分析全球153家“燈塔工廠”的應用案例發(fā)現(xiàn)，工業(yè)4.0關鍵技術是企業(yè)創(chuàng)新變革并入選“燈塔工廠”的必要途徑。5年來，“燈塔網絡”匯聚了來自世界各地各行各業(yè)的領先制造企業(yè)，將人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據、物聯(lián)網、云計算、3D打印、增強現(xiàn)實、機器人等第四次工業(yè)革命的領先技術，成功應用于領航全球制造業(yè)發(fā)展的“燈塔工廠”。

　　(一)人工智能技術：為提升管控能力賦能

　　人工智能技術在“燈塔工廠”中的應用越來越普遍。在153家“燈塔工廠”中已擁有眾多成熟的人工智能應用案例，可通過人工智能賦能產品設計、銷售、管理、運營等各個環(huán)節(jié)，在生產管控、安全管理、客戶服務，在光學檢測、噪聲檢查、自動化測試和維修、能耗預測與優(yōu)化等方面發(fā)揮有效作用。

　　如，丹佛斯中國天津工廠采用人工智能化質量管理系統(tǒng)，使客戶投訴降低57%;阿里巴巴杭州迅犀試點工廠利用人工智能賦能產品設計與打樣，將產品開發(fā)時間縮短了75%;美的集團廣州工廠憑借人工智能賦能的光學檢測，使檢測成本降低55%;三一重工中國北京工廠通過部署人工智能指導下的機械性能優(yōu)化，將生產能力提升了100%;聯(lián)合利華中國天津工廠打造人工智能賦能的端到端最佳訂單執(zhí)行平臺，讓訂單履行損失降低91%。

　　(二)數(shù)字孿生技術：實現(xiàn)“實時”與“交互”

　　“燈塔工廠”主要采用數(shù)字孿生技術進行工廠運行狀態(tài)實時監(jiān)控、遠程生產優(yōu)化、動態(tài)生產計劃安排、生產線虛擬調試，打造材料運輸系統(tǒng)、客戶系統(tǒng)的數(shù)字孿生，建立動態(tài)能源模型等，從而實現(xiàn)產能和效能的提高以及準備時間的縮減。

　　如，寶潔公司美國萊馬工廠通過部署數(shù)字孿生技術，使產品上市速度提升了10倍;強生消費者保健瑞典赫爾辛堡工廠采用數(shù)字孿生技術用于產品設計和測試，將產品上市時間縮短了25%;安捷倫科技新加坡工廠采用柔性生產數(shù)字孿生，將整體制造成本降低了25%;寶潔日本高崎工廠利用數(shù)字孿生縮短研發(fā)中的鑒定試驗過程，將配方變更研發(fā)準備時間縮短72%。

　　(三)大數(shù)據技術：從全局層面優(yōu)化局部決策

　　大數(shù)據分析能夠提高企業(yè)的業(yè)務敏捷性，提高產品質量、生產效率和交付速度，根據未來需求自動調整庫存，針對能源消耗情況提出預警，通過車間運行數(shù)據分析了解設備運行周期、零備件故障等。同時，生成診斷性分析、預測性分析和規(guī)范性分析等個性化報告，在全局層面上優(yōu)化企業(yè)生產、質量管理和控制、物流等方面的局部決策，有力推動制造業(yè)轉型升級。

　　如，青島啤酒中國青島工廠采用大數(shù)據技術進行產品設計和測試，將客戶訂單的交付時間和新產品開發(fā)時間降低50%;緯創(chuàng)中國昆山工廠通過大數(shù)據進行預測分析和能源優(yōu)化，將能源消耗減少了49%;西部數(shù)據中國檳城工廠利用基于歷史數(shù)據和傳感器數(shù)據進行預防性維護，將裝配流程中的質量偏差率降低了60%。

　　(四)物聯(lián)網技術：“人機物”智能融合

　　物聯(lián)網在“燈塔工廠”中主要應用于優(yōu)化供應鏈管理、生產流程和制造質量管理、設備在線監(jiān)控及故障診斷、環(huán)保監(jiān)測和能源管理、安全管理和風險預測等，通過傳感器、RFID、GPS等融合“人機物”，實現(xiàn)智能識別、跟蹤、監(jiān)控和管理。

　　如，博世汽車中國無錫工廠采用基于物聯(lián)網技術的設備運行監(jiān)控，將設備綜合效率提升了90%以上;西普拉印度印多爾口服固體制劑工廠采用基于工業(yè)物聯(lián)網和高級分析技術的能耗優(yōu)化，將能耗降低34%;富士康中國成都工廠采用物聯(lián)網生產質量管理，將質量報警時間減少99%;寧德時代中國宜賓工廠針對能源、排放、廢料以及水管理的工業(yè)物聯(lián)網實時數(shù)據整合，能耗降低13%;可口可樂愛爾蘭巴利納工廠采用由物聯(lián)網和自動化支持的“飲料即服務”，交貨短缺降低15%。

　　(五)云計算技術：數(shù)據管理的“云端革命”

　　“燈塔工廠”在生產過程中將設備運行數(shù)據等通過5G網絡采集到云平臺，在云端實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，通過高效控制和管理實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和生產效率提升。

　　如，聯(lián)想中國合肥工廠通過給予人工智能“云”端到端供應質量管理，將供應質量廢品率降低了55%;施耐德電氣印度海得拉巴工廠采用云分析提供動力，使得單位用水量減少了57%;安捷倫科技印度皮塔姆爾普工廠采用基于AI的云預測質量測試，測試效率提升了13%。

　　(六)3D打印技術：幫助企業(yè)縮短交付周期

　　3D打印技術在工業(yè)領域可用于制造復雜的零部件、模型、工具，節(jié)省時間和制造成本，提高生產效率和產品質量。在“燈塔工廠”中，主要用于原型樣品制作、快速制造、小批量個性化生產等。

　　如，美國聯(lián)合包裹運送服務公司參股的Fast Radius公司位于美國芝加哥的格林菲爾德工廠，通過3D打印快速設計原型將上市時間縮短了89%;惠普公司新加坡工廠采用3D打印技術，使得交貨時間縮短了40%;強生消費者醫(yī)療印度穆蘭德工廠通過3D打印實現(xiàn)敏捷新產品引進，使得設計迭代準備時間降低92%;愛茉莉太平洋韓國烏山工廠利用3D打印技術，開發(fā)出化妝品定制的新業(yè)務模式。

　　(七)AR增強現(xiàn)實技術：連接“虛擬”與“現(xiàn)實”

　　AR技術是“燈塔工廠”的核心技術之一，通過AR智能眼鏡可以遠程連線，借助語音交互、AR畫面交互、實時翻譯等功能，對現(xiàn)場操作人員進行高效率指導，完成巡檢維修等遠程支持。此外，也能拓展到樣品設計、員工培訓、品質管理、倉儲物流、售后服務等方面。

　　如，日月光半導體中國臺灣高雄工廠采用AR增強現(xiàn)實技術賦能廠區(qū)安全巡視管理，將檢測時間縮短了100%;美的多個工廠實現(xiàn)了巡檢維修的全程數(shù)字化，工作效率提高了50%。

　　(八)機器人技術：人機協(xié)作提高作業(yè)效率

　　隨著“燈塔工廠”的增加，機器人應用越來越廣泛。通過機器人協(xié)作，不僅能夠促進敏捷產品開發(fā)、處理物料、生產裝配，而且能協(xié)助倉儲管理、物流運營等。

　　如，愛立信美國劉易斯維爾工廠采用5G協(xié)作機器人技術和5G機器人技術賦能的物流管理，使每位員工的產出提高了120%，人工物料處理降低了65%;西門子德國安貝格工廠通過部署智能機器人技術，使得勞動效率提升了50%;三一重中國北京工廠通過部署先進的人機協(xié)作自動化技術應對復雜的市場需求，將勞動生產率提高了85%;海爾中國青島二號工廠采用協(xié)作機器人將裝配線效率提高了52%。

　　 打造“燈塔工廠”應具備的重要能力

　　系統(tǒng)梳理和全面分析全球153家“燈塔工廠”在獨特的價值創(chuàng)造方式、工業(yè)4.0規(guī)?；D型的重要抓手、提高員工參與度的重要維度等方面的成功經驗，發(fā)現(xiàn)有較多共性特征是打造“燈塔工廠”、向第四次工業(yè)革命轉型的重要能力。

　　(一)規(guī)?；瘧霉I(yè)4.0技術的能力

　　近10年，制造業(yè)在技術創(chuàng)新和生產效率等方面的提升較為緩慢。為此，一些企業(yè)把工業(yè)4.0的前沿技術廣泛應用于實踐，不僅生產效率空前提升，而且獲得了技術創(chuàng)新的巨大飛躍?！盁羲S”以價值創(chuàng)造為導向，以互聯(lián)化、智能化和靈活的自動化3大科技趨勢為動力，在整個產業(yè)價值鏈上大規(guī)模部署工業(yè)4.0技術，成功催生了新的經濟價值。

　　如，自2017年開始，施耐德電氣5個生產基地快速部署工業(yè)4.0技術，僅用4年時間就廣泛應用于其80多個互聯(lián)生產基地。同時，成立了專注于員工能力建設的數(shù)字學院，讓每位員工參與到工業(yè)4.0技術變革的過程中。

　　(二)充分釋放產能的能力

　　“燈塔工廠”通過將先進的數(shù)字化工具和柔性生產系統(tǒng)相結合，不必擴建實體工廠也能降低企業(yè)成本、提高生產效率、加快上市速度，有效助推生產和銷售的雙重增長，讓企業(yè)充分釋放產能。

　　如，諾和諾德丹麥希勒勒工廠借助生產現(xiàn)場管理、生產流程優(yōu)化、數(shù)字化績效管理、設備綜合效率自動監(jiān)控、高階分析等先進技術釋放產能，設備效率和生產力提高了30%;隆基綠能嘉興生產基地組建工廠中大規(guī)模采用人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據、數(shù)字孿生等技術，產能實現(xiàn)大幅提升，制造成本降低了28%，產量損失減少了43%，生產交貨時間縮短了84%，能耗降低了20%。

　　(三)創(chuàng)新商業(yè)模式的能力

　　在商業(yè)互聯(lián)網、市場競爭、消費者需求等因素的驅動下，“燈塔工廠”借助第四次工業(yè)革命的核心技術可顛覆傳統(tǒng)商業(yè)模式和價值鏈，并根據自身的優(yōu)勢打造不同的創(chuàng)新商業(yè)模式，量身定制屬于自身的轉型航路。

　　如，青島啤酒通過需求預測精準掌控消費者偏好，推出在線定制平臺，為消費者提供規(guī)模化定制和B2B、B2C在線訂購包裝，成功打造了個性化營銷模式;強生視力健通過移動端和網絡平臺改善用戶體驗，將患者與專家、制造商和零售商聯(lián)系起來，提供個性化產品和服務。

　　(四)提升供應鏈韌性的能力

　　面對新冠疫情在全球的暴發(fā)，眾多企業(yè)在運營過程中供應鏈遭遇嚴重沖擊。面對供應鏈中斷、客戶群體分散、產品多元化的挑戰(zhàn)，“燈塔工廠”致力于提升供應鏈的敏捷性和韌性，打通“端到端”價值鏈，深入整合全產業(yè)的資源，有效聯(lián)動上下游企業(yè)應對市場需求變化。

　　如，美的中國合肥工廠搭建了端到端供應鏈控制塔，能夠更好地預測供應鏈風險;強生消費品醫(yī)療泰國工廠部署端到端協(xié)作式供應塔，應對供應商與客戶脫節(jié)、庫存管理的挑戰(zhàn)。

　　(五)低碳可持續(xù)發(fā)展的能力

　　“燈塔工廠”見證了工業(yè)4.0技術帶來的可持續(xù)發(fā)展價值。企業(yè)在應對經營發(fā)展問題的同時，減少了能源消耗、廢氣排放等對環(huán)境不利的因素。在制造加工行業(yè)，數(shù)字化流程得到優(yōu)化，節(jié)能減排技術對生產線進行升級，有效提高了工廠的整體可持續(xù)性;在快速消費品行業(yè)，消費者的環(huán)保意識逐漸提高，要求企業(yè)不斷降低能耗以減少整體環(huán)境足跡;在醫(yī)藥和醫(yī)療行業(yè)，推廣綠色技術并更新硬件設備，進行智能能源管理。

　　WEF公布的報告顯示，64%的“燈塔工廠”因第四次工業(yè)革命的影響，直接或間接推動了可持續(xù)發(fā)展。漢高公司在西班牙的加泰羅尼亞工廠，通過采用數(shù)字孿生技術，開啟250個在線效率系統(tǒng)，部署3?500個傳感器等，每天收集100萬個以上的數(shù)據點，連接其在全球的30多家工廠，實現(xiàn)數(shù)據實時監(jiān)測，以期實現(xiàn)2025年減少65%碳排放的目標。

　　 我國制造業(yè)發(fā)展面臨的主要問題和挑戰(zhàn)

　　我國已成長為“世界工廠”和全球制造業(yè)中心，擁有全球最完整的制造業(yè)產業(yè)鏈條，但目前仍是“制造大國”，而非“制造強國”。透過“燈塔”之光，盡管看到我國“燈塔工廠”在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢，但制造業(yè)在全球競爭、科技創(chuàng)新、供應鏈韌性、人才培養(yǎng)、可持續(xù)發(fā)展等方面依然面臨諸多問題和挑戰(zhàn)。

　　(一)國際市場競爭優(yōu)勢正在減弱

　　當前，世界主要發(fā)達國家高度重視制造業(yè)發(fā)展，并不斷出臺相關政策鼓勵制造業(yè)回歸，我國制造業(yè)面臨的國際競爭壓力越來越大。目前，我國制造業(yè)產業(yè)結構不合理的問題依然突出，低端制造占比過高的挑戰(zhàn)仍然存在。近年來，環(huán)渤海、長三角、珠三角等地區(qū)提出“騰籠換鳥”的制造業(yè)轉型升級規(guī)劃。但是，目前呈現(xiàn)“低端制造業(yè)已經遷出、高端制造業(yè)尚未形成”的發(fā)展格局。同時，我國制造業(yè)缺乏具有主導地位的優(yōu)勢行業(yè)，面臨全球價值鏈“低端鎖定”風險，在國際市場上的競爭優(yōu)勢正在減弱。

　　(二)關鍵核心技術攻關進展緩慢

　　技術創(chuàng)新是引領制造業(yè)高質量發(fā)展的“牛鼻子”。與發(fā)達國家相比，科技創(chuàng)新能力不夠強、技術升級緩慢，是導致我國制造業(yè)長期徘徊于價值鏈中低端的根本原因。我國制造業(yè)技術創(chuàng)新基礎薄弱，長期走“模仿創(chuàng)新”之路，尤其是許多關鍵核心技術仍受制于人，面臨著“卡脖子”和“技術封鎖”等難題，嚴重阻礙了制造業(yè)的高質量發(fā)展。具體看，我國制造業(yè)在工業(yè)軟件、數(shù)控機床、航空航天、集成電路、高端芯片、機器人等領域的創(chuàng)新能力不強，關鍵核心技術仍依賴進口。

　　(三)供應鏈的敏捷性和韌性不足

　　在全球百年未有之大變局背景下，隨著逆全球化趨勢興起、地緣政治沖突加劇的影響，國際分工格局和全球產業(yè)鏈布局加速調整。

　　一方面，全球供應鏈呈現(xiàn)本土化和區(qū)域化趨勢，主要發(fā)達國家不斷加速供應鏈回流步伐，鼓勵制造業(yè)企業(yè)回遷。

　　另一方面，全球供應鏈趨向分散化、短鏈化。新冠疫情等外部因素暴露了高度依賴全球性供應鏈的弊端，使得各國紛紛開始防范“斷鏈”風險。

　　全球供應鏈體系越來越復雜，從過去的“金字塔”結構轉變?yōu)楫斚碌摹熬W狀結構”，一定程度上增加了我國制造業(yè)供應鏈的脆弱性和風險水平。

　　(四)跨領域創(chuàng)新型高技能人才緊缺

　　人才是制造業(yè)轉型升級的內驅動力。我國制造業(yè)正處于數(shù)字化、智能化起步階段，轉型深度和廣度不夠，人才緊缺是轉型升級步伐較為緩慢的深層次原因。從我國制造業(yè)轉型升級的人才需求看，目前最緊缺的就是能夠助力制造業(yè)企業(yè)準確把握數(shù)字化轉型切入點、優(yōu)化生產流程、創(chuàng)新管理模式，既掌握多個領域知識又具備豐富實踐經驗的創(chuàng)新型高技能人才。

　　(五)綠色低碳發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)

　　2024年政府工作報告強調，要把加強生態(tài)文明建設，推進綠色低碳發(fā)展作為重點工作任務，通過調整產業(yè)結構、能源結構等大力發(fā)展綠色低碳經濟。我國目前仍以煤炭為主要能源，是碳排放的重要來源之一，尚未擺脫高耗能、高污染、高排放的發(fā)展模式。這不僅事關“雙碳”目標的完成，而且關乎我國整個制造業(yè)的未來。

　　 啟示和借鑒

　　制造業(yè)是我國實體經濟的主體，是推動經濟持續(xù)發(fā)展的重要引擎。實現(xiàn)制造業(yè)高質量發(fā)展，是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的重要任務，是從“中國制造”向“中國智造”轉型的關鍵所在。面對錯綜復雜的國內外環(huán)境，我國制造業(yè)應加快轉型升級，借鑒全球“燈塔工廠”的經驗，乘風破浪，砥礪前行。

　　(一)政策引導：建立“燈塔工廠”培育方案

　　加快研究制定制造業(yè)“燈塔工廠”培育方案，對標全球“燈塔工廠”評價標準，引導一批龍頭企業(yè)遵循具有國際領先水平的制造業(yè)高質量發(fā)展標準體系。積極推動“省市-中國-全球”3級聯(lián)動培育模式，針對入選不同級別的“燈塔工廠”給予不同金額的獎勵。借助“燈塔工廠”的培育，加快制造業(yè)產業(yè)結構調整和轉型升級，助推制造業(yè)企業(yè)邁向全球價值鏈中高端，增強在國際市場的競爭優(yōu)勢。

　　(二)技術應用：“點線面”布局工業(yè)4.0技術

　　制造業(yè)企業(yè)打造“燈塔工廠”應實現(xiàn)價值鏈上下游規(guī)?；D型，讓工業(yè)4.0技術廣泛覆蓋上游供應商、中游生產企業(yè)和下游客戶。在加強數(shù)字化智能化互聯(lián)化基礎設施建設的同時，應加快制造業(yè)關鍵核心技術攻關，深入推廣工業(yè)4.0技術規(guī)?；瘧玫暮诵膽冒咐?。讓科技革命的前沿技術充分融合并賦能產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，加快關鍵核心技術攻關，真正打通制造業(yè)“信息大動脈”。

　　(三)企業(yè)管理：打造敏捷韌性的供應鏈

　　黨的二十大報告和2023年中央經濟工作會議對提升制造業(yè)等重點產業(yè)的供應鏈韌性和安全提出了要求。著力提升供應鏈的敏捷性和韌性關乎產業(yè)未來，是我國制造業(yè)謀求全球產業(yè)鏈分工主動權和話語權的重要舉措。應借鑒“燈塔工廠”的成功案例，把打造數(shù)智化、高效能、韌性強的供應鏈作為高質量發(fā)展的重要抓手，鼓勵支持制造業(yè)企業(yè)打造端到端實時可視的供應鏈管理平臺。同時，從供應鏈的基礎能力、控制力、抵御能力和創(chuàng)新能力4個維度，不斷完善供應鏈頂層設計，加強供應鏈綜合治理，重塑供應鏈發(fā)展新格局。

　　(四)人才培養(yǎng)：鍛造員工參與的成長型思維

　　數(shù)字化轉型的根本是人的轉型，是打造“燈塔工廠”必不可少的內容。

　　一方面，企業(yè)領導人員應具備數(shù)字化轉型的戰(zhàn)略眼光，能夠帶領整個團隊實現(xiàn)企業(yè)目標。擁有在技術設備、人才培養(yǎng)等方面進行巨額投入的魄力。

　　另一方面，員工應有探索數(shù)字化轉型的技能。企業(yè)應注重員工自身發(fā)展，做好人才儲備。如重點加強員工在工業(yè)互聯(lián)網、人工智能、工業(yè)軟件、數(shù)控系統(tǒng)、行業(yè)標準等方面的學習和培訓，優(yōu)化人才梯隊結構，打造一支數(shù)字化賦能隊伍，為轉型做好充分準備。

　　企業(yè)可借鑒“燈塔工廠”打造的5大維度提高員工的參與度，包括終身學習培訓技能、增強主人翁意識、加強團隊協(xié)作、建立認可機制。

　　(五)綠色發(fā)展：提高“可持續(xù)燈塔”的生態(tài)效率

　　可持續(xù)發(fā)展已被納入第四次工業(yè)革命的整體目標，企業(yè)在實現(xiàn)業(yè)務目標的同時，也應兌現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的承諾。“可持續(xù)燈塔”被稱為“燈塔中的燈塔”，目前海爾在天津的洗衣機互聯(lián)網工廠是唯一入選的我國企業(yè)。在“雙碳”目標的驅動下，我國制造業(yè)應構建綠色發(fā)展創(chuàng)新體系，完善相關環(huán)境保護法規(guī)，提升綠色生產技術水平，持續(xù)優(yōu)化產業(yè)結構，合理布局綠色生態(tài)產業(yè)鏈條，形成能源消耗低、環(huán)境污染少的低碳發(fā)展模式。

　　“燈塔工廠”作為制造業(yè)數(shù)字化轉型的領跑者，在技術應用、業(yè)務模式、組織架構、經營管理等諸多方面樹立了成功典范。從某種意義而言，“燈塔工廠”在傳遞關鍵的信號——未來已來。隨著“燈塔工廠”效應的持續(xù)，新的“燈塔”持續(xù)被點亮，將激勵越來越多的企業(yè)進入“燈塔網絡”，投身智能制造、數(shù)字化轉型的浪潮中。我國制造業(yè)應以“燈塔工廠”的遴選為契機，借鑒更多的成功方法、模式和路徑，為加速推動高質量發(fā)展注入新活力。