博世的数字孪生策略

多年以来，汽车物流领域一直期待着数字孪生（即机器、生产线或供应链运营体系的数字副本）技术的全面落地，希望借此将规划、质量检测与物流流程监控提升至新的高度。尽管不少制造和仓储企业已经在使用这项技术管理物料往来、工作效率与产品质量，但要使其真正在物流供应链中广泛普及，业界恐怕还需要投入更长时间。

尽管汽车物流的数字化程度不断提升，但多数原始设备制造商和供应商在应用数字孪生技术时仍面临一系列障碍。博世公司数字孪生与标准化高级专家Birgit Boss博士认为，这主要是因为很多企业在做出投资和部署决策时往往犹豫不定。人们普遍对于共享数据心存芥蒂，更重要的是不太清楚这样冒险是否物有所值。

从小处入手

从基本定义来看，数字孪生是指为特定资产建立数据模型。

这些资产可以是产品类别，比如某种特定电池型号；也可以是资产实例，比如带有特定序列号的单块电池。数字孪生就是这些子模型的集合体，每个子模型代表产品的不同方面，例如电池材料成分或技术文档。通过让数字孪生中的各子模型访问对应的信息块，企业就能在整个生命周期之内轻松跟踪并衡量各部件与产品的实际情况。

Boss解释称，要充分发挥数字孪生的优势，首先需要明确应用场景。换言之，就是希望通过该技术获得什么。这可以是一项最终目标，比如测量零部件的碳足迹，并据此提高可持续性；或者是使用数字孪生来衡量并跟踪零部件，将其作为物流流程的一部分加以管理，从而提高效率和质量。

以博世为例，该公司旗下拥有多个业务单位和事业部门，分别面向各种不同用例和项目。Boss表示，博世的工业技术积累非常先进。由博世语义栈支持的不同产品组已拥有超过2亿个数字孪生，包括拧紧系统及工业液压系统等等。尽管应用场景极端复杂，但她强调首先可以先从一个用例、一个产品系列入手，逐步构建并向外扩张。由于数字孪生技术强调模块化与可扩展性，所以没必要立即为所有可能的用例建模。企业可以随时将更多新的用例数据添加到现有数字孪生当中，比如物流用例就往往需要多家企业合作并共享信息。

学会共享

虽然汽车企业往往希望能在行业层面开展广泛合作，但落实在共享自家业务数据时，却大多显得比较谨慎。Boss表示，让合作伙伴参与协作既是一项关键前提，同时也难以实现，毕竟在竞争如此激烈的行业中向对手敞开心扉实在有点违反直觉。

为此，德国联邦经济事务与能源部以及德国汽车工业输运，才在2021年决定成立Catena-X。

Catena-X是一项覆盖整个欧洲范围的举措，希望构建一套开放的数据共享平台，借此提高汽车供应链的可见性并改善零部件与物料的往来流通。它为数据和信息交换建立起统一标准，并依托点对点系统进行管理，借此确保供应链数据交换的安全性。

Catena-X包含三大支柱：财团、协会、Cofinity-X运营公司。目前已经有约170家成员企业在该平台上工作，包括担任管理委员会及咨询委员会成员的博世，以及宝马、福特、梅赛德斯-奔驰、雷诺、Stellantis、沃尔沃和大众等知名汽车制造商。

为了确保各家公司都能轻松共享数据，各参与方之间需要进行开放沟通，并在讨论之初就商定相关定义秘边界。Boss强调，“单纯开放数据是不够的，更重要的是共享信息。首先是就数据的语义达成一致，就是说要在需要交换哪些数据、为何要交换这些数据上达成一致。”

Boss解释称，Catena-X的意义也正在于此：定义需要交换哪些数据来实现特定用例。Catena-X的标准库就记录了全体利益相关方所认同的语义模型。

数据共享绝不是盲目共享，首先要弄清楚特定数据在合作方眼中代表着什么、可以怎样使用。Boss表示，“如果缺乏对各相关方都有利的商定用例，数据共享就根本无法实现。另外，并非所有数据都需要与合作伙伴共享。将有具体的使用政策来定义谁能对数据执行什么操作。”

她还提到需要一个标准化的应用程序编辑接口（API），让每个人都能够访问所有数据，并以标准化方式跨各类工业应用与机器实现端到端数据传输。Boss指出，“正因为如此，我还积极参与到工业数字孪生协会（IDTA）当中，希望借此推动程序员们实施数字孪生规范、确保后续能够与其他企业的孪生模型进行互操作。如果没有标准化的API，每家供应都会建立自己的API，导致不同OEM之间的API访问既混乱、又极为昂贵。”

策略和规定

当然，任何业务中一旦涉及数据共享，都要求我们拿出谨慎的态度。在这方面，往往需要规定和政策提供指引和约束。

Boss表示，“大家先要搞清楚自己正在共享什么内容，也得想明白不能要求别人共享那些没人愿意共享的东西。这就要求建立起共享数据的使用策略和访问策略，借此定义谁能访问数据、可以怎样处理数据。有些数据并不重要，任何人都能从互联网上下载到文档；但有些数据特别重要，甚至可能得付费才能使用，具体取决于使用政策和合同约定。”

使用策略和访问政策，还规定了其他各方可以在哪里访问共享数据、是否能与第三方进一步分享数据内容，以及能够访问多长时间等。

Boss表示，数字孪生已经成为技术体系中的重要组成部分，有助于满足可持续发展和循环经济层面的法律要求，例如妥善管理数字产品ID与生命周期碳足迹等。但这些用例的实现离不开行业协作，因此像Catena-X这样的数据空间才如此重要。只有一切参与者（无论大小）积极投入，这些数据空间才能取得成功。而且这不是单靠巨头就能解决的问题，必须要有足够的中小型企业的加入。

成本与回报

Boss认为，“标准化有助于降低成本，因为企业不需要为每位客户都单独建立接口。如果能围绕标准建立起强大的社区，那么标准化还有助于保障投资安全性。”

这就是Boss所在的IDTA希望协助解决的问题。“IDTA是实施数字孪生的第一个联络点。在这个社区中，各参与方可以共享并体验技术标准，确保互操作性的成功实现。”

Boss补充称，“如果大家想要实现某个新用例，但还没有标准化的数字孪生模型可用，就可以向IDTA申请建立新模型，同时确认有没有现成的同等模型。协会将向你推荐合适的相关方，之后建立工作组、提出提案，最后由IDTA将这套子模型作为新标准进行发布。”

一旦迈出了这第一步，后续的规模扩大也就顺理成章了。“参与者将学习如何更快、更好地开发并使用标准化数字孪生模型，并借此改进自己的用例。其中当然会有一条学习曲线，但最重要的不是学习本身，而是发现新的用例。”

Boss表示，更多数据、信息、合作伙伴关系、生命周期阶段以及相关元素的融入，最终都将转化为对客户有利的成果。“大家可以从文档或碳足迹作为起始点，并通过可扩展性和模块化优势逐步做加法。这就是数字孪生技术最令人信服、最值得投资的优势所在。”

她还同时强调，参与者必须要有清醒的认知，即投资数字孪生并不能立刻在客户吸引力或运营利润上带来回报。相反，这是一项帮助企业取得更大成功的“前置手段”。“也正因为如此，我们往往很难向管理层解释为什么要搞数字孪生，因为它并不是最终的应用程序或者解决方案。相反，我们要以它为基础进一步构建其他解决方案。它负责提供必要的数据，但如何运用还需要逐渐摸索。不过可以肯定的是，如果没有这些数据的加持，那最终的解决方案也将无从谈起。”

数字孪生的终极目标

“我很高兴能见证数字孪生社区的不断发展。在Catena-X，我们证明了数字孪生是一种用于数据共享的支持性技术。当然，其中还有很多工作要做，特别是在子模型的标准化方面。但无论如何，Catena-X在今年10月的亮相对我们所有人来说都是一个令人兴奋且意义深远的里程碑。”

Boss希望在得到行业的充分理解和实际应用之后，数字孪生技术及其优势能像滚雪球般越积越大。

她总结道，“我希望激励每家公司行动起来，参与到我们推动汽车生态系统发展的这段旅程当中。先从小处入手、参与第一个用例，为您选定的一组产品构建数字孪生模型。无论大家拥有的是1000套孪生模型还是几百万套模型，该技术都拥有充足的可扩展空间，能够随时支持并扩展用例范围。所以没必要坐等技术完善，积极参与才是推动变革、优化模型的基本前提。”