任飞:企业级数字孪生加速产业数字化、智能化转型


数字经济是新一轮科技革命和产业变革的重要引擎。


今年3月,国务院新闻办就工业和信息化发展情况举行发布会,会上工业和信息化部部长肖亚庆强调,要加快发展数字经济,以数字化变革催生和创造发展新动能,经济数字化转型是大势所趋


根据中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书(2021)》,2020年我国数字经济规模达到39.2万亿元,占GDP比重为38.6%;数字经济增速达到GDP增速3倍以上,成为稳定经济增长的关键动力。


地方上,已有广东、江苏、山东等13个省市数字经济规模超过1万亿元;北京、上海数字经济GDP占比超过50%。数字经济时代已经到来,数字化浪潮席卷全国。


在此背景下,企业数字化转型既是一个大命题,也是一个大趋势,企业级数字孪生等技术将带来更创新的落地路径,创造更显性的价值,成为驱动产业高质量发展的加速器。



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数智化转型关键技术

Technology



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数字孪生在大众领域可能尚显陌生,但在2010年,美国国家航空航天局已明确将数字孪生纳入其技术路线图。


近年来,数字孪生技术发展迅速,并开始在很多生产生活场景中得以应用。


2020年4月,国家发改委、中央网信办印发《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》的通知 ,将数字孪生与大数据、人工智能、5G等并列,并专辟章节谈“开展数字孪生创新计划”,要求“引导各方参与提出数字孪生的解决方案”;


业界对数字孪生的关注也热度不减。全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner在近年来的重要战略科技趋势报告中,多次关注数字孪生技术及其应用场景,在2021年重要战略技术趋势报告中提及的行为互联网(Internet of Behaviors)、组装式智能企业(Intelligent Composable Business)及超级自动化(Hyperautomation)等新科技趋势,也均需数字孪生技术体系的支持。可见数字孪生已经渗透到未来技术应用的方方面面


在制造领域,通用电气公司利用数字孪生技术,对飞机发动机进行实时监控、故障检测和预测性维护,防患于未然;


法国达索系统公司基于数字孪生开展对汽车研发的模拟仿真,为宝马、特斯拉、丰田等优化产品设计,显著缩短研发周期,大大降低了传统物理测试方式的成本


在城市治理领域,新加坡政府主导推动的“虚拟新加坡”项目,通过数字孪生实现动态三维城市模型和协作数据平台;


北京“海淀区时空一张图”也开启了旨在助力城市治理的“数字孪生海淀”序幕。中国是工业大国,数字孪生的研究和应用将有非常广阔的空间。


同月,工信部在发布的《智能船舶标准体系建设指南》(征求意见稿)中,也明确将建设“数字孪生(体)”纳入关键技术应用


2020年9月,国资委下发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》,要求国有企业在数字化转型工作中,加快推进数字孪生、北斗通信等技术的应用。





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企业级数字孪生

Digital Twin



实物数字孪生应用的价值是通过虚实融合、虚实映射,持续改进产品的性能,提高产品运行的安全性、可靠性、稳定性,提升产品运行的“健康度”,从而提升产品在市场上的竞争力。


同时,通过对产品的结构、材料、制造工艺等各方面的改进,降低产品成本,帮助企业提高盈利能力。


例如美国通用公司在其工业互联网平台Predix上利用实物的数字孪生技术,对飞机发动机进行实时监控、故障检测和预测性维护;在产品报废回收再利用生命周期,可以根据产品的使用履历、维修物料清单和更换备品备件的记录,结合数字孪生模型的仿真结果,判断零件的健康状态。


而以企业组织实体为对象的数字孪生,能大大提升企业整体的数字化、智能化经营水平,实现智能化转型。


很多企业在信息化建设过程中所使用的ERP、CRM、MES、FMS等条块化的信息化系统,数据上彼此独立,事实上形成了企业内部大量的“数据孤岛”,管理层很难及时了解企业经营的全貌。


现有的企业管理软件设计思路多为模拟企业的实体业务过程及线下操作的动作,如各种单据、表样、流程等,而不是建立实体业务的数字化模型。因此产生了大量的冗余数据,一致性也较差。


通过多维建模,企业数字孪生通过建立企业实体业务的多维模型,实现对业务数据的实时分析,并基于业务动因实时预测业务结果,预警风险并及时调整。实现数据采集、建模仿真、分析预警、决策支持的实时一体化。


当传统工业企业有了企业级数字孪生,就可以通过企业实体经营数据,来开展数字世界中经营行为的分析和优化,然后再运用到实际经营当中。


根据傲林科技的实践来看,企业级数字孪生可以为企业提供精准的客户画像、市场趋势预测、用户产品反馈等数据分析,并实现对生产经营活动的全局优化,覆盖企业采购、库存管理、生产流程、产品结构、销售、物流、现金流等全场景的优化,改善了传统信息化系统的碎片化,已在钢铁、石化、消费品、汽车零部件等行业为企业带来更高量级的整体效益提升。


具体到酒水饮料等快消品制造企业,企业级数字孪生应用之后,通过融合产品价格、库存销售、营销活动、客户反馈等全流程数据,定量分析企业产品,打造产品360画像,对产品进行全生命周期管理。


结合企业私域流量及用户画像,重构产品组合,实现产品研发迭代的经营成效模拟,进行决策优化,实现营销投入高效产出,使营销活动降本增效,帮助企业实现数字化营销转型。

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驱动数字经济高质量发展

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前微软亚洲工程院院长、傲林科技董事长刘震曾提到,2021年是数智化元年,将为我国数字经济发展带来巨大推动力。


为什么今年会是一个关键节点?有几个因素要考虑。


一方面是整个市场对数字化转型特别热衷。两年前IDC针对中国的1000强企业做的一个调研显示,当时就有50%以上的企业表示数字化转型是他们的重要战略


2020年,埃森哲做了一个《2020中国企业数字转型指数研究》,85%的受访企业高管表示希望能够在一年内看到数字化转型的效果,43%的企业希望在6个月就能够看到数字化转型的效果,可见整个市场对数字化转型已经有一个很好的认知。


另一方面,政策层面大力支持。工信部也在今年1月印发了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,要求企业加强工业互联网的建设,特别是加强其中的数字化管理,数字化管理就涉及到数据智能,即要把大数据、人工智能应用于企业业务的变化。


进一步讲,数字化管理对工业企业转型升级、构建可持续竞争优势具有重要价值。


一是可有效盘活企业数据要素资产,发挥数据在支撑决策、驱动运营、优化创新等方面的作用。


二是能加快构建企业新型能力体系,帮助其快速进行数字化产品研发、工艺设计、生产制造等,提升发展的柔性和韧性。


三是将成为工业企业实现模式创新、培育新增长点的强大引擎。


四是能促进企业管理效率大幅提升,企业资源调配更加合理高效、管理决策更加及时灵活。


五是助力企业通过远程办公和服务、柔性转产等数字化管理方式做好疫情防控。


 “数字化管理”作为企业经营“大脑”的数字化转型,将“自上而下”带来整个企业机体的变革。对于企业来说,数字化不仅仅是一项技新术,更是企业转变思维方式和变革商业模式的强大助力,为企业进行组织、生产、贸易和创新提供了新的途径。


在数字化转型的过程中,国家政策发挥了引领和推动作用,作为转型主体的企业应站在更宏观的角度进行全局审视和创新式思考,让企业的传统业务“躯干”用恰当的方式插上数字化“翅膀”。


已有不少先行企业将数字化转型作为“十四五”期间重大战略积极推进:


国家电网2020年以来在数字新基建领域投入247亿元,全面部署电网数字化平台等10项重点任务,打造国内规模最大的能源电商平台和全球规模最大的智慧车联网平台;


美的集团实施全面数字化,建立数字孪生的智能工厂,精细化管理柔性制造环节,数字化驱动全价值链和全员改变;


中信戴卡全面实现“人、机、料、法、环、财”数据在企业生产过程中的有机贯通,以数字化技术赋能集团管理。


根据埃森哲数据,在中国国内生产总值(GDP)中,零售行业占2%,但是就是这个2%,孕育了京东等这类巨大规模的企业。


而泛工业在GDP中的占比是52%,这52%的数字化程度相对来讲还很低。如果这52%的数字化潜力被挖掘出来,所创造的产业新动能是巨大的,中国将有机会在数字经济赛道赶超欧美发达国家


实现这一目标,需要企业自身和政府、行业组织、研究机构协同推进实现。


为推动工业企业创新发展,学界专家中关村信息技术和实体经济融合发展联盟副理事长兼秘书长、全国两化融合管理标准化技术委员会(TC573)副秘书长周剑,曾与刘震共同提出如下建议:


一是加快突破数字化关键技术。数字孪生、知识图谱、人工智能等数字化管理关键技术具有很强通用性和广泛应用价值,建议有关部门组织、鼓励开展联合攻关,防止形成新的“卡脖子”技术短板。


二是建议政府部门加大对拥有核心技术的科技创新企业,特别是初创成长型企业的支持力度。抓创新不问“出身”,培养一批高度专业化的“单项冠军”。


三是支持龙头企业打造一批标杆项目。通过自身示范带动产业链上下游企业升级,形成规模化的数字化转型市场需求,牵引供给侧企业加大技术研发投入,形成互相促进的良性循环。


四是培育相关产业生态。鼓励产学研用协同,推进技术研发与工业企业实际应用场景的深度融合。吸引国内外企业和高水平数字科技人才加入,支持开源社区发展。


(本文作者系傲林科技有限公司副总裁)


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