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学术论文 · 供应链管理 · 2025 秋季号

数字孪生技术赋能制造供应链(三)

TL;DR

制造供应链数字孪生需遵循顶层设计、尊重业务、场景优先等八大原则。奇瑞、美的、飞力达等企业已通过该技术显著提升效率、质量与绿色水平,实现从局部优化到全链协同的跨越。未来供应链将具备自组织、自管理能力,迈向数据驱动的智能运营新范式。

  • 构建制造供应链数字孪生需坚持八大核心原则,确保技术与业务战略对齐。
  • 汽车行业通过数字孪生实现混线效率提升40%、缺陷率下降51%、结算周期缩短67%。
  • 家电与供应链服务企业验证了交付周期缩短超50%、库存成本降低50%、操作准确率100%等量化成效。
  • 数字孪生赋予物料“智能交互”能力,推动供应链向自组织、自管理的智能化体系演进。
学术发表 · Original Publication

《起重运输机械》

邱伏生. 数字孪生技术赋能制造供应链(三)[J]. 起重运输机械, 2025(11): 14-19.

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构建制造供应链数字孪生的八大核心原则#

制造供应链数字孪生平台涵盖业务逻辑、实物物流、软硬件节点、运营指标与使能技术等多个维度,其建设必须落脚于产品质量、交付期、成本与效率等具体问题。为确保平台有效赋能,企业需遵循八大构建原则。

顶层设计是首要原则。头部企业常以供应链协同中心或控制塔为中枢,整合信息数据、物流资源、设备设施及客户供应商多方数据,从战略高度规划数字化蓝图。秉持“以终为始”理念,可精准界定平台框架、功能模块、KPI与实施路径,避免短期化、碎片化投入。

尊重业务是根本。平台建设必须基于研发、制造与交付的实际流程,以三个“是否有利于”为判断标准:是否有利于业务发展?是否有利于关键绩效、盈利能力和周转率提升?是否有利于实现客户价值?唯有如此,技术才能真正赋能业务。

作业场景优先是落地关键。收货、分装、检验、存储、分拣、配送、工位使用、成品发运等环节既是数据源头,也是误差高发区。这些场景的数字化、映射化与智能化程度,直接决定供应链运维与智能制造系统的整体效能。

推拉结合是逻辑基础。未来制造以交付为中心,需建立“积放链系统”,以客户需求为拉动,协同制造-物流-供应链一体化设计。通过特征参数与KPI梳理数字化逻辑,保障端到端价值流通畅。

系统性原则强调平台不是软件拼凑,而是深度融合、高度协同、精准映射的有机体。需打破部门与企业壁垒,构建覆盖产品全生命周期的数字孪生模型,支撑协同设计、大批量定制与绿色供应链建设。

创新原则要求融合AI、IoT、5G、云计算、区块链等前沿技术,突破传统“人机料法环测”边界,实现智能设施与供应商网络的深度联动,为平台注入持续迭代动能。

迭代升级原则承认无通用模式。企业需结合自身业务差异,分阶段推进,持续优化,逐步构建契合需求的数字孪生体系。

最后,拉通价值链是目标导向。借助数字孪生系统模拟仿真与效益评估,精准调配资源,实现全链条参与者共赢。

汽车行业:奇瑞的全链路智能化实践#

奇瑞汽车通过数字孪生技术在四大核心场景实现突破。在生产端,芜湖智造一工厂实现多车型混线生产,总装车间每分钟下线一台整车(JPH=60),混线效率提升40%;通过虚拟调试,研发周期缩短30%。

供应链协同方面,奇瑞将链式结构升级为网状生态,穿透至芯片、软件等多级供应商。电子债权凭证将供应商结算周期从3个月缩短至1个月(缩短67%),盘活应收账款近500亿元,年降本22亿元。其“数字平行宇宙”平台整合全球1600万用户数据,模拟极端场景提升韧性。

质量管控上,AI视觉质检精度达0.02毫米,缺陷率下降51%;预测性维护使设备故障率降低20%,维护效率提升30%。绿色制造方面,重庆工厂绿电占比55%,年减碳5323吨;西安工厂实现“三废”零排放。

奇瑞已赋能2000余家零部件企业,推动“整零协同”,并计划融合AI大模型构建“整合孪生体”,探索工业元宇宙,巩固其智能汽车领军地位。

家电与供应链服务:美的与飞力达的标杆路径#

美的集团在多个工厂验证数字孪生价值。顺德洗碗机工厂研发时间缩短30%,单位成本降24%,订单交付周期缩短41%;荆州洗衣机工厂依托5G专网,生产状态延时低于0.5秒。微波炉工厂柔性制造效率提升38%,交付时间缩短56%。

供应链层面,美的“全球供应商云平台”整合超19万家供应商数据,厨热工厂带动上下游减少浪费68%。荆州冰箱工厂库存周转率提升125%,合肥洗衣机工厂库存成本降低50%,下线直发率达60%。截至2025年,美的拥有5家全球灯塔工厂,经验复制至30余家工厂,人均效率最高提升51.6%。

飞力达则聚焦供应链服务智能化。其重庆“5G+智能制造”平台实现仓储三维管理与动态路径规划。昆山与重庆自动化立体库操作准确率达100%,出入库效率提升2倍,拣配时间从5-10分钟缩至1分钟。无人配送车实现“5分钟出库、2小时送达”,运输成本降低10%。

量化成效显著:重庆项目整体效率提升50%,成本降20%;昆山仓库空间利用率提升3倍。人力年节省超400万元,设备故障率降低20%。飞力达还助力东莞项目年进出口额预计达180亿美元,推动电子信息产业集群化。

数字孪生驱动供应链迈向自组织与自管理#

随着产品复杂性与个性化需求加剧,制造供应链亟需系统性规划。数字孪生技术通过对产品、制造方式、资源流向与服务品质的全要素建模,从顶层设计避免结构性缺失。

当企业完成价值链数字孪生贯通后,每个物料与产品单元被赋予“智能交互”能力,能与平台内各要素实时对话,推动人、机、料、法、环、数据、检测全面互联,并与工业互联网无缝对接,实现数字化、网络化、智能化深度融合。

未来,供应链异常将不再依赖人工汇报,而是直接反馈至运营平台。平台通过智能算法自动识别、分析与处置问题,展现出自组织、自管理特性,持续驱动智能制造与智能供应链的创新发展与迭代升级。


本文首发于《起重运输机械》2025 年第 11 期(14-19 页),原文署名:邱伏生。本站 web 版经作者授权改写编排,引用请以期刊原文为准。

Key Takeaways · 要点
  1. 制造供应链数字孪生平台的成功构建必须以业务价值为导向,而非单纯技术堆砌。
  2. 作业场景的数字化与智能化是保障数据质量与系统有效性的基础前提。
  3. 数字孪生技术已在家用电器、汽车制造和第三方物流领域形成可量化、可复制的标杆实践。
  4. 未来的智能供应链将通过虚实融合实现自组织、自管理,彻底改变传统运营逻辑。
FAQ · 常见问题
制造企业构建数字孪生供应链必须遵循哪些核心原则?
必须遵循八大原则:顶层设计、尊重业务、作业场景优先、推拉结合、系统性、创新、迭代升级和拉通价值链。这些原则确保平台建设与企业战略一致,聚焦真实业务场景,并支持持续优化。
数字孪生技术在汽车制造中带来了哪些具体效益?
以奇瑞为例,混线生产效率提升40%,研发周期缩短30%,缺陷率下降51%,供应商结算周期缩短67%,设备故障率降低20%,同时实现绿电占比55%和三废零排放,显著提升效率、质量与可持续性。
数字孪生如何改变未来供应链的运营模式?
未来供应链将不再依赖人工干预处理异常。数字孪生平台通过智能算法自动识别、分析并处置问题,使供应链具备自组织、自管理能力,实现从被动响应到主动优化的根本转变。

内容基于邱伏生博士发表于《起重运输机械》2025年第11期的学术论文《数字孪生技术赋能制造供应链(三)》。

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上海天睿物流咨询有限公司 (2025). 数字孪生技术赋能制造供应链(三). https://logiwis.com/articles/digital-twin-empowering-manufacturing-supply-chain-part-3

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