数字化标杆：中国31家“灯塔工厂”案例集
❑ 导 读
全球90家“灯塔工厂”，中国占三分之一。
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“灯塔工厂”是由世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同遴选的“数字化制造”和“全球化 4.0”示范标杆，被视为第四次工业革命的领路者，代表世界数字化制造最高水平。其评判标准包括是否拥有第四次工业革命的所有必备特征，具体包括自动化、工业物联网（IIOT）、数字化、大数据分析、5G等技术。
自2018年开始，世界经济论坛与麦肯锡咨询公司在全球发起评选“灯塔工厂”项目，寻找制造业数字化转型的典范。目前已有来自全球22个行业的90家工厂入选，这些“灯塔工厂”广泛分布于消费品、汽车、家用电器、钢铁制品、医疗设备、制药、工业设备等多个领域，积极探索适合自身的数字化路径，展现了传统产业数字化转型的巨大潜力。
全球范围来看，我国拥有灯塔工厂的数量位居第一，已经超过总量的三分之一，但不少灯塔工厂的主导权属于外资企业，我国城市和企业打造“灯塔”，还有极大提升空间。事实上，我国灯塔工厂增量呈现加速态势，且入选的中国企业日益增多，“灯塔效应”也在加速释放。
截至目前，国内共有31家灯塔工厂，其中有3家位于中国台湾地区，中国内地则有28家，分布在19个城市，包括合肥、北京、宁德、广州、深圳、佛山、秦皇岛、郑州、武汉、南京、苏州、无锡、沈阳、青岛、潍坊、上海、成都、天津、杭州，上述城市基本都是经济强市或制造业强市。
不难发现，东部地区拥有灯塔工厂的城市达14个，中部地区有3个，西部地区有1个，东北地区有1个，东部地区的智能制造实力可见一斑。
若单以灯塔工厂具体分布来看，区域差距则更为明显。东部地区有22家灯塔工厂，中部地区有3家，西部地区有2家，东北地区有1家。
以城市群来看，长三角有11家，京津冀有5家，粤港澳有3家，山东半岛有3家，成渝有2家。
以省域来看，江苏有8家，位居第一；山东、广东均有3家，并列第二；北京、四川、天津均有2家，其余拥有灯塔工厂的省市，均仅有1家。
以城市来看，苏州以5家灯塔工厂遥遥领先，其次是北京、无锡、青岛、成都、天津均拥有2家，其余13个城市都只拥有1家。由此来看，要造灯塔工厂并不容易。
根据麦肯锡资深专家对中国“灯塔工厂”的研究发现，与其他国家相比，中国的制造商更愿意拥抱端到端全价值链数字化转型。与此同时，中国用户的个性化需求与日俱增、品牌竞争日趋激烈、电商业务蓬勃发展等，也都在倒逼中国企业开展端到端的数字化转型。
在打造“端到端智能制造”生产管理方式的同时，工业互联网平台在智能制造上的资源配置和产能优化的战略意义不可忽略。一方面平台可以将云计算、物联网、大数据的理念、架构和技术融入工业生产，为生产与决策提供智能化服务；另一方面平台互联互通，前端可连接用户需求，后端可连接智能工厂，实现柔性化、定制化生产，也能进行全球资源的协同配置。
传统制造业通过数字化转型实现降低资源消耗、浪费和碳排放，提高生产效率和企业利润的效应已经在“灯塔工厂”得到验证。当前，时代的主题已经变成“高质量发展”、“共同富裕”，而对于制造业企业来说，实现“高质量发展”和“共同富裕”也离不开工业互联网。
如何用好“灯塔工厂”的“灯塔效应”？是接下来企业聚焦的重点。以“灯塔工厂”为代表的先进制造企业，其数字化技术和智能化生产能力并非仅仅为己所用，而是开放给上中下游的一些企业和制造工厂，既降低了中小企业数字化转型的技术门槛，也推动了整体产业智能化进程，连点成线，串珠成链，整条产业链都将从中获益。
注：文末附全球90家灯塔工厂列表
概要
经过为期一年的调研，世界经济论坛公布全球首批9家最先进的“灯塔工厂”。从9家“灯塔工厂”的地理分布来看，欧洲虽然至今仍无本土互联网巨头，但在将先进技术应用于制造业方面依然保持强大实力。其中，位于中国的3家工厂分别是博世汽车（中国无锡）、海尔（中国青岛）和西门子工业自动化产品（中国成都）。
具体案例
无锡高新区是博世汽车与智能交通技术在华发展的重要基地，也是博世柴油系统和动力总成业务的中国总部。博世汽车无锡工厂作为一家“灯塔工厂”，关注打通端到端价值链，用数字化转型来带动整个产业链的效能提升，促使新的业务模式和新的商业模式诞生。通过将其“灯塔工厂”的创新运营系统推广到产业链上下游，最大化地利用技术进步重塑整个产业链，发挥示范和带动效应。
积极推进各类工业4.0应用
作为在中国最早践行工业4.0的工厂，博世全面部署并实施数字化转型战略，在制造及物流领域积极推进各类工业4.0应用。如实时的生产节拍时间管理系统、生产现场无纸化操作平台、智能仓储及物料管理等。工厂使用的阀座人工智能自动目检台，实现了对复杂零件的自动上下料和快速对焦，能够对微米级别的失效尺寸连续拍照和高精度人工智能判断。快速对焦系统有效降低30%节拍时间，显著提升了生产效率，而高性能人工智能算法保证对不同失效类型检测质量的准确性和一致性，保证100%不合格零件检出率。
据悉，博世汽车无锡工厂主要生产共轨喷油器和废气后处理系统组件等产品，通过搭建“先订单，后制造”产品定制平台，利用远程人工智能技术事先预测维护需求，其业绩比普通工厂高出20%-50%。
全面部署并实施数字化转型战略
基于博世生产系统（BPS）和工业4.0，博世汽车无锡工厂制定了全面升级的战略路线图，该战略路线图包括覆盖整个价值链的40多个项目。例如通过多个应用实例实现条件监测，使用智能系统优化设备能源消耗方案，应用RFID技术进行备件跟踪，通过数据挖掘提高一次性通过率，分析不同场合的负载均衡和动态瓶颈，以智能眼镜为先行进一步发展混合现实的实际应用等等。
此外，在新能源领域，博世的商用车电动化业务已全面铺开，率先在无锡建设了首个在德国以外的燃料电池中心，博世燃料电池电堆也已在无锡实现小批量量产。
数字化的不止是工厂，更是生态
2020年11月，博世中国创新与软件开发中心于无锡正式落成启用，这是博世集团首个在中国开设的软件开发中心。中心主攻研发创新与软件开发方向，包括嵌入式软件、云端和物联网解决方案、人工智能和大数据等，服务智能互联交通、出行服务、互联工业和智能家居等领域。软件开发中心现阶段为博世中国的业务板块提供创新技术与软件研发支持，到2025年预计将达到2000人的业务规模，未来将进一步服务外部企业客户，助力中国的产业和技术发展。
世界经济论坛评价：“以客户为中心的技术”——以人工智能主导转型，包括搭建“先订单，后制造”产品定制平台，以及利用远程人工智能技术事先预测维护需求
2019年，海尔中央空调智能互联工厂落地全球首个5G中央空调应用示范基地，开创5G物联网中央空调的新局面。2020年更是荣获德国工业4.0大奖，成为全球首个 “工业4.0园区”，标志着海尔智能制造由灯塔工厂到灯塔基地的引领升级。
海尔中央空调互联工厂通过自动化、网络化、数字化和智能化，整个园区实现互联网技术与工业技术融合，以柔性制造力满足用户个性化需求。同时，海尔中央空调互联工厂还以网器为触点搭建了用户与资源零距离并联的生态圈，用户可根据家庭、办公等不同场景提出个性化设计需求，创造场景化定制方案。
海尔将先进制造技术与新一代人工智能技术深度融合应用，建立了跨界生态体系的全流程信息自感知、 全要素事件自决策、全周期场景自迭代，率先打造物联网时代下的制造企业数字化、智能化转型示范新标杆。
作为全球首批&中国首个灯塔工厂及行业首个国家级智能制造标杆企业，海尔中央空调在卡奥斯工业互联网平台的赋能下，生产车间高度自动化、智能化。同时，企业在生产环节就与用户连接起来，实现物联网时代全流程的“超链接”，走出了一条差异化的“智造”之路。
世界经济论坛评价：“3D模拟生产线优化”——员工利用3D模拟、增强现实和其他技术，完善工厂的设计和运营，促使产量提高三倍，缩短周期时间。
西门子工业自动化产品成都生产及研发基地（SEWC）是西门子在德国以外建立的首家数字化工厂，也是西门子继德国、美国之后在全球的第三个工业自动化产品的研发中心，实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。
凭借以“数字化双胞胎”为核心的柔性生产技术平台，SEWC能够确保快速分配资源、高效排产并遵循高质量标准。在过去5年中，SEWC高度柔性的生产方式保证了99%的及时交货率。其次，数字化的生产方式促进了高效生产，使工厂的产量增加了4倍。在工业自动化产品的制造方面，SEWC遵循全球统一的质量标准，5年内产品质量合格率达到99.999%。
据悉，西门子通过底层数据库，把所有的人、IT系统、自动化系统连通在一起，为工厂在虚拟世界里建立一个“数字化双胞胎”。同时，结合西门子全价值链的数字化企业软件（PLM、MES/MOM、TIA等），可对整条生产线以及工厂整个寿命周期内的所有过程进行优化，使虚拟世界中的生产仿真与现实世界中的生产无缝融合，理想地控制现实生产的全部过程。
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