2021年3月，Gartner发布了一份关于半导体短缺的现象如何推动加强合作以提高灵活性的报告，着重关注了半导体短缺对汽车行业的影响。随着我们进入2022年，与供应链可见性、采购复杂性、缺乏协作和使用旧技术有关的一些问题仍然是挑战，这些挑战仍会影响汽车和其他行业，而这些行业在全球短缺中首当其冲。根据Gartner的说法，预计延迟交付的车辆数量约为130万辆。大量积压表明OEM级别的供应链战略和材料管理面临严峻挑战。
解码汽车行业芯片短缺
要充分了解汽车行业的半导体大规模短缺是如何产生的，有必要了解供应链的复杂性。然后我们再来看全球持续的芯片短缺事件。
汽车行业以JIT(Just In Time)或准时采购模式而自豪，他们根据合同从一级供应商那里采购必要数量的子组件，一级供应商依次从构成汽车供应链第二层的专业生产商那里购买汽车级芯片。
由于建立新晶圆厂的投资限制，二级供应商将复杂性逐渐渗透到供应链中，将大量需求外包给构成第三采购层的大型代工厂的寡头垄断生态系统。通常三级供应商为整个市场生产芯片，而汽车供应只是他们产品组合的一部分，并非业务重点。
随着新冠病毒大流行，强制停工导致汽车行业的需求减少。再加上JIT采购模式和缺乏预计订单，三级供应商必然优先为需求仍然旺盛的行业生产芯片：5G设备、游戏和网络相关的一切都优先于汽车行业。
随着封锁的放松和需求在2020年底反弹，汽车OEM开始争相购买子组件和芯片，但无济于事，因为他们的供应线已经转移。雪上加霜的是，贸易政策和政治因素导致从三级供应商那里获得基本芯片的时间进一步推迟，原因是规模和能力主导了货物流动，而不是制造汽车的原始设备制造商，这开始了原始设备制造商在生产计划上落后的多米诺骨牌效应 — 这种趋势甚至在今天仍在继续。
车轮上的技术
其他同样重要的影响因素包括全电子车辆：从用于发动机和变速箱的微控制器到用于防撞系统的传感器、用于电源管理和显示/信息娱乐系统的集成电路。汽车行业使用的芯片大多是老技术的产物，晶圆尺寸更小，生产线更大，这意味着，在车辆使用的电子元件和微芯片数量增加的同时，设计和制造一部分芯片所涉及的核心技术还没有升级到最现代的技术。其次，OEM与二级和三级供应商的可见性和协作几乎不存在。当他们的需求下降时，供应链的较低层可能会觉得他们没有任何选择。
为应对危机而采取的措施
Gartner强调了汽车行业原始设备制造商必须采取的一些措施，以确保他们不仅能够摆脱危机，而且能够在未来预防危机。预计销售额超过670亿美元，该行业的半导体需求只会激增，但要获得实际产品，还需要做很多工作。
短期步骤
在短期内，原始设备制造商的选择有限，因为这样的危机表明需要对整个供应链进行战略性和根本性的重新配置。然而，Gartner建议OEM至少应该开始更密切地监控一级供应商。他们应该为下一层做同样的事情，并开始与这些较低的层合作以获得更好的可见性，从而进行更好的控制。
长期步骤
从长远来看，汽车业的老牌企业需要检查哪里出了问题，然后决定需要从根本上改变什么，以创建一个更健康的生态系统，而不是OEM驱动的非协作方法。我们从平台的角度审视了Gartner提出的长期解决方案，将重塑供应战略的需求与数字化转型举措相结合，这些举措应该同时进行，以实现真正透明、协作和有弹性的供应系统。
从供应链的角度来看，原始设备制造商需要重新审视JIT理念，可能的话创建一种混合采购模式，将基本组件保持在预先确定的最低库存水平、一级供应商水平或商定的较低水平。随后，形成电子子组件的芯片的技术和设计需要重新评估，并逐步提高到芯片制造商认为可以使用其现有设置和晶圆尺寸制造所需芯片的水平，使得投资于增加产能的风险更小，并避免为了增加汽车行业的产能而采用其他过时的生产技术。在生产中更好地利用芯片、多站点芯片采购、更深层次的可见性和供应链多样性，这些都需要纳入战略组合，以实现可持续和有弹性的价值交付系统。
平台视角
供应链重组的一个极其关键的方面是使用工业4.0数字工具和解决方案来帮助实施战略愿景并使其成为基层现实。支持物联网的现代MES数据平台构成了数字化转型的基础，支持供应链的透明度和协作。
瓶颈识别
MES系统控制和协调整个制造过程，这意味着它是所有运营数据的来源。为了了解哪些子组件需要及时采购，哪些需要在他们自己或供应商端进行库存，识别瓶颈过程方面和关键材料输入的需求是必不可少的。MES通过在现有和过去的流程数据上应用人工智能和高级分析来提供这些数据以及过去的背景和未来的预测。这种分析有助于流程所有者更好地规划生产和库存需求，并创建可能有助于克服未来需求和供应波动的混合采购模型。
最佳监督
MES平台也是优化芯片利用率的理想工具。MES系统监控制造设施和供应链中的材料移动和消耗，因为它与工厂级别的自动化和设备级别应用程序以及OEM运营内外的供应链应用程序集成。这使得MES能够测量、监控和分析每种材料输入的消耗方式，并提出最佳利用路径。通过这种级别的监督，延伸到每个单独的库存组件，OEM可以更好地利用现有库存并安全地预测未来的消费模式。
面向未来的设计
MES与PLM应用程序集成，可简化设计流程。当OEM尝试升级其技术以适应其供应商的生产能力时，MES在模拟生产本身如何适应新技术，以及是否需要对任何流程方面进行彻底改造发挥着至关重要的作用。MES不仅完成了在实际生产条件下进行的试验和实验的反馈循环，VR驱动的数字双胞胎帮助同时对过程进行建模，为新设计和技术提供最佳生产路径，这意味着更快的 TTM(Trailing Twelve Months，近12个月的市盈率)和更有弹性的供应链结构.
加强协作
大多数汽车原始设备制造商都有多站点制造业务，并使用通用的MES平台。在这种情况下，管理和合理化供应链关系和依赖关系的内在复杂性降低了。Gartner提倡的分层协作在采用正确的MES时很容易做到，因为它不仅可以根据供应商和组件的性能帮助简化和创建供应冗余，它还可以基于两者几乎自动化跨多个站点和供应商的采购行为预先确定的实时供应链输入。供应链合作伙伴获得由MES策划的透明采购，而OEM受益于实时MES控制和基于需求/预测的规划，从而形成更好的供应生态系统。
最后，从半导体短缺和随后提出的回应中吸取的教训表明了一件事：任何行业和企业都不再存在旧规范。当今市场充满不定因素，只有愿意创建超数字化、完全集成、自主协调管理、快速响应和以协作为中心的供应链的制造商才能生存，拥有MES平台是获取优先权的关键。
