Hoe AI-digitale tweelingen helpen de nachtmerrie van de toeleveringsketen in de wereld te doorstaan

mevrouw Tech | Getty

Met de verstoringen in de toeleveringsketen van de afgelopen twee jaar zonder tekenen van versoepeling op korte termijn, wenden bedrijven zich tot een nieuwe generatie AI-aangedreven simulaties, digital twins genaamd, om hen te helpen goederen en diensten op tijd bij klanten te krijgen. Deze tools voorspellen niet alleen verstoringen in de loop van de tijd, maar stellen ook voor wat eraan te doen. Wanhopige bedrijven worstelen met de ineenstorting van just-in-time verzending gebruiken ze om een ​​cruciaal evenwicht te vinden tussen efficiëntie en veerkracht.

De lijst met dingen die de afgelopen maanden moeilijk te bemachtigen waren, is even gevarieerd als lang: nieuwe auto's, nieuwe telefoons, contactlenzen, schoonmaakmiddelen, verse producten, tuinmeubelen, boeken, de kleur blauw . Het is niet zoals toen in maart 2020 iedereen zonder toiletpapier kwam te zitten, zegt Chris Nicholson, oprichter van Pathmind, een bedrijf dat AI toepast op logistieke problemen. Deze keer voelen de ontbrekende items persoonlijk aan.

Verwant verhaal

Ons rare gedrag tijdens de pandemie knoeit met AI-modellen Modellen voor machinaal leren die zijn getraind op normaal gedrag, vertonen scheuren en dwingen mensen om in te grijpen om ze recht te zetten.

Covid-19 heeft veel van 's werelds netwerken in de schijnwerpers gezet, van internet tot internationale vliegreizen. Maar de toeleveringsketens die de wereld doorkruisen - de schepen, vrachtwagens en treinen die fabrieken met havens en magazijnen verbinden, waardoor bijna alles wat we kopen, vele duizenden kilometers van waar het wordt geproduceerd naar waar het wordt geconsumeerd - brengen, worden meer kritisch bekeken dan ooit.

Het is eerlijk om te zeggen dat wat je ook verkoopt, je op dit moment een probleem hebt, zegt Jason Boyce, oprichter en CEO van Avenue7Media, een adviesbureau dat topverkopers van Amazon adviseert. Boyce zegt dat hij klanten heeft die tientallen miljoenen dollars per jaar zouden opleveren als ze op voorraad zouden blijven. We hebben elke dag gesprekken met klanten waar ze alleen maar huilen, zegt hij. Maandenlang zijn ze 30 dagen op rij niet volledig op voorraad geweest.

Digitale tweelingen proberen breuken in de toeleveringsketen op te lossen door erop te anticiperen voordat ze zich voordoen en vervolgens AI te gebruiken om een ​​tijdelijke oplossing te vinden. De naam geeft het kernidee weer van het simuleren van een complex systeem in een computer, waardoor een soort tweeling ontstaat die objecten uit de echte wereld - van poorten tot producten - en de processen waar ze deel van uitmaken, weerspiegelt. Simulaties maken al enkele jaren deel uit van de besluitvorming in de industrie, waardoor mensen verschillende productontwerpen kunnen verkennen of de lay-out van een magazijn kunnen stroomlijnen. Maar de beschikbaarheid van grote hoeveelheden realtime gegevens en rekenkracht betekent dat voor het eerst complexere processen kunnen worden gesimuleerd, inclusief de chaos van wereldwijde toeleveringsketens die vaak afhankelijk zijn van talloze leveranciers en transportnetwerken.

Dit soort technologie geeft Amazon, dat nu al het voordeel heeft zijn eigen vrachtwagens en magazijnen te besturen, al jaren een extra voorsprong. Nu omarmen anderen het ook. Google ontwikkelt digitale tweelingen voor de toeleveringsketen die autofabrikant Renault in september aankondigde te gaan gebruiken. Internationale verzendreuzen zoals FedEx en DHL bouwen hun eigen simulatiesoftware. En AI-bedrijven zoals Pathmind maken op maat gemaakte tools voor iedereen die ervoor kan betalen. Toch zal niet iedereen er baat bij hebben. In feite zou de krachtige nieuwe technologie een groeiende digitale kloof in de wereldeconomie kunnen vergroten.

Weer de storm

Het is gemakkelijk om de pandemie de schuld te geven van de huidige problemen in de toeleveringsketen. Fabriekssluitingen en arbeidstekorten sloeg productie- en leveringshubs uit, terwijl een sprong in online winkelen en comfortaankopen de vraag naar thuisbezorging deed stijgen.

Maar in werkelijkheid heeft de pandemie een slechte situatie alleen maar erger gemaakt. Er zijn mondiale krachten die dit aandrijven, allemaal gecombineerd tot een perfecte storm, zegt D’Maris Coffman, een econoom aan University College London die het effect van de pandemie op toeleveringsketens bestudeert.

Om deze storm te bedwingen, moeten biljoenen dollars in de wereldwijde infrastructuur worden gepompt, havens en leveringsvloten worden uitgebreid en moet worden geïnvesteerd in beter management, betere arbeidsomstandigheden en betere handelsovereenkomsten. Technologie gaat deze problemen niet oplossen. Het zal niet toestaan ​​dat schepen meer containers vervoeren, zegt David Simchi-Levi, die het data science-lab leidt aan het Massachusetts Institute of Technology en heeft geholpen bij het bouwen van digitale tweelingen voor verschillende grote bedrijven. Maar AI kan bedrijven helpen het ergste te doorstaan. Met digitale tweelingen kunnen we problemen identificeren voordat ze zich voordoen, zegt hij.

Volgens Hans Thalbauer, de directeur van het supply chains en logistiek team bij Google, is het grootste probleem waarmee bedrijven worden geconfronteerd, het onvermogen om gebeurtenissen in de keten te voorspellen. Het maakt niet uit met welk bedrijf je praat, zegt hij. Iedereen in de supply chain-wereld zal je vertellen dat ze niet de zichtbaarheid hebben die ze nodig hebben om beslissingen te nemen

Dankzij de zichtbaarheid van de toeleveringsketen kan Amazon bijvoorbeeld voorspellen wanneer een artikel bij je voor de deur zal verschijnen. Voor elk item dat Amazon zelf levert - en dat geldt ook voor de miljoenen items die het levert namens externe verkopers zoals Boyce en zijn klanten - geeft het een nauwkeurige schatting van wanneer het zal aankomen. Het lijkt misschien niet veel, zegt Boyce, maar als Amazon deze voorspellingen verkeerd had, zou het klanten gaan verliezen, vooral rond de feestdagen, wanneer mensen last-minute cadeaus kopen en erop vertrouwen dat Amazon ze bezorgt. Er is enorme rekenkracht voor nodig om die simpele bezorgdag te laten zien, zegt hij. Maar mensen worden gek als ze hun spullen niet op tijd krijgen.

Volgens Deliverr, een Amerikaans bedrijf dat de leveringslogistiek beheert voor meerdere e-commercebedrijven, waaronder Amazon, Walmart, eBay en Shopify, verhoogt een geschatte levertijd van twee dagen versus zeven tot tien dagen de verkoop met 40%; een geschatte levertijd van één dag verhoogt de verkoop met 70%.

Het is geen verrassing dat anderen een eigen kristallen bol willen. Just-in-time supply chains zijn bijna dood. De verstoringen van de afgelopen twee jaar hebben veel bedrijven die hyperefficiëntie najaagden tot het uiterste gezonken. Magazijnruimte is duur, en betalen om voorraad op te slaan die u misschien een week niet nodig heeft, kan in tijden van overvloed extravagant lijken. Maar als de voorraad van volgende week niet verschijnt, heb je niets te verkopen.

Vóór de pandemie waren de meeste bedrijven gericht op kostenbesparingen, zegt Simchi-Levi. Nu zijn ze bereid te betalen voor veerkracht, maar focussen op alleen veerkracht is ook een vergissing: je moet de juiste balans tussen beide vinden. Dit is de echte kracht van simulaties. We zien dat een groeiend aantal bedrijven hun toeleveringsketens beginnen te stresstesten met behulp van digitale tweelingen, zegt hij.

Wat als?

Door verschillende mogelijke scenario's te onderzoeken, kunnen bedrijven de balans tussen efficiëntie en veerkracht vinden die voor hen het beste werkt. Voeg diepgaande versterkingsleer toe, waarmee een AI door vallen en opstaan ​​leert welke acties in verschillende situaties moeten worden ondernomen, en digitale tweelingen worden machines voor het onderzoeken van wat-als-vragen. Wat als er een droogte is in Taiwan en het watertekort de productie van microchips stopzet? Een digitale tweeling kan het risico hiervan voorspellen, de impact op uw toeleveringsketen traceren en - met behulp van versterkende kennis - voorstellen welke acties moeten worden ondernomen om de schade tot een minimum te beperken.

Als je een autofabrikant bent in het middenwesten van de VS, kan een digitale tweeling je aanraden om extra componenten te kopen bij een distributeur aan de westkust die nog steeds een overschot heeft. Maar rijg meerdere scenario's aan elkaar en de dingen worden al snel enorm complex. Volgens Simchi-Levi heeft Ford bijvoorbeeld meer dan 50 fabrieken over de hele wereld, die 35 miljard onderdelen gebruiken om elk jaar 6 miljoen auto's en vrachtwagens te produceren. Er zijn ongeveer 1.400 leveranciers verspreid over 4.400 productielocaties waarmee het rechtstreeks samenwerkt, en een stapel leveranciers en leveranciers van leveranciers tot 10 lagen diep tussen Ford en de grondstoffen die in zijn voertuigen gaan. Elk van die schakels zou kunnen breken en een goede stresstest zou elk van hen moeten onderzoeken.

Digitale tweelingen maken gebruik van zoveel mogelijk gegevens om hun simulaties uit te voeren en hun AI's te trainen. Er is logistieke informatie over het bedrijf en zijn leveranciers, rekening houdend met inputs zoals voorraad- en verzendgegevens. Dan zijn er gegevens over consumentengedrag, gebaseerd op marktanalyse en financiële projecties. En data over de rest van de wereld, zoals geopolitieke en sociaaleconomische trends. Simchi-Levi heeft zelfs gegevens van sociale media gehaald om het gedrag van mensen te voorspellen, vooral tijdens de pandemie.

De digitale tweeling van Google kan worden aangesloten op Google Earth en houdt rekening met wereldwijde weerpatronen. Als je een groenteteler in Californië bent, kun je simulaties uitvoeren om te zien welke van je velden gevaar lopen door La Niña, zegt Thalbauer. Wanneer Google een digitale tweeling instelt voor een klant zoals Renault, kunnen ze kiezen welke van de vele beschikbare gegevensbronnen ze willen opnemen.

Verwant verhaal

Hoe lockdown het winkelen voorgoed verandert Grote online winkels zijn gebaseerd op enorme geautomatiseerde magazijnen. Kleinere en goedkopere versies van deze technologie zullen van cruciaal belang zijn als kleinere winkels een reeks lockdowns willen overleven.

Pathmin hanteert een minder zware aanpak. De digitale tweeling wikkelt zich eenvoudigweg rond de bestaande supply chain management-tools van een bedrijf en maakt gebruik van de gegevens die ze al produceren. Vervolgens breidt het deze gegevens uit door wat-als-simulaties uit te voeren en de resulterende synthetische gegevens toe te voegen aan de pot waarop het zijn AI traint. De aanpak is vergelijkbaar met hoe AlphaZero Go en schaken onder de knie kreeg door miljoenen virtuele spellen tegen zichzelf te spelen. In plaats van te leren welk stuk ze op een bord moeten verplaatsen, kunnen digitale tweelingen leren welke voorraad ze moeten bestellen en wanneer, of waar ze een nieuw magazijn moeten openen.

Met de juiste synthetische gegevens kan een digitale tweeling leren reageren op voorheen onzichtbare gebeurtenissen, zelfs op wereldwijde pandemieën. Hier komen we in het hele geheim van 'Waarom is AI slim?', zegt Nicholson. Het leeft meer dan wij, in deze vele verschillende werelden, waarvan sommige nooit eerder hebben bestaan.

In theorie kan iedereen profiteren van deze technologie. In de praktijk zullen er winnaars en verliezers zijn. Digital-twin-technologie biedt grote kansen voor bedrijven van elke omvang, zegt Rick Lazio, een advocaat en voormalig Amerikaans congreslid die nu senior vice-president is bij Alliantgroup, een in de VS gevestigd belastingadviesbureau. Maar hij merkt op dat het grotere bedrijven zijn, die al het best beschermd zijn tegen verliezen, die deze technologie het snelst beginnen te gebruiken.

Lazio denkt dat veel kleinere bedrijven wat hulp nodig hebben, misschien via overheidsinvesteringen, om te voorkomen dat ze achterop raken. Bedrijven die technologie vroeg adopteren, zien de voordelen die groter zijn dan de som der delen, zegt hij.

En het zijn niet alleen kleinere bedrijven. Veel havens in de wereld draaien op papier; als je geluk hebt, gebruiken ze pdf's en e-mails, zegt Nicholson. Dit zijn grote operators, geen kaarsenmaker in New Hampshire. Maar zonder digitalisering krijgen we geen AI.

Simchi-Levi is optimistischer. Veel bedrijven gingen ervan uit dat het opzetten van een digitale tweeling enorme investeringen en jaren zou kosten om zichzelf terug te betalen, zegt hij, maar dat is niet langer het geval: een miljoen dollar en 18 maanden kunnen je veel van de voordelen opleveren.

Simchi-Levi twijfelt er niet aan dat het geroezemoes rond digitale tweelingen zal blijven bestaan, zelfs als de ergste van de huidige verstoringen voorbij zijn. Als het niet de pandemie is, zal het iets anders zijn, zegt hij. De afgelopen jaren hebben bedrijven geleerd hoe ze zich beter kunnen voorbereiden en beter kunnen concurreren. Als we weer normaal worden, zal het niet meer hetzelfde zijn als voorheen, zegt hij. De pandemie heeft bewezen dat de toekomst er is.

zich verstoppen