引例 數字孿生：智慧工廠和智慧服務管理新技術與新模式

數字化流程、數據驅動決策、人機協同作業、智能化控制——這些是未來“數智時代”的智慧工廠和智慧服務的特征。“數字孿生”是最近幾年企業數字化過程中的一個時髦詞語，英文是“digital twin”，國內有的人也將它翻譯為“數字雙胞胎”。數字孿生是指充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數據，集成多學科、多尺度的仿真過程。它所呈現的結果作為虛擬空間中對實體產品的鏡像，反映了相對應物理實體產品的全生命周期過程。數字孿生像一面鏡子，可以建立與真實世界一樣的虛擬世界，具有高保真的特性。但數字孿生又不僅僅是一面鏡子，因為它具有交互性，它通過物理世界的映射可以真實地感知、驗證以及預測物理世界的系統運行狀態，不斷優化直到系統最優。

數字孿生可以為行業賦能。數字孿生技術可以應用于制造業，也可以應用于服務業，應用實例如智慧工廠、智慧醫療、智慧電廠、智慧水廠、智慧城市、區域應急、智慧園區、智慧監所、數字流域、智慧交通、智慧機場管理、智慧文旅等。

數字孿生技術在制造業應用，可以實現產品從設計、生產到維護全過程的數字化，通過信息集成實現生產過程的可視化，形成從分析到控制再到分析的閉合回路，優化生產工藝和流程。目前，實際使用數字孿生技術的有產品設計、工廠設計、新產品導入、生產過程監控、員工培訓等領域。

有人認為，對應用數字孿生技術的智能制造工廠而言：數據和智能賦予工廠以“生命”，而數字孿生則是智慧工廠的“靈魂”。通過對工廠運行過程的數字孿生模型進行分析，進而進行優化和調度，管理者可以控制工廠，使其更智能、更高效地運行。

在服務業領域，數字孿生技術也可以提高服務的精準性、可靠性和效率。比如，智慧醫療運營管理系統以數字孿生為依托，助力醫院實現信息聚合、數字建模，通過三維映射，搭建一個智能化數字空間，依托數據治理、知識圖譜、輕量建模技術，提升醫院的運營管理效率。依托數字孿生技術的智慧醫院的一般功能主要包括線上查房、移動護理、住院服務等，具有實現信息化、提升醫護效率、促進醫患溝通和改善住院條件等優勢。

資料來源：根據美國機械工程學師學會網站（2021-05-17,https://www.asme.org/topics-resources/content/7-digital-twin-applications-for-manufacturing）和搜狐網（2022-12-15,https://www.sohu.com/a/617621649_121320738）資料整理編寫。

思考與討論：1.“數智時代”的智慧管理特征是什么？

2.數字化技術對智慧工廠和服務的“賦能”作用體現在哪些方面？

生產活動是人類創造財富的活動，生產管理學是研究企業如何將人、設備、材料、資金和信息等有限生產資源加以有效組織和利用，優化生產的戰略、戰術和策略，提高生產率，實現企業經營目標，創造最大價值的一門實用企業管理科學。生產資源的利用與生產組織方式是隨著時代的變化而變化的。近年來，企業經營環境不斷變化，新的制造技術、新的管理思想與概念不斷出現，比如，互聯網+制造、云制造、服務型制造、3D打印、眾包設計、物聯網等。在這種大背景下，企業生產方式不斷轉變，生產與運作管理的理論和實踐不斷發展及創新。作為企業的管理者，需要不斷吸收新思想、新理念，不斷更新管理方法，提高企業的競爭力。

站在現代企業管理理論的發展高度，我們需要對生產的概念有一個全新的理解。

（1）系統觀。系統的思想是現代生產的核心。生產系統是一個人機復合系統，是一個開放的動態系統。生產的系統觀體現為生產的全局性、層次性和協同性。生產的全局性是由于生產需要服務于企業大系統，服務于企業發展戰略，因此處理生產問題需要企業擁有全局眼光，要考慮企業整體的利益，使生產工作和企業的其他子系統協調一致。生產的層次性是因為生產系統具有權責分明的層次功能關系，如職能上的層次關系——車間、工序、工段，計劃上的層次關系——高、中、低層計劃。生產的協同性反映了生產工作的完成需要多部門、多系統的合作，比如材料采購、生產計劃與執行、質量控制、設備維修與保養等的協同，這樣才能使生產系統獲得最大的產出。

（2）集成觀。集成的概念在現代生產中越來越重要。生產是人、技術、管理的綜合集成。只有通過集成，生產資源才能發揮各自的優勢；只有通過集成，才能實現資源的最佳利用。現代集成制造系統是建立在企業高度綜合集成的基礎上的現代生產系統。現代企業生產資源的集成已經跨越了傳統的企業邊界，從局部集成向整體集成、從內部集成向外部集成演變。集成化管理是當今企業生產管理發展的一個重要方向，計算機集成制造系統（CIMS）、集成化供應鏈管理、精益生產、敏捷制造，實際上就是制造資源集成的不同表現形式。

（3）信息觀。信息技術在現代企業生產中發揮著越來越重要的作用。1973年，約瑟夫·哈林頓（Joseph Harrington）在提出計算機集成制造時就提出了企業生產經營過程的信息觀，他認為企業的生產過程實際上是一個信息采集、加工、轉化和傳遞的過程。現代市場競爭更加強調生產過程中信息的作用，生產計劃能不能迅速捕捉市場信息、反映市場信息，使計劃具有動態響應能力，是衡量生產系統是否有效的一個重要指標。現代信息技術的發展為企業掌握市場需求信息、把握生產過程的狀態、及時調整生產提供了方便。全球化生產的發展進一步強化了企業生產信息化的作用。制造資源計劃（MRP Ⅱ）和企業資源計劃（ERP）在生產管理中發揮著越來越重要的作用，成為現代企業生產的主要輔助工具。今天，移動互聯網技術、5G技術等成為生產管理中越來越重要的技術。

（4）服務觀。服務觀包括兩方面的含義。一方面，以顧客為中心的服務理念滲透到生產制造系統，把生產過程看作服務過程。“下道工序就是用戶”的服務理念已經成為現代制造企業生產管理的一個基本理念。服務觀另一方面的含義是，隨著服務業的興起，“生產”（production）的概念從制造業擴展和延伸到服務業。比如，我國鐵路等交通服務部門每年開展“交通安全生產大檢查”和“交通安全生產月”活動。人類不僅僅生產物質產品，也生產精神產品。例如，新聞的采編和制作、教材的編寫和出版、影視作品的制作、游戲軟件的生產等，這些都是人類的“智力型生產”活動。目前火爆的“生成式人工智能”，如ChatGPT，可以代替人類生產許多知識產品——作詩、繪畫、開處方等。但是也有很多服務部門是僅僅提供勞務服務活動的，比如超市、銀行、醫院等。不過，不管是生產服務產品或者提高勞務服務活動，服務業都需要運用制造企業先進的生產管理思想來提高服務生產率。

由于以上變化，基于發展的觀點，把制造和服務融合在一起，把傳統的生產管理學擴展應用到服務業，用統一的理論框架來闡述它們的共同管理原理和策略是實踐的需求，也是歷史的必然。因此，從20世紀80年代開始，西方生產管理類教科書就開始將傳統的生產管理學擴展成“生產與運作管理”（production and operations management），或者簡稱“運作管理”（也叫“運營管理”）（operations management）。我們把制造生產過程管理和服務過程管理統一歸納為：組織把輸入轉化為輸出，高效（efficiently）和有效（effectively）地提高產品生產或者服務過程的生產率（productivity），創造價值（value）和滿足需求的一系列業務流程的管理，這是生產與運作管理的核心思想。

本章將介紹生產系統組成要素與功能，生產類型與特征，生產運作管理的目標、任務與決策，服務運作系統與管理，生產運作管理的發展與未來趨勢。