编者注：此文是应《秀江南.物联网》编辑的邀请，于2022年11月写的一篇文章，发表于2023年4月刊。
2021年工信部印发的《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，将产业发展生态进一步健全列在发展目标中；其目的是促进产业链供应链现代化水平提升。工业互联网作为数字经济运行的底座，在技术发展成熟后，将进入规模化应用阶段，而中国是制造业大国，制造业GDP占比高达27.4%，因而数字化供应链将是工业互联网应用普及的一个重要方向，通过工业互联网实现产业链供应链协同，促进强链补链攻关，并利用数字供应链赋能园区、产业、企业，实现大中小企业融通发展。
数字化供应链是当前工业互联网应用的一个主要领域，探索基于工业互联网平台上的供应链应用场景是现阶段的主要任务；对于数字化供应链的场景探索可以从供应链管理瓶颈和工业互联网技术能力两个维度分析，从现有供应链管理的瓶颈作为抓手，分析技术能力，通过业务创新找到解决业务难点的应用场景。
供应链管理主要是解决供需平衡的难题
探寻供应链管理发展，可以将供应链管理解决4大主要难题：
第1类难题：解决产品在供应链不同服务商之间的供需平衡难题，这类难题的热点话题是牛鞭效应；
第2类难题：解决不同产品在供应链不同部件的供需平衡难题，典型的案例是丰田的看板模式；
第3类难题：在产品多样化之后，产品分工后，解决跨企业在部件、产能的供需平衡难题，典型的案例是戴尔直销模式；
第4类难题：实现跨企业的产能、定制的供需平衡难题，这类难点的热点话题是工业4.0的个性化制造。
牛鞭效应是供应链不同服务商之间的供需平衡难题
关于供应链的讨论，最早源于上个世纪60年代，MIT的Sloan管理学院发明的一种类似大富翁的策略游戏啤酒游戏：参与者扮演分别供应链上的不同的服务提供者，制造商、批发商和零售商，可以决定向上游的订单数量，预测下游的销售量。经过多个周期的游戏之后，由于上下游存在信息差、交付提前期，在需求波动下最终导致在制造商、批发商和零售商的需求预测偏差不断增大从而带来库存的大幅增加。从而带出了供应链一个著名的概念牛鞭效应。
牛鞭效应指供应链上的一种需求变异放大现象，使信息流从最终客户端向原始供应商端传递时，无法有效地实现信息共享，使得信息扭曲而逐级放大，导致了需求信息出现越来越大的波动，此信息扭曲的放大作用在图形上很像一个甩起的牛鞭，因此被形象地称为牛鞭效应。
牛鞭效应的主要根源是上下游之间存在信息差、上下游交付存在交付提前期从而导致需求偏差的不断放大。牛鞭效应在上个世纪是困扰供应链的主要难题，随着信息化、互联网的发展，通过上下游信息共享，牛鞭效应得到了有效的解决。
看板模式是破解产品多样化后生产过程中零部件供需平衡难题的良方
诞生于1913年的福特流水线取得了巨大的成功，开启了制造业的一个新时代。但是在1950年，日本工程师丰田英二参观了福特的鲁奇工厂后得出结论：日本汽车行业有小批量、多品种特点、日本缺劳动力、缺资金，不适合引进流水线。
为了将工序繁多的汽车组装作业中各个零部件在需要的时候集中到生产线上，创立了一种独特的管理模式：看板模式。于1953年在机械车间开始实施看板，1962年在机加、锻造、车体、总装等车间内全面采用看板。
看板是用于解决因为产品多样性带来的部件在不同工位装配匹配的管理难题，为了在不同工位传递产品物料信息，采用物理看板来传递信息，实现产品工序上下游的信息传递，解决部件供需平衡难题。
计划与供应商协同是跨企业协作的最佳实践
丰田看板模式，最初是在企业内，随着产品多样性带来分工，企业采购的部件比例在不断增加，丰田的看板模式在1965年开始在外协企业使用，开始了主机厂与供应商的协作。而真正让主机厂与供应商协同普及的案例是戴尔为了实现直销模式，而完善的计划与供应商协同机制。
70年代丰田精益生产模式取得了巨大的成功，而丰田汽车进入美国，对美国汽车行业形成了冲击。而美国产业因为文化问题，美国企业无法复制丰田模式的成功，为了适应美国的文化，诞生了TOC（约束理论），而基于TOC理论的戴尔电脑取得了商业上的巨大成功。1996年7月戴尔在线商店开业，开启网上直销模式，由用户在网上根据选项订购电脑，根据用户的配置选项生成订单，为客户生产定制电脑，实现按单生产。而戴尔的后生产模式，一方面与供应商建立的供应商协同模式，另外一方面通过完善的供应链计划，实现根据产能对订单交付周期的承诺。
后生产模式的核心瓶颈来自于提前期：采购提前期和生产提前期，为了减少提前期，戴尔需要将供应链计划共享给供应商，并实现产能平衡。所以供应链计划与供应商协同高效解决了跨企业间产能的供需平衡。
工业互联网是解决产能的规模化平衡的有效工具
随着社会分工的加剧，产品的设计与生产开始分工，最典型的是芯片代工企业台积电和苹果代工企业富士康的崛起，实现了产品品牌方与代工企业的分工，在代工企业因为产能的汇聚效应从而提升了生产效率。
苹果的代工模式在于苹果产品数量大，为了生产单一产品，就需要在代工厂建设一条生产线；芯片代工模式在于代工企业形成生产相同工艺的汇聚效应，。
对于个性定制时代，没有相同工艺的汇聚效应，如何高效实现产能的规模化平衡？
工业4.0/工业互联网给出了最佳答案，通过三个集成横向集成、纵向集成、端到端集成实现智能化、个性化、网络化，最终解决个性产品时代高效的产能规模化平衡。通过与上下游厂商在设备和经营管理多个维度、在研发、计划、制造、交付等多个环节实现协同，实现网络化；让设备功能配置化，根据配置满足个性化的需求，实现智能化；并通过网络效应汇聚相似工艺的生产，实现定制时代产能的规模化平衡。
供应链管理的主要需求是高效实现在不同服务商之间的产品、部件、产能的高效平衡。为了实现这些高效平衡，信息透明、网络协同和智能优化提供了支撑。
工业互联网的技术支撑高效满足供应链供需平衡难题
从供应链需求平衡的4个维度瓶颈的解决方案主要依靠管理升级和技术进步得以解决，其中信息透明、网络协同、智能优化都依赖于数字技术，在数字化的大潮中，工业互联网作为基座，为供应链供需平衡提供技术支撑。
信息透明中的数字技术
在供应链供需平衡的矛盾中，供需信息的透明度越高，供需就越容易取得平衡：
（1）供应链牛鞭效应产生的根源是供应与需求信息在生产商、分销商、批发商、零售商之间信息不畅，最好的解决方案是协同预测计划（CPFR，Collaborative Planning Forecasting and Replenishment），早期是沃尔玛与其供应商Warner－Lambert、管理信息系统供应商SAP、供应链软件商Manugistics、美国咨询公司Benchmarking Partners等5家公司联合探索的方案，并在沃尔玛获得了成功。本质是供应商与零售商对寻求进行协同预测、补货，利用数字技术共享需求信息、实现需求预测，并与供给信息匹配，实现协同补货。主要数字技术是需求管理系统。
（2）生产过程中零部件平衡，最初依赖于看板，在信息化为普及的时代，看板模式只适用于一定区域范围，比如建在丰田汽车主机厂周边的零部件供应商与丰田主机厂的协同，看板由于物理限制，无法实现跨区域的协同。随着信息技术的发展，利用数字技术实现电子看板，以及生产订单管理系统。主要数字技术是电子看板系统。
（3）计划与供应商协同，实现产能平衡是建立在信息化、互联网基础上。戴尔的直销模式是基于互联网的全新营销模式，而支撑直销模式的订单定制模式，需要实现产能的匹配，在高度标准化、高度分工的电脑制造行业，既需要根据产能信息承诺订单，又需要与供应商高效协同。主要数字技术包括信息化的供应链计划、供应商协同以及物联网的RFID、通讯技术。
（4）产能的需求平衡是建立在物料平衡基础上，对物料、生产设备、运输设备的综合管理的基础上，需要对物料、设备的全流程的状态的实时跟踪，是建立在工业互联网平台基础之上的，既需要RFID技术实现物料的跟踪，也需要设备互联实现设备状态的跟踪，还需要管理系统实现订单与产能（设备）的匹配，需要建立在工业互联网平台支撑之上，依赖于工业互联网的通讯、设备连接、设备管理、数据管理、数据分析等技术的综合应用。
网络协同中的数字技术
在产品供需平衡、物料供需平衡以及跨企业的协作中，网络协同主要应用的技术是传统的信息技术，包括需求管理、计划管理和订单管理的信息化工具。但随着协作的深入，需要在不同企业之间设备层的维护，这就需要网络化平台运营，实现IT与OT的深度融合，实现从设计、计划、采购、生产、交付的端到端集成的协作，实现网络化协作。
在业务网络的协同中，欧洲正在探索的模式是基于欧洲共享数据空间GAIA-X之上，构建行业业务网络。在GAIA-X之上建立的第一个业务网络是CATENA-X，围绕汽车行业价值链，构建标准化的数据和信息流，充分考虑汽车价值链与企业的需求，构建的汽车行业的供应网络、制造设备资产网络、物流网络、财务网络、需求网络和人力资源网络，应对汽车行业的全新需求。
CATENA-X可以看作是欧洲智能服务的世界的一个应用案例。德国在提出工业4.0战略之后，后续推出了智能服务的世界，可以看作是数字化转型后未来生态的模式，其核心是将物理世界的产品功能以服务的形式提供给用户，本质是将物理设备的功能作为服务产品销售，而不是传统的销售物理产品。
基于智能服务世界构建的全新业务形态是软件定义世界模式，将产品功能通过软件以服务的形式提供给用户。智能服务世界将颠覆传统供应链的模式，主要解决的是设备的服务能力、软件平台的服务能力的供需平衡难题。
智能优化趋势
供应链在解决供需平衡中互联网项目，需求预测和供应链计划都需要智能算法做支撑。而在未来的网络化的智能服务的世界中，将会促成人与设备的进一步分工：（1）能用规则表述的工作，将由机器完成；（2）不能用规则表述的工作，主要由人来完成，人确定规则，并将规则设置到系统中移交给机器完成后续的工作。
在未来的网络化服务体系中，设备与设备之间的通讯、调用都是基于规则沃尔玛供应商零售链，由软件实现；而在供应链供需平衡问题的解决过程中，传统的由人来进行的决策、优化工作沃尔玛供应商零售链，将逐渐过渡给智能机器，由智能算法不断优化。
智能化在供需平衡中扮演着：（1）解放人的决策工作；（2）利用算法优化供需平衡，这两类角色。
智能优化功能将部分解决人的脑力工作，由智能算法优化平衡。
小结
供应链优化的运营场景将会是工业互联网未来发展的一个主要方向。而供应链管理主要在产品、物料、产能等多个维度实现供需平衡，如何以最优化的成本实现供需平衡，需要工业互联网技术支撑，工业互联网的数据透明、网络协作、智能优化将促进实现供应链的供需平衡。
