拜耳農業科學部門運用數位分身技術建置了「虛擬工廠」，能夠針對他們九個北美玉米種子製造廠，提供動態的配置與數位化呈現處理流程。
文／Thor Olavsrud 譯／潘得龍
在過去幾年的時間，拜耳農業科學部門已經投入將決策技術內嵌到企業的每個層面，範圍從物流到基因序列的操作等。這樣的策略是以機器學習和人工智慧為基礎而發展，現在則又加入所謂的數位分身，或是「虛擬工廠」，可以針對 9 座拜耳在北美運作中的玉米種子生產工廠建立模型。
拜耳農業科學部門的卓越資料科學中心 (Data Science Center of Excellence, COE) ，中心主任 Naveen Singla 表示：「這些玉米製造工廠會取得大量從農場收成而來的玉米種子，這些種子是從我們自己的農場收成的，然後會進入到我們 9 座玉米農場進行處理以及裝袋，然後這些裝袋好的產品就會被分送給農民。」
拜耳的這個專案，「藉由虛擬工廠建立未來企業策略與營運」，已經建立了一個能夠呈現設備、處理流程、生產流程特性、務料帳務，以及 9 個工廠個別作業原則特性的動態數位架構。這些虛擬工廠可以讓拜耳擁有對個別工廠進行「what-if」分析能力。
Singla 表示，隨著商業團隊介紹新的種子處理產品或是新的定價策略，公司就可以使用虛擬工廠取得工廠就緒的情況，以配合導入這些新策略的作業方式。虛擬工廠也可以應用於協助做成資本採購決策、建立長期事業計劃、確認新發明乙級增進處理流程。
這個技術由於結合了拜耳北美製造、種子生產創新以及資料科學 COE 小組等個別單位，這個專案讓拜耳獲得 FutureEdge 50 Award 新創科技獎項。這三個單位的成員形成了一個虛擬組織，能夠在企業的領導、流程工程師以及資料科學家等不同成員緊密的合作，而能掌握與建立超過 300 種作業與策略原則的模式，進而決定種子的生產作業如何在機構內運作。然後就能進一步開發更多精簡的作業流程。
拜耳虛擬工廠的內部
拜耳的虛擬工廠的啟動結合了模型的模擬、最佳化以及機器學習，並且是在拜耳內部的雲端執行與擴展。為了建立這樣的模型，團隊必須確認不同的資料來源，然後造訪個別的工廠，取得個別工廠的運作規則、設備設計的規範以及作業方式等。
Singla 說：「現在我們能夠以想像的方式，重新設計業務的流程。我們可以藉由應用不同的機器學習演算法或是模擬器，重新想像我們的決策方式。」
專案一開始，並不是每個行政人員都參與。Singla 和拜耳農業科學部門，負責聯結虛擬系統，決策科學的主管，Shrikant Jarugumilli 表示，他們一開始是採用單一概念驗證 (proof-of-concept, POC) 的方式，讓核心成員瞭解並且確認專案內容朝向正確的方向前進。
Singla 說：「並不是每個人一開始就能毫無疑問的相信與接受這樣的方法，我們必須先找到一些願意跟我們一起承擔風險的關鍵伙伴，然後開始執行第一次的概念驗證。直到目前，現在已經成了有如病毒一般的氾濫，每個人都想要採用這樣的方法。」
Singla 也指出，Jarugumilli 和他的團隊，在生廠工廠投入了許多的時間，以便能真正瞭解他們的作業。這樣的作法，成為贏得支持的關鍵之一。
Singla 說：「讓我們的資料科學家理解企業的特殊領域，是相當關鍵的作法，而這正是 Shrikant 表現突出的部份。他與他的團隊在這些種子生產工廠投入數週的時間，嘗試想要瞭解工廠作業的方式，瞭解其中的細節，才能在與主管談話的時候，是以主管本身領域的用，而不是以如機器學習技術類的方式。」
團隊是從 2018 年開始進行 POC，然後在 2019 年擴展到其它的工廠。Singla 指出，拜耳目前能夠壓縮九個工廠 10 個月的作業內容在 2 分鐘內呈現，這讓組織能夠在 24 小時之內執行超過 100,000 種模擬。團隊目前能夠使用資料科學快速回應有關最小 SKU、設備能力、流程訂購設計以及網路最佳化等複雜的企業問題。
數位分身的複利效益
此外還會產生其它的效益，其中一個專案原本所沒有料想到的效益，是團隊應用了新的見解，發現並且優先化了不同的發明應用以及需求。而且，Singla 表示，跨團隊的緊密合作，增加了組織整體的數位流暢度。目前團隊可以跨組織界線的，將業務與技術等不同層面連結在一起進行討論。
Jarugumilli 補充指出，虛擬工廠另外提供額外津貼，以鼓勵有助於拜耳蓬勃發展的新資料科學領域知識，能更加速發展。
Jarugumilli 說：「這並不會取代到工廠實際視察，而是讓大家能夠更快速地掌握現場的情況。當我們開始進行 POC 的時候，要讓資料科學家能夠開始運作，花了大概4個月的時間才能讓他們瞭解種子的生產製造過程。現在，如果要讓新的資料科學家上線，我們可以讓他們在半天的時間就實際上手，因為他們目前可以從模擬數據中，直接掌握到這 9 座工廠是怎麼運作的。」
專案的成功，讓我們可以在整個拜耳實際掌握虛擬工廠。
Singla 說：「這種擴散效應目前就像野火一樣，每個地方，每個人都表達強烈的慾望，想要複製到他們所在的區域，不只是種子生產作業，甚至像是化學製造的區域，也想積極採用虛擬工廠的作法。事實上，我們瞭解到，衍生出業務團隊更有價值的部份，就是我們已經能夠能夠根據所執行的模擬，勾勒出投資的決策。如此就能夠更直接地進行未來相關的資本投資決策，而不至於受到延遲，進而也在資本投資上，降低了投資的風險。」
