数字孪生落地海南，智慧零售再迎跃升

　　 8月14日，《智慧海南总体方案(2020-2025年)》正式发布，目标至2025年底，基本建成以“智慧赋能自由港”、“数字孪生第一省”为标志的智慧海南，基本实现国际信息通信开放试验区、精细智能社会治理样板区、国际旅游消费智能体验岛和开放型数字经济创新高地的战略目标。

　　方案中，“数字孪生”第一次以全省战略的定位、22次的高频出现，其中包括“以大型消费场所为试点，打造集旅游、住宿、购物等高端消费于一体的5G数字孪生Shopping Mall”等具体应用场景。数字孪生概念开始从幕后走向台前，成为国内智慧零售进一步升级的新生驱动力。

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　　数字孪生的前世与今生

　　数字孪生（Digital Twin）指的是物理实体在虚拟世界的精准数字映射。其概念由美国密歇根大学教授迈克尔·格里夫（Michael Grieves）首次提出。2002年他在本校“PLM开发联盟”成立时，首次图示了数字孪生的概念，并通过2014年撰写的《数字孪生：通过虚拟工厂复制实现卓越制造》进行了更为详细的阐述，奠定了数字孪生的基本内涵。

　　事实上，数字孪生的应用在工程领域早有端倪。美国空军研究实验室（AFRL）在2011年制定未来20年规划时，希望做到每一架战机交付时可以一并交付对应的数字孪生体，作为判断与模拟机体是否满足相应的任务条件。我们目前所接触到的CAD建模、电子书等技术与产品，某种意义上也称得上是数字孪生的雏形。

　　由于数字孪生高度的集成性、跨学科性等特点，在很长一段时间停留在军事、航空航天等领域。随着5G、物联网、云计算、边缘计算等技术的不断成熟，数字孪生的应用领域也在逐渐扩展，并向更多行业延伸。“数字孪生”与区块链、边缘计算、量子计算等技术已被世界著名咨询分析机构Gartner列为2019年十大战略性技术趋势，错过了“数字孪生”，无异于错过了未来。

　　2018年，斯皮尔伯格导演的电影《头号玩家》，普通人可以通过VR与AR技术自由进入虚拟城市，可以随时退回真实社区。而利用“数字孪生”技术，我们能做的甚至更多。同年，数字孪生被Gartner列为新兴技术周期顶峰，根据Gartner的预测，这一技术将在5-10年内成熟。

　　然而，数字孪生的实际应用甚至比Gartner 2018 预测的成熟期来得更早。根据德勤（Deloitte）2020 年最新技术趋势报告，数字孪生作为认知和分析最重要的技术趋势，其2019 年市场价值为38 亿美元，预计2025 年将增至358 亿美元。得益于快速发展的仿真和建模能力、物联网传感技术、云计算能力以及更多的基础架构等，各领域的大小企业都可以更多地接触到数字孪生技术。

　　据互联网数据中心(Internet Data Center)预测，到2022 年40%的物联网平台供应商将集成仿真平台、系统和功能来创建数字孪生，70%的制造商将使用该技术进行流程仿真和场景评估。

　　在数字孪生城市方面，新加坡政府已经利用法国达索系统公司提供的3DEXPERIENCE解决方案，建立了一个完整的“数字孪生新加坡”，更好的优化城市能耗、交通等问题。红绿灯可以根据车流量调整时间间隔，商店也可能根据实际人流量调整营业时间。甚至连企业间的采购、分销关系也可以加进去，形成虚拟的企业交易关系，从整体优化供应链效率。

　　“数字孪生新加坡”

　　尽管中国在数字孪生的理论研究上仍有落后，但在应用领域具备后来居上的条件与可能。特别是随着5G应用、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术的逐步成熟，数字孪生落地的土壤也基本形成。2019 年12 月，安世亚太和数字孪生体实验室发表了《数字孪生体白皮书》，提出了数字孪生体系统的参考架构、应用框架、数字孪生体的成熟度模型等中国特有的研究成果，并总结了数字孪生体在制造、智慧城市、供应链和物流中的应用，数字孪生在商业活动中实施正拉开帷幕。

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　　供应链管理的瓶颈与突破

　　供应链管理从1950年代提出发展至今，始终围绕如何在正确的时间，把正确数量的商品，以正确的价格，放到正确的地点开展研究与实践。从TQM（全面质量管理）、JIT（准时制管理）到柔性制造系统（FMS）、供应商库存管理（VMI）概莫能外。围绕如何减少“牛鞭效应”（指供应链上的一种由于无法有效信息共享而导致信息扭曲，从而引起需求信息波动沿供应链传递逐级放大的现象）、降低库存持有成本、订货成本以及实现供应链总成本最小化一直是供应链管理工作者努力的方向。

　　以阿里、京东等互联网电商巨头引领的新零售、智慧零售革命，通过人工智能算法、基础物流设施建设将供应链效率压缩到了极致。传统的“生产商——品牌方——经销商——零售商——消费者”的供应链体系已经精简到了“生产商——品牌方——代运营——物流——消费者”（S2B2C模式）、“生产厂商——物流——消费者”（ C2M模式）。

　　物流效率方面，邮政、京东物流、菜鸟网络、顺丰、四通一达目前已覆盖到我国全部的2800多个县。以京东物流为例，目前在全国已经建成超过500个物流中心与13个“亚洲一号”大型智能物流中心，仓库面积超1200万平米。通过人工智能驱动智能商业预测与补货、动态路由规划；自动化提升仓库存储与管理效率，实现在库530万SKU库存周转天数仅30天，24小时履约订单率90%以上。高效的供应链管理背后，是技术与管理优化的叠加。

　　京东物流全国仓储网络

　　阿里系的菜鸟网络，依托阿里巴巴的信息流与蚂蚁金服的资金流，更是构建了一张覆盖全球的跨境电商物流网络。截至目前，菜鸟网络拥有海外仓231个，电商快递业务通达224个国家，次日达覆盖1500个区县。目前，阿里系的物流成本已从曾经的每单20元人民币，下降到国内1.8元人民币、国际3.5元人民币。物流成本大幅下降的背后，菜鸟网络的大数据分析与智能调度功不可没。

　　但是，正如摩尔定律正在面临物理极限一样，供应链的优化也逐渐呈现边际效用递减的趋势。物理世界的地理限制，诸如配送距离、进库出库流程等成为限制供应链效率进一步提升的瓶颈。

　　2007年6月29日，苹果公司第一代iPhone问世，打开了移动互联网新的大门。从功能机到智能机，除了外观与体验的变化外，最本质的是智能机抛开了物理键盘的束缚，将海量信息与功能封装在APP中，突破了信息存储的物理天花板。现在，我们几乎只需要带上手机就能畅游世界，这都是因为工程师们已将钱包、钥匙、地图等海量信息与功能，以虚拟的方式封装在了一个个APP中。当然，根据物理学第一定律，这些信息的高密度聚合，都是以等比例的能量消耗为代价。这也是为什么以前功能机一小块电池能用半个月，而如今更大的手机电池甚至用不到一天的原因。

　　数字供应链孪生的出现，将实现供应链管理从“功能机”到“智能机”的转变。

　　在传统供应链管理理论框架下，无论是最佳订货批量模型、还是最优补货提前期模型，都是基于生产商、经销商与零售商自身利润最大化的决策，尽管可以通过供应链综合计划、协作计划、预测与补货等方式尽可能的消除供应链中的“牛鞭效应”，但依旧存在供应链全链条利润厚此薄彼的零和博弈现象。而这些问题在数字供应链孪生中都将得以解决。

　　在数字供应链孪生体系下，产品以客户需求为生产依据，避免了以订单为生产依据所产生的牛鞭效应。生产后的产品在物理空间中仅需要在最终对消费者交付时发生一次物理转移。所有物理空间的产品均通过物联网方式实现其在数字世界的唯一映射，企业之间的订货、退货均通过数字方式实现并利用区块链技术实现所有权的转移确认而无需真实移动物理空间的产品。由于所有商业行为均以数字方式运作，因此企业之间的合作方式、促销方式与存货管理方式可以更加灵活。

　　利用数字供应链孪生，可以完全消除企业间的订货成本、运输成本，经济订货批量模型在数字供应链孪生中将完全失灵。集中库存管理能极大降低库存成本，结合以区块链技术为依托的所有权转移，实现库存成本的合理分摊。数字供应链孪生，从本质上突破的产品在物理空间的交易效率极限，让企业以更加高速、高效、高频的方式开展供应链管理活动。

　　数字供应链孪生中，传统以组织为边界的协作与交易主体将逐步模糊，取而代之的是以功能为要素的新交易方式，笔者将这种新的供应链管理模式称为“供应链管理要素模型”。在“要素模型”中，不同商业模式下的供应链以“研发设计、生产制造、品牌营销、终端销售、售后管理”中的若干要素组成更加多元、灵活的交易结构与商业模式，供应链管理的效率大幅提升。

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　　智慧零售的战略与战术

　　零售行业从20世纪50年代发展至今，业态上经历了从实体到线上，获客方式从海量投放广告到精准投放的商业进化。尽管以电商巨头为代表的零售企业近几年加大了对供应链系统的改造升级力度，但相较于在获客方面的实践经验仍逊色不少。以商品展示为例，从文字描述到图片展示，再到如今的视频讲解与直播带货，获客方面投入产出的显著效果确实为零售企业引来了更多的流量与销售转化。

　　但客户端的获客创新也存在弊端。心理学上，有个著名的“阿伦森效应”，即外部的刺激减少后，人们的态度经常会比当年没有这个外部刺激的时候消极。直播带货通过主播们高频的刺激，营造出一种让消费者认为产品真的能满足需求、带来良好的使用体验的氛围，再加上最后时刻的促销折扣，刺激消费者下单购买。品牌方虽可以在短期内取得惊人的销售表现，但当外部刺激减少，购买同款商品的消费者将会越来越少。

　　从战略上，作为未来零售企业最核心的竞争力，数字供应链孪生体系的建设无疑将是重中之重。

　　从战术上，在当下智慧零售商业环境下，企业建立数字供应链孪生体系，可以从组织、系统与流程三个方面开展。

　　组织是会做数字孪生这道菜的人。找到理解并懂得如何实施数字供应链孪生体系的优秀人才，并且给以合适的激励机制；系统是做这道菜需要用的原料。包括ERP、BI、供应链控制塔等数字化工具，是数字供应链孪生的基石，也是信息流收集、传递的载体。流程是菜谱。告诉组织如何通过建立数字供应链孪生体系，优化现有供应链网络，实现公司业务的内在增长。

　　构建数字供应链孪生体系实质上是供应链的新型基础设施建设，对任何行业的供应链网络来说都是不小的挑战。实现物理和数字及实和虚互联互动更不是一朝一夕之功，需要供应链的所有利益相关者的共同努力。

　　 现代供应链之父、美国国家工程学院院士李效良说过：“对于任何渴望成为走向世界的企业来说，最好的供应链都应当成为标配”。相信有志于赢取世界市场的零售企业，必不会错过数字孪生供应链的技术浪潮。

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