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

【专栏】供应链实战指南——MBSE 在智能制造供应链系统构建中的应用（一）

【专栏】供应链实战指南——MBSE 在智能制造供应链系统构建中的应用（二）

【专栏】供应链实战指南——MBSE 在智能制造供应链系统构建中的应用（三）

1、案例研究

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。

1、案例研究

（1）美的集团泰国空调工厂供应链概况

美的集团泰国空调工厂是美的在海外最大的智能数字化工厂。从2019年规划、建设，2022年11月全面投产，主要生产分体机、窗机、移动机等产品。

在厂房规划、设计之初，就通过MBSE模式，采用工业仿真和数字孪生（DT）等技术，让制造供应链各个环节和板块在数字空间里，足足跑通了一年再落地。与国内工厂对比，泰国工厂最大的亮点是制造供应链顶层策略设计，将供应链绩效分解到物流作业单元，从而推动供应链板块布局和智能物流系统的构建，形成了智能制造供应链的运营系统，并且提高了智能化程度。比如实现KD件一键下单，与国内KD件工厂数字化联动、海运航运数字仿真、物流智能化程度超过80%（其他现有工厂为20%以内）。作为新建厂房，在规划的时候就把空间规划和供应链逻辑、发货模式、立体物流、物流作业场景和多种供应链物流技术协同考虑进去。

在数字化技术和DT的辅助下，产能达到600万套；装机不良率下降68%；外机自动化线小时达成240台，达成率109%，库存呆滞率下降30%。

（2）规划过程

遵循MBSE模式，根据发展需求，工厂按年产能600万套规划，主要生产分体机、窗机、移动机等产品，销售区域以泰国及东盟地区，北美、中东等区域为主。所以工厂定位为“打造高标准布局、高质量建设、整体系统性强、具有前瞻性的工厂，利于工厂的可持续迭代与发展，融入自动化、信息化、智能物流的标杆工厂，树立家用空调以及家电行业的工厂典范。

基于MBSE模型的正向设计与验证为目标，面向空调产品的SMSC方案设计过程。

首先形成标准化顶层需求；然后通过架构设计进行需求指标的规范化、显性化分解；最后利用架构模型驱动系统仿真，开展需求指标分解的合理性验证，如图1所示。

图1 MBSE需求-架构-仿真迭代闭环论证过程

通过“需求-架构-仿真”不断迭代闭环验证，有效解决需求协同管理、系统设计集成与验证等问题，促进形成基于模型的供应链系统构建新模式。

采用面向架构模型的设计策略是建立在一个整合了整个智能化生产供应网络系统的框架上，它实现了从用户需求到系统性能指标拆分、功能划分、参数细分、技术细化的一系列正向演绎，并利用系统建模语言与计算方式来执行这个任务。根据用户需求模型，我们完成了包括设计目标、接口设置、组件功能、价值流参数、供应链工程技术的标准建模及结构优化整理工作。然后，我们将这些信息以项目管理的模式转化为可视化的数字格式，形成一种逻辑封闭的计划和操作方案。MBSE规划架构模型如图2所示。

图2 MBSE规划架构模型

根据MBSE模型，结合泰国工厂制造供应链的愿景目标和规划导向，在“以终为始、达成愿景”的原则下，定义与定位运营需求模型。泰国工厂的供应链运营要求需要达到全价值链运作与智能化协同管理。所以在运营过程中梳理了“一套体系、两条脉络、三种模式、四个特征、六大支撑和八大运营管理要素”，基本上精准定位了SMSC运营的格局。在此基础上梳理运营的关键场景，以点带面的梳理支撑智能制造的供应链需求和标准化运营流程，然后将流程参数化，成为信息流程的底层逻辑数据，导入DT模式与逻辑，形成整个智能制造供应链系统的集成平台，能够实现综合仿真和针对每个订单的可行性研究和仿真，实现早期的风险识别、预警和防范，最终达成运营功能和相关的运营指标，赋能智能工厂经营。

MBSE运营架构模型如图3所示。

图3 MBSE运营架构模型

美的泰国工厂

2、结论与展望

推动MBSE理念及思维方式的实际运用，并且将其与制造业供应链系统的数字化和智能化的深入整合，这对于未来的SMSC能否成功运行以减少计划和经营的风险至关重要。本篇连载文章通过对SMSC建设过程中MBSE系统工程实施的研究探讨，得出了以下发展启示：

（1） MBSE方法论可以贯穿整个SMSC的定位、定义、需求分析、概念设计、初步规划、详细规划、系统建设，以及运营落地的全生命过程，有效帮助团队提升智能制造供应链系统构建一体化设计、精准化落地、闭环的项目管理，确保SMSC有效运营，赋能企业经营。

（2） MBSE从需求入手，通过顶层设计、系统化布局、标准化体系化的推进构建流程、方法和工具体系建设，能够保证“规划一体化、建设一体化、运营一体化”，是实现SMSC构建有效落地的必然途径。

（3） DT能够保证MBSE从模型构建到流程推动、工具使用全过程实现“知行合一”、数据共享、有效交互、实时联动，并通过规划过程的仿真、建设过程的仿真，以及营运过程的仿真，来提前识别制造供应链运营风险并做出早期预警，以便于供应链系统自组织、自反馈，做出早期的风险防范，从而降低智能工厂运营的经营风险和构建风险结构性风险。