发布日期：2026-01-26浏览次数： 次信息来源： 天睿咨询-邱伏生
1. 引言
利用信息技术、智能化建模和仿真技术，以及自动化技术等手段，智能制造供应链系统将智能工厂的供应商、经销商、顾客与业务体系紧密联接。整个制造供应链应该具备高度的柔性、敏捷性等特征。企业需要实现的目标包含不限于产品本身的智能化、生产方式的智能化、物流和信息流的高度一致等,并且推动全价值链同步,头部企业甚至链接和影响了产业链供应链。而制造供应链系统天然的具备"端到端"、"动态化"的要素连通效应,链接了物料、订单、产线、工位、搬运与运输工具、交付、客户服务等需求。越来越多的公众开始认识到,"生产链条是决定交货和服务的关键因素",如果缺少生产链条的支持和维护,智能化生产就只能处于实验室内。
与此同时，SMSC（Smart Manufacturing Supply Chain 智能制造供应链系统）也就呈现了与传统制造供应链不一样的特点：物料能够说话，并通过物料（订单）信息与其他生产的关联要素（人、机、料、法、环、测）相互沟通，从而控制和调度整个制造与交付系统。
在这个过程中无论是从SMSC的规划、建设，还是运营都需要保证所有的参数和信息都符合智能工厂经营策略的要求，实现“规划一体化、建设一体化、运营一体化”，避免过程中信息系统与物理系统之间的信息流失乃至错位。
传统制造供应链（如果有）规划的方法通常是在现有的制造工厂基础上，根据业务需要逐渐形成和发展起来，然后“尊重历史”，进行整合和优化。这种升级可以得到很大效益，但是容易产生路径依赖，难以颠覆现状，无法形成创新和系统优化。具体到工厂规划和建设上，传统模式主要是将建筑、生产设施、消防设施、辅助设施等多个子系统分散布局与研究（CAD布局图纸上通常看不到动态供应链和物流布局），并没有通过一条主线将所有的子系统有逻辑的连通起来，容易导致子系统之间格格不入，数据不连贯、不均衡、不标准、不能共享，难以保证从规划到落地过程中不偏航，从而不能真实的反映项目先期的愿景和需求，使得智能工厂供应链运营体系存在诸多的缺陷，甚至导致智能工厂经常停产、延迟交付乃至崩溃，给企业经营带来巨大的风险。
MBSE (Model-Based SystemsEngineering，基于模型的系统工程) 能够有效的解决上述问题。它是建模方法的形式化应用，通过模型的结构化定义以支持SMSC的构建需求，可以从智能制造供应链系统的概念设计开始，形成“基于交付供应链环境下的智能制造”，并以此作为规划智能工厂的价值引领，持续贯穿到智能工厂建成后的供应链运营和维保，直至智能工厂常态运营后的各个阶段。
目前，国内外学者及产业界对MBSE理论、建模方法、行业实践等进行了深入研究，提出了相关的软件支撑平台、实验环境和仿真平台，并取得了一些成果。
鉴于中国对MBSE方法研究正处于起步阶段，本文从顶层需求角度出发，结合MBSE的设计思想，探索一种适用于SMSC 构建的正向设计方法。
2.MBSE的理论与思想内涵
（1）MBSE理论与思想概述
依据INCOSE对MBSE ( Model-Based Systems Engineering) 的界定：这是一种形式化的运用方式以利用建模技术辅助各类系统任务的过程。借助 MBSE 流程体系，自始至终覆盖了整个生命周期的各个环节——包括初期构思直至后期维护等各步骤中都存在着该理念的存在;它能把需要转化为具体明确的要求项，并且使用数字图像及模拟的方式描绘出这个庞大而又繁杂的项目实施全貌，以此保证我们对于项目的需求满足度、计划制定情况、信息处理状况、设备性能测试结果及其最后的验收状态都能得到有效的控制且可以被精确地衡量追踪记录下来，进而使项目的建设进程变得更加透明可见。
由此可见，MBSE是一种建模思想，也是一种管理模式。
（2）MBSE的内涵与特点
作为一种系统工程构建的方法论，MBSE体现了标准化、结构化、图形化的特点。
MBSE能够通过标准化的建模语言、建模工具和统一应用框架，将个性化建模思想，提炼为系统工程构建的方法论。
MBSE 模型能进行动态的仿真验证，来验证系统逻辑、行为、功能、效果的完整性和准确性。
MBSE贯穿于整个系统工程构建前后的全生命周期。
3.MBSE的建模思想符合智能制 造时代供应链系统的特点与要求
（1）柔性化响应客户要求
MBSE的建模思想强调“以终为始、达成愿景”，从而能够将“概念设计中”的柔性化制造供应链系统具像化、数字化、场景化，并通过数字孪生（DT digital twin）模式来仿真与验证，真实的达成“个性化订单集成拉动资源”与“从订单信息到实际交付”之间的协同。如图所示。
MBSE结合数字孪生赋能供应链订单响应
利用MBSE方法可以精确地评估、规划并确认SMSC的功能以满足“实时的物品流转信息收集及处理,根据这些信息来达到需求方和供应方的准确配对,按照制造或交货任务的要求执行物流操作和工作站、产品搬运和运输的自动化协同,并且能即时反应出顾客订单的生产和交货状态”的需求。
（2）制造物流需要实现数字化、智能化、一体化，赋能价值链
MBSE并不单纯验证某种制造供应链工程技术的实用性和功能性，而是能够面向整个制造供应链系统从构建到运营的全价值链过程进行仿真和验证，并量化的提出修改建议。比如通过MBSE梳理出来的供应链交付逻辑，能够量化场景，通过仿真判断从计划到物流、制造、交付、库存等，从规划到建设、运营对于智能制造系统的能力匹配的合理性和有效性；也能够通过产线工位、工序物流联动逻辑，快速判断制造系统和物流系统调度算法的合理性。
（3）互联互通，形成闭环管理
利用MBSE建立的SMSC信息平台模型，能有效地指引我们对于生产所需产品的规格、工作流程、预定及物流策略、相关资产以及材料循环使用、操作场所等方面进行全面的整理和策划，使各部分相互联系并协调一致。同时，它也能引领我们在创建实时的供应链运营(计划)架构的同时实施其封闭式路径，借助DT技术，把虚构的信息同实际的需求系统和实体物品流通与资源系统相对应，确保每个环节都能精确反应和更新，直到最终完成订单交货为止。
（4）先期验证、仿真、预警，实现自感知、自决策和自调适
在早期的SMSC研究和计划中，通过使用基于模型的设计方法、动态和静态模拟技术、需求指标的相关管理工具等方式，可以利用数字化的分析、测试和控制来明确并标准化SMSC设计的分割方式，确保系统的性能符合预期标准，并对需求指标实施追踪和细致的管理，这有助于显著降低供应链整合及验证过程中的重复工作量，以期达到SMSC自规划至运行全流程的积极成果，进而提升智能制造设施的效率，增强供应链管理的效益。
在常规运作里，MBSE能引导SMSC体系利用DT等相关技能，实现自订购至交货的过程管理，具备必要的前置测试、模拟及警报能力。构建出智能化供应链背景下，与制造业智能匹配且互动的一体化协作模式，并且逐步细化至每个工作站点的具体操作流程(甚至是车间生产的各个环节)，对每单业务、每一项物资(商品)、每个岗位("三合一")实施实时的模拟和确认。
通过执行"三个一"的确认任务外，MBSE还进行了多种制造与交货策略的模拟测试及评价，并运用了大数据分析和统计学的技巧来迅速确定供应商的交货时间、存货管理、自身材料储存、定制产品配额要求、运输能力、工作顺序安排以及智能化物流设备等方面的高效解决方案。然后根据这些修改后的策略再次模拟系统整体性能，以进一步提高所有的制造链资源的使用效果，保证每个阶段的所有设施和员工都能充分发挥他们的潜力，从而达到最大的效益和利润。
文章作者：上海天睿物流咨询有限公司 总经理 、中国机械工程学会物流工程分会邱伏生 博士
文章转载来源：起重运输机械专业杂志
文章专栏主理人：北京起重运输机械设计研究院有限公司 媒体采编 马晨
