通过先进制造技术进行供应链协作

先进制造和数字化转型是第四次工业革命以来产业变革的关键词，作为制造业发展的重要组成部分，先进技术对供应链管理与创新的赋能作用尤为重要。本文总结了先进制造技术和数字技术在未来制造和供应链中的应用，强调了跨供应链合作伙伴进行协作的重要性，提出了五种提高新型供应链

能力的先进技术应用场景。

通过AI和预测分析技术实现智能制造，提高效率

背景：越来越多的企业运用AI和预测分析技术来提高生产力和能源效率，降低成本，提高材料利用率。

机会：通过使用机器数据，工厂的运行更加高效，预测分析和机器学习为减少材料消耗带来了新的可能。通过信息和通信技术（ICT）可以在供应链中实施一些提高资源效率的方法。比如在本文的案例中，AI技术供应商、制造商富士康与生产管理系统开发人员之间密切合作，提高了工厂生产率、机器正常运行时间和材料利用率。

案例：AI助力富士康的智能制造

表面贴装技术（SMT）工艺中使用的集成电路（IC）贴片机利用喷嘴产生的吸力来移动电子零件。但是，喷嘴的寿命和使用状态会影响产量，因此需要及时保养。通过预测喷嘴的健康状态，能够提高生产效率并降低部件的废品率。

首先，确定影响喷嘴使用寿命的主要因素。通过观察57个小时的生产数据，可以发现喷嘴使用寿命和真空度之间存在显著相关性。而影响真空度的最大因素是喷嘴过滤器的清洁度。因此，提高喷嘴过滤器的清洁度可以大大延长喷嘴的使用寿命。

其次，每个喷嘴都有一个二维码，并且利用物联网（IoT）技术捕获喷嘴的寿命周期数据，从而通过现场数据分布状态建立故障间隔关联。

最后，应用机器学习模型，以便生产管理系统可以自动识别喷嘴过滤器的状态，并预测喷嘴的剩余使用寿命。此功能可以集成到喷嘴健康管理生产系统中，能够警报喷嘴的异常损坏，预测喷嘴的可用功能，进行库存管理和维护管理。

通过预测喷嘴的健康状况，更换间隔从24小时延长到25天，从而大幅降低库存（64%）、喷嘴维护和部件报废成本（66%）。

通过电子标签实现灵活的供应链

背景：如果各个组织、各个国家之间能够无障碍或障碍较少地提供产品和服务，避免耗时耗力的实体检查和不必要的标签，供应链将获得巨大收益。

机会：产品在不同的市场之间自由流动提供了巨大的机会。当前的流动性限制可能是由于不同国家/地区存在不同的标签要求，缺乏通用标准和协议，以及许多制成品在整个供应链中经历多方保管。当然，实现自由流动的前提是确保遵守产品和贸易法规，防止欺诈行为、不良的平行贸易和跨境非法进口。

先进制造技术如跟踪识别系统和电子标签机制等正在成为潜在的解决方案。它们不但可以实现国际贸易中的监管和治理控制，还可以通过数字化的后期定制，提高资源效率，从而为消费者提供更真实的产品来源等信息。

此外，取消非增值活动和产品上不必要的实体标签可以加速供应链，而数字替代方案可以使产品供应链更具适应性和响应能力，能够适应市场变化或信息需求变化，加强了供应链的可视化和可信度。

但是，关键还需要不同机构之间采取跨越传统检查点的合作，利用电子数据来确保产品质量和来源信息一直保留，直至消费者手中。基于云的企业数字平台和面向消费者的智能手机应用程序，为各利益相关方提供了查询并拓展供应链的机制。

技术：主要的技术进步在于能够从产品生成开始以数字方式捕获整个供应链中的数据，在多个生产节点进行预注册，并在过境点通过安全系统对集装箱进行编码。在智能产品电子标签（如Apple iPhone）领域，相关技术还支持后期定制和本地解码。

在物流方面，港口上 AI支持的随机检查以及自动/自主运输可以代替人工检查。

数字平台已成为一个多方有效协作的机制。供应商和客户之间通过数据建立信任机制：无论是客户密集型运营平台（例如由Airbnb或Uber运营的平台），还是零售商巨头（如亚马逊），它们都在推动基于电子商务的新型业务模式。

要实现货物自由交易，离不开治理协议的协作，并在供应链完整性受损时开展有效的审计并做出法律裁决。对于国际贸易，监管对等或统一标准是货物自由流动的先决条件。在数字贸易的背景下，世界贸易组织（WTO）等组织机构提出了新的举措，意在弥补政策中的差距。

案例：电子标签

合規标志用于向消费者和监管者传达某种产品符合健康、安全、环境法规和标准。尽管传统上，监管机构需要实体标签，但电子标签通过集成电子显示器或链接到网页的机器可读代码（例如二维码）来传达合规信息，不失为有效的技术解决方案。此外，电子标签可以提高供应链的效率，具备更强的设计灵活性、更高的环境效益，可以实现更好的监管（包括改善消费者意识和教育等）。

工业领域中每年在产品的实体标签上投入巨额成本，比如在整个制造过程中跟踪和监控某个地区的标签而导致的管理负担。在欧盟内部每年为了明示合规信息付出的成本预计为7.97亿欧元（8.73亿美元）。如果欧盟采用电子标签，则可以将这些成本减少15%。监管机构需要存档和处理合规性文件，评估和收集合规信息，这也产生大量费用，如果合规信息由制造商在线托管，并通过设备上的QR码或URL链接查看，则可以减免这些费用。

采用电子标签，使此前由于不同的实体标签而复杂化的制造流程和产品分销不再复杂，能够缩短新产品的发布周期。采用电子标签，当标签上的信息需要修改以符合新的监管和合规要求时，企业不会因为额外的机械加工造成供应链浪费，或者因蚀刻实体标签和产品报废造成产量损失。

电子标签还有助于减少加工和运输实体标签产生的二氧化碳排放。

最后，电子标签可以提高供应链的稳定性并减少欺诈行为，设备上不再贴有可以伪造的商标，制造商可以在设备上和线上同时维护合规信息的真实性。

另外，各国在电子标签强制性要求上的一个小小差异，就能够对希望进入不同市场的制造商产生重大影响。业界目前正在ISO / IEC JTC 1 / SC31 / WG8体系中开发ISO / IEC 22603标准，指导电子标签的采用，以避免差异。其目的是制定一般性准则，同时留出足够的灵活操作空间，以适应整个行业中材料、产品和供应链结构的多样性。

各国政府应该将电子标签的应用范围扩大到所有产品，从而更好发挥电子标签的作用。

产品防伪验证和消费者参与

背景：从原材料和零部件、供应、最终产品组装到成品分销，制造供應链日益复杂，因此消费者对产品来源和真实性的信任至关重要。

机会：数字技术可以给出产品信息和合规信息，提供产品保证，从原材料、产品制造、存储和运输方式等方面显示产品的来源，从而确保产品为真。先进的制造技术还可以解决假冒产品的问题，并减少避税和洗钱现象，实现更好的财务控制。

案例：拉夫劳伦产品防伪验证

拉夫劳伦（Ralph Lauren）公司是全球著名的高级生活方式产品设计、销售与经销公司，产品涵盖服饰、家居、鞋履、配饰以及香水等类别。拉夫劳伦每年在全世界生产的服饰产品不到2亿件。通过与一家物联网平台EVERYTHING合作，拉夫劳伦为它生产的每一件产品贴上了数字身份。EVERYTHING平台保障了每件产品从制造到销售的防伪认证。这一解决方案为第三方制造商伙伴、拉夫劳伦的职能部门、零售店和终端消费者带来了创新的契机。

拉夫劳伦拥有非常多样化的供应链和数百个值得信赖的制造商伙伴，同时拥有不同的系统和流程。但是，在如此复杂的供应链中，该公司无法准确了解由其合作伙伴工厂生产的每一件商品的状态。因此，拉夫劳伦希望开发一种模型，实现数百家第三方制造供应商的生产状态实时可见，跟踪每件商品的生产情况，达到其品牌诚信、运营效率和消费者参与度的目标。

因此，一个解决方案平台应运而生，该平台提供反映每件产品制造过程的数据，并提供给消费者。这样的平台优势颇多，比如供应链和制造过程的可视化，提高运营效率，能够对每个产品的唯一身份进行验证以及增强终端消费对产品的整体感受和品牌体验。

拉夫劳伦的核心解决方案涉及产品大规模数字化，由EVRYTHNG和供应链合作伙伴艾利丹尼森（Avery Dennison）实施。解决方案涵盖了每个产品，因为每个产品在云端被分配了唯一的数字身份（ADI），用来管理其从制造到销售的整个供应链中的所有相关数据。这样，从产品制造开始，公司就能够监控和控制互购、后门交易和假冒产品。

供应链可视化和弹性

背景：供应链中断，不论是自然出现，还是贸易导致，都会对生产制造体系产生重大影响。

机会：第四次工业革命催生了许多使能技术，有助于解决上述挑战，实现供应链可视化并加强供应链的弹性。具体来说，这些技术包括：

数据挖掘：通过数据挖掘工具，企业处理大量貌似不相关的信息（比如地缘政治不稳定因素、气候数据、能源/石油价格和消耗、社交媒体流、宏观贸易数据、消费者行为等），目的是了解、发现和预测潜在风险以及风险给生产体系带来的破坏性影响。

预测分析：预测分析可以为企业提供有价值的早期预警缓冲期，以便他们可以对破坏性事件采取预防措施。

区块链：广泛采用区块链技术，将提高供应链诚信和弹性。通过该技术，企业将更加轻松地实现供应产品的可追溯性和防伪认证，从而大大降低供应网络交易的成本。

工业物联网（IIoT）：广泛采用工业物联网技术，将提高重要供应商和OEM工厂内部以及相互之间的运营透明度。

边缘计算：通过边缘计算技术，制造商可以在现场处理复杂的数据，从而优化对系统退化的预测，以及应对生产和运输系统中的潜在干扰和动态变化。

人工智能（AI）和决策支持：AI技术（人工或增强智能）快速发展，优化了全球供应网络中的决策过程。

案例：控制塔应用

通用汽车（GM）注重提升其在监控供应网络方面的能力，尽可能地减少供应链中断，并在中断后尽快恢复。不负所望，在2011年泰国洪灾期间，通用汽车虽然在该地区拥有大量供应基地，但受到的影响非常有限，而其他竞争对手则由于材料供应流的中断而遭受重创。

敦豪（DHL）推出了供应链风险管理平台DHL Resilience 360，以帮助企业预测、评估和减少供应链中断的风险。该平台帮助企业实现供应链可视化、贸易合规化以及灾难事件的实时监控。

为了提高未来供应链的弹性，企业纷纷开始加强自己在以下几个方面的能力，包括：

提高供应链可视化：通过在整个供应网络中实现数据可视化来达到预警功能;实时协作：可以在紧急停工或库存损失的情况下切换替代供应商;灵活的响应计划：能够预测、模拟和评估假设的情景，以便团队可以设计备用方案。

再制造、减少浪费、再利用和回收

背景：再制造、减少浪费、再利用和回收是提高资源利用率的不同方法，可通过再制造产品的设计、新的消费意识和行为、业态的变革以及政策和法规等手段实现，而这些都需要加强公司间的合作以及整个供应链中的新型合作伙伴关系。

机会：从手机到重型建筑设备，所有的产品都可以通过再制造的方式进行加工，能够减少90%的资源消耗、加工能耗、环境影响和产品生产成本。再制造产品的性能保证、保修和品牌信誉为消费者提供了信心。首先，企业可以在设计产品时兼顾使用寿命、耐用性和可靠性来延长产品生命周期。实际上，重复使用的产品有非常可观的市场。例如，2016年全球二手智能手机市场估值为170亿美元。其次，通过组合重复使用的、翻修的和新的零件，或者更换陈旧的零件和模块来部分翻新或完全翻新产品，使其达到原始制造产品的规格，可以进一步延长产品使用寿命，实现最高的效率。如果再制造的方法不具备经济效益（比如一些低价值产品），那么可以选择再利用。

案例：Apple的重复使用、回收及零浪费倡议

材料的重复使用：Apple的实践证明，MacBook Air铝制外壳由100%回收铝制成。通过深入挖掘其供应链，Apple与电池和最终组装供应商合作，还将Apple的废电池发回到上游的回收商。现在，两种废料里回收的钴金属都被用于生产Apple新产品的电池，形成一个真正的循环供应链。

通过再制造实现资源的循环使用，这对公司、消费者和环境都有好处。但是，再制造所需的基础设施面临挑战。

主要是由于回收的产品或其零件（芯）的数量、时间、质量和需求等方面极不确定。针对回收产品的数量和时间，制造商需要关注逆向物流，即回收和运输零件的一系列流程。至于质量问题，过去由于回收的磁芯需要更长的检查时间，并且磁芯要经过清洁、维修和表面处理来恢复到其原始状态，其过程通常成本高昂且复杂，因此Apple公司开发了新的制造流程。而且，设计出易于拆卸的产品可以降低再制造的难度，减少成本。最后，利用营销策略，向客户强调再制造的产品符合制造商的产品规格，以保障再制造产品的稳定需求。

除了材料消耗之外，公司还应优先使用可再生/可回收材料，以替代不可再生材料。通过利用可回收和可再生材料制造品，减少了有限资源的消耗和不可回收资源的浪费。如果实在没有可回收/可再生材料作为替代品，公司应与供应商合作开发可替代的可再循环材料。

减少废弃物也成为企业的当务之急，废弃物处理过程中产生的碳排放量约占全球碳排放量的5%。通过采用美国保险商实验室（UL）制定的国际标准，推动实施零废弃物倡议，有助于企业减轻对环境的危害。

为了实现零浪费，制造商需要重新设计其工艺流程和产品，让所有废弃物都可被收集和回收。

材料回收：Apple产品在组装过程中，需要在产品上覆盖多片保护膜，却不可回收。

通过研究，他们发明了一种成本适当、可回收的保护膜。在投入应用的第一年，该保护膜就减少了895吨废弃物燃烧，并避免了Apple产品制造过程中的1，880吨碳排放。

零浪费：Apple的“零浪费计划”开始于2015年。按照该计划，Apple的供应商必须找到实现零浪费的办法。为此，Apple提供了工具和指南，比如在可持续废弃物管理解决方案上提供专家服务。Apple通过技术支持和培训，帮助其供应商在制造Apple产品时减少填埋垃圾的产生。供应商在数月里找到了可重复利用材料或回收材料，并提出了减少垃圾填埋的方法。由此，供应商不仅可以优化其环境管理体系，还可以节约资源。最后，供应商必须证明其已通过UL（UL 2799标准）取得零废物填埋认证书。

通过该计划，苹果公司减少了100万吨废弃物掩埋。苹果继续与供应商合作，践行零浪费，终结垃圾填埋。

供应链协作——行动呼吁

尽管先进制造技术层出不穷，但许多企业在采用先进技术方面面临挑战，存在没有进行大规模实验的担忧。

首先，智能制造相关的AI和预测分析技术在产品组装和生产领域重新定义了有效的生产管理，更多可行的网络-实体数字孪生技术为分布式和可复制的生产提供了新的契机。合作伙伴还需在标准制定方面进行协作，并分享成功的案例经验，促进进一步发展。

电子标签在不同行业得到应用，催生出更灵活的产品供应链。因此，可以更加高效和灵活地更改产品规格、产品指南或相关信息，以适应不断变化的市场和技术要求;同时，电子标签还提供了实现供应链诚信和合规所需的机制。

为了提高供应链弹性及可视化，公司需要利用供应链上的合作伙伴数据，包括适当的数据结构和共享协议。这将保证供应的弹性，比如：

实时协作：使公司在大面积停工或库存损失的情况下切换可替代的供应商。

灵活的响应计划：使公司能够预测、模拟和评估假设情景，以便团队可以设计冗余库存和备用方案。

最后，重中之重，需要通过协作提高资源效率。制造型企业必须重新设计生产流程、产品和供应链，以使未来的增長与自然资源的消耗脱钩，使用可再生材料并简化零件的组装，促进产品的再利用、回收和再制造。

本文由赛迪翻译编译，节选自世界经济论坛（WEF）于2019年11月发表的同名报告