数字孪生如何影响商业生态系统构建——基于前瞻资源化视角的案例研究

罗均梅 徐翠丰

(中国海洋大学 管理学院，山东 青岛 266100)

一、引言

数字技术的快速发展，极大地改变了制造企业运营的环境，越来越多的制造企业开始运用数字技术进行生产运营，开展数字化服务，并利用数字技术构建商业生态系统，企图形成生态优势。然而，现有研究主要着眼于数字技术在搜索可供性、时空可供性等方面的效用，忽略了数字技术与产品专用技术之间的关联互动对商业生态系统构建的影响。事实上，在实践中，很多制造企业开始将数字技术与企业的专用技术进行有效融合，其中比较突出的技术就是数字孪生。数字孪生通过动态交互和实时连接实现真实世界与虚拟世界之间的双向映射，有效实现了数字技术与专用技术之间的互动关联。数字孪生作为一种开放、协作的技术模式，可以通过实现虚实交互这一共同的价值主张构建起一个商业生态系统。基于此，探索数字孪生对企业商业生态系统构建的作用有助于弥补现有研究的缺憾，亦为本文的研究问题。

数字孪生可以通过虚实世界间的交互反馈，不断迭代和优化虚拟产品的仿真数据，通过对物理和虚拟产品数据的融合分析发掘市场真实的产品需求。[1]据此，企业可以基于需求分析进行新一轮的产品研发、生产与销售，企业各类资源能够在不断更新的解决方案中得到有用性的验证，进而通过高效利用这些潜在资源降低产品实体与期望效果(即用户的真实需求)之间的差异。上述过程实际上是企业在数字孪生驱动下进行前瞻资源化的过程，即对企业内外不同资源进行识别、评估并开发互补性资源组合的过程。[2]前瞻资源化近年来逐渐被用于企业生态系统的研究中，已有研究发现企业可以通过前瞻资源化来推动核心企业与参与者之间更好的资源互补和协作，从而推动生态系统内部的互补创新。[3]事实上，在复杂多变的数字经济时代，建立彼此资源互补的商业生态系统对核心企业的生存和发展至关重要，但确定彼此资源互补的过程并不容易，企业号称是“资源”的一些物资并不一定是真的资源，而一些被闲置的物品可能成为有价值的资源。比如，借助共享数字技术，闲置的汽车成为了滴滴商业生态中的重要资源。基于此，本研究引入前瞻资源化以探讨数字孪生与商业生态系统构建之间的作用机制。

数字经济时代下制造企业利用数字孪生技术构建商业生态系统的过程以及背后的资源化逻辑是非常重要且新颖的问题。本文采用探索式单案例研究设计去构建理论，以青岛酷特智能股份有限公司(以下简称酷特智能)为研究对象，基于数字孪生探究数字经济时代下制造企业的商业生态系统构建机制，并提炼商业生态系统重构过程背后的资源化逻辑。研究结论对于拓展资源化理论、商业生态系统理论有一定的贡献，为制造企业重构商业生态系统、发展生态优势提供启发与借鉴。

二、文献回顾

(一)商业生态系统构建

关于商业生态系统的概念，国内外学者从不同视角出发得到的结论不尽相同。本研究选取韩炜和邓渝基于价值创造视角对商业生态系统的定义，即商业生态系统是一种由彼此互动的多边参与者为了实现系统层面的价值主张形成的网络结构。[4][5][6]除了对商业生态系统的概念进行解析，商业生态系统如何构建也已成为理论界和实业界共同关注的热点问题，[7]学者们从不同角度切入，对商业生态系统如何构建这一问题进行了有益的探索。例如，朱蓉等从用户社会创业的角度出发，阐释了核心企业如何通过整合匹配支持相同主张的行动者来构建商业生态系统的理论逻辑；[8]孙新波等选取海尔卡奥斯平台为研究对象开展案例研究，揭示了工业互联网平台赋能加速数据化生态系统构建的机理路径。[9]由此可见，不同商业生态系统构建的内在逻辑截然不同，[6]而其共同点在于商业生态系统是由价值主张相同的参与主体共同构筑的，这些实践与Ander的观点相吻合。[5]此外，以往研究大多局限于对可能影响商业生态系统构建的驱动因素进行简单罗列，缺乏从动态视角出发进行深入研究，[4]为了弥补这一研究缺陷，本研究从动态过程的视角出发，尝试对商业生态系统的构建进行解释。

(二)数字孪生

数字孪生由Grieves最早提出，最初在制造业中形成和应用。数字孪生通过动态交互和实时连接实现真实世界与虚拟世界之间的双向映射，以数字化方式为真实世界建立虚拟模型，模拟其在现实环境中的行为，有助于提升产品和服务的创新力、生产效率等，进而实现产业优化升级。[1]关于数字孪生模型的构建，陶飞等在Grieves的三维模型基础上提出了五维模型，包括物理实体、虚拟实体、服务、孪生数据和各组成要素之间的连接。[10]厘清数字孪生的维度有助于企业有的放矢地提升数字孪生技术，满足不同类型用户和不同层次业务的应用需求。[1]

目前数字孪生的发展态势十分迅猛，在多个行业领域展现出巨大的应用潜力，这推动了数字孪生管理理论研究的进行。已有理论研究主要关注数字孪生在宏观系统(如智慧城市)构建中的作用，[10]对于数字孪生在中观系统(如商业生态系统)中的应用研究则比较匮乏。实际上，在数字孪生的支持下，企业通过对研发、生产等各环节的业务流程进行数字化、模型化、代码化的操作，建立在数字空间的映射，对企业内部生态进行管理；在系统层面上，通过对产业链上下游全过程和全生命周期的数字孪生，可以实现产业链的全环节数字化管理，进而推动商业生态系统内各参与主体的价值共生。以数字孪生为基础构建商业生态系统能够为数字产业链的创建与更新贡献力量，其具体实施亟需相关理论的指导，但目前将数字孪生应用于商业生态系统的研究还需要进一步加强。

(三)前瞻资源化

前瞻资源化是资源化理论中的一个重要构念。[2]资源化理论指出，资源并非资源基础观视角下静态的有形或者无形资源，[11]而是行动者将潜在的资源(技术、知识和实物)转换为实际可用性资源以实现目标的过程。资源化相关的研究者认为，资源基础观只强调了资源的内在品质，却没有解释资源是如何实现其战略价值的，[12][13]资源真正的价值是通过实践来体现的，即行动者将潜在资源转化为能够实现目标的资源的过程。[12]资源化视角有助于理解在特定战略选择下行动者如何实现战略目标，Kannan-Narasimhan和Lawrence的研究就展示了行动者如何重新定义资源的意义，以实现创新战略。[14]熟练和创造性地使用可以将相同的潜在资源转化为不同结果的资源，[13]从而实现不同的战略目标。此外，相关分析也表明，核心企业和外部参与者的互动会影响目标的实现，外部参与者可能对他们熟悉的资源的潜在价值有特定的见解，[14]与外部参与者的互动可以帮助核心企业获取创新战略的知识。[2]

基于资源化的文献分析，前瞻资源化实际上就是核心企业将外部合作伙伴的潜在资源和内部资源转化为互补性资源组合以实现特定目标的过程。[2]这一行为包括三个维度：一是资源探索，是指核心企业和外部参与者互动熟悉外部资源以了解其潜在价值的行为过程；二是资源使用设想，是指核心企业在熟悉外部资源后，想象这些资源如何使用可以支持计划的实现，从而清楚地定义资源需求；三是资源配置，是指将多个合作伙伴的资源整合为协同的组合，从而推动战略目标的实现。[2]

(四)研究评述

通过系统梳理数字孪生、前瞻资源化与商业生态系统的文献发现，数字孪生在人文社科领域的相关研究主要集中在工业经济和宏观经济管理层面，企业经济学科领域相关研究甚少，存在诸多研究局限。在前瞻资源化方面，已有研究主要关注前瞻资源化与企业间合作、战略目标实现等的关系，[3]对于前瞻资源化与商业生态系统构建以及数字创新能力关系的研究则相对匮乏。此外，在商业生态系统研究方面，关于商业生态系统的构建大多从参与者和在位企业这两个角度进行，尚未形成规律的科学认识。[6]

综上所述，目前数字孪生、前瞻资源化与商业生态系统的相关研究仍处于初级阶段，本研究基于前瞻资源化，探讨数字孪生驱动下商业生态系统的形成机制，致力于改变数字孪生在企业经济学科领域研究成果甚少以及商业生态系统的形成过程尚不明晰的现状，同时响应将过程研究应用于组织管理研究的号召。

三、研究设计

(一)研究方法选择

鉴于本研究关注数字孪生如何影响商业生态系统的构建，属于典型的“How”类问题，适合采用案例研究的方法。此外，本研究属于新兴的研究议题，暂无成熟的理论可以解释数字孪生与商业生态系统之间的关联，也适合采用案例研究进行探索。[15]

(二)案例企业的选择

本文选择酷特智能进行案例分析，主要原因如下：其一，案例具有一定的典型性。酷特智能自2007年成立以来，不断探索数字技术和制衣专用技术的有效结合，最终研发出基于数字孪生技术的大规模个性化定制系统，成功连接了30多个行业近百家企业。其二，案例具有一定的启发性。酷特智能的数字孪生聚焦于西装的大规模个性化定制，西服制造的工序是制造行业中相对较多的，通过对工序繁多的制造企业进行分析，对于其他企图利用数字技术构建商业生态系统、实施大规模个性化定制的制造企业来说具有启发性。

为了能够全面清晰地剖析酷特智能利用数字孪生构建商业生态系统的全过程，本文进行了阶段划分，划分依据如下：首先，依据企业战略目标和绩效表现将酷特智能利用数字孪生实现全方面发展的关键事件进行阶段初步划分；其次，根据访谈数据和理论构建进一步审视酷特智能商业生态系统的构建过程，最终确定酷特智能利用数字孪生构建商业生态系统的三个成长阶段(见图1)。

图1 以酷特智能为核心的商业生态系统的构建历程

(三)数据收集

遵循三角验证的原则，本研究通过多渠道进行案例数据的收集，包括一手访谈数据和二手公开数据。其中，一手数据主要来自对酷特智能高管、董事长的半结构化访谈，详见表1；二手数据包括内部资料、外部资料等，详见表2。

摩天轮结构采用响应谱法进行的地震计算时，所有材料的非线性特性均失效；轿厢及轿厢活载荷按照《抗震规范》要求，取：“轿厢自重+0.5×轿厢活载”作为重力载荷代表值，采用集中质量单元MASS21模拟，其余结构采用空间梁单元BEAM188模拟[6]。建立的摩天轮大盘有限元模型如图2。

表1 一手数据明细

表2 二手数据明细

(四)数据分析

在数据分析过程中，本研究采用了一阶/二阶的结构化数据分析方法。[16]首先，对原始资料进行一阶分析，提炼了“有形资源确认”“无形资源确认”等36个一阶构念。在此基础上，对一阶构念进行归纳、整合，提炼了“过程孪生”“价值链孪生”“系统孪生”等12个二阶主题。最后，对二阶主题进行整合，得到了 “数字孪生”“资源探索”“资源设想”“资源配置”“商业生态系统构建”等5个聚合维度。编码的数据结构如图2所示。

图2 数据结构

四、案例分析与发现

(一)第一阶段(2007—2015年)

酷特智能自成立伊始就积极探索服装制造的大规模个性化定制，经过8年的探索，研发出了生产制造环节的数字过程孪生，并基于该技术进行内外部资源探索，实现多方互联，为包含多方主体在内的商业生态系统的构建奠定了基础(见表3)。

1、过程孪生。过程孪生是指对多个组件工作的过程进行实体空间和虚拟空间的交互映射。过程孪生的构建首先体现在量体方式上，酷特智能引入3D量体技术等数字量体方式，通过虚拟仿真验证将客户的数据传输到系统中。这些来自客户的数据会随着每次量体数据的更新在系统内部不断地迭代优化，并传递到下一生产单元中。下一阶段的智能设备根据订单数据开始自动选材、打板、剪裁等工序，相应地，工人会依据系统指令进行必要的人工操作，最终完成个性化的定制。进一步地，物联网监控系统是过程孪生的重要组成部分，智能监控系统在很大程度上减少了生产流程中的差错，提高了生产效率。在过程孪生的驱动下，企业开始探索数字资源和企业内外实体资源的可用性组合。

2、内部资源确认。内部资源确认是指核心企业对其内部拥有的各类资源的可用性和价值进行评估和确认。企业可以借助过程孪生快速对企业内部的有形和无形资源进行清点，并基于数字孪生模型探索这些资源的潜在新用途。在有形资产方面，企业借助过程孪生技术确认了其拥有的生产机械设备、运输设备等实体资源的价值。在无形资源价值确认方面，酷特智能的“老掌门人”张代理利用数字系统将企业多年在西装研发方面的知识、专利等进行价值的开发，并将这些知识应用到大规模个性化定制平台中。可以说，酷特智能借助数字孪生技术精准识别并最大化地拓展了各类资源的价值。

3、外部资源识别。外部资源识别是指企业根据自身对合作伙伴的了解以及合作伙伴的建议，发现、辨别和确定外部资源可用性和价值的过程。在过程孪生技术的支撑下，酷特智能开始进行外部资源的探索，最先探索了制衣供应链上面、辅料供应商资源的可用性与自身数字和实体资源的合作互补性。通过多次洽谈，鉴于对酷特过程孪生技术的信任，供应商提出采取“寄存采购”的模式，该模式进一步帮助酷特智能验证了自身的数字创新能力。

4、多方互联。多方互联是指核心企业和各合作伙伴基于潜在的资源交互而实现的互联互通。在对内外部资源进行确认和识别的过程中，酷特智能与其供应链上的各节点企业针对大规模个性化定制进行了探讨，多方基于资源的价值进行确认，形成了较稳定健康的多方互联关系，为商业生态系统的构建奠定了重要基础。

表3 酷特智能商业生态系统构建第一阶段的典型证据索引

(二)第二阶段(2016—2019年)

对过程孪生技术可供性的持续挖掘，推动了酷特智能价值链孪生技术的产生。在该技术的支持下，酷特智能不拘泥于资源使用现状，不断对潜在资源进行规划和想象，与行业内不同主体开展互动，共建全产业链融合协同的数字化平台，实现多方协同(见表4)。

1、价值链孪生。价值链孪生是指企业对其价值链的各个环节进行数字孪生，实现企业数字化与实体化的交互映射。首先，酷特智能将数字孪生技术应用到生产流程之外的物流管理、市场营销、人力资源管理等业务流程，各价值环节之间通过基于数字孪生技术搭建起的数字化信息系统实现数据实时共享和传递。其次，各价值环节利用数字孪生实现人机协同等各环节的数字化连接，实现在数字孪生平台上的有机协同。最后，企业可以通过虚拟集成系统摆脱现实环境的约束，实现信息的多方收集和转化，主要价值创造环节可以通过数字孪生系统实现全流程的智能决策。从整体上看，酷特智能基于数字孪生系统构建起不同价值单元之间以及所涉及的上下游企业之间的价值链孪生，企业开始规划各资源方之间的组合使用状况。

2、资源使用设想。资源使用设想是指核心企业对其内部资源及其合作伙伴提供的外部资源的使用途径进行想象和规划的过程。在价值链孪生技术的支撑下，酷特智能开始持续规划自己所能接触到的资源，在这方面，在保持优势资源，即巩固西服定制业务稳健增长的基础上，酷特智能试图将聚焦于西服大规模个性化定制的价值链孪生技术凝练成智能制造的解决方案，组建C2M产业互联网研究院，去探索大规模个性化定制的更多应用场景。

4、多方协同。多方协同是指核心企业与各合作伙伴之间通过高效互动实现协调配合和协同共治。在酷特智能与多元行为主体通过资源组合和使用设想清楚定义资源需求后，彼此之间便开始了多方协同以实现目标的行动，这助力了以酷特智能为核心的商业生态系统的构建。

表4 酷特智能商业生态系统构建第二阶段的典型证据索引

(三)第三阶段(2020年至今)

在西装制造全价值链孪生之后，酷特智能开始探索跨行业复杂系统孪生，并通过该孪生技术进行更广范围内数据资源和多维度实体资源的配置，实现了多方共赢，构建了稳定的酷特C2M产业互联网商业生态系统(见表5)。

1、系统孪生。系统孪生是指不同价值链之间数字孪生协同工作以创建一个整体性的数字孪生集成系统，进而实现企业内部及企业间整体的高效率运行。酷特智能通过“系统优化更新”“系统有机聚合”“系统复制学习”三个路径实现系统孪生。即：首先在企业内部形成可复制的价值链孪生解决方案，并不断更新，然后通过开放赋能的途径进行跨行业复制，实现不同行业企业之间的系统孪生。在系统孪生的驱动下，企业开始进行数字资源和多维实体资源的整合和转化。

2、资源整合。资源整合是指核心企业对内外部不同类型的资源进行区分、选择和配置的过程。在系统孪生技术的支持下，酷特智能开始积极探索制造业底层架构，与拥有同质性资源(如服装鞋帽企业)以及异质性资源(如医疗器械、建材、电子等数十个行业)的企业进行合作，在对双方资源进行识别、选择和规划的基础上，进行同质性和异质性资源的有机融合，最终成功打造交互系统、服务系统等十余个赋能工具，为酷特智能未来实现具有行业赋能效应的“平台+”生态战略奠定了坚实的资源基础。

3、资源转化。资源转化是指核心企业对内外部资源进行转化配置以创造价值的过程。在系统孪生技术的支撑下，酷特智能能够轻松实现资源的前后台转化，正如2020年公司年报中提及的“平台可以为客户提供企业业务PaaS平台，实现快速开发解决方案，开放赋能，像乐高积木一样，轻松实现后端业务资源到前台易用能力的转化”。

4、多方共赢。多方共赢是指核心企业与各合作伙伴在互联互通、协同发展的基础上，通过加强联系、密切合作实现互惠互利、共创价值。基于系统孪生技术对资源进行整合和转化后，酷特智能进行了多元价值创造，实现了多方共赢。对外，酷特智能基于服装C2M产业互联网平台助力B端客户企业和各微观主体的发展；对内，酷特智能加深和拓宽了对整个制造业的底层架构的理解和掌握，夯实了对外赋能的基础，进一步稳定了以酷特智能为核心的商业生态系统。

表5 酷特智能商业生态系统构建第三阶段的典型证据索引

五、数字孪生驱动的商业生态系统路径构建

基于对酷特智能的深入分析，本文系统探讨制造企业数字孪生技术驱动下商业生态系统的形成过程，阐释了前瞻资源化在数字孪生与商业生态系统构建间的作用机理。

数字技术具有多种不同的可供性特征，基于数字技术的数字创新能力逐渐成为新时代企业竞争优势构建的关键。[17]在众多数字技术中，数字孪生在企业构建数字创新能力中显得尤其重要，它连接了物理实体与数字化虚拟空间，虚拟空间通过数据模拟推动实体空间产品性能的优化，直接影响企业对数字资源和实体物质资源的识别、整合和配置，进而影响资源拥有者与核心企业之间的多种不同连接，推动了商业生态系统的形成。整个过程并非一蹴而就，而是分阶段分过程完成的。

在第一阶段，制造企业聚焦于生产过程数字孪生技术的开发。对于制造企业而言，生产制造流程的优化无疑是企业运营过程中的重中之重，在酷特智能，首先实现了对西装制造一部分工序组件的孪生，后来逐渐实现了对多个工序组件以及组件间的多维互动的孪生，即西装制造过程孪生技术。在数字过程孪生技术的支撑下，企业开始对其内部资源的价值进行挖掘，探索数字资源与已有内部资源组合的可能性。已有研究也证实，内部资源占有量相对丰富的企业会倾向于优先开发已有资源的价值。[18]鉴于数字孪生技术强大的融合特性，在探索内部资源的同时，企业也在不断进行外部资源的探索，试图构建数字资源与外部资源的互补性组合。在内外部资源的探索过程中，核心企业与不同资源方建立了连接，为后续商业生态系统的构建奠定了基础。

在第二阶段，企业在拥有了多种不同资源的访问权后，开始谋求这些资源的利用权，而资源利用权的获取源于资源间的互补性。在本案例中，酷特智能在生产数字孪生的基础上，进一步构建研发、采购、配送等价值链环节的数字孪生，以进一步扩大数字资源的融合可供性。[19]在价值链孪生的支撑下，企业累积海量数据，强化了大规模个性化定制的数字创新能力。基于更广范围内的数字资源，酷特智能开始与供应链不同环节的企业对彼此间资源的利用进行规划和想象，以确认彼此之间资源的互补性。在双方对未来资源的设想达成一致时，才能达成协同，在达成协同的基础上，以酷特智能为核心的商业生态系统初见雏形。

图3 数字孪生驱动的商业生态系统构建路径

在第三阶段，在确定多方可以基于互补性的资源进行协同之后，企业获取了对不同类型资源的利用权，但能否最大化挖掘这些互补性资源的价值还取决于企业的数字创新能力。为了进一步提高企业的数字创新能力，企业还需要将数字资源与跨行业的实体资源进行有机整合和转化。在本案例中，酷特智能将包含数字孪生技术的解决方案向其他行业输出，逐渐构建了跨行业的复杂系统孪生。基于此，数字资源与实体资源得以高效整合，企业间资源价值的转化也得以实现，最大限度地挖掘不同互补性资源组合的价值，实现了多方共赢，稳定了商业生态系统。

六、结论与讨论

(一)结论

本研究通过案例分析回答了“数字孪生如何驱动商业生态系统的构建”这一核心问题，并引入前瞻资源化具体分析数字孪生与商业生态系统构建之间的动态关系。在总结数字孪生驱动商业生态系统构建过程的基础上，本研究梳理出商业生态系统的构建路径：数字孪生为企业开展前瞻资源化行动提供技术支撑，前瞻资源化(资源探索、资源设想、资源配置)的过程为数字孪生与商业生态系统的构建搭建了桥梁，是数字孪生与前瞻资源化的共同作用驱动了商业生态系统的构建与调整。

(二)理论贡献

第一，本研究通过案例分析，归纳出数字孪生的发展过程，并将其引入商业生态系统的构建中，丰富了数字孪生在企业经济领域的相关研究。从企业整体发展的角度看，数字孪生系统对企业数字化转型、网络化协同等企业战略的选择具有重要的影响作用，[20]但目前国内相关的高水平研究成果比较缺乏。鉴于此，本研究为了对数字孪生技术在企业经济领域相关研究进行补充，将数字孪生技术引入商业生态系统的建构中，为后续将数字孪生与其他企业数字化战略选择相关研究相结合提供了新的研究思路。

第二，本研究将企业的前瞻资源化过程与商业生态系统的构建结合起来，进一步延伸了前瞻资源化的研究范围。已有研究将前瞻资源化与创新生态系统的构建过程相结合，[3]但前瞻资源化在其他领域的应用仍比较匮乏。本研究将前瞻资源化理论引入商业生态系统的研究中，发现企业可以通过内部价值链孪生，或跨行业构建数字孪生技术系统加速资源化过程，从而借助对资源的识别、规划和利用构建起一个新的商业生态系统。本研究响应了战略管理领域拓展前瞻资源化相关研究的呼吁，[2]有助于拓展前瞻资源化理论。

第三，本研究从数字技术视角探讨数字孪生如何与前瞻资源化结合起来作用于商业生态系统的构建，丰富了商业生态系统构建和演进的情境。已有研究开始探索企业如何利用区块链、人工智能、云技术等数字技术提高数字创新能力以构造互补性资源组合，[17]但对于资源化过程如何在数字技术与商业生态系统构建间发挥作用研究得不够深入。本研究通过对案例数据的分析验证了前瞻资源化在数字孪生与商业生态系统构建之间发挥的促进作用，有助于拓展数字化与资源化相关主题的研究，弥补已有研究中对商业生态系统构建路径分析不足的缺口。[7]

(三)实践启示

第一，本文研究结果表明，数字孪生会影响商业生态系统的构建，这就启发企业管理者应该重视并积极推进数字孪生技术在制造环节中的应用和创新，进一步探索“数字孪生+”的智能应用场景，合理利用数字孪生技术推进系统创新，培育企业发展新动能。

第二，本文研究结果表明，资源化过程可以帮助企业利用数字孪生实现商业生态系统的构建，这就启发企业管理者重视前瞻资源化的过程，以动态的视角探索、规划和配置企业内外部资源，实现全要素、全产业链资源的高效集成和深度协同，提高资源利用率、生产效率和效益。

(四)不足与展望

其一，本研究进行的是单案例分析，外部效度较低，未来研究可以扩大案例的样本量，开展多案例比较分析，对比不同行业的企业实践，从而扩大研究结论的普适性。其二，商业生态系统的构建是一个复杂的过程，本研究只选取了数字技术和企业资源两方面因素进行分析，未来研究可以从耦合理论和制度理论等视角出发，探索商业生态系统的形成机制。