為系統(tǒng)應(yīng)對(duì)汽車行業(yè)在需求側(cè)、產(chǎn)品側(cè)及供應(yīng)鏈戰(zhàn)略等方面發(fā)生的各種重大變化與挑戰(zhàn)，需要確定相應(yīng)的數(shù)字化創(chuàng)新原則，并通過聚焦數(shù)字孿生、智能柔性、自動(dòng)化與數(shù)字化的深度融合等三階段舉措進(jìn)行推進(jìn)。

汽車行業(yè)中大型車企集團(tuán)的業(yè)務(wù)形態(tài)通常是綜合性業(yè)務(wù)集團(tuán)，往往包括研發(fā)、整車、零部件、商貿(mào)服務(wù)、金融服務(wù)、出行服務(wù)、能源、海外等各種業(yè)態(tài)板塊，綜合總營收可達(dá)數(shù)千億元，其中的一級(jí)、二級(jí)的投資車企總量可達(dá)數(shù)百個(gè)。此等規(guī)模車企的供應(yīng)鏈特點(diǎn)通常體現(xiàn)為鏈條長、層級(jí)多、協(xié)同關(guān)系復(fù)雜。

汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈新挑戰(zhàn)

近年來，汽車行業(yè)在需求側(cè)及產(chǎn)品側(cè)發(fā)生各種重大變化，在深度和廣度上對(duì)供應(yīng)鏈的影響持續(xù)上升，導(dǎo)致傳統(tǒng)的各種假設(shè)必須進(jìn)行重新審視。準(zhǔn)確理解行業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)及車企整體業(yè)務(wù)變革的要求，是考慮和規(guī)劃供應(yīng)鏈數(shù)字化的首要前提。

1.需求側(cè)變化

從需求側(cè)看，消費(fèi)者的行為變化是最直接的沖擊，以用戶為中心的模式出現(xiàn)，使價(jià)值鏈從傳統(tǒng)以制造為中心的單向鏈?zhǔn)疥P(guān)系向以用戶為中心的三角閉環(huán)關(guān)系轉(zhuǎn)移。

（1）采購模式

以往消費(fèi)者習(xí)慣到汽車展會(huì)、4S服務(wù)店和經(jīng)銷店選車，而新一代消費(fèi)者更傾向于使用數(shù)字化手段（如手機(jī)APP）進(jìn)行選車。這種新型的直接接觸客戶的模式，促使過往“廠－店－客”的金三角模式逐步過渡到“直連直服直營”的新營銷模式。

（2）汽車交付期望

過往十年國內(nèi)車企產(chǎn)能不斷加大，增量市場(chǎng)逐步讓位給存量市場(chǎng)，消費(fèi)者心理預(yù)期已從以前等待長時(shí)間提車變成現(xiàn)在希望能夠盡快交付。

（3）個(gè)性化選擇

隨著新能源加智能網(wǎng)聯(lián)汽車的普及，消費(fèi)者對(duì)于汽車的定制需求已經(jīng)變成基本期望，導(dǎo)致汽車大規(guī)模配置變得非常復(fù)雜，促使制造模式轉(zhuǎn)向小批量生產(chǎn)交付。

2.產(chǎn)品側(cè)變化

從產(chǎn)品側(cè)看，汽車行業(yè)“新四化”（智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、數(shù)字化）是驅(qū)動(dòng)供應(yīng)鏈變革的核心內(nèi)容?！靶滤幕鄙婕捌嚠a(chǎn)品的大幅調(diào)整，例如新能源、新一代電子電氣架構(gòu)、智能座艙、無人駕駛、一體化底盤等。無法忽視的是，未來汽車將成為移動(dòng)式超級(jí)計(jì)算機(jī)。

（1）架構(gòu)及組成變化

過往汽車構(gòu)造非常復(fù)雜，內(nèi)部存在幾十個(gè)領(lǐng)域和相應(yīng)的域控制器，由眾多電子控制單元（ECU）進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。在軟件定義汽車?yán)顺钡尿?qū)動(dòng)下，這些領(lǐng)域整合成3～5個(gè)，原來總數(shù)高達(dá)上萬的零部件減少到幾千個(gè)，數(shù)以百計(jì)的多級(jí)供應(yīng)商數(shù)量大幅減少。零部件和供應(yīng)商的整合帶來網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化或短鏈化的機(jī)會(huì)和過度集中的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）電子元器件和軟件的重要性

超級(jí)算力芯片將變得十分重要，L4/L5自動(dòng)駕駛要求算力達(dá)到每秒300至1000萬億次運(yùn)算，可媲美超級(jí)計(jì)算機(jī)。此外，頭部廠商如特斯拉、大眾都在積極研發(fā)汽車操作系統(tǒng)（Car OS），而其他車企自主研發(fā)還是外購面臨重要抉擇。

（3）智能網(wǎng)聯(lián)化沖擊

從2023年開始，新上市的汽車都具備聯(lián)網(wǎng)功能，伴隨著軟件在線升級(jí)（OTA）技術(shù)的成熟和應(yīng)用，汽車售后物流已從被動(dòng)故障、線下維護(hù)逐步轉(zhuǎn)變成主動(dòng)監(jiān)控、在線升級(jí)、預(yù)防性維護(hù)。

（4）車型研發(fā)上市周期縮短

過往汽車行業(yè)的大車型研發(fā)周期往往需要8～10年，而目前頭部車企通過基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）等先進(jìn)數(shù)字化應(yīng)用大幅縮短了研發(fā)周期。當(dāng)前普通車企新車型的研發(fā)周期需要至少4～5 年，而頭部車企已壓縮到2～3 年。

3.供應(yīng)鏈戰(zhàn)略變化

（1）垂直一體化對(duì)陣水平一體化

過往50年汽車發(fā)展史中，業(yè)界最領(lǐng)先的豐田汽車公司，通過供應(yīng)商緊密協(xié)同和精益管理實(shí)踐，證明水平一體化（汽車產(chǎn)業(yè)鏈的細(xì)致分工與合作）能產(chǎn)生更好的成本效益和專業(yè)能力，并建立難以逾越的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這一結(jié)論在汽車行業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃中成為共識(shí)，但近期百年未見的劇變開始挑戰(zhàn)這個(gè)基本假設(shè)。最突出的典型是特斯拉公司，其通過將高性能計(jì)算芯片、車機(jī)操作系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛軟件、電池、一體化鑄造車身等全部自研并集成（垂直一體化），展示了新的成功路徑。

（2）國際化的機(jī)遇及挑戰(zhàn)

隨著近年國內(nèi)市場(chǎng)容量的逐漸飽和，各車企均努力探尋海外市場(chǎng)的新增長點(diǎn)。面向歐洲、南美或者東南亞等區(qū)域市場(chǎng)，車企可能涉及CBU（整車出口）、KD（散件再組裝）、本地建廠等多模式，由于本地生態(tài)系統(tǒng)及法律法規(guī)多樣性，面臨的國際供應(yīng)鏈問題要比過往更為復(fù)雜和棘手。

數(shù)字化創(chuàng)新整體應(yīng)對(duì)原則及思路

為系統(tǒng)地應(yīng)對(duì)上述各種挑戰(zhàn)，需要確定相應(yīng)的數(shù)字化創(chuàng)新原則及聚焦點(diǎn)。

1.從行業(yè)全鏈條流程橫向角度，可以借鑒APICS協(xié)會(huì)多年來形成的供應(yīng)鏈運(yùn)作模型（SCOR）、設(shè)計(jì)鏈運(yùn)作模型（DCOR）、客戶鏈運(yùn)作模型（CCOR）。業(yè)界領(lǐng)先的車企能夠綜合地應(yīng)用三個(gè)模型，除傳統(tǒng)的采購、制造與物流外，還圍繞客戶需求的業(yè)務(wù)發(fā)展，增加研發(fā)設(shè)計(jì)、服務(wù)提供、用戶運(yùn)營等領(lǐng)域。

2.從供應(yīng)鏈賦能聚焦點(diǎn)縱向角度，可以劃分為三個(gè)層次來解決各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景：

（1）供應(yīng)鏈決策層：主要的核心是構(gòu)建一體化的供應(yīng)鏈控制塔，覆蓋數(shù)字建模、需求預(yù)測(cè)、供應(yīng)鏈可視、倉庫布局規(guī)劃、庫存優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、補(bǔ)貨策略、產(chǎn)銷協(xié)同計(jì)劃等方面。

（2）供應(yīng)鏈計(jì)劃層：拉通供應(yīng)商、制造商、分銷商/代理商、用戶的全鏈條計(jì)劃，包括但不限于銷售計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、采購計(jì)劃、交付計(jì)劃等。

（3）供應(yīng)鏈執(zhí)行層：促進(jìn)供應(yīng)鏈協(xié)同，包括入廠物流、廠內(nèi)物流、出廠物流、售后物流等各方面。

數(shù)字化創(chuàng)新具體推進(jìn)路徑

按照業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)字化轉(zhuǎn)型洞察，汽車行業(yè)數(shù)字化頂層框架設(shè)計(jì)主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)類別：業(yè)務(wù)數(shù)字化、產(chǎn)品數(shù)字化、數(shù)字化創(chuàng)新業(yè)務(wù)。供應(yīng)鏈數(shù)字化屬于業(yè)務(wù)數(shù)字化的子領(lǐng)域，是整個(gè)汽車行業(yè)價(jià)值鏈數(shù)字化的其中一環(huán)，可通過三階段舉措推進(jìn)：

第一階段：聚焦數(shù)字孿生，主要描述現(xiàn)狀。

第二階段：聚焦智能柔性，主要診斷現(xiàn)狀、預(yù)見未來、指導(dǎo)決策。

第三階段：聚焦自動(dòng)化與數(shù)字化的深度融合，主要執(zhí)行決策。

圖1 汽車供應(yīng)鏈數(shù)字化推進(jìn)路徑

汽車供應(yīng)鏈數(shù)字化推進(jìn)路徑，見圖1。各階段舉措的詳細(xì)分析和梳理如下：

1.數(shù)字孿生

數(shù)字孿生指通過數(shù)字技術(shù)在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建和模擬現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體或過程，具有兩層含義：一是從物理物體到虛擬物體的孿生，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用加上智能網(wǎng)聯(lián)普及，催生越來越多的新業(yè)務(wù)場(chǎng)景，能夠更全面地獲取各種數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)汽車部件、元器件的主動(dòng)和被動(dòng)維護(hù)；二是從虛擬物體到虛擬物體的孿生，通過數(shù)字孿生組織（DTO）完成整個(gè)供應(yīng)鏈各層的流程及組織的建模復(fù)刻。

具體的應(yīng)用及業(yè)務(wù)效果可包括：

（1）模擬整個(gè)供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)和組成部分，實(shí)時(shí)反映各種變化，例如庫存水平、生產(chǎn)進(jìn)度、交貨時(shí)間等，從而更好地管理和優(yōu)化供應(yīng)鏈運(yùn)作。

（2）幫助預(yù)測(cè)供應(yīng)鏈中的風(fēng)險(xiǎn)和問題，例如供應(yīng)瓶頸、延遲交貨等，并提供相應(yīng)的解決方案。

（3）模擬和優(yōu)化供應(yīng)鏈中的各種決策和方案，可以評(píng)估不同的供應(yīng)鏈策略和變化對(duì)供應(yīng)鏈績效的影響，從而指導(dǎo)實(shí)際決策的制定。

概括來說，數(shù)字孿生的應(yīng)用可以提高供應(yīng)鏈的可視性、協(xié)調(diào)性和決策能力，幫助車企更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求和變化。

2.智能柔性

目前汽車行業(yè)的智能制造水平在制造業(yè)的前沿位置，但以用戶為中心的大規(guī)模定制化需求提出了新的課題與挑戰(zhàn)。

例如，工業(yè)軟件、仿真工具和機(jī)器人的應(yīng)用已大幅提升工廠的智能化程度，異常停工率不斷降低，JPH（每小時(shí)生產(chǎn)量）及OEE（總體設(shè)備有效率）均有大幅提升，但車企關(guān)注點(diǎn)忽略了系統(tǒng)間協(xié)同性和實(shí)際價(jià)值，導(dǎo)致數(shù)據(jù)能力未能完全體現(xiàn)。此外，車企關(guān)注點(diǎn)僅在效率提升而忽略不同車型生產(chǎn)切換時(shí)間的縮短，難以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者定制化需求。

智能柔性舉措是解決上述課題的一種先進(jìn)模式與實(shí)踐，目標(biāo)是以用戶為中心、提升訂單到交付（OTD）效果。它利用先進(jìn)的智能和數(shù)字化手段（如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等）提高供應(yīng)鏈的智能化和靈活性。首先，在制造領(lǐng)域更加關(guān)注數(shù)據(jù)透明、決策敏捷、設(shè)備智能、流程高效，實(shí)現(xiàn)非預(yù)見性自我調(diào)整，以此提升柔性化生產(chǎn)能力，降低不確定性，從而滿足消費(fèi)者定制化需求。其次，將制造端、供應(yīng)端和消費(fèi)端進(jìn)行橫向拉通，驅(qū)動(dòng)流程中全要素的價(jià)值整合。

（1）案例場(chǎng)景一是軟件定義的柔性生產(chǎn)線。按照特斯拉“超級(jí)工廠”的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，生產(chǎn)線以近乎汽車自動(dòng)駕駛的模式運(yùn)作，如果工藝的中間某個(gè)節(jié)點(diǎn)、某個(gè)工序發(fā)生缺料或是其他異常情況，可以通過智能手段跳過這個(gè)節(jié)點(diǎn)和工序，后續(xù)再折回繼續(xù)。

圖2 智能柔性的應(yīng)用案例示意圖

以某新能源主機(jī)廠在智能柔性的應(yīng)用為例，其中包括智能化的預(yù)測(cè)與需求管理、物流與倉儲(chǔ)管理、制造與生產(chǎn)計(jì)劃、供應(yīng)商管理、決策支持等，見圖2。其中，高級(jí)計(jì)劃及排產(chǎn)系統(tǒng)（APS）扮演著核心角色，負(fù)責(zé)優(yōu)化和協(xié)調(diào)生產(chǎn)排程和資源分配。汽車行業(yè)的APS面臨著比過往更復(fù)雜和困難的問題，需要同時(shí)應(yīng)對(duì)需求側(cè)及產(chǎn)品側(cè)的挑戰(zhàn)，例如配置參數(shù)變得非常復(fù)雜，需綜合考慮訂單流與計(jì)劃流的動(dòng)態(tài)變化，在插單等場(chǎng)景下能夠快速達(dá)到供需的動(dòng)態(tài)平衡。汽車行業(yè)的高級(jí)排產(chǎn)能力需要從目前的1.0迅速進(jìn)化到2.0甚至3.0，其中包括對(duì)所有相關(guān)領(lǐng)域及數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)用，而不局限于排產(chǎn)本身，例如生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化、柔性生產(chǎn)線、實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)控、供應(yīng)鏈協(xié)同管理、預(yù)測(cè)性維護(hù)等。

（2）案例場(chǎng)景二是供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)分析。這兩年汽車行業(yè)發(fā)生過缺芯挑戰(zhàn)，而芯片供應(yīng)鏈非常復(fù)雜，產(chǎn)能競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重。捷豹路虎（JLR）公司通過知識(shí)圖譜分析等數(shù)字化技術(shù)手段，可以實(shí)時(shí)地完成供需雙方的雙向聯(lián)動(dòng)，迅速評(píng)估突發(fā)因素的影響和制定應(yīng)對(duì)措施，構(gòu)造彈性供應(yīng)能力，見圖3。

圖3 捷豹路虎利用知識(shí)圖譜進(jìn)行供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)分析

通過智能柔性，車企可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力、靈活性和可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化庫存和提升客戶滿意度。

3.自動(dòng)化與數(shù)字化的深度融合

在推進(jìn)數(shù)字孿生和智能柔性舉措后，供應(yīng)鏈領(lǐng)域仍然面臨眾多問題，一個(gè)原因是供應(yīng)鏈的執(zhí)行最終需要自動(dòng)化舉措來完成PDCA閉環(huán)。自動(dòng)化和數(shù)字化的深度融合是指將自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的智能化和效率化。部分思路包括：

（1）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化：將數(shù)字化技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)連接，通過傳感器、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，收集各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等，用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的決策和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能化的自動(dòng)化操作。

以智能倉儲(chǔ)為例，以前的“人找貨”模式，已經(jīng)過渡到新的“貨找人”模式，導(dǎo)入方案可以包括AGV智能倉儲(chǔ)、智能立體庫、生產(chǎn)智能箱庫三種。按測(cè)算，可至少提升出庫效率40%、入庫效率35%，存儲(chǔ)空間提升3倍，提效減員25%，空間利用率提升15%。

（2）智能算法的應(yīng)用：利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化算法，通過分析大量數(shù)據(jù)、生成算法和訓(xùn)練模型，可以預(yù)測(cè)設(shè)備故障、優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、提升質(zhì)量控制，自動(dòng)化地處理和解釋數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化決策和調(diào)整。

以智能配送為例，車企通過基于先進(jìn)的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景研究，實(shí)現(xiàn)整車完成下線后自動(dòng)入庫，按測(cè)算可提升效率20%以上。

（3）虛擬化和仿真：通過建立數(shù)字孿生模型和虛擬仿真系統(tǒng)，可提供安全、可控的環(huán)境，進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化和測(cè)試。同時(shí)，可用于員工培訓(xùn)和技能提升，提高自動(dòng)化系統(tǒng)的操作效率和可靠性。

（4）自動(dòng)化工作流程和協(xié)作：將數(shù)字化系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作流程的自動(dòng)化和協(xié)作。

以自動(dòng)包裝為例，通過引入封箱機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、打標(biāo)機(jī)、熱縮膜機(jī)等半自動(dòng)、自動(dòng)的物流設(shè)備，并結(jié)合提升機(jī)、輸送鏈進(jìn)行組合使用。通過工序拆解、設(shè)備分析、功能自研、硬件功能集成化，最終解決人工包裝作業(yè)強(qiáng)度大、作業(yè)要求高等問題，按測(cè)算至少整體包裝效率提升35%，入庫效率提升80%。

綜上所述，數(shù)字孿生、智能柔性、數(shù)字化和自動(dòng)化深度融合的三者綜合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)智能化的自動(dòng)化操作和決策，最終提升供應(yīng)鏈的智能化運(yùn)作和靈活響應(yīng)。

未來的數(shù)字化創(chuàng)新展望

從未來著眼，供應(yīng)鏈的數(shù)字化創(chuàng)新的主要來源往往不一定來自供應(yīng)鏈本身，建議從價(jià)值鏈的角度來探索供應(yīng)鏈數(shù)字化的業(yè)務(wù)價(jià)值，通過運(yùn)用“第一性原理”，堅(jiān)持創(chuàng)新與迭代，實(shí)現(xiàn)極度優(yōu)化與效率創(chuàng)新。

例1.廠房設(shè)計(jì)及規(guī)劃創(chuàng)新影響供應(yīng)鏈效率

圖4 特斯拉“超級(jí)工廠”的廠房設(shè)計(jì)

以特斯拉“超級(jí)工廠”為例（見圖4），其創(chuàng)造性構(gòu)建包括：

（1）將沖、焊、涂、總四大整車工藝集中在聯(lián)合大廠房中，極大縮短各個(gè)工序之間的物流路徑。

（2）利用縱向空間的廠房結(jié)構(gòu)，全面推行多層廠房設(shè)計(jì)，提升土地和空間的利用率，并利用升降機(jī)、機(jī)運(yùn)鏈等空中自動(dòng)物流措施，減少人工的垂直搬運(yùn)，節(jié)約物流輸送路徑。

（3）廠房設(shè)計(jì)堅(jiān)持環(huán)抱式布局設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)總裝車間線邊道口直接卸貨，供應(yīng)商按照特斯拉物流部門發(fā)布的制造序列要求的排序供應(yīng)零部件，實(shí)現(xiàn)直接到線邊的最短路徑，并極力實(shí)現(xiàn)零庫存。

例2.零部件的設(shè)計(jì)創(chuàng)新影響供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)

以特斯拉為例，后底板過往超過70個(gè)沖焊零件，需要多家供應(yīng)商進(jìn)行零部件外包且自建焊裝線，周期較長。改成一體壓鑄（One Piece Casting）設(shè)計(jì)后，只需一家供應(yīng)鋁錠的供應(yīng)商，自己能迅速地完成熔煉、壓鑄、后處理等工序，周期很短。

上述例子往往涉及多種數(shù)字化手段應(yīng)用，如虛擬仿真和設(shè)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等。需求側(cè)和產(chǎn)品側(cè)的創(chuàng)新，擴(kuò)展到上下游延伸的多領(lǐng)域的協(xié)同作戰(zhàn)，能夠進(jìn)一步拓展汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新的空間，從而為數(shù)字化的賦能提供更多有效的場(chǎng)景。