第四次工業革命領先一步：燈塔工廠如何引領制造行業的未來趨勢？

2024-07-25財經

第四次工業革命的命運掌握在機器智慧手中，它以驚人的速度處理TB級別的數據，推動著這場革命向前發展。人工智慧的崛起，不僅在於其新發現的自動化技能，更在於其最佳化復雜決策的能力，它像一盞明燈，照亮了第四次工業革命的道路，引領著各種技術不斷創新，追求前所未有的突破。

全球燈塔網路持續壯大，新增21座燈塔，總數已達到153家。這些燈塔中，既有專註於自動化的燈塔工廠，也有實作全鏈條自動化的「端到端」燈塔工廠，更有致力於永續發展的「永續燈塔工廠」。2023年加入的21家燈塔工廠，更是展示了先進制造業和價值鏈的未來趨勢，其中不乏16家燈塔工廠和5家「端到端」燈塔工廠，以及5家「永續燈塔工廠」。

這些燈塔工廠代表了第四次工業革命的最前沿，它們的主要特點是極高的數位化水平、機器智慧的廣泛套用，以及從一開始就規劃好的大規模部署。數位經濟套用實踐專家駱仁童博士表示，這些因素共同推動著第四次工業革命的行程，讓我們看到了一個更加智慧、更加高效、更加永續的未來。

一、第四次工業革命拐點

面對技術飛速發展、人員流動頻繁、地緣政治緊張加劇和氣候變遷加速等多重挑戰，全球供應鏈的脆弱性愈發凸顯，制造商亟需應對新局面。然而，第四次工業革命正加速推進，為制造業帶來戰勝挑戰的曙光。本報告揭示了革命的關鍵轉折點，其中兩大驅動因素尤為突出：一是機器智慧技術日益成熟，二是領先企業重新定義試驗概念，將整個工廠作為試驗場，以放大影響力。

為了應對未來潛在的顛覆和抵禦各種沖擊，制造商正紛紛加大對人工智慧（AI）技術、永續能源及其他創新技術的投入。據統計，約90%的高管將提升供應鏈彈性視為首要任務，而每年在人工智慧領域的投資已高達約1500億美元。地緣政治的演變為先進制造業在市場中的蓬勃發展註入了新活力，人工智慧、數位技術、永續發展特征以及先進制造業和供應鏈中更高的技能組合共同助力市場煥發新生機。

機器智慧正在成為第四次工業革命的核心力量。自第三次工業革命以來，由半導體和晶體管驅動的電腦時代加速發展，開啟了基本控制系統自動化的可編程邏輯。如今，大數據的湧現實作了「智慧化」，有助於作出明智的權衡決策，進而最佳化和加強關鍵流程及控制系統。然而，全球產業變革往往並非一蹴而就。每一次革命性轉變都經歷了從引入有利基礎到廣泛采用的曲折過程，呈現出S型曲線的特點。

在第一階段，即采用階段，企業透過試錯式改進逐步摸索前進，這一過程可能持續較長時間。進入第二階段，實踐曲線階段，企業開始努力將新的創新成果推廣到整個生產網路中，以實作廣泛套用。最後，在第三階段，最佳化階段，各公司圍繞最佳解決方案、標準和協定展開緊密合作，推動成本逐漸趨於穩定。

機器智慧對於第四次工業革命具有決定性意義，它促進了多個技術領域的突破性進展。智慧技術正在推動靈活機器人技術和自動駕駛汽車的發展。但要實作這一目標，人工智慧需要從企業系統、機器傳感器、連線性基礎設施以及生成和收集PB級數據等方面進行全方位的支持。值得一提的是，制造商在人工智慧領域的迅猛發展在一定程度上得益於其前所未有的規模以及生成和連通數據的新能力。對於某些領先的工廠而言，每周甚至每天都會產生TB至PB級別的海量數據，為人工智慧技術的套用提供了豐富的資源和廣闊的空間。

在第二階段，隨著燈塔工廠的先進用例不斷證明其對生產網路乃至整個組織的深遠影響，這些工廠作為試點，積極推廣第四次工業革命技術的規模化套用。然而，對於許多公司而言，將單個工廠的成功經驗在整個網路中復制並非易事，他們往往因為資金、數據、技術、人才和組織解決方案等方面的差異而猶豫不決。實際上，在歷史上的歷次工業革命中，新技術的采納往往並非一帆風順，而是伴隨著各種挑戰和困難。

盡管如此，仍有一些企業堅定地選擇了規模化擴充套件的道路，並成功地將燈塔工廠的經驗復制到了整個生產網路中。這些企業透過編寫新的指導手冊、制定新的認證和規定、開發新的工具等方式，將創新制度化，推動了整個行業的進步。這種由學習到實踐再到最佳化的過程，正是第四次工業革命技術推廣的典型路徑。

目前，第四次工業革命仍處於第二階段，各燈塔工廠正在積極探索如何從「學習」轉向「實踐」。雖然生成式人工智慧等新興技術可能需要更長時間才能在整個行業普及，但這些工廠已經開始在工廠大規模采用這些技術，並取得了顯著的成果。他們之所以能夠做到這一點，得益於他們已經建立了完善的數據和技術基礎設施、強大的人才基礎以及高效的敏捷實施方法等關鍵使能因素。

燈塔企業引領制造業變革，其規模化轉型不僅重塑競爭格局，更推動企業在成本、品質、服務、敏捷和永續性等方面取得突破性進展。這些企業透過清晰的戰略規劃、人才能力培養和技術革新的有效結合，實作了快速轉型，並在實踐中證明了投資報酬的可觀性。

隨著技術套用的不斷深入，燈塔工廠的實施速度也在加快，新用例的部署周期大幅縮短，投資報酬率不斷提升。這種自增長的趨勢不僅增強了企業應對顛覆的能力，也進一步拉大了領路者與落後者之間的業績差距。

面對行業加速的挑戰，企業必須做出選擇：是積極創新、加速前進，還是緊跟市場步伐。燈塔企業及其同行透過網路層級的影響，正推動著行業向更高效、更高質的方向發展。而那些無法跟上節奏的企業，可能會面臨被淘汰的風險。

因此，企業需要根據自身情況和市場環境，制定合適的數位戰略。無論是選擇成為創新者、加速者還是快速追隨者，關鍵在於要迅速行動，充分利用現有的經驗和資源，以最小的學習成本獲取最大的價值。只有這樣，企業才能在激烈的市場競爭中立於不敗之地。

二、各項能力提升燈塔工廠的采用曲線

當技術在數十個用例中逐漸成熟，挑戰的焦點便轉向了速度與規模。此時，各個工廠及其供應鏈網路將成為實踐的前沿，而不僅僅是單一的用例。隨著規模的不斷擴大，原本針對單個實施方案的用例概念也將演變為涉及數十甚至數百個方案的復雜體系。

在引領這場變革的過程中，有幾個關鍵步驟值得關註。首先，制定清晰的戰略路線圖至關重要，它能夠指導企業向技術驅動的組織轉型，並確定各項價值的優先級。這不僅包括跨用例的單點最佳化，還涉及跨工廠的網路協同。

其次，建立強大的交付能力是推動轉型的動力源泉。這包括制定全面的人才培養和保留計劃，以適應數位化時代的需求；實施敏捷的營運模式，以提升速度、品質和協作效率；構建清晰、可延伸且分布式的技術基礎設施，以支撐廣泛的數位服務和解決方案；以及完善數據架構和管理體系，以確保關鍵決策的準確性和數據的高效利用。

然而，僅有這些能力並不足以確保成功。無論是在單點層面還是網路層面，有效的變革管理都是不可或缺的。它能夠確保新的理念和實踐得到廣泛的采納和持續的擴充套件。

在制定戰略路線時，企業必須深入理解轉型的動因、目標和路徑。這需要在業務戰略和路線圖階段辨識並優先考慮那些能夠支持整體業務優先事項的關鍵價值領域。同時，還需要密切關註行業趨勢、生產網路規模和多樣性以及現有IT基礎設施的狀況，以制定切實可行的計劃。

值得一提的是，有幾種方法在這一過程中特別有效。技術主導型方法強調在多個工廠中同時部署同一技術或用例，以實作規模化效益；能力主導型方法則依賴以能力為核心的卓越中心（CoE）來辨識並推廣數位創新；而「構建和復制」型方法則註重在一個工廠中同時培養人才和構建能力，並將其復制到其他工廠。這些方法的選擇和套用將取決於企業的具體情況和需求。

構建強大的變革引擎：人才、敏捷、技術與數據

在變革的浪潮中，戰略如同指引方向的明燈，變革管理則是緊握舵盤的船長。而真正推動變革前行的，是那些匯聚了高素質人才、敏捷營運、先進技術和優質數據的強大力量。這不僅是一場技術的革新之旅，更是一次全方位的能力升級。

隆基股份有限公司深知人才是企業最寶貴的資產。他們不僅註重人才的選拔和培養，更透過評估、培訓和認證的一體化流程，打造了一支與技術發展緊密相連的精英團隊。這種全面的人才戰略，讓每一位員工都能在變革中找到自己的定位，為企業的持續發展註入源源不斷的活力。

在敏捷方面，ReNew公司以其獨特的ReD團隊為例，展示了如何透過靈活的組織結構和創新的工作模式，逐步改變營運模式、公司文化和能力。他們鼓勵員工跨部門合作，打破傳統的思維框架，以更高效、更富有創造力的方式應對變革帶來的挑戰。

技術，作為變革的核心驅動力，正在以前所未有的速度改變著世界。鴻佰科技為供應商搭建了一個共享的技術平台，讓企業能夠更快地部署新用例、獲取業務價值。他們透過開放的技術架構和靈活的合作模式，激發了供應商們的創新精神，共同推動了行業的進步。

而在這個變革的過程中，數據的作用日益凸顯。華潤建材科技透過構建可延伸的架構，實作了對數據的高效利用和強大分析。他們不僅將數據作為決策的依據，更透過數據產品的形式，為每一個解決方案和用例提供了有力的支持。這種數據驅動的變革方式，讓企業在競爭激烈的市場中立於不敗之地。

數位經濟套用實踐專家駱仁童博士強調，構建強大的變革引擎需要多方面的努力和協同。只有當我們擁有了高素質的人才、敏捷的營運模式、先進的技術和優質的數據時，才能真正推動變革向前邁進，創造更加美好的未來。

實施變革管理

變革管理並非僅憑個人或團隊的能力就能輕易推動，它更像是一場需要精心策劃和執行的戰略行動。在這場行動中，轉型辦公室扮演著至關重要的角色，它們像是指引方向的燈塔，為企業照亮前行的道路。事實上，有高達70%的燈塔工廠都深刻認識到這一點，將轉型辦公室視為轉型過程中不可或缺的關鍵力量。這些辦公室不僅負責跟蹤變革的影響，確保每一步都符合預期的目標，還透過提供適當的財務激勵來激發團隊的積極性，同時積極管理各種潛在風險。此外，它們還致力於在整個組織內部培養關鍵的數位化技能和文化，為變革的順利進行奠定堅實的基礎。

西門子就是一個典型的例子，他們透過設立短期計畫管理辦公室，成功地構建了長期的能力，使得西門子成都生產基地成為了模組化制造執行系統(MES)平台上的先鋒。成都工廠率先采用了新的訂單排程模組，並憑借其潛在的影響力獲得了額外的預算支持。在模組開發完成後，MES的能力小組便積極尋求認證，以擴大其套用範圍。因此，這些能力小組不僅確保了新開發的MES模組具有良好的可延伸性，還為其在整個西門子生產網路中的推廣和實施奠定了堅實的基礎。

三、人工智慧時代的加速采用情況

燈塔工廠正積極擴充套件其人才庫、敏捷性、技術實力及數據能力，以實作網路化乃至系統化的擴張。這一舉措使他們能夠深度挖掘第四次工業革命的技術紅利。這些紅利涵蓋了眾多技術解決方案，如5G和邊緣計算技術等連線工具、MES、CRM和PLM等數位規劃與管理工具、以及儀表盤、可穿戴裝置和AR技術等人員連線工具等。此外，生產機器人和自動化工具如3D打印和AGV也在重塑貨物的生產模式，而機器智慧技術則透過預測、最佳化和增強能力來輔助決策。

值得註意的是，人工智慧技術已成為燈塔工廠的核心競爭力。在最新的200多個用例中，超過一半都依賴於人工智慧。人工智慧不僅正在快速改變制造業，而且其影響只會越來越深遠。制造商不再質疑人工智慧的可行性或影響力，而是專註於如何負責任地實施人工智慧，以及如何應對相關的風險、法規和復雜性。

最新一批燈塔工廠的實踐表明，人工智慧技術正在深入供應鏈的各個環節，從規劃、資產管理到品質和交付等，都展現出顯著的影響力。此外，他們還透過將戰略重點放在「資產化」上，實作了用例的規模化快速部署，進一步提升了生產效率和產品品質。

隨著人工智慧技術的成熟，燈塔工廠開始追求更高級別的決策能力，即「認知自動化」。他們透過套用智慧來維持穩定的營運流程，並逐步發展到完全的「自我修復」制造和供應鏈運作。同時，他們還透過引入生成式人工智慧，將數據轉化為價值，進一步推動了制造業和供應鏈相關的生產率提升。

四、塑造全球燈塔網路的未來五年

十年過去，制造業的面貌已煥然一新。世界經歷了前所未有的劇變，而在這波瀾壯闊的歷程中，燈塔工廠以其無與倫比的力量和韌性屹立不倒。它們不僅引領著制造業邁向第四次工業革命的新紀元，更將這場革命從理論層面推向了實踐的前沿。透過精心構建的戰略框架，燈塔工廠在人才、敏捷性、技術和數據等關鍵領域鍛造出強大的交付能力，並在工廠層面成功實施了變革管理。如今，它們正以前所未有的速度將這些能力擴散至網路乃至組織層面，與人工智慧等第四次工業革命的尖端技術緊密結合，在價值鏈的每一個環節都引發深遠影響，為全球制造商照亮前行的道路。

附錄：燈塔工廠用例、變革故事和影響