“燈塔工廠”由世界經(jīng)濟論壇聯(lián)合麥肯錫聯(lián)合評選，指大規(guī)模應用第四次工業(yè)革命技術(shù)，積極推動工廠、價值鏈和商業(yè)模式轉(zhuǎn)型的數(shù)字化工廠或企業(yè)，是數(shù)字化制造和全球化4.0的示范者，代表著全球數(shù)字化生產(chǎn)的最高水平。其評價標準主要包括：大規(guī)模采用人工智能、云計算、5G、大數(shù)據(jù)等第四次工業(yè)革命技術(shù)；通過新型技術(shù)采用探索研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、供應鏈管理、營銷及服務等全流程全要素全方位的模式變革；全面實現(xiàn)企業(yè)的提質(zhì)增效、降低成本、綠色低碳；模式可復制可推廣等。
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一、全球：“燈塔工廠”現(xiàn)狀
（一）全球“燈塔工廠”快速增長，中國數(shù)量居全球首位
從2018年到2023年1月，全球“燈塔工廠”的數(shù)量從9家快速增加至132家，分布在30個國家或地區(qū)。按照“燈塔工廠”所在地統(tǒng)計，中國遙遙領先。中國“燈塔工廠”達到50家，占全球總量的37.9%，居全球首位；其次是印度12家、占比9.1%；排名第三的是美國10家、占比7.6%。按照“燈塔工廠”所屬企業(yè)的國別進行統(tǒng)計，中美并駕齊驅(qū)。中國企業(yè)建設的“燈塔工廠”共35家，占比27%；美國企業(yè)建設“燈塔工廠”共33家，占比25%；德國企業(yè)建設的“燈塔工廠”共20家，占比15%。
圖2 全球“燈塔工廠”分布
（以工廠所屬企業(yè)國別進行統(tǒng)計）
（二）“燈塔工廠”行業(yè)分布領域廣泛，集中在離散型行業(yè)
從當前132家“燈塔工廠”所屬行業(yè)分布來看，覆蓋電子設備、消費品、汽車、家用電器、制藥、服飾、采礦、食品飲料等20多個領域。以工廠所屬企業(yè)國別來看，其中美國、德國的“燈塔工廠”集中于醫(yī)療、半導體、工業(yè)自動化、增材制造、生物技術(shù)等尖端制造行業(yè)，我國的“燈塔工廠”主要分布在貼近終端消費者的產(chǎn)業(yè)鏈下游，集中在家電制造、電子設備制造領域。從制造業(yè)產(chǎn)品制造方式來看，以電子設備、消費品、汽車、家用電器等為代表的離散型制造行業(yè)，具備多品種、小批量、工藝復雜等特點，“燈塔工廠”集中。目前我國50家“燈塔工廠”中，有11家屬于家電領域（海爾6家、美的5家），占比達22%；電子設備領域12家，占比24%；合計占比超45%。
圖3 全球及中國“燈塔工廠”行業(yè)分布
圖4 中美德企業(yè)“燈塔工廠”所屬行業(yè)對比
（三）我國“燈塔工廠”集中在制造業(yè)大省，江蘇廣東占比超30%
從國內(nèi)省份分布來看，主要分布在東部地區(qū)，制造業(yè)大省江蘇數(shù)量最多為9家，其次是廣東7家，山東和安徽各有4家，四省入選總數(shù)占全國的48%。從具體城市來看，蘇州位居首位，有6家“燈塔工廠”；合肥排名第二，有4家；上海、青島、天津各有3家；北京、深圳、廣州、長沙、佛山、鄭州、成都、無錫各有2家。
圖5 我國 “燈塔工廠”區(qū)域分布熱力圖
（四）“燈塔工廠”日趨重視產(chǎn)業(yè)鏈全環(huán)節(jié)全要素協(xié)同轉(zhuǎn)型提升
目前“燈塔工廠”建設根據(jù)側(cè)重點不同，主要分為聚焦內(nèi)部生產(chǎn)制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升和重視產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈上下游全環(huán)節(jié)全要素協(xié)同轉(zhuǎn)型提升兩個方向，前者聚焦于生產(chǎn)制造本身，后者聚焦于打通產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同。截止到2023年1月13日，132家燈塔工廠共有145個數(shù)字化用例，聚焦內(nèi)部生產(chǎn)制造本身用例和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同提升用例分別為67個和78個，占比分別為51%和59%，該比例在2020年分別為65%和35%。由此可見，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈全環(huán)節(jié)全要素協(xié)同數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升成為重要趨勢。
圖6 “燈塔工廠”數(shù)字化用例變動趨勢
（五）“燈塔工廠”通過數(shù)字技術(shù)深度應用，整體成效顯著
“燈塔工廠”通過采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、增材制造、云計算、數(shù)字孿生、工業(yè)機器人等新技術(shù)，構(gòu)建覆蓋企業(yè)內(nèi)部全流程、產(chǎn)業(yè)鏈上下游全環(huán)節(jié)、產(chǎn)品服務全生命周期的數(shù)字化體系，全面提升企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的效率、降低成本；同時通過數(shù)據(jù)要素作用的發(fā)揮，探索新的模式進而形成新的增長點，成效顯著。根據(jù)麥肯錫公司的數(shù)據(jù)，與數(shù)字技術(shù)成功結(jié)合的“燈塔工廠”，生產(chǎn)力平均提升超過2.5倍，利潤率提升8%-13%，運營指標提升50%-60%。
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二、“燈塔工廠”建設經(jīng)驗分析
入選“燈塔工廠”的企業(yè)，不局限于簡單地在生產(chǎn)制造過程中應用數(shù)字化技術(shù)，其有完整的、適用于本行業(yè)和企業(yè)特點的數(shù)字化、智能化戰(zhàn)略規(guī)劃和實施路徑，在數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型中均體現(xiàn)出前瞻性的戰(zhàn)略規(guī)劃和實施能力，由上而下地推動企業(yè)實現(xiàn)全面轉(zhuǎn)型。只有制定全局、系統(tǒng)、完善、前瞻的公司戰(zhàn)略，才能真正調(diào)動“燈塔工廠”建設的各項資源和要素，為實際行動提供戰(zhàn)略指引。如濰柴濰坊工廠在2015年發(fā)布濰柴智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃，將“智能制造”提升至企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，并形成具體的實施計劃，對智能制造的組織架構(gòu)、技術(shù)體系、資源組織、人員配備等進行總體規(guī)劃與部署，全面開展智能制造項目，支撐企業(yè)集團化、國際化的發(fā)展戰(zhàn)略。寧德時代寧德工廠從2011年到現(xiàn)在，沿著自動化、自動化+數(shù)字化、智能化三部曲，堅定推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升戰(zhàn)略。
（二）新要素：數(shù)據(jù)作為新型要素打通企業(yè)融合發(fā)展要素鏈
數(shù)字化時代企業(yè)運營的本質(zhì)特征是數(shù)字化，核心要素是數(shù)據(jù)?！盁羲S”無一例外充分發(fā)揮數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素的價值，通過數(shù)據(jù)的內(nèi)部及外部貫通，以數(shù)據(jù)資源重新聚合人才、技術(shù)、能力、資金等生產(chǎn)要素，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能決策和模式創(chuàng)新。如寶潔在日本高崎的“燈塔工廠”，通過采用數(shù)據(jù)流整合、數(shù)字孿生和機器學習等新技術(shù)，充分收集、處理、分析全流程的數(shù)據(jù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)作為新型要素的作用，將工廠的創(chuàng)新周期縮短72%、客戶訂單規(guī)劃速度提高14倍。三一重工長沙18號工廠，運用人工智能、大數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù)分析、處里、挖掘等技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺采集現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，并進行分析處理建模，實現(xiàn)生產(chǎn)制造工藝優(yōu)化、預備的預測性維護和遠程維修、柔性化生產(chǎn)、智能排產(chǎn)排程等，最終實現(xiàn)產(chǎn)能提升123%，生產(chǎn)效率提高98%，單位制造成本降低29%。
（三）新技術(shù)：以數(shù)字孿生人工智能為代表的技術(shù)深度賦能
“燈塔工廠”評選標準之一即大規(guī)模使用人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)。從當前已發(fā)布的132家“燈塔工廠”看，均將合適的技術(shù)創(chuàng)新成果應用到商業(yè)實踐中，成功跨越“試點陷阱”①，取得效率水平大幅提升和遠高于行業(yè)水平的價值創(chuàng)造能力。同時充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的深度賦能②作用，實現(xiàn)“燈塔工廠”經(jīng)驗的可拓展可復制。如CEAT印度哈洛爾工廠，通過先進分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)等第四次工業(yè)革命技術(shù)，尤其是針對生產(chǎn)周期和生產(chǎn)制造產(chǎn)線上具體操作人員的數(shù)字化提升，實現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短20%，工藝廢料減少46%。日月光半導體中國臺灣高雄工廠，通過多項人工智能技術(shù)的應用，實現(xiàn)產(chǎn)量提升67%，訂單交付時間縮短39%。海爾依托其卡奧斯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺賦能，不僅自身“燈塔工廠”數(shù)量領先，同時成功賦能青島啤酒，幫助其整合上下游企業(yè)及資源，共建“啤酒+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)，使之成為全球首個啤酒飲料行業(yè)“燈塔工廠”。
①、麥肯錫發(fā)現(xiàn)，大量制造企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型初期的試點非常成功，但在全面推廣并取得財務、運營和可持續(xù)績效方面持續(xù)改善的過程中卻困難重重，74%的企業(yè)在啟動數(shù)字化項目不久后就泥足深陷，以上稱之為“試點陷阱”。
②、卡奧斯已鏈接企業(yè)90萬家，服務8萬多家企業(yè)提質(zhì)、降本、增效，孕育出化工、汽車等諸多行業(yè)生態(tài)，并在20多個國家復制推廣。
（四）新治理：建立匹配數(shù)字化轉(zhuǎn)型的組織結(jié)構(gòu)及管理模式
數(shù)字經(jīng)濟時代，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等為代表的技術(shù)正推動著制造系統(tǒng)嵌入在企業(yè)的治理結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。由此將對新的組織架構(gòu)、管理體系模式、數(shù)據(jù)安全、組織運行機制等提出更高要求，且必須與數(shù)字化相匹配。案例研究顯示，在全部的“燈塔工廠”里，70%以上的企業(yè)正以一種或多種方式調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，如增加相應的職位、改變原有的組織結(jié)構(gòu)使之與數(shù)字化業(yè)務相匹配、建立專注于數(shù)字化部署的跨職能團隊等。如施耐德電氣成立專門的數(shù)字化轉(zhuǎn)型部門，負責轉(zhuǎn)型的路線及具體實施；美的集團成立美云智數(shù)，既是美的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要參與者,也是美的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對外輸出的載體。
（五）新模式：全鏈條端到端協(xié)同數(shù)字化實現(xiàn)供需多效平衡
越來越多的“燈塔工廠”在實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部全要素互聯(lián)的基礎上，積極通過數(shù)字化手段和模式創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)貫通，對數(shù)據(jù)和信息進行整合和分析，實現(xiàn)供需平衡、產(chǎn)銷平衡等多維平衡及柔性匹配，由點串線成面，全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)的深度數(shù)字化協(xié)同，增強全產(chǎn)業(yè)鏈的韌性。如濰柴濰坊工廠通過搭建覆蓋全價值鏈的信息化支撐平臺，延伸至產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)（核心供應商），打通全鏈條環(huán)節(jié)的流程，從生產(chǎn)裝備的智能化、自動化、數(shù)字化延展至整個企業(yè)運營，并形成獨具特色的濰柴運營管理體系（WOS），帶動全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化能力整體提升。美的集團廣州工廠基于美的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)M.IoT平臺，從自動化工廠向“端到端”互聯(lián)價值鏈轉(zhuǎn)型，勞動效率提高28%，單位成本降低14%，訂單交付期縮短了56%。此外，海爾、強生、雷諾、諾基亞等企業(yè)，則進一步將新技術(shù)革命拓展到實體工廠范疇之外，打通了端到端價值鏈，形成供應網(wǎng)絡對接、端到端產(chǎn)品開發(fā)、端到端規(guī)劃、端到端交付等優(yōu)秀實例。
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三、小結(jié)
通過對全球132家“燈塔工廠”分布情況來看，盡管從工廠所在國家和所屬公司所在國家兩個維度分析，我國燈塔工廠的數(shù)量均居全球首位，但從行業(yè)分布來看，不同于美、德集中于醫(yī)療、半導體、工業(yè)自動化、生物技術(shù)等尖端制造行業(yè)，我國“燈塔工廠”主要貼近終端消費者的產(chǎn)業(yè)鏈下游，集中在家電制造、電子設備制造領域。此外，雖然我國制造業(yè)是全球產(chǎn)業(yè)門類最齊全、產(chǎn)業(yè)體系最完整的制造業(yè)，但我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型還存在著滲透率低、企業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不均衡的問題。2021年我國制造業(yè)數(shù)字化滲透率僅22%，遠低于全球發(fā)達國家33%的平均水平，與美國、德國相比更是差距較大。
面對我國制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變的重要階段，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是重要支撐和必由之路。積極借鑒“燈塔工廠”的建設經(jīng)驗，對助力我國制造型企業(yè)全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升具有重要的意義。
