數字孿生:通向零成本試錯之路

來源: 阿里研究院   分類: 其他   時間: 2020-02-02 12:05   閱讀:2401次


本文根據阿里研究院副院長安筱鵬博士在1月13日"星系2020、預見2030—新經濟朝陽跨年會"上的演講整理。


數字孿生:通向零成本試錯之路


未來十年,信息通信技術發展及數字化轉型重要的主題是,如何重建數字商業基礎設施。


1、未來十年,企業面臨的重大挑戰是,如何面對消費者主權崛起


回望過去的100多年,整個工業經濟最重要的一個標志是規?;a、福特式生產。福特有句名言,"不管消費者需要什么,我只有黑色"。在這100多年間,工業界、學術界、管理界不斷研究探討規模經濟背景下,如何提高生產的成本、質量、效率和交期。今天及未來,企業面對的最大的挑戰是消費者主權的崛起,我們每一個消費者的意愿都可以充分地表達、聚合,并廣泛參與并深刻地影響整個供給體系。


面向未來,企業如何面對消費者主權崛起的重要挑戰,企業能否適時、精準響應消費者需求,正成為企業核心競爭力的重要組成部分。歐萊雅中國總裁兼首席執行官 Fabrice Megarbane曾講到,22年前,歐萊雅進入中國時美妝行業面對的是“千人一面”,而今天則是“一人千面”。對于化妝品企業來說,能不能做到“一人千面”是其核心競爭力的重要標志。


2、全球邁向信息技術體系架構大遷移時代


今天,我們看到整個的商業世界變得復雜,這種復雜來自消費者需求的碎片化、場景化,來自產品本身的變得越來越復雜,來自供應鏈體系的復雜性。傳統的機械設備,不斷加載了通信模塊、CPU、存儲、上億行軟件代碼,產品變得越來越復雜。面對復雜的商業場景,在過往二三十年所構建的傳統IT架構及解決方案,越來越難以適應商業系統的復雜性,越來越難以快速地對需求的碎片化、實時化做出精準的、科學的、實時的、低成本的響應。


數字孿生:通向零成本試錯之路


基于云計算、邊緣計算、IoT的新技術新架構,正在構建面向復雜商業世界的新解決方案,一個新的數字商業基礎設施正在興起。這個數字商業基礎設施,是把原有的基于計算存儲的資源不斷遷移到云平臺上,把原有孤立的、分散的業務系統打碎,重新構建在基于云計算及中臺體系上,包括數據中臺、業務中臺、IoT中臺,各種各樣SaaS化的應用軟件,可以形成面向角色、面向場景、響應需求的解決方案。


3、智能技術群的“核聚變”推動新型數字商業基礎設施重構


新型數字商業基礎設施是由什么樣的技術構成的呢?5G、物聯網、互聯網、大數據、云計算、AI、數字孿生、邊緣計算。事實上,這些技術并不是在一個平臺上。任何單一的技術在這場變革中都不可能完成某種功能,新的技術架構體系需要多種技術的組合,這是智能技術群落的一場"核聚變",它們正在構建新型的數字商業基礎設施。MEMS傳感器和IoT可以收集更多的數據,5G更加高效、低成本、低延時傳輸各種運動設備,人工智能、數字孿生、云計算、邊緣計算,都以不同的角色發揮作用。


數字孿生:通向零成本試錯之路


這些技術都扮演了什么樣的角色?今天可以把所有信息通信技術的邏輯放在數據+算力+算法的體系中,去看它對未來數字化轉型的價值。數字化轉型本質是兩個革命:工具革命和決策革命。傳統機器設備不斷被智能化,成為智能工具。同時,信息技術的價值在于把正確的數據、在正確的時間、以正確的方式,傳遞給正確的人和機器,以優化資源配置的效率。無論IoT、云計算,數字孿生互聯網數據,最終是要為企業決策提供數據。我們正在進入數據+算力+算法定義的新世界。


就數據而言,今天我們每天基于大量的攝像頭、MEMS傳感器各種設備,以及基于互聯網不斷產生海量數據。就算力而言,今天的計算正在演變成基于云計算、邊緣計算、泛在計算的復雜體系,智能手表、智能運動鞋、無人駕駛汽車都會各種計算,無所不在的計算體系正形成,云計算+邊緣計算+移動計算,將構建今天計算體系的新架構。算法是對物理世界運行規則的邏輯化、代碼化,這種規則包括物理的、化學的、生物的,也包括業務流程化的各種規律。在數據+算力+算法的體系中,“+”就是5G、NB-IoT、時間敏感網等各種新網絡體系,各種各樣能夠把數據、算力、算法連起來的一套體系。


數據+算力+算法正在構建一個數字孿生的新世界,這個世界對于我們有什么的價值?


4、創新是一個持續試錯的過程


數字孿生對于創新的意義重大。

什么是創新?我們對創新有很多種解釋,從某種意義上來講,創新就是試錯。我們要開發一架飛機、一輛汽車、一部手機,要發明一個電燈泡,都會有各種各樣的技術的解決方案,這些解決方案都是在試錯的過程中不斷去完善的。汽車需要做多次碰撞試驗,飛機要做幾萬小時的風洞實驗,安全性才能夠達到最終的要求。這些本質上都是不斷試錯的過程,工藝路線試錯,研發設計試錯,制造加工試錯等等。如何制造加工,選用什么材料,采用什么工藝,加工溫度是多少,采用什么氣體,等等,都是一個個不斷試錯的過程。質量有一個爬坡期,在質量的爬坡期,從60%的成品率提高到99%的成品率的背后,是一個試錯的過程。


客戶需求的判斷分析,也是一個試錯的過程。開發了一輛汽車、一架飛機、一件衣服、一個手機,還有食品、化妝品等等,這些產品是不是客戶所需要的,需要我們不斷地去派樣,先讓客戶體驗一下,客戶認可之后,再大規模地生產。過去的服裝是大規模生產,百萬件甚至上千萬件地生產,今天的服裝生產是小批量定制的模式,這些從本質上看都是企業對客戶需求的一種試錯過程。過去都是要把衣服、汽車等產品開發生產出來讓客戶試用,然后再判斷是不是符合客戶的需求。此外,還有商業模式的試錯,我們在探索商業模式的過程中,也是一個不斷試錯的過程,然后不斷地去迭代,找到一個最優的模式。


5、通向零成本試錯之路:構建數字孿生世界


今天,企業、國家之間的競爭不僅僅是創新能力的競爭,也是創新效率的競爭。市場上的成功不僅僅是能不能開發設計生產出來某種新產品,而是能不能高效率、低成本、快速地推出市場需要的產品。


創新是一個試錯的過程,那把創新跟數字孿生放在一起來看時,數字孿生的價值是什么呢?數字孿生的價值,就是找到了一條零成本試錯之路。事實上,零成本永遠不可能實現,就像零庫存永遠不可能實現一樣,它背后傳遞的是一種理念。1953年日本豐田公司提出高質量、低庫存的生產方式——及時生產JIT(just in time),豐田生產模式的及時生產、精益生產的理念核心關鍵詞就是零庫存。企業能實現零庫存嗎?也許不可能真正實現零庫存,但企業可以不斷地去逼近零庫存這樣一個理想狀態。對于一個企業來說,試錯總是有成本的,但是今天有了一種新的方法論,這個方法論就叫做數字孿生,可以把試錯的成本降到最低,不斷地去逼近零成本。


數據+算力+算法,連接起來作為一種信息基礎設施,或者把它定義為數字商業基礎設施,它有什么價值?它在做一件事情,無論芯片、物聯網、大數據、云計算,都在數字孿生的虛擬世界中描述現實的物理世界,在此基礎上,持續診斷、預測、決策,找到一條通向零成本試錯之路。


達索科學家說達索不是軟件公司,而是科技公司。達索的科學家給我們講心臟的構造,心臟中某一塊肌肉的拉力極限是多少?心肌細胞電脈沖的規律是什么?達索與全球最頂級的醫學院合作研究心臟的規律,基于此來構造虛擬世界中的數字心臟。這個數字心臟有什么價值呢?它可以縮短醫療器械研發生產周期,可以快速通過設備驗證,可以提高實習醫生的學習效率,可以提高醫生手術的質量。


這套方法論,不僅在醫療上,在經濟社會各領域正在成為一種現實,我們稱之為數字孿生的世界。物聯網、大數據、云計算正在描繪一張藍圖,雖然現在看不清楚長什么樣子,星星點點、模模糊糊的,但是可以預測未來,所有這些技術都在虛擬世界重構物理世界。


過去開發一輛新汽車,需要做30次碰撞試驗,今天只需要做一次,明天可能一次也不要了;過去要碰撞、再設計、再制造、再碰撞,反復迭代周期很長。今天,人們可以在虛擬世界仿真。


過去研制一架飛機需要上萬小時風洞實驗,現在風洞實驗可以減少很多;過去飛機從立項到首飛需要近20年,現在只需要10年。


過去設計生產火車,需要把火車生產出來,在京滬線上跑起來進行;今天可以通過虛擬高速列車在虛擬的京滬線上跑起來,測量不同的時速下高鐵的電流、電壓,穩定性、安全性、可靠性,以及每個座位上的噪音。在此基礎上快速地迭代產品的研究周期,提高研發效率。


馬斯克的SpaceX公司將火箭發射成本已經降低到傳統商業發射公司1/10以下,在數字世界重構火箭研發新體系發揮了重要作用?;鸺兄平^大部分成本都耗費在試車過程中,火箭發動機研制75%成本在“試驗、失敗、修改”,SpaceX公司通過仿真技術,一方面替代大量傳統實物試驗,提高研制效率、降低成本;另一方面,創新研制新方法,如通過仿真分析成功采用機械冷分離,替代傳統爆炸式熱分離。為了滿足仿真需要SpaceX公司甚至自己開發計算流體力學仿真軟件(CFD)。


2018年阿里天貓平臺上的新品5000多萬,2019年發展到有上億新品。3C產品新品從一年上新一次到每年上新兩次以上,美妝從每年上新一次到每月上新一款旗艦商品,個人護膚上新從18-24個月縮短到9個月,電器從2-3年上新到每年上新兩次。其背后在于天貓與品牌廠商合作,構建了一套在數字世界中模擬消費者對產品評估、評價、反饋的新機制,大大提高了新產品的研發效率。無論是3C、美妝、個人護膚品、電器、服裝等很多產品的研發生產效率大幅提高,他們內在的邏輯跟飛機、汽車開發機制是一樣的。


數字建筑也正沿著這個方向去演進。今天,人們可以把城市通過虛擬化的方式在數字孿生世界中呈現出來,每一個建筑、每一個房間、每一個通風口都可以在數字孿生的世界呈現、展示、模擬、優化。未來10年,如果圍繞數字化轉型做一件事情,那就是重構一個新的數字商業基礎設施,在這個基礎之上,構造數字孿生的世界。


數字孿生:通向零成本試錯之路


當今數字孿生的世界還是碎片化的、靜態的,未來一定是動態的,實現物理世界與賽博空間數據實時互動,把來自物理世界的數據傳遞給數字孿生世界,數字世界快速優化、反饋,服務于交通、制造、建筑、醫療等方方面面。


6、人類社會認識客觀世界的四種方法論


這場數字商業基礎設施的重構,對整個社會帶來了什么?它構造了一種新的認識和改造世界的方法論。


首先是理論推理。在過往的幾百年間,人類進步依賴于天才科學家牛頓、愛因斯坦等,他們通過抽象、歸納、數學,去認識發現這個世界的規律。


二是實驗驗證。100多年前,愛迪生為了發明電燈,采用了各種各樣的材料,在幾千種材料不斷試錯,發現最好的發光材料,這是試驗驗證方法論來認識世界。這種方法論今天仍然是我們認識世界的重要方法。


三是模擬擇優。今天有了軟件、IoT、5G、人工智能這些新技術,我們在構造一個新的改造和認識世界的方法論,這就是模擬擇優。在一個虛擬的世界中去還原、優化物理世界所發生的事情。


四是大數據分析,模擬擇優是一種基于機理模型的分析,大數據更多是基于相關性的分析。


數字商業基礎設施的變化,對整個經濟社會帶來的影響才剛剛開始,未來還有更廣闊的空間。


責編:斌卡(轉載及媒體合作請后臺聯系小編)



【安筱鵬作品推薦】

(關注“阿里研究院”微信公眾號,閱讀全文)


《重構增長力量—2019企業數智化轉型發展報告》


《2019中國消費品牌發展報告》


《阿里+畢馬威發布4份智能經濟報告》


安筱鵬:未來10年是新型數字基礎設施的安裝期


安筱鵬:數字化轉型的十個關鍵詞


安筱鵬 | 釘釘:通向數字化轉型2.0之路


安筱鵬:擁抱“數據+算法”定義的新世界


安筱鵬 | 工業互聯網:通向知識分工2.0之路


“智能+”助力中國經濟高質量發展


工業4.0——為什么?是什么?如何看?怎么干?(上)


工業4.0——為什么?是什么?如何看?怎么干?(下)


安筱鵬:重構數字化轉型的邏輯


信息經濟:概念、規模、共識與展望


0
中融国通期货配资公司