久的第四次工業革命的正式開始。隨后中國提出了結合工業4.0和工業互聯網的“中國制造2025”戰略，中國的戰略是以工業互聯網為藍本設計的。本文的研究將主要基于工業互聯網。第四次工業革命的目標是實現智能制造、智能服務及智能供應鏈和物流，以達到滿足客戶多樣化和個性化的需求，并且生產高質量產品，成本可控，按時交付。企業的全面數字化轉型，當然包括供應鏈的數字化轉型，是實現這個目標的基礎。下面本文以美國智能制造標準的三鏈模型為基礎來說明第四次工業革命如何驅動供應鏈的數字化變革。

以工業互聯網為標志的第四次工業革命成為美國的國家戰略后，2016年2月美國國家標準研究院（NIST）牽頭組織美國產業界制定了《智能制造系統現行標準體系》[4]（如圖1所示），將產業領域標準變成全美的公共標準。在圖1中，智能制造的標準生態系統是以智能制造金字塔為核心，由商業、產品和生產三條相互連接的主線所構成。工業互聯網為智能制造提供了關鍵數字技術的基礎設施。

表2展示了基于工業互聯網的智能制造系統的組成要素及關鍵能力映射，其要素也是工業互聯網平臺的組成要素。

基于表2，幾乎所有智能制造系統的組成要素，除CPI外，其關鍵能力都要求敏捷性。這和德國提出的工業4.0是完全一致的。制造和供應鏈的敏捷性是將舊有的大批量生產變革為大規模定制生產、將福特式的線性制造變革為分布式制造所必需的。特別值得注意的是，智能制造要求供應鏈管理具有敏捷性、高質量和生產效率，并要求面向供應鏈的產品設計，不單是利用供應鏈的優勢，而且要提高供應鏈的質量和敏捷性。這些都是傳統的供應鏈所無法做到的。傳統的供應鏈唯有向數字化轉型，變革成高度智能的數字化供應鏈才能服務于基于工業互聯網的智能制造，才能融于它的生態系統。因此，基于工業互聯網的智能制造成為供應鏈數字化轉型與變革的強大推動力。

目前，制造業面臨的難題是客戶日益增長的多樣化需求：差異性更大的定制化服務、更小的生產批量、不確定的供應鏈變更和中斷。整合各種技術力量來面對這些挑戰是唯一的選擇。下面就是應對這個挑戰的數字化智能制造的三鏈模型（如圖2所示），它由產品鏈、價值鏈和資產鏈組成。為了使成本更低、效率更高、敏捷性更強，變革傳統供應鏈勢在必行。在產品鏈中，敏捷響應的供應網絡支持分布式制造，在接近需求的地方使用先進的3D打印技術生產，動態BOM結構支撐數字化智能采購，動態物料配送支撐數字化智能物流;在價值鏈中，只有具有強大的需求預測能力和數據分析能力的供應鏈才能滿足動態生產計劃要求，快速響應的智能物流提供交付和后市場服務;在資產鏈中，敏捷和高質量的MRO供應鏈滿足資產運維;智能數字化的逆向供應鏈（逆向物流）提供產品和資產的報廢回收等。工業互聯網及其平臺是面對這些挑戰而整合各種技術力量的載體。工業互聯網可以看作是企業數字化轉型（包括供應鏈的數字化轉型）過程中的賦能技術。

三、供應鏈在工業互聯網平臺中的地位

供應鏈作為工業不可缺少的組織形態和體系，必然是工業互聯網中重要的組成部分。圖3描述了中國信息通信研究院關于工業互聯網的定位與內涵。它包括兩個部分：

（1）新興業態與應用模式，其中最重要的是工業互聯網平臺，包括運營優化、資源協同和模式創新所有數字化供應鏈的形態。

（2）網絡基礎設施，其中物流企業和供應鏈是工廠外網中不可或缺的環節，而物料物流及設備和供應鏈管理系統是工廠內網的重要組成部分。

圖4是由中國工業互聯網產業聯盟（AII）定義的工業互聯網平臺架構，?其中包括供應鏈和供應鏈協同作為平臺的重要模塊以及供應鏈分析作為平臺的應用創新。

工業和信息化部發布的2019年十家“雙跨”工業互聯網平臺都或多或少、或強或弱集成了供應鏈管理作為平臺的功能模塊。表3簡單總結了幾個典型的工業互聯網平臺與供應鏈集成的狀況。

在表3中，海爾COSMOPlat平臺和富士康BEACON平臺與供應鏈集成度較強，其中海爾的工業互聯網平臺集成了一個全球有名的物聯網供應鏈生態平臺（如圖5所示）。

表4的數據來源于中國工業互聯網聯盟最新發布的《工業互聯網平臺白皮書》[6]。在企業運營管理應用方面，整體上中國和國外基本相當，而在產品后服務及設備健康服務方面是27%∶49%，?存在較大差距，這也反映了中國工業互聯網平臺在支持MRO供應鏈（圖2中的資產鏈）方面落后于西方發達國家的工業互聯網平臺。這同時也指出了中國工業互聯網平臺在賦能供應鏈數字化轉型方面的機遇。

除此之外，國外頂尖的工業物聯網平臺——如IBM的Watson、SAP?Leonardo等，都賦能供應鏈的數字化轉型，支持供應鏈的優化、安全、總體運營效率（OEE）等。西門子公司的MindSphereIIoT平臺2018年遷移到公有云并推動供應鏈的數字化轉型。

根據中國信息通信研究院關于工業互聯網的定位與內涵（如圖3所示），工業互聯網應當與供應鏈深度集成。這是兩者當前發展的一個趨勢。按照NIST智能制造的標準所定義的三鏈模型（如圖2所示），供應鏈及其管理是三個鏈條（產品鏈、價值鏈和資產鏈）中最重要的環節之一，這意味著工業互聯網平臺與供應鏈深度集成是工業互聯網平臺設計的原則之一。工業互聯網平臺只有深度集成供應鏈，才能賦能供應鏈的數字化轉型，從而才能更好地賦能企業的數字化轉型。

四、企業數字化轉型的關鍵在于供應鏈數字化轉型

數字化的浪潮引起制造業的巨大變革是第四次工業革命的重要產物，產品鏈、價值鏈以及資產鏈都在發生根本性的變化，以產品為中心的大規模生產向以客戶為中心的定制化模式轉變，制造業的游戲規則正在改變。集現代數字技術、物聯網、云計算、大數據、人工智能、數字孿生等的工業互聯網發展正是推動這種變革的中堅力量。不同企業都在摸索自身的數字化轉型之路。工業互聯網是企業數字化轉型的賦能者。工業互聯網的數字化能力對企業價值鏈的各個環節有不同的提升，甚至能夠創造新的價值、產生新的業態，從而保持企業競爭優勢。那么，什么是企業數字化轉型成功的關鍵呢？大量研究表明，所有企業數字化轉型成功的重要標志在于供應鏈的數字化轉型。董明關于數字化提升對價值鏈各段影響的文章[8]指出供應鏈數字化水平的提升有望提高客戶滿意度達30%～50%，縮短設計和工程前置時間達20%～50%，降低庫存持有成本達20%～50%，降低采購成本達3%～10%，降低生產成本達20%～40%，提高生產效率達20%～50%，降低物流成本達10%～30%，降低售后維護成本達10%～40%（如圖6所示）。

圖7顯示了數字技術對提高企業整體（包括供應鏈）競爭優勢的影響。

由此可見，工業互聯網作為企業數字化轉型的重要助手，與供應鏈深度融合，集成供應鏈管理數字技術，對供應鏈數字化轉型賦能非常重要。轉型智能制造的企業仍然使用傳統的供應鏈管理技術是不可想象的。傳統制造業企業數字化轉型戰略的最終目的在于實現智能制造和服務，這也要求其供應鏈戰略必須完成數字化轉型，兩者的完全匹配才能保證企業數字化轉型戰略的成功。

作為一個案例，本文將簡要介紹德國SAP的工業4.0?平臺。與工業互聯網相對應，德國稱之為工業4.0。工業4.0的架構強調三個維度的集成：

（1）IT和OT的集成（融合）：沒有IT和OT的融合，就沒有工業轉型。

（2）縱向集成：是指制造金字塔中所有系統，包括現場級別、控制級別、生產級別、運營級別及企業計劃級別層次結構的集成，其中也包括生產制造（廠內）物流和供應鏈系統的集成。

（3）橫向（水平）集成：是指端到端價值鏈——從供應商以及產品開發和生產階段的流程、信息流和IT系統到物流、分銷、最終到客戶，以及工業市場中使用的各種系統的集成（融合）。其中，智能的數字化供應鏈（物流4.0和供應鏈4.0）及其系統是橫向集成的主要角色之一。

SAP是世界上頂級的工業4.0軟件提供商，其工業4.0?平臺S/4HANA是典型的由工業4.0的三個維度集成的架構（如圖8所示）。其中，全面的供應鏈管理的數字技術能力是該平臺的重要特征，?這些供應鏈的數字能力包括SCM、SRM、CRM、TM運輸管理、EWM擴展倉儲管理、Ariba采購網絡、與設計和制造BOM同步的擴展供應鏈產品網絡與制造企業協同的擴展供應鏈需求網絡等。只有這樣，工業互聯網平臺才能保證企業實現全面數字化轉型。

卡特彼勒數字化轉型是SAP工業4.0平臺應用的一個成功案例。圖9左側中的“數字化供應網絡”，其核心無疑是卡特彼勒打造的數字化供應鏈和“實時工廠”（Live?Factory）。實時工廠的設計思想，同樣遵循了卡特彼勒數字化業務經營系統的“神經+骨骼和肌肉+大腦”理念，將基于OT應用打造的神經系統、基于IT系統打造的骨骼和肌肉，以及基于數字化行情室打造的大腦，完美地結合在了一起。因此，在SAP工業4.0平臺助力下，形成了一個完整的卡特彼勒數字化轉型的架構。

圖9?SAP工業4.0平臺應用——卡特彼勒數字化轉型資料來源：《卡特彼勒數字化轉型案例及其對工業互聯網的啟示》[9]。

五、工業互聯網助力供應鏈數字化轉型

眾所周知，工業互聯網為賦能工業企業的數字化轉型而生。企業數字化的成功極大程度上取決于其供應鏈的數字化轉型，因此工業互聯網平臺高度集成供應鏈，為企業特別是中小企業的供應鏈數字化轉型賦能是一個重要的趨勢和實現工業企業供應鏈數字化轉型的重要途徑。圖10描述了工業互聯網業務視圖能力層架構，它包括五大能力：?全局協同、泛在感知、敏捷響應、動態優化和核心能力智能決策。所有這五大能力都是工業企業供應鏈數字化轉型所必須具備的能力，也正是工業互聯網成為供應鏈數字化轉型賦能者的重要原因。

表5顯示了工業互聯網平臺的五大業務能力如何適用于對應的供應鏈數字化轉型的五大業務能力要求。

下面將從九個方面討論工業互聯網如何為供應鏈數字化轉型賦能。

（一）網絡連接和協同

如圖11所示，工業互聯網的本質是五大連接：連接用戶、連接產品、連接供應商、連接設備、連接開發者。

而現代數字化供應鏈就是一個所有供應鏈節點（包括用戶、產品、供應商、設備）相互連接的網絡形態。這五個連接有助于現代數字化供應網絡的連接和交互，有助于通過信息共享達到高度的供應鏈網絡協同。

工業互聯網平臺分為產業層、企業層和邊緣層（如圖12所示）。其中，產業層強化產業鏈，價值鏈互通協同。企業層促進企業內全要素連接，聚焦企業數字化轉型的需求。邊緣層利用協議解析，邊緣計算技術實現生產現場數據集成轉換和實時處理。層之間將通過邊云協同進行連接和交互。這個平臺框架能極大地幫助產業層和企業層供應鏈參與方的互通協同。按現在邊緣層的定義，至少可以利用邊緣計算技術和邊云協同幫助生產現場物流的數據集成轉換和實時處理。如果把邊緣層延伸到廠外的供應鏈，則可以接入廠外的物流設備和其他數據源，如供應鏈系統使用的移動終端、物聯網設備等，并幫助集成和實時處理全供應鏈的數據，從而實現更大范圍的連接和協同。

邊緣層所支持的邊緣計算和智能對智能供應鏈尤其重要。充分發揮邊緣計算的潛力可優化供應鏈和改善其連通性。?然而，在需要進行邊緣計算的遙遠地區或遠程位置中，現有的連接選項可能并不容易獲取。或者，這些選項可能無法為遠端的關鍵任務操作提供所需的帶寬、延遲和安全性。邊緣計算和5G網絡相結合可以彌合供應鏈中一個最大的差距——生產者和消費者之間的分離。營銷網絡越復雜，制造商就越難以評估消費者的需求。通過從消費者家中（或汽車，或可穿戴技術）的物聯網設備獲取數據，通過基于邊緣的分析與制造商建立直接聯系，生產商對消費者需求和產品使用趨勢會有更深入的見解，從而能幫助生產者改進產品及其供應鏈。因此，在工業互聯網及5G?技術背景下，工業互聯網平臺將使供應鏈的數字化轉型如虎添翼。

（二）決策控制

中國信息通信研究院指出工業互聯網平臺是工業智能中樞（如圖13所示）。筆者認為與供應鏈深度融合的工業互聯網平臺也應當利用平臺強大的人工智能和數據分析能力為企業賦予供應鏈智能，例如為企業提供一個SaaS級的供應鏈控制塔[12]。許多工業互聯網平臺都有工業智造大腦，但缺失供應鏈的大腦。供應鏈控制塔可以成為與智造大腦相匹配的供應鏈大腦，共同為智能制造提供決策控制。

早期的供應鏈控制塔技術主要提供物流和供應鏈的端到端的可見性，但這對于數字時代的供應鏈管理是遠遠不夠的。借助工業互聯網平臺的工業智能技術和邊緣計算，供應鏈控制塔有望實現實時可見性（連接各種傳感器和數據源）和控制能力（通過高級分析和算法驅動的控制機制）的強組合構成供應鏈大腦——作為供應鏈的虛擬決策中心[12]。甚至可將AI和ML等高級算法引入其應用程序以提供一個自主的供應鏈。此外，許多工業互聯網平臺都支持數字孿生技術。因此，可以把供應鏈控制塔設計作為企業價值鏈的端到端數字孿生或數字孿生網絡。?隨著工業互聯網平臺工業區塊鏈技術的成熟，與區塊鏈技術相結合的區塊鏈賦能供應鏈控制塔，可以進一步提供可信的交易可見性和提高決策的可信度。

（三）供應鏈運營

多家有名的研究機構（如埃森哲、IDC、德勤等）指出，運營模式的轉型是數字企業成功的基礎，尤其是數字化供應鏈成功的基礎[13]。供應鏈運營的數字化轉型包括很多方面，本文主要討論工業互聯網助力供應鏈云計算的采用和物流的數字化變革。

云計算現在被認為是一個真正的供應鏈游戲改變者，它提供了一種途徑——通過這種途徑，供應鏈管理人員可以快速有效地訪問創新的供應鏈解決方案——通過SaaS模型交付并大規模部署它們。隨著解決方案日益發揮其積極作用，且由于以SaaS為基礎的解決方案引進成本低，對于尋求和實施數字化轉型的中小企業來說，其需求變得非常高。中國、印度等發展中國家也給以SaaS為基礎的解決方案供應商提供了巨大的機會。全球以SaaS為基礎的SCM市場從2014年到2019年以15.13%的年復合增長率（CAGR）增長[14]。

2016年，凱捷咨詢和GT?Nexus發布的《數字化供應鏈研究報告》[15]指出，數字化供應鏈轉型進展緩慢的另一個原因是多數供應鏈組織使用的技術過于陳舊，48%的受訪者承認大多數與供應鏈合作伙伴的交易仍然采用傳統的方法，如電話、傳真和電子郵件?；谠朴嬎愕能浖ǔ１徽J為是數字業務轉型的關鍵驅動程序。在供應鏈管理領域，跨公司流程、協作和數據共享至關重要，基于云的技術可能是主要的價值驅動因素。然而，2/3的受訪者表示使用的軟件不到25%是基于云的，更不用說數字業務轉型所需要的物聯網、大數據和人工智能等新興技術。

要真正進入數字供應鏈世界就需要云。?現在越來越多的組織已經在其供應鏈中利用云的某些部分，或者正在考慮在未來完全使用云。這是因為云可以給供應鏈提供一些特別的好處：

一是波動時的敏捷性：云系統（例如SaaS?基的供應鏈控制塔）可以幫助企業更輕松地監視和管理庫存、定價以及可能影響其供應鏈的各種變化（氣侯、災害等）。

二是在一個無法預測的成本不斷上升的世界中，降低總擁有成本：借助云中的數字化供應鏈管理，云應用程序提供商將負責維護硬件和軟件，因此管理人員可以將其IT資金用于增加更多產生直接價值的資源。

三是創新：客戶可以利用在云中的數字化供應鏈管理軟件（數字化采購、支持移動應用程序、產品生命周期管理等）進行創新。

由Teradata委托、獨立研究公司Vanson?Bourne于2019年9月發表的全球調研報告《適應或毀滅：超級數字化世界的新現實》[16]包括五個部分：高度顛覆、無處不在的數字化進程、自動化操作、勢在必行的云端化進程以及企業的消費者個體化。報告指出：“無處不在的數字化進程也被認為是給如今的企業帶來了超級亂局的原因之一?！毖芯堪l現：

一是大多數公司（99%）都在數字化的進程中努力——通過使用或嘗試數字化技術來改變商業模式、處理流程以及/或者系統——這一過程依然被認為非常漫長。

二是只有10%的受訪者已經完全意識到全面數字化轉型的重要性。當報告深入挖掘推動無處不在的數字化的原因時發現：將近一半（45%）的受訪者認為他們的公司需要優化管理數據可獲取性的方式，包括打通組織內部多個相互隔離的數據孤島等舉措，這對于企業轉型為數據化企業而言非常關鍵。

然而，監控數據的獲取路徑、如何以及在哪里使用數據的問題仍存在爭議;在確定監管的適當水平或者是探索如何部署人工智能（AI）時，這些問題依然被認為富有挑戰性。

考慮到現代企業收集數據的頻率以及為了處理這些工作所需要的AI能力，企業在使用AI時需要借助云的彈性和靈活性。報告的研究發現，企業發現AI的好處與它們使用云端分析技術的方式之間存在清晰的聯系;在企業中，高級云端分析技術會處理更多的工作。報告的研究表明：

一是將近2/3（64%）的企業在云端配備了數據分析和工作流能力，并且將在接下來的12個月里，嘗試將AI作為整體云端分析策略的中心。

二是盡管有著對AI云的樂觀態度，69%的受訪者擔心他們的云端分析戰略會延緩其他云端項目;而61%的受訪者表示，目前只有不到一半的數據分析應用和工作流在云端進行。

從云架構的視角來看，工業互聯網平臺的上層是SaaS層，中層是PaaS層，下層是IaaS層。工業互聯網平臺開發和集成SaaS型的數字化供應鏈管理軟件和高級云端分析技術，以及打通組織內部多個相互隔離的數據孤島的解決方案等將能極大地幫助企業供應鏈的數字化轉型，加速企業供應鏈管理上云。

此外，早在甚至沒有創造“?IoT?”?這一術語之前，物流、運輸和倉儲（總體上屬于供應鏈管理）就是可感知和“通信”的互聯設備領域的先行者。據2020年全球產業分析公司（Global?Industry??Analysts，Inc.）市場調研報告[17]預測，2019—2027年全球互聯物流市場預計增長1024億美元，復合增長31.7%。亞太互聯物流市場將成為增長最快的市場區域，預測期間的復合年增長率為19.42%。物流業對物聯網解決方案的需求不斷增加以及汽車遠程信息處理在效率和成本方面的需求不斷增加，是推動市場增長的因素?；ヂ撐锪鳎╟onnected?logistics）的主要驅動力是物聯網、云和分析。供應鏈管理涉及大量模糊和無法瀏覽的數據，因此“物聯網+云+分析”有很多機會可以實現更精簡和更聰明的供應鏈。隨著在正確的時間、正確的地點和條件以正確的數量和正確的成本向正確的客戶提供正確的產品（著名的“7Rs”物流：The?right?time，?the?right?place?and?the?right?conditions?to?deliver?the?right?products?to?the?right?customers?in?the?right?quantity?and?at?the?right?cost）日益成為挑戰，物流行業不斷投資于互聯的物流解決方案，借助RFID和其他可能的物流互聯方式，物流市場試圖在當今速度比以往任何時候都重要的世界中建立競爭優勢。而工業物聯網、云計算和數據分析可為互聯物流提供強大動力。

（四）物件數碼化和管理標準化

供應鏈的數字化基礎之一就是產品和物件、載體及設施，也就是人、車、貨、場、徑的數碼化、數據標準化和異構標識的互聯互通。沒有這一點，就無法實現流程的數字化，也無法實現追溯和管理的數字化，進而無法滿足智能制造對供應鏈敏捷和高質量的要求。由工業互聯網產業聯盟所制定的工業互聯網2.0?的實施框架中定義了物聯網標識的三級節點（如圖14所示），即國家頂級節點、產業層跟企業之間的二級節點以及企業節點和遞歸節點。以國家頂級節點為核心，建設二級節點和遞歸節點以實現異構標識的互聯互通。這個標識框架還包括標識的解析系統。在邊緣層采用標識解析中間件及建設標識資源池，以打破異構數據采集交互壁壘。工業互聯網平臺標識系統的建設——例如，徐工信息漢云工業互聯網平臺提供標識解析服務，其中包括標識注冊、標識解析、標識查詢、接口服務以及信息查詢門戶，將助力數字化供應鏈物件的數碼化和管理的標準化，對于推進工業區塊鏈在供應鏈中的應用（例如工業品溯源）也有極大的幫助。

標識解析體系包括標識和解析系統，標識是機器和物品的“身份證”;解析系統類似互聯網DNS，是全球工業互聯網安全運行的核心基礎設施之一。例如，通過給輪胎（被動性設備）賦予或疊加特定的標識，從而將信息傳送到各個系統。

數據標簽可以實現信息關聯，但在現實中，很多企業貨物進倉后需要重新編碼，重新關聯地址，這樣既低效又成本高，而工業互聯網標識每一個對象，實現跨地域、跨企業、跨系統信息的共享和查詢。這也是推動工業互聯網標識解析技術發展的出發點。

工業互聯網的標識及其解析技術將大大有助于供應鏈在區塊鏈應用、運輸監控等方面的數字化變革。

（五）全生命周期管理

產品生命周期管理（Product?Lifecycle?Management，PLM），是工業互聯網平臺的核心要素之一。在工程和制造業中，執行PLM的軟件系統（以下如無特別說明，PLM都指它的軟件系統）是一個貫穿整個生命周期的管理產品信息全過程的軟件工具。它涵蓋需求、設計、工程、制造、生產、支持、維護、處置和再制造。傳統的PLM主要用于產品的設計和生產。在今天的產品制造業務中，交付過程的概念非常復雜，速度很快。為了應對快速變化的趨勢和滿足客戶的期望，產品公司必須不斷努力減少產品開發時間，提高市場速度。這就是為什么更快的上市時間仍然是公司希望從PLM投資中獲得最大利益的一個關鍵原因。

但只使用PLM并不能帶來公司期望的結果。當以客戶為中心，時間、成本管理、產品質量、原材料采購和獲取力量組織成艱難抉擇的時候，采購成熟度和產品生命周期管理活動的協調發揮著越來越重要的作用。但不到10%的公司有最佳的PLM和SCM（供應鏈管理）流程集成[18]。

事實上，在現代制造環境下，PLM與供應鏈管理之間存在著密切的關系，特別是在數字化企業中。圖15描述了整個產品生命周期管理，涵蓋產品需求、計劃、設計、生產、銷售、運營、維護修理、處置回收信息管理等全過程。

圖16顯示了整個產品生命周期中PLM與供應鏈管理有著密切的關系。傳統的PLM和傳統的供應鏈管理往往是脫節的，并且信息系統是孤立的，很少有最佳的PLM和SCM流程集成。

在數字化時代，PLM和供應鏈管理都正在經歷數字化轉型。將數字化的PLM引入數字化企業是PLM的發展趨勢。尖端的數字化PLM可以改變游戲規則，創造新產品，激發合作，促進研發和生產效率。也就是可以幫助制造商走向數字化企業，同時也有助于供應鏈的數字化轉型。

1.PLM可幫助管理供應鏈復雜性

優化供應鏈的能力已成為企業贏得競爭優勢的關鍵問題。此外，一個給定的供應鏈的所有成員必須共同努力快速響應市場需求的變化。產品生命周期管理使供應鏈在產品生命周期的各個階段，通過客戶、開發商、供應商和制造商之間的有效協作變得更加有競爭力。

供應鏈是一個復雜系統，與任何復雜系統一樣，解決方案都是通過折衷或平衡找到的。PLM可以通過使用其數據和管理系統幫助供應鏈找到合理的解決方案，從而解決了供應鏈的復雜性問題。

2.PLM可加強供應鏈透明度

目前供應鏈在某些行業（如食品和飲料公司）的最佳實踐領先于在時裝、鞋類和配飾領域的應用。例如，食品和飲料公司可以自信地告訴我們，世界上哪一種原材料是從哪里來的，是誰種植和采摘的，它的保質期以及許多其他信息。雖然服裝和鞋類產品不需要像食品一樣受限于諸多法規，?但每一個行業的消費者都開始逐步明確要求更大的透明度，并希望能夠看到他們所購買產品的全生命周期。

落后的工作方式、共享電子郵件或Excel文件，或上傳PDF文件到供應商門戶網站，會造成從PLM主干斷開，排除了任何實現這個對未來提供更多透明度的機會。在一個典型的供應鏈中，有20%的供應商制造了大約80%的產品，而那些委托這些產品的品牌和零售商，即使他們與那些主要供應商有著牢固的關系，他們也很少或根本不知道他們是如何、在何地或是由誰制造的。

我們需要開始尋找克服這些挑戰的新方法：首先，使用PLM作為一個平臺，使之能夠與供應鏈的各個層次進行協作;其次，看看新興技術如何能夠支持長期透明的長期目標。發展利用新興技術物聯網和區塊鏈的現代數字化PLM是幫助解決供應鏈透明度問題的有效途徑。

3.PLM支持供應鏈協同

PLM技術的最新發展大大增加了在整個企業中擴展共享產品數據的潛力。這種技術的使用在歷史上是高度可變的，尤其是在供應鏈較小的成員之間。?然而，開發基于云計算的基礎設施，結合可用性的重大進步，都使PLM更為“民主化”、更容易使用。因此，可以給整個供應鏈提供準確的最新產品信息。

在許多行業中，供應鏈是多層次的，涉及復雜的關系。事實上，采用“供應網絡”這一說法更為準確，尤其是如果我們采取更廣泛的“生命周期”的供應鏈觀點，包括前端的產品開發和后端的產品壽命。我們還看到了整個工業供應鏈的責任轉移，“供應鏈頂端”的組織將其定義的需求——例如，組件和子組件，推給供應組織及那些提供設計和后續產品定義的組織。供應鏈活動范圍的擴大和職責的分配使得產品數據的管理問題變得更加復雜。

PLM系統長期以來被認為是管理與復雜產品相關的大量數據的關鍵。從產品開發階段（所謂的“產品數據管理”）提供產品數據和工作流管理的版本控制開始，今天的主流PLM技術確實提供了全生命周期產品數據管理。例如，Oracle在“產品價值鏈管理”方面來探討PLM技術，以強調循環的完成，該循環包括利用領域經驗作為前端創新的輸入。

從最廣泛的角度來看，PLM用戶不僅包括設計交付供應鏈的成員，而且包括售后/安裝服務組織，以便使他們能夠獲得當前的產品信息以及報告產品問題的機會。

為了在整個供應鏈中充分利用PLM，需要讓產品數據的所有重要用戶和貢獻者參與進來。過去，PLM技術一直是企業IT堆棧的重要組成部分，但在IT基礎設施、流程定義、數據結構等方面卻相當“重”，這一點正在發生實質性變化。?結合技術基礎設施——包括云計算和移動技術，加上使用簡捷配置技術，使得PLM技術使用非常方便，尤其是在對生命周期結束產品的現場服務中使用PLM技術。一個基于云計算的、容易配置和實惠的PLM技術是Autodesk?PLM?360技術，而Nvidia最近發布的GPU網格技術已經取得進步，它基于云的基礎設施，使更大范圍的用戶在更廣泛的設備訪問復雜的、計算密集型的產品信息（三維模型、模擬可視化）。

總的來說，這些技術進步極大地擴展了PLM的范圍。事情進展得很快，我們期望看到PLM的加速采用，以及由此給行業供應鏈帶來越來越多的好處。因此，PLM將繼續扮演重要的供應鏈數字化推動者的角色。

4.PLM解決方案可以提供強大的供應鏈洞察力

許多公司發現，產品生命周期管理解決方案可以提供強大的供應鏈洞察力，因為它們包含從產品設計到生命周期結束的詳細數據。?隨著PLM數據與供應鏈管理（SCM）、ERP，甚至CRM解決方案通過集成的云應用和物聯網實現數據共享相結合，企業可以更快做出更明智的商業決策。

PLM在這個供應鏈場景中的價值是提供全方位的可見性。它使企業能夠從整個組織和整個供應鏈的不同功能中收集準確的信息，并幫助從設計到交付自始至終保持清潔和準確的產品數據。對于那些想將PLM和供應鏈流程轉變成一個集成的、連接的系統的組織來說，一切都從產品數據開始。

一個完整的PLM系統允許企業通過它們的創新過程保持“良好的數據”并利用新的機會：物聯網世界。我們剛剛開始觸及物聯網對供應鏈和創新過程的影響，但其影響已經深刻。當產品跟產品和數據開始整合和凝聚，可以使客戶體驗和產品設計獲得重大進步。

例如，如果一臺機器在產品開發過程中記錄了故障，那么這些數據可以被送回集成PLM系統中，其中工程更改訂單已經就位并準備好部署。這使開發過程再次加快，并使生產力和質量保持在最高水平。

這種聯系還可以使其在成為下游問題之前識別新的想法或檢測創新設計和制造性的問題。這使得設計人員和開發人員能夠做出必要的改變，以使最好的產品更快地推向市場。當一個企業實現真正的端到端集成時，它可以利用諸如社會監控、社會監聽以及整個供應鏈中的一系列分析工具。綜合收集用戶的想法和靈感，然后分享到中央存儲庫，從而可以被審查，最終被投入應用或商業化。

總之，PLM是工業互聯網平臺的核心部件之一。它與供應鏈管理的深度融合將促進和賦能雙方的數字化轉型。PLM能成為一個數字化供應鏈的賦能工具。

（六）采購數字化

工業采購是所有產業特別是智能制造十分重要的供應鏈環節。采購管理人員今天面臨兩個挑戰：節省開支;重新考慮采購給他們的組織帶來的價值。他們被迫重新考慮他們與供應商的接觸模式，以配合業務需求，并將這些點連接起來，為最終客戶創造價值。目前的業務伙伴關系的有效性，對于推動增長作用有限;但是，著眼于未來，對于采購而言是必要的。提高采購管理人員與業務伙伴合作的能力，并推動與供應商的協同及促成業務需求相一致，這將使采購從支持功能轉型為業務價值創建者。

我們將看到采購由利潤驅動所發生的轉變，這將要求：①利用大數據分析進行更好的決策;②通過與供應商合作創新提升企業價值;③數字助理提供市場情報;④采用連接平臺來推動變革;⑤利用人工智能、認知和機器人過程自動化等新興技術。

有不少工業互聯網平臺包括采購模塊，但有些僅限于提供線上/云上采購的平臺，也就是初級的數字化采購，這將推動和幫助企業供應鏈采購的初步數字化。隨著工業互聯網平臺采購的進一步數字化轉型，利用平臺強大的數據分析能力、AI和大數據算法和算力、協作網絡、物聯網技術等，平臺用戶企業將得以完成采購的數字化轉型。實現采購過程的高效協作與自動化，從而達到可預測戰略尋源、前瞻性供應商管理和自動化采購執行。

（七）安全與風險管控

工業互聯網2.0實施框架提供了產業層、企業層及邊緣層的安全策略和數字化技術（如圖17所示）。工業互聯網的安全體系將是幫助供應鏈安全和風險管理數字化轉型的賦能者。

數字化的風險管控和安全運營是供應鏈數字化轉型的重要方面。美國數字化供應鏈研究院提出的數字化供應鏈轉型的執行框架[13]，包括一個以客戶為中心和四大管理中，管理風險是四大管理之一。供應鏈風險分為兩類：經營績效風險和合規監管風險。數字供應鏈對兩者都有重大影響。大數據和AI預測分析可以幫助公司更好地降低與自然災害和政治動蕩相關的經營存續風險。內部推動跨部門的協作，增強防腐敗風險的意識，可防范快速增長的網絡安全和知識產權盜竊的風險。數字化供應鏈的合規監管及邊緣層的網絡風險都需要相應的策略和數字技術來預防和化解。

（八）供應鏈的信用

區塊鏈是一門新興的基礎性技術。部分工業互聯網平臺己經把區塊鏈作為一個重要組件。例如，在航天云網INDICS?的PaaS?平臺中，區塊鏈是一個核心工業服務組件（如圖18所示）。這顯然有助于利用區塊鏈的技術能力來推動供應鏈信用和金融的數字化轉型。

數字化智能制造的三鏈模型價值鏈（參見圖2）把供應鏈和制造有機地結合以快速響應市場需求。透明可信的商流、物流、信息流和資金流可以提高整個生產過程組織的效率，而區塊鏈正是其可以實現的載體。工業產品在投產運營后可以更好地得到運維，用戶粘性提高，使用壽命得到有效延長，是資產鏈運營管理的主要目的。數據互信共享可以大大提高整個產業的服務水平。區塊鏈可以幫助商業網絡更方便地管理共享的流程，圍繞制造業的區塊鏈商業網絡流程如圖19所示?；谶@樣的一個模型，商業網絡中的各個參與主體之間可以更好地進行共享、互信以及價值交換。

本文不討論作為工業互聯網平臺一部分的工業區塊鏈的架構和技術。這里要指出的是，工業區塊鏈將賦能供應鏈在信用和金融方面的數字化轉型與變革。近年來，工業區塊鏈技術的研究進展迅速，互聯網巨頭更是重資加碼工業區塊鏈技術及應用領域的開發。2018年11月，阿里云發布了supET工業互聯網平臺，通過區塊鏈提供制造質量可追溯性和供應鏈管理服務。2019年8月，新華三技術有限公司發布光模塊溯源鏈OMTrace，結合防偽標簽技術提出了光模塊溯源防偽的區塊鏈解決方案，建立了不可篡改的共享數據信息及全流程交易記錄。

眾所周知，食品公司在管理食源性疾病方面面臨越來越大的壓力。根據美國疾病控制和預防中心的數據，美國每年約有12.8萬人住院治療，3000人死于食源性疾病。改進食品安全和提高食品價值鏈的信用度對任何國家都是十分重要的。工業互聯網/物聯網平臺的數字技術在改進食品安全和提高食品供應鏈的信用度方面將扮演一個重要角色。MindSphere是德國西門子的工業物聯網平臺，下面的案例表明工業物聯網如何賦能供應鏈的信用數字化轉型，以提高食品價值鏈的信用度。

圖20表明物聯網和區塊鏈通過工業物聯網平臺相輔相成，這種結合創造了一個可信和可擴展的解決方案。西門子將其MindSphere平臺、私有跟蹤和跟蹤存儲庫以及區塊鏈管理應用程序集成，以實現更完整的解決方案。在這個解決方案中，頂層是工業物聯網平臺的食品價值鏈的區塊鏈應用程序;中間層是MindSphere平臺，它管理著整個下層的食品價值鏈，包括可以追溯的數據、生產、產品、供應商、運輸和消費者。它提供了實時的食品整個價值鏈端到端的可見性，從而使得食品價值鏈獲得了從未有的透明度。管理者和消費者能追溯到任何供應鏈關鍵點上存在的食品問題，從而能大大改進食品安全性和提高供應鏈的信用度。

EIT?Food是一家泛歐合作伙伴聯盟，包括50多家歐洲領先的食品公司及研究與教育機構。它涵蓋了以消費者為中心、值得信賴的食品生產和供應的整個農業食品價值鏈。EIT?Food的一個主要創新目標是為食品價值鏈的數字化創造解決方案，以提高食品供應的信任度和透明度。正在與西門子合作，采用工業物聯網和區塊鏈技術來達到其戰略目標。作為首批項目之一，施特勞斯、吉瓦丹、夫瑯和費、慕尼黑技術大學和西門子正在開發一種解決方案，使商業伙伴、權威機構和消費者能夠就產品交換信息。為了幫助評估區塊鏈，上述西門子技術也是解決方案的一部分。

在區塊鏈工業應用圖譜中，供應鏈金融、融資租賃、工業品回收、供應鏈可視化、工業品運輸監控都涉及供應鏈信用和金融的數字化變革。

盡管工業區塊鏈具有潛在的應用價值，但還處在萌芽階段。區塊鏈可以使工業制造環節實現平滑生產，不需要人為的干預，甚至能預測宏觀經濟波動的影響，從而有效規避，有利于長期計劃的制定。但工業區塊鏈的技術和應用仍處于起步階段，真正落地實施還需要繼續研究與探索。

正如筆者之前在區塊鏈研究報告中所指出的，“單獨采用區塊鏈技術并不能在供應鏈中取得最好的效果，只有當把區塊鏈與物聯網及人工智能技術融合在一起時才能發揮其最大的價值，?幫助建立可信的數字化供應鏈”?[19]，隨著工業互聯網平臺的發展，憑借其在物聯網和人工智能、云計算技術的優勢，在不久的將來，與物聯網、人工智能和云計算融合的工業區塊鏈將會給工業特別是供應鏈金融和信用變革帶來巨大的價值。

（九）構建數字供應鏈孿生體系

數字孿生逐漸成為工業互聯網/物聯網的核心技術之一。它也是供應鏈數字化的戰略技術之一。定義和闡述數字供應鏈孿生及其商業價值將另文發表，并且將指出工業互聯網/物聯網如何幫助企業構建數字供應鏈孿生體系，如何使用數字供應鏈孿生來優化和管控整個供應鏈。

六、結束語

本文從四個不同的視角探討了工業互聯網如何賦能供應鏈的數字化轉型：①第四次工業革命驅動制造業的供應鏈變革。作為第四次工業革命基礎設施的工業互聯網是這場供應鏈變革的基礎設施之一。②工業互聯網平臺是工業互聯網的核心，而供應鏈是工業互聯網平臺的重要組成部分。③工業互聯網是企業數字化轉型的賦能者，而企業數字化轉型的關鍵在于供應鏈的數字化轉型，因此工業互聯網的運營和服務商應該把賦能供應鏈數字化轉型作為關鍵性考慮。④最后本文指出工業互聯網及其平臺的數字能力能夠賦能供應鏈多方面的數字化轉型，它們包括助力數字化供應鏈網絡的連接與協同、供應鏈決策控制、供應鏈運營、物件數碼化和管理標準化、全生命周期管理、采購、信用和金融以及構建數字供應鏈孿生體系?？傊S著工業互聯網的成熟和普及，它將成為企業供應鏈數字化轉型的重要驅動力和賦能者。

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